涂层导体用织构复合基带的界面及其扩散行为.pdfVIP

第40卷 第12期 稀有金属材料与工程 、白1．40．No．12 2011年 ENGn畸EERmG December201l 12月 RAREMElALMATERIAI，SAND 涂层导体用织构复合基带的界面及其扩散行为 高忙忙，索红莉，赵跃，高培阔，程艳玲，田 辉，马 麟，刘 敏，周美玲 (北京工业大学，北京lool24) 摘要：复合基带是一种高强、低磁并较易形成锐利立方织构的高性能织构金属基带，能够较好地满足制备高性能涂 层导体用织构基带的要求。采用放电等离子烧结方法制备了Ni5Wmil2W／Ni5w复合基带并对其内外层界面进行了研 min热处理后，基 究，发现扩散界面有利于外层合金立方织构的形成。同时，将基带在1250℃分别经60，120和180 带外层合金立方织构含量均保持在98％以上。分析表明，在高温热处理阶段复合基带中界面处发生了元素互扩散行为， W元素由芯层扩散至基带表层并在晶界出形成钉扎点，抑制了晶粒的异常长大现象，使复合基带外层合金立方织构在 高温热处理阶段具有较好的稳定性。 关键词：复合基带；立方织构；元素扩散；涂层导体 中图法分类号：TM26 文献标识码：A 文章编号：l002一185x(2011)12．222l—06 为了克服上述Ni5W合金基带的一些本征缺陷， 近年来，以Y1Ba2Cu307．。(YBCO)为主的稀土类 第二代高温涂层超导材料由于具有优越的性能(高的 制备多层结构的复合基带是一条行之有效的思路。所 不可逆场和低的交流损耗)及较低的制备成本日益成 谓的复合基带具有“三明治”结构的层状结构，将易 为21世纪超导材料实用化研究和发展的热点之一，并 形成强立方织构的合金作为基带的外层材料来获得高 取得了一系列突破性的进展【lq】。在其制备技术的发展 立方织构以便后续外延生长过渡层及超导层，同时将 进程中，1996年美国橡树岭国家实验室发明的压延辅高强度无磁性的合金材料作为芯层材料以提高基带整 助双轴织构技术【孓8】(RAB汀S)被认为是一种能够获体的机械强度以及降低其磁性能【13I41。到目前为止， 得高临界电流密度、成本低廉并且具有大规模生产潜 世界上一些公司和研究小组如美国超导公司和橡树岭 力的涂层导体材料制备技术之一。在整个RAB汀S技国家实验室，日本电力公司，德国DresdenIFw研究 术路线之中，制备具有双轴织构的韧性金属基带是获 组和=I匕京工业大学超导实验室等在复合基带的研究方 得高性能涂层超导线材的关键。在众多金属基带材料 面投入了大量的研究并获得了一系列研究成果，他们 中，Ni．5at％W(Ni5W)合金基带由于具有成本低廉，分别采用粉末套管法，共轧制法以及复合坯锭法制备 抗氧化性好，屈服强度高以及较易获得立方织构等优 出了外层具有高立方织构，基带整体具有高屈服强度 点是目前研究最为广泛、最为深入的金属织构合金基 以及低磁性能的Ni合金复合基带，如合金成分为 带。目前为止，世界范围内已有多家公司可以商业化 51， 生产Ni5W合金基带【乳12】，如美国超导公司、德国EvicoNi．5％W／Ni．9％W【16’1 等。但在实际的应用过程中，Ni5W合金基带的屈服合金复合基带。在复合基带的制各过程中，关键技术 强度还有待进一步提高，并且在77K(涂层导体工作 之一是如何获得连接性良好的内外层界面，以能够满 K)，这些 温度)下仍然具有铁磁性(居里温度为335 足后续大变形量冷轧的要求，从而避免在轧制过程中 缺点极大的限制了进一步提高涂层导体工程电流密度 的分层、开裂等塑性失效行为。在上