Nb芯增强MgB2多芯超导线材的制备及性能研究

以Nb/Cu复合管作为外包套材料,Nb棒作为中心增强体,通过原位法粉末装管工艺(in-situ PIT)制备了不同芯丝结构的TiC 粉末掺杂MgB2/NbCu多芯线材.在高纯流动氩气保护条件下、700℃烧结2h进行成相反应.对烧结后的线材分别进行了应力-应变分析、微观结构以及超导电性等分析检测.拉伸实验分析表明,Nb芯...     

钛酸四丁酯掺杂对6芯MgB_2线材微观结构以及超导电性的影响

选用原位法粉末装管工艺(in-situ PIT),以钛酸四丁酯(TNBT)为掺杂物,制备了不同掺杂量的6芯MgB2线材,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等分析手段,对不同掺杂量线材的粉末相成份、微观结构以及元素分布进行了详细分析,最后采用标准的四引线法测试了多芯掺杂线材的R-T和U-I曲线,其最终结果显示,以钛酸四丁酯为掺杂物并没有有效提高线材在外加磁场下的临界电流密度,主要原因可能是其分解过程产生的TiO2阻碍了C取代B,同时TiO2的存在并不能作为有效的钉扎中心。     

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.     

尺寸对Cu-Nb微观复合材料磁滞特性的影响

本文研究了Cu-Nb多芯复合线微观结构对磁滞特性的影响.样品通过不同塑性应变和热处理获得不同显微结构.结果表明,经冷加工变形和800℃/1.5h退火,尺寸为Φ1.06mm样品的磁化曲线中只在高场下出现了一个峰,这个峰来源于Nb的体钉扎.Φ2.04mm样品在退火后的曲线中出现了三峰结构,低场下的两个峰是由于临界效应使Cu基体中产生了超导电性引起的,而高场下出现的第三个峰也与Nb的体钉扎有关.样品中Nb芯丝直径及芯丝间距等因素影响了复合材料直流磁化曲线的特征.     

铌钛超导体的非合金化制备

本文研究了Nb片和Ti片在不同温度下的扩散行为,并利用Nb片和Ti片交替组配加工,经过扩散反应制备出了NbTi超导线.运用扫描电镜(SEM)观察了Nb/Ti界面的扩散形态及微结构,并对热处理工艺的合理选择进行了讨论.结果表明:经800℃,5小时扩散可得到厚度最大,Ti含量最高的NbTi超导相.该工艺制备出的NbTi超导线材的临界电流密度Jc可达到2800A/mm2(5T、4.2K)和4200A/mm2(3T、4.2K),与传统工艺制备出的超导体的性能相当.     

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.     

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。     

C掺杂MgB2超导线材的失超特性研究

研究了不同芯数(单芯、6芯和12芯)的C掺杂MgB2超导线材的失超特性.在制冷机环境(20K)下测量了C掺杂MgB2超导线材样品在自场下的最小触发能及失超传播速度.实验结果表明,失超传播速度随着工作电流的增大而线性增加.失超传播速度的大小跟测量位置有关,离触发区越近的传播速度越大.单芯样品的最小触发能最小,6芯和12芯线的最小触发能相差不大.最小触发能随工作电流的增加成指数形式衰减.     

铌钛超导体的非合金化制备

本文研究了Nb片和Ti片在不同温度下的扩散行为，并利用Nb片和Ti片交替组配加工，经过扩散反应制备出了NbTi超导线．运用扫描电镜（SEM）观察了Nb／Ti界面的扩散形态及微结构，并对热处理工艺的合理选择进行了讨论．结果表明：经800℃，5小时扩散可得到厚度最大，Ti含量最高的NbTi超导相．该工艺制备出的NbTi超导线材的临界电流密度Jc可达到2800A／mm^2（5T、4．2K）和4200A／mm^2（3T、4．2K），与传统工艺制备出的超导体的性能相当．     

多芯NbTi/Cu复合棒的制造工艺改进和完善

本文是对传统制造工艺改进和完善,制造多芯NbTi/Cu复合棒研究实验.通过自设计制作一套组装工装成功两次组装8000芯NbTi/Cu复合大包套(φ220 mm×560 mm);利用非真空焊封工艺成功焊封多芯大包套;在挤压拉伸过程中增加了热等静压和扒皮工艺,提高了铜材洁净度及复合包套的填充系数;分析挤压过程中芯棒的变形行为规律:当包套填充系数＞93%时,挤压芯棒排列紧密,均匀变形;填充系数＜93%时,挤压芯棒出现不规则变形.