高能球磨法制備Nb3(Al,Ge)超導體.pdf

1、目前很多科學家們寄希望于利用Nb3Al代替ITER計劃中的主要應用超導材料Nb3Sn，兩者同屬A15相，具有相同的晶體結構，而且Nb3Al的超導臨界轉變溫度（Tc）可達18.9K，上臨界磁場可達32 T(4.2K)，而且臨界電流密度達到1000A/mm2(16T，4.2K)。更重要的是，在較大的應力作用下，Nb3Al仍具有較好的電流傳輸特性。有了這些特性Nb3Al將很有可能大規(guī)模應用于未來大型超導磁體如磁約束聚變堆等。但是由于穩(wěn)定化學計

2、量比的Nb3Al只能在極高的溫度(≥1800℃)才能獲得，所以Nb3Al的制備變得十分困難。機械合金化法不僅可以達到細化晶粒的目的，還能有效地控制微觀組織，更重要的是還能在固態(tài)下獲得固溶體或者實現合金化。機械合金化法將很有可能實現Nb3A1的低溫制備。
　　本文利用機械合金化法工藝對Nb/Al/Ge粉末進行高能球磨，制備出純度較高的Nb3Al和Nb3(Al，Ge)。在前期研究的基礎上對球磨過程中的成相過程進行分析，對燒結溫度、燒結

3、升溫速率、燒結環(huán)境等多個工藝參數進行優(yōu)化。隨著球磨時間的增加會逐漸形成固溶體，繼續(xù)增加球磨時間固溶相會被破壞而形成無定形相，期間Nb的衍射峰逐漸變得寬而緩。然后對球磨樣品進行燒結得到超導相。對于純樣我們發(fā)現在球磨時間過長時會出現氮化物以及Nb2Al等雜質，而這些雜質將直接影響樣品的超導電性。球磨過程中的演變大致為(Nb+Al)→Nb(Al)ss+Nb+Al→Nb(Al)ss→amorphous+Nb2N。我們確定了球磨時間為1h更利于N