收集方式对喷雾热分解Bi-2223 前驱粉末的影响

采用国产喷雾热分解设备制备了Bi-2223 前驱粉末, 分别选用一步收集和分级收集热分解后的粉末, 对不同方式收集的粉末进行了XRD 分析、SEM 观察以及ICP-AES 分析, 对比了粉末在相成份以及含量、 外观形貌、 粒径大小和元素原子配比等方面的差别, 最终发现采用一步收集方式采集的粉末在相组成、 成分均匀度以及原子配比方面均优于分级收集粉末, 一步收集方式更适合于收集Bi-2223 喷雾热分解粉末.     

一次烧结后2223相的转化率对Bi-2223/Ag带材的电流传输性能的影响

Bi-2223银包套带材的热处理工艺一般包括一系列的烧结-轧制/压制过程才能达到最佳的电流传输性能. 大量实验表明, 第一次烧结后带材中2223相的转化率对于后续热处理中的相转化, 微观结构和非超导杂相以及电流传输性能等具有很大的影响. 本文制备了两种不同相组成的BSCCO 2223初始粉末, 并考察了一次烧结后2223相的转化率对最终带材的临界电流的影响. 结果发现, 第一次烧结后带材中形成75～80%的2223相有利于得到最佳的电流传输性能.同时, 初始粉的相组成可以影响电流传输性能对带材热处理时间的依赖性.     

喷雾热分解分级收集对Bi2223前驱粉末的影响

采用喷雾热分解方法制备了Bi-2223前驱粉末,对不同收集容器中的粉末进行了SEM观察、XRD分析、TG-DTA分析以及ICP-AES分析,对比了不同收集器中的粉末在外观形貌、粒径大小、相组成以及含量、成相反应以及元素原子配比等方面的差别。最终发现采用分级收集的方法制备的前驱粉,不同收集容器中粉末在粒径大小、相组成、成相行为以及元素原子配比方面差别明显,且两种收集器中粉末各元素原子实际配比与原始设计配比相比,发生严重偏离,导致最终制备的粉末不适合制备Bi-2223带材。     

前驱粉末对(Bi,Pb)-2223/Ag超导带材临界电流密度的影响

采用双相粉工艺即分别制备出2212粉末和(Ca2CuO3 CuO)粉末,将它们分别热处理后,按照2223比例混合均匀,分别在四个不同温度下(800℃,815℃,830℃,845℃)进行了10h的烧结,并采用PIT技术制备出37芯超导带材.通过X射线衍射、SEM观察和临界电流的测试,分析了粉末不同烧结温度对(Bi,Pb)-2223/Ag超导带材临界电流密度的影响.结果表明:采用不同的前驱粉末制备的带材具有不同的临界电流密度,最佳的前驱粉末最终烧结温度是830℃左右.     

Bi-2223/AgAu 带材及应用进展

Bi-2223/AgAu 高温超导带材因为较低的热导率和较高的载流性能, 被认为是制备高温超导电流引线的最佳材料之一. 这篇文章简单介绍了高温超导电流引线的工作特点和不同包套 Bi-2223 带材的热导率, 在此基础上详细介绍了目前 Bi-2223/AgAu 带材和高温超导电流引线国内外研究进展, 最后展望了 Bi-2223 带材的发展趋势.     

前驱粉末对（Bi，Pb）-2223／Ag超导带材临界电流密度的影响

采用双相粉工艺即分别制备出2212粉末和（Ca2CuO3＋CuO）粉末，将它们分别热处理后，按照2223比例混合均匀，分别在四个不同温度下（800℃，815℃，830℃，845℃）进行了10h的烧结，并采用PIT技术制备出37芯超导带材．通过X射线衍射、SEM观察和临界电流的测试，分析了粉末不同烧结温度对（Bi，Pb）-2223／Ag超导带材临界电流密度的影响．结果表明：采用不同的前驱粉末制备的带材具有不同的临界电流密度，最佳的前驱粉末最终烧结温度是830℃左右．     

共沉淀Bi-2212粉末与商用粉末的性能对比研究北大核心CSCD

要实现Bi-2212超导线材的大规模应用必须提高线材的电流传输性能.为进一步改善Bi-2212前驱粉末的性能,采用共沉淀技术制备了Bi-2212前驱粉末.对比了共沉淀粉末与商用前驱粉末的微观结构、杂质含量以及相应线材的载流性能,结果发现共沉淀粉末中小且少的第二相粒子,有利于减少最终线材内的第二相粒子,提高最终线材的载流性能.共沉淀粉末中Bi-2212晶粒尺寸较大,存在更多的Bi-O滑移面,粉末更易加工,从而得到银超界面光滑、晶粒排列整齐、载流性能优异的Bi-2212线材.最终共沉淀粉末Bi-2212线材的载流性能比商用粉末线材的性能高约35%.     

