Bi-2212/Ag高温超导导线的关键技术优化

粉末装管法（Powder-In-Tude，PIT）工艺制造多芯线（带）材制造Bi-2212带材的典型工艺流程，如图2.2所示。首先，将适当配比的前驱粉（如超导氧化物粉末）填充到金属（如银）套管内，拔丝成线，经过多芯化步骤后，再进行多芯细线化，然后机械加工（挤压、拉拔、轧制）成要求的形状（线或带），再经过热处理或多次反复的形变热处理，得到最终成品。PIT线（带）材由于外面包裹有Ag层或Ag合金层，机械强度高，并且制备工艺重复性良好，可进一步加工成大载流缆材，因此工业上通常采用PIT法制备Bi-2212超导材料。目前采用PIT法已可批量制备出满足工程应用要求的千米量级长线（带）材。

图2.2　PIT制造Bi-2212线（带）材的典型工艺(www.xing528.com)

PIT工艺需要采用熔化热处理技术（Melt-processing，MP）使Bi-2212线（带）材超导氧化芯致密化和晶粒织构化。首先将Bi-2212材料加热到2212相包晶反应温度以上，使Bi-2212相部分熔化，然后慢冷到2212成相温区，使2212晶体从液相重新析出并取向生长。采用普通的熔化处理，不能使整个超导氧化芯丝截面的织构都得到提高。为了扩展2212织构区域从而进一步提高临界电流，P.Derango等提出了磁场熔化工艺（Magnetic melt processing，MMP），即在带材部分熔化过程中外加磁场来制备Bi-2212带材。MMP工艺对诱导高温超导体的二维片状晶粒织构化生长非常有效。由于Bi-2212带材晶粒的顺磁磁化率具有很强的各向异性，在磁场作用下，2212晶粒最大磁化率的轴线（c轴）趋于平行于磁场方向。如果外加场垂直于带材表面，在高温熔化处理时，2212晶粒c轴将趋于垂直于带材表面，从而获得良好的板织构。人们采用磁场熔化工艺已成功制备出整个超导氧化芯丝截面晶粒都高度取向的Bi-2212材料。