面向实用化的第二代高温超导带材研究进展

自20世纪80年代钇钡铜氧化合物被发现具有超导电性以来,它受到了世界范围内研究者的广泛关注。该材料具有高不可逆场、高超导转变温度、高临界电流密度等本征物理优势。这种材料以薄膜外延沉积在织构柔性金属基带上,被称为第二代高温超导带材。近年来,国内外数家科研机构和公司解决了生产公里级超导带材的技术瓶颈,已能够批量生产第二代高温超导带材,极大地推动了超导示范工程的开展。此外,超导带材用户单位也从应用角度向超导带材性能提出新的要求,拉动了超导带材材料的发展。本文结合国内外二代超导带材发展的主要趋势,重点介绍面向实用化第二代高温超导带材研发取得的主要进展。

高性能MgB_2长线材制备及性能表征

采用原位粉末装管工艺,分别以Mg粉(99.5%),无定形B粉(99.9%)为原料,以纳米SiC(10—30nm)作为掺杂材料制备铁基MgB2线.首先将已混合的原料在丙酮介质中球磨,真空干燥后,将粉末填入铁管内,然后通过孔型轧制、旋锻和拉拔等冷加工工艺得到11m长外径Ф1.75mm铁基MgB2超导线.用扫描电镜,电子能谱,X射线衍射仪和超导量子干涉仪测试发现,样品微观结构整齐,晶粒大小均匀,内部仅含微量MgO,TC(onset)=35.1K,ΔTC=5.3K.纳米SiC掺杂后,其中C造成MgB2晶格畸变,形成有效磁通钉扎中心,C元素在MgB2中分布均匀.标准四引线测试结果表明,11m线均分10段后,各点的Jc(4.2K,10T)均超过1.0×104A/cm2,最高值达到1.2×104A/cm2.在10—18T范围各点临界电流值分布均匀,变化率小于10%.