焊接应用——焊接结构与设计

顶部籽晶熔融织构生长法（Topseededmelt—texturedgrowth—TSMTG）制备性能高且大尺寸的单畴钇系（YB（）C））块材存在局限性，因而连接高性能小尺寸块材具有重要的应用前景。综述了单畴钇系（YB-CO）超导块材的固态扩散连接和钎焊技术，分析了存在的问题，并对今后的研究进行了展望。图6参24     

定向顶部籽晶PMP法YBCO块材的制备和微观组织特征(英文)

顶部籽晶PMP法是一种熔融处理技术,对于制备高Jc的YBCO块材具有很好的效果,而定向凝固技术在制备具有良好取向的单晶时也经常用到.将这两种工艺结合起来(称作定向顶部籽晶PMP法(DTSPMP))可以制备具有良好单畴的YBCO块材.本文分析了籽晶传递作用和液相中溶质浓度的变化,研究了温度梯度对晶体取向和大晶粒持续生长的影响.使用扫描电镜分析了抽拉速率对微观组织的作用,结果表明在较低的抽拉速率下可以获得更大尺寸的单畴组织和细小弥散的211颗粒.     

YBCO体材料的制备与临界电流密度

本文报道了烧结YBCO块材、Ag基YBCO复合带和熔融织构生长YBCO体材的制备方法、临界电流密度及显微结构。对于烧结YBCO块材,由于存在晶间弱连接问题,J_c仅在10~2—10~3A/cm~2范围(77K、0T),且对外磁场(在0—0.004T范围内)和样品尺寸十分敏感。粉轧工艺制备的Ag基-YBCO复合带材,其显微结构和J_c-H关系与烧结块材类似,由于带材中YBCO层的横截面积较小,与烧结块材相比,带材的J_c有一定提高,最高J_c值达6600A/cm~2(77K,0T)。熔融生长的YBCO体材,具有强烈的c-轴织构。这种结构的样品,其J_c值在77K,0T下大于35000A/cm~2,而在2T磁场下大于18000A/cm~2,显示出熔融织构生长工艺明显改善了烧结YBCO体材中所存在的弱连接。     

籽晶定向浸渗生长法制备YBCO块材的微观组织特征研究

采用籽晶浸渗生长工艺和定向凝固技术(DSIG)可以制备具有良好取向的单畴YBCO块材.利用Y-211颗粒和液相预制体作为初始材料以浸渗生长工艺可以控制Y-123基体上的Y-211颗粒的尺寸和分布并且可以制备出近终形的块材.讨论了籽晶定向浸渗生长工艺的主要参数(浸渗结构、温度梯度和最高加工温度).另外,当液相为035时,Y-211颗粒掺杂的尺寸小于其它2种液相成分所得到的Y-211颗粒掺杂尺寸.     

钇基和镱基钎料钎焊YBCO高温超导块材研究

采用YBCO基和YbBCO基两种超导钎料对YBCO高温超导块材进行了钎焊连接,测试比较了原始超导块材和经过氧恢复处理的钎焊接头的磁浮力,以评价块材和钎焊接头的超导性能,并对YBCO超导块材的钎缝组织进行了微观分析。结果表明,在本文工艺条件下,钎焊接头的磁浮力密度最高可达原母材的79.4%。采用钎焊连接技术可以实现高性能YBCO超导块材的大尺寸化。微观组织分析表明,钎缝区出现了Y211相或(Y,Yb)211相的富集,211相的富集对接头的超导电性有不利影响。     

实用化高温超导材料的新进展

铋系(BSCCO)高温超导带材、钇钡铜氧(YBCO)涂层导体、二硼化镁(Mg B2)线带材以及铁基超导线带材是最具实用价值的高温超导材料。综述了上述超导材料的性能特点、制备工艺和应用进展,并对相关领域存在的问题及今后的发展方向进行了展望。     

Yb1.8添加对YBCO单畴超导体生长的影响

通过在YBCO块材底部及侧面包覆低熔点的Yb1.8Ba2.4Cu3.4Ox(Yb1.8)的方法,在均温炉子里采用顶部籽晶熔化生长法(TSMTG),制备出了直径30mmYBCO单畴超导块材,用扫描电镜和能谱对样品微观形貌和成分进行分析。发现Y1.8添加能有效控制液相流失并抑制随机成核从而有利于YBCO单畴块材的生长,在箱式炉里也可以生长出较大尺寸的YBCO超导块材。     

小批量化制备单畴Gd-Ba-Cu-O超导块材

研究了在空气气氛中进行小批量化单畴Gd-Ba-Cu-O块材的生长。实验中,通过调节第二相Gd211的不同配比方法控制Gd-Ba-Cu-O块材的成分。研究了在均温场条件下,单畴Gd-Ba-Cu-O块材的顶部籽晶熔融织构工艺(TSMTG),通过调整生长过程中的热处理参数,基本实现小尺寸单畴Gd-Ba-Cu-O块材的小批量化生产。并讨论了影响单畴Gd-Ba-Cu-O晶体生长的因素。     

高温超导磁悬浮车用悬浮单元优化的实验研究

研究了YBCO高温超导块材与2种典型的永磁轨道之间的最佳宽度比例。这2种永磁轨道的永磁用量基本相同,磁场分别呈单峰和双峰分布。通过改变YBCO高温超导块材组合的横向尺寸,利用高温超导磁悬浮测试装置(SCML-02)研究了在不同场冷高度、相同工作高度下高温超导块材在永磁轨道上的悬浮力。结果表明:块材与磁场呈单峰分布的永磁轨道之间的宽度比与场冷高度无关,而与呈双峰分布的永磁轨道之间的宽度比却极大地依赖于场冷高度。这一结果对高温超导磁悬浮车系统地优化设计是有帮助的。     

固相块中微纳尺度Gd211粒子的控制及其对单畴GdBCO超导块材性能的影响

通过控制Gd211固相块烧结温度的方法,获得了系列具有不同显微组织结构的Gd211先驱固相块;在此基础上,采用顶部籽晶熔渗生长法,制备了系列单畴GdBCO超导块材。并对其熔渗生长前后之宏观形貌、显微组织结构、以及单畴GdBCO超导块材的磁悬浮力进行了研究。结果表明,只有当先驱固相块的微观结构满足：Gd211粒子均为球状或椭球状颗粒、平均粒径较小、气孔率适中的条件时,单畴GdBCO超导块材中的Gd211粒子平均粒径最小,样品的磁通钉扎力和磁悬浮力最大(约38.7 N,样品直径20 mm,测试温度77 K,永磁体直径20 mm,表面磁场0.5 T)。该研究结果对于如何从微观结构上控制固相先驱块和单畴REBCO超导块材中RE211粒子的形状、粒径大小、气孔率、以及提高其超导性能提供了科学的依据和思路。