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.     

脉冲电流测量法和织构YBCO体材料临界电流研究

建立了一套脉冲临界电流测量装置,脉冲电流大小在0—500 A之间可调,脉冲电流上升时间在0.2—10 ms之间可调,失超电压判据可以达到微伏量级。对于电接点发热不明显的样品,用直流法和脉冲法测定的临界电流可以获得相同的结果。用本装置,在YBCO块样品上测到了高的临界电流密度数据:77K,1T下J_c>7×10~4A/cm~2,4T下J_c>3.5×10~4A/cm~2。     

用多芯工艺制备高临界电流Cu—Nb_3Sn超导线

通过一种多芯粉末冶金工艺制备Cu—Nb_3Sn线材,是改善这种具有准连续Nb_3Sn纤丝超导体的一种途径。在这种导体中,一定数日的芯子嵌在铜基体甩,每根芯子的结构和目前文献上广泛报导的原位法导体相同。研究结果表明,这种多芯导体具有高的临界电流密度,特别是在场强低于14T的情况下。对于反应前钢—铌含量为Cu—38%Nb的85芯导体,Jc在4.2K下达到1.1×10~5A/cm~2(在11T下),7.6×10~4A/cm~2(在12T下)和6.0×10~3A/cm~2(在16T下)。这里的Ic判据为1μm/cm。这些值高于最佳化原位法或粉末冶金制备Cu—Nb_3Sn导体迄今所获得的结果。通过多芯工艺制备的Cu—Nb_3Sn导体,Kramer函数Jc~(1/2)H~(1/4)在高场区是Jc的线性函数。H~·c_2大约17.1T。机械性能优异于青铜法制备的导体。本文报导了多芯导体的制备工艺、超导性能、热处理和显微结构对Jc的影响。此外,对于进一步改善多芯导体也提出了一些看法。     

YBa_2Cu_3O_(7—δ)的Jc达到17000A/cm~2

美国贝尔实验室的S.金等指出,烧结YBa_2Cu_3O_7-δ超导体在77K温度和零磁场下的典型临界电流密度Jc约为500A/cm~2,而在1T时则只有1A/cm~2,远远低于Jc的理论上限(在77K时高于10~6A/cm~2),并且大大低于单晶的载流能力(大于10~4A/cm~2)。据认为,这与材料     

NbTi_(50)超导合金组份均匀性及其对Jc的影响

研究了NbTi_(50)超导合金铸锭、加工态的化学组份均匀性问题,用PSEM—500X型扫描电子显微镜对所有样品进行了测试与观察,探讨了均匀化热处理制度。将铸锭加工至一定尺寸后再进行均匀化处理,可以缩短均匀化处理时间。高温长时间的均匀化热处理,能够消除晶内偏析,使组份的化学成分均匀,有利于超导性能,特别是Jc的提高(4.2K、7.5T:非均匀化样品的Jc为8.2×10~4A/cm~2,均匀化样品的Jc为9.4×10~4A/cm~2)。D-S衍射分析结果表明,在均匀化热处理的冷却过程中,没有发现第二相析出。     

La在液态Al—Si合金中的扩散研究

本文用阳极溶解计时电位法,对稀土金属La在液态Al-Si合金中的扩散系数进行了测定。结果表明,973K,La浓度18.0×10~(-4)mol·cm~(-3)时,La在Al-5.2wt-％Si合金液中的扩散系数平均值DLa(Al-SI)=(0.91±0.01)×10~(-5)cm~2·S~(-1)。在953-1053K温度范围内,求得La在合金液中的扩散系数与温度间存在下列关系: lgDLa(Al-SI)=-1.78×10~(-3)-4909/T同时求得扩散激活能Q=94.00kJ·mol~(-1)。为了便于分析比较,对Sr在某些条件下的扩散系数也进行了测试。通过La,Sr扩散数据的比较,分析了变质元素的扩散对变质过程中出现的潜伏期,临界冷却速度等问题的影响。     

