掺TiNb3Sn超导性能改善机制研究

在 Nb/Cu 挤压管法制备的多芯 Nb_3Sn 超导复合线中添加合金元素 Ti 使其超导性能特别是在高场下的临界电流密度 J_c 得到显著改善.T_c 值提高约0.3K,H_(c2)(0)值提高到大约29Tesla,在4.2K_2 15T 和20T 脉冲背景磁场下(脉冲上升时间为10ms),J_c(Nb_3Sn)值分别达到4.4×10~4A/cm~2和3.3×10~4A/cm~2.在实验事实基础上,认为在低温下(<43K)掺适量Ti 元素的 Nb_3Sn 会发生部分马氏体相变,并用此观点结合磁通钉扎基本原理,对掺适量 Ti元素 Nb_3Sn 超导性能显著改善的事实进行解释,得到了一个改善掺适量 Ti Nb_3Sn 超导性能的可能机制.     

中子辐照对熔融织构YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体磁学性能及微观组织的影响

本文研究了中子辐照对熔融织构生长(MTG)YBaCuO 超导样品磁学性能及微观组织的影响.采用了两种辐照剂量:2.3×10~(16)n/cm~2和1.16×10~(17)n/cm~2.通过比较辐照前后样品磁滞回线,发现临界电流密度明显提高,在77K、0.1T 磁场下,临界电流密度达到4.7×10~5A/cm~2,此辐照前样品的临界电流密度提高了几十倍.通过观察辐照前后不可逆线 T~*(H)的变化,发     

能产生15T磁场的多芯Nb_3Sn导体的冶金与超导性能

本文报道了导体的冶金与超导性能。导体的临界电流密度J_c(4.2K)达到9.0 ×10_4A/cm_2(10T)、5.8×10~4A/cm_2(12T)、1.7×10_4A/Cm_2(16T);上临界磁场H_(c2)~*(外推)为～22T(4.2K);超导转变温度T_c在17.5—17.9K范围;在室温弯曲直径大于或等于100倍线材导体直径时,J_c无退降。使用先绕制后扩散反应的方法成功地制作出了多芯Nb_3Sn螺管超导磁体,此超导磁体在12.8T的背场下,总场达到15.2T。本研究结果意味着,采用这种导体制作15T的实用高场超导磁体是可能的。     

Bi系银基带材的临界电流密度

采用三步反应法制备 Bi 系超导体,研究其银包套复合带的超导性能.实验结果表明,这种粉末的复合带的临界电流密度优于“大混合”粉末的复合带.在适合的热处理和加工条件下,其最优 J_c 值可达1.3×10~4A/cm~2(77K,0T).     

添加元素Ti对多芯Nb／Cu挤压管法Nb3Sn超导性能的影响

采用多芯 Nb/Cu 挤压管法制备的多芯 Nb_3Sn 超导复合线,研究了添加元素 Ti 对 Nb_3Sn反应层生长动力学及超导性能的影响.添加元素 Ti 明显提高了 Nb_3Sn 反应层生长速率.T_c值提高0.3K,H_c_2(O)提高到大约29T.在4.2K、15T 和20T 脉冲背景场下(脉冲上升时间t=10ms),J_c(Nb_3Sn)值分别达4.4×10~4A/cm~2和3.3 ×10~4A/cm~2.     

40cm内径和55kG的涂石蜡-三氧化二铝粉的NbTi超导磁体

我们采用NbTi-Cu复合超导线绕制了一个内径40cm的大口径超导磁体,通过在绕组的匝间和层间涂敷石蜡-三氧化二铝粉加以稳定,励磁电流达到短样品的81％而没有猝灭.此时最高场为55.2kG.导体全电流密度为2.74×10~4A/cm~2,储能W达2.12×10~3J,J~2·W=4.43×10~(22)J·A·m~(-4).实验表明,基本上克服了退化效应,并且由于三氧化二铝的热传导作用,磁体猝灭的最小触发能量比环氧浸渍的磁体高.     

