拉伸应变对Bi-2223银及银合金包套带材临界电流的影响

研究了Bi-2223带材的应力-应变特征，比较了包套材料、芯丝数目和Ag／超比例对Bi-2223带材不可逆拉伸应变的影响。实验发现，采用高强度的AgMn合金包套材料可提高芯丝的残余压应变，并通过提高Ag/超界面的平整性，减少因为界面不均匀而产生的应力集中，芯丝中微裂纹的出现和扩展将被延迟到更高的应变状态，因此可显著提高带材的不可逆拉应变。同时，通过增加芯丝数量和Ag／超比例也可增强带材抗拉伸应变能力。     

包银Bi—2223多芯带制备的最佳轧制工艺

色银Bi－2223长带的制备已取得引人注目的发展，其成功应用取决于传输电流特性和机械耐用性，这是与Bi一2223大规模带子的陶瓷芯丝均匀性和鲢芯丝闻界面的光滑程度有关。Bi－2223晶粒在银一陶瓷界面排列，即历一2223的a—b面在银表面有择优趋向，而带材加工时其界面形貌是完全取决于冷加工的工艺过程。这方面的研究近年已有大量报道，其中包括B＊theCuo”冯复合体的机械变形、轧制单芯和多芯机基银带的应力状态、非均匀又形即所谓“香肠”状表现形式的定性解释1使份人不能自由流动的临界纷本赛既）、芯丝密度均匀性对最终止的明显影响、边…     

Bi（2223）／Ag带材结构和电流传输机制

在过去几年中，人们已充分地研究了粉末装管（OPIT）工艺制备的Bi（2223）／Ag带材．制备高电流密度的带材要求机械变形（压制或轧制）结合随后的多次热处理．最佳工艺通常是经验性的，并且，在许多情况下，一些工艺细节还不能完全被人们所理解．但是，一般认为，要使片状2223晶粒有序排列，变形是必要的．品位有序排列被认为是提高传输电流密度的主要因素之一．变形也增加超导芯的密度，因而增加超导芯的连接性，高密度和良好的连接性均增加临界电流密度几．总之，在高性能2223带材的制造过程中，变形是一个有益的工序．然而，如果变形…     

超导多芯带材冷压成形的工艺参数研究

在Bi2223/Ag超导多芯带材的制备过程中，采用了冷压成形的加工工艺。介绍了压力、压下速率、摩擦系数等冷压工艺参数对带材临界电流Ic值的影响，本研究所得结果对进一步实现Bi2223/Ag多芯超导带材冷压工艺的优化具有指导作用。     

中间变形对Bi-2223/Ag超导带材织构的影响

借助于扫描电镜和X射线衍射分析摇摆曲线，研究了Bi-2223／Ag单芯超导带材制备过程中中间变形对Bi-2223超导相织构的影响。结果表明，织构度与中间变形量的关系曲线呈现峰值变化规律。采用轧制进行中间变形，Bi-2223／Ag单芯带材的变形量εopt为14．3％时Bi-2223相织构最佳；采用压制进行中间变形，变形量εopt为10．7％时Bi-2223相织构最佳。中间变形后的带材经过最终热处理，其Bi-2223相的织构得到进一步改善。四引线法临界电流密度测量结果表明，其与带材的织构度成正对应关系。     

装管密度对Bi-2223／Ag超导带材性能的影响

研究了不同装管密度对Bi-2223／Ag带材(19芯)性能的影响。结果表明：采用压棒装管工艺提高了带材芯丝的填充系统，有利于提高带材的工程电流密度；第一次热处理后带材表面的鼓泡明显比松装带材少，有利于提高电流沿长度方向上的均匀性，更适合制备长带。压棒装管带材与松装带材相比，宽展更大，最终热处理后芯丝致密，孔洞少，而且2223相含量高，最终带材的载流性能好于松装带材。     

含铅化合物在BSCCO粉末热处理中的形成与氧释放及吸收关系

为了提高(Bi，Pb)-2223／银超导带材的传输性能，其制备工艺近几年有很大的改进。目前采用PIT法，制备的150m长的(Si，Pb)-2223／银超导带材，在77K和自场下，工程电流密度Jc达到了18kA／cm^2。Bi-2223带材的质量，主要依赖于前驱粉末、机械变形、退火气氛、温度、时间及精确的升温和降温速率等工艺参数。关键是要控制(Bi，Pb)-2223相的形成。     

