MgB_2/Fe/Cu带的临界电流各向异性和磁滞

MgB2超导体是近年来材料界关注的焦点,长期从事超导材料研究的刘春芳教授就近期国内外MgB2的研究和开发进展状况做了以下重点报道。

用于涂层导体的Ag/立方织构Cu复合基带的制备

通过二次冷轧铜棒并850℃恒温热处理,制备出具有较强立方织构的Cu基带。以硝酸银、亚硫酸钠和硫代硫酸钠为主要原料配制镀银液,在立方织构Cu基带上制备出具有较强Ag(200)择优取向的银镀层。在600℃恒温热处理30min后Ag膜仍具有(200)择优取向,而830℃热处理后,Ag会扩散到Cu基底中,重复镀银、热处理5次后,Ag膜具有(200)的择优取向并少量面内织构,所得Ag/立方织构Cu复合带材可作为第二代高温超导带材YBCO涂层导体的金属基底。

大宽厚比连续挤压Cu带坯板型的控制

研究了大宽厚比连续挤压Cu带坯板型的控制。通过对工装模具、挤压通道等设计和优化,使得大宽厚比Cu带坯连续挤压板型得到了有效控制,满足了连续挤压Cu带坯不铣面直接冷轧的要求。

FeNbBCu快淬薄带中的巨磁阻抗效应

将制备的Fe83Nb7B9Cu1快淬薄带在520-820℃的温度范围内分别退火20mins,析出晶粒粒径约为8.1-16nm的α-Fe。通过测量退火薄带的巨磁阻抗效应,找到了最佳退火温度,为650℃,测出此时的GMI（Z）的峰值为-54.8%,表明Fe83Nb7B9Cu1退火薄带是性能良好的软磁材料。

退火工艺对Ti_(50.2)Ni_(29.8)Cu_(20)合金薄带中马氏体相变的影响

通过快速凝固法制备Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带,并利用XRD(X射线衍射仪)、DSC(差示扫描量热仪)、TEM(透射电子显微镜)等手段研究退火温度和退火时间对Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带马氏体相变的影响。结果表明,退火处理后Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带的室温相主要是B19马氏体和少量的Ti2Ni析出相,在冷却和加热过程中只发生B2-B19单步马氏体相变;Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带的马氏体相变温度随退火温度的升高先升高,但当退火温度升高到700℃时又略有降低,薄带的相变热滞随退火温度的升高而减小,从13.4℃减小到8.7℃;Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带的马氏体相变温度随退火时间的增加而增加,而薄带的相变热滞对退火时间不敏感。

快速凝固Mg_(80)Cu_(18)Y_2合金薄带的组织与性能

采用单辊急冷法制取快速凝固Mg80Cu18Y2合金薄带,试验研究辊子转速、退火温度对Mg80Cu18Y2合金薄带组织和性能的影响,通过X射线衍射、差热分析、显微硬度测试、透射电镜等手段对薄带的组织和性能进行了观察与分析。试验结果表明:Mg80Cu18Y2合金薄带的组织呈完全非晶态,并且组织中存在大量的呈体心立方结构的Mg24Y5相。

Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶薄带的磁电感效应

研究了输入交流电波形和非晶薄带片数等对Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶薄带磁电感效应和磁电感效应变化幅度的影响,以及当输入电压为正弦交流电压时,非晶薄带的磁电感效应变化幅度的重复性和温度、湿度的稳定性。结果表明:磁电感效应随着非晶薄带片数的增多而增强,随着磁场强度的增大而减弱,正弦交流电压比三角交流电压的强;磁电感效应变化幅度随着非晶薄带片数的增多而减小,在不同频率下正弦交电压和三角交流电压的强弱发生变化;当输入电压为正弦交流电压时,磁电感效应变化幅度的不重复性误差很小,且受温度和湿度的影响很小。

Fe73．5Cu1Nb3Si13．5B9非晶薄带的磁感应效应

研究了交流信号电压、直流磁场和限流电阻对Fe73．5Cu1Nb3Si13．5B9非晶薄带磁感应效应和磁感应效应变化幅度的影响。结果表明，当信号为正弦交流电时，线圈感应电压也为同频率的正弦交流电压；当信号为矩形脉冲电压时，线圈感应电压则为同频率的尖脉冲电压。当信号为正弦交流电时，磁感应效应随着交流电压幅值的增大而增强，随着直流磁场强度和限流电阻的增大而减弱，磁感应效应变化幅度随着直流磁场强度和交流电压幅值的增大而增大，随着限流电阻的增大呈现出先增大后减小的趋势。

