强电用超导材料的发展现状与展望

超导材料具有常规材料不具备的零电阻、完全抗磁性等宏观量子现象,是典型的量子材料。在强电应用领域,使用超导材料可以实现常规技术无法实现的超强磁场、大容量储能等诸多颠覆性技术,因此,强电用超导材料制备技术一直是国际高技术竞争前沿。本文通过梳理国内外强电用超导材料及其制备技术的发展现状,系统分析和阐明了包括低温超导材料NbTi、Nb_(3)Sn和高温超导材料YBCO涂层导体、Bi-2223带材、Bi-2212线材以及MgB_(2)线材等实用化超导材料在强电应用领域的发展趋势。分析我国强电用超导材料发展存在的问题,我国需要以开发出面向不同强电应用需求的高性能超导材料体系为基础,实现超导材料和强电应用产品的协同发展,推动强电用超导材料制备技术和应用技术的创新水平提升和产业化规模。研究建议,通过国家层面组织“产学研用”联合攻关,实现低温超导材料产业升级,突破高温超导材料批量化制备关键技术的发展思路,实现强电用超导材料的快速发展和应用。

熔铸法制备纳米碳增强铝基复合材料研究进展

纳米碳增强体具备优异的力学、热学、电学等性能,是金属基复合材料中理想的增强体之一。将纳米碳增强体与铝基体复合,可以获得具有优异力学性能及导热导电性能良好的复合材料,在新一代飞行器零部件材料展现出巨大潜力。目前急需低成本大规模化制备方法的推广应用,熔铸法是其大规模制备的首选。基于此,本文综述了近年来国内外采用熔铸法制备纳米碳增强铝基复合材料的研究进展,通过纳米碳增强体加入铝熔体方式的不同进行分类,详细介绍了搅拌铸造法、压力铸造法、半固态铸造法、压力浸渗法等纳米碳增强铝基复合材料中主要的铸造方法。分析总结了不同铸造方法的特点及铸件的力学性能,最后指出熔铸法制备纳米碳增强铝基复合材料过程中存在的关键科学问题,并且展望了未来的发展方向。

国际热核聚变(ITER)用低温超导线研究进展

国际热核聚变实验反应堆(ITER)是目前全球最大的国际合作研究项目。该计划将首次建造可实现大规模聚变反应的聚变实验室。研究解决核聚变关键技术难题,是人类实现受控热核聚变研究走向实用化关键的步骤。由低温超导线材绕制的磁体系统是ITER装置的核心部件。我们通过开展Nb3Sn及NbTi超导线批量化制备技术的研究,掌握了纵向场(TF)磁体及极向场(PF)磁体用高性能Nb3Sn及NbTi超导线制备的关键技术。生产出性能达到ITER项目的设计要求的青铜法Nb3Sn超导线和内锡法Nb3Sn超导线,单根长度大于5000m,临界电流Ic(4.2K,12T)均大于190A,磁滞损耗小于500mJ/cm3(4.2K,±3T),n值大于25;制备出满足ITER项目要求芯数为2600根的NbTi超导线,单根长度大于10000m,临界电流Ic值达到360A(4.2K,5T),n值大于30,磁滞损耗值小于45mJ/cm3(4.2K,±3T)的技术指标。

氧含量对PMP法YBCO超导体特性的影响

采用高温淬火方法制备了Ｔｃ在２７．４Ｋ至９２．４Ｋ之间的一组不同氧含量的ＰＭＰ（粉末熔融工艺）法ＹＢＣＯ超导体。通过对这些超导体样品的磁滞回线及不可逆线的研究发现，随着氧空位的增加。

粮棉油贷款仓单质押的意义与建议

粮棉油贷款仓单质押的意义与建议张平祥韩旭杰为管好用好粮棉油收购资金，农业发展银行总行相应制定了以“库贷挂钩”为核心内容的粮棉油信贷资金管理办法，达到“保收购、防挤占”的目的。而现实工作中，真正落实库贷挂钩比例管理、使库存值对应于相应的贷款额，又缺少必...

