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发电技术 2024年

作者：焦高峰郝清滨徐晓燕刘国庆刘学谦贾佳林张胜楠西北有色金属研究院

【目的】探讨不同模具角度对聚变用高性能bi2Sr2CaCu2Ox（bi-2212）高温超导线材芯丝结构及超导性能的影响。【方法】采用粉末装管法制备了多根bi-2212线材，并使用半模角分别为3°、7°和14°的合金拉丝模具对这些线材进行加工。实验... 详细信息

【目的】探讨不同模具角度对聚变用高性能bi2Sr2CaCu2Ox（bi-2212）高温超导线材芯丝结构及超导性能的影响。【方法】采用粉末装管法制备了多根bi-2212线材，并使用半模角分别为3°、7°和14°的合金拉丝模具对这些线材进行加工。实验过程中，对线材的微观结构、粉末硬度及超导物理性能进行了系统研究。【结果】采用较小模角加工的线材展现出更高的载流性能，特别是模角为3°的样品，其载流性能是模角为14°样品的1.56倍。大模角（14°）加工的线材出现芯丝断裂和银层破裂现象，导致性能下降，而小模角线材则能保持结构完整性。此外，模具角度的选择对线材的Ag/超导界面光滑度有显著影响，小模角线材的界面光滑度更优，进一步影响了超导芯丝的织构和线材的载流性能。【结论】较小的半模角度有助于保持多芯bi-2212线材芯丝的结构完整性，并通过改善织构来提高线材的载流性能。这一研究为制备高性能bi-2212线材提供了重要的工艺指导。

关键词：核聚变高温超导材料 bi-2212线材模具角度

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bi-2212/Ag-Mn多芯线材的制备

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低温物理学报 2010年第1期32卷 33-37页

作者：郝清滨李成山闫元媛郑会玲熊晓梅刘国庆西北有色金属研究院超导所

bi-2212(bi2Sr2CaCu2Ox)线材具有优异的低温高场性能,线材的各向同性为磁体绕制提供方便,使其成为超高磁场磁体内插线圈的首选材料.本研究采用PIT技术与部分熔化工艺相结合的工艺制备bi-2212/AgMn线材,系统研究熔化温度、降温速率以及... 详细信息

bi-2212(bi2Sr2CaCu2Ox)线材具有优异的低温高场性能,线材的各向同性为磁体绕制提供方便,使其成为超高磁场磁体内插线圈的首选材料.本研究采用PIT技术与部分熔化工艺相结合的工艺制备bi-2212/AgMn线材,系统研究熔化温度、降温速率以及低温保温时间后处理气氛等参数对线材相成分、微观结构及超导电性的影响,最终制备出临界电流密度Jc达到14.7kA/cm2(77K,self)的bi-2212多芯线材.

关键词： bi-2212线材临界电流密度

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共沉淀bi-2212粉末与商用粉末的性能对比研究

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低温物理学报 2017年第6期39卷 55-60页

作者：郝淸滨李成山郑会玲刘国庆焦高峰徐晓燕张胜楠马晓波白利峰李高山崔立军东北大学材料科学与工程学院西北有色金属研究院

要实现bi-2212超导线材的大规模应用必须提高线材的电流传输性能.为进一步改善bi-2212前驱粉末的性能,采用共沉淀技术制备了bi-2212前驱粉末.对比了共沉淀粉末与商用前驱粉末的微观结构、杂质含量以及相应线材的载流性能,结果发现共沉... 详细信息

要实现bi-2212超导线材的大规模应用必须提高线材的电流传输性能.为进一步改善bi-2212前驱粉末的性能,采用共沉淀技术制备了bi-2212前驱粉末.对比了共沉淀粉末与商用前驱粉末的微观结构、杂质含量以及相应线材的载流性能,结果发现共沉淀粉末中小且少的第二相粒子,有利于减少最终线材内的第二相粒子,提高最终线材的载流性能.共沉淀粉末中bi-2212晶粒尺寸较大,存在更多的bi-O滑移面,粉末更易加工,从而得到银超界面光滑、晶粒排列整齐、载流性能优异的bi-2212线材.最终共沉淀粉末bi-2212线材的载流性能比商用粉末线材的性能高约35%.

