Nb-Al界面擴(kuò)散反應(yīng)過程研究及Nb3Al線材加熱裝置的預(yù)研.pdf

1、在Nb/Al二元相圖中，共存在三種金屬間化合物，分別是NbAl3、 sigma-Nb2Al和A15-Nb3Al。由于具有高的高溫強(qiáng)度、高熔點(diǎn)、高的楊氏模量、極好的抗氧化性和較低的密度，Nb/Al金屬間化合物經(jīng)常作為耐高溫結(jié)構(gòu)材料引起人們的注意。但對(duì)于Nb/Al，人們更關(guān)注的是，它同時(shí)是一種極具應(yīng)用潛力的A15結(jié)構(gòu)超導(dǎo)材料，具有一些其他A15超導(dǎo)材料所不具備的優(yōu)良性能:1）較高的臨界轉(zhuǎn)變溫度Tc，2）高的上臨界場(chǎng)Hc2(＞30T，4.2K

2、)，遠(yuǎn)高于Nb3Sn的21T;3）優(yōu)良的高場(chǎng)性能;4）更好的應(yīng)變抗力，相比于商業(yè)化的Nb3Sn超導(dǎo)體，機(jī)械應(yīng)力應(yīng)變對(duì)Nb3Al的性能影響很小。因此，Nb3Al被認(rèn)為是在高場(chǎng)應(yīng)用，如ITER計(jì)劃、高能粒子加速器、千兆赫茲級(jí)核磁共振分析等領(lǐng)域，可替代Nb3Sn的超導(dǎo)材料之一。
　　本文第一章簡(jiǎn)要概述了超導(dǎo)材料的發(fā)展、基本特性、分類及表征、A15結(jié)構(gòu)化合物超導(dǎo)體的發(fā)展，Nb3Al超導(dǎo)材料的研究意義、研究現(xiàn)狀和研究前景。
　　第二章

3、主要回顧了國(guó)內(nèi)外Nb3Al超導(dǎo)材料的制備方法，包括線材、薄膜及粉末等。并對(duì)本論文中樣品的試分析過程中用到的實(shí)驗(yàn)儀器及其測(cè)試原理進(jìn)行了說明。
　　第三章重點(diǎn)介紹了七芯Nb/Al前驅(qū)體線的拉拔過程。在較寬的溫度范圍內(nèi)(700-1500℃)采用等溫?zé)崽幚淼姆椒ㄑ芯苛似咝綨b/Al前驅(qū)體線在其界面處的擴(kuò)散反應(yīng)過程。研究發(fā)現(xiàn):700℃/48h時(shí)Nb/Al在其界面處反應(yīng)只生成NbAl3反應(yīng)層;(800-900)℃/48h時(shí)，Nb∶Al≈1∶1

4、反應(yīng)層開始出現(xiàn)，據(jù)分析，該反應(yīng)層是NbAl3、Nb2Al和Nb的混合層;1000℃/48h時(shí)Nb∶Al≈1∶1反應(yīng)層幾乎消失，厚度約2μm的Nb2Al反應(yīng)層開始出現(xiàn);并且隨著熱處理溫度的升高，Nb2Al反應(yīng)層厚度增加;1400℃以上開始出現(xiàn)偏離化學(xué)計(jì)量比的Nb3Al反應(yīng)層，這是由Nb/Al相圖所決定的。
　　第四章重點(diǎn)介紹了自主RHQ熱處理裝置的設(shè)計(jì)工作。在日本RHQ熱處理裝置的基礎(chǔ)之上，我們認(rèn)真地分析了超導(dǎo)Nb3Al長(zhǎng)線制備時(shí)引