从收购资金管理看粮食购销三大政策

今年，粮食购销三大政策之一是收购资金封闭运行，这是农发行的重要任务。三大政策相辅相成、相互配套，保护价收购是基础，顺价销售是关键，封闭运行是保证。所以，农发行要实现收购资金的封闭运行，必须分析研究与之有影响的另外两大政策，找出工作目标的难点，才能顺利...

定向凝固法制备YBCO超导体的若干材料学问题

讨论了定向凝固法制备 YBCO超导体涉及的包晶转变与包晶反应、成分过冷、扩散控制生长模型、界面效应及定向凝固 YBCO生长晶体学等问题。

磁体用Nb_3Sn超导体研究进展

Nb3Sn是典型的低温超导材料,主要应用于高能物理(HEP)和热核聚变(ITER)以及高场核磁共振(NMR)等磁体领域。Nb3Sn材料在2K时的上临界场Hc2达到30T,为其在高场磁体的应用提供了契机。综述了Nb3Sn的发展现状与研究成果,以及近年来其制备工艺的改进和存在的问题。

应变对Nb3Sn多芯股线载流能力的影响

采用Pacman弹簧装置测量了4.2 K,12 T条件下Nb_3Sn多芯股线的I_c-ε特征曲线.材料轴向应变变化范围在-0.9%—+0.6%.通过偏量比例模型模拟了材料临界电流I_c随应变状态的变化规律.研究了轴向应变条件下超导材料载流能力(I_c)的衰退和lg V-lg I曲线斜率n值的变化,通过临界电流随轴向应变的变化规律比较了不同制备工艺Nb_3Sn股线的轴向应变敏感性.

双粉法制备高性能Bi-2223/Ag多芯带材

采用主相为２２１２＋ＣａＣｕＯ２的所谓双粉作为前驱粉，用标准的粉末套管（ＰＩＴ）工艺制备了３７芯、６１芯和８５芯Ｂｉ－２２２３银包套多芯带材．研究发现：采用双粉装管缩短了２２２３成相时间，仅用４０ｈ即获２２２３纯相．前驱粉中较大尺寸２２１２片状晶的存在有益于Ｃａ，Ｃｕ传质和２２２３织构的提高．通过对加工工艺的精确控制，可有效防止芯丝的不均匀，清除妨碍长带制备的芯丝“香肠”状现象．首次实现了双粉法制备高性能的Ｂｉ－２２２３／Ａｇ长带，长带性能的均匀性和重复性都有较好保证．所制备的０．２４ｍｍ×４ｍｍ尺寸短样在７７Ｋ时Ｉｃ＝５３Ａ（Ｊｃ约为２．７×１０４Ａ／ｃｍ２），达国际先进水平，２０ｍ长样Ｉｃ＝３５Ａ，并实现批量化生产．

高强高导铜铌微观复合材料的微观结构与性能

采用集束拉拔制备技术获得了含有N=854铌芯的Cu-Nb微观复合材料。在77K条件下材料的电阻率为0.36μΩ·cm,在293K时,复合材料导电率大于70%IACS。复合材料截面面积大于5mm2时,复合材料室温抗拉强度达到915MPa。通过扫描电镜观察了材料拉伸断口形貌及芯丝排布情况。

ITER用NbTi超导线材微观组织及性能

本研究以国际热核聚变反应堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)磁体极向场用NbTi超导线材的性能优化为目的,通过TEM研究热处理工艺对NbTi超导线材微观组织及4.2K温度下临界电流的影响。结果表明,具有高Jc值的NbTi在4.2K条件下析出具有典型形貌的α-Ti钉扎中心,即弥散分布于β-NbTi基体上,高度褶皱及卷曲。较高温度的热处理有利于4.2K下Jc的提高,但增加热处理次数使Jc值略微降低。

高温超导氧化物YBCO的掺杂效应研究进展

综述了近10年来高温超导氧化物YBCO掺杂效应研究的进展。通过化学掺杂不但能提高YBCO的临界电流密度和临界转变温度等超导性能,而且能改善超导体的力学性能和影响晶体生长的热力学行为等。掺杂效应的研究使YBCO的应用性能得到了提高,同时为研究超导机制提供了更多的理论信息。