轴向应变与Bi(2223)/Ag带的临界电流退降

Bi(2223)/Ag复合带由脆性的BSCCO纤维芯和柔软的塑性基底构成。由于带中结构单元不同的热膨胀收缩，绕线圈时产生的拉伸和弯曲，以及使用过程中线圈产生的电磁力等等，都会导致复合带的应变。因此，机械应变(主要是弯曲和拉伸)对Bi(2223)/Ag带传输临界电流特性的影响引起了广泛的关注和研究。已有的研究表明，在不可逆应变以前，临界电流退降不大，如果继续增大载荷，一旦超过不可逆应变，则由于超导芯，即电流通路被破坏，所以临界电流将很快降低。而不可逆应变的大小与芯丝数目、Ag(Ag合金)壳的机械强度、芯丝质量(密度)有关。斯洛伐…     

铋系超导线材拉拔过程中的粉体变形行为

单芯和多芯拉拔工艺是铋系高温超导带材(Bi-2223/Ag)制备过程中必不可少的重要环节。为研究超导粉体在拉拔过程中的变形行为,对单芯超导线材的拉拔工艺进行理论分析,建立了工艺参数与粉体密度之间的关系,并通过试验验证其合理性。同时,采用大截面减缩率单芯拉拔工艺来实现铋系超导线材的节能高效成形。对1.86mm61芯Bi-2223/Ag线材进行显微硬度测试,并结合数值模拟进行三道次拉拔加工,分析认为:在加工过程中,各超导芯之间及芯内部均存在密度分布不均匀性,且各层粉体密度随拔制过程不断波动,将不利于后续轧制工艺。为此,提出渐进跑道形三道次拉拔工艺,并应用于铋系超导带材的后期拉拔加工,可提高最终带材的临界电流密度10.1%。     

带阻挡层的Bi2223／Ag高温超导带材

为了降低Bi2223/Ag高温超导带材的交流损耗,科研人员在该种带材中加入了阻挡层。1997年,瑞士日内瓦大学凝聚态物理系应用物理组的R. Flukiger教授等人首先提出,随后迅速为人们所接受,成为能降低超导体交流损耗的一种有效的方法。到目前为止,人们在阻挡层材料的选择、材料厚度、显微结构及其对带材的交流损耗及超导性能等方面的影响都做出了许多有益的探索性研究,这些工作主要集中在欧洲。大多数研究小组重视Bi2223/Ag的高临界密度和长线化。引入阻档层的意义 在频率为f、峰值为△B的交变磁场下,多芯Bi2223/Ag超导体中的交流损耗…     

铋系高温超导带材的先进成形技术

铋系(Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3Ox(Bi-2223/Ag)高温超导带材的传统制备工艺难以实现其性能提升。为了改善带材综合性能,从超导带材成形过程中的缺陷及问题出发,介绍了高强度金属外包套材料、多芯线材跑道模拉拔和热等静压三种先进技术。提出了可应用于实际工程的方案,以提高铋系高温超导带材的力学性能。     

Bi2223超导带材的机械性能的改善

通过在超导芯部引入Ag合金的方法制备了新结构单芯和多芯带材，并研究了此种带材机械性能，以及其相对于普通Bi-2223超导带材变化。这种新结构提高了Bi-2223超导带材抗拉伸应变的能力。在拉伸应力的作用下，单芯样品的屈服强度和σ0.2不可逆应变极限εirr和普通样品相比均有较大幅度的提高，其中的最大不可逆应变极限εirr约为0．32％，最大屈服强度σ0.2约为85MPa。多芯样品的最大不可逆应变极限εirr约为1．1％，最大屈服强度σ0.2约为160MPa。实验证明添加合金丝提高了纯银包套多芯带材的不可逆应变极限εirr，并减弱了临界电流的退化速度。但对合金包套的带材影响不大，这时合金包套对于带材的力学性能起主要作用。     

包银带Bi（2223）相晶内临界电流密度的确定

包银Bi（2223）带中的电流传输机理是个复杂的问题，曾有人提出过多种模型，一般认为阻碍电流流动的因素包括空洞、裂纹、存在的第二相和游离的Bi2223簇等．最近也有人从实验证明，在To附近限制电流的最主要因素之一是晶内电流密度的薄弱，为了弄清这一复杂的行为，寻找确定包银带Bi（2223相晶内临界电流密度的方法，意大利和瑞士的科学家合作对多品带材中的颗粒性进行了深入的研究．对采用粉末套管法制备的37芯包银（B，Ph）。Sop批以带（29mm宽，180gn厚，超导芯平均尺寸约为10mp厚，350gn宽，占超导带体积比约为26低其中单晶尺寸沿c轴…     

