二硼化镁导线关键技术优化方案

生产MgB₂线带材，最常用的方法是PIT法。其中PIT法又分为原位法和先位法^[27]。在原位PIT方法中，一定化学计量比的Mg和B前驱粉被封装在金属套管中，冷加工成所需形状后在真空或Ar气氛下后续热处理形成超导MgB₂。热处理温度一般在600～1100℃。

先位PIT法中，已经烧结形成的MgB₂前驱粉末直接填充进金属套管中，可无需热处理而直接冷加工形成所需的超导线材或带材。2001年Grasso等人对Ni包套的MgB₂线材直接拉拔得到的超导线具有4.2K下高达10⁵A/cm²的临界电流，Kumakura等人制备的不锈钢包套MgB₂材料，在没有热处理的条件下也得到了4.2K，5T磁场下10⁴A/cm²的临界电流^[28]。这大大简化了导线制备的工艺流程，扩大了包套材料的选择范围，有助于MgB₂超导材料的规模化生产。但由于冷加工过程会导致相不均匀性，产生晶粒间微裂缝，并有可能产生织构增大导线的磁场各向异性，先位法生产MgB₂超导材料一般还是会进行一定程度的热处理以增强晶粒间的连接度和致密性，从而达到提高先位PIT导线临界电流的目的。

美国HyperTech公司开发出一套“粉末装管连续包覆焊管加工”（CTFF）专利技术用于连续制备MgB₂线材，2007年时已具备成熟制备5km长线水平，并努力向着30km的目标发展（30km为商用NbTi超导线的制备长度）。前驱粉末在传送带上连续填充至金属带，金属带通过机械冲压变形成为包覆着前驱粉的套管，通过后期的拉拔和热处理过程（一般是在700℃Ar气氛下处理20～40min）最终形成单芯或多芯的线材。根据前驱粉末的不同，CTFF技术在制备单根MgB₂胚管时也分为“先位法”和“原位法”两种方式，其中“原位法”因其制备简单，有较低的热处理温度以及易于掺杂的特性被广泛用于制备标准商用线材。(www.xing528.com)

为增强MgB₂导线在磁场下的临界电流，HyperTech与伍伦贡大学，俄亥俄州立大学联合进行研究，得出了纳米级SiC掺杂能有效提高MgB₂电流，磁场性能的结论。在最优化的掺杂和热处理条件下，MgB₂线材短样的上临界场合不可逆场可分别高达29.7T和25.4T。

美国国家标准局对HyperTech生产的各种MgB₂导线进行了不可逆应力极限的测量，发现其随着导线芯数增加而增大。这说明增加芯数以及进一步减小单芯MgB₂线的截面积有助增强导线的机械性能。HyperTech尝试制备了各种实验性质的线材，包括多达61芯的Nb/Cu/Monel MgB₂线，直径0.07mm的单芯线以及直径0.117mm的7芯圆线等。