采用轧制方法制备的C轴织构铁基超导带材,自场下临界电流密度已突破25kA/cm2,展现出较好的应用前景。然而,高场下的临界电流密度仍然较低,材料中的传导电流受到晶界杂相、填充率、织构度等诸多试验因素限制,临界电流密度的理论上限是多少,随磁场的变化规律如何,能否满足应用上的要求,目前仍不清楚。而该问题短时间内也无法在试验中予以解决。本研究以122型和1111型C轴织构铁基超导材料为对象,分析其基本结构和电流通路所形成的拓扑网络,结合各类晶界的分布和相应的载流能力,建立数学模型,模拟超导电流在材料晶粒内和晶界处的传输过程,最后计算出单抽织构铁基超导材料临界电流密度的理论上限,以及其随温度和磁场的变化规律,为铁基超导线带材的制备和应用提供理论基础。另一方面,在模型中考虑晶界杂相、填充率、织构度等试验因素,模拟这些因素对载流性能的影响,这对试验中制备高性能铁基超导线带材具有指导意义。
英文主题词iron-based superconducting materials;current carrying capability;c-axis texture;critical current density;calculation