Bi（2223）／Ag带轧制机械应力对Ic退降的敏感性

Bi（2223）／Ag带实际应用最重要的参数之一是传输电流，但是这种超导体的成功应用还取决于它们的机械耐用性．由脆性BSCCO芯丝和柔软金属基体组成的复合带会因为组元不同的热收缩、绕制过程中的拉伸和弯曲、以及最终作用线圈上的电磁力等因素引起导体的应变，为此实际应用考虑必须弄清这些应变对临界电流Ic的影响．一般认为0．l％的弯曲应变并不降低单芯带的Jq0．7o的弯曲应变也可以作用到1296芯带上，而不使地退降．包银B0223）带在弯曲再弄直后的Ic是可以恢复的，原因是冷却到77K时，银皮的压缩会使Bi（222）晶粒滑动，当应变去除…     

(Bi,Pb)2223/Ag带宽和粉末填装密度的最佳化

(Bi,Pb)2223Ag带材是公认的实用超导体的最佳材料之一。要使这种长带获得相当高的Jc值,PIT工艺参数必须最佳化,这些工艺参数包括:原始成分、粉末处理的温度和时间、粉末填装工序、管材几何形状、由管到带的变形、带材的冷变形、带材热处理的温度和时间、机械应变和带材截?..     

前驱粉末的粒子尺寸对Bi-2223/Ag带临界电流密度和显微结构的影响

制备高临界电流密度Bi－2223／Ag超导带的关键之一是控制带材超导芯中残存的非超导相的尺寸和分布．因为液相有助于Bi－2223相的生长，有助于弥合轧制和压制工艺过程中产生的裂纹，因此控制和发挥液相的作用是非常重要的．热处理时液相的形成和烧结温度、成分、相组成以及前驱粉末的粒子尺寸分布等因素有关．过去有关粒子尺寸影响的详细研究还很少．最近，英国伯明翰大学对这个问题开展了研究工作．实验中所用的前驱粉末的名义成分为BilFbo占rloou1NI‘30l，将混合份在820℃空气烧结24h．用自动研磨机将烧结过的小块分别研磨业、舱、池，…     

前驱粉的相组成对Bi（Pb）-2223／Ag带材的微观结构和性能的影响

通过改变粉末的最终烧结温度制备出不同相组成的前驱粉。研究了前驱粉的相组成对Bi(Pb)-2223／Ag带材性能和带材微观结构的影响；从而得出装管前粉末的最佳相组成为：(Pb)2212主相加上一定量的第二相[Ca2PbO4和(Sr，Ca)CuO]，不含2201和2223相。前驱粉的最佳烧结温度应刚好低于2223相的起始成相温度820℃。制备出的最高带材性能Jc达到12kA／cm^2。     

专利信息

(Ⅰ)专利名称:一种铋系高温超导线/带材及其制备方法专利申请号:200410080448.5公开号:CN1588566申请日:2004-10-10公开日:2005-03-02申请人:西北有色金属研究院涉及一种高温超导铋系Bi-2223线材或带材的制备方法。包括成分为Bi-2223超导粉的芯材和包覆在Bi-2223超导体的芯材上的银隔离层。其特征在于在芯材芯部夹有AgMgNi合金丝/带,在丝/带间夹有银隔离层。本发明采用内置合金芯丝的方法,在带材的芯部位置引入合金丝。为防止合金元素与超导芯反应,在合金丝与超导粉之间添加纯银隔离层,使材料的屈服强度与未内置合金丝的普通带材相比由5…     

Bi（Pb）—2223在部分真空中的生成温度

高温超导Bi1.6Pb0.4Sr2Ca2Cu3O10 x/银(Bi(Pb)-2223/Ag)是大规模电力应用最有希望的侯选者。制造这种带材的关键步骤是超导前驱物的合成、生坯带的制造和使生坯带获得传输性能的处理。生坯带采用如下两种方法制造：a)在纯银(99.99%)基带上涂复前驱物,例如电泳沉积(EPD);b)将前驱物嵌入银护套中,例如粉末装管法。生坯带的处理是将前驱物转变成Bi(Pb)-2223相和同时连接这些高Tc(~105K)晶粒。因此,Bi(Pb)-2223/Ag复合线中Bi(Pb)-2223的形成条件对于改善这些超导体的性能是最重要的。Bi(Pb)-2223的形成曾被人们详细地研究过,即将…     

热处理温度对Bi2223／Ag—Au带材相组成及载流能力的影响

用形变热处理工艺制备了Bi2223/Ag-Au带材,通过X射线衍射仪、超导量子干涉仪及标准四引线法研究了第1次热处理温度对带材中的相成分及载流能力的影响.结果显示:热处理温度超过840℃时,带材中会出现Bi2201相;热处理温度太低时不仅带材成相速率慢,而且带材中会出现较多的第二相.第1次热处理后,Bi2223相的转化率应该控制在85%附近,Pb离子进入到Bi2212晶格内,带材中有最少的Bi2201相、最少的其它非超导第二相有利于带材最终性能的提高.