脉冲超导磁体用Cu-CuNi-NbTi三组元多芯超导复合线的研制

从稳定性和交流损耗的观点阐述了脉冲磁体所用多芯超导复合线之主要参数(芯线直径d、复合线直径D和拧扭距l_p)的设计方法.设计并研制了两种cu-CuNi-NbTi三组元多芯复合线,其母材横向平均有效电阻率和NbTi芯径分别约为2×10~(-6)Q.cm,10 μm和2×10~(-7)Q.cm,6μm.讨论了复合线冶金工艺,特别是挤压温度对拉制NbTi细芯的影响.报道了复合线短样超导临界电流密度及其小型磁体的励磁性能.     

一种新型的铜稳定多芯Nb_3Sn超导材料——用Nb-P青铜代钽作扩散阻挡层的研究

本文介绍了一种新型的铜稳定多芯Nb_3Sn超导材料。即用价格便宜的Nb-P青铜代替钽作扩散阻挡层制备的铜稳定多芯Nb_3Sn超导材料。此材料成本低,易于加工且超导性能良好,为绕制高场磁体提供了合适的导体。文中对用Nb-P青铜代T_a作扩散阻挡层的可能性进行了研究,并作了有关的微观结构分析,还提供了高场临界电流的测试数据.在10万G的磁场下,J_c(青铜加铌)=9.65×10~4A/cm~2,可与国内外同类产品相比。     

D_3超导磁体的研制与试验

本文总结了6D超导托卡马克环形磁体系统的D_3超导磁体的设计,研制与试验工作.该磁体绕组内孔径为42.2×67.0cm_2的D形,宽5.6厘米,厚5.2cm,采用石蜡真空浸渍、绝热稳定、分层绕组结构.试验结果:最强场达5.05忒,全电流密度为2.16×10~4A/cm~(2),储能2.3×10~3J,达到短样性能的78％.还进行了分层绕组分段保护的有关实验.     

高电流密度,涂漆导线浸泡冷却超导螺管磁体的研制

为检验我们所提出的一种高电流密度超导磁体的新设计原则,即采用涂漆导线与层间窄液氦通道的可行性与优越性,设计与建造了内径20cm 的超导螺管.试验结果表明,该磁体无锻炼地一次达到了近90%的“短样性能”.直至 G_0=0.55W/cm~2,观察到了常导区的恢复.在更高磁体电流时,常导区传播得足够快,使得磁体仍具有自保护性能.从而证实了这是一种有希望的中型高电流密度超导磁体的新途径.     

Nb_3Sn超导带材在高磁场下的临界电流

本文报告了扩散Nb_3Sn和气相沉积Nb_3Sn带材样品在4.2K、高磁场(～22T)下的临界电流测量结果,表明这两种材料具有良好的超导性能,在12T下,其Jc(Nb_3Sn)分别为3.0×10~3A/cm~2及2.9×10~5A/cm~2;在15T下分别为1.4×10~5A/cm~2及6.0×10~4A/cm~2.文中对测量结果进行了简要评价.     

熔融织构YBCO超导体磁化临界电流的各向异性

对烧结处理和熔融织构处理 Y_1Ba_2C_3Ox 超导体材料分别进行磁化曲线测量,结果表明熔融织构样品,其磁化强度明显地受外加磁场方向的影响,应用扩展的 Bean 模型,我们计算了沿晶体 ab 面和 C 轴方向的磁化临界电流密度,对于一长条样品,它们值分别为2.3 ×10~4A/cm~2(77K,1.2T),8.9×10~2A/cm~2(77K,1.2T).将两者的比值与前人的工作了比较.     

离子束溅射沉积制备高JcYBa2Cu3O7—δ超导薄膜

本文报道应用离子束溅射沉积制备高 T_c 高 J_c YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜.较详细地考察了影响薄膜组份比和晶粒取向的主要因素.实验表明采用本文提出的组合溅射靶可方便而又精确地调节薄膜 Y、Ba、Cu 组份比.详细描述了获得高度取向薄膜的工艺条件,获得了零电阻温度 T_(c0)=88～90.5K 和临界电流密度 J_c=1.5×10~3A/cm~2(77K)的 YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜.     

半熔融烧结靶直流磁控溅射外延生长YBCO超导薄膜

直流磁控溅射使用半熔融大直径平面烧结靶,在(100)SrTiO_3衬底上原位生长 YBa_2Cu_3·O_(7-δ)超导薄膜,可以很方便地和重复地获得临界电流密度高(J_c=3.4×10~6A/cm~2在77KB=0时)、微波表面电阻 R_s 较低(在77K,50.9GHz 时,R_s≤37mΩ)和均匀区较大的超导薄膜.X 光衍射,X 光双晶衍射摇摆曲线测量和透射电子显微镜分析结果表明,所得的 YBCO 薄膜为高度 c 取向的单晶外延膜.     

