Nb3Sn超导块体的制备及超导性能研究

作者：邱庆航; 索红莉; 程军胜^*; 张子立; 纪耀堂; 王秋良

来源：稀有金属, 2020, 44(02): 166-171.

DOI：10.13373/j.cnki.cjrm.xy18100021

• Nb3Sn超导体
• 粉末冶金
• 球磨
• 超导临界性能

Nb3Sn超导材料在10 T以上高场条件下具有良好的超导性能,高场磁体设备中的Nb3Sn超导接头可以用Nb3Sn超导块体连接。采用粉末冶金工艺制备了Nb3Sn超导块材,研究了成型压力和球磨对Nb3Sn超导块体成相及超导性能的影响,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对不同制备条件下的混合粉末与热处理后的Nb3Sn超导块材进行了物相分析和表面形貌的表征,利用综合物性测试系统(PPMS)分析了不同Nb3Sn块材的超导性能和块体中的超导相含量。结果表明:粉末成型压力对块体致密度有较大影响,压力为30 MPa时粉末块体的密度为8.03 g·cm-3,压力增加到40 MPa时密度几乎不再增加;粉末的球磨时间会影响平均颗粒度,当球磨时间为15 h,原始粉末的平均颗粒度由100μm减小到10μm左右;不同球磨时间的样品超导转变温度(Tc)差别不大,但是时间越长临界电流密度(Jc)相对更高。通过优化制备工艺最终制备出Tc为17.6 K, 10 T背场下Jc为150 A·mm-2的Nb3Sn超导块体。

• 单位
  中国科学院电工研究所; 北京工业大学; 中国科学院大学