분말 야금법으로 NbTi/Cu 초전도 선재를 제조하는 핵심 아이디어는 전통적인 공정의 복잡한 합금 주조 및 장벽층 조립 단계를 통과하여 합금 분말을 구리와 직접 합성하는 것입니다. 전체 공정은 원료 혼합, 캡슐화, 치밀화, 플라스틱 가공의 네 단계로 나눌 수 있습니다.
원료 혼합: NbTi 합금 분말(입자 크기 약 10~50μm)을 순수 Ti 분말 또는 순수 Nb 분말(입자 크기 약 1~5μm)과 혼합합니다. 순수 Ti 또는 순수 Nb 분말의 핵심 비율은 중량 기준으로 20%-30%입니다. 이는 후속 열처리 중에 분산된 α-Ti 석출물 상을 형성하여 플럭스 피닝 센터 역할을 하고 와이어의 전류 전달 용량을 효과적으로 향상시킵니다.
구리 매트릭스: 혼합 분말은 여러 채널이 있는 무산소 구리 잉곳에 채워집니다. 안정적인 매트릭스인 구리는 우수한 열 및 전기 전도성을 제공합니다. 보호 캡슐화: 분말을 함유한 구리 잉곳은 스테인리스강 캡슐에 캡슐화됩니다. 이 외부 피복은 내부 재료를 보호하고 후속 고압 처리 중에 산화를 방지합니다. 탈기 씰에는 전체 시스템을 가열하고 배기하여 분말 틈과 피복 내부에서 가스를 제거하는 작업이 포함됩니다. 이는 재료의 밀도를 높이고 결함이 없는지 확인하는 데 중요합니다.
HIP(Hot Isostatic Pressing)에는 밀봉된 외장을 HIP 용광로에 넣고 모든 방향에서 높은 온도와 엄청난 압력에서 소결하는 작업이 포함됩니다. 이로 인해 분말 입자 간의 확산 및 결합이 발생하여 완전히 조밀한 NbTi/Cu 다중 코어 복합 잉곳이 직접 형성됩니다. 그런 다음 외부 강철 피복을 선반을 사용하여 가공합니다. 플라스틱 압출: 복합 잉곳을 실온에서 가열 및 유지한 후 단일 패스로 압출하여 더 작은 직경과 균일한 미세 구조를 가진 다중 코어 압출 바를 얻습니다. 이 단계에서는 내부 인터페이스를 효과적으로 용접하고 입자 크기를 미세화합니다.
냉간 인발: 실온에서 압출된 바는 여러 번의 패스를 통해 점점 더 작은 치수를 갖는 일련의 다이를 통해 인발됩니다. 궁극적으로 원하는 직경(밀리미터 또는 마이크로미터까지)의 초전도 선재를 얻으려면 각 패스에서 변형을 제어해야 합니다. 이 분말 야금 방법의 핵심 장점은 공정 단순화와 비용 절감에 있습니다. 이는 전통적인 방법의 복잡한 제련 및 주조 공정은 물론 구리-티타늄 반응을 방지하는 데 필요한 장벽층을 교묘하게 우회하여 공정 흐름을 크게 단축합니다.