Ar离子注入YBa2Cu3O7—x超导薄膜中微结构变化的透射电子显微镜研究

Ar离子注入YBa_2Cu_3O_(7-x)超导薄膜后,不仅会引起样品超导转变温度T_c和临界电流密度J_c的下降,还会使样品的正常态由金属型变为半导体型。透射电子显微镜观察发现在小剂量(<5×10~(12)Ar/cm~2)注入情况下,样品的晶格结构几乎不受影响。随着注入剂量的增加,晶格损伤越来越严重,最终变成非晶态。对实验结果的分析表明,Ar离子注入引起YBa_2Cu_3O_(7-x)薄膜超导性能的变化主要与O原子子晶格的无序化过程有关。     

T1-1223超导体及其复Ag带的制备

研究了用部分熔化法制备Tl-1223超导体的工艺.样品的名义组成为(Tl_(0.5)Pb(0.5))(Sr_(0.8)Ba_(0.2))Ca_2Cu_3O_y。经熔化退火的样品,其磁化电流在77K和1T下大于2×10~4A/cm~2。用熔化—退火的超导粉作原料制得的复Ag带短样,J_c达1.6—1.7×10~4A/cm~2(77K,OT)。采用烧结后的超导粉作原料,在制备复Ag带的工艺中,如用熔化—退火的热处理制度,可以免除单轴压的冷加工工艺,这对长带的制备将带来很大的便利。     

离子束溅射原位沉积制备YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜

利用离子束溅射技术在ZrO_2衬底上原位制备出YBa_2Cu_3O_(7-δ)高温超导薄膜。薄膜的零电阻温度T_(co)=88K,临界电流密度J_c(77K)=5.2×10~5A/cm~2用X射线衍射和扫描电镜分析了薄膜特性。本文结果表明用离子束溅射法可原位沉积制备出高质量的超导薄膜。     

激光淀积YBa2Cu3O7外延超导薄膜

利用准分子脉冲激光成功地在(100)SrTiO_3与(100)Y-ZrO_2衬底上淀积了 YBa_2Cu_3O_7超导薄膜,T_c(R=0)>90K,J_c(T<82K)>1×10~6A/cm~2.研究了衬底温度对外延YBa_2Cu_3O_7薄膜超导性能及结构的影响.     

新型第二相粒子Gd_2Ba_4CuFeO_y掺杂对单畴超导块材GdBaCO性能的影响

通过顶部热籽晶熔融织构的方法,我们成功地制备出了掺杂新型第二相微粒xGd_2Ba_4CuFeO_y(x=0,0.002,0.004,0.008,0.02)的单畴超导块材GdBCO.通过扫描电镜观察,我们发现,随着掺杂量的增加,一种带状组织存在于掺杂Gd_2Ba_4CuFeO_y微粒的超导块材中;Gd_2BaCuO_5粒子尺寸减小,分布得更加均匀,而Gd_2Ba_4CuFeO_y微粒可能形成有效的钉扎中心;掺杂一定量的包含磁性粒子的Gd_2Ba_4CuFeO_y微粒不但没有破坏超导块材的超导性能,反而增强了超导块材的磁通捕获能力和临界电流密度,超导块材的最大磁通捕获量达到0.16T,临界电流密度TC最大值达到6.4×10~4 A/cm~2,使超导块材的超导性能得到明显改善.实验结果对于研究含磁性粒子的第二相添加提高超导块材的性能有着重要的意义.     

一个具有高均匀度的组合Nb-Ti超导磁体

本文报道一个76.2kG的组合Nb-Ti超导磁体,它由一个六次线圈和一个四次线圈组成.这种组合磁体可以大幅度地节省超导线材.在φ2cm的球体内,六次线圈的磁场均匀度为5.67x10~(-5)cm~(-1),组合场的均匀度不低于8.71×10~(-4)cm~(-1).测量并讨论了超导体低场抗磁性对场强的影响问题.