不同温度下三种NbTi线材J_c-H曲线的测量

本文介绍了在不同温度下,测量超导线材J_c-H曲线的装置和实验方法.在温度从3.5K到9K,磁场从0到7T范围内,得到了NbTi-Cu多芯复合导体、NbTi-Cu-CuNi三组元多芯复合导体和0.25/0.42 NbTi单芯线等三种材料的J_c-H曲线.并得到了-J_c/T与H的依赖关系.对实验结果进行了分析.     

CFETR馈线导体设计与热稳定性分析

CFETR馈线导体设计采用NbTi超导线材管内电缆(CICC)结构,其中超导电缆主要由6个花瓣形状的电缆和一个中间铜芯绞制而成,而花瓣形状的电缆由NbTi超导线材与铜线沿顺时针方向通过4级绞制而成,导体外部采用不锈钢铠甲结构。计算分析了运行工况下导体结构的热稳定性参数。结果显示,在95.6kA的最高载流下,分流温度低于6K,热点温度低于250K,满足设计要求。     

NbTi50/Cu复合超导材料中Cu-Ti扩散层的研究

NbTi50/Cu的加工性能受加工过程中由Cu和Ti的互扩散形成的脆性Cu-Ti化合物所影响.为选择最佳的热处理制度和加工工艺,我们用高温金相观察了在高温和加压条件下扩散层的行为.发现扩散层的厚度与时间的平方根成正比.电子探针测到它随温度按指数规律变化.对单芯和多芯导体作机械性能(σ_b和δ％)测量表明:400—500℃的热处理温度是合适的。Nb-Ti-Cu的共晶点为780℃.     

NbTi-Cu多芯超导体爆炸焊接

本文报导了NbTi-Cu多芯超导体的爆炸焊接工艺及接头样品性能. 介绍了爆炸焊接装置以及为确定配置方法和焊接参数而进行的试验工作. 对两种截面的超导体(7×3.6mm,Cu:NbTi=10,204芯和3.6×1.8 mm,Cu:NbTi=5,174芯)进行了大量地爆炸焊接试验,焊接的超导体接头是令人满意的.包括NbTi芯丝在内,各组元均实现了良好的冶金结合,接头部位经简单修理与该导体尺寸、形状相同.接头具有优良的弯曲性能和足够高的抗拉强度(室温时为33.1 kg/mm~2,液氮时为43.6 kg/mm~2,分别达到了该导体在相同条件下抗拉强度的97.3％和100％).截面积为3.6×1.8mm,超导体的接头在4.2K,5T场强下,临界电流为1801A,达到了该导体在相同条件下I临界电流的90％.该项研究成果可用来焊接相似截面的超导体.     

快脉冲超导磁体用NbTi超导线材的制备研究北大核心CSCD

本研究以Cu10Ni合金作为基体材料,采用组装法制备了铜比1.8,Φ0.7 mm的快脉冲超导磁体用NbTi超导线材.研究了Cu10Ni合金、时效次数和最终应变、去应力退火对快脉冲超导磁体用NbTi/Cu超导线微观组织和临界电流密度的影响.实验结果表明:采用Cu10Ni合金作为基体,时效3次且最终应变在3.5-5.0之间时,线材最终应变增大,临界电流密度呈先增大而后降低,最终趋于稳定的变化规律;最终应变为4.37时,随着热处理次数的增加,临界电流密度呈先增大而后降低的趋势,断线次数也随之明显增多.损耗的测试结果表明:采用Cu10Ni合金为基体制备的超导线材的损耗要明显小于无氧铜基体的超导线材.经过3次时效热处理且最终应变为4.37时,Cu10Ni合金为基体制备的超导线材其临界电流密度最高为2308A/mm^2(4.2K,5T,判据0.1μV/cm),损耗为40.8mJ/cm^3,(±3T,4.2K).     

快脉冲超导磁体用NbTi超导线材的制备研究

本研究以Cu10Ni合金作为基体材料,采用组装法制备了铜比1.8,Φ0.7 mm的快脉冲超导磁体用NbTi超导线材.研究了Cu10Ni合金、时效次数和最终应变、去应力退火对快脉冲超导磁体用NbTi/Cu超导线微观组织和临界电流密度的影响.实验结果表明:采用Cu10Ni合金作为基体,时效3次且最终应变在3.5-5.0之间时,线材最终应变增大,临界电流密度呈先增大而后降低,最终趋于稳定的变化规律;最终应变为4.37时,随着热处理次数的增加,临界电流密度呈先增大而后降低的趋势,断线次数也随之明显增多.损耗的测试结果表明:采用Cu10Ni合金为基体制备的超导线材的损耗要明显小于无氧铜基体的超导线材.经过3次时效热处理且最终应变为4.37时,Cu10Ni合金为基体制备的超导线材其临界电流密度最高为2308A/mm~2(4.2K,5T,判据0.1μV/cm),损耗为40.8mJ/cm~3,(±3T,4.2K).     

