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  • “无阻”话超导之超导合金材料

    作者:admin发表时间:2022-07-14

      为了获得有实用价值的超导材料,最先了展起来的是超导合金材料.它是属于第Ⅱ类超导体.由于原料的纯度及加工工艺等一系列原因,使它的化学和物理的不均匀性超过了本身的原子尺度(如位错,缺陷等),就是上面讲的非理想第Ⅱ类超导体.它们有很高的无阻载流能力,是绕制80千高斯左右磁体合适材料.

      Mb-Zr合金是早期使用的超导体的合金.由于当时Nb-Ti合金的低场稳定性问题尚未解决,在1965年前,它是超导合金主要产品.它只能绕制60千高斯的磁体.随着Nb-Ti超导合金稳定性问题的解决.而金属钛成本永比锆低,而又便于加工,Nb-Ti合金很快代替了Nb-Zr合金,Nb-Ti的临界磁场较Nb-Zr高,可以绕制100千高斯左右的磁体.为了进一步提高合金的临界电流(Ic),随之发展了三元合金,如Nb-Ti-Ta等.一些主要超导合金可见表2-2.

      Nb-Ti是难熔金属合金,其制备工艺首先由难熔合金特点(熔点高,高温下易被氧化)所决定,其次是为满足绕制超导磁体的一些要求而进入一些特殊处理.

      电子轰击熔炼--真空电弧熔炼--热锻或冷加工--均匀化处理--冷加工--包铜--冷加工--拉丝--时效热处理.

      熔炼(合金化),为了防止氧化和进行除气,要在真空情况下冶炼.可先用电子轰击成锭子,作为电弧炉的电极.也可先进行电弧炉熔炼,甚至不用电子轰击熔炼,这处决于原料的纯度和形状.

      目前大型超导磁体使用的Nb-Ti合金材料,除了要求有较高的H-Jc特性外,同时还得满足电的和机械稳定性的要求.发展了超导复合带工艺,它保证磁体连续运行的可靠性,一旦超导瞬时被破坏,可由正常的铜导体承载很大的电流.在复合带中超导体所占的比例是很小的.此带是将包铜的超导体在轧机下往复运动扎制出来,然后在惰性气体中退火,使铜软化,以便绕制磁体.

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