CaCuO2颗粒尺寸对双粉法制备Bi系高温超导带材性能的影响

本文通过基于共沉淀工艺的双粉法制备了Bi_1.76Pb_0.34Sr_1.93Ca_2.0Cu_3.06O_8+d (Bi-2223)前驱体粉末。在这一过程中,首先单独制备了Bi_1.76Pb_0.34Sr_1.93CaCu_2.06O_8+d (Bi-2212)和CaCuO₂(实际相组成为Ca₂CuO₃和CuO)粉末,并分别进行了烧结。通过调节共沉淀工艺过程中的pH值,获得了颗粒尺寸不同的CaCuO₂粉末,然后将Bi-2212与其按照相组成相组成为1:1进行混合,并装入Ag包套中,通过一系列的旋锻、拉拔和轧制工艺,获得设计尺寸的Bi-2223带材。比表面积测试表明随着pH值从3.0增加到5.0和6.5,获得CaCuO₂粉末的平均颗粒尺寸从1.1减小到0.75和0.60 mm。通过扫描电镜对不同尺寸CaCuO₂颗粒制备的Bi-2223生带、第一次热处理和后处理之后带材的相组成和分布进行了表征。结果表明,适当尺寸的CaCuO₂颗粒可以避免团聚现象的出现,因此有利于高载流性能带材的获得。最终通过进一步调节带材的尺寸,1#带材的性能最高,达到了12200 Acm^_-2。     

尺寸变化对Cu-Nb-Cu多芯复合线材微观结构及性能影响

采用集束拉拔技术制备出高强高导Nb管增强Cu-Nb多芯复合线材,样品直径为Φ2.5 mm时,强度接近1.1 GPa,导电率达到74%IACS。选取不同尺寸线径(Φ3.0 mm、Φ2.7 mm、Φ2.5 mm)的复合线材,通过场发射扫描电镜测试手段表征了不同尺寸线材的芯丝形貌、Cu-Nb界面的微观结构,探讨了多尺寸条件下芯丝和界面微观组织的演变规律及特性,最后结合σ-ε曲线图和R-T曲线图,详细分析了尺寸变化所引起线材性能的演变机理。     

Cu-Ag复合线材的扩散行为研究

研究了拉伸的Cu-Ag复合线材在不同温度的扩散条件下界面区域的微观组织和扩散行为。随着扩散温度的升高,Cu、Ag基体中发生再结晶及晶粒粗化,最终在两侧基体中出现部分孪晶。700℃扩散处理后基体中界面两侧开始出现扩散层,当温度达到800℃时,在Cu/Ag界面出现连续分布的富Cu的共晶扩散层。     

Influence of Nb Diffusion Layer on Superconductivity of MgB2/Nb/Cu Wires

采用原位法粉末装管工艺(in-situ PIT),以Nb/Cu复合管作为包套材料制备了MgB2超导线材并且在氩气保护气氛中,不同温度条件下保温2h进行成相热处理。分别采用电阻-温度测试、磁矩转变测试、临界传输电流测试以及Nb-MgB2界面磁光研究等分析手段进行研究。结果表明:当热处理温度高于750℃时,在MgB2超导芯丝和Nb阻隔层之间形成一个扩散层,该扩散层的存在阻碍了电流的传输,从而导致在磁测法测试中可以检测到超导相存在,而在传输法测试中无法看到超导传输现象。说明采用Nb作为MgB2超导线带材的扩散阻隔层时其热处理温度不能高于750℃。     

轧制与拉伸对NbTiTa/Cu多芯复合线超导性能的影响

利用Nb47Ti和Ta片作为原料,经过3次挤压并结合拉伸和轧制2种不同工艺,通过时效热处理制备出了NbTiTa/Cu超导线材.通过标准四引线法测量了2种线材在4.2 K下的超导性能.结果表明,采用拉伸法制备的NbTiTa线材具有更高的临界电流密度,φ1.0 mm的超导线材Jc在4.2 K、8 T下,超导性能达到791 A/mm2.通过对线材的微观组织观察表明:在相同条件下,采用拉伸后的试样芯径大小均匀、铜比均匀、芯丝排列整齐且间距相等.     

