Effects of Cold Working and Annealing on the Microstructure and Critical Current Density of Ag-sheathed BiPbSrCaCuO Superconducting Tapes

Ag-sheathed BiPbSrCaO(2223)superconducting tapes prepared by the powder-in-tube technique wereinVeSgated. The Mswt of M layCr and the Jc at 77 K are spengly dspendent on the amouDt ofcold wotheg and annchg condition. The Jc bo by uhahal tw aha drawing and rolling. TheOPbown annwtg theperawt, boe and coohag de tO madrihe Jc vaiueS were in the range 84()-- 850t,1bo~2bo h and 50-- loot / h, nyhvejy. The mndum tuSPOrt Jt at 77 K under zero mopetic field wasl.33 x l04 A / cm2.     

Bi-2212/Ag带材的制备与性能

研究了名义化学成分为Bi2.10Sr1.96Ca1.0Cu2.00Ox的Bi-2212/Ag超导带材的制备和性能,采用X射线衍射技术和扫描电镜技术分析了Bi-2212相的合成过程和Bi-2212/Ag超导带材中超导体的微观组织形貌,在4.2～30K温度范围内测量了Bi-2212/Ag超导带材样品的临界电流密度(Jc),应用背景场的磁场(B)最高达到7T。结果表明,Bi2.10Sr1.96Ca1.0Cu2.00Ox的粉末在空气中多次烧结后,2212相生成量可以达到91.6%;Bi-2212/Ag超导带材中晶粒间有良好的连接性,但微观组织中仍存在大量的缩孔。在磁场高于5T和温度低于20K时,Jc随应用磁场和操作温度升高而缓慢下降,而当磁场小于5T和温度超过20K时,Jc快速下降。通过熔化-慢冷工艺得到的Bi-2212/Ag带材其临界电流密度Jc可达到320A/mm2(4.2K,7T)。     

Effect of Processing on Microstructure and J_c of Ag-sheatbed(BiPb)_2Sr_2Ca_2Cu_3O_x Tapes

Ag-sheathed(Bi,Pb)_2Sr_2Ca_2Cu_3O_x tapes were fabricated by a powder-in-tube method.A high criticalcurrent density of 2.8×10~4 A/cm~2 at 77K,0T and 4×10~4 A/cm~2 at 4.2K,5T(H⊥ab),6.3×10~4 A/cm~2 at 4.2K,7T(H∥ab)is obtained.The microstructure of the tapes with high J_c values was in-vestigated by transmission electron microscope(TEM)and X-ray energy dispersive spectrum system(EDS).For comparison,a tape fabricated by a different procedure with a low J_c of about 1×10~4 A/cm~2 at77K,0T was also studied.The relationship between J_c and microstructure of the tapes and the effect of theprocessing on the microstructure and J_c were elucidated.     

冷却速率对(Bi,Pb)-2223/Ag超导带材微观结构和性能的影响

研究了(Bi,Pb)-2223/Ag带材在第1次热处理后,不同的冷却速率对其输运性能和微观结构的影响。利用XRD、SEM等分析手段对样品进行表征。结果表明：随着冷却速率的降低,带材中的2201相不断减少直至消失,而Ca2PbO4相的含量却不断增加;与此同时,带材中第二相粒子的尺寸也不断增大。带材的输运电流测量表明,随冷却速率（对数坐标）的降低,样品的临界电流密度线性增加,同时,带材在磁场下的性能也不断提高。这是由于慢冷导致(Bi,Pb)-2223/Ag带材的晶粒连接性变好和磁通钉扎能力提高造成的。     

Properties and Microstructuresof Three Kinds of Silversheathed Bi-2223 Tapes

ＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆＴｈｒｅｅＫｉｎｄｓｏｆＳｉｌｖｅｒｓｈｅａｔｈｅｄＢｉ－２２２３ＴａｐｅｓＺｅｎｇＲｏｎｇ；ＺｈｏｕＹｉｒｕ；ＹｅＢｉｎ；ＺｈｏｕＭｉｎ；ＺｈａｎｇＪｉａｎｇｕｏ（曾荣）（周贻茹）（叶斌）...     

Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O超导单晶晶须的生长SCIEI

用熔体淬火非平衡凝固方法制备非晶态Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O(1112),(2212)基材,在流通O_2气氛中经840—860℃长时间保温,生长出柔性(2212)超导单晶晶须,仔细研究了晶须生长及形貌特性。     

Mechanochemical Effects on Synthesis of Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O Superconductor

ＭｅｃｈａｎｏｃｈｅｍｉｃａｌＥｆｅｃｔｓｏｎＳｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＢｉＰｂＳｒＣａＣｕＯＳｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒＬｉＸｉｍｉｎｇ（李希明）ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｔａｌｕｒｇｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉ...     