ITER项目用NbTi／Cu复合超导线的工艺研究

为实现高均匀性、高性能的NbTi/Cu多芯复合线的批量生产,需要优化多芯复合线的传统工艺。对复合线材均匀性和超导性能的研究结果表明:经优化后的拉拔-扒皮工艺完全可以取代传统的拉拔-轧制工艺且能改善NbTi/Cu超导线材的Jc值,为低温超导线材的推广使用打下了坚实基础。

阻燃钛合金Ti40的热物理性能及力学性能

作为一种功能性钛合金,Ti40阻燃钛合金的热物理性能数据首次被报道。采用真空自耗电弧熔炼技术制备的Ti40合金铸锭成分均匀,利用热挤压开坯+包套保护锻造方法制备的板坯组织均匀。性能测试结果表明:Ti40合金的室温抗拉强度为950 MPa级,且在500℃下具有良好的热暴露性能、高温蠕变性能和高温持久性能。在室温到600℃范围内,合金的杨氏模量和剪切模量随着温度的升高呈线性下降,泊松比随着温度升高而缓慢增加;线性热膨胀曲线随着温度升高呈抛物线增加,平均线膨胀系数随着温度的升高呈线性增加。

Ti-V-Cr系阻燃钛合金厚板组织与力学性能对比研究

研究了WSTi3515S合金和TB12合金的大型铸锭成分和组织均匀性,对比分析了两种Ti-V-Cr系阻燃钛合金厚板的力学性能。结果表明:采用真空自耗电弧熔炼技术制备的Ti-V-Cr系阻燃钛合金3t级大型铸锭成分均匀;利用大型挤压机和大型快锻机制备的阻燃钛合金大尺寸厚板组织和性能均匀;两种合金的室温拉伸、硬度、冲击和540℃高温拉伸等性能相当,WSTi3515S合金在540℃条件下的热强性能较好;V和C元素有利于提高合金的热强性能,且C元素还能细化组织。

Ni-Cr-W基高温合金熔盐环境中的热腐蚀行为

文摘利用扫描电镜、X射线衍射分析、能谱分析等手段,从合金成分、热处理组织形貌、界面分布等方面研究了Ni-20Cr-18W基高温合金在900℃温度下25%Na Cl+75%Na2SO4混合熔融盐中的热腐蚀行为。结果表明:Ni-20Cr-18W基高温合金的腐蚀行为是酸碱熔融机理。腐蚀层呈平面向合金基体推进,无明显择优腐蚀现象发生,主要腐蚀产物为疏松多孔的Ni O和Ni3S2腐蚀产物,导致合金表面失去保护性氧化层,增加了腐蚀速度。合金抗热腐蚀性能的降低是因高含量W元素在SO42-作用下腐蚀加剧及第二相粒子与基体的相间腐蚀导致。

磁体用NbTi超导体的研究进展

NbTi是典型的低温超导材料,广泛应用于核磁共振成像(MRI)、核磁共振(NMR)、高能物理(HEP)等领域。常用NbTi超导材料的临界温度Tc为9.6K,4.2K时的上临界场Hc2为11T,因此NbTi超导材料的应用都是在低场范围内,也是不可替代的低场超导材料。综述了NbTi超导材料的发展现状和未来的发展趋势。

机械合金化制备Nb_3Al超导体的工艺研究

利用机械合金化方法制备了一系列不同的Nb3Al块材,研究了球磨时间及退火温度对Nb3Al超导体成相及超导性能的影响,并采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和磁学测量系统等详细分析了不同制备条件下Nb3Al超导体的相成分、微观组织结构,以及超导性能的变化.结果表明:将Nb和Al粉末混合后,利用高能球磨设备,球磨1 h即可以生成Nb(Al)ss过饱和固溶体;当球磨时间增加到10 h时,样品粉末发生了非晶化.通过调节球磨时间、退火温度,成功制备出超导起始转变温度达到15.3 K的单相Nb3Al超导体.