涂层导体用镍钨合金基带的立方织构控制研究

发布时间：2017-10-23 22:25

  本文关键词：涂层导体用镍钨合金基带的立方织构控制研究

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【摘要】：第二代高温超导材料YBCO在电力、交通、能源以及磁技术等诸多领域有巨大的发展空间。利用超导材料优异的磁体性能,可以将其应用于磁悬浮列车；在临界温度以下时高温超导材料的电阻降低为零,利用这一特性,可以将超导带材运用于电厂等电力输送领域；利用超导材料的超导隧道效应,可以将其应用于高灵敏电磁信号探测元件,制造超导量子干涉磁强计。目前涂层用NiW合金基带利用轧制辅助双轴织构技术(RABiTS)已经可以达到商业化的基本要求。但是目前主流的Ni-5at.%W合金基带的磁性较大、强度较低,这大大限制了涂层超导带材的应用领域。本论文针对涂层超导带材这一研究热点,提出了解决NiW合金基带强度不足、磁性较大的思路和方案。研究表明,提高合金基带中W元素的含量,可以有效降低材料的磁性并显著提高基带的机械性能。但是随之带来的问题是材料的层错能降低,经过大变形量轧制时,层错能的降低导致位错滑移受阻发生孪生,从而改变基带中微观晶粒的取向,后续的再结晶处理后无法得到较高含量的双轴立方织构。所以,如何在提高W含量的同时,抑制孪生的发生,保证双轴立方织构含量就成为了本论文需要解决的问题。本论文采用真空感应熔炼技术制备Ni-7.5at.%W合金坯锭,之后利用多道次小变形量冷轧,控制每道次变形量约5%,轧制最终总变形量大于95%。再结晶过程采用不同的热处理工艺,分析不同温度、保温时间、两步退火等对立方织构含量的影响。本论文创新性的采用了多道次冷轧过程中加入低温回复的工艺,力图减少孪生的发生。将初始坯锭进行冷轧和再结晶处理后,重新进行一次冷轧再结晶。这种两次冷轧再结晶的工艺,是基于再结晶织构形成理论中的定向生核理论和选择生长理论。在第一次冷轧再结晶后,坯锭中会形成一定含量的立方织构晶粒,这种经过处理的坯锭再经过轧制辅助双轴织构技术,立方织构会呈现选择生长的情况,在已经形成的立方织构取向上继续长大。这样就可以得到含量更高的双轴立方织构。实验分析部分利用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)等设备,对合金基带的轧态和再结晶态进行微观形貌、织构分布及含量等分析比对。本论文通过对高W含量合金基带的立方织构控制的研究,为高温涂层超导带材的工业化生产提供一定的理论基础和实验数据。
【关键词】：YBCO 镍钨合金基带 双轴立方织构 两次轧制再结晶
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG335.56;TG146.15
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1. 绪论9-22
• 1.1 高温超导材料的发展历史9-10
• 1.1.1 超导材料的发现9
• 1.1.2 高温超导材料的研究进展9-10
• 1.2 第二代涂层超导带材的研究现状10-13
• 1.2.1 涂层超导带材的特点10-11
• 1.2.2 涂层材料的制备11-12
• 1.2.3 涂层超导带材的结构12-13
• 1.3 涂层导体用基带的研究现状13-17
• 1.3.1 基于RABiTS技术的涂层导体基带13
• 1.3.2 单一成分的涂层导体基带13-15
• 1.3.3 涂层导体复合基带的种类及制备技术15-16
• 1.3.4 梯度功能材料的研究16-17
• 1.4 织构的概念及其意义17-20
• 1.4.1 织构的概念17-19
• 1.4.2 织构的分析方法19-20
• 1.5 论文研究目的、意义及研究内容20-22
• 1.5.1 研究背景20-21
• 1.5.2 研究内容及意义21-22
• 2 实验内容及分析手段22-33
• 2.1 Ni-7.5at.%W合金基带的制备22-24
• 2.1.1 Ni-7.5at.%W合金坯锭的制备工艺22-23
• 2.1.2 Ni-7.5at.%W合金坯锭的冷轧工艺23-24
• 2.1.3 Ni-7.5at.%W合金基带的热处理工艺24
• 2.2 制备设备和分析仪器24-33
• 2.2.1 真空感应熔炼及离心铸造系统24-26
• 2.2.2 精密轧机及管状气氛炉26-27
• 2.2.3 X射线衍射仪27-30
• 2.2.4 背散射电子显微镜30-33
• 3 Ni-7.5at.%W合金基带的制备及分析33-51
• 3.1 高W含量Ni-W基带的目标33
• 3.2 真空感应熔炼制备原始坯锭33-34
• 3.3 Ni-7.5at.%W合金坯锭的冷轧过程及研究34-40
• 3.3.1 多道次小变形量轧制34-35
• 3.3.2 不同总变形量下的金相35-36
• 3.3.3 Ni-7.5at.%W合金基带冷轧织构的研究36-40
• 3.4 Ni-7.5at.%W合金基带的退火工艺研究40-51
• 3.4.1 再结晶温度的影响40-42
• 3.4.2 加工工艺的影响42-46
• 3.4.3 一步退火与两步退火的影响46-51
• 4 冷轧工艺对再结晶立方织构的影响51-58
• 4.1 冷轧-中间回复对Ni-7.5at.%W合金基带立方织构的影响51-55
• 4.1.1 中间回复对冷轧织构的影响51-52
• 4.1.2 轧制形变织构对比52-54
• 4.1.3 再结晶织构对比54-55
• 4.2 两向压缩工艺对织构的影响55-58
• 5 两次轧制退火对Ni-7.5at.%W合金基带的影响58-63
• 5.1 第一次轧制再结晶58-60
• 5.2 第二次轧制再结晶60-63
• 5.2.1 第二次冷轧织构60-61
• 5.2.2 再最终再结晶织构61-63
• 结论与展望63-65
• 参考文献65-69
• 致谢69-70

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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本文编号：1085687