Nb_3Sn/Cu复合导体分流温度的定量计算

铌三锡是高磁场下实用的一种低温超导材料,分流温度是超导磁体的关键设计参数。文中采用超导体幂指数模型,定量计算了绝热条件下柱状铌三锡复合导体的分流温度,计算结果与现有的分流温度估算公式结果相符;另外还分别讨论了幂指数模型的中的指数n以及磁场对铌三锡复合导体分流温度的影响。结果可以为无液氦直接冷却系统中超导磁体的相关低温技术研究提供一定的数据参考。     

不同Ti含量对NbTi超导体临界电流密度的影响

利用Nb片和Ti片交替组配加工,经扩散反应制备了Ti含量从43WT%到57WT%之间的三种不同成份的NbTi超导线.测量了三种不同成份的临界电流密度Jc,讨论了在磁场下不同Ti含量对NbTi线临界电流密度Jc的影响,并对磁通钉扎机制进行了分析.通过扫描电镜(SEM)观察了Nb/Ti界面扩散形态及微结构,并运用多源标度分析法[1]对不同成份的NbTi超导线进行了磁通钉扎力密度随磁场变化曲线的拟合.结果表明:随着含Ti量的增加,其临界电流密度在低场时很高,而在高场时的性能偏低,且下降迅速,而含Ti量低的超导线在高场时的性能更具有优势;超导线在不同磁场下的性能是由点钉扎和面钉扎两种钉扎机制共同作用决定的.     

添加钇对NbTi50超导合金性能的影响

向间隙元素大于1500ppm 的 NbTi50超导合金中适当地添加金属钇后,使合金锭加拉细化,硬度降低,且具有优良的室温机械性能.当钇的添加量为0.2wt%时,合金的相对延伸率与截面收缩率分别达最高值.所有这些都表明,加钇的 NbTi50合金显示了较好地加工塑性.在实验中制得 NbTi50+Y/Cu 单芯复合线的 Jc(一次时效处理),其值较 NbTi50/Cu 单芯复合线的要高10—20%(相同条件与相同判据情况).     

千米量级多芯MgB2/Nb/Cu超导线材的制备及性能研究

以无磁性的Nb作为中心增强体和阻隔层材料,无氧铜作为稳定体包套材料,采用原位法粉末装管工艺(in-situ PIT)制备了千米量级7芯导体结构的MgB2/Nb/Cu超导线带材,由于Nb/Cu包套材料具有良好的塑形加工性能,整个加工过程中未进行中间退火热处理,复合多芯线材最终加工到Φ1.4mm;在真空热处理炉中680℃保温2小时进行成相热处理;对烧结后的线材进行了微观结构、超导电性、纵向电流分布均匀性及常温力学性能等分析检测.线带材的工程临界电流密度在20K,1T磁场条件下达到2.5×104 A/cm2.结果表明该工艺能够制备实用化高性能的MgB2线带材.     

热处理温度对MgB2超导线材临界电流密度及磁通钉扎的影响

将化学计量比为1∶2的Mg粉和B粉直接装管,采用原位粉末套管(PIT)技术制备了MgB2/Fe线材,在四个温度条件下(650℃,750℃,850℃,950℃)进行了热处理.采用四引线法测量了不同温度和磁场下线材的临界电流密度(Jc),分析了热处理温度对磁通钉扎的影响,采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)研究了线材中MgB2超导相的微观结构.结果表明:热处理温度对MgB2/Fe线材的Jc和磁通钉扎特性有显著影响,最佳热处理温度应为750℃.     

