Nb-Al界面擴散反應過程研究及Nb3Al線材加熱裝置的預研.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度、高熔點、高的楊氏模量、極好的抗氧化性和較低的密度，Nb/Al金屬間化合物經常作為耐高溫結構材料引起人們的注意。但對于Nb/Al，人們更關注的是，它同時是一種極具應用潛力的A15結構超導材料，具有一些其他A15超導材料所不具備的優(yōu)良性能:1）較高的臨界轉變溫度Tc，2）高的上臨界場Hc2(＞30T，4.2K

2、)，遠高于Nb3Sn的21T;3）優(yōu)良的高場性能;4）更好的應變抗力，相比于商業(yè)化的Nb3Sn超導體，機械應力應變對Nb3Al的性能影響很小。因此，Nb3Al被認為是在高場應用，如ITER計劃、高能粒子加速器、千兆赫茲級核磁共振分析等領域，可替代Nb3Sn的超導材料之一。
　　本文第一章簡要概述了超導材料的發(fā)展、基本特性、分類及表征、A15結構化合物超導體的發(fā)展，Nb3Al超導材料的研究意義、研究現(xiàn)狀和研究前景。
　　第二章

3、主要回顧了國內外Nb3Al超導材料的制備方法，包括線材、薄膜及粉末等。并對本論文中樣品的試分析過程中用到的實驗儀器及其測試原理進行了說明。
　　第三章重點介紹了七芯Nb/Al前驅體線的拉拔過程。在較寬的溫度范圍內(700-1500℃)采用等溫熱處理的方法研究了七芯Nb/Al前驅體線在其界面處的擴散反應過程。研究發(fā)現(xiàn):700℃/48h時Nb/Al在其界面處反應只生成NbAl3反應層;(800-900)℃/48h時，Nb∶Al≈1∶1

4、反應層開始出現(xiàn)，據分析，該反應層是NbAl3、Nb2Al和Nb的混合層;1000℃/48h時Nb∶Al≈1∶1反應層幾乎消失，厚度約2μm的Nb2Al反應層開始出現(xiàn);并且隨著熱處理溫度的升高，Nb2Al反應層厚度增加;1400℃以上開始出現(xiàn)偏離化學計量比的Nb3Al反應層，這是由Nb/Al相圖所決定的。
　　第四章重點介紹了自主RHQ熱處理裝置的設計工作。在日本RHQ熱處理裝置的基礎之上，我們認真地分析了超導Nb3Al長線制備時引