Mg含量及包套厚度对套管法Nb_3Al前驱线机械性能影响

制备具有优良机械性能Nb3Al前驱线是得到Nb3Al超导长线,继而制备实用化高场磁体的基础.本文选用Mg的含量分别为1.08wt.%和4.48wt.%的两种Al合金棒作为Al芯,不同壁厚的Cu管作为包套,利用套管法分别制备了两组不同芯丝数的Nb3Al前驱线.通过观察和测量两组前驱线芯丝形状和硬度的变化,以及对前驱线拉伸曲线和拉伸后断口形貌的分析,研究了影响前驱线机械性能的因素,提出了改善芯丝加工性能的方案.结果表明:Mg含量和Cu包套的壁厚对前驱线的机械性能有很大的影响,选择合适的Al合金棒以及包套,可以得到芯丝均匀,具备良好机械性能的Nb3Al前驱线,49芯前驱线经过扩散热处理后得到了15.7K的超导转变起始温度.     

套管法Nb_3Al前驱线中Nb/Al界面扩散反应过程

利用套管法制备了Nb-Al七芯前驱体线材,并通过等温热处理的方式分别在700~1500℃对其进行热处理,研究了Nb-Al二元体系在其界面处的反应成相过程.研究发现700℃热处理的样品在其界面处只形成了NbAl3反应层;800~900℃热处理的样品界面处又形成一层Nb:Al≈1:1新反应层;随着热处理温度的增加到1000℃,界面处出现Nb2Al反应层,并随热处理温度的增加Nb2Al反应层的厚度增加;1400℃和1500℃热处理的样品中开始观察到了少量的Nb3Al相,磁性测量表明1400℃和1500℃条件下热处理样品的起始超导转变温度分别为14K和15.8K,说明套管法制备的Nb-Al前驱体线材在1400℃以上热处理可以获得Nb3Al超导相,但由于Nb3Al相中的Al含量偏离理想化学计量比,导致其超导转变温度偏低.     

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...     

微型高温超导磁通泵的研制

本文给出了一种用高温超导体制作的微型磁通泵,对其工作原理进行了仔细分析研究.依照设计研制了磁通泵装置,并对其工作性能进行了初步测试.结果表明,该微型高温超导磁通泵有希望为电阻在1μΩ以内的高温超导闭合环路进行供电.切实克服高温超导接头性能不佳、n指数低等缺陷,有助于Bi系等高温超导带材在超导磁体闭环系统的应用.     

不同纯度硼粉搭配对MgB2多芯线材性能的影响

采用in-situ PIT工艺,以不同纯度硼粉相互搭配做为前驱粉末中的硼源,选用中心铜铌复合棒增强的导体结构制备了MgB2六芯线材,研究了不同纯度硼粉搭配对线材粉末相组成、微观结构以及超导电性的影响,其结果表明当高纯硼粉含量不低于50%时,自场下的临界电流不存在明显的衰减,因此以适当低纯硼粉(95～97%)和高纯硼粉(99.999%)相互搭配不但不会降低线材的临界电流,而且可以很大程度上降低线材的制造成本,为线材的实用化提供了很好的经济基础.     

Mg粉粒度对MgB_2超导体宏观特征和显微结构的影响

研究了Mg粉粒度对MgB2超导体宏观特征和显微结构的影响规律。将不同粒度的Mg粉和B粉分别按1.03∶2的比例混合、压制成型后,在流通高纯氩气的条件下于800℃烧结1h,制备出MgB2块材。利用阿基米德方法、X射线衍射仪和扫描电子显微镜等分别测试样品的密度、物相组成和显微结构等。结果表明,Mg粉粒度对MgB2超导体的物相组成没有影响;随着Mg粉粒度的增加,MgB2超导体的最大气孔尺寸、质量损失率、体积膨胀系数都逐渐增大,但其密度逐渐降低。     

Nb_3Al超导材料及磁体制备技术的研究进展

Nb3Al超导材料在高场下具有非常高的临界电流密度以及优异的应变容许特性,被认为是高场磁体应用的理想材料.但由于Nb3Al超导材料成相反应过程的特殊性导致其制备难度极大,成为目前实用化低温超导材料研究领域的热点和难点.本文对目前国内外Nb3Al超导材料及磁体制备技术的研究进展进行了系统分析,对未来发展的趋势进行了探讨.     

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.     

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。     

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℃.