冷压对Bi2223/Ag多芯带材超导性能的影响

在Ｂｉ２２２３／Ａｇ超导多芯带材的制备过程中，采用了热处理—冷压—热处理的工艺，取 压力、压下速率、摩擦系数和来料作为待研究的冷压工艺参数，以带材的临界电流Ｉｃ值为评价 指标，用正交法设计实验方案，结果表明：摩擦系数对带材临界电流Ｉｃ值的影响高度显著，压力 和来料对带材Ｉｃ值的影响显著，压下速率对带材Ｉｃ值的影响程度量小．

传输电流法测量Bi2223/Ag多芯高温超导带材的交流损耗

利用传输电流法设计了一套高温超导体自场损耗测量系统，样品上负载的传输电流幅值可以达到１００Ａ，频串在 ０．５ Ｈｚ到１０００Ｈｚ之间任意可调。测量了 Ｂｉ２２２３／Ａｇ高温超导带材在７７Ｋ不同频率条件下的自场交流损耗，并将实验结果与Ｎｏｒｒｉｓ方程的预期值进行了比较。发现当传输电流的频率较低时，Ｂｉ２２２３／Ａｇ的交流损耗主要是磁滞损耗；而当频率较高时耦合损耗不能忽略。

Bi-2223/Ag超导多芯带材的内切轧制研究

研究了Bi 2 2 2 3 /Ag超导多芯带材在一种新的加工方式—内切轧制过程中性能和组织的变化规律 ,采用XRD和SEM等测试方法对带材结构和组织进行了分析 ,并结合传统平辊轧制进行了对比。研究表明 ,相对于平辊轧制 ,内切轧制内辊和平辊轧制辊径相同时 ,采用内切轧制可以有效改善超导带材的组织结构 ,使得超导芯结构更加均匀 ,并增加超导芯的致密度 ,还可以有效改善带材内的银超界面状态 ,提高超导带材的电流传输性能。

Bi2223/Ag和YBCO高温超导带材在交流过电流冲击下的失超及恢复特性研究

采用交流冲击实验装置测量了在不同交流过电流、持续交流工作电流及冲击时间情况下,不同散热条件下Bi2223/Ag和YBCO高温超导带材的电压、电流和温度随时间变化曲线,分析了冲击期间和冲击后带材各参数变化及失超恢复时间与散热条件和冲击参数的关系。研究结果表明:带材在交流过电流冲击下的失超和恢复过程主要取决于冲击能量和冲击过后带材内发热与散热的竞争效应。

利用交流磁化率无接触测量Bi-2223/Ag高温超导带材的E-J特性

对Bi-2223/Ag超导带材的交流磁化率(χ=χ′+jχ″)随交流磁场的峰值(μ0Hm=0.01～60mT)以及频率(f=1～540Hz)的变化进行了系统的研究,发现通过在不同频率下测量χ″最大值所对应的磁场Hm(χ″),结合临界态模型的假设,可以对带材的E-J特性进行推导。在单芯带材情况下,所得结果和由传输测量得到的E-J关系相符合;而在多芯带材情况下则需要对磁化电流进行修正。这可以作为一种非接触测量单芯Bi-2223/Ag带材E-J特性的方法。

Bi2223／Ag高温超导带材在脉冲电流下电磁特性分析

对高温超导带材在脉冲电流下的电磁特性进行了实验与仿真研究。实验部分对不同频率过电流下的伏安特性进行了测量,仿真部分运用有限元方法分析了电流和磁场分布特点。结果表明:在超导丝中,电流会因为频率的升高而呈现集肤效应,频率越高电流越向带材边缘集中,但与常规导体所不同的是,由于超导体各向异性的特点,边缘的非平行自场使该区域临界电流下降,导致电流密度最大的地方不是在带材的边缘,而是趋向于分布在磁场较弱的带材中部。

(Bi，Pb)-2223带材超导芯部的熔化分解及其再形成

分析了(Bi,Pb)-2223高温超导材料传导性能进一步提高的影响因素,阐述了熔化处理对改善(Bi.Pb)-2223带材芯部微观结构的优越性.结果表明,传统的(Bi,Pb)-2223相非平衡成相机制严重制约了熔化处理工艺的效果,确立了(Bi,Pb)- 2223相从液相中可逆再形成的可能性,研究了不同条件下(Bi,Pb)-2223相熔化分解-再形成的相演变特征.在适当温度下,(Bi,Pb)-2223相部分熔化分解,生成一种类似于2212化学计量比的液相及碱土铜酸盐2:1-AEC和14:24-AEC,对于其与液相或熔体之间平衡转变关系的建立极为重要.

热压处理对室温轧制Ag/Bi(2223)超导带材显微组织的影响

采用SEM和TEM观测了经热压处理后的Ag/Bi(2223)带材(Jc=56000A/cm2,在77K、自场)和只经过室温轧制处理的带材。与室温轧制的带材比较发现:即使在临近第二相的区域,热压处理后的带材结构也非常密实;热压处理后,晶体缺陷诸如裂缝、亚晶界、残余无定形态和中间相等,易阻碍或中断电流传输的缺陷显著减少;热压处理后带材的位错密度基本相同,但在某些区域分布不均匀或呈网状结构;在一定方向上晶界能捕获途经它的位错;热压过程促使第二相部分转变为超导相Bi(2223),进而提高带材的载流能力。

退火处理Bi-2223/Ag超导带材

将经常规热处理制备而成的Bi-2223/Ag超导带材在某一温度区间再进行后退火处理,以改善带材中的Bi-2223晶粒之间的连接状况,提高带材的超导性能。然后用四引线法测量样品的临界电流及其在磁场中的角度依赖性,用XRD和SEM分析样品的微观结构。实验结果表明,后退火处理提高了Bi-2223/Ag超导带材的临界电流,改善了带材在磁场中的性能。

