Influence of Nb Diffusion Layer on Superconductivity of MgB2/Nb/Cu Wires

采用原位法粉末装管工艺(in-situ PIT),以Nb/Cu复合管作为包套材料制备了MgB2超导线材并且在氩气保护气氛中,不同温度条件下保温2h进行成相热处理。分别采用电阻-温度测试、磁矩转变测试、临界传输电流测试以及Nb-MgB2界面磁光研究等分析手段进行研究。结果表明:当热处理温度高于750℃时,在MgB2超导芯丝和Nb阻隔层之间形成一个扩散层,该扩散层的存在阻碍了电流的传输,从而导致在磁测法测试中可以检测到超导相存在,而在传输法测试中无法看到超导传输现象。说明采用Nb作为MgB2超导线带材的扩散阻隔层时其热处理温度不能高于750℃。     

Bi-2223/Ag超导带材前驱粉与热处理的匹配问题

研究了Bi-2223/Ag高温超导带材的前驱粉与后续热处理工艺之间的匹配问题.实验采用A,B,C 3种不同的前驱粉.A粉是成分配比为2223的喷雾热分解单粉,B粉和C粉都是2212加CaCuOy组分的2223双粉.B粉和C粉的区别在于,2212加CaCuOy混合后的除碳处理工艺不同.B粉为800℃,3 h,C粉为830℃,10 h.利用激光粒度分析仪(RSA)和扫描电镜(SEM)对这3种前驱粉的粒度进行了表征,并用X射线衍射仪(XRD)对用这3种粉分别制成的带材经第1次热处理(HT1)后的2223成相率和相结构进行分析,从而找出它们各自对应的最佳HT1工艺.采用四引线法在77 K,0 T下测试经中间轧制和第2次热处理(HT2)后的临界电流(Ic),以确定其对应之最佳HT2工艺.RSA和SEM分析表明:A粉颗粒度明显细小,平均中径粒度为1.5 μm,且粒径分布区域集中,B粉约3 μm,粒径分布较分散,而C粉为4～5 μm.研究结果证明:前驱粉的特性直接影响着超导带材的最终超导性能.一种特定的前驱粉,对应着一种特定的最佳HT1和HT2工艺.只有在二者匹配良好前提下,才能使前驱粉的性能得以发掘.     

再结晶退火过程中Ni5W合金基带的结构转变

研究了YBCO涂层导体用的立方织构Ni5W合金基带在1 000℃下快速加热和快速冷却处理时的结构变化.X射线检测结果表明,热处理时间小于20min时,和立方织构百分数大小有关的I200/I111强度比随热处理时间的增加而快速增加.热处理时间从1 min增加至20 min,I200/I111强度比从10快速增加至103数量级.当热处理时间大于20min之后,I200/I111强度比随热处理时间的增加而明显降低.当热处理时间超过10 min之后,伴随I200/I111强度比的增加,Ni5W合金的晶格常数变小.实际上,Ni5W合金基带中的立方织构形成非常迅速,在1 000℃下,热处理10～20 min,样品中的立方织构百分数已接近100%.EBSD对样品进行立方织构百分数测量的结果和XRD分析结果非常一致,而且,EBSD的测量结果表明,对应立方织构百分数的增加,晶粒尺寸突然增加.本研究得到了较合适的加工和热处理制度,并用这样的制度制作出了具有锐利立方织构的Ni5W合金基带.     

磁场、温度对Bi-2223/Ag多芯带Jc的影响

介绍了一套液氮温区入（Ｂ,Ｔ）测量系统,该系统用增大液氮的饱和蒸气压来达到提高液氮温度的目的。用该系统研究了磁场和温度（测量范围分别为０．１Ｔ～０．８Ｔ和７７Ｋ～９０Ｋ）对Ｂｉ－２２２３／Ａｇ多芯带材（１９芯和３７芯）临界电流的影响。     

再结晶退火工艺对Ni-5at%W基带立方织构形成的影响

采用粉末冶金法与中频感应炉重熔相结合的方法制备Ni-5at%W合金锭,经旋锻和拉拔成棒材,再冷轧成70μm厚带材。随后,在800～1300℃区间进行0～3h再结晶退火处理。采用X射线衍射和电子背散射衍射对基带织构进行评估,同时也对基带硬度进行了表征。实验发现,Ni-5at%W合金基带几乎在800℃就已完成初始再结晶过程;在980℃退火时,立方织构体积分数随时间的延长(1～3h)没有发生明显变化;在1100,1300℃退火后形成了锐利的立方织构,偏离{001}<100>8o范围内的晶粒占总晶粒表面积分数分别为93%,99.8%。在1300℃以下温区退火时,基带组织均匀,没有出现晶粒异常长大现象,立方织构具有良好的高温稳定性。当退火温度达1400℃,出现晶粒异常长大现象并伴有其它织构成分出现。     

