涂层导体用Ni5W合金基带立方织构形成及影响的研究

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以YBa2Cu3O7-δ(YBCO)为代表的第二代高温超导材料具有高的临界温度、导电能力和不可逆场,是目前整个超导领域研究的重点和热点,而基带的制备是涂层超导材料的基础与关键所在。Ni5W合金基带是RABi TS法制备第二代涂层超导的主要基带材料之一,且研究人员为进一步提升其力学性能并降低磁损耗,在此基础上又提出了Ni5W/Ni9.3W/Ni5W复合合金基带,但目前国内外对Ni5W合金基带、Ni5W/Ni9.3W/Ni5W复合合金基带的研究主要集中在其制备工艺方面,而对于其再结晶过程中立方织构的形成,尚无法用系统的理论进行解释。因此,本论文对Ni5W合金基带回复及再结晶织构的演变规律进行了研究,并在此基础上,对Ni5W/Ni9.3W/Ni5W复合合金基带的再结晶机制及再结晶时的元素互扩散进行探究,论文获得了以下主要成果:首先,利用熔炼法制备了Ni5W合金基带,采用准原位EBSD技术分析研究了Ni5W合金基带的回复再结晶过程中立方织构的形成机理。研究表明,回复时Ni5W合金基带的回复组织不断粗化,轧制取向的含量不断降低,随机取向的含量不断增加,立方取向的含量也随着自身组织的粗化略微增加。再结晶形核时,随机取向晶核数量最多,立方晶核并不具有形核的数量优势。再结晶过程中,各取向晶粒开始长大,尤其是立方晶粒,平均尺寸远大于其他取向晶粒,具有明显的尺寸优势,且各取向晶粒由长薄片状变为等轴状,纵横比不断减小。随保温时间增加,立方取向含量大幅增加,随机取向、轧制取向含量减少,表明再结晶时立方晶粒通过大角度晶界的迁移,吞并了大量随机取向晶粒和轧制取向晶粒,形成以立方织构为主的再结晶织构。其次,利用粉末冶金法制备了Ni5W/Ni9.3W/Ni5W复合合金基带,采用SEM、EBSD、EDS、PPMS等技术研究了复合基带再结晶时晶粒的形核与长大、强立方织构形成机理及其内外层间的元素互扩散。研究表明,采用粉末冶金法制坯,结合适当的热处理工艺可制备出高质量的Ni5W/Ni9.3W/Ni5W复合合金基带,基带表面的织构均匀性较好。高温再结晶时,内外层晶粒的相互吞并与元素的互扩散存在着协同性,其内层钨含量较高,限制了晶粒长大,使表层的立方晶粒可通过吞并内层晶粒长大并在表层形成强立方织构,同时促进内外层间元素的互扩散,使得元素互扩散与晶粒的长大可同步进行。内外层间元素互扩散使复合基带成分分布更加均匀,但未对其磁性能并未产生明显影响。综上所述,本文研究了Ni5W合金基带、Ni5W/Ni9.3W/Ni5W复合合金基带的回复再结晶规律及立方织构的形成机理,为制备更高性能的Ni W合金基带奠定了良好基础。
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