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。     

Bi-2223喷雾热分解粉末热处理工艺优化

Bi-2223带材目前在电流引线、超导电机、超导电缆、超导限流器等领域实现了许多示范性应用,载流性能是表征其性能的重要指标,而高质量的前驱体粉末是最终带材性能的关键保障.本文选用具有工艺简单、粉末效率高、批次稳定性好等优点的喷雾热分解法制备的Bi-2223前驱体粉末,利用TG-DSC、XRD、SEM等测试手段对低氧条件下不同保温时间烧结的粉末进行分析,并结合最终带材的载流性能测试结果,获得了最优粉末烧结参数,为后续喷雾热分解粉末的进一步生成Bi-2223相以及高性能粉末的制备提供了依据.     

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．     

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.     

Pr离子缺陷对Bi-2223／Ag带材磁通涡旋运动的影响

Pr部分替代Ca可以在Bi-2223的超导层中引起局域缺陷（简称Pr离子缺陷），本文分析了不同含Pr量的Bi-2223／Ag带材在垂直于带面的外场下电阻转变特性，研究了其磁通钉扎势垒的变化规律．结果表明：Pr离子缺陷显著提高了Bi-2223带材的磁通钉扎势垒（U）．不同含Pr量样品的磁通钉扎势垒（U）均满足U／（1-Tirr／Tco）（1／H^α的规律．其不同α值反映了样品中不同的磁通蠕动方式．在不含Pr离子缺陷的样品中．磁通主要以双弯结的方式进行蠕动，含Pr离子缺陷的样品中磁通蠕动主要以直接剪切的方式进行．     

Pr离子缺陷对Bi-2223/Ag带材磁通涡旋运动的影响

Pr部分替代Ca可以在Bi-2223的超导层中引起局域缺陷(简称Pr离子缺陷),本文分析了不同含Pr量的Bi-2223/Ag带材在垂直于带面的外场下电阻转变特性,研究了其磁通钉扎势垒的变化规律.结果表明:Pr离子缺陷显著提高了Bi-2223带材的磁通钉扎势垒(U).不同含Pr量样品的磁通钉扎势垒(U)均满足U/(1-T irr/Tc0)(1/Hα的规律,其不同α值反映了样品中不同的磁通蠕动方式.在不含Pr离子缺陷的样品中,磁通主要以双弯结的方式进行蠕动, 含Pr离子缺陷的样品中磁通蠕动主要以直接剪切的方式进行.     

热处理工艺对先位法 MgB2带材临界电流密度性能的影响

本文采用先位粉末装管法(ex-situ PIT)制备了12芯Ni基MgB_2超导带材,并研究了三种不同的热处理工艺对带材可加工性能、MgB_2-Ni反应层相成分、芯丝微观结构及输运临界电流性能的影响.研究表明:通过采用适当的热处理和加工工艺,可以有效改善超导带材的可加工性能,调控MgB_2芯丝与Ni基体的反应层厚度,从而获得各组元变形均匀、晶体连接性优良的带材.采用最佳的工艺获得的带材在4.2K、2T下临界电流(Ic)达到212A,临界电流密度为(Jc)为8.8×104 A·cm~(-2).     

沉淀介质对共沉淀法制备(Bi,Pb)2223先驱粉的影响

本文利用物理化学原理对改进的共沉淀法和传统的共沉淀法所使用的介质进行了对比研究.通过比较PH值在以水为介质的传统共沉淀法和改进的以乙醇为介质的共沉淀法的化学计量比的不同影响,我们发现传统共沉淀法不能找到合适的PH值范围来使各种金属离子完全共沉淀,也就难以维持原始的化学计量比,而改进的共沉淀法有很宽的PH值范围(PH=3～7.4), 能使所要沉淀的各种金属离子完全共沉淀并维持原始的化学计量比.对改进的共沉淀法制备的前驱粉经过X光衍射分析显示,其相组成合适,扫描电镜分析显示前驱粉完全满足制备超导(Bi,Pb)2223带材的需要.     

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.     

