Bi-2223/Ag超导带材前驱粉与热处理的匹配问题

研究了Bi-2223/Ag高温超导带材的前驱粉与后续热处理工艺之间的匹配问题.实验采用A,B,C 3种不同的前驱粉.A粉是成分配比为2223的喷雾热分解单粉,B粉和C粉都是2212加CaCuOy组分的2223双粉.B粉和C粉的区别在于,2212加CaCuOy混合后的除碳处理工艺不同.B粉为800℃,3 h,C粉为830℃,10 h.利用激光粒度分析仪(RSA)和扫描电镜(SEM)对这3种前驱粉的粒度进行了表征,并用X射线衍射仪(XRD)对用这3种粉分别制成的带材经第1次热处理(HT1)后的2223成相率和相结构进行分析,从而找出它们各自对应的最佳HT1工艺.采用四引线法在77 K,0 T下测试经中间轧制和第2次热处理(HT2)后的临界电流(Ic),以确定其对应之最佳HT2工艺.RSA和SEM分析表明:A粉颗粒度明显细小,平均中径粒度为1.5 μm,且粒径分布区域集中,B粉约3 μm,粒径分布较分散,而C粉为4～5 μm.研究结果证明:前驱粉的特性直接影响着超导带材的最终超导性能.一种特定的前驱粉,对应着一种特定的最佳HT1和HT2工艺.只有在二者匹配良好前提下,才能使前驱粉的性能得以发掘.     

35 kJ/7 kW直接冷却高温超导磁储能系统

介绍了直接冷却高温超导磁储能（SMES）系统（35kJ／7kW）的总体结构和基本试验结果。该系统主要由超导磁体、低温系统、功率调节系统和监控系统组成。实验结果表明，通过直接冷却将储能磁体成功冷却到了20K以下；储能磁体的直流临界电流达到150A，临界储能量84kJ，磁体中心场强4．5T；监控系统和变流器能控制SMES与系统快速独立地在四象限进行有功功率和无功功率交换；在电力系统动态模拟实验中，SMES能有效抑制电力系统中因发电机机端短路故障引起的功率振荡。     

化学法在Ni-5%W基底上制备Gd掺杂CeO_2膜

用化学法在Ni-5%W基底上制备Gd掺杂Ce O2膜。以乙酸铈((CH3CO2)3Ce(III))、硝酸钆(Gd N3O9)为起始原料,按照阳离子Ce3+:Gd3+为4:1的比例溶解于丙酸(C2H5COOH)中制成前驱液。将前驱液旋涂在Ni-5%W基底上,在4%H2/Ar气氛下进行1100℃热处理,形成立方织构的Gd掺杂Ce O2膜。采用XRD和SEM对不同旋涂转速工艺制备的Ce O2膜进行晶体结构和微观形貌的检测和分析。以总阳离子浓度为1.2 mol/L前驱液经过3000 r/min,60 s的涂覆工艺,经过二次涂覆和1100℃热处理的Ce O2膜结晶程度高,无裂纹,有立方织构。Ce3+在4%H2/Ar还原性气氛里可以转变为Ce4+。     

Ti40合金在500~1000℃的恒温氧化行为

研究了Ti40合金在500~1000℃范围内的恒温氧化行为。氧化增重实验及XRD、SEM、EDS的分析结果表明,Ti40合金的氧化机制可以V的氧化物V2O5的熔点为分界,在700℃以下氧化时,氧化层平整且致密,表面主要由V2O5和TiO2组成,氧化的主要过程为混合氧化膜中的V2O5向外择优生长,氧化机制受V元素在V2O5中的扩散机制控制。在700℃以上氧化时,V2O5的熔化挥发,导致氧化层疏松多孔,氧化层主要由TiO2和SiO2构成,在氧化层和基体的界面处,存在V、Cr元素的富集层,此条件下,合金的氧化受V元素在β钛合金中的扩散机制控制。     

Expert system for evaluating the safety of pressure vessels

With more application of welding technology in important structures more attention was paid to the evaluation of the safety of welded structures, the life prediction and decision to repair the welded structures. Based on material fiacture mechanism and Chinese standard of safety evaluations of pressure vessels, an expert system was developed to evaluate the safety of welded pressure vessels. The system can analyze the weld defects in a pressure vessel, convert different kinds of defects into equivalent cracks and obtain their equivalent sizes. Furthermore, the system can calculate the stress and strain in the positions of weld defects and make decision on whether the defects are tolerable or not according to the code. When it is tolerable, the system will calculate the safety margin. The fatigue life can be predicted if the defects undergo fatigue load too. Moreover, data bases are built for storing mechanical properties of material and evaluated results.     

