Bi-2212Ag高温超导带（线）材的制备

《Bi-2212Ag高温超导带（线）材的制备》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、Bi一2212／Ag高温超导带(线)材的制备摘要Bi2Sr2CalCu208．x(Bi．2212)超导带(线)材由于其优异的低温高场载流性能、能加工成各向同性的线材和高机械强度、传输大电流的缆材，是目前最具高场应用前景的超导材料之一。国内在Bi．2212成材技术方面的研究基本空白，需要重视并加强该类材料的研发工作。本文通过采用粉末套管法(PIT)和部分熔化法(MP)相结合的方法，研究了Bi。2212／Ag带(线)材制备技术，填补了国内Bi．2212成材技术的研究空自，促进了22l2材料的实用化制备进程。首先，研究了前驱粉末的制备技术。采用改进的共沉淀法制

2、备了不同Bi元素计量比的Bi．2212前驱粉末，系统地研究了空气、纯氧和氩氧混合气氛对粉末相组成、粒度和碳含量的影响。通过合理的优化Bi-2212粉末热处理条件，得到了2212含量大于95％，杂相较少，残余碳含量较低(200．250ppm)的前驱粉末。研究发现：粉末在低氧压下处理，22l2容易成相，最终所需热处理温度低，粉末粒度小，但碳含量相对较高；而采用纯氧气氛处理的粉末，虽然残余C含量低，但22l2成相不充分，粉末的晶粒尺寸大并且出现了难以消除的缺Cu相(Bi．Sr．Ca．O相)尊从22l2相含量、粒度和碳含量上综合考虑，通过先在低氧下热处理使22l

3、2成相，然后再在纯氧下除碳所得到的粉末是最适合装管用的2212前驱粉末。在带材成相热处理方面，系统地分析了熔化热处理参数和前驱粉末的Bi元素配比以及热处理气氛对2212带材芯部相组成、微观结构和载流性能的影响，在此基础上，通过优化热处理参数获得了高场性能良好的Bi．2212／Ag单芯带材。采用Bi元素配比为2．1并经过先纯氧除碳后低氧成相处理的前驱粉末制备的单芯带材，经优化后的熔化工艺处理后临界电流尼达到了227A(4．2K，19T)，相应的临界电流密度如为74KA／cm2精利用不同热处理阶段淬火的22l2带材样品，研究了Bi．2212／Ag带材热处理过

4、程中AEC相形成和转化机理。研究发现：AEC相通过22l2相的熔化分解产生，在降温阶段通过固．液反应而被迅速消耗并向22l2相转化，其中14：24AEC相趋于被消耗成细长形状；在保温阶段AEC相进一步通过固．固反应而被消耗，并且14：24AEC相趋于沿着Ag层高度取向。通过系统地研究部分熔化参数对Bi．2212／Ag带材中残余AEC相影响，在综合考虑2212带材织构和载流性能基础上，提出了有效减少残余AEC相的熔化工艺。熔化温度和时闻分别选择890℃和lO分钟，降温速率选为2℃／h，并采用淬火冷却方式处理带材时，既能减少带材中残余的AEC相量，又能保证2

5、212晶粒的充分织构化。另外，为了简化实验，达到节能、节材及节时的目的，利用灰色预测模型和灰色关联分析系统地研究了带材鼓泡的影响因素。在已获得的部分实验结果的基础上，建立了Bi．2212／Ag带材鼓泡率相对熔化温度的GM(greymodel)预测模型，预测值与实测值呈现出了较高的预测精度。同时结合模型的预测结果定性地分析了影响带材鼓泡的因素，给出了减少鼓泡发生的方法。利用灰色关联分析，找出了因素对鼓泡率影响的大小顺序为碳含量、带厚、升温速率、熔化温度。研究发现：带材鼓泡率随着碳含量、升温速率和熔化温度增加面增加，面随带厚增加而减少。为了减少鼓泡的发生应把

6、碳含量控制在l50ppm以下，带厚选择0．2mm以上，升温速率调为100℃／h以下，熔化温度选在885．890℃之间。最后，采用PIT和部分熔化相结合的线(带)材制备方法，获得了临界电流密度乃分别为205KA／cm2(4．2K，l9T)和145KA／em2(4．2K，19T)的高性能37芯带材和线材。关键词：Bi-2212／Ag带(线)材；临界电流密度如；前驱粉末；部分熔化工艺；AEC相；带材鼓泡HFABRICATIoNoFBi一2212／AgHIGHTEMPERATURESUPERCoNDUCTINGTAPESANDWIRESABSTRACTBi2Sr

7、2CalCu20s．x(Bi-2212)superconductingtapesandwiresareoneofthemostpromisingmaterialsforhighfieldsuperconductingmagnetapplicationsduetoitshighcriticalcurrentinlowtemperatureandhighfield，simplefabricationprocessandavailabletomanufactureroundwireandhighmechanicalrobustnessandcurrentcab

8、le．Ithasbeenindustrializationinoverseas。