铁磁材料作用于Bi-2223带材临界电流的研究

主要研究了铁磁材料对Bi-2223带材的临界电流的影响。通过计算铁磁材料在不同布局下对带材磁场分布的影响,进行了相应的临界电流测试实验。分析表明,将铁磁材料垂直放在带材边缘能有效地提高带材的临界电流。     

化学燃烧法制备Bi-2212前驱粉末

高质量的前驱粉是制备高性能Bi-2212线材的基础.本文采用化学燃烧法制备纳米级Bi-2212前驱粉末,分析了Bi-2212纳米粉末的成相过程以及微观形貌,结果表明可以成功制备尺寸小于100 nm的氧化粉末,经过热处理后得到纯的Bi-2212成相粉.与传统共沉淀方法的前驱粉末相比,纳米生粉反应活性更高,Bi-2212成相温度降低,转化效率更高.该方法有利于实现高质量的Bi-2212前驱粉末的批量制备.     

高温超导带材Bi-2223/Ag的焊接接头电阻研究

针对高温超导带材Bi-2223/Ag的焊接问题进行了研究.利用ANSYS建立焊接接头电阻特性的有限元计算模型,仿真和计算分析了焊料材料、搭接长度和焊锡层厚度对接头电阻值的影响,并进行了实验验证.实验表明:可通过减少焊料厚度,增加焊接搭接长度来减少接头电阻,当焊接长度在2～5cm,焊料厚度为0.5mm时,Bi-2223/...     

Bi-2223 bar current leads fabricated by the combination of cold isostatic pressing and hot-pressing

A new method using a combination of cold isostatic pressing (CIP) and hot-pressing (HP) was applied to fabricate Bi-2223 bar current leads. The critical current density (J_c) achieved by this method reached as high as 1000 A/cm² at 77 K and self-generated magnetic field. This value of J_c presented here is much higher than the best J_c reported for rod current leads which is 570 A/cm² achieved by CIP technique [Y. Yamada, Bi-based bulk current leads and their applications, in: H. Meada, K. Togano (Eds.), Bismuth-based High-temperature Superconductors, 1996, p. 277.]. The phases and microstructures were analysed by XRD and SEM. The texture and weak link were studied by pole figures and AC susceptibility, respectively. The results show that the grain connectivity, matrix density and texture of the samples were improved significantly by this method.     

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。     

Influences of Cu composition and sintering condition in Bi-2223 tapes using Ag---Cu alloy sheath doped with Ti, Zr or Hf

Bi-2223 Ag---Cu alloy sheathed tapes doped with Ti, Zr or Hf were fabricated by a powder-in-tube technique using intermediate uniaxial presses and variations in total sintering times. Increasing Cu compositions in the Ag---Cu alloy sheath doped with certain elements into the sheath, combined with appropriate total sintering times were found to lead good superconducting properties. Furthermore, the best total sintering time varied according to the amount of Cu in the Ag---Cu alloy sheath and the existence of doping elements. A transport critical current density, J_c, of 4.1 × 10⁴ A/cm² at 4.2 K, 14 T and 2.2 × 10⁴ A/cm² at 77 K, 0 T was achieved in Ag-10 at% Cu-0.1 at% Hf sheathed Bi-2223 tapes sintered for total 200 h.     

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.     

Electrical AC loss measurements of Bi-2223 tapes, performed under the Brite EuRam Research programme SACPA

A series of electrical AC loss measurements on Bi-2223 tapes have been performed under the Brite Euram project SACPA. This included, for the first time, a round-robin of independent self-field AC loss measurements between four laboratories. The very close agreement of data demonstrates the validity of the electrical technique and lays the basis for a measurement standard. Other preliminary measurements in SACPA showing the variation of losses with frequency, temperature and applied DC field are also reported.     

Bi-2212线材的制备技术

Bi₂Sr₂CaCu₂O_x(Bi-2212)是唯一可制备成各向同性圆线的高温超导材料。基于其优异的工程临界电流密度和简单成材技术,Bi-2212线材已经成功应用于多种高场磁体。文章简述了Bi-2212线材的粉末套管技术中前驱粉、加工和高压热处理的研究进展,介绍了国内外线材最新性能和应用进展,并分析了高性能线材制备的关键问题。