高压烧结对Bi-2223/Ag高温超导带材临界电流与力学性能的影响

研究了高压烧结对Bi-2223/Ag高温超导带材临界电流以及力学性能的影响。结果表明:高压烧结使带材的临界电流提升了30%,抗拉强度提升到104MPa,带材临界弯曲应变从0.54%提升到0.91%。采用XRD常规扫描、Omega扫描以及SEM等手段分析了带材电学性能和力学性能提升的原因。实验结果发现:高压烧结有利于Bi-2223相的形成,从而使Bi-2223的相含量增加,残余的Bi-2212相的含量减少;常压烧结和高压烧结后的带材中Bi-2223相晶粒的半高宽分别为6.5°和5.6°说明高压烧结的带材中的Bi-2223晶粒排列更加整齐;此外,通过观察带材的纵截面发现高压烧结使带材内部更加致密。正是三方面的共同作用大幅度提升了带材的临界电流以及力学性能。     

退火处理Bi-2223/Ag超导带材

将经常规热处理制备而成的Bi-2223/Ag超导带材在某一温度区间再进行后退火处理,以改善带材中的Bi-2223晶粒之间的连接状况,提高带材的超导性能.然后用四引线法测量样品的临界电流及其在磁场中的角度依赖性,用XRD和SEM分析样品的微观结构.实验结果表明,后退火处理提高了Bi-2223/Ag超导带材的临界电流,改善了带材在磁场中的性能.     

中间变形对Bi-2223/Ag超导带材织构的影响

借助于扫描电镜和X射线衍射分析摇摆曲线,研究了Bi-2223／Ag单芯超导带材制备过程中中间变形对Bi-2223超导相织构的影响。结果表明,织构度与中间变形量的关系曲线呈现峰值变化规律。采用轧制进行中间变形,Bi-2223／Ag单芯带材的变形量εopt为14．3％时Bi-2223相织构最佳;采用压制进行中间变形,变形量εopt为10．7％时Bi-2223相织构最佳。中间变形后的带材经过最终热处理,其Bi-2223相的织构得到进一步改善。四引线法临界电流密度测量结果表明,其与带材的织构度成正对应关系。     

Bi-2223／Ag高温超导带材的有阻连接研究

采用低熔点63%Sn-34%Pb-1%Bi-2%Ag合金钎料膏软钎焊和不去除Ag合金包套的直接扩散连接两种方法进行Bi系超导带材的有阻连接.研究了搭接长度、钎焊保温时间、扩散连接温度对接头显微结构、临界电流和电阻的影响.工艺适当时,两种接头的电阻均能达到10-8 Ω量级且临界电流较高.     

升温速率对Bi-2223带材载流性能的影响

研究了第一次热处理中的升温速率对Bi2223带材特性的影响,分别采用100、300和500℃/h的升温速率将带材加热到838℃,于空气气氛中保温50h,后经中间轧制,第二次热处理得到成品带材。试验发现升温速率影响带材热处理的鼓泡特性,同时对Bi-2223相的转化率、残余第二相的含量及Bi-2223的晶粒取向也有一定的影响。采用适当的升温速率(300℃/h)可以限制带材的鼓泡,改善带材的微观组织并提高临界电流(Ic),77K自场下的Ic可达101A,磁场下的载流性能也有一定改善。     

冷却工艺对浸涂制备Bi-2223／Ag超导带临界电流密度的影响

在Bi-Ph-Sr-Ca-Cu-O系统里，单一Bi-2223仅在空气中有银存在的830℃～845℃范围内是稳定的。对Bi-2223生长来说，Bi-2212是最理想的籽晶，因为有相同的组分和相似的结构。插入Ca-Cu-O，使Bi-2212转变成Bi-2223；Bi-2223变厚进入Bi-2212晶粒，使Bi-2212消融。Ca-Cu-O的     

传输电流法测量Bi2223／Ag多芯高温超导带材的交流损耗

利用传输电流法设计了一套高温超导体自场损耗测量系统,样品上负载的传输电流幅值可以达到100A,频率在0.5Hz到1000Hz之间任意可调。测量了Bi2223/Ag高温超导带材在77K不同频率条件下的自场交流损耗,并将实验结果与Norris方程的预期值进行了比较,发现当传统电流的频率较低时,Bi2223/Ag的交流损耗主要是磁滞损耗;而当频率较高时耦合损耗不能忽略。     

Ca含量对Bi-2223超导带材的结构及电流传输性能的影响

采用喷雾干燥法制备了4种不同Ca含量的BSCCO 2223初始粉末，并研究了Ca掺杂对Bi-2223银包套超导带材的相转化、微观结构和电流传输性能的影响．实验表明，增加Ca含量促进了2223相的转化和提高了带材的临界电流，但同时也在超导芯中引入了较多的富Ca的非超导杂相．分析认为，较高的Ca含量增加了体系烧结过程中液相的含量，进而促进了相转化和晶粒生长及晶间连接，因而改善了电流传输能力。     

Bi-2223/Ag超导带材交流磁化率的标度行为研究

对Bi-2223/Ag多芯高温超导带材的交流磁化率的标度行为进行了探讨研究.测量了在外加磁场垂直于带材表面时,样品的交流磁化率与温度和磁场之间的关系.结果表明,外加交流磁场对实部和虚部的影响非常显著,交流磁化率的实部和虚部的转变宽度强烈依赖于外加磁场的大小.选择虚部峰值处的温度作为缩放参数,对实部和虚部的测量结果进行归一化处理,结果发现在外加磁场为(325～32.5)×10~(-4) T的条件下,所测量的全部交流磁化率的实部和虚部曲线都可以约化为一条曲线,得到一个普遍的标度律关系,在50～100 K的温度范围内,该交流磁化率的标度律关系与试验数据非常吻合,根据这一特性,推导出了铋系多芯高温超导带材的临界电流密度方程.     