共沉淀Bi-2212粉末与商用粉末的性能对比研究

要实现Bi-2212超导线材的大规模应用必须提高线材的电流传输性能.为进一步改善Bi-2212前驱粉末的性能,采用共沉淀技术制备了Bi-2212前驱粉末.对比了共沉淀粉末与商用前驱粉末的微观结构、杂质含量以及相应线材的载流性能,结果发现共沉淀粉末中小且少的第二相粒子,有利于减少最终线材内的第二相粒子,提高最终线材的载流性能.共沉淀粉末中Bi-2212晶粒尺寸较大,存在更多的Bi-O滑移面,粉末更易加工,从而得到银超界面光滑、晶粒排列整齐、载流性能优异的Bi-2212线材.最终共沉淀粉末Bi-2212线材的载流性能比商用粉末线材的性能高约35%.     

铋系超导前驱粉末的制备工艺评述

前驱粉末装管法(PIT)是目前铋系高温超导带材制备的主要方法．要工程化生产超导带材，需要运行成本低，产品质量高，生产批量大，稳定可靠的粉末生产工艺．由于铋系超导前驱粉末特性，在带材制备过程中具有的重要影响，使得国内外非常重视制备高性能的超导前驱粉末．不同的粉末具有不同的化学成分、相组成和形貌粒度，这取决于采用的起始公称化学成分，制备方法，和后处理烧结工艺．本就铋系超导体的主要的制粉方法，进行了较为详细的讨论、评述，并提出了适合于工程化制备铋系前驱体粉末的工艺路线，认为喷雾热解法制备超导前驱粉末将有利于铋系超导线材批量化的实现．     

先驱粉对(Bi,Pb)-2223/银超导带材的显微结构及临界电流密度的影响

本文通过控制粉末的烧结温度,得到三种由不同相含量组成的前驱粉末,并采用这些前驱粉末制备出超导带材.通过对带材的显微结构的观察和临界电流密度的测量表明,前驱粉末的相组成对(Bi,Pb)-2223/银超导带材的显微结构和临界电流密度有很大影响.采用不同的前驱粉末所制备的带材具有不同的临界电流密度,带材的临界电流密度取决于所形成的微观组织.通过SEM观察三种带材的微观组织发现,样品中的杂相(第二相)主要是残留的2212相,(Sr,Ca)2CuO3相和CuO相,这些残留相的生成与前驱粉末中各相比例的失衡有关.杂相的尺寸,含量及其形状是影响带材临界电流密度的主要因素.因此,获得合理的前驱粉末相组成是改善带材超导性能的关键之一.     

Influence of Precursor Powder Fabrication Methods on the Superconducting Properties of Bi-2223 Tapes

Bi-2223 precursor powders are prepared by both oxalate co-precipitation(CP) and spray pyrolysis(SP) methods.The influence of fabrication methods on the superconducting properties of Bi-2223 tapes are systematically studied. Compared to the CP method, SP powder exhibits spherical particle before calcination and smaller particle size after calcinations with more uniform chemical composition, which leads to a lower reaction temperature during calcination process for Bi-2223 tapes. Meanwhile, the non-superconducting phases in SP powder are more uniformly distributed with smaller particle sizes. These features result in finer homogeneity of critical current in large-length of Bi-2223 tape, higher density of filaments and better texture after heat treatment. Therefore,the SP method could be considered as a better route to prepare precursor powder for large-length Bi-2223 tape fabrication.     

Fabrication of joint Bi-2223/Ag superconducting tapes with BSCCO superconducting powders by diffusion bonding

61-Filaments Bi-2223/Ag superconducting tapes have been successfully joined with BSCCO superconducting powder interlayer by diffusion bonding. The electrical properties of the diffusion bonding joints were tested by standard four probe method and the microstructures of the joints were also examined by SEM. Additionally, the phase constituents of the superconducting powders between the tapes before and after bonding process were evaluated by XRD analysis. The result shows that the diffusion bonding joints are superconductive. The microstructures of the joint display a good bonding with no cracks and discontinuities. The joining zones are mainly composed of Bi-2223 phase, Bi-2212 phase and a small amount of CuO, Ca₂PbO₄. At last, the phase transformations of the superconducting powders in the bonding process are discussed.     

