崔利军
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张平祥
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潘熙锋
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闫果
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齐铭
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王大友
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刘向宏
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冯勇
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白质明
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.01.06
Nb3 Al 超导体的超导转变温度（Tc ）和上临界磁场（Hc2）与 Nb3 Sn 类似，但具有更好的应力应变容许特性和高场临界电流密度（Jc ）。因此，被认为是下一代高场磁体应用的理想材料。目前国际上报道的 Nb3 Al 超导线材单根长度可以达到2.6 km；在4.2 K 和15 T 条件下，Jc 达到1000 A ／mm2；但是由于制备工艺的复杂性，目前仍然无法实现大规模工业化应用。首先阐述了 Nb3 Al 超导材料的基本特性，如 Nb ／Al 扩散间距小、二者硬度匹配性小和低温热处理导致 Al 含量偏离化学计量比等，以及由此带来的材料加工和热处理方面的难点；系统介绍了近年来针对 Nb3 Al 超导长线性能提升，在前驱体制备工艺、热处理工艺和表面覆 Cu 工艺方面的研究进展，并对不同的工艺进行了比较分析，重点讨论了线材制备过程中存在的关键性难点问题；最后，对 Nb3 Al 超导材料的发展趋势进行了展望。
关键词:
Nb3 Al
,
超导线材
,
制备工艺
,
超导性能
,
高场磁体
王大友
,
单迪
,
闫果
,
王庆阳
,
冯勇
,
张平祥
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.XY15111801
采用粉末装管法(PIT)已经可以制备出千米量级MgB2超导长线,但依然没有完全满足应用需求,如何继续提高线材的单根长度仍然是MgB2超导材料研究领域的一个重要方向.在传统的原位PIT法制备MgB2超导线材的过程中,引入挤压工艺对其进行加工处理.分别用Cu和Cu-Nb作为中心增强材料,组装两个37芯MgB2包套,通过挤压、拉拔工艺对其进行加工处理.采用金相显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对线材截面和断口的微观形貌进行分析,采用1μV·cm-的电压判据和标准四引线法测量样品在4.2K下的Ic-B曲线,得出样品在该温度下的Jc-B曲线,Ic为临界电流,B为磁场强度,Jc为临界电流密度.结果发现挤压过程所有组元变形基本同步,挤压工艺有效地增加了芯丝致密度.制备的直径3.0 mm Cu芯线材在4T,4.2K下Jc达到2.48 ×104 A·cm-2;Cu-Nb芯线材在4T,4.2K下Jc达到1.59×104A·cm-2.采用挤压工艺加工MgB2复合包套的途径是可行的,但挤压过程中复合体一次变形量超过90％,目前采用的导体结构需要进一步优化,将有助于提高所制备线材的长度和性能.
关键词:
MgB2
,
挤压
,
制备技术
,
超导线材
