一种人工钉扎铌钛超导体的制备方法 【技术领域】
一种人工钉扎铌钛超导体的制备方法，涉及一种制备具有较好磁通性能的人工钉扎铌钛NbTi超导体的方法。
背景技术
铌钛NbTi超导体在2.4K下由于具有较好的超导性能以及优良的加工性能，得到广泛的应用，占全世界超导材料产量的90％左右。通常采用时效热处理和冷加工相结合的办法使NbTi基体中析出了大量的、细小的α-Ti来增强磁通钉轧力，磁通钉轧力的最大值所对应的磁场大约在5T左右，但由于受到热动力学的限制，NbTi基体中地α-Ti的析出量难超过25vol％，这极大的限制了NbTi超导体载流性能的提高。20世纪80年代末，通过直接向NbTi基体中人为引入Nb钉轧中心，使NbTi超导体的载流性能得到了显著提高，这种方法称作人工钉轧工艺。由于直接将钉轧中心引入NbTi超导体基体中，因此可以选择钉扎材料的种类、排布形状以及在超导体中的含量。人工钉扎工艺克服了常规工艺中不能大量增加钉扎中心的数量的缺点，被认为是提高NbTi超导体Jc的关键技术。目前Nb人工钉扎NbTi超导体是性能最好的人工钉轧超导复合体，低场下的性能已经超过了常规的NbTi超导体，但是它的磁通钉扎特征不如人意：磁通钉扎力的最大值对应的磁场强度仅在2.5T左右；而且随着磁场的增加，钉扎力的作用下降很快。这极大地限制了人工钉扎NbTi超导体在中高磁场的应用。人工钉扎NbTi超导体的制备通常采用热挤压和冷加工相结合的工艺，一般不进行任何的热处理。
【发明内容】
本发明的的目的是针对上述已有技术存在的不足，提供一种磁通钉扎特性好、与Nb人工钉扎NbTi超导体相比，最大钉扎所对应的磁场在更高场的人工钉扎超导体。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种人工钉扎铌钛超导体，其特征在于该超导体的人工钉扎材料为α-Ti合金，该α-Ti合金的原子百分比组成为：Nb0.8％-4％，余量为Ti和不可避免的杂质，且人工钉扎材料α-Ti合金与超导芯丝的总体积相比其人工钉扎材料的体积含量为10％-40％。
一种人工钉扎铌钛超导体的制备方法，其特征在于制备过程为将人工钉扎材料α-Ti合金与NbTi组合后，在温度550℃-570℃温度下进行四次挤压，挤压比为6-15，且在拉伸过程中进行至少两次的软化热处理，制度为(200-300)℃×(1-2)h。
本发明的人工钉扎NbTi超导体与Nb人工钉扎超导体相比，磁通钉扎特性更具有优势，最大钉扎所对应的磁场维为4T-5T。
【具体实施方式】
一种人工钉扎铌钛超导体，该超导体的人工钉扎材料为α-Ti合金，该α-Ti合金的原子百分比组成为：Nb0.8％-4％，余量为Ti和不可避免的杂质，且人工钉扎材料α-Ti合金与超导芯丝的总体积相比其人工钉扎材料的体积含量为10％-40％；将人工钉扎材料α-Ti合金与NbTi组合后，在温度550℃-570℃温度下进行四次挤压，挤压比为6-15，且在拉伸过程中进行至少两次的软化热处理，制度为(200-300)℃×(1-2)h。
下面结合实例对本发明的方法作进一步说明。
实施例1
制备具有α-Ti人工钉扎中心的NbTi超导体钉扎中心合金的成分为：Ti＝99.2％，Nb＝0.8％；α-Ti的体积占整个超导体含量约为10vol％；与NbTi细棒组合后，经4次的热挤压加工，热挤压温度约为550℃，挤压比为6.4，共进行了3次软化热处理，制度为220℃×1h。在4.2K下，最大钉扎力所对应的磁场大约为5T。
实施例2
制备具有α-Ti人工钉扎中心的NbTi超导体钉扎中心合金的成分为：Ti＝97.1％，Nb＝2.9％；在超导体中α-Ti的体积含量约为15vol％；与NbTi细棒组合后，经4次的热挤压加工，热挤压温度约为600℃，挤压比为8.4，共进行了3次软化热处理，制度为250℃×1.5h。在4.2K下，最大钉扎力所对应的磁场大约为5T。
实施例3
制备具有α-Ti人工钉扎中心的NbTi超导体钉扎中心合金的成分为：Ti＝96.5％，Nb＝3.5％；在超导体中α-Ti的体积含量约为20vol％；与NbTi细棒组合后，经4次的热挤压加工，热挤压温度约为700℃，挤压比为11.2，共进行了4次软化热处理，制度为300℃×1.5h。在4.2K下，最大钉扎力所对应的磁场大约为4T。
实施例4
制备具有α-Ti人工钉扎中心的NbTi超导体钉扎中心合金的成分为：Ti＝96.5％，Nb＝3.5％；在超导体中α-Ti的体积含量约为35vol％；与NbTi细棒组合后，经4次的热挤压加工，热挤压温度约为750℃，挤压比为14.5，共进行了5次软化热处理，制度为300℃×2h。在4.2K下，最大钉扎力所对应的磁场大约为4T。