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高场磁体用套管法Nb3Al超导线材制备及性能
  • ISSN号:0023-074X
  • 期刊名称:《科学通报》
  • 时间:0
  • 分类:O511[理学—低温物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]西部超导材料科技股份有限公司,超导材料制备国家工程实验室,西安710018, [2]东北大学物理系,沈阳110004, [3]西北有色金属研究院超导材料研究所,西安710016, [4]西南交通大学超导与新能源研究开发中心,磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室,成都610031
  • 相关基金:国家自然科学基金(51302224,51377138和11104224)和国家磁约束核聚变能研究专项(2011GB112001)资助
中文摘要:

采用套管法,结合挤压、拉拔和轧制等塑性加工过程制备了Nb3Al超导线材前驱体长线,并利用自主设计制作的急热急冷(~2000℃,RHQ)装置对线材样品进行RHQ热处理和低温成相退火,获得了高性能的Nb3Al超导线材.结果表明,该线材由管状Nb3Al超导体、Nb基体骨架和孔洞组成;即通过RHQ热处理使Al芯与周围的Nb实现固溶体化,并留下孔洞,随后的低温成相退火使Nb-Al固溶体生成了管状Nb3Al超导体,而在距离Al源较远的位置则留下未反应的Nb基体骨架.通过扫描电子显微镜和磁化率测量显示,该线材中Nb3Al超导体具有精细的晶粒尺寸(50~100nm)和良好的晶粒连接性;不同样品的起始超导转变温度(瓦)均达到了约17K,表明该线材中Nb3Al超导体的Nb/Al原子比接近理想的3:1.因此,利用套管法有望制备出满足下一代高场磁体应用的高性能Nb3Al超导线材.

英文摘要:

In this work, rod-in-tube (RIT) method was utilized to make the Nb3A1 precursor long wires, combing with hot-extrution, drawing and rolling process, and consequently high-performance Nb3Al superconducting wires had been made, which stood up a rapid heating, quenching (RHQ) and low-temperature annealing process by using the home-made RHQ equipment up to 2000℃. The results suggest the Nb3Al superconducting wires compose with tubular Nb3Al superconductors, Nb-matrix and holes. By RHQ heat-treatment, Al cores dissolved into the Nb-matrix, reacted with the near Nb layer, and left the holes. After low-temperature annealing, the Nb-Al solid-solution was changed into tubular Nb3Al superconductor, and un-reacted Nb, far from the Al source, was the Nb-matrix. The SEM and magnetization susceptibility measurements present these Nb3Al superconductors are with fine grains of 50-100 nm, and well grains-connectivity. All of the onset superconducting transition temperature Tc reach about 17 K, which imply they have Nb/Al atom ratio of 3 : 1. Therefore, using the RIT Nb/Al precursor wires and RHQ heat-treatment is promising to develop the next-generation high-performance Nb3Al superconducting wires for high-field magnet application.

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期刊信息
  • 《科学通报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院
  • 主编:周光召
  • 地址:北京东黄城根北街16号
  • 邮编:100717
  • 邮箱:csb@scichina.org
  • 电话:010-64036120 64012686
  • 国际标准刊号:ISSN:0023-074X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1784/N
  • 邮发代号:80-213
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国期刊方阵“双高”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:81792