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，C3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CaCuO，组分的2223双粉。B粉和C粉的区别在于，2212加CaCuO，混合后的除碳处理工艺不同。B粉为800℃，3h，C粉为830℃，10h。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77K，0T下测试经中间轧制和第2次热处理（HT2）后的临界电流（五），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1．5μm，且粒径分布区域集中，B粉约3μm，粒径分布较分散，而C粉为4-5μm。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。     

温度对TFA-MOD制备YBCO薄膜的影响

采用TFA-MOD方法在YSZ单晶基底上制备YBCO薄膜,主要研究高温热处理阶段温度对薄膜微结构和超导电性的影响。采用X射线衍射和扫描电镜分别对相组成与形貌进行分析。结果显示在800～830℃之间,能够获得纯的YBCO相,同时随着晶化温度的降低,薄膜面内a轴晶粒减少,有利于薄膜超导电性的改善。     

部分熔化处理工艺对（Bi，Pb）-2223／Ag带材相组成和微结构的影响

通过部分熔化处理工艺和普通两段热处理工艺的对比研究，分析了部分熔化处理工艺在不同热处理阶段对(Bi，Pb)-2223/Ag带材相组成和微结构的影响。实验结果显示，在熔化温度下，部分(Bi，Pb)-2212相发生分解，分解为(Sr,Ca)2CuO3相、(Sr，Ca)Cu2O3相和富(Bi，Pb)液相，与此同时(Sr,Ca)2CuO3相和(Sr，Ca)Cu2O3相快速长大。随着冷却和成相处理，(Sr,Ca)2CuO3相和(Sr,Ca)Cu2O3相长大到一定尺寸，各相系统达到平衡后，就不再长大，并和部分液相反应，重新生成具有良好取向的(Bi，Pb)-2212相。在成相处理阶段，(Bi，Pb)-2212相转化为(Bi，Pb)-2223相，同时生成的(Bi，Pb)-2223相继承了(Bi，Pb)-2212相的良好取向，使(Bi，Pb)-2223相织构得以改善，致密度得到提高，结果最终带材的性能得到提高。通过部分熔化处理工艺处理的带材Ic达到51A，而普通两段热处理工艺处理的带材Ic为36A，Ic提高了约40％。     

(Bi,Pb)/2212高温超导粉末合成及热力学过程研究

采用共沉淀法制备了(Bi,Pb)/2212高温超导粉末,利用X射线衍射(XRD)和差热分析(DTA)对粉末的成相热力学过程进行了研究.结果表明,在(Bi,Pb)/2212前驱粉共沉淀过程中,含有Bi3、Pb2 、Sr2 、Ca2 、Cu2 等5种金属离子的混合硝酸盐溶液,其温度不同将会导致生成的草酸盐沉淀产物发生颜色变化.对两种颜色状态的粉末进行的ICP分析显示,不同温度下,深浅粉末其化学计量比没有明显变化.通过对两种粉末在不同的烧结热处理制度下其XRD的物相分析以及对原始粉末的差热分析结果显示:浅色粉成相速度快,在主相2212形成时,浅色粉的2201相的含量也明显低于深色粉.     

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.     

Bi—Sr—Ca—Cu—Pb—O系超微粉末的合成及超导电性

介绍了采用草酸盐共沉淀法制取Bi-Sr-Ca-Cu-Pb-O系超微粉末的化学过程及相应高Tc块体超导样品的性能。     

原始粉末对熔融织构YBCO超导体的影响

采用熔融织构生长法,制备了多晶YBCO超导体。X光衍射图象表明,晶体按垂直于c轴的择优取向排列。这种排列规则的层状结构有利于电流传输,并为77K,0T下的低温测试结果所证实。在0～7T外场下的I-V测试曲线证明:熔融织构生长工艺使普通粉末烧结样品中存在的弱连接问题获得了重大改善。研究了三种不同的原始粉末对熔融生长样品J_c的影响;做出了以三种不同粉末为原料的熔融生长样品的临界电流密度-熔融温度对比曲线;用X光衍射仪对样品做了相分析;用扫描电镜对样品进行了断口形貌观察和对比。采用合适的工艺制度制备的样品,在0T和1T下,J_c值分别达到12200 A/cm~2以上和4200 A/cm~2以上(1μV/cm,77K)。     

钛在航空工业中的应用

报道了采用预成形YBCO/Ag线材熔融法制取YBa_2Cu_3O_(7-δ)多晶超导体的初步结果。熔融后的样品至少分解为三种以上的非超导相及少量超导相。经过适当的后序热处理之后,样品呈现超导性,最高Jc>667A/cm~2。对后序热处理温度、时间和冷却速率与样品的临界电流密度Jc的关系,分别做出了曲线。同时,对YBCO的熔凝过程做了分析。     

部分熔化热处理工艺对Bi-2212／Ag带材Jc性能的影响

为了提高Bi-2212/Ag带的性能（主要指临界电流密度Jc)，进行了部分熔化热处理工艺对带材Jc的实验。采用标准的4点法测量Jc,使用PW1700XRD,SL20 SEM 和EDX检验和研究带材的相组成和微观组织。实验表明，在流氧气氛下，烧结温度为860℃～880℃时，前驱粉末以Bi-2212为主相，同时含有少量的Bi-2201相，（Sr2Ca)Cu2O3相和富（Bi2Sr)相。在流氧气氛下，带材Jc性能对热处理工艺参数非常敏感，在实验条件范围内，优化后的热处理工艺参数为：熔化温度Tmax=890℃，熔化时间tmax=10min,冷却速率Rc=2℃h^-1，在保温温度为835℃时，保温时间ta=20h,通过优化的部分熔化热处理工艺，在77K，0T下最后所制得带材的最大Jc=6A,Jc=890Acm^-2.