应用案例丨WIC超导线材的金相制备

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磁共振成像(MagneticResonanceImaging，MRI)，是现代医学不可或缺的诊断工具。核磁共振仪器被誉为“尖端医疗设备皇冠上的明珠”，对于心脑血管、神经和肿瘤等多种重大疾病影像诊断有重大意义，但生产技术长期被国外封锁。不久前，我国自主研发的核磁共振仪器研制成功，开始量产。

MRI中的关键部件——超导磁体由NbTi超导线绕制而成。NbTi超导线需求约为1.5x10kg，其中WIC超导线材所占比例约为60％，达9×10 kg。WIC超导线材因具有高铜比、低的铜加工率等优点，使其加工成本低且制备的磁体运行稳定、安全，故成为制备磁共振成像系统 (MRI)的关键部件——超导磁体的主导材料，同时还被用来制作粒子加速器的磁体等。

金相分析可以检测材料的组织结构、晶粒大小、晶界、夹杂物等，从而判断材料的性能和质量。下面以 WIC超导线材为例，介绍WIC超导线材的金相制备过程。

镶嵌

WIC超导线材需要检测内部结构和芯丝直径，尽可能采用低放热的冷镶环氧树脂，如EpoxiCure 2。EpoxiCure 2耐化学性，能够很好地粘附在试样边缘，收缩率低，具有很好的保边性。

在镶嵌之前，需确保样品表面干净以及干燥，使样品与树脂能更好地结合，避免镶嵌后样品和树脂间产生缝隙。缝隙在磨抛过程中会嵌入污染物引入划痕。

研磨

表面的切割损伤层需使用碳化硅(SiC) 砂纸搭配合适的压力进行粗磨。碳化硅非常坚硬，含有尖锐的磨料颗粒，可以在研磨过程中随着磨盘转动产生新的切屑刃，可提高材料的去除率。

每张砂纸只能使用1-2分钟，用损耗的SiC砂纸可能会造成表面损伤。如果切割质量良好，可以使用P400的SiC砂纸进行初始研磨。

由于研磨过程会产生大量的热，所以在研磨过程中需保证充分的水冷却。

抛光

研磨结束后，使用9微米的多晶金刚石悬浮液搭配硬编织抛光布来去除试样划痕。如TexMet C抛光布，具有更高的材料去除率，并有助于提高试样的平整度。MetaDi多晶金刚石悬浮液中的多晶金刚石具有更多的切割面，可更快地去除损伤变形及划痕，获得更好的表面质量。对于铜线，需增加3微米和1微米的抛光步骤，再进行终抛。终抛推荐使用0.02微米 MasterMet2氧化硅抛光液，在ChemoMet柔软多孔的耐化学腐蚀合成布上进行抛光。

NbTi芯丝的变形比较均匀，经过测量芯丝直径在3～5 微米之间，圆线的尺寸为 0.5mm。

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