【摘要】：高溫超導(dǎo)材料(Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3Ox(簡(jiǎn)稱Bi-2223),又被稱為一代高溫超導(dǎo)材料,是目前制備工藝最為成熟的實(shí)用化高溫超導(dǎo)材料,已經(jīng)在諸多領(lǐng)域中獲得了示范性應(yīng)用。Bi-2223作為一種成分復(fù)雜的氧化物陶瓷材料,其成相機(jī)理較為復(fù)雜,成相過(guò)程中涉及到多相之間的相互反應(yīng),不同反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程均對(duì)帶材的最終性能有很大影響。本文通過(guò)對(duì)熱處理工藝的優(yōu)化,系統(tǒng)研究了粉末裝管工藝(PIT)過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù)對(duì)Bi-2223帶材載流性能的影響規(guī)律,取得了以下研究結(jié)果。首先,分別從CaCuO2顆粒尺寸以及(Bi,Pb)2Sr2CaCu2(MBi-2212)粉末中的Sr含量?jī)蓚�(gè)方面對(duì)共沉淀雙粉法前驅(qū)體粉末制備工藝進(jìn)行了優(yōu)化。得到了最優(yōu)工藝下的CaCuO2顆粒尺寸為不超過(guò)750 nm,其對(duì)應(yīng)的共沉淀溶液pH值為3.0。同時(shí),對(duì)Bi-2212粉末中Sr含量進(jìn)行優(yōu)化,最終獲得適合于雙粉法Bi-2223前驅(qū)體粉末制備的最佳Sr含量為1.85,對(duì)應(yīng)帶材的臨界電流達(dá)到128 A,臨界電流密度超過(guò)21 kAcm-2.其次,采用共沉淀單粉工藝分別制備了美國(guó)超導(dǎo)公司(AMSC)和德國(guó)Merck公司兩種不同配比的前驅(qū)體粉末。通過(guò)差熱分析(DSC)、x射線衍射(XRD)分析及帶材超導(dǎo)性能測(cè)試,闡明了粉末成分對(duì)帶材微結(jié)構(gòu)、相組成以及載流性能的影響并判定粉末的性能。最后,對(duì)Bi-2223/Ag帶材制備工藝進(jìn)行了優(yōu)化,分別從裝管氣氛、拉拔工藝和軋制工藝三個(gè)方面展開(kāi)研究。結(jié)果表明,低氧條件更適合Bi-2223相的生成,減少退火次數(shù)可改善銀包套與超導(dǎo)芯絲之間界面(簡(jiǎn)稱銀超界面)的平整度,較大的軋制加工率有利于芯絲密度的提高以及Bi-2223織構(gòu)度的增強(qiáng)。本文從前驅(qū)體粉末制備和加工方面結(jié)合熱處理工藝參數(shù)的優(yōu)化,系統(tǒng)優(yōu)化了Bi-2223帶材的PIT工藝過(guò)程中的工藝路線和關(guān)鍵參數(shù),并獲得了帶材性能的顯著提升。本文的結(jié)論將應(yīng)用于后續(xù)Bi-2223帶材的工程化開(kāi)發(fā)中,為我國(guó)高溫超導(dǎo)材料實(shí)用化進(jìn)程奠定堅(jiān)實(shí)的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
【圖文】：

在高場(chǎng)下其載流能力更強(qiáng)，性能明顯優(yōu)于其他品率較低，薄膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也受到了一定的目前 77 K 液氮溫區(qū)直流應(yīng)用和 4.2 K 中高場(chǎng)特性材料相比，具備三種特殊的性質(zhì)，分別是：零并且基于這三個(gè)基本特性，超導(dǎo)材料已經(jīng)實(shí)現(xiàn)方面的實(shí)際應(yīng)用。超導(dǎo)材料在一定溫度下材料的電阻急劇下降直電阻為零的特征溫度稱為臨界轉(zhuǎn)變溫度，用 T導(dǎo)電纜、大型磁體等設(shè)備。目前世界上使用的超泛應(yīng)用超導(dǎo)電纜進(jìn)行輸電，將最大程度減少能源韓國(guó)等國(guó)均開(kāi)展了超導(dǎo)電纜的實(shí)際開(kāi)發(fā)。其中實(shí)現(xiàn)了四年以上的穩(wěn)定運(yùn)行，證實(shí)了超導(dǎo)材料展，新的超導(dǎo)材料不斷被發(fā)現(xiàn)，，大規(guī)模超導(dǎo)輸電

圖 1-2 邁斯納效應(yīng)示意圖[7]Fig. 1-2 Schematic diagram of Meissner effec種宏觀量子效應(yīng)，即如果用薄絕緣層將會(huì)有電流通過(guò)，即電子對(duì)能穿過(guò)薄絕效應(yīng)，見(jiàn)圖 1-3。此時(shí)，如果在兩種超同時(shí)向外輻射電磁波，這種現(xiàn)象稱為交超導(dǎo)體的相干長(zhǎng)度要大于絕緣層的厚用于弱電磁信號(hào)的檢測(cè)，超導(dǎo)量子干涉最靈敏的磁測(cè)量傳感器，可探測(cè)到磁場(chǎng)在弱電磁檢測(cè)領(lǐng)域有不可替代的優(yōu)越
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM26

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本文編號(hào)：2634952