涂层超导用高钨含量织构niw合金基带的研究

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1、摘要摘要在第二代高温超导研究领域，获得高性能的韧性金属基带是制备高载流能力涂层导体线带材的关键。目前传统Ni．5at．％W(Ni5W)合金材料由于具有较高的铁磁性和较低的机械强度仍然不能满足涂层导体广泛应用的要求，而使具有高强度、低磁性的高钨含量(W>，5at．％)NiW合金获得高纯度的立方织构，依然是对压延辅助双轴织构技术(RABiTS)制备织构NiW合金基带的巨大挑战。针对以上问题，本论文开展了高钨含量NiW合金基带的织构研究，分别采用熔炼技术和粉末冶金技术制备Ni．7at．％W(Ni7W)和Ni．9

2、．3at．％W(Ni9W)合金坯锭，经过优化的均匀化退火、冷轧以及再结晶热处理，获得了具有锐利立方织构的高钨含量NiW合金基带，并采用背散射电子衍射技术和XRD技术，对粉末冶金路线获得的Ni刑合金基带立方织构形成机理进行了深入研究。论文获得了以下创新性研究成果：通过优化的粉末冶金路线获得了立方织构含量高达99．8％(≤100)，且晶界性能良好的Ni7W合金基带：基带(111)面妒扫描和(200)面摇摆曲线的半高宽值分别是6．30和4．30，表明制备的Ni7W合金基带具有尖锐的双轴织构，其立方织构质量为目前

3、国际上报道同类Ni7W材料的最高值。在制备的Ni7W基带上外延生长了双轴取向的LaEZr207(LZO)过渡层，LZO薄膜面内、面外取向集中，表面平整致密，表明了制备的Ni7W合金基带能够将织构传递给LZO过渡层薄膜，验证了其作为高性能涂层导体基带的可行性。采用粉末冶金路线制备的Ni9W冷轧带经过特殊的三步退火工艺制备出立方织构含量高达88．8％的Ni9W合金基带(≤10。)。此外制备的Ni7W和Ni9W合金基带的屈服强度和饱和磁化强度均较Ni5W单层基带有较大幅度的改善。另外相比于熔炼制坯技术，无论是N

4、i7W还是Ni9W合金，采用粉末冶金制坯技术均能够较大幅度提高其立方织构含量，分析推测这是由于粉末冶金样品内部大量的气孔等缺陷产生的钉扎作用抑制了再结晶过程中非立方织构晶粒的形成和晶粒的异常长大，使在立方晶粒“取向生长”的高温温度下进行退火时，立方取向成为了主要的再结晶织构。首次阐释了高钨含量NiW合金基带立方织构的形成机理。研究发现在初始再结晶阶段，沿Ni7W合金基带厚度方向上梯度分布的形变织构有利于其再结晶立方织构的形成，即Ni7W基带表层强的Cu型织构使立方晶粒在表层具有形核和长大的优势。随着再结晶

5、过程的推进，Ni7W基带表层立方晶粒逐渐吞并周围的立方品粒和形变组织，最终使得基带得到强的立方织构。综上，本论文首次提出了解决高W含量NiW合金金属基带巾难于形成高强度立方织构的具体方案，系统研究发现采用简单易行的传统粉末冶金技术制备路北京f：业人学T掌硕十学位论文线和“多步退火”热处理相结合的工艺，大幅度提高了高钨含量NiW合金基带中立方织构的含量。值得指出的是，研究发现了在粉末冶金制坯的NiTW合金基带中，其形变织构向再结晶织构的演变表现出相互关联的梯度变化，这为丰富在中低层错能金属合金中获得高质量立

6、方织构的研究提供了实验依据。关键词NiW合金基带；织构：粉末冶金；冷等静压：放电等离子烧结；电子背散射衍射技术；再结晶退火；YBCO涂层导体ABSTRACTL。．mrm—曼量曼量量量量量曼曼量毫皇皇曼曼曼罾皇量■鲁■罾—一Inrecentyears，toobtainflexiblemetalsubstrates、ntllhi曲qualityofcubetextureisthekeyforcoatedsuperconductingwires、)l，ithhi曲currentcapacities．Howeve

7、r,thehighferromagnetismandlowmechanicalstrengthofcommerciallyusedNi-5at．％WfNi5w)alloysubstrateca／1notsatisfywiththebroaderapplicationsofcoatedconductors．Thus，itisalargechallengetoobtainasharpcubetextureinNiWalloytapes州thhigherWcontentthan5at．％byarolling-a

8、ssistedbiaxiallytexturedtechnique(RABiTS)．Inthiswork,Ni-7at．％W(Ni7W)andNi-9．3at．％W州i9W)alloyingotswerefabricatedbybothmetalmeltingandpowdermetallurgicaltechniques，andasharpcubictextureWaSobtainedinas-fabricatedNi7Wa