高场磁体用 Nb3Al 超导线材研究进展

• 作者: 冯勇 刘向宏 崔利军 张平祥 潘熙锋 王大友 白质明 闫果 齐铭
• 来源期刊: 中国材料进展
• 学科: 物理学
• 关键词: Nb3 Al 超导线材 制备工艺 超导性能 高场磁体
• 年，卷（期）: 2015,（1）
• 页码范围: 64-72
• 页数: 9页
• 分类号: O511
• 字数: 6892字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7502/j.issn.1674-3962.2015.01.06

摘要

Nb3 Al 超导体的超导转变温度（Tc ）和上临界磁场（Hc2）与 Nb3 Sn 类似，但具有更好的应力应变容许特性和高场临界电流密度（Jc ）。因此，被认为是下一代高场磁体应用的理想材料。目前国际上报道的 Nb3 Al 超导线材单根长度可以达到2.6 km；在4.2 K 和15 T 条件下，Jc 达到1000 A ／mm2；但是由于制备工艺的复杂性，目前仍然无法实现大规模工业化应用。首先阐述了 Nb3 Al 超导材料的基本特性，如 Nb ／Al 扩散间距小、二者硬度匹配性小和低温热处理导致 Al 含量偏离化学计量比等，以及由此带来的材料加工和热处理方面的难点；系统介绍了近年来针对 Nb3 Al 超导长线性能提升，在前驱体制备工艺、热处理工艺和表面覆 Cu 工艺方面的研究进展，并对不同的工艺进行了比较分析，重点讨论了线材制备过程中存在的关键性难点问题；最后，对 Nb3 Al 超导材料的发展趋势进行了展望。