多股Nb_3Sn复合体线材的制备工艺和超导性能

前言自一九五四年马塞厄斯发现A—15型Nb_3Sn化合物后,Nb_3Sn化合物得到了迅速的发展。近年来,由于人们通过科学实验,逐渐地认识了超导磁体不稳定的本质和规律性,现在已有可能在很大程度上克服。就多股Nb—Ti合金线(带)材而言,采取细芯小扭距工艺已能工业生产,并获得了应用。Nb_3Sn化合物的超导临界值比Nb—Ti合金要     

多股Nb_3Sn的透射电子显微镜观测

前言多股细芯经扭转后的超导材料,其主要优越性是在随时间而变化的磁场中,稳定性高并且损耗低。因而,用A—15型超导化合物Nb_3Sn(或V_3Ga,V_3Si)生产多股细芯超     

高TcA15型Nb_3Al超导体的制造方法

A. E. Wood等人,于1958年发现Nb_3Al化合物具有A15型结构。第二年,E.Corenzwit发现这种化合物具有超导电性。以后人们对A15型Nb_3Al的超导性能及其影响因素进行了大量研究,发现它是最好的A15型超导化合物之一。它的超导转变温度Tc高达18.9K,最近,J. L. Jorda等人,又报导了Nb-Al系的最高Tc值为     

铜对扩散Nb_3Sn的影响

超导化合物Nb_3Sn自1954年马赛厄斯等人发现以来,一直受到人们的极大重视。目前作为强磁场超导材料已被各国大量生产。制作Nb_3Sn超导带一般采用气相沉积法,表面涂Sn扩散等工艺,特别是后者,由于工艺简单,影响因素少,性能良好,引起人们的普遍注意。     

低温成卷扩散制取Nb_3Sn超导带

超导化合物Nb_3Sn是绕制高场磁体必不可少的材料之一。制取Nb_3Sn超导带一般采用连续扩散法及汽相沉积法。目前,美国通用电气公司(GE)用扩散法制取的Nb_3Sn带材,其短样性能达到:在五万外磁场下,Jcs=7.6×10~5～1.6×10~(?)安/厘米~2,Jc全     

多芯Nb_3Sn复合超导线、带材制备工艺及其超导性能

Nb_3Sn化合物超导材料具有高的临界温度,临界电流密度和高的临界磁场,是比较适用的超导材料之一。用气相沉积方法和扩散方法制取的Nb_3Sn超导带已能工业生产。由于多芯复合材料具有更好的稳定性,所以,在多芯NbTi复合超导材料发展的基础上制取多芯Nb_Sn复合超导材料广泛地被人们重视起来,而且发展速度很快。     

超导合金

本发明叙述含有 Ti、Ta 和 Nb 的三元超导合金的。在超导现象中,一些金属、合金和化合物在极低的致冷温度下通过电流时失去其常态电阻。对超导性最感兴趣的用途之一是在电磁体方面。对于电磁体所采用的超导线或带的超导材料包括如 Nb—Zr 和 Nb—Ti 等超导合金和铌三锡(Nb_3Sn)等超导化合物。Nb_3Sn 是一种能承受非常高磁场的超导材料,但是采用通常的冶金工艺很难将之成型为     

青铜晶界对Nb_3Sn晶粒尺寸和含锡量的影响

在青铜法生产的多芯Nb_3Sn带中,发现Nb_3Sn层中有许多由大Nb_3Sn晶粒组成的网状结构。网上的Nb_3Sn晶粒比周围一般晶粒大4～10倍,含锡量高1%左右。实验表明,这些大晶粒的出现与扩散反应过程中的青铜晶界有关。本文对网形成的原因以及它们对Nb_3Sn带超导性能的影响进行了讨论。     

在复合加工Mb_3Sn超导体的铜-锡基体中加镁的效用

铌或钒芯与铜—锡或铜—镓合金基体之间经固态扩散反应可以形成A—15型Mb_3Sn和V_3Ga超导化合物。这种所谓的复合扩散工艺(青铜法)使Nb_3Sn和V_3Ga化合物多芯线材的制造成为可能。现在已经证明,在随时间变化的磁场中,这些多芯线材比表面扩散加工的带材有更加稳定的防止磁通跳跃     

用液态淬火方法制备高TcA—15型Nb_3Al超导体

采用液态淬火技术制备了各种含 Al 量的体心立方结构的 Nb—Al 合金。用 X 射线衍射仪以及金相,显微硬度等实验方法研完了休心立方结构在不同的热处理制度下向 A—15型结构的转变。获得了 A—15型 Nb_3Al 优先在晶界生成的证据。含 Al 量为20.6at%的淬火合金经900℃,48小时热处理,样品全部转变成 A—15型 Nb_3Al开始超导转变温度接近18K。根据对样品加工性能等因素的研究,讨论了用液态淬火方法使 A—15型 Nb_3Al 成材的可能性。     