(Bi,Pb)-2223带材超导芯部的熔化分解及其再形成

分析了(Bi,Pb)-2223高温超导材料传导性能进一步提高的影响因素,阐述了熔化处理对改善(Bi.Pb)-2223带材芯部微观结构的优越性.结果表明,传统的(Bi,Pb)-2223相非平衡成相机制严重制约了熔化处理工艺的效果,确立了(Bi,Pb)-2223相从液相中可逆再形成的可能性,研究了不同条件下(Bi,Pb)-2223相熔化分解-再形成的相演变特征.在适当温度下,(Bi,Pb)-2223相部分熔化分解,生成一种类似于2212化学计量比的液相及碱土铜酸盐2:1-AEC和14:24-AEC,对于其与液相或熔体之间平衡转变关系的建立极为重要.     

采用中子衍射研究内锡法Nb3Sn的相形成

选取2种ITER用内锡法Nb3Sn复合超导线，采用原位中子衍射测量技术检测超导相的形成过程，通过添加第3种元素研究合金化Sn芯和合金化Nb芯对超导相形成过程及超导线超导性能的影响。结果表明：合金化Sn芯比合金化Nb芯丝有利于提高超导性能；少量添加第3种元素Ti与Sn形成合金能显著促进Sn的扩散和A15相的形成，并且能有效抑制Nb3Sn晶粒的生长，因此增加了晶界面积和钉扎力，增强了超导特性，提高了非铜区临界电流密度Jcn。     

35 kJ/7 kW直接冷却高温超导磁储能系统

介绍了直接冷却高温超导磁储能(SMES)系统(35kJ/7 kW)的总体结构和基本试验结果.该系统主要由超导磁体、低温系统、功率调节系统和监控系统组成.实验结果表明,通过直接冷却将储能磁体成功冷却到了20 K以下;储能磁体的直流临界电流达到150 A,临界储能量84 kJ,磁体中心场强4.5 T;监控系统和变流器能控制SMES与系统快速独立地在四象限进行有功功率和无功功率交换;在电力系统动态模拟实验中,SMES能有效抑制电力系统中因发电机机端短路故障引起的功率振荡.     

前驱液中添加聚乙烯吡咯烷酮对YBa2Cu3O7-δ膜形貌和性能的影响

用三氟乙酸金属有机物沉积(TFA-MOD)方法在LaAlO3(100)基底上生长YBa2Cu3O7-δ(YBCO)超导薄膜,研究了向前驱液中添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对YBCO薄膜微结构和超导性能的影响.涂膜在氧气环境中进行200～250℃热解,再经775℃氩气环境下结晶后获得YBCO超导薄膜.在相同热处理条件下,未添加PVP的前驱液制得的YBCO薄膜临界电流密度为4050A/cm2,添加PVP的前驱液制得的YBCO薄膜临界电流密度为5800A/cm2.后者表现出较少的孔洞,较强的c轴取向,较纯的双轴织构和较高的临界电流密度.因此,向前驱液中添加PVP的化学方法可以改进YBCO涂层导体的MOD制备过程.总压,氧分压和热处理温度等工艺条件将进一步优化,以提高临界电流密度.     

CT20钛合金管材的冷轧工艺及组织性能的研究

研究了CT20低温钛合金管材的加工工艺及冷轧变形量、退火温度对管材力学性能的影响。结果表明：CT20合金对加工硬化不敏感,冷轧最大变形量应控制在45％以内;CT20合金管材通过不同温度热处理所获得的等轴、双态和片状组织的室温力学性能差别不大;20K低温下由于孪生变形的发生,片状组织的塑性最好,双态组织则介于片状和等轴组织之间;管材为等轴和双态组织时,冷成型性能优异;对管材进行αt＋β两相区910℃×1h,FC的热处理,可获得综合性能优良的双态组织。