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。     

ITER项目用NbTi/Cu复合超导线的工艺研究

为实现高均匀性、高性能的NbTi/Cu多芯复合线的批量生产,需要优化多芯复合线的传统工艺.对复合线材均匀性和超导性能的研究结果表明:经优化后的拉拔-扒皮工艺完全可以取代传统的拉拔-轧制工艺且能改善NbTi/Cu超导线材的Jc值,为低温超导线材的推广使用打下了坚实基础.     

B_(10)C掺杂MgB_2/NbZr/Cu线材的超导性能研究

通过原位法粉末装管工艺制备了B10C掺杂的MgB2/NbZr/Cu超导线材。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜(SEM)、PPMS测试仪等测试手段检测了样品的成相情况、微观结构以及超导电性。结果显示该掺杂对MgB2/NbZr/Cu超导线材的磁通钉扎性能及临界电流密度有一定的影响:750℃/2h的热处理制度能够使C元素成为有效磁通钉扎中心,线材的磁通钉扎性能和超导电性均有所提高。20K时,MgB2/NbZr/Cu超导线材的不可逆磁场Hirr达到5.2T;在20K、2T外磁场条件下,其临界电流密度达到2×104A/cm2。     

偏量应变定标模型在Nb_3Sn股线中的应用

采用Pacman弹簧装置测量在不同磁场,温度和应变条件下Nb3Sn多芯股线的V-I特征曲线。外部磁场变化范围由4T到14T,温度变化由4.2K至10K,材料轴向应变变化范围在-0.9%～+0.6%。在此基础上详细介绍了近年来应用广泛的三维偏量应变定标模型,通过该定标模型模拟了Nb3Sn超导材料临界电流Ic随应变状态的变化规律。     

Cu-18vol％Nb微观复合材料的热稳定性研究

通过高脉冲磁场的捆扎和拉伸工艺制备了具有高强度和高导电性的Cu-18vol.％Nb微复合材料（873*873*873）。 我们报告了我们对多丝Cu-Nb微复合材料的微观结构,强度和磁性的演变的研究。 结果表明,在高达830℃的温度下退火过程中,Nb的（110）衍射峰的强度变得更尖锐和更高。 观察到铌丝的显着球化和粗化现象。 讨论了微观结构变化对Cu-Nb微复合材料力学性能和磁性能的影响。     

石墨烯掺杂对Cu-Nb复合线材微观结构及性能影响

本文采用粉末套管工艺,结合集束拉拔技术成功制备出了石墨烯包覆铌粉末增强Cu-Nb的7芯复合线材(8#)、及纯铌粉末增强Cu-Nb的7芯复合线材(9#)。通过优化热处理工艺后,线材在塑性加工过程中的断芯现象得到了明显的改善,尤其是石墨烯包覆铌粉末增强Cu-Nb的复合线材(8#),其芯丝分布较为规则和均匀,协调变形能力较好。通过对不同尺寸(Φ2.49mm、Φ2.29mm、Φ2.02mm、Φ1.84mm)的两种线材的微观结构、力学性能及电学性能的分析,结果表明,相比同尺寸条件下纯铌粉增强Cu-Nb线材,石墨烯包覆铌粉末增强Cu-Nb线材的力学性能虽然仅提高了几十个MPa,但其导电性明显增强,接近10 IACS%,最后分析了两种不同尺寸线材的塑性变形机制及引起线材性能变化的微观机理。     

DP处理GH4169合金的热变形行为

优质GH4169镍基高温合金的Nb含量较高，热变形工艺参数需严格控制，特别是经δ 相时效处理(Delta Processed，DP)后，因此有必要对其热变形行为进行研究。本文对经DP处理后的优质GH4169高温合金在不同变形温度 (980，1010，1040和1070°C)及应变速率 (0.001，0.01，0.1和1 s-1)进行热模拟压缩实验。结果表明： GH4169镍基高温合金在该变形条件下的平均激活能Q = 528.24 kJ/mol，Nb元素含量上调会显著增加合金的变形激活能(约40 kJ/mol)，该材料的热变形过程可通过双曲正弦本构模型进行描述。通过表征相应热变形后的显微组织，结合GH4169高温合金的热加工图，表明GH4169高温合金适宜在低温低应变速率和高温高应变速率下加工。     

萘掺杂对MgB_2超导线材微结构和超导电性的影响(英文)

采用原位粉末装管技术(in-situ PIT)制备了萘(C10H8)掺杂 MgB2/Nb/Cu 线材。前驱粉末按照 MgB2+xwt% (x=0,2,5,8)的比例将 Mg 粉、B 粉和 C10H8粉末混合研磨,装入 Cu/Nb 复合管中,分别拉拔加工至Φ2.0 mm 和Φ1.0 mm,然后 Ar 气氛中分别在 650,700,750 ℃热处理,保温 2.5 h。通过 X 射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等测试手段分析了样品的相结构和微观结构等。结果发现,样品超导转变温度 Tc不随萘掺杂量的变化而变化,但正常态电阻有所降低。在 20 和 25 K 无外磁场时,x=8 样品的临界电流密度分别达到 1.1×105和 3.8×104 A/cm2,而 x=5 样品也达到 3.1×104 和 1.2×104 A/cm2。     

金属零件3D打印技术的应用研究

金属零件3D打印技术作为整个3D打印体系中最为前沿和最具潜力的技术,是目前先进制造技术的重要发展方向。随着科技发展对材料的不断需求,利用快速成形技术直接制造金属功能零件将会成为该技术的主要发展方向。3D打印技术正在快速改变着人们传统的生产方式和生活方式。以数字化、网络化、个性化、定制化为特点的3D打印制造技术被外界认为将推动第三次工业革命。激光工程化净成形技术(LENS),激光选区熔化技术(SLM)及电子束选区熔化技术(EBSM)3种技术是金属零件3D打印技术的典型代表。对金属零件3D打印技术,包括基本的技术原理及其技术应用领域进行了介绍,最后对金属零件3D打印技术的发展进行了展望。     

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。