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一種立方織構(gòu)復(fù)合Ni基帶及其制備方法

文檔序號:3395836閱讀:230來源:國知局
專利名稱:一種立方織構(gòu)復(fù)合Ni基帶及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
一種立方織構(gòu)復(fù)合Ni基帶及其制備方法,涉及一種YBCO涂層導(dǎo)體用的具有較高機械強度的復(fù)合型立方織構(gòu)Ni基帶及其制作方法。
背景技術(shù)
YBCO涂層導(dǎo)體具有良好的高場超導(dǎo)性能,是一種有很好應(yīng)用前景的高溫超導(dǎo)材料。美國、日本、歐洲以及我國都在競相開發(fā)這種材料。立方織構(gòu)Ni基帶是制備YBCO涂層導(dǎo)體的關(guān)鍵材料。過去已有過立方織構(gòu)Ni基帶的制備技術(shù)公開,如專利[ZL 97 1 21916.8]。純Ni立方織構(gòu)基帶雖然也能滿足制備YBCO涂層導(dǎo)體的需要,但存在著材質(zhì)太軟,機械強度低,具有磁性等缺點。為了增加Ni基帶的強度,降低磁性,國外普遍采用合金化方法。例如,制備Ni-Cr,Ni-W等合金。由于純金屬Ni和Cr,W的熔點相差很大,要制備均勻的材料,采用的工藝比較復(fù)雜。因為金屬Ni的點陣常數(shù),熱膨脹系數(shù)和YBCO比較接近,所以是比較合適的YBCO涂層導(dǎo)體的基帶用材。但是在純Ni再結(jié)晶退火,立方織構(gòu)形成過程中,材料變軟,機械強度大大降低。因此,開發(fā)一種工藝簡單、可靠、能制作具有良好機械強度,較低磁性,具有高質(zhì)量立方織構(gòu)的Ni基帶技術(shù)是非常有意義的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服純金屬Ni立方織構(gòu)基帶材質(zhì)軟的缺點,提供一種具有較高強度的Ni基立方織構(gòu)復(fù)合基帶材料及其制備方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
一種立方織構(gòu)復(fù)合Ni基帶,其特征在于它由芯部為具有較好室溫和高溫機械特性的Ti、Nb中的一種金屬和覆合在外部的具有立方織構(gòu)的Ni層組成的復(fù)合帶材。
一種立方織構(gòu)復(fù)合Ni基帶,其特征在于制備過程為將金屬Ni緊密包覆選自Ti、Nb的一種金屬組成復(fù)合體,再將復(fù)合體通過大于95%的總冷加工率,冷加工成所需形狀和尺寸的帶材,在真空度高于10-4Pa的高真空或高純Ar氣氛下,在950℃-1100℃溫度范圍將加工成最終尺寸和形狀的復(fù)合帶處理0.5-2小時,生成立方織構(gòu)復(fù)合Ni基帶材。
本發(fā)明的使用的原材可以是純度高于99.99%的高純Ni,也可以是純度高于99%普通純度Ni,用普通純度Ni為原材料也可以達到高于95%體積分數(shù)立方織構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性,大大降低了產(chǎn)品的成本。
本發(fā)明的方法,是通過擠壓、爆炸復(fù)合或套管拉伸之一的方法將純金屬Ni與套入Ni材的純金屬Ti、Nb包覆合成合金棒復(fù)合加工成復(fù)合體的。
本發(fā)明的方法,通過改變工藝參數(shù)可以按需求控制復(fù)合Ni基帶中立方織構(gòu)的體積分數(shù),立方織構(gòu)的體積分數(shù)可以在95%-99%或更高數(shù)值之間變化。