Investigation of Bi-2223 high temperature superconducting tape as the material for gradient coil in MRI

The use of Bi-2223 high temperature superconducting (HTS) tape as a material for gradient coils in MRI is evaluated in this paper. Bi-2223 tapes have a very high critical current and a very low power loss. A HTS tape gradient coil is expected to provide much higher gradient strength and generate much lower heating than a copper coil. Measurements of the AC power loss of Bi-2223 tapes at typical operating frequencies for gradient coils are presented. The degradation of the critical current and its effect on the increase of AC power loss is analyzed. Practical technical issues such as resistance, gradient strength and mechanical performance are also discussed. A prototype Bi-2223 HTS tape gradient coil is evaluated to verify the concept.     

Reactivity and oxygen diffusion property of resistive barriers for Bi-2223/Ag tapes

Reactivity of several oxide materials (OM) with BSCCO powder and oxygen diffusion through OM layer has been tested at temperature ≈840 °C in air. The OM (e.g.: BaZrO₃, SrCO₃, MgO and ZrO₂) showing the low or no reactivity with BSCCO have been mixed (10 wt.%) with precursor powder and used for single-core tapes. Bi-2223/Ag/OM/Ag single-core tapes with oxide barriers made of BaZrO₃, SrCO₃, ZrO₂ and Al₂O₃ have been also prepared by a standard powder-in-tube technique. The used OM in the direct contact with BSCCO influences the electrical properties of Bi-2223 phase differently. These is because the oxides react with BSCCO during the heat treatment and simultaneously affect the 2212→2223 phase transformation, the Bi-2223 grain growth and so also grain connectivity. SrCO₃ powder has been evaluated as the best material from the point of no destructive effect on 2223 phase transport current property. The oxide barrier controls the oxygen diffusion during the tape heat treatment and simultaneously the HTS phase formation kinetics, its purity and content within the superconducting core. For single-core Bi-2223/Ag/OM/Ag tapes, the highest current density was measured for Al₂O₃ due to only slightly reduced oxygen diffusion through the barrier.     

添加超导中间层扩散连接BSCCO带材

采用超导粉末作中间层对BSCCO带材进行连接是比较有效的方法.超导粉末中间层中Bi-2223超导相的含量影响着连接的效果,超导相含量为88.5%的中间层连接所得到的接头的连接效率比含量为55%的中间层连接的接头的连接效率高18个百分点.另外在超导粉末中间层中添加适量的金属Ag可以有效的降低中间层的熔点,增加中间层的粘性,减少连接的缺陷,提高连接的质量.     

Bi-2223/Ag超导带材的失超传播速度研究

文中对超导带材的失超产生机理进行了详细分析,建立了其失超传播的计算模型。在此基础上,对Bi-2223/Ag高温超导带材失超传播进行了实验研究,用四引线法测得不同条件下其失超传播的U-t曲线,由此计算出Bi-2223/Ag超导带材的失超传播速度为0.4cm/s～1.98cm/s。实验结果表明:带材的失超传播速度与载流大小有关,与触发失超的能量无关,带材载流越大,失超传播得越快。     

Bi-2223复合导体直流磁场下自场损耗热稳定性分析

对于一种Bi-2223的复合导体,利用ANSYS软件,我们分析了在直流磁场下励磁过程中,自场损耗对复合导体热稳定性的影响;然后假定Bi-2223超导带内不同的损耗值,通过计算,确定了达到超导带分流温度的最小损耗值。     

一维热传播模型下高温超导带的失超特性研究

对Bi-2223/Ag高温超导带材的失超传播特性进行了研究。测量了Bi-2223/Ag带材在有绝缘材料包裹和液氮浸泡环境下的电压变化曲线,同时利用一维热流方程模型,模拟出超导体失超传播过程中由超导态过渡到正常态的温度变化行为,同时还对传输电流和触发能量对失超传播速度的影响进行了实验研究。这些工作对高温超导磁体及电力系统的应用有着重要的参考价值。