涂层导体用Cu-Ni合金基带微观结构及性能的研究

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近年来,第二代高温超导材料在电力和磁学的应用领域引起了广泛关注。其中,YBCO涂层导体由于具有高的不可逆场和高的临界电流密度等优点,成为目前研究的重点。Cu-Ni合金被认为是最有可能取代Ni-W合金的基带材料。在本论文中,我们以Cu-Ni合金为研究对象,主要采用显微硬度测试技术、EBSD、XRD等分析技术,系统地研究了不同成分的铜镍合金基带轧制和再结晶过程中微观结构和织构的变化。三种不同成份的Cu-Ni合金的对比表明:经过大形变量的冷轧,Cu-Ni合金中形成典型的轧制织构,合金中化学成份的变化,并没有导致轧制织构的显著差异。在退火过程中,随着退火温度的逐渐升高,基带中轧制取向不断减少,立方取向逐渐增多。而且,由于铜的加入明显的降低再结晶温度,同时还提高了晶界的迁移速率,在晶界快速迁移时更容易形成退火孪晶。较低温度退火时,退火孪晶的形成阻碍了立方织构的形成;较高温度退火时,退火孪晶的出现不会影响强立方织构的形成,相反地,立方织构的不断增强可以有效的减少退火孪晶界的数量。另外,随着合金中Ni含量的增加,Cu-Ni基带的饱和磁化强度和居里温度逐渐升高,磁滞效应造成的损耗也显著增加。对非铁磁性Cu-44 at.%Ni合金基带的研究表明,较高温度退火可以获得更强的立方织构同时会伴有退火孪晶的出现。在1100℃退火1h后,基带中获得了~100%的立方织构,并且只有少量的退火孪晶界。另外,Cu-44 at.%Ni合金基带的低温退火研究表明,在再结晶过程中,立方取向晶粒相对于其它取向的晶粒具有尺寸优势,在完成再结晶时可形成较强的立方织构,同时出现大量的退火孪晶界。在晶粒长大阶段,由于温度较低,晶界的迁移速率缓慢,立方取向晶粒通过消耗其它取向晶粒而缓慢长大,同时退火孪晶界也略有下降。
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