Bi-2223超导带材机械性能的研究

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该文设计并制备了引入不同合金芯丝的Bi-2223带材,希望这种结构能在不降低带材临界电流密度的同时,使带材的机械性能有所提高.通过对带材的热处理温度优化,研究了热处理温度对这种带材载流性能的影响,同时对带材的微结构进行了观察,并分析了其对带材的机械性能的影响.实验结果表明,单芯带材的最优热处理温度为840℃,所得最终带材的最大I<,c>=75A,J<,c>=1.9×10<4>A/cm<2>,相对普通样品提高了35%.多芯带材的最优热处理温度为842℃,所得最终带材的最大I<,c>=50A,Jc=2.1×10<4>A/cm<2>,相对普通样品提高了25%.根据能谱分析和T<,c>值的测量,说明银隔离层有效的防止了添加芯丝中的合金元素与超导粉末的反应,没有破坏样品的超导性,银-超界面比较平整,超导相有明显的层状织构.添加芯丝通过增加银-超界面,改善了晶粒的取向,提高了带材的载流性能,其中Ag-Mg-Ni合金效果最好,Ag-Mn合金次之,纯银略低.在拉伸应力和弯曲应力的作用下,添加合金芯丝的带材的不可逆应变极限ε<,irr>高于普通的带材,且减慢临界电流下降,其中添加Ag-Mg-Ni合金芯丝效果最好,添加Ag-Mn合金芯丝次之,二者均既可以提高带材的不可逆应变极限ε<,irr>又减慢临界电流下降,而添加纯银芯丝只能减慢临界电流下降.对于多芯带材,银合金二次包套带材的不可逆应变极限ε<,irr>高于纯银二次包套带材,且退化速度缓慢,添加芯丝的作用与其在单芯带材中的基本相同.另外添加合金丝还提高了带材的力学性能.这说明引入带有纯银隔离层的合金芯丝,在不降低带材载流性能的基础上提高了带材的机械性能.
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