粉末套管法制备线材需要高质量MgB2粉末

日本国立材料科学研究院Kumakura研究小组报道该小组采用的粉末套管工艺过程的最大困难在于需要高纯高质量的MgB2粉末，因为粉末表面氧化形成的MgO将导致线材临界电流密度(Jc)的下降，同时放置时间太长的粉末将导致MgB2的劣化。采用硬金属管会非常有利于致密的MgB2粉末层在金属     

粉末装管法MgB2线材的开发

MgB2超导体是近年来材料界关注的焦点,长期从事超导材料研究的刘春芳教授就近期国内外MgB2的研究和开发进展状况做了以下重点报道。     

低温原位粉末装管法制备Ag/MgB2和Cu/MgB2复合线

MgB2超导体是近年来材料界关注的焦点,长期从事超导材料研究的刘春芳教授就近期国内外MgB2的研究和开发进展状况做了以下重点报道。     

扩散法制备CNTs掺杂的MgB2超导块材

采用扩散法制备高Jc的MgB2超导块材,将制备样品的超导性能与传统固相反应法制备CTNs掺杂的MgB2超导块材的性能做详细对比。研究发现,所采用的新型扩散方法可以有效地提高MgB2块材的密度,减少原料Mg粉中氧的不利影响,该法制备的MgB2块材更为均匀,MgO杂相较少,从而可以在自场下得到较高的临界电流密度,但在高场下性能提高并不明显,而CNTs掺杂可以有效改善扩散法制备的样品在高场下性能较差的弱点。CNTs掺杂量为0.5%（质量分数）的样品,在10 K,4 T条件下,Jc仍有1.0×104 A/cm2,在零场下更达到了0.46 MA/cm2,比在相同条件下用固相反应法制备的样品要高2~3倍。     

日本国家材料科学研究院的重组

日本国家材料科学研究院 (NIMS)有固定研究人员 430人 ,非固定研究人员 (包括博士后研究员 ) 45 0人 ,是日本也许是世界上最大的材料研究院。它是由日本金属材料研究所和无机材料研究所于 2 0 0 2年 4月1日合并而成的一个具有独立管理的研究院 ,直属于日本文部省。独立管理研究院是一种新形式的研究机构。它的管理目前在许多方面拥有自主权。根据文部省批准的到 2 0 0 6年五年中期计划 ,我们可利用行政拨款和为实现既定目标可自行使用的其它资金 ,继续进行超前研究与开发。我们也能完全利用我们作为独立管理机构所处的地位 ,不断提高研究…     

我国MgB2超导材料制备取得突破性进展

MgB2作为一种新型的超导材料，其临界温度(Tc)相对较高，价格低廉，制备简单，在超导磁体和超导电缆方面具有很好的应用前景。我国在MgB2超导材料制备、试验线圈的制作和电磁性能的研究方面走在世界前列。最近，中国科学院电工研究所对西北有色金属研究院超导研究所和中国科学院电工研究所应用超导重点实验室制备的MgB2线材和带材进行了临界温度和交流损耗的测试。     

TiC掺杂12芯MgB2线材微观结构以及超导电性

采用 PIT工艺,以分步法粉末为装管前驱粉,选用中心铜铌复合棒增强的导体结构制备了TiC掺杂MgB2多芯线材,研究了不同热处理温度对于粉末相组成、线材的微观结构以及超导电性的影响,结果表明分步法粉末能够有效提高C原子的取代水平,同时芯丝中MgB2晶粒尺寸达到亚微米级,MgB2晶粒连结性较好,制备多芯线材在4.2 K,5 T时,其Jc仍高达3×104 A/cm2。     

MgB2超导线材的机械性能

尽管MgB2超导线材的临界转变温度相对较低,但MgB2没有晶界弱连接,因而具有低的加工成本,相对于BSCCO和YBCO表现出明显的应用优势。目前,粉末装管技术(PIT)广泛用于制备MgB2带     

高能球磨法制备MgB2材料的研究进展

MgB₂超导体临界温度为39 K,具有价格低廉和临界转变温度相对较高等优点,具有工程应用前景,然而其大尺度应用还依赖于超导性能的改善。经过系统的研究发现高能球磨和元素掺杂是提高MgB₂磁场下J_c性能最有效的方法。本文介绍了采用高能球磨法制备MgB₂的研究现状,采用高能球磨能有效细化晶粒,有利于提高超导芯丝的致密度,强化MgB₂晶粒的连接性,同时晶粒细化形成的更多晶界能形成钉扎中心,进一步提高线/带材在高磁场下的临界电流密度。我们还介绍了通过分步反应法和高能球磨在常压条件下合成MgB₂,高能球磨法可以减少MgB₂长线中的孔洞并提高粉体密度。     

复合微波合成法快速制备MgB2超导体

中科院物理所发布了一则快讯，介绍了用复合微波合成法快速制备MgB2超导体材料的方法及材料的性能。按理论计算配料，用42μm的高纯粉（99．99％）与Mg粉组成两组试样，A组用1500μm粗Mg粉，B组用〈154μm的Mg粉。     

原位直流磁控溅射法制备高质量MgB2薄膜

因为MgB_2具有较高的超导转变温度Tc，足够长的相干长度，以及相当高的临界电流密度，所以电子装置研究领域对它特别关注。用比较简单的技术，原位沉积大面积高质量薄膜对电子装置应用的开发具有十分重要的意义。可是，因为即使在低温下镁也具有较高的蒸汽压，因此，如果仅用简单的方法，不进行高压后处理，要制备高质量薄膜有一定的困难，这已被大量的研究和应用所证实。意大利纳布勒斯大学研究了一种制备高质量MgB2薄膜的新方法。用2步原位技术，在超高真空(10-7Pa)磁控溅射装置上制备高质量MgB2薄膜。系统配备3个聚焦2英寸的磁控管。…     