热处理制度对MRI用低铜比NbTi超导线材临界电流密度的影响

以高均匀性Nb47Ti合金锭和高纯无氧铜为原材料,制备了低铜比(1.3)的MRI(Magnetic Resonance Imaging)用NbTi/Cu超导线。研究了时效次数、时效时间和Nb47Ti棒材对NbTi/Cu超导线临界电流密度的影响。测试结果表明:时效次数(3次)相同时,时效时间从120 h延长到200h,临界电流密度基本无变化。时效4次后的临界电流密度较时效3次后大约提高234 A/mm2(4.2 K,5 T),而时效4次和5次后的临界电流密度基本相同。经工艺优化后,时效次数为4次或5次时临界电流密度最高,为3158~3161A/mm2(4.2 K,5 T,判据0.1μV/cm)。     

钼在KF-B_2O_3-K_2MoO_4熔体中的电还原

本文用线性电位扫描,循环伏安和计时电位等方法研究了钼在KF-B_2O_3-K_2MoO_4熔体中的电还原机理.发现电还原反应分两步进行:第一步为准可逆反应,第二步为可逆反应.在815℃时用循环伏安法测得的MO~(6+)扩散系数为1.99×10~(-5)cm~2/s,用计时电位法测得的为2.25×10~(-5)cm~2/s.     

Growth Character of YBaCuO Thin Film Deposited by DC-planar Magnetron Sputtering

The growth character and microstructure of high-T_c supereonducting YBCO thin films deposited on vari-ous substrates have been studied by X-ray diffraction, TEM and SEM.The results show that when thesubstrate temperaturc is around 700～800℃ the films have a highly oriented texture with c-axis pependicularto the substrate. The structure of the single crystalline YBCO films grown epitaxially at optimal substrate tem-perature of 800℃ has been established by X-ray diffraction using Seemann-Bohlin geometry (SB).Brentano-Bragg geometry(BB),transmission Laue method and TEM. The lattice matching required forepitaxial growth is achievcd by azimuthal adjustment of the film plane with respect to the substrate plane. Thesperior growth is demonstrated by film properties such as critical current density(2.4×10~6 A /cm~2,3.4×10~6 A/cm~2 and 4.7×l0~6 A/cm~2) for films deposited on YSZ[(Zr(Y)O_2],SrTiO_3 and LaAIO_3 respectivelyat 77 K and zero fie1d.     

DIFFUSION OF La IN LIQUID Al-Si ALLOY

The diffusion coefficients of lanthnum in liquid Al-Si alloy have been measured successfullyby the anodic chronopotentiometry. At 973K, the diffusion coefficient of lanthanum(D_(La(Al-Si))) in liquid Al-5.2wt-%Si alloy equals (0.91±0.01)×10~(-5) cm~2 s~(-1) . In the rangeof temperatures 953-1053K, the relationship between the diffusion coefficient and the tem-perature is represented by 1gD_(La(Al-Si))=-1.78×10~(-3)-4909/T. The activation energy isQ=94.00kJ·mol~(-1). Using the diffusion data of lanthanum and strontium, the effect of thediffusion of the modifier on the incubation period of modification and cooling rate has beendiscussed.     

NdB4和Nd2FeB3标准生成自由能的测定

用CaF_2单晶为固体电解质构成原电池,在996—1061K测定了电池的可逆电动势,求得了NdB_4和Nd_2FeB_3的标准生成自由能为: △G°_(NdB_4)=(-838.5+4.1×10~(-1)T)×10~3Jmol~(-1) △G°_(Nd_2FeB_3)=(-1019.9+4.6×10~(-1)T)×10~3Jmol~(-1)     

热处理对开孔泡沫Al-Cu-Mg合金力学性能及吸能性的影响

利用MTS810材料试验机及分离式Hopkinson压杆进行了准静态(1.0×10-3s-1)及动态(~2.0×103s-1)压缩试验,分别研究了热处理(T6强化处理和纯时效硬化)对渗流法生产的开孔泡沫A l-Cu-Mg合金准静态及动态压缩性能及吸能性的影响。结果表明,与制备态(F)相比,经纯时效硬化处理(A)及T6强化处理的泡沫A l-Cu-Mg合金的动态及静态压缩强度提高、平台区缩短,在一定应变下单位体积吸收的能量提高,而且均表现出对应变率的敏感性。纯时效硬化处理与T6强化处理相比不需要固溶处理,不仅具有经济上的利益,而且还避免了在水中淬火时对泡孔结构的破坏。     