超导材料的几何构形对Nb_3Sn扩散生长的影响

采用体扩散模型,假定Sn在CuSn母体中的扩散是Nb_3Sn层生长的控制因素,考虑了青铜法和Nb管富Sn法这两种典型的成材方法的几何构形所形成的边界条件,在一级近似下解出了Nb_3Sn层厚度和热处理时间的依赖关系。结果表明:Nb_3Sn层生长速率与超导材料的复合构形、Nb纤维以及CuSn母体的几何参数有内在联系。理论与实验结果定性相符。     

用多芯工艺制备高临界电流Cu—Nb_3Sn超导线

通过一种多芯粉末冶金工艺制备Cu—Nb_3Sn线材,是改善这种具有准连续Nb_3Sn纤丝超导体的一种途径。在这种导体中,一定数日的芯子嵌在铜基体甩,每根芯子的结构和目前文献上广泛报导的原位法导体相同。研究结果表明,这种多芯导体具有高的临界电流密度,特别是在场强低于14T的情况下。对于反应前钢—铌含量为Cu—38%Nb的85芯导体,Jc在4.2K下达到1.1×10~5A/cm~2(在11T下),7.6×10~4A/cm~2(在12T下)和6.0×10~3A/cm~2(在16T下)。这里的Ic判据为1μm/cm。这些值高于最佳化原位法或粉末冶金制备Cu—Nb_3Sn导体迄今所获得的结果。通过多芯工艺制备的Cu—Nb_3Sn导体,Kramer函数Jc~(1/2)H~(1/4)在高场区是Jc的线性函数。H~·c_2大约17.1T。机械性能优异于青铜法制备的导体。本文报导了多芯导体的制备工艺、超导性能、热处理和显微结构对Jc的影响。此外,对于进一步改善多芯导体也提出了一些看法。     

0.0 5×80毫米的一千米长铌带制取工艺

制取超导材料,都必须考虑长度问题。对合金材料是如此,对化合物材料也是如此。我们在研究 Nb_3Sn 化合物时制成了长1038米的长铌带,现将工艺介绍一下:一、铸锭     

超导材料现状及其发展

一、前言随着超导应用的发展,NbTi合金及Nb_3Sn化合物超导材料已实现了工业化生产,并被大量用于加速器、聚变、电机等大型工程中。尽管如此,对传统材料仍在进行深入研究。对NbTi合金的研究,主要集中在:通过组织结构研究提高超导性能,添加Ta、     

超导体的改进

数十年前,人们就发现了超导现象;并且逐渐熟悉了多种能够在高磁场环境下拥有良好性能的超导材料,亦即Nb—44%(重量比,下同)Ti、Nb—67%Ti,Nb—25%Zr等合金和Nb_3Sn、V_3Si、V_3Ga等化合物。     

扩散法制备稳定的Nb_3Sn基超导带

已发展了一种制备 Nb_3Sn 带的扩散法。它可使 Nb_3Sn 带获得所希望的任何稳定程度。除了详细地叙述了制备方法外,着重地叙述了反应时间,反应温度和沾污对 Nb_3Sn 极限电流的影响。在最佳条件下,于100KG 场强中带的短试样电流密度约为 10~5安培/厘米~2     

合金元索Zr、Ti对固相扩散Nb_3Sn超导性能的影响

本文着重报导在Nb中掺以不同成份Zr、Ti对所生成的Nb_3Sn超导临界电流密度的影响,并与不掺杂的纯Nb芯样品作了比较。试验样品是由青铜制成的单芯线,经固态扩散生成Nb_3Sn。     

热处理对“青铜法”制作多芯Nb_3Sn导体的影响

一、引言1969年,Kaufman 和 Suenasa 将铌埋入锡青铜中,经固态扩散热处理(以下简称热处理)后,在青铜与铌的交接面上获得纯 Nb_3Sn。从此以后,青铜法制作的多芯Nb_3Sn 导体,作为高场(>10万高斯)磁体使用超导材料,受到了人们的极大重视。近几年来,对它的研究已达到相当的深度与广度。热处理对青铜法制作多芯 Nb_3Sn 导体的影响至关重要,它既与 Nb_3Sn 层的生长有     

多芯绞缆化合物超导体

因其优良的超导性能,人们期望把 A-15化合物超导体用于需要比合金超导体所能达到的磁场更高的各种用途中。但是化合物超导体的机械脆性往往在将其加工成线材时引起一些问题,并且这一障碍阻止了它的广泛应用。最初,人们曾设想用图1a 中所示的单芯带状结构来解决脆性化合物超导体的机械问题。这种结构的 Nb_3Sn 和 V_3Ga 导体现已实际应用了。近来发现,Nb_3Sn 带能产生158KG 的高磁场,而 V_3Ga 则能产生175KG 的高磁场。但是在采用这些超导体的磁体设计中,一个共同的技术问题是由它们的结构上的各向异性所造成的不稳定性。单芯带状导体对与其平面相平行的磁场是稳定的;但当磁场垂直于平面时便     

非化学计量 A—15 Nb_3Al 长程原子有序度的测定

用 X 射线衍射法测量了非化学计量 A—15 Nb_3Al 的长程原子有序度。研究了超导转变温度与有序度的关系。有序度参数从0.79变到0.96、样品的超导转变温度从16.1K 增加到18.7K。