崔利军
,
张平祥
,
潘熙锋
,
闫果
,
齐铭
,
王大友
,
刘向宏
,
冯勇
,
白质明
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.01.06
Nb3 Al 超导体的超导转变温度（Tc ）和上临界磁场（Hc2）与 Nb3 Sn 类似，但具有更好的应力应变容许特性和高场临界电流密度（Jc ）。因此，被认为是下一代高场磁体应用的理想材料。目前国际上报道的 Nb3 Al 超导线材单根长度可以达到2.6 km；在4.2 K 和15 T 条件下，Jc 达到1000 A ／mm2；但是由于制备工艺的复杂性，目前仍然无法实现大规模工业化应用。首先阐述了 Nb3 Al 超导材料的基本特性，如 Nb ／Al 扩散间距小、二者硬度匹配性小和低温热处理导致 Al 含量偏离化学计量比等，以及由此带来的材料加工和热处理方面的难点；系统介绍了近年来针对 Nb3 Al 超导长线性能提升，在前驱体制备工艺、热处理工艺和表面覆 Cu 工艺方面的研究进展，并对不同的工艺进行了比较分析，重点讨论了线材制备过程中存在的关键性难点问题；最后，对 Nb3 Al 超导材料的发展趋势进行了展望。
关键词:
Nb3 Al
,
超导线材
,
制备工艺
,
超导性能
,
高场磁体
齐铭
,
潘熙锋
,
闫果
,
崔利军
,
孙昱艳
,
刘国庆
,
李成山
,
张平祥
,
陈永亮
稀有金属材料与工程
采用套管法(RIT)制备了单芯、7芯和49芯Cu包套的Nb3Al前驱体线材,并利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDX)等手段研究了不同反应动力学条件下的Nb-Al扩散成相演变规律.结果表明:与Nb3Sn超导体中Nb-Sn扩散成相不同,在Nb3Al中,随着反应动力学条件的增加或者Nb-Al扩散间距的减小,Nb-Al二元化合物的成相演变规律如下:Al+Nb→ NbAl3+Nb→ Nb2Al+Nb→ Nb3Al+Nb2Al+Nb;同时Nb-Al扩散的最终反应产物为Nb/Al原子比4:1的Nb3Al、Nb2Al和Nb的混合相.通过优化反应条件,在1400℃,50h热处理条件下,成功制备出了49芯Nb3Al超导线材,该线材超导转变温度(Tc)达到15.7 K.
关键词:
Nb3A1
,
套管法
,
扩散热处理
齐铭
,
潘熙锋
,
张平祥
,
崔利军
,
李成山
,
闫果
低温物理学报
制备具有优良机械性能Nb3Al前驱线是得到Nb3Al超导长线,继而制备实用化高场磁体的基础.本文选用Mg的含量分别为1.08 wt.％和4.48 wt.％的两种Al合金棒作为Al芯,不同壁厚的Cu管作为包套,利用套管法分别制备了两组不同芯丝数的Nb3Al前驱线.通过观察和测量两组前驱线芯丝形状和硬度的变化,以及对前驱线拉伸曲线和拉伸后断口形貌的分析,研究了影响前驱线机械性能的因素,提出了改善芯丝加工性能的方案.结果表明:Mg含量和Cu包套的壁厚对前驱线的机械性能有很大的影响,选择合适的Al合金棒以及包套,可以得到芯丝均匀,具备良好机械性能的Nb3Al前驱线,49芯前驱线经过扩散热处理后得到了15.7K的超导转变起始温度.
关键词:
Nb3Al
,
套管法
,
Al-Mg合金
,
包套
,
前驱线
,
机械性能
卢天倪
,
孙昱艳
,
齐铭
,
周廉
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2017.05.04
利用第一性原理分别对掺杂的Bi-2212高温超导材料以及高压下的H2S分子中各元素的分波态密度谱(PDOS)进行了计算.根据计算结果对Bi-2212的超导转变温度Tc随掺杂含量的改变而变化,以及H2S在高压下的零电阻现象进行了分析.在Bi-2212超导材料处于最佳掺杂含量时,电子能量接近于费米面附近的超导赝能隙,从而降低了形成超导电子对所需的凝聚能,因此这些电子转变为超导电子对.另外,靠近费米面处的电子态密度在最佳掺杂量时达到最大值,即能够被诱导为库伯对的电子数量增多,在上述两方面的共同作用下,电子在较高的温度下能够更容易转变为超导电子对,因此超导转变温度提高.同时对高压下的H2S晶体的PDOS谱进行了计算,根据计算的结果分析得到,高压下的H2S由于晶格的收缩破坏了原子之间的成键,使得电子的分布已经不满足泡利不相容原理,而是以一种类似于“团聚”的形式存在.当对高压下的H2S加载电压后,这些“团聚”的电子能够作为载流子移动从而形成电流,在此过程中,电子之间很难发生碰撞,其总动量的改变量可以认为是零,这是造成高压下的H2S能够在室温范围内表现出“零电阻”现象的成因.
关键词:
H2S
,
Bi-2212掺杂
,
分波态密度谱
,
电子团聚
,
第一性原理计算
