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Bi系多芯丝超导带材的超导性能与微观组织分析

郑会玲 , 徐晓燕 , 熊晓梅 , 王庆阳 , 郝清滨 , 梁明 , 马荣超 , 郑俊涛 , 刘奉生 , 于泽铭 , 李成山 , 纪平 , 卢亚锋 , 张平祥 , 周廉

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2005.z1.066

本文采用XRD和SEM技术分析了具有不同临界电流密度(Jc)的Bi系多芯超导带材.结果表明,样品中Bi-2223晶粒高度取向排列,其取向因子F值在0.947~0.977范围内.SEM分析结果发现,高Jc样品中在平行于带材平面的片状的Bi-2223晶粒的晶界处残留的杂质主要为CuO晶粒,它与Bi-2223晶体结合紧密.在低Jc 的样品中,Bi-2223晶片边界存在的杂质颗粒尺寸较大,其成分为(Sr,Ca)CuO和CuO的混合体.样品的横断面和纵断面的SEM观察发现,在高性能的样品中,芯丝烧结体的致密度较高.枝条状Bi-2223晶体穿过银层,在芯丝之间形成了很强的连接体.本文讨论了临界电流密度与微观组织的关系.

关键词: Bi-2223带材 , 微观结构 , 临界电流密度

热处理条件对双粉工艺中Bi-2212粉末的相组成影响

李成山 , 张平祥 , 于泽铭 , 郑会玲 , 刘奉生 , 熊晓梅 , 王庆阳 , 梁明 , 郝清滨 , 徐晓燕 , 姜冰 , 纪平 , 冯勇 , 周廉

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2003.z1.020

实验研究了Bi-2212粉末在空气,8%O2和纯O2种处理的相组成特征,指出通过改变热处理温度和气氛可控制前驱粉中对2223成相影响较大的(Bi,Pb)-2212相,Ca2PbO4相,2201相和14∶24AEC等相.

关键词:

先驱粉对(Bi,Pb)-2223/银超导带材的显微结构及临界电流密度的影响

郑会玲 , 熊晓梅 , 于泽铭 , 李成山 , 张平祥 , 冯勇 , 纪平 , 王庆阳 , 吴怡芳 , 刘奉生 , 姜冰 , 刘育松 , 梁明 , 徐晓燕

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2003.z2.024

本文通过控制粉末的烧结温度,得到三种由不同相含量组成的前驱粉末,并采用这些前驱粉末制备出超导带材.通过对带材的显微结构的观察和临界电流密度的测量表明,前驱粉末的相组成对(Bi,Pb)-2223/银超导带材的显微结构和临界电流密度有很大影响.采用不同的前驱粉末所制备的带材具有不同的临界电流密度,带材的临界电流密度取决于所形成的微观组织.通过SEM观察三种带材的微观组织发现,样品中的杂相(第二相)主要是残留的2212相,(Sr,Ca)2CuO3相和CuO相,这些残留相的生成与前驱粉末中各相比例的失衡有关.杂相的尺寸,含量及其形状是影响带材临界电流密度的主要因素.因此,获得合理的前驱粉末相组成是改善带材超导性能的关键之一.

关键词: 前驱粉末,微结构,临界点流密度,(Bi,Pb)-2223/银超导带材

部分熔化处理工艺对(Bi,Pb)-2223/Ag带材相组成和微结构的影响

刘育松 , 张平祥 , 李成山 , 于泽铭 , 郑会玲 , 熊晓梅 , 刘奉生 , 姜冰 , 梁明 , 冯勇 , 周廉

稀有金属材料与工程

通过部分熔化处理工艺和普通两段热处理工艺的对比研究,分析了部分熔化处理工艺在不同热处理阶段对(Bi,Pb)-2223/Ag带材相组成和微结构的影响.实验结果显示,在熔化温度下,部分(Bi,Pb)-2212相发生分解,分解为(Sr,Ca)2CuO3相、(Sr,Ca)Cu2O3相和富(Bi,Pb)液相,与此同时(Sr,Ca)2CuO3相和(Sr,Ca)Cu2O3相快速长大.随着冷却和成相处理,(Sr,Ca)2CuO3相和(Sr,Ca)Cu2O3相长大到一定尺寸,各相系统达到平衡后,就不再长大,并和部分液相反应,重新生成具有良好取向的(Bi,Pb)-2212相.在成相处理阶段,(Bi,Pb)-2212相转化为(Bi,Pb)-2223相,同时生成的(Bi,Pb)-2223相继承了(Bi,Pb)-2212相的良好取向,使(Bi,Pb)-2223相织构得以改善,致密度得到提高,结果最终带材的性能得到提高.通过部分熔化处理工艺处理的带材Ic达到51 A,而普通两段热处理工艺处理的带材Ic为36 A,Ic提高了约40%.