中间变形对Bi-2223/Ag超导带材织构的影响

借助于扫描电镜和X射线衍射分析摇摆曲线 ,研究了Bi 2 2 2 3/Ag单芯超导带材制备过程中中间变形对Bi 2 2 2 3超导相织构的影响。结果表明 ,织构度与中间变形量的关系曲线呈现峰值变化规律。采用轧制进行中间变形 ,Bi 2 2 2 3/Ag单芯带材的变形量εopt为 14 3%时Bi 2 2 2 3相织构最佳 ;采用压制进行中间变形 ,变形量εopt为10 7%时Bi 2 2 2 3相织构最佳。中间变形后的带材经过最终热处理 ,其Bi 2 2 2 3相的织构得到进一步改善。四引线法临界电流密度测量结果表明 。

电压引线距离对Bi2223/Ag带材I_c和n值测量结果的影响

研究了采用四引线法测量Bi2223/Ag带材的Ic和n值时,电压引线距离对测量结果的影响。实验结果表明,对于同一根Bi2223/Ag带材,在不同的电压引线距离下,采用四引线法测得的Ic和n值(尤其是最小值)结果不同;n值弱点对带材端对端n值的影响比Ic弱点对带材端对端Ic的影响更大;对于百米量级的长带,通过测量带材端对端以及抽样短样的Ic和n值,很难检测出弱点,必须采用四引线法在较小的电压引线距离下逐段检测或者采用非接触连续磁测法进行检测。

磁场、温度对Bi-2223/Ag多芯带Jc的影响

介绍了一套液氮温区入（Ｂ，Ｔ）测量系统，该系统用增大液氮的饱和蒸气压来达到提高液氮温度的目的。用该系统研究了磁场和温度（测量范围分别为０．１Ｔ～０．８Ｔ和７７Ｋ～９０Ｋ）对Ｂｉ－２２２３／Ａｇ多芯带材（１９芯和３７芯）临界电流的影响。

Bi2223/Ag超导带最小触发能量的测试

对Bi2223/Ag高温超导多芯带材的最小触发能量进行了测量,得到最小触发能量(MQE)与传输电流(It)之间的关系。实验结果与计算机仿真结果比较一致。这对研究高温超导体的稳定性有着重要的实际意义。

Bi2223/Ag高温超导带的侧向弯曲率对载流能力的影响

Bi2 2 2 3银包套超导带材是研制高温超导磁体和高温超导强电应用的基础。文中就对高温超导磁体最大运行电流有重要影响的 Bi2 2 2 3银包套带材侧向弯曲形变进行了初步探讨 ,就不同的侧向弯曲率对超导带载流能力的影响进行了实验测试 ,并提出了提高 HTS磁体最大运行电流的方法。

拉伸应变对Bi2223/Ag带材I_c不均匀性的影响

研究了Bi2223/Ag带材的Ic和n值沿带长方向的不均匀性在拉伸应变下的变化。结果表明,Ic和n值的大小并不是逐点一一对应的;当应变小于不可逆拉伸应变时,Ic随应变增加缓慢下降,n值随应变增加缓慢下降并有小幅震荡;Ic的均匀度随应变增加基本上没有变化,n值的均匀度随应变增加变好并有小幅振荡,而且变化范围很小。

Bi系超导多芯带材冷压成形的研究

在国内首次采用连续冷压成形工艺制备超导多芯带材。介绍了工艺的成形机理、试验装置,着重介绍了压模过渡区对带材超导性能的影响,并优化出过渡区的曲线方程。

Bi(2223)/Ag带超导电流的特性

介绍了关于Bi(2223)/Ag带超导电流的特性,包括本征钉扎,Ic与Lorentz力大小的关系,Ic的磁滞。也就是说,Ic的大小不仅与磁场的历史有关,而且与样品在磁场中取向的历史也有关。提出了Ic磁滞的物理解释。评述了Bi(2223)/Ag带中导电的各种模型,包括砖墙模型、铁路道岔模型和自由流通模型。最后指出提高超导电流密度的可能途径。

“双粉法”制备Bi-2223/Ag带材中CaCuO_2最佳含量的确定

采用“双粉法”制备 Bi- 2 2 2 3/Ag带材 ,通过对 2 2 12和 Ca Cu O2 的不同配比研究 ,确定了双粉法中 Ca Cu O2的最佳含量。实验结果表明 :当前驱粉中 Ca Cu O2 相过量 5 %时 ,带材的临界电流密度比 Ca Cu O2 无过量时高 10 %左右。这主要是因为在反应过程中 ,过量的 Ca Cu O2 会提供较丰富的液相 ,促使 2 2 12→ 2 2 2 3转变过程进行得更彻底 ,且转变速度提高 ;但过量值较大 (10 %～ 15 % )时 ,过多的液相会导致杂相的偏聚 ,大尺寸的杂相粒子使其周围的 2 2 2 3相织构度降低 ,晶粒连接性较差 ,带材的临界电流密度下降。

前驱粉的相组成对Bi(Pb)-2223/Ag带材的微观结构和性能的影响

通过改变粉末的最终烧结温度制备出不同相组成的前驱粉。研究了前驱粉的相组成对Bi(Pb)-2223/Ag带材性能和带材微观结构的影响;从而得出装管前粉末的最佳相组成为:(Pb)2212主相加上一定量的第二相犤Ca2PbO4和(Sr,Ca)CuO犦,不含2201和2223相。前驱粉的最佳烧结温度应刚好低于2223相的起始成相温度820℃。制备出的最高带材性能Jc达到12kA/cm2。