NbTi50超导合金熔铸新工艺的研究

研究了熔铸NbTi50超导合金的新工艺.合金的部分过程包括了真空壳式炉熔铸.试验的结果证明,较过去用合金轧片消除锭中铌不熔块的方法,能有效地除去NbTi50合金锭中的铌不熔块,简化工序,减少原材料损耗,促进合金均匀化.此外,有利于工业化生产,且提高合金的成品率.最终改善合金的加工性能.及NbTi50/Cu复合线材的超导性能     

Nb芯增强千米级7芯MgB_2超导线材的机械性能及超导性能研究

以非铁磁性的Nb作为中心增强体和阻隔层材料,无氧铜作为稳定体包套材料,采用原位法粉末装管工艺(in-situ PIT)制备了千米量级6+1芯导体结构的MgB2/Nb/Cu超导线带材,由于Nb/Cu包套材料具有良好的塑形加工性能,整个加工过程中未进行中间退火热处理,复合多芯线材最终加工到Φ1.4mm;在真空热处理炉中680℃保温2小时进行成相热处理;对烧结后的线材进行了超导电性、纵向电流分布均匀性及弯曲及拉伸力学性能等分析检测。线材的工程临界电流密度在20K,1T磁场条件下达到2.5×104A/cm2,表明该工艺能够制备实用化高性能的MgB2线带材。     

超导磁体交流损耗的热测量

本文介绍了用热学测量超导磁体交流损耗的装置和方法.对NbTi三组元和NbTi二组元磁体给出了损耗与交变场幅值、频率,以及磁体的交流临界磁场与频率间关系的测量结果。     

Hg0.9Tl0.2Ba2Ca2Cu3O8+δ在磁场下的热导

实验研究了高温超导体Hg09Tl02Ba2Ca2Cu3O8+δ的低温热导率与温度和磁场的关系,测量温度为7—20K,外加磁场为0—6T.结果表明,在不同外场下,超导体的热导率在实验温区内随温度的增加均单调增加;在固定的温度下外加磁场使超导体的热导率减小,并随外磁场的增加达到一个稳定值;热导的相对变化率κ(H)/κ(0)与磁场的关系以及热导率达到稳定值的磁场与测量温度有关.分析讨论了超导体中正常态电子在磁场下受磁通涡旋散射产生附加的热阻 关键词：     

热等静压对NbTi/Cu多芯超导线加工过程的影响

采用传统方法生产的NbTi/Cu多芯超导线在生产芯数较多的超导线时存在填充系数较大的问题,这直接影响了芯丝的整齐排布,所以组装完成后加入热等静压过程.研究了经过热等静压和未经过热等静压的NbTi/Cu多芯超导线的加工性能.经过试验证明,经过100～150MP,2小时热等静压处理的NbTi/Cu多芯超导线坯锭在加工过程中具有良好的加工性能,提高了超导线复合坯锭的成品率;而未经过热等静压处理的NbTi/Cu多芯超导线坯锭加工性能较差,坯锭内部缺陷较多.     

用于ITER的NbTi超导股线临界电流测试方法

介绍了一种用于ITER的NbTi超导股线在不同温度下临界电流测试的方法和装置。该装置包括一孔径为70mm、最高磁场高达16T的背景磁体以及变温杜瓦等系统。对NbTi超导线变温测试设计了二元电流引线。用该系统得到了其NbTi超导股线在不同磁场不同温度下的临界电流,用“Luca”定标律拟合了测试结果,并对测试结果进行了分析。     

NbTi/Cu超导线最佳临界电流密度的研究

本文全面地研究了在冷加工和热处理多次交替进行中时效温度、时效时间、时效次数、次数分配、最后一次时效后最终冷变形量等对NbTi/Cu多芯复合线J_c的影响.以上各因素的适当地调整和匹配是获得最佳J_c的关键.选用适宜的各种因素的试验结果得到了最佳J_c=4.0×10~5A/cm~2(4.2K,5T).小批量试制的线材的J_c为2.5—3.0×10~5A/cm~2(4.2K、5T).     

多芯NbTi组合导体的交流损耗

测量了多芯NbTi组合导体在纵向场和横向场中的动态磁化曲线和静态磁化曲线,给出磁场峰值最大到60kOe的交流损耗值。静态法测量结果与磁滞模型一致,动态法则包括磁滞损耗和芯间耦合导致的涡流损耗。由于几何因子的差别和钉扎强度的各向异性,导体在纵向场中的损耗低于横向场中的值。     

NbTi-Cu多纤维复合导体中纵向电阻的尺寸效应及温度的影响

对一种实用NbTi-Cu多纤维复合导体,测量了纵向常导电阻比的尺寸效应及其随温度的变化。NbTi纤维间铜和无NbTi纤维区铜的电阻都呈现明显的增强的尺寸效应,电阻比正比于复合导体直径的倒数。同时,在所研究的尺寸范围中,NbTi-Cu界面的散射对电阻的温度依赖部分无明显影响。文中亦给出了由尺寸效应求得的铜的电子平均自由程及其随温度的变化。铜在20—32K间的电阻正比于T~(5.1)。