关键词: 部分熔化 , 相组成 , (Bi,Pb)-2223/Ag

Gd-Ba-Cu-O超导块材用原始粉Gd2BaCuO5(Gd211)粉的制备

张红 , 冯勇 , 周廉 , 张翠萍 , 于泽民 , 熊小梅 , 梁明 , 郝清滨

稀有金属材料与工程

分别采用3种方法在不同烧结温度下制备Gd211粉末.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、激光粒度分析等手段对3种制备方法进行比较研究.Gd211的成相温度约在900℃以上.随着烧结温度的升高,粉末的碳含量明显降低,但粒子尺寸逐渐增大,且由均匀的球形颗粒变成越来越不规则的大颗粒.3种制备方法相比,草酸盐共沉淀法相对复杂,但合成的材料颗粒较细且均匀,碳含量很低,是最理想的制备Gd211的方法.

关键词: Gd211粉末 , 制备方法 , 共沉淀

金属纳米复合材料的界面和尺度效应

卢亚锋 , 梁明 , 李成山 , 冯建情 , 于泽铭 , 徐晓燕 , 刘庆 , 柳忠元

中国有色金属学报

在宏观尺度上制造出具有纳米结构和纳米效应的高性能金属材料,并揭示这些材料的组织演化特征以实现功能调控,是金属材料学科面临的重大科学问题和需要解决的核心关键技术.阐述金属纳米材料界面、尺度与材料塑变、强化关系的主要研究进展,重点介绍宏观尺寸制备金属纳米复合材料、纳米尺度下经典Hall-Petch关系和复合材料混合定律的适用性、界面特征和尺度效应对材料微观结构、力学性能以及物理特性等的影响,指出面向应用的高性能金属纳米复合材料的发展趋势.

关键词: 金属纳米材料 , 复合材料 , 界面 , 尺度效应

高强度高导电Cu-Nb微观复合材料的研究进展

梁明 , 卢亚锋 , 张平祥 , 李成山 , 闫果 , 陈自力 , 李金山

材料导报

简要介绍了脉冲磁体用导体材料的分类,包括传统的的弥散强化铜材料、铜宏观复合材料与新型的兼顾高强度和高导电性的铜微观复合材料,主要阐述了以Cu-Nb为代表的铜微观复合材料的关键制备技术、材料主要研究领域与现状,揭示了高强高导Cu-Nb微观复合材料的广阔应用前景与未来发展方向.

关键词: 铜铌微观复合材料 , 脉冲强磁场 , 高强度 , 高导电

高强高导铜铌微观复合材料的微观结构与性能

梁明 , 陈自力 , 卢亚锋 , 李成山 , 闫果 , 李金山 , 张平祥

稀有金属材料与工程

采用集束拉拔制备技术获得了含有N=854铌芯的Cu-Nb微观复合材料.在77 K条件下材料的电阻率为0.36 μΩ·cm,在293 K时,复合材料导电率大于70%IACS.复合材料截面面积大于5 mm2时,复合材料室温抗拉强度达到915 MPa.通过扫描电镜观察了材料拉伸断口形貌及芯丝排布情况.

关键词: 集束拉拔 , Cu-Nb , 抗拉强度 , 电阻率

Cu-Nb多芯复合材料的研究

王鹏飞 , 梁明 , 徐晓燕 , 焦高峰 , 马小波 , 卢亚锋 , 李成山

材料导报

高强高导Cu-Nb多芯复合材料是强度和导电率匹配得最好的合金之一,在脉冲磁体领域具有很大的应用潜力.从Cu-Nb复合材料的主要制备工艺、强化模型、强化机理、导电机理等方面综述了Cu-Nb复合材料的研究现状,同时提出今后Cu-Nb复合材料的研究重点及发展前景.

关键词: 高强高导 , 集束拉拔技术 , 强化机理 , 导电机理

尺寸变化对Cu-Nb-Cu多芯复合线材微观结构及性能影响

王鹏飞 , 梁明 , 徐晓燕 , 焦高峰 , 马小波 , 卢亚锋 , 李成山

稀有金属

采用集束拉拔技术制备出高强高导Nb管增强Cu-Nb多芯复合线材,样品直径为Φ2.5 mm时,强度接近1.1 GPa,导电率达到74%IACS.选取不同尺寸线径(Φ3.0 mm、Φ2.7 mm、Φ2.5 mm)的复合线材,通过场发射扫描电镜测试手段表征了不同尺寸线材的芯丝形貌、Cu-Nb界面的微观结构,探讨了多尺寸条件下芯丝和界面微观组织的演变规律及特性,最后结合σ-ε曲线图和R-T曲线图,详细分析了尺寸变化所引起线材性能的演变机理.

关键词: 集束拉拔技术 , Nb管 , 微观结构 , 力学性能

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