Nb3Sn超导线材室温拉伸试验方法

利用Zwick Z020型电子万能材料试验机和Zwick Laserxters 1000762型光学引伸计测试了Nb3Sn超导线材的力学性能,研究并制定了一套高精度、高稳定性的室温拉伸试验方法。为了验证该方法的可行性及稳定性,对其进行了多组数据测试,并计算了各性能的平均值X、标准方差s、相对标准偏差COV、相对标准不确定度URSU(N)。结果表明:该方法测试出的Nb3Sn超导线材力学性能的精确度及稳定性均很高,该试验方法可为高场磁体及加速器磁体的顺利研制提供有效保证。

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。

Nb3Sn超导块体的制备及超导性能研究

Nb3Sn超导材料在10 T以上高场条件下具有良好的超导性能,高场磁体设备中的Nb3Sn超导接头可以用Nb3Sn超导块体连接。采用粉末冶金工艺制备了Nb3Sn超导块材,研究了成型压力和球磨对Nb3Sn超导块体成相及超导性能的影响,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对不同制备条件下的混合粉末与热处理后的Nb3Sn超导块材进行了物相分析和表面形貌的表征,利用综合物性测试系统(PPMS)分析了不同Nb3Sn块材的超导性能和块体中的超导相含量。结果表明:粉末成型压力对块体致密度有较大影响,压力为30 MPa时粉末块体的密度为8.03 g·cm-3,压力增加到40 MPa时密度几乎不再增加;粉末的球磨时间会影响平均颗粒度,当球磨时间为15 h,原始粉末的平均颗粒度由100μm减小到10μm左右;不同球磨时间的样品超导转变温度(Tc)差别不大,但是时间越长临界电流密度(Jc)相对更高。通过优化制备工艺最终制备出Tc为17.6 K, 10 T背场下Jc为150 A·mm-2的Nb3Sn超导块体。

热分析技术在Nb_3Sn超导材料扩散热处理中的应用

采用包括差示扫描量热分析(DSC)和热重分析(TG)在内的热分析方法,研究了Nb3Sn超导材料扩散热处理过程。以热分析数据为依据,对Nb3Sn低温超导材料样品进行了真空热处理。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了Nb3Sn导线组织结构演变。结果表明,通过热分析技术确定了Nb3Sn超导线材的热处理温度范围,Nb3Sn样品在670℃加热得到了组织均匀细小的超导相结构。低温条件下的临界电流测试证明了经过热处理的NbSn导线具备了明显的超导性能。