铌钛超导材料的显微结构

2014-11-10 IP属地陕西4840

　　在铌钛系合金超导材料内部诸如位错胞壁、析出相等的尺寸大小、间距、体积百分数、弥散程度的微观组织。这些显微结构的最佳化决定着铌钛超导材料的临界电流密度。

　　超导材料的显微结构与合金均匀化、杂质含量导致的加工塑性(见铌钛合金熔铸)，特别是与超导材料制造过程冷加工一时效热处理工艺技术(见铌钛超导材料多次时效热处理技术)密切相关，使超导材料能获得密集的适当间距和厚度的α-Ti片状高弥散分布的显微结构，这种优化组织有利于高Jc。80年代上半期，拉普拉斯梯尔(D．C．Larbalestier)比较了美国、德国、英n{铌国、日本及中国铌钛超导线材的显微结构与临界电流密度等方面的情况，有关数值列于表。从当时国际上的铌钛超导材料显微结构比较来看，中国材料里α-Ti为片状、且其厚度比其他国家的都大，性能Jc高于其他国家的。Jc值为3．43×105A／cm2(4．2K，5T)。

　　铌钛超导线材的微结构和Jc值

Nb Ti线材制造国家	亚带尺寸/nm	粒子间距/nm	沉淀相宽度/nm	沉淀相 (体积分数)／％	J_c(4．2K，5T) ／A·mm^-2
美国美国德国英国英国英国英国英国日本中国	43 39 37 40 39 45 44 57 21 ——	39 24 19 22 25 33 27 31 20 31	—— 5 4 3 4 6 3 4 3 7	20 14 20 1 7 12 22 14 14 36 24	1660 2460 2610 2525 2214 2340 2315 2170 2400 3428

80年代后期以来，美国、日本等国家在研制铌钛超导材料中，对铌钛合金高均匀度、优异加工塑性、冷加工变形、热处理条件等进行了许多改进，从而使其显微结构得到改善。因此，到80年代末至90年代初，美国、日本两国的铌钛超导材料的临界电流密度提高到(3．7～3．8)×105A／cm2(4．2K，5T)的新水平。