CN102134163A - 一种Bi系高温超导线带材热处理阻隔层的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种Bi系高温超导线带材热处理阻隔层的制备方法，该方法将擦洗干净的Bi系高温超导线带材通过装有粘结剂、金属氧化物与甲醇或乙醇的混合物的液槽中，并经滑轮导向通过烘干炉，烘干后得到Bi系高温超导线带材热处理阻隔层。本发明的制备方法简便，工艺重复性好，适合于大规模生产，采用的有机溶剂表面张力低，显著提高了阻隔层的均匀性，单次涂覆即可达到阻隔要求，提高了生产效率。采用本发明的方法制备的阻隔层可有效防止线带材高温热处理过程中的粘连，显著提高了线带材的成品率和生产效率。

Description

一种Bi系高温超导线带材热处理阻隔层的制备方法
技术领域
本发明属于金属表面改性技术领域，具体涉及一种Bi系高温超导线带材热处理阻隔层的制备方法。
背景技术
由于Bi系高温超导体容易加工成线带材，且具有较高的载流性能，是目前具有应用前景的高温超导材料之一。
目前粉末装管法(PIT)和高温热处理相结合的制备技术是制备高性能Bi系高温超导线带材的主流技术。该技术是将Bi系前驱粉末装入银管，通过旋锻、拉拔、组装制备成多芯复合体，再加工到设计的线带材尺寸，后将线带材绕成饼状，在800-900℃温区烧结30小时以上获得成品线带材。Bi系线带材热处理温度高时间长，如果线带材表面没有阻隔层会造成线带材匝间的扩散粘连，导致线带材损坏。文献中报道采用水作为溶剂溶解可溶于水的粘结剂，后在溶液中加入氧化物搅拌均匀涂于Bi系线带材表面，在Bi系线带材高温热处理过程中，粘结剂分解后，在线带材表面残留一层氧化物，起到阻隔作用。但Bi系线带材加工过程中采用机械油润滑，故加工后的线带材表面往往残留部分机械油，这部分残留的机械油很难完全清除，而水的表面张力较大，造成水作溶剂制备的氧化物涂层在Bi系线带材表面的润湿性差，很难在线带材表面涂覆均匀，部分位置较厚而部分位置则不存在涂层，造成最终线带材在热处理期间的粘连，影响线带材的成品率。所以发明一种涂覆更均匀的阻隔层，对该类材料的批量化制备具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种涂覆均匀有效防止Bi系线带材热处理期间粘连的阻隔层的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种Bi系高温超导线带材热处理阻隔层的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将有机溶剂与粘结剂按100～150∶1的质量比混合配制成胶体，然后向胶体中加入粉末状金属氧化物并搅拌均匀得到悬浊液；所述有机溶剂为甲醇或乙醇，所述粘结剂为氨基树脂、酚醛树脂或聚乙烯缩丁醛，所述金属氧化物为ZrO或Al2O3，金属氧化物的加入量为粘结剂质量的5～10倍；
(2)将Bi系高温超导线带材进行擦洗，使线带材表面清洁；
(3)将步骤(2)中擦洗后的Bi系高温超导线带材经滑轮导向通过装有步骤(1)中所述悬浊液的液槽中浸涂，然后经滑轮导向通过烘干炉烘干，得到Bi系高温超导线带材热处理阻隔层。
上述步骤(2)中所述擦洗的过程为：用两台卷线机，一端收线一端放线，收放线的同时用棉布擦去Bi系高温超导线带材表面的油污。
上述步骤(3)中所述烘干炉的炉长为1米，烘干温度为100℃～700℃。
上述步骤(3)中所述Bi系高温超导线带材的运行速度为1米/秒～10米/秒。
本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明的制备方法简便，工艺重复性好，适合于大规模生产，采用的有机溶剂表面张力低，涂于物体表面时接触角较小，与残留部分机械油的金属有很好的润湿性，很容易在加工后的Bi系线带材表面涂覆均匀，单次涂覆即可达到阻隔要求，提高了生产效率。采用本发明的方法制备的阻隔层可有效防止线带材高温热处理过程中的粘连，显著提高了线带材的成品率和生产效率。
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