脉冲电流处理对Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9合金薄带GMI效应的影响

本文研究了脉冲电流处理对Fe73 5Cu1Nb3 Si13 5B9合金薄带巨磁阻抗效应和脆性的影响 ,并与等温退火样品的巨磁阻抗效应和脆性进行对比。结果表明 ,经过应力脉冲电流处理后的样品 ,其阻抗变化率和灵敏度都显著高于无应力脉冲处理后的样品。淬态样品在 9 34MPa拉应力下 ,经电流密度为 930A/mm2 的脉冲电流处理后 ,阻抗变化率可达到 2 2 0 % ,灵敏度达到 0 35 % /A·m-1。用应力脉冲电流处理不仅可以显著提高巨磁阻抗效应 ,而且可以有效抑制样品长时间的等温退火带来的脆性问题。

FeCuNbSiB非晶薄带的模量和线膨胀系数研究

采用单辊法制备了宽4.5mm、厚25μm的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶薄带。并用Q800动态热机械分析仪(DMA)测试了非晶薄带的弹性模量、线形变和线膨胀系数随着测试温度的变化关系。结果表明,非晶薄带的弹性模量随着测试温度的升高而减小;非晶薄带的线形变都随着测试温度的升高而增大;非晶薄带的线膨胀系数在50～150℃温度范围内随着测试温度的升高而增大,在150～300℃温度范围内随着测试温度的升高而减小。

西澳大利亚Forrestania绿岩带构造特征及Ni-Cu-Au成矿规律与找矿发现

Forrestania绿岩带(FGB)位于西澳大利亚Yilgarn克拉通东南部,是澳大利亚重要的Ni-Cu-Au成矿带,属于澳大利亚一级Ni、Cu成矿远景区和三级Au成矿远景区。FGB地区的Ni-Cu矿床主要与带内的超镁铁质岩墙有关,属于富硫化物接触交代型成矿,主要以巨厚层状产出在基底长英质碎屑沉积岩和上覆的科马提岩之间。FGB地区金矿的形成主要与北北西向和北北东向构造内的石英脉有关,属于石英脉型金矿,是含镍硫化物富集(Ni)、多期后成矿构造运动、岩浆活动、变质作用和热液交代(Au)等多种地质活动长期复杂混合的产物。其形成过程主要分为以下几个阶段:早期Ni的沉积阶段、早期区域构造运动阶段、持续构造活动阶段、Ni矿体解体和Au元素富集阶段、Au矿脉的形成阶段。根据上述理论指导,笔者分析成矿特征后,选出Au成矿远景区,进行物化探综合勘查,圈定出异常区域,并在异常区内发现了较好的矿化线索。通过实践证明了理论推断的可信度。

退火温度对Fe_(40)Co_(40)Zr_7Nb_2AlB_9Cu合金的结构、热行为及磁性能的影响

采用单辊快淬法制备了Fe40Co40Zr7Nb2AlB9Cu非晶合金薄带,在不同温度下对其进行等温退火处理。研究了退火温度对合金的结构、热行为和磁性能的影响。结果表明:Fe40Co40Zr7Nb2AlB9Cu非晶合金的DTA曲线存在2个晶化放热峰,晶化激活能分别为267.3 kJ/mol和188.3 kJ/mol。其晶化过程为:非晶→非晶+α-FeCo→α-FeCo+Co2Zr+ZrCo3B2+Fe(Co)3Zr。α-FeCo相的晶化体积分数和晶粒尺寸随退火温度的升高而逐渐增大。低于873 K退火时,矫顽力变化不明显;873 K退火时,矫顽力达到最小值0.27 kA/m;高于873 K退火时,矫顽力逐渐增大。

粉末法制备太阳能电池Cu2ZSnS4薄膜吸收层

使用感应熔炼法制备Cu-Zn-Sn合金,并利用单辊甩带制备连续均匀的Cu-Zn-Sn合金薄带。球磨Cu-Zn-Sn合金薄带后和硫粉混合制成粉末前驱体,再将粉末前驱体涂敷在钠钙玻璃基体上在H2+S(g)和N2+S(g)气氛中退火,得到太阳能电池薄膜吸收层用材Cu2ZnSnS4。利用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对Cu-Zn-Sn合金薄带及Cu2ZnSnS4薄膜进行分析和表征,并利用可见光-紫外分光光度计测量Cu2ZnSnS4薄膜的吸收率和透光率。结果表明:使用单辊甩带法可以制备出成分均匀的脆性合金薄带,薄带厚度为6～10μm。在N2+S(g)气氛下400℃退火后可制成比较纯净的具有锌黄锡矿结构的Cu2ZnSnS4薄膜,其禁带宽度为1.61eV。

铁心紧固性优良的高强度无取向电磁钢板

获得高强度和紧固强度均优良的无取向电磁钢板,需要在钢板晶界附近形成Cu粒子的无析出带,可使铁心紧固部位成型和加工稳定化,提高了铁心的紧固性。在晶粒内部微细弥散析出Cu粒子,可提高钢板强度。要实现以上目标,需要在冷轧板精退火的冷却过程中分别在较高的“温度域A”和较低的“温度域B”滞留一定的时间,并且使钢板均处在张力负荷中,在“温度域A”使晶界近旁形成无析出带,在“温度域B”使晶粒内析出微细弥散的Cu粒子。

