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.     

多芯Bi2223／Ag带材30K温区的临界电流密度和交流损耗

本文研究了３０Ｋ温区和工频下８１芯Ｂｉ２２２３／Ａｇ带材的临界电流特性和没背场下的交流损耗，临界电流是用ＳＱＵＩＤ磁化法和标准四引法测量；交流损耗理在样品通以正弦电流情况下采用电测法进行测量，结果发现交流损耗随背场的增加而增大，同时与频率的关系是非线性的，并且偏离基于Ｂｅａｎ模型所预言的结果；表明３０Ｋ温区多芯带材Ａｇ基中的涡流损耗的芯间的耦合损耗不可忽略。     

Bi-2223／Ag超导带HT1降温工艺与Ic关系研究

热处理工艺对于Bi-2223／Ag超导带性能具有决定性作用，热处理过程中不适当的处理温度、保温时间以及在特定温区内不合适的升降温速率，都会导致Bi-2223／Ag带超导性能的降低．本文研究了在2223相基本生成之后第一次热处理（HT1）降温过程中影响临界电流Ic的温度范围和降温速率．实验证明，HT1的降温过程对Ic有着不可忽视的影响．在800℃～200℃范围内任何附加的保温都会使Ic降低，其中尤以710℃～350℃严重．在此温度范围内，于21％O2分压气氛下，当2223相成相率为～80％时，小于70℃／h的降温速率将使Ic明显下降．XRD的结果发现，较高Ic样品总是含有相对含量为1．8％左右的2212相，在Ic较低的样品中却没有发现2212相，只是3221相稍多．SEM揭示：HT1后经附加热处理的样品中，2223相微裂纹增多，所析出的CuOy尺寸增大而且分布不均匀，这些都造成2223相的连接性变差，使Ic降低．     

Bi-2223/Ag超导带HT1降温工艺与Ic关系研究

热处理工艺对于Bi-2223/Ag超导带性能具有决定性作用,热处理过程中不适当的处理温度、保温时间以及在特定温区内不合适的升降温速率,都会导致Bi-2223/Ag带超导性能的降低.本文研究了在2223相基本生成之后第一次热处理(HT1)降温过程中影响临界电流Ic的温度范围和降温速率.实验证明,HT1 的降温过程对Ic有着不可忽视的影响.在800℃～200℃范围内任何附加的保温都会使Ic降低,其中尤以710℃～350℃严重.在此温度范围内,于21%O2分压气氛下,当2223相成相率为～80%时,小于70℃/h的降温速率将使Ic明显下降.XRD的结果发现,较高Ic样品总是含有相对含量为1.8%左右的2212相,在Ic较低的样品中却没有发现2212相,只是3221相稍多.SEM揭示:HT1后经附加热处理的样品中,2223相微裂纹增多,所析出的CuOy尺寸增大而且分布不均匀,这些都造成2223相的连接性变差,使Ic降低.     

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.     

Bi2223/Ag超导带材的超低频交流损耗

鉴于银包套的铋系高温超导带材作为电工商品化材料的前景己十分看好，我们利用直流电输运的四引线（DCE）和交流磁化率（ACS）两种方法从实验和理论上研究了银包套的铋系高温超导带材Bi2223/Ag的超低频和低频交流损耗（Q）及数值模拟，测量频率范围从0.001到200Hz。在超低频和低频范围内，也就是低的磁场和电流扫描速度时，两种方法的结果相一致，Q随频率增加，但是在较高一点的频率下ACS方法测量到Q随频率增加而关小。然而，DCE方法却发现Q随电流扫描速度增加而单调地增加。数值模拟研究的结果证明，上述两种实验方法所得到的结果可以用巨磁通蠕动理论予以解释，我们的研究结果说明了电输运方法和磁测量方法各有一定的特征。     

Bi-2223/Ag高温超导带临界电流各向异性的实验测量及分析

本文介绍了Bi-2223/Ag高温超导带临界电流各向异性的实验测量方法及原理,指出了在不同磁场方向(与超导带面夹角)下,Bi-2223/Ag带临界电流随直流背景磁场的变化规律以及实验应注意的问题.Bi-2223/Ag带材的各向异性决定了其临界电流对垂直于带材表面的磁场非常敏感,这是该带材在高温超导磁体等强电应用方面的不利因素.     

利用高压热处理技术提高Bi-2223/Ag高温超导带材临界电流

提高临界电流密度(Jc)对促进Bi-2223/Ag高温超导带材的应用有着重要意义.在常压热处理条件下所制备的带材中存在大量的裂纹、孔洞和第二相颗粒等,这些因素都会对带材的超导连接性能产生破坏作用.我们成功建立了一套可用氧气氛的热等静压设备,工作气压和温度可同时达到15MPa和850°C.通过引入裂纹愈合热处理过程,我们成功对带材进行了高压热处理,所得样品中第二相颗粒和裂纹数量大幅度降低,77K、自场下的临界电流相比常压热处理样品提高了20%左右.     