预热温度和真空度对自蔓延法制备MgB2超导块材的影响

用自蔓延(SHS)法成功制备了MgB2超导块材.B,Mg合成MgB2是放热反应,预热温度和真空度是影响MgB2性能的主要因素,当预热温度太低时不能用电弧引导反应,理论计算和实验结果表明预热温度应该大于484 K,但预热温度太高会使部分MgB2分解为MgB4和MgB7,当预热温度为520K,真空度为2.4×10-3Pa时,试样的临界温度Tc=38.45K,温度转变宽度小于0.4 K,临界电流密度Jc=1.60×106A/cm2(10 K,0.5 T),1.65×106A/cm2(20 K,0 T).试样的致密度较低时,结构为层状,层与层之间有空洞,每层由颗粒状晶粒组成,颗粒尺寸为2 μm～5 μm.SHS法制备MgB2超导块材工艺简单、反应时间短(3 s～5 s).     

微波法制备纳米TiO2粉末

以海绵钛为原料,源溶液经微波辐射,生成水合二氧化钛溶胶,加入少量无水乙醇,在１００℃以下,常压烘干,制备出纳米ＴｉＯ２粉末。ＸＲＤ分析纳米ＴｉＯ２粉末的晶体结构为锐钛矿型;ＴＥＭ显示,纳米颗粒的形貌为球形,粒径在６０ｎｍ～１００ｎｍ之间,粒度分布均匀;试样在水中分散的Ｚｅｔａ电位值为＋４８．７ｍＶ,分散性好。此种方法,原料成本低,工艺简单易行,粒度容易控制。     

粉末套管法成材工艺探索

本文阐述了高Tc超导氧化物覆银或其他金属材料后的加工工艺,以及其他因素对加工工艺及超导性能的影响。这种硬脆的陶瓷氧化物其本身不具室温加工塑性,只有套上塑性金属借助塑性金属的变形来达到粉末在管内的流动。由于两种物质的塑性差异较大,因此给成材带来极大的困难。而成份的不均匀性、粉末粒度的大小,成材后粉末的致密度、包套材料与氧化物芯丝的热膨胀系数不同、氧化物与包套材料的反应、晶界间的弱连接以及对氧的敏感性等等均制约着Jc的提高。     

烧结工艺对多芯MgB2线材磁通钉扎特性的影响

MgB2 超导电性的发现引起基础研究和应用研究的广泛兴趣。至今高临界电流的MgB2 块材、薄膜、线材和带材 ,都有报道。对制造电缆和磁体的实际应用而言 ,关键是开发带材和线材 ,其中最根本的是确定MgB2 的磁通钉扎特性 ,因为磁通蠕动越过钉扎中心将限制临界电流密度。为了理解磁通钉扎基本机理 ,从而提高载流能力 ,重要的是研究抵抗磁通运动的激活能。有人研究了采用先位法 (ex -situ)制备的铁基四芯MgB2 线材的磁通钉扎特性 ,采用 2根线材 ,通过测量其温度—电阻变化和电流—电压特性 ,发现其一 (B线 )在 8T高磁场下都有高的传输特性 ,…     

MgB2／Cu线圈的研究进展

从发现具有39K超导转变温度的MgB2超导体至今,在制做各种类型MgB2实用导体方面已取得很大进展,特别是在提高各种金属外壳MgB2线材的临界电流密度方面的研究更引人注目。过去已报道过的实验表明,MgB2超导线在4K～30K具有105A/cm2～106A/cm2数量级的相当高的临界电流密度,在磁场中也有尚佳表现。但是,所报道的实验结果几乎都是在几厘米长的短样品上获得的。回顾Bi系高Tc超导体,发现它之后没几个月就报道了高临界电流密度长线的实验结果。对比之下,可以看出制做长MgB2超导线的困难。要想使MgB2超导线有大尺寸的实际应用,必须制做出长线…     

高性能新型MgB2中空超导线

转变温度为 3 9K的MgB2 超导体发现不久 ,就观测到这种材料具有一些有利于实际应用的特性。例如 ,在冷加工状态 ,未经过热处理的粉中即有持续超导电流。磁光成像观测发现 ,磁场几乎从高密度、多晶块状材料内部完全排出。这说明MgB2 超导体晶界不会对超导电流起阻隔作用。这一特性使制造MgB2 为基的超导体变得容易。目前主要有 2种粉末装管法 ,一种是原位法 (insitu) ,另一种是先位法 (exsitu)。在制作过程中 ,采用细粉、合适的热处理制度并施以高应变能得到最好的结果。用先位法制备的样品在高场下具有较好的电流传输特性 ,而在低场或自…     

多芯MgB2超导线材的挤压制备技术及微观结构研究

为了提高多芯MgB2超导线材中芯丝相互之间的结合强度和超导芯丝的致密度,将传统的热挤压技术引入到MgB2线材制备过程中。采用挤压工艺制备180芯导体结构的多芯MgB2/Nb/Cu超导线材,Φ64mm的复合包套通过单道次挤压工艺加工到Φ20 mm。挤压后的线材通过冷拉拔和中间退火热处理最终加工到Φ0.81 mm。对加工不同阶段的复合线材进行了微观结构分析,发现多芯线材中MgB2超导芯丝分布良好,Nb阻隔层厚度分布较为均匀,无破损现象。通过该工艺已成功制备出百米量级长度的多芯MgB2超导线材。该技术为MgB2超导长线的制备提供了新途径。