YBCO体材料的制备与临界电流密度

本文报道了烧结YBCO块材、Ag基YBCO复合带和熔融织构生长YBCO体材的制备方法、临界电流密度及显微结构。对于烧结YBCO块材,由于存在晶间弱连接问题,J_c仅在10~2—10~3A/cm~2范围(77K、0T),且对外磁场(在0—0.004T范围内)和样品尺寸十分敏感。粉轧工艺制备的Ag基-YBCO复合带材,其显微结构和J_c-H关系与烧结块材类似,由于带材中YBCO层的横截面积较小,与烧结块材相比,带材的J_c有一定提高,最高J_c值达6600A/cm~2(77K,0T)。熔融生长的YBCO体材,具有强烈的c-轴织构。这种结构的样品,其J_c值在77K,0T下大于35000A/cm~2,而在2T磁场下大于18000A/cm~2,显示出熔融织构生长工艺明显改善了烧结YBCO体材中所存在的弱连接。     

钽在NaCl—KCl—K2TaF7熔体中的电化学还原机理

采用循环伏安,计时电位和计时电流三种暂态技术,研究了钽离子在720℃NaCl-KCl-K_2TaF_7熔体中的阴极过程。实验表明,Ta~(5+)的电还原反应为可逆的一步五电子过程Ta~(5+)+5e~-(?)Ta(可逆)。用三种方法测得 Ta~(5+)的扩散系数 D_(Ta)非常一致,并分别为1.15×10~(-5),1.10×10~(-5)和1.15×10~(-5)cm~2·s~(-1)。还研究了含氧离子杂质对钽还原电极过程的干扰作用。     

微量稀土元素对钯的组织结构之影响

微量稀土元素加入钯中,使Pd的晶格点阵膨胀,增大成分过冷,改变铸态组织,细化晶粒,净化杂质,提高位错密度,降低层错能,如Eu使Pd的层错能由113×10~(-7)J/cm~2降低到65×10~(-7)J/cm~2。     

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).     

离子镀TiN膜的高温特性

在大气中773～1073K下,在高速钢基体上用离子镀生长2μm厚的TiN膜,做膜的氧化试验。TiN膜在此温度范围内均氧化成金红石TiO_2氧化遵守抛物线规律,抛物线速率常数K与加热温度T的关系为K=1.1×10~(10)exp(-2.2×10~4/T)μm~2/h。 在划痕试验中镀膜硬度和临界载荷开始稍有增加,随加热温度和时间的增长,两者最终都降低。这是由于形成了硬度低的TiO_2层的结果。     

超高速定向凝固钴基合金的结晶组织

介绍了最新研制的超高梯度定向凝固装置的原理,并利用此装置研究了钴基高温合金 K10在超高速定向凝固条件下凝固组织的变化规律,探讨了一、二次枝晶间距与冷却速率的关系。结果表明,超高速定向凝固组织的一、二次枝晶间距仅为 HRS 法定向凝固时的 1/5和1/8,而且随着冷却速率的增大,一、二次枝晶间距减小,并分别遵循λ_1=1.428×10~3(G·v)~(-1);λ_2=0.312×10~3(G·v)~(-1)。     

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.     

一种新的高磁场超导体

具有 C—15型结构的 V_2HfxZr_1-x 化合物,给出一个高稳定的临界磁场,在4.2K 上和 x>0.3时,超过200KOe。组分为 V_2Hf_(0.5)Zr_(0.5)的最高转变温度可达10.1K,临界磁场可达230KOe。这种材料在4.2K 上和130KOe 的磁场上,临界电流密度为1×10~5A/Cm~2,这有利于在高磁上的实际应用。