Nb₃Sn超导块体的制备及超导性能研究

更新时间:2023-05-28

【摘要】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。

【关键词】 Nb3Sn超导体 粉末冶金 球磨 超导临界性能

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