关键词：共沉淀法前驱粉末晶粒大小 bi-2212线材

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bi-2212/YBCO高温超导材料辐照效应研究

Bi-2212/YBCO高温超导材料辐照效应研究

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作者：李佐光南华大学

学位级别：硕士

聚变能作为一种可解决人类能源和环境问题的清洁能源而受到了广泛关注。众所周知,超导磁体是磁约束核聚变装置建立和发展的基础,在其正常工作时,会受到粒子或射线的辐照。因此,评价超导材料辐照效应具有十分重要的研究意义。bi-2212(biS... 详细信息

聚变能作为一种可解决人类能源和环境问题的清洁能源而受到了广泛关注。众所周知,超导磁体是磁约束核聚变装置建立和发展的基础,在其正常工作时,会受到粒子或射线的辐照。因此,评价超导材料辐照效应具有十分重要的研究意义。bi-2212(biSrCa CuO)是唯一可制备成各向同性圆线的铜基氧化物高温超导材料。在4.2 K时具有优异的载流性能,是目前高场下(>20 T)最具应用前景的高温超导材料之一。YBCO(YBaCuO)作为第一个被发现临界温度(T)超过77 K的高温超导体,可以在77 K强磁场下承载较大的临界电流,是真正的液氮温区下强电应用的超导材料。因此,本论文针对两种高温超导材料(bi-2212线材、YBCO带材)进行辐照效应研究。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)透射电镜(TEM)、纳米压痕仪、综合物性测量系统(PPMS)等测试手段,系统研究了辐照前后高温超导材料的微观结构、力学性能和超导性能(临界电流I)的影响规律,主要包括:(1)探索了高能氦离子辐照对bi-2212超导线材的影响。室温XRD结果表明,辐照后Ag包覆层的所有衍射峰均发生了明显的右移,且(111)峰变宽,主要原因是高能氦离子辐照导致Ag包覆层中位错密度和应变显著增大。同时,原位高温XRD结果表明,Ag包覆层的晶格常数和热膨胀系数随着温度的升高而增大,这是由于辐照缺陷的存在而引起的。TEM观察发现,辐照后的Ag包覆层的晶粒明显细化,且孪晶形貌由平面状变成阶梯状,bi-2212超导体出现晶格畸变。利用PPMS综合物性测量系统测定(4.2 K、0-12 T)bi-2212超导线材辐照前后的I,发现辐照后由于bi-2212超导体中的晶格畸变及其引起的应变导致I明显降低。此外,辐照前后Ag包覆层纳米压痕测试结果表明,在辐照后出现较为明显的硬化现象,这主要是阶梯状孪晶的形成和晶粒细化而引起的。(2)研究了D-T聚变中子辐照(剂量为1.55×10n/cm和7.78×10n/cm)对bi-2212线材、YBCO带材的影响。结果表明,bi-2212线材中Ag包覆层辐照前后的衍射峰未发生明显的变化。TEM结果表明,Ag包覆层和bi-2212超导体的微观结构在辐照前后未发生明显变化。PPMS综合物性测量系统测定(4.2 K、12 T)辐照后样品的I相比辐照前有轻微的增大(在误差范围内),n值无明显变化。纳米压痕测试辐照前后超导线材中的Ag包覆层和bi-2212超导体,未出现辐照硬化现象。此外,YBCO带材中Cu包覆层辐照后无新的析出相、衍射峰未发生偏移以及衍射峰强度无明显变化。且I和n值在辐照前后均无明显变化。综上,中子辐照后的微观组织、力学性能及超导性能未发生明显变化可归因于辐照未产生新的有效缺陷而影响超导材料组织和性能。

关键词：高温超导材料 bi-2212线材 YBCO带材辐照效应缺陷

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