(1)将有机溶剂乙醇与粘结剂氨基树脂按100∶1的质量比混合配制成胶体，然后向胶体中加入10倍于粘结剂质量的ZrO粉末并搅拌均匀得到悬浊液；
(2)将Bi系高温超导带材进行擦洗，使带材表面清洁；擦洗过程为：用两台卷线机，一端收线一端放线，收放线的同时用棉布擦去Bi系高温超导带材表面的油污；
(3)将步骤(2)中擦洗后的Bi系高温超导带材经滑轮导向通过装有步骤(1)中所述悬浊液的液槽中浸涂，然后经滑轮导向通过烘干炉烘干，炉长为1米，烘干温度为100℃，Bi系高温超导带材的运行速度为1米/秒，烘干后的带材绕到卷线机上，得到Bi系高温超导带材热处理阻隔层。
本实施例制备的涂有阻隔层的Bi系高温超导带材经高温热处理后无带材间的粘连现象，带材热处理过程中的粘连率从8％降低到0％。
实施例2
本实施例与实施例1的制备方法相同，其中不同之处在于：所述粘结剂为酚醛树脂或聚乙烯缩丁醛，所述金属氧化物为Al2O3。
本实施例制备的涂有阻隔层的Bi系高温超导带材经高温热处理后无带材间的粘连现象，带材热处理过程中的粘连率从8％降低到0％。
实施例3
(1)将有机溶剂甲醇与粘结剂酚醛树脂按120∶1的质量比混合配制成胶体，然后向胶体中加入8倍于粘结剂质量的Al2O3粉末并搅拌均匀得到悬浊液；
(2)将Bi系高温超导线材进行擦洗，使线材表面清洁；擦洗过程为：用两台卷线机，一端收线一端放线，收放线的同时用棉布擦去Bi系高温超导线材表面的油污；
(3)将步骤(2)中擦洗后的Bi系高温超导线材经滑轮导向通过装有步骤(1)中所述悬浊液的液槽中浸涂，然后经滑轮导向通过烘干炉烘干，炉长为1米，烘干温度为700℃，Bi系高温超导线材的运行速度为10米/秒，烘干后的线材绕到卷线机上，得到Bi系高温超导线材热处理阻隔层。
本实施例制备的涂有阻隔层的Bi系高温超导线材经高温热处理后无线材间的粘连现象，线材热处理过程中的粘连率从8％降低到0％。
实施例4
本实施例与实施例3的制备方法相同，其中不同之处在于：所述粘结剂为氨基树脂或聚乙烯缩丁醛，所述金属氧化物为ZrO。
本实施例制备的涂有阻隔层的Bi系高温超导线材经高温热处理后无线材间的粘连现象，线材热处理过程中的粘连率从8％降低到0％。
实施例5
(1)将有机溶剂乙醇与粘结剂聚乙烯缩丁醛按150∶1的质量比混合配制成胶体，然后向胶体中加入5倍于粘结剂质量的Al2O3粉末并搅拌均匀得到悬浊液；
(2)将Bi系高温超导线材进行擦洗，使线材表面清洁；擦洗过程为：用两台卷线机，一端收线一端放线，收放线的同时用棉布擦去Bi系高温超导线材表面的油污；
(3)将步骤(2)中擦洗后的Bi系高温超导线材经滑轮导向通过装有步骤(1)中所述悬浊液的液槽中浸涂，然后经滑轮导向通过烘干炉烘干，炉长为1米，烘干温度为400℃，Bi系高温超导线材的运行速度为5米/秒，烘干后的线材绕到卷线机上，得到Bi系高温超导线材热处理阻隔层。
本实施例制备的涂有阻隔层的Bi系高温超导线材经高温热处理后无线材间的粘连现象，线材热处理过程中的粘连率从8％降低到0％。
实施例6
本实施例与实施例5的制备方法相同，其中不同之处在于：所述粘结剂为氨基树脂或酚醛树脂，所述金属氧化物为ZrO。
本实施例制备的涂有阻隔层的Bi系高温超导线材经高温热处理后无线材间的粘连现象，线材热处理过程中的粘连率从8％降低到0％。
实施例7
(1)将有机溶剂甲醇与粘结剂酚醛树脂按120∶1的质量比混合配制成胶体，然后向胶体中加入5倍于粘结剂质量的Al2O3粉末并搅拌均匀得到悬浊液；
(2)将Bi系高温超导带材进行擦洗，使带材表面清洁；擦洗过程为：用两台卷线机，一端收线一端放线，收放线的同时用棉布擦去Bi系高温超导带材表面的油污；
(3)将步骤(2)中擦洗后的Bi系高温超导带材经滑轮导向通过装有步骤(1)中所述悬浊液的液槽中浸涂，然后经滑轮导向通过烘干炉烘干，炉长为1米，烘干温度为500℃，Bi系高温超导带材的运行速度为5米/秒，烘干后的带材绕到卷线机上，得到Bi系高温超导带材热处理阻隔层。
本实施例制备的涂有阻隔层的Bi系高温超导带材经高温热处理后无带材间的粘连现象，带材热处理过程中的粘连率从8％降低到0％。
实施例8
本实施例与实施例7的制备方法相同，其中不同之处在于：所述粘结剂为氨基树脂或聚乙烯缩丁醛，所述金属氧化物为ZrO。
