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
王大友
,
闫果
,
王庆阳
,
潘熙锋
,
刘国庆
,
熊晓梅
,
冯勇
,
张平祥
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.05.11
MgB2超导线带材在新型制冷机直接冷却超导磁共振成像仪(MRI)领域有着良好的应用前景.分析了实用化MgB2超导线带材制备中存在的关键技术问题,详细评述了MgB2超导线带材粉末装管法(包括原位法和先位法)国内外最新研究进展,对比分析了两种方法制备MgB2超导线带材的优缺点,讨论了制备过程中影响MgB2超导线带材临界电流密度、超导芯丝尺寸等实用化特性的关键因素.提出了若干进一步提高MgB2超导线带材综合性能的技术途径并对实用化千米级MgB2线带材制备技术的发展进行了展望.
关键词:
MgB2
,
超导线带材
,
塑性变形
,
临界电流密度
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
潘熙锋
,
赵勇
低温物理学报
doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2008.02.007
本文采用固相反应法制备了一系列纳米Pr6O11掺杂的MgB2超导块材,掺杂量分别为0,1,3,5,10wt.%.X射线衍射结果表明:随着Pr6O11掺杂量的增加,MgB2的晶格常数也逐渐增大,也就是说Pr原子部分替代了MgB2晶格中的Mg原子.磁测量结果显示,Pr6O11的掺杂对MgB2的超导转变温度(Tc)有很小的抑制.在低含量Pr6O11掺杂(1wt.%)时,MgB2的临界电流密度(Jc)和不可逆场(Hirr)均有明显的提高,但进一步提高Pr6O11的掺杂量时,会损害MgB2在高场下的性能.文中同时也讨论了Pr6O11掺杂影响MgB2的Tc和Jc性能的机理.
关键词:
MgBz
,
临界电流密度
,
磁通钉扎
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
周杰佛
,
杨烨
,
潘熙锋
,
张勇
,
赵勇
低温物理学报
采用固相反应法常压下制备MgB2超导块材,研究两种不同的热处理工艺(淬火、预热)对MgB:超导电性和显微结构的影响.结果显示淬火有助于细化晶粒,提高样品的临界电流密度;预热在一定程度上提高MgB2样品的致密度和磁通钉扎力,其中随炉升温600℃预热1 h再升至750℃保温0.5 h后淬火的样品自场Jc达到0.586 MA/cm2,不可逆场超过7 T,20 K下在0.8T达到最大钉扎力Fpumax.
关键词:
MgB2
,
临界电流密度
,
磁通钉扎
侯艳荣
,
王大友
,
潘熙锋
,
闫果
材料导报
金属间化合物二硼化镁(MgB2)超导体被认为是目前最有可能首先实现大规模工业应用的超导材料,尤其在制冷机工作温度(15～20 K)、较低磁场(1～2 T)条件的医疗核磁共振成像仪(MRI)超导磁体方面有着广阔的应用前景.回顾了MgB2超导块材在制备方面的最新研究进展,同时介绍了化学掺杂及磁通钉扎性能的研究进展;综述了前驱粉的选择、热处理条件、晶粒的连接性等一系列因素对MgB2块材性能的影响.
关键词:
二硼化镁
,
超导材料
,
临界电流密度
,
磁通钉扎
李飞
,
潘熙锋
,
周杰俤
,
杨烨
,
赵勇
稀有金属材料与工程
采用固相反应法制备-系列的MgxB2(x=0.90,0.95,1.0,1.05,1.10)超导块材,并详细研究不同Mg/B化学计量比对MgB2超导性能的影响.采用X射线衍射(XRD)仪,扫描电镜(SEM)和超导量子干涉(MPMS)仪分别对样品的物相、微观结构和超导性能进行表征.结果表明:名义组分为Mg0.95B2的样品临界电流密度Jc性能最好.由于Mg的不足,抑制了晶粒生长,同时也使得MgB2内部Mg缺位、△Tc、FWHM、Hc2和Hirri明显增加,显著改善MgB2的磁通钉扎性能.
关键词:
MgB2
,
临界电流密度
,
磁通钉扎
潘熙锋
,
杨烨
,
赵勇
低温物理学报
doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2007.04.004
采用一种新的Mg扩散方法,在常压下成功制备出致密的MgB2超导块材,样品密度最高达1.95 g/cm3,并得到了最佳的热处理条件.采用X射线衍射仪(XRD),扫描电镜(SEM)和超导量子干涉仪(MPMS)分别对样品的物相,微观结构和超导性能进行了表征.结果表明:纯的MgB2在5×10-3 T的外场下,起始超导转变温度(Tc)为38.1 K,转变宽度仅0.9 K;10 K自场下临界电流密度(Jc)值达0.53 MA/cm2.此外,纳米Pr6O11或C掺杂能显著改善MgB2的实用化性能,其中15at.%C掺杂的MgB2(MgB1.85C0.15)在10 K,6 T下,Jc高达104 A/cm2.
关键词:
MgB2
,
扩散法
,
临界电流密度
,
磁通钉扎
