122型铁基超导多芯线带材的制备及性能研究

论文摘要

新型铁基超导体自2008年被发现以来,受到了科研工作者们的广泛关注。凭借较高转变温度、超高上临界场、低各向异性和高传输性能等突出特征,122型超导体在体系众多的铁基超导材料中脱颖而出,成为最具应用前景的铁基超导材料。目前,采用传统粉末装管法制备122单芯线带材的最高性能已超过1.5×10~5 A/cm~2(4.2 K,10 T),展示出应用于高场领域的巨大潜力。然而,抗干扰能力差、交流损耗高的单芯线带材难以进行导体设计与实际使用,而是必须制成具有多细芯丝、稳定性高、磁通跳跃低的多芯线带材。因此,本文尝试研制了7芯和37芯铁基超导多芯线带材,通过研究对比制备过程中影响超导芯变形与最终带材性能的相关因素,包括外包套材料、包套壁厚、轧制方向以及轧制道次等,寻找多芯线带材制备的最佳工艺参数,为后续的优化提供方向和参考。基于薄壁(5*0.5 mm)单芯线材,采用8*1 mm的纯银外包套制备的7芯带材性能最高,在4.2 K,10 T下0.3 mm带材的临界电流密度(J_c)超过3.5×10~4 A/cm~2,但带材超导芯出现明显的破裂。而利用往返轧制工艺能够消除超导芯的不均匀变形,保证各超导芯的完整性,同时将临界工程电流密度(J_e)首次提高至1.0×10~4 A/cm~2(4.2 K,10 T)。此外,硬度更高的银合金包套可以加强超导芯致密度从而提高带材性能,使J_c上升至3.5×10~4 A/cm~2(4.2 K,10 T),但带材芯超比仅为22%,明显低于纯银7芯带材的芯超比。为增大带材J_e,当采用壁厚更薄(6.4*0.5 mm)银合金管作为外包套材料后,带材的J_c和J_e均得到提高,表明6.4*0.5 mm更适于银合金7芯带材的制备。此外,5道次轧制更利于超导芯均匀变形,几乎未出现不利于电流传输的“香肠效应”。首次制备的银合金37芯线带材J_c超过2.3×10~4 A/cm~2(4.2 K,10 T),同时针对首根37芯带材中出现的芯超比过低、严重的“马鞍效应”等问题进行分析改进,优化后带材芯超比提高,且超导芯变形均匀。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 徐光显

导师: 黄尚宇,马衍伟

关键词: 铁基超导体,线带材,多芯线带材,超导芯变形,传输性能

来源: 武汉理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 物理学,材料科学,电力工业

单位: 武汉理工大学

分类号: TM26

DOI: 10.27381/d.cnki.gwlgu.2019.001158

总页数: 70

文件大小: 4772K

下载量: 32

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