本实施例制备的涂有阻隔层的Bi系高温超导带材经高温热处理后无带材间的粘连现象，带材热处理过程中的粘连率从8％降低到0％。
实施例9
(1)将有机溶剂乙醇与粘结剂聚乙烯缩丁醛按100∶1的质量比混合配制成胶体，然后向胶体中加入8倍于粘结剂质量的ZrO粉末并搅拌均匀得到悬浊液；
(2)将Bi系高温超导带材进行擦洗，使带材表面清洁；擦洗过程为：用两台卷线机，一端收线一端放线，收放线的同时用棉布擦去Bi系高温超导带材表面的油污；
(3)将步骤(2)中擦洗后的Bi系高温超导带材经滑轮导向通过装有步骤(1)中所述悬浊液的液槽中浸涂，然后经滑轮导向通过烘干炉烘干，炉长为1米，烘干温度为700℃，Bi系高温超导带材的运行速度为10米/秒，烘干后的带材绕到卷线机上，得到Bi系高温超导带材热处理阻隔层。
本实施例制备的涂有阻隔层的Bi系高温超导带材经高温热处理后无带材间的粘连现象，带材热处理过程中的粘连率从8％降低到0％。
实施例10
本实施例与实施例9的制备方法相同，其中不同之处在于：所述粘结剂为氨基树脂或酚醛树脂，所述金属氧化物为Al2O3。
本实施例制备的涂有阻隔层的Bi系高温超导带材经高温热处理后无带材间的粘连现象，带材热处理过程中的粘连率从8％降低到0％。
实施例11
(1)将有机溶剂乙醇与粘结剂氨基树脂按150∶1的质量比混合配制成胶体，然后向胶体中加入10倍于粘结剂质量的ZrO粉末并搅拌均匀得到悬浊液；
(2)将Bi系高温超导线材进行擦洗，使线材表面清洁；擦洗过程为：用两台卷线机，一端收线一端放线，收放线的同时用棉布擦去Bi系高温超导线材表面的油污；
(3)将步骤(2)中擦洗后的Bi系高温超导线材经滑轮导向通过装有步骤(1)中所述悬浊液的液槽中浸涂，然后经滑轮导向通过烘干炉烘干，炉长为1米，烘干温度为100℃，Bi系高温超导线材的运行速度为1米/秒，烘干后的线材绕到卷线机上，得到Bi系高温超导线材热处理阻隔层。
本实施例制备的涂有阻隔层的Bi系高温超导线材经高温热处理后无线材间的粘连现象，线材热处理过程中的粘连率从8％降低到0％。
实施例12
本实施例与实施例11的制备方法相同，其中不同之处在于：所述粘结剂为酚醛树脂或聚乙烯缩丁醛，所述金属氧化物为Al2O3。
本实施例制备的涂有阻隔层的Bi系高温超导线材经高温热处理后无线材间的粘连现象，线材热处理过程中的粘连率从8％降低到0％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种Bi系高温超导线带材热处理阻隔层的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将有机溶剂与粘结剂按100～150∶1的质量比混合配制成胶体，然后向胶体中加入粉末状金属氧化物并搅拌均匀得到悬浊液；所述有机溶剂为甲醇或乙醇，所述粘结剂为氨基树脂、酚醛树脂或聚乙烯缩丁醛，所述金属氧化物为ZrO或Al2O3，金属氧化物的加入量为粘结剂质量的5～10倍；
(2)将Bi系高温超导线带材进行擦洗，使线带材表面清洁；
(3)将步骤(2)中擦洗后的Bi系高温超导线带材经滑轮导向通过装有步骤(1)中所述悬浊液的液槽中浸涂，然后经滑轮导向通过烘干炉烘干，得到Bi系高温超导线带材热处理阻隔层。
2.根据权利要求1中所述一种Bi系高温超导线带材热处理阻隔层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述擦洗的过程为：用两台卷线机，一端收线一端放线，收放线的同时用棉布擦去Bi系高温超导线带材表面的油污。
3.根据权利要求1中所述一种Bi系高温超导线带材热处理阻隔层的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述烘干炉的炉长为1米，烘干温度为100℃～700℃。
4.根据权利要求1中所述一种Bi系高温超导线带材热处理阻隔层的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述Bi系高温超导线带材的运行速度为1米/秒～10米/秒。
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