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
李春广
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孙霞光
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邓胜涛
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管军强
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肖成举
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万晓波
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朱思华
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李建峰
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杜社军
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王天成
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张丰收
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刘向宏
,
冯勇
稀有金属材料与工程
采用Rod Restack Process (RRP)研制了单根线长大于1500 m的高场磁体用Nb3Sn股线,股线选用Nb作为扩散阻隔层,分布于各亚组元周围.在热处理时Nb阻隔层不但可以阻止Sn向稳定体Cu区的扩散,防止稳定体的Sn扩散污染,确保股线具有较高的剩余电阻率(RRR),同时,靠近Sn源内侧的Nb参与固态扩散反应生成A15相Nb3Sn,贡献临界电流.在股线的制备过程中,采用Nb-47％Ti(质量分数)芯代替部分Nb芯的方式添加元素Ti,达到了Ti元素添加目的,该方法因为使用了已经商业化的Nb-47％Ti而有效控制了制作成本.对该股线进行热处理以及超导性能测试研究表明:640℃,60 h热处理条件下,股线在12T,4.2 K,0.1 μV/cm下的Ic为514A,股线的RRR为148,具有良好的绝热稳定性；在650℃,100 h下股线的Ic为599 A,RRR=3.77.股线扩散阻隔层以及添Ti方式的成功选择,为获得长线打下了基础,为股线性能的初步研究及后续的实验提供了直接参考.
关键词:
高场磁体
,
RRP
,
Nb3Sn股线
