青铜法铌三锡超导线材

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摘要:青铜法铌三锡超导线材(superconductivewireofNb3Snbybronzeroute)A-15型化合物超导材料的一种。把纯铌棒置于青铜中，通过加工制得多芯铌/青铜复合线材，经反应热处理，青铜中的锡向铌芯扩散，且在铌芯表面反应生成铌三锡超导化合物，即成为青铜法铌三锡多芯复合超导线材。用青铜法工艺制备的铌三锡多芯复合线材是1969年肯夫曼（Kenfman）等人提出来的。青铜法多芯超导材料设计超导磁体中的超导材料处于工作状态时，由于扰动、磁滞、自场效应等现象，使超导体内出现磁通跳跃而产生不稳定性。为了克服不稳定性，超导体必须做成细芯、多股的复合体。根据应用需要，有的还要编织、绞缆等全换位手段，制成二次导体。与铌钛多芯线一样复合铜使青铜法铌三锡更稳定。为防止青铜区对纯铜区的污染，采用钽作阻挡层，也可用局部渗磷铌箔替代较贵的钽作阻挡层。青铜法铌三锡多芯超导体制备工艺铌三锡多芯线青铜法制备工艺如示意图1由图1可看出，将纯铌嵌在锡青铜中(含锡量13％～14％)，经挤压、拉拔至最终尺寸后，扭绞成型，再在550～750℃温度热处理，使青铜中的锡与铌芯发生固态反应，在青铜基体与铌芯界面上生成铌三锡。冷加工过程中，由于青铜本身加工硬化快，复合线需要进行多次中间退火。在青铜法Nb3Sn生成热处理温度下，铌芯与青铜反应生成的化合物只有Nb3Sn相，不出现Nb6Sn5、NbSn2等非超导中间相。由于是固态反应，生成的Nb3Sn层平滑而较均匀。较低的生成热处理温度致使Nb3Sn晶粒尺寸细小。因此，青铜法Nb3Sn材料的载流能力较优。青铜中的锡与铌芯反应后，仍残存1.3

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