用化学溶液法制备银基底Bi-2212超导薄膜

Bi2Sr2CaCu2Ox(Bi-2212)薄膜制备工艺相对简单,在低温下具有优异的性能,因此备受青睐,已经有不少研究小组采用真空或非真空方法成功制备出高质量的Bi-2212薄膜。一般而言,单晶基底被广泛用于Bi-2212薄膜的制备。与单晶基底不同,银基底无织构,但银基底的表面粗糙度等因素对Bi-2212的c轴织构和临界电流密度有影响。并且由于银基底对Bi系高温超导材料具有较低表面能,因此Bi-2212薄膜可以在银基底上稳定存在。以乙酸-氨水溶液为基础,开发了一种在银基底上制备Bi-2212薄膜的方法,对其中的关键步骤做了详细的研究,主要包括银基底的抛光、化学溶液的配制、烧结温度等。重复旋涂-热解过程可以消除经由一次旋涂热解带来的气泡;另外在银基底和低氧分压条件下,Bi-2212的成相温度点下移,在790℃保温5 h即可制备出单相Bi-2212薄膜。扫描电镜(SEM)观测表明,薄膜表面均匀平整无裂纹。随着烧结温度的升高,Bi-2201相开始出现并且其衍射峰的强度随烧结温度的升高迅速增加;当烧结温度为850℃时,出现了一种棒状相,能谱(EDS)分析表明该棒状相是一种缺Cu相。     

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。     

哈氏合金表面粗糙度AFM测量中扫描尺度等问题研究

哈氏合金Hastelloy C276是一种被广泛应用的镍基合金,具有机械性能优良、抗腐蚀能力强等优势,在第二代高温超导导线的离子束辅助沉积(IBAD)技术路线中被用作金属基底,因此其表面抛光与粗糙度测量受到了广泛重视。哈氏合金的表面形貌和粗糙度测量一般采用原子力显微镜(AFM)方法,在该方法中扫描尺度对测量结果具有显著的影响。本研究对两个分别进行了电化学抛光和机械抛光的哈氏合金带材短样,在1~70μm范围内选取不同扫描尺度进行了AFM测量,从而对其表面形貌获得了全面的了解,并发现其表面粗糙度随着扫描尺度的变大出现了明显的增大,文中还在不同扫描尺度下考察了电化学抛光与机械抛光的作用区别。此外,本研究中分析了AFM图像的后处理中flatten阶数的影响,对从AFM图像中分割出小尺度局域计算粗糙度的方法进行了改进,并讨论了AFM测量粗糙度的可重复性问题。通过这些研究,对表面粗糙度的AFM测量方法在全面性和有效性方面进行了完善,提出了粗糙度描述时有必要给出的相关参数。     

NiTi合金中马氏体相变失稳与局部化的原位多场研究

采用数字图像相关(DIC)方法原位测定了NiTi形状记忆合金薄带在单轴拉伸下变形时的应变场,采用红外热成像法(IR)原位测定其温度场,并定量获得了单轴拉伸加载-卸载条件下马氏体带局部化的全场应变与温度信息.同时研究了相变带的形核、扩展、合并、缩减、分裂及消失等过程中相变带内和带外应变场、温度场、厚度场及折曲角场的变化规律.结果表明,相变应变主要集中在相变带内部,而带外应变量很小,温度场和厚度场变化主要集中在相界面移动的前端,折曲角场变化集中在相变前端且带内分布不均匀.     

制备高温超导涂层导体的技术路线分析

钇系高温超导涂层导体具备优异的超导性能,有广泛的应用前景,因此成为国际上的研究热点之一。近年来涂层导体长带的研制在日本和美国等国家取得了巨大进展,目前主要的技术路线为离子束辅助沉积(IBAD)和轧制辅助双轴织构基带(RABiTS)2种,其中IBAD技术路线的使用更为广泛而且产品性能处于领先地位。基于对上述2种技术路线进行的对比分析研究,介绍了目前世界范围内主要研究单位的进展情况,并对这2种技术路线在涂层导体结构的3个基本部分(金属基带、过渡层、超导层)的制备情况进行了具体对比分析。     

银线表面浸涂法制备Bi2Sr2Ca1Cu2Ox超导膜

通过浸涂法在银圆线表面制备了Bi2Sr2Ca1Cu2Ox(Bi-2212)超导厚膜.在热处理过程中,局部熔化温度和固相烧结温度对Bi-2212相的形成起关键作用.表面涂覆的直径为0.5 mm银线在液氮温度、0 T磁场下临界电流密度可达10 000 A/cm2.系统研究了在不同氧分压下,经不同温度退火处理后样品的临界温度Tc值,结果表明:最优退火温度为760℃,样品的Tc值为96.98 K,氧分压越高,样品的Tc值越大.此外,Bi-2212材料在空气中放置具有时间效应,会对Tc产生影响.     

炼铁高炉中铜冷却壁焊缝组织的原位金相

研究了2种不同高炉铜冷却壁Ⅰ(焊丝为合金),Ⅱ(焊丝为纯铜)管板焊接结构处的原位显微组织.经观察发现,对金相图片进行特殊的原位处理后,可找到焊接熔合线,并由此确定焊缝区、热影响区及母材区铜冷却壁Ⅰ中存在外形显著有别的柱状晶、等轴晶以及相应的过渡晶,其焊缝中存在未熔合、气孔和变向生长柱状晶等焊接缺陷.铜冷却壁Ⅱ晶粒相对均匀,焊缝组织中未发现明显的焊接缺陷.根据研究结果,提出了改进铜冷却壁的焊接工艺.     

制备高温超导涂层导体的技术路线分析

钇系高温超导涂层导体具备优异的超导性能,有广泛的应用前景,因此成为国际上的研究热点之一。近年来涂层导体长带的研制在日本和美国等国家取得了巨大进展,目前主要的技术路线为离子束辅助沉积（IBAD）和轧制辅助双轴织构基带（RABiTS）2种,其中IBAD技术路线的使用更为广泛而且产品性能处于领先地位。基于对上述2种技术路线进行的对比分析研究,介绍了目前世界范围内主要研究单位的进展情况,并对这2种技术路线在涂层导体结构的3个基本部分（金属基带、过渡层、超导层）的制备情况进行了具体对比分析。     

10 Mvar超导同步调相机总体电磁设计

高温超导同步调相机具有响应速度快、同步电抗小等优异的无功补偿性能,本文介绍和分析了10 Mvar高温超导同步调相机的总体电磁设计。该调相机的额定电压和电流分别为11 kV和525 A,定子采用无磁性齿水冷绕组。励磁绕组采用10 mm宽的REBCO高温超导带材绕制而成,工作温度为30 K,采用冷氦气冷却,额定空载电流为375 A,气隙磁密1.4 T。空载时REBCO绕组上的最大磁密为3.05 T。对阻尼屏蔽层的分析表明其存在一些相互矛盾的特性,需要更为深入的设计。为分析无功补偿特性进行了简单的电路仿真,当满载励磁电流为428 A时,该超导调相机可实现10 Mvar的无功输出。     

铋系高温超导粉体的制备

首先采用喷雾热分解法制备了铋系超导粉体，然后对得到的粉体进行焙烧处理，焙烧时采用不同的工艺参数，包括温度、保护气体的氧分压等。利用XRD，SEM等分析手段，研究了焙烧后粉体的粒度分布，形貌，相组成及其均匀性等。最后，采用粉末套管法将焙烧后的超导粉体制备成单芯超导带材，在形变热处理后，带材样品获得了超过30A的临界电流。