崔利军
,
张平祥
,
潘熙锋
,
闫果
,
齐铭
,
王大友
,
刘向宏
,
冯勇
,
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
齐铭
,
潘熙锋
,
闫果
,
崔利军
,
孙昱艳
,
刘国庆
,
李成山
,
张平祥
,
陈永亮
稀有金属材料与工程
采用套管法(RIT)制备了单芯、7芯和49芯Cu包套的Nb3Al前驱体线材,并利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDX)等手段研究了不同反应动力学条件下的Nb-Al扩散成相演变规律.结果表明:与Nb3Sn超导体中Nb-Sn扩散成相不同,在Nb3Al中,随着反应动力学条件的增加或者Nb-Al扩散间距的减小,Nb-Al二元化合物的成相演变规律如下:Al+Nb→ NbAl3+Nb→ Nb2Al+Nb→ Nb3Al+Nb2Al+Nb;同时Nb-Al扩散的最终反应产物为Nb/Al原子比4:1的Nb3Al、Nb2Al和Nb的混合相.通过优化反应条件,在1400℃,50h热处理条件下,成功制备出了49芯Nb3Al超导线材,该线材超导转变温度(Tc)达到15.7 K.
关键词:
Nb3A1
,
套管法
,
扩散热处理
齐铭
,
潘熙锋
,
张平祥
,
崔利军
,
李成山
,
闫果
低温物理学报
制备具有优良机械性能Nb3Al前驱线是得到Nb3Al超导长线,继而制备实用化高场磁体的基础.本文选用Mg的含量分别为1.08 wt.％和4.48 wt.％的两种Al合金棒作为Al芯,不同壁厚的Cu管作为包套,利用套管法分别制备了两组不同芯丝数的Nb3Al前驱线.通过观察和测量两组前驱线芯丝形状和硬度的变化,以及对前驱线拉伸曲线和拉伸后断口形貌的分析,研究了影响前驱线机械性能的因素,提出了改善芯丝加工性能的方案.结果表明:Mg含量和Cu包套的壁厚对前驱线的机械性能有很大的影响,选择合适的Al合金棒以及包套,可以得到芯丝均匀,具备良好机械性能的Nb3Al前驱线,49芯前驱线经过扩散热处理后得到了15.7K的超导转变起始温度.
关键词:
Nb3Al
,
套管法
,
Al-Mg合金
,
包套
,
前驱线
,
机械性能
王大友
,
闫果
,
潘熙锋
,
崔利军
低温物理学报
Nb3Al超导材料在高场下具有非常高的临界电流密度以及优异的应变容许特性,被认为是高场磁体应用的理想材料.但由于Nb3Al超导材料成相反应过程的特殊性导致其制备难度极大,成为目前实用化低温超导材料研究领域的热点和难点.本文对目前国内外Nb3Al超导材料及磁体制备技术的研究进展进行了系统分析,对未来发展的趋势进行了探讨.
关键词:
Nb3Al
,
超导材料
,
超导磁体
,
制备技术