Bi—2223／Ag超导带材长样的制备

本从提高超导材料的均匀性和致密性出发，采用硝酸盐热分解及多磨多烧工艺制粉，并掺入１０ｗｔ％Ａｇ２Ｏ粉，用冷等静压法压成密实棒材，经烧结且液Ｎ２淬火后装银管，拉丝后进行轧制，每道次采用１５％左右的无效变形量进行轧制，选用预烧结－高温短时熔化处理－后退火的热处理工艺，制备了厚度为０．０９ｍｍ，宽度为２．３ｍｍ，长度为０．５ｍｍ的Ｂｉ系带材长样，其Ｊｃ值达８０００Ａ／ｃｍ＾２。     

控轧控冷技术应用在Bi-2223／Ag超导带材制备过程中的研究

控轧控冷技术在钢铁中厚板材的应用已趋成熟，采用控轧控冷技术制备的中厚板材具有组织均匀、晶粒细小、机械性能高等优点．Bi-2223／Ag超导带材制备过程需经过多次反复的热处理和中间轧制过程，本文结合控轧控冷工艺特点，通过控制带材中间轧制制度和控制热处理冷却速度，研究了压下量和冷却条件对Bi-2223相变和其微观结构的影响，并借助SEM、XRD等方法对带材样品进行了观察，实验结果表明：合理的控轧控冷条件能够改善Bi-2223／Ag的微观结构并能够有效提高其电性能．这为控轧控冷技术在Bi-2223／Ag超导带材制备中的应用提供了初步理论依据，同时为形变热处理工艺提供了新的优化方向．     

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。     

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．     

带阻挡层的Bi2223/Ag高温超导带材的临界电流与磁滞损耗

在Bi2223/Ag多芯导体中引入氧化物阻挡层用来提高基体的横向电阻率,即用具有高温稳定性且不与银基体反应的CaCuCO2和Y2BaCuOx等绝缘材料包覆在单芯丝周围,形成高电阻率的阻挡层,使超导体的交流损耗明显降低,结果表明引入阻挡层后超导体的临界电流密度没有明显退降。另外,我们还回顾了国内外的进展,研究了带阻挡层超导体的磁场牧场生和外加磁场对交流损耗的影响。     

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.     

银包套Bi2223多芯带材局部临界电流的变化对整个长样带材性能的影响

本文研究了Bi2223高温超导带材在自场和77K温度下，局部临界电流的统计特性对整根长样带材临界电流特性的影响，一般地，超导带材的Ⅰ-Ⅴ特性由标准的幂指数模型参数Ic和n值来描述，并以1μV/cm作为临界电流的判据；通过测量局部带材的临界电流Ⅰ-Ⅴ特性，得到了整根带材的临界电流特性；并通过统计方法，得到了局部带材临界电流分布的高斯几率分布函数，结果表明，带材局部临界电流分布不均匀，局部临界电流的变化对整个带材的临界电流影响很大；并用统计学的方法对长样带材的临界电流性能进行了分析和讨论。     

力学性能对Bi-2223/Ag超导带材临界电流影响实验研究

本文主要研究了在77K温度下,拉伸应变和弯曲应变对Bi-2223/Ag超导带材临界电流的影响,得到了超导带材的临界电流随拉伸强度、曲率半径变化规律.实验结果显明,拉伸作用在超导带材上产生的形变对其临界电流(Ic)的影响存在一个临界值εirr=0.3%.形变小于此临界值,Ic变化较小,超过此临界值,临界电流急剧下降.弯曲实验同样存在类似关系.同步辐射光源对超导带材检测表明,在形变情况下,超导氧化物陶瓷芯的微裂纹迅速增加和交织是Ic降低的主要原因.     

拉伸应变对Bi2223/Ag带材Ic不均匀性的影响

研究了Bi2223/Ag带材的Ic和n值沿带长方向的不均匀性在拉伸应变下的变化。结果表明,Ic和n值的大小并不是逐点一一对应的;当应变小于不可逆拉伸应变时,Ic随应变增加缓慢下降,n值随应变增加缓慢下降并有小幅震荡;Ic的均匀度随应变增加基本上没有变化,n值的均匀度随应变增加变好并有小幅振荡,而且变化范围很小。     

几种Bi-2223/Ag超导带材层状复合结构的制备及性能研究

本文利用Bi-2223/Ag高温超导带材与抗拉强度σb为700MPa的铜带进行组合,带材宽度面间采用低熔点的Sn-Ag-Cu无铅焊料进行连接,制备了C-SC-C型、SC-C-SC型(C代表铜带,SC代表高温超导带)等四种层状复合结构.研究和考察了四种结构样品在室温下的拉伸性能和弯曲性能,以及电性能等.测试结果表明:与高温超导带材相比,复合后结构的拉伸性能得到了提高;复合结构中采用两根高温超导带材后,提高了传输电流的能力.研究结果为Bi-2223/Ag高温超导带材的实际应用以及新应用结构的设计提供了参考数据和实验依据.     

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.     

Bi－2223／Ag超导带材长样的制备

本文从提高超导材料的均匀性和致密性出发，采用硝酸盐热分解及多磨多烧工艺制粉．并掺入１０ｗｔ％Ａｇ２Ｏ粉，用冷等静压法压成密实棒材，经烧结且液Ｎ２淬火后装银管，拉丝后进行轧制，每道次采用１５％左右的均匀变形量进行轧制，选用预烧结－高温短时熔化处理－后退火的热处理工艺，制备了厚度为００９ｍｍ，宽度为２．３ｍｍ，长度为０．５ｍｍ的Ｂｉ系带材长样，其Ｊｃ（７７Ｋ．０Ｔ）值达８０００Ａ／ｃｍ２．