Ti、Nb等金屬材料和金屬Ni同為立方晶型,具有較好的室溫和高溫機械特性,本發(fā)明通過將Ni-Ti,Ni-Nb等做成復(fù)合材料,不僅保留了原來純Ni基帶的優(yōu)點,而且達到了增加機械強度,減小磁性的目的。
本發(fā)明的優(yōu)點是工藝簡單,易大規(guī)模生產(chǎn),重復(fù)性好。用普通純度Ni為原材料也可以達到高于95%體積分數(shù)立方織構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性,大大降低了產(chǎn)品的成本。復(fù)合體中立方織構(gòu)的體積分數(shù)可以通過改變工藝參數(shù)達到控制,可以在95%-99%或更高數(shù)值之間變化。這樣可以根據(jù)不同需要,制備具有不同立方織構(gòu)體積分數(shù)的復(fù)合基帶,既降低了成本,又能滿足不同應(yīng)用場合的需要。制備的復(fù)合基帶不僅具有很好的立方織構(gòu),而且具有機械強度高,磁性低的特點。
具體實施方案下面結(jié)合實例對本發(fā)明的方法作進一步說明。
一種立方織構(gòu)復(fù)合Ni基帶,它由芯部為具有較好室溫和高溫機械特性的Ti、Nb中的一種金屬和覆合在外部的具有立方織構(gòu)的Ni層組成的復(fù)合帶材。制備過程為將金屬Ni緊密包覆選自Ti、Nb的一種金屬組成復(fù)合體,再將復(fù)合體通過大于95%的總冷加工率,冷加工成所需形狀和尺寸的帶材,在真空度高于10-4pa的高真空或高純Ar氣氛下,在950℃-1100℃溫度范圍將加工成最終尺寸和形狀的復(fù)合帶處理0.5-2小時,生成立方織構(gòu)復(fù)合Ni基帶材。
實例1將普通純度(純度高于99%),外徑為16mm,內(nèi)徑為10mm的Ni管,內(nèi)外表面清理后,在內(nèi)孔中裝入外徑為10mm的純Ti棒,作成復(fù)合體。通過軋制,將復(fù)合體加工成外徑為3mm的園線。用平輥軋制成厚度為0.2mm,寬度約為5mm的帶。將復(fù)合帶在純氬氣氛下,加熱至1000℃保溫1小時,制成具有較好立方織構(gòu)的Ni-Ti復(fù)合基帶。這種復(fù)合基帶中,立方織構(gòu)的體積分數(shù)高于95%(用March-Doler函數(shù)估算)。顯微硬度反映了材料抵抗微觀朔性變形的能力,對照樣品測試結(jié)果表明,Ni-Ti復(fù)合基帶顯微硬度測試值為192,比純Ni基帶的顯微硬度值88明顯提高,說明復(fù)合基帶的機械強度有了明顯的提高。
用普通純度Ni在氬氣氛下制備的Ni-Ti復(fù)合基帶的X射線衍射圖可以清楚看出在檢測能力范圍內(nèi),X射線衍射圖中僅出現(xiàn)了Ni的(200)衍射峰,March-Doler函數(shù)估算,立方織構(gòu)體積分數(shù)高于95%。衍射圖中的小峰是Ni0。
實例2將普通純度(純度高于99%),外徑為16mm,內(nèi)徑為10mm的Ni管,內(nèi)外表面清理后,在內(nèi)孔中裝入外徑為10mm的純Ti棒,用爆炸復(fù)合法做成復(fù)合體。通過拉伸,將復(fù)合體加工成外徑為3mm的園線。用平輥軋制成厚度為0.2mm,寬度約為5mm的帶。將復(fù)合帶在純氬氣氛下,加熱至1000℃保溫1小時,制成具有較好立方織構(gòu)的Ni-Ti復(fù)合基帶。也可以得到立方織構(gòu)的體積分數(shù)高于95%復(fù)合基帶。顯微硬度測試表明,Ni-Ti復(fù)合基帶顯微硬度值為150-190,具體數(shù)值與熱處理溫度和時間有關(guān),大大高于純Ni基帶的顯微硬度80-110,復(fù)合基帶的機械強度有了明顯的提高。
實施例3將高純度(純度高于99.99%),外徑為16mm,內(nèi)徑為10mm的Ni管,內(nèi)外表面清理后,在內(nèi)孔中裝入外徑為10mm的純Ti棒,