基于理论和实验,系统研究高温超导带材成形加工中的多介质耦合行为这一共性基础性问题,包括超导陶瓷粉体的变形行为与本构方程,单复合体和多复合体的耦合力学行为及特征建模,多道次轧制全过程的数值建模与计算,Bi系超导带材成形中的影响参数研究与工艺实验;在此基础上,进一步研究超导复合体在塑性变形中的织构形成与晶粒取向,同时利用EBSP实验技术研究相应的织构特征,建立宏观成形参数与微观织构的定量关系。本项目的目标是探索高温超导复合体成形过程中的复杂力学行为和规律,为高温超导带材大规模生产工艺的精确控制提供科学依据。
本项目系统研究铋系高温超导带材成形加工中的一些共性基础性问题。在实验测试和理论分析的基础上,获得了BSCCO超导粉体材料的力学行为关系;通过实验研究,建立了轧制变形量与多芯复合带材中各单复合芯的应变分布的定量关系, 获得了拉拔变形条件对超导多复合体线材中粉体压实密度的分布的影响规律;针对铋系(Bi-2223/Ag)高温超导带材塑性成形加工工艺,构建了多介质耦合行为有限元特征模型,研究了拉拔和轧制工艺参数对超导带材成形过程的影响规律及其工艺优化设计方法;建立了低对称结构晶体BSCCO的单晶体弹塑性本构模型,推导了耦合空洞影响的超导粉体材料BSCCO的多晶体弹塑性关系,在ABAQUS/UMAT子程序上完成了二次开发,构建了基于晶体塑性理论的有限元数值分析平台,分析了轧制工艺参数对超导带材内c-轴织构的影响。本项目的研究结果已经用于北京英纳超导技术有限公司某规格铋系(Bi-2223/Ag)高温超导带材生产工艺的改进设计中。