技术频道

娓娓工业
您现在的位置: 中国传动网 > 技术频道 > 技术百科 > 铁基超导线带材的研发

铁基超导线带材的研发

时间:2021-11-12 14:35:59来源:

导语:​在实际应用中,如绕制超导磁体、制造超导电缆等,都必须使用超导线带材。因此,为了实现新型铁基超导材料的应用,必须研发超导长线带材的实用制备方法。但是,由于铁基超导材料的机械性能相对比较坚硬且具有脆性,难以塑性变形加工。

       实用高温超导材料由于它们在高温(液氮温区)或高磁场条件下具备良好的无阻载流能力,在大规模输配电、超强磁体、超导储能装置、超导发电机、变压器和磁悬浮列车等领域有着广泛的应用。高温超导线带材的制备是 21 世纪具有经济战略意义的高新技术。2008年,日本发现了一类新型铁基超导体 LaFeAsO1-xFx,超导临界转变温度 Tc达到 26 K,引起了全世界超导界极大的兴趣。

  在实际应用中,如绕制超导磁体、制造超导电缆等,都必须使用超导线带材。因此,为了实现新型铁基超导材料的应用,必须研发超导长线带材的实用制备方法。但是,由于铁基超导材料的机械性能相对比较坚硬且具有脆性,难以塑性变形加工。

  根据目前的研究成果,铁基超导线带材的制备方法首选粉末装管法(PIT, Powder-in-Tube)。PIT 法的具体流程是先在Ar气氛下将起始粉末混合均匀后装填在金属管中,然后通过旋锻、拉拔和轧制等冷加工工序将金属管塑成线材或带材,最后在保护气氛下对已成型的线带材进行热处理,形成连接性能良好的超导线带材。PIT 法通常分为原位法(In-Situ)和先位法(Ex-Situ),两者最大的区别是所用的起始粉末不同。原位法是将反应原料按合适化学计量比混合均匀后装入金属管中,而先位法是将已烧结合成的超导块材研碎并混合均匀后作为填充粉即前驱熟粉。原位法的优点是制备工艺简便且不容易引入杂质,但是原位法只能进行一次研磨混合,容易导致样品成分不均匀,影响线带材的最终性能,并且这种方法只能通过调整最终热处理的温度和时间来优化材料的超导性能。而先位法可经过多次混合和烧结得到反应更充分、致密度更高的超导相; 同时,先位法还可在多次烧结过程中选择合适的包套材料和热处理工艺,进一步提高线带材的传输性能。目前,PIT 先位法已成为铁基超导体实用化研究的重点,所制备的线带材在4.2K和零场下临界传输电流密度Jc超过105A /cm2,在10T高场下超过104A /cm2。

  从工业应用方面来看,PIT 法也非常有吸引力,它所使用的材料成本低且塑性变形工艺简单,容易实现大规模化生产。目前PIT 法已在超导线带材的制备上获得广泛应用,实现了千米量级的商业超导长线的制备。

  粉末装管法工艺中,铁基超导粉末的制备是关键的一个环节。一般是将高纯度的起始原料按一定化学计量比混合后直接固相烧结而成。由于铁基超导材料容易在空气中发生氧化反应,为了降低粉末中的含氧量,起始原料的配比、研磨、混合和烧结等都必须在手套箱中或 Ar保护气氛下进行。一般采用高能球磨法破碎和混合铁基超导体的起始原料,中间可重复多次研磨; 将混合均匀后的起始原料置于密闭石英管或金属管中,通入一定气氛的氩气,在 800~1200℃ 高温烧结后得到性能良好的超导粉末。在铁基超导粉末的合成过程中需要注意一些关键问题,比如元素配比、氧含量的控制和热处理优化等。

标签: 电线电缆

点赞

分享到:

上一篇:英威腾解决方案,保障空气滤...

下一篇:固态电解质锂电池技术研发迎...

中国传动网版权与免责声明:凡本网注明[来源:中国传动网]的所有文字、图片、音视和视频文件,版权均为中国传动网(www.chuandong.com)独家所有。如需转载请与0755-82949061联系。任何媒体、网站或个人转载使用时须注明来源“中国传动网”,违反者本网将追究其法律责任。

本网转载并注明其他来源的稿件,均来自互联网或业内投稿人士,版权属于原版权人。转载请保留稿件来源及作者,禁止擅自篡改,违者自负版权法律责任。

网站简介|会员服务|联系方式|帮助信息|版权信息|网站地图|友情链接|法律支持|意见反馈|sitemap

中国传动网-工业自动化与智能制造的全媒体“互联网+”创新服务平台

网站客服服务咨询采购咨询媒体合作

Chuandong.com Copyright ©2005 - 2021 ,All Rights Reserved 版权所有 粤ICP备 14004826号 | 营业执照证书 | 不良信息举报中心 | 粤公网安备 44030402000946号