GROWTH OF Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O SUPERCONDUCTING WHISKERS

Amorphous Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O strips of types(1112)and(2212)were made by means ofnon-equilibrium solidification of melt-quenching method,On the surface of glassy strip,theflexible(2212)superconducting whiskers have been obtained.The growth and feature ofsuperconducting whiskers were studied in detail.     

熔化处理温度对银包套带材中（Bi，Pb）-2223相熔化分解-再形成行为的影响

应用X射线衍射（XRD）和扫描电镜／能谱分析（SEM／EDS）研究了7．5％O2-Ar条件下，熔化处理温度对银包套单芯带材芯部（Bi，Pb）-2223（简称2223）相的分解及再形成行为的影响。结果表明，适当温度下，2223相部分熔化生成一种类似于（Bi，Pb）-2212的液相和碱土铜酸盐（AEC），主要是（Sr，Ca）14Cu24O41（14：24-AEC）和（Ca，Sr）2CuO3（2：1-AEC），对于这一高温超导相的可逆再形成至关重要。随着熔化处理温度的升高，2223相熔化分解生成的液相的成分经历了从介于2223和2212计量比之间向2212，并进一步向2201计量比的演变过程。2223相易于从类似于2212的液相中析出，而从接近2201计量比的液相中更易于生成2212相。2223相从过度熔化生成的液相中再形成经历了两个途径：一是直接从液相中析出，二是由冷却过程初期形成的2212相转变而来。     

Effect of cooling rate on evolution of superconducting phases during decomposition and recrystallization of (Bi,Pb)-2223 core in Ag-sheathed tape

The reformation of (Bi,Pb)-2223 from the liquid or melt is very important for a melting process of (Bi,Pb)-2223 tape. By combination of quenching experiment with X-ray diffraction (XRD) analysis, the effect of cooling rate on the evolution of three superconducting phases in the (Bi,Pb)-2223 core of Ag-sheathed tape was investigated. The results show that (Bi,Pb)-2223 reformation from the melt seems to experience different routes during slowly cooling at different rates. One is that (Bi,Pb)-2223 phase reformed directly from the melt, and no Bi-2212 participate in this process. The other is that (Bi,Pb)-2223 is converted from the intermediate product, Bi-2212, which formed from the melt during the first cooling stage. Due to the inherent sluggish formation kinetics of (Bi,Pb)-2223 from Bi-2212, only partial (Bi,Pb)-2223 can finally be reformed with the second route.     

J_c-B Characteristics and Microstructure Dependence of J_c of High J_c Bi-based Superconducting Oxide Tapes

Bi-based 2223 superconducting tapes with high critical current densities were prepared by silver-sheathingmethod.The relationship between processing,microstructure and property was discussed.The results of criti-cal current density measurement at 77.7 K with different applied magnetic field are as follows:j_e=2.87×10~4A/cm~2(OT),J_e=4100 A/cm~2(H I.H||S.1T)and J_e-B characteristics are obviously improved withtemperature decreasing from 77 K to 4.2 K.Microstructtlre observations indicate that intermediate pressingwith subsequent heat-trcating could lower the porosity of superconductor inside the silver sheath,and reducethe amount and size of non-superconducting phases,leading phases,leading to the formation of a strong c-axis-orientedtexture,and the emergence of high dislocation density within the 2223 grains,and consequently the J(?)andJ_e-B characteritics were improved.     

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。     

BaPb_(0.75)Bi_(0.25)O_3超导体的制备及其性能

采用熔盐法、溶胶—凝胶法、高温高压法及固相反应法4种方法制备出BaPb0.75Bi0.25O3(BPBO)超导体,并对其晶体结构、形貌及超导电性进行了测试和分析。由于熔盐法首次被用来制备BPBO超导体,因此着重研究了熔盐法的制备特点以及所得样品的物理性质,并与另外3种制备方法进行比较。X射线粉末衍射结果表明,用4种方法制得的样品都有很好的单相性,无杂相,晶体结构属四方晶系。磁性测量结果显示其超导转变温度都在11.6K。     

马来酸掺杂对MgB_2带材超导性能的影响

采用马来酸掺杂制备了MgB2/Fe超导带材。利用X光衍射、扫描电镜、电测和磁测等手段对样品进行了表征。结果显示,马来酸掺杂显著提高了带材在磁场下的临界电流密度和上临界场。掺杂样品在高磁场下具有良好的临界电流性能主要归因于马来酸分解产生的高活性C对B的替代引起的HC2提高和由晶粒细化而引入的磁通钉扎中心。     

混合粉末对先位法MgB_2超导带材性能的影响

将掺杂纳米C或SiC的预烧结粉与镁粉和硼粉进行混合作为先位(ex-situ)粉末套管法(Powder-In-Tube)的填充粉末,制备出MgB2/Fe超导带材。结果表明,掺杂纳米C或SiC样品的临界转变温度均比未掺杂样品的低1.5K左右。纳米C或SiC样品的临界电流密度(Jc)均得到了极大的提高。且在4.2K,8T下,掺杂纳米C样品的Jc最高,约为104A/cm2,比未掺杂样品以及采用商业MgB2制备样品的Jc高约1个数量级。在预烧结过程中纳米C或SiC中的C对B位的有效替代所产生的晶格畸变以及晶粒连接性的提高可能是掺杂样品的Jc提高的主要原因。     