电压波形对铁铜铌硅硼非晶薄带磁感应效应的影响

研究了输入交流电压波形对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶薄带磁感应效应和磁感应效应变化幅度的影响,并研究了当输入电压为正弦交流电压时,非晶薄带磁感应效应变化幅度的重复性以及温度和湿度的稳定性。结果表明,当输入电压为正弦交流电压时,线圈两端的感应电压也为同频率的正弦交流电压,当输入电压为矩形脉冲电压时,线圈两端的感应电压则为同频率的尖脉冲电压;其磁感应效应比输入电压为正弦交流电压的强,但磁感应效应变化幅度比输入电压为正弦交流电压的小;当输入电压为正弦交流电压时,非晶薄带磁感应效应变化幅度的不重复性误差很小,且受温度和湿度的影响小。

频率和磁场对非晶薄带的磁感应效应的影响

研究了频率、磁场对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶薄带的磁感应效应及磁感应效应变化幅度的影响。结果表明:非晶薄带的磁感应效应随着频率的升高而增强,随着磁场的增强而减弱;非晶薄带的磁感应效应变化幅度随着磁场的增强而增大,当频率低于30 kHz时,非晶薄带的磁感应效应变化幅度随着频率的升高而增大,当频率高于30 kHz时,非晶薄带的磁感应效应变化幅度随着频率的升高而减小。

一维Cu纳米带的制备及其表面增强拉曼光谱

以1,4二-氧六环/水混合溶液为溶剂,采用液相还原法制备了一维Cu纳米带。用透射电子显微镜(TEM)和X-射线粉末衍射仪(XRD)对样品的形貌和结构进行了表征,考察了溶剂的组成、反应温度和混合表面活性剂浓度对产物形貌的影响,并初步探讨了一维Cu纳米带的形成机理。结果表明,适宜条件下Cu纳米粒子能选择性地沿着(111)晶面生长,形成具有体心立方结构的一维Cu纳米带。以罗丹明B为探针分子,研究了一维Cu纳米带的表面增强拉曼散射(SERS)活性,结果表明该类型纳米Cu是一种较好的SERS基底。

磁共振法研究(Fe_(1-x)Co_x)_(84)Zr_(3.5)Nb_(3.5)B_8Cu_1纳米晶薄带的磁各向异性

铁磁共振 (FMR)实验研究 (Fe1 -xCox) 84Zr3 5Nb3 5B8Cu1 (x =0 0 ,0 2 ,0 4,0 6 ,0 8)合金薄带的各向异性 ,易轴在薄带的横向方向 ,同等宽度样品的各向异性常数K′随Co掺杂量的增加而减小 ,K′值在 4 67× 1 0 -5J m(x=0 0 )到2 54× 1 0 -5J m4(x =0 8)之间 .由于磁化率的虚部 χ″(H)随磁场强度H非线性变化 ,在低场 (0— 1 2mT)有一个与FMR信号强度相当的低场非共振信号 .特别是对Fe84Zr3 5Nb3 5B8Cu1 合金薄带的磁化 ,在可逆磁化 (0— 2 0mT)和趋近饱和磁化 (9 0— 1 2mT)区域 ,dχ″ dH =0 ;不可逆畴壁移动过程中 ,交流磁化率虚部 χ″(H)与磁场强度的n次方即Hn(n≥ 3)有关 ;在磁畴转动过程中 χ″(H)正比于H2 (瑞利区 ) ,dχ″dH为常数 ;而且发现 ,有不可逆畴壁移动_磁畴转动三段交替变化的过程 。

发动机白铜气封镶块薄壁结构的钎焊

根据白铜气封镶块薄壁结构钎焊的需要,选择确定了B-Cu36NiMnCoFeSi箔带钎料并对其工艺性能和所钎焊接头的力学性能进行了试验;确定了气封镶块钎焊用夹具的结构及特殊要求;通过气封镶块试验件的钎焊,确定了钎焊工艺,并按该工艺进行了实际零件的钎焊生产。

纯铜真空钎焊接头的组织及力学性能研究

利用快速凝固技术和传统铸造技术分别制备出成分相同的Cu-Ni-Sn-P非晶薄带钎料和普通钎料,将2种钎料在4种钎焊温度(660,670,680,690℃)和3种保温时间(5,10,15min)下与纯铜进行真空钎焊试验,借助DTA,XRD,EDS和金相显微镜探讨了钎焊接头的界面微观组织结构及断口形貌,并通过拉伸试验评价了接头强度。研究结果表明:在680℃,15min条件下,接头抗拉强度最高,非晶钎料的接头抗拉强度明显优于普通钎料,界面反应层由扩散区、残余钎料区组成。随着保温时间的延长和钎焊温度的升高,扩散深度增加,冶金作用增强,在基体深度方向明显表现为沿晶界优先渗透。