热处理温度对Bi-2212喷雾热分解超导粉末成相和性能的影响

采用喷雾热分解法制备了Bi₂Sr₂CaCu₂O_x(Bi-2212)初级粉末,系统地研究了热处理温度对粉末成相和性能的影响。使用TG-DSC分析初级粉末的失重和相变情况,采用XRD分析粉末的相组成,通过SEM观察粉末的微观形貌,采用磁化法对样品的超导物理性能进行判定。结果发现,535~570℃,喷雾热分解初级粉末中的硝酸盐残留物逐渐分解;605~640℃,Bi-2201相形成;温度达到775℃,Bi-2212相开始形成,随热处理温度的提高,粉末结晶度持续增加,Bi-2212相含量先增加后减少,860℃是最佳的成相烧结温度。另外,通过对DSC曲线和M-T曲线的深入分析发现,先进行640℃的低温预分解,再进行860℃的高温成相烧结,可进一步改善最终粉末的质量。     

快速凝固非化学计量比储氢合金LaNi4.75Mn1.25 晶体结构和电化学性能

采用熔体快淬方法得到了无Co过化学计量比合金La(NiMn)6的非平衡亚稳单相CaCu5型结构,分析和研究了合金非平衡组织结构和电化学吸放氢性能.x-ray衍射分析表明,快速凝固合金组织为CaCu5型结构单相组织,与常规熔铸合金比较,快速凝固合金的晶胞参数发生了明显的各向异性变化:随着冷却速度增加,CaCu5型晶胞a轴减小,c轴及轴比c/a增大.电化学实验研究表明,当合金快凝速度≥20m/s时,过化学计量比La(NiMn)6合金MH电极的循环稳定性得到不同程度的改善,快凝速度≥30m/s时,合金电极具有良好的循环稳定性,其最大电化学容量为256mAh/g～277mAh/g,循环100次后合金MH电极容量保持率为63%～97.8%.快速凝固合金均大大提高了合金的电化学稳定性,但随着冷却速度增加其活化性能和电极容量有所下降.     

Nb管增强Cu-Nb多芯复合线材的制备及性能表征

采用集束拉拔技术和热处理技术制备出了Nb管增强Cu-Nb多芯复合线材,当复合线材线径为?1.7mm时,其抗拉强度接近1.2GPa,导电率为74%IACS。分别对?2.5、?2.2、?2.0、?1.7mm的Cu-Nb-Cu多芯复合线材的形变取向、微观结构及力学性能和导电性能进行了表征。探讨了冷加工变形量对Cu-Nb-Cu多芯复合线材微观组织及性能影响的机理。     

不同热处理制度对NbTiTa超导线材性能的影响

通过调整超导线材的最终附加应变、时效热处理时间和时效热处理温度3个参数来提高NbTiTa超导线材的J_c性能.在法国国家高场实验室通过标准四引线法,在4.2K、0～11T的磁场中测量了线材的临界电流.结果表明,适度升高时效热处理温度、延长时效热处理时间、增加最终附加应变,有益于提高NbTiTa超导线材的临界电流密度.经4次时效热处理385~C×(40～70)h,最终附加应变从2.5增加到3.5,Φ1.25mm超导线材的J_c在4.2K、8T下达到777A/nm~2,与国外文献报道的J_c值相当.     

分步反应法制备SiC掺杂MgB2超导线材的研究

以干燥的B粉和Mg粉为原料,采用分步反应法制备了SiC(40～45μm)掺杂的MgB2/Nb/Cu超导线材.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)研究了在650℃热处理温度下不同掺杂量对所制备样品的相组成、微观结构的影响.采用标准四引线法测定了样品的电阻温度曲线,结果表明,当该工艺第二步热处理温度为650℃时,反应不完全,应适当升高温度;同时高SiC掺杂量有利于在MgB2线材中引入更多B位C掺杂,表现为Tc略有降低,从而提高了其磁通钉扎特性.