（Bi，Pb）-2223相分解-再形成过程中超导相的演变

研究了低氧分压气氛中，不同熔化处理温度下单芯银包套带材（Bi，Pb）-2223（以下称Bi-2223）芯部熔化分解及随后的缓慢冷却阶段，淬火试样中Bi-2223，Bi-2201和Bi-2212相之间的演变关系。结果显示，在Tp=855℃-865℃范围内，随着熔化处理温度（Tp）的升高，淬火带材中Bi-2223相相对含量逐渐减少，而Bi-2201相含量则明显增加。Tp=855℃-860℃时，Bi-2223相发生部分分解，其淬火后的主要产物为Bi-2201，（Sr,Ca）2CuO3（2：1AEC）和（Sr,Ca）14Cu24O41（14：24AEC）。经过随后的缓慢冷却，部分分解的Bi-2223相可以直接从液相中再形成。在所有熔化试样及部分熔化后慢冷所得的试样中均未发现Bi-2212相。当Tp=865℃时，Bi-2223相则全部分解，在同样冷却条件下，其回复过程经历了两个不同的途径，一是少量Bi-2223相直接从液相中生成，二是先从液相中析出Bi-2212相，在随后继续冷却过程中再转变为Bi-2223相。由于Bi-2212转变为Bi-2223所固有的迟缓特性，以致在本实验的冷却条件下，完全分解的Bi-2223相只能部分得到回复。     

中心Mg扩散工艺6+1芯MgB2线材的制备及其性能

采用中心Mg扩散工艺(IMD)设计并成功制备了2种不同导体结构(Cu和CuNb芯)的百米级MgB₂线材,分别测试了线材的力学性能和超导传输性能;超导层临界电流密度(Layer Jc)达到4.3×105A/cm2(4.2K,4T)。采用不同方法分析了2根线材纵向MgB₂超导层分布的均匀性,发现随着线材直径的减小,超导层分布更趋于均匀化,Φ0.8mm的线材基超比波动范围最小,基超比极差为0.02;MgB₂层分布均匀性的研究显示该线材中Mg、B密度分布均匀性良好;超导电性的测试结果显示Cu替换芯线材临界电流Ic比CuNb替换芯线材临界电流Ic高出19A(4.2K,4T),而Jc性能基本一致;相同磁场强度下Cu替换芯线材载流均匀性与稳定性(n)均高于CuNb替换芯线材n值。该研究结果表明IMD工艺制备的MgB₂线材能应用于绕制小型磁体以及Mg/B/Nb/Monel基体能够开发百米级高性能的MgB₂线材。     

铬含量对FeNiMnCuCr_x系高熵合金微观结构和电化学性能的影响

采用了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)和电化学等方法,研究了铬含量对FeNiMnCuCr_x系高熵合金微观结构、显微组织和电化学性能的影响。结果表明:FeNiMnCuCr_x系高熵合金均为简单面心立方(FCC)固溶体结构,并且随着铬的添加,合金相结构由一套FCC相向两套FCC相转变,显微组织由柱状树枝晶向等轴树枝晶转变,并且合金的显微组织发生了一定程度的细化;随着铬的添加,FeNiMnCuCr_x系高熵合金的自腐蚀电流密度呈现先增加后降低的趋势;在x=1时,FeNiMnCuCr_x系高熵合金的自腐蚀电流密度最低,为7.8167×10~(-7) A/cm~2。     

电流密度对镍镀层结构和性能的影响

采用阴极移动电镀技术在电流密度为1～13A/dm2时制备镍镀层。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线应力衍射仪以及硬度计等手段,研究电流密度对镍镀层的表面形貌、结晶取向、孔隙率、内应力和硬度的影响。结果表明:镍镀层的织构和性能随电流密度的变化而改变。当电流密度低于7A/dm2时,镀层表面球形颗粒较为粗大、孔隙率较高,在为4A/dm2时,镀层具有最低的拉应力约110 MPa;当电流密度为7A/dm2时,镀层表面球形颗粒均匀细小,具有最小的表面粗糙度Ra 0.69μm,最小的孔隙率0.08个/cm2以及最高的硬度330HV0.1;当电流密度大于7A/dm2时,镀层的表面粗糙度增加,择优取向由(200)晶面向(220)晶面发生转变,电流密度达到13A/dm2时,(220)晶面的织构系数达到了85.4%。     

RP0303—2003 NACE国际标准推荐做法管线热收缩补口带的应用、性能和质量控制

介绍了RP0303—2003NACE国际标准推荐做法——管线热收缩补口带的应用、性能和质量控制。