铌钛超导合金组成成分性能及应用

铌钛超导合金组成成分

铌钛超导合金材料的组成成分要满足尽量高的Tc、Hc2和Jc要求，一般在Nb-(40％～55％)Ti范围。 这种合金组分既能得到适当高的Tc和Hc2，又能制得沉淀相数量多的高载流能力的超导材料。 国际上所采用的铌钛合金超导材料的牌号有6种：Nb-44Ti，Nb-46．5Ti，Nb-48Ti，Nb-50Ti，Nb-53Ti，Nb-55Ti等，其中Nb-46．5Ti和Nb-50Ti是广泛应用的合金组分牌号。

铌钛超导合金性能

铌钛超导材料的组分确定以后，其Tc、Hc2值一般变化不大，而其Jc与冷加工-时效处理所产生的显微结构有重大关系。若冷加工的位错胞壁和热处理的沉淀相的形貌、尺寸、间距、数量能与量子磁通相互匹配，就会产生最大的磁通钉扎力(见磁通钉扎理论)，使铌钛超导材料的Jc达最大值。铌钛超导材料生产中，强烈冷变形后的一次时效处理，其Jc有显著提高。当采用冷变形时效处理多次、在最后一次时效后纯铌纯钛产品铌钛超导材料制造工艺流程图铌n的进一步冷变形的工艺技术(见铌铁超导材料的多次时效热处理技术)，能产生较理想的显微结构(见铌钛超导材料显微结构)，使Jc获得更大值。80年代初，中国西北有色研究院研制的NbTi50／Cu多芯复合超导线的Jc高达3．5×105A／cm2(5T，4．2K，10-14Ω•m判据)。到80年代末至90年代初，NbTi46．5／Cu多芯复合铌钛超导材料的Jc提高到(3．7～3．8)×105A／cm2(4．2K，5T，10-14Ω•m判据)的新水平。商品铌钛超导材料的Jc值不高于2．75×105A／cm2(4．2K，5T，10-14Ω•m判据)。

铌钛超导合金应用

铌钛合金超导材料已在超导高能加速器、超导核磁共振成像诊断仪、超导磁悬浮高速列车、超导强磁选矿机等大型装置上应用； 还在受控核聚变、磁流体发电、发电机、输电、贮能等能源开发上应用。 此外，在强磁推动系统(舰艇、船只、高速发射等装置)与军事防务等方面应用。 总之，塑性铌钛合金超导材料在大型超导应用装置中起重大作用，它是国际上用量最多(>95％)的超导材料。