磁场、温度对Bi-2223/Ag多芯带Jc的影响

介绍了一套液氮温区入（Ｂ,Ｔ）测量系统,该系统用增大液氮的饱和蒸气压来达到提高液氮温度的目的。用该系统研究了磁场和温度（测量范围分别为０．１Ｔ～０．８Ｔ和７７Ｋ～９０Ｋ）对Ｂｉ－２２２３／Ａｇ多芯带材（１９芯和３７芯）临界电流的影响。     

应变方式对Bi-2223/Ag超导带材中微裂纹的形成及临界电流的影响

对比研究了拉伸、弯曲和压缩3种应变方式对Bi-2223/Ag高温超导带材中微裂纹的形成以及临界电流的影响。实验结果表明:带材的临界应变值在不同的应变方式作用下表现出明显的差异。同时,超导芯中裂纹的扩展途径也有所不同,弯曲时裂纹从带材上表面向内扩展,而拉伸时裂纹的产生则具有随机性。重点讨论了带材内部微裂纹的产生机理,实验发现,带材在拉伸过程中产生轧向裂纹和横向裂纹,而在压缩过程中以轧向裂纹为主,横向裂纹较少。正是这两种裂纹的交互作用导致带材临界电流的降低。     

磁体用多芯Bi—2223／Ag超导带材的制备和性能

研究了用粉末装和技术制备磁体用多芯Ｂｉ－２２２３／Ａｇ超导带材的工艺性能。结果表明,得到的氧化物芯丝均匀的多芯Ｂｉ－２２２３／Ａｇ超导带材,其Ｂｉ－２２２３单相性较好且晶粒具有ｃ轴取向。在７７Ｋ,０Ｔ下,短带的临界电流密度ＪＣ达２．２×１０＾４Ａ／ｃｍ＾２（判据１μＶ／ｃｍ）。用此带制做的小型超导磁体（外径为８５ｍｍ,内径１０ｍｍ,高６０ｍｍ）,在４．２Ｋ和７７Ｋ下,磁体通过的临界电流ＩＣ分别为１     

Fabrication of non-superconducting and superconducting joints of Ag/Bi-2223 tapes by diffusion bonding

Diffusion bonding of multifilamentary Ag/Bi-2223(Bi_2Sr_2Ca_2Cu_3O_x) superconducting tapes has been performed successfully.Three types of joints,namely,with silver interlayer (type I),bonded directly (type II),with Bi-2212(Bi_2Sr_2Ca_1Cu_2O_x) powder interlayer or with Bi-2223 powder interlayer (type III) were researched,respectively.The critical currents(I_C) of these joints were measured and microstructures of the joints were evaluated by scanning electron microscope (SEM).The result shows that type I is non-superconducting joint with very low resistance,and type II joint and type III (with Bi-2212 or Bi-2223) joints are both of superconducting property.By comparing,type II joint possesses most excellent superconductivity,type III joint with Bi-2223 powder interlayer takes the second place,and type III joint with Bi-2212 powder interlayer is least.     

Effect of Pre-treatment on the Bi-2223/Ag Tapes Fabricated with Different Powders

Samples of Bi-2223/Ag tapes fabricated with powders contained different lead oxide compounds were annealed at a temperature lower than the formation temperature of Bi-2223 phase before traditional heat treatment, which was called pretreatment. In pre-treatment stage, samples were heat treated at 780 ℃ in 8.5% O2, and the dwelling time is different. Experimental results show that pre-treatment had different influence on the formation and size of the Bi-2223 grains for tapes fabricated with powders contained ...     

磁场、温度对Bi—2223／Ag多芯带Jc的影响

介绍了一套液氮温区Jc（B,T）测量系统,该系统用增大液氮的饱和蒸气压来达到提高液氮温度的目的。用该系统研究了磁场的温度（测量范围分别为0.1T～ 0.8T和77K～90K)对Bi-2223/Ag多芯带材（19芯和37芯）临界电流的影响。     

THE INFLUENCE OF PRECURSOR VARIABLES ON THE PHASE FORMATION,MICROSTRUCTURE AND TRANSPORT PROPERTY OF Bi—2223／Ag TAPES

The Bi-2223/Ag tapes were prepared with spray-died powders, which are of different particle sizes and phase assemblages by varying the annealing time in pure oxygen. Longer time annealing degraded the reactivity of precursor powder, which in turn resulted in an incomplete conversion from precursors to Bi-2223, porosity core and misaligned grains in fully processed tapes. The best Jc in short pressed samples varied from 29.7 to 47kA/cm2 for the tapes made from different powders.