直接扩散连接制备多芯Bi系超导带材超导接头

采用扩散连接方法对61芯Bi系高温超导带材(BSCCO)进行连接,研究了连接温度、保温时间、连接压力对接头超导电性的影响规律,并对超导接头的组织进行了微观分析.结果表明,连接温度对接头的超导性能影响较大,保温时间和连接压力在一定的范围内,对接头的超导性能影响不大;当连接温度为820 ℃,保温时间120 min,连接压力3 MPa时,接头获得最佳的超导电性能,接头的超导性能达到了原始母材的65.9%.微观分析表明,接头界面区域组织致密,主要由Bi-2223相和少量的Bi-2212相构成.     

基于磁路的高温超导带材临界电流连续检测方法

介绍了一种基于磁路的连续检测高温超导带材临界电流的方法 ,这种方法具有2个突出优势:(1)从原理上不会受机械振动影响产生噪音,从而可以实现高速、稳定的测量;(2)可以测量带有铁磁性RABi TS基底的高温超导带材。本研究介绍了该方法的基本原理,并搭建了用于测量千米级高温超导带材的实验装置。并通过对铋系、钇系高温超导带材的检测,验证了本方法的优势。     

连接参数对Bi系(BSCCO)超导带材扩散连接接头性能的影响

采用高温直接加压退火工艺扩散连接61芯Bi系高温超导带材。研究了835℃连接温度下接头搭接长度、搭接区窗口的台阶数、保温时间对接头结合界面特征及其超导电性的影响。结果表明,连接参数对接头超导电性Ic影响明显,超导电性低的接头其超导芯结合界面处有未焊合迹象,母材经过835℃扩散连接热循环后超导电性显著降低。     

应变方式对Bi-2223/Ag超导带材中微裂纹的形成及临界电流的影响

对比研究了拉伸、弯曲和压缩3种应变方式对Bi-2223/Ag高温超导带材中微裂纹的形成以及临界电流的影响。实验结果表明:带材的临界应变值在不同的应变方式作用下表现出明显的差异。同时,超导芯中裂纹的扩展途径也有所不同,弯曲时裂纹从带材上表面向内扩展,而拉伸时裂纹的产生则具有随机性。重点讨论了带材内部微裂纹的产生机理,实验发现,带材在拉伸过程中产生轧向裂纹和横向裂纹,而在压缩过程中以轧向裂纹为主,横向裂纹较少。正是这两种裂纹的交互作用导致带材临界电流的降低。     

新型时效热处理工艺对多芯NbTi超导线材微观组织和临界电流密度的影响

本文以高均匀性Nb47Ti合金棒和高纯无氧铜为原材料,制备了铜比1.3,630芯的NbTi/Cu超导线。提出了一种新型时效热处理工艺“短时预时效热处理+高温长时间时效热处理”,即“405℃/3h + 405℃/3h + 420℃/20h + 420℃/40h + 420℃/80h”工艺,该工艺可显著提高NbTi超导线材的临界电流密度,较普通热处理艺线材提高近17.5%,最高可以达到3208A/mm2。足够的预时效次数（2次）才能使基体中析出足够多的α形核数量,进而才能在较大的最终应变下显著提高临界电流密度。此外,在4.64,5.35,6.25三种预应变条件之下,临界电流密度达到峰值的最终应变都集中在5.0~5.2之间,即,必须将最终应变控制在5.0~5.2。该新型工艺已经应用于大批量生产中,线材各种性能稳定,得到客户的一致认可。     

高压烧结对Bi-2223/Ag高温超导带材临界电流与力学性能的影响

研究了高压烧结对Bi-2223/Ag高温超导带材临界电流以及力学性能的影响。结果表明:高压烧结使带材的临界电流提升了30%,抗拉强度提升到104MPa,带材临界弯曲应变从0.54%提升到0.91%。采用XRD常规扫描、Omega扫描以及SEM等手段分析了带材电学性能和力学性能提升的原因。实验结果发现:高压烧结有利于Bi-2223相的形成,从而使Bi-2223的相含量增加,残余的Bi-2212相的含量减少;常压烧结和高压烧结后的带材中Bi-2223相晶粒的半高宽分别为6.5°和5.6°说明高压烧结的带材中的Bi-2223晶粒排列更加整齐;此外,通过观察带材的纵截面发现高压烧结使带材内部更加致密。正是三方面的共同作用大幅度提升了带材的临界电流以及力学性能。     

高临界电流密度、低损耗Cu5Ni基NbTi线材制备技术研究

重离子装置中的加速器磁体均服役在±2.25T/s的高速脉冲条件下,因此要求该种磁体所用的超导线材具有较高的临界电流和较低的损耗。针对项目需求,本文设计及制备了两种新型结构的NbTi/Cu5Ni超导线材,芯数分别为12960芯和10800芯、铜比2.0、芯丝直径均小于5 μm。系统研究了两种新型结构超导线的芯丝截面形貌、芯丝表面形貌、磁滞损耗及不同时效热处理下的临界电流密度和n值。通过优化工艺后获得了Jc(5 T、4.2 K)为2902 A/mm_²,Qh(4.2 K,± 3T)为34.2 mJ/cm_³ 的千米级NbTi/Cu5Ni超导长线,并可实现批量化生产,为重离子装置的研制提供材料基础。     

Effects of Cold Working and Annealing on the Microstructure and Critical Current Density of Ag-sheathed BiPbSrCaCuO Superconducting Tapes

Ag-sheathed BiPbSrCaO(2223)superconducting tapes prepared by the powder-in-tube technique wereinVeSgated. The Mswt of M layCr and the Jc at 77 K are spengly dspendent on the amouDt ofcold wotheg and annchg condition. The Jc bo by uhahal tw aha drawing and rolling. TheOPbown annwtg theperawt, boe and coohag de tO madrihe Jc vaiueS were in the range 84()-- 850t,1bo~2bo h and 50-- loot / h, nyhvejy. The mndum tuSPOrt Jt at 77 K under zero mopetic field wasl.33 x l04 A / cm2.     

非真空熔铸Cu-Cr-Zr合金的热变形行为及动态再结晶临界条件

采用Gleeble-1500热模拟实验机对Cu-0.90Cr-0.18Zr合金在变形温度为500~800℃、应变速率为0.01~1 s-1变形条件下进行热压缩变形实验,研究该合金的流变应力、本构方程及动态再结晶临界条件。结果表明:Cu-Cr-Zr合金的流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增加而增加,计算出该合金的热变形激活能为584.87 kJ/mol并构建本构方程;利用合金的lnθ-ε曲线出现拐点及-(lnθ)ε-ε曲线出现最小值来研究动态再结晶临界应变。     

YBa2Cu3O7能隙及低温电子比热容的第一性原理计算

用电子密度泛函方法(DFT)对YBa2Cu3O7晶胞39个原子模型系统计算了其能隙随温度的变化规律,并在能隙计算基础上,应用电子比热的双极化和热激发的极化子模型计算了电子比热及其系数随温度的变化关系.计算结果表明:超导能隙在超导临界温度点93 K附近有不为零的极小值;能隙曲线中的几个转折温度点依次分别与Tc,T*和T0相对应;在Tc～T*温度范围,超导态消失,但有反铁磁自旋相干引起的自旋能隙的存在;在T*～T0温度范围,有周期性条纹相产生的电子密度波引起的能隙的存在;在T=T0,电子比热系数发生了从增大到减小的转折变化.