高纯难熔金属及其合金单晶的发展

介绍了难熔金属及其合金单晶的制备技术,对电子束悬浮区域熔炼技术和等离子弧熔炼技术进行了比较。电子束悬浮区域熔炼法温度梯度易于控制、材料不受坩埚材料污染,但熔体表面张力对活性杂质和温度梯度敏感性高,所能制备的高纯难熔金属及其单晶材料尺寸规格受到很大限制,且材料内部位错密度较高。等离子弧熔炼法加热源能量密度高,原料规格形式多样,可制备单晶棒材、板材、管材及其他特定形状的单晶铸件,可最大程度地去除杂质元素（尤其是C元素）,但设备系统复杂,单晶材料位错密度大。讨论了单晶材料发展现状,通过固溶强化可进一步提高材料的高温性能及其稳定性。单晶管材的制备也是一个发展方向。此外还对单晶材料制备技术和发展前景提出了一些建议。     

定向凝固法制备YBCO超导棒材研究

为了使高温超导体YBa2Cu3O7-d(简称YBCO)的晶粒取向排列,提高其临界电流密度,利用定向凝固方法生长YBCO棒材.采用光学显微镜、扫描电子显微镜研究了定向凝固工艺(抽拉速率和添加211粒子)对YBCO显微组织及片层生长的影响.结果表明,改变抽拉速率可以改善片层质量,211粒子是显微组织及片层厚度的重要影响因素;较低的抽拉速率有利于高质量定向结构的生长;均匀分布的细小Y211粒子会使片层厚度变薄,晶界连通性改善,有利于YBCO的生长.     

Ni-20Cr-18W基高温合金热轧组织演变和力学性能

采用力学试验机、扫描电子显微镜(SEM)研究了热轧态固溶强化型Ni-20Cr-18W基变形高温合金的室温拉伸行为、微观组织演变及断口形貌,结合X射线衍射(XRD)确定了合金的相结构。结果表明,合金热轧态组织由再结晶后的细小等轴晶粒构成,晶粒尺寸为20~30μm,可达ASTM 7级,组织中可见大量退火孪晶,M6C型碳化物颗粒主要弥散分布在晶界上。热轧态合金由于组织细化使抗拉强度升高,断裂方式以穿晶断裂为主,碳化物颗粒成为导致拉伸断裂的裂纹源,使合金塑性下降。合金的室温拉伸断口呈韧性等轴韧窝,韧窝中心为M6C型碳化物颗粒。     

轧制与拉伸对NbTiTa/Cu多芯复合线超导性能的影响

利用Nb47Ti和Ta片作为原料,经过3次挤压并结合拉伸和轧制2种不同工艺,通过时效热处理制备出了NbTiTa/Cu超导线材.通过标准四引线法测量了2种线材在4.2 K下的超导性能.结果表明,采用拉伸法制备的NbTiTa线材具有更高的临界电流密度,φ1.0 mm的超导线材Jc在4.2 K、8 T下,超导性能达到791 A/mm2.通过对线材的微观组织观察表明:在相同条件下,采用拉伸后的试样芯径大小均匀、铜比均匀、芯丝排列整齐且间距相等.     

WSTi3515S阻燃钛合金热暴露性能

对WSTi3515S合金板坯试样进行550℃/100 h/AC热暴露试验后,分别在室温和100℃下测试其拉伸性能;未经过热暴露的试样,分别在从室温到550℃的不同温度点测试了其拉伸性能。结果表明:经过热暴露后的试样,受到析出相强化的作用,强度略有提高,但塑性指标均存在明显下降,其中,100℃时的拉伸强度低于室温拉伸性能,塑性有所提高,但仍比未经过热暴露的试样测试结果低;热暴露时,晶界处析出第二相是WSTi3515S合金的关键特征,也是WSTi3515S合金热稳定性能降低的原因;在试验温度提高的情况下,光滑拉伸试样强度不断降低,塑性先上升后降低;缺口拉伸试样强度持续下降,塑性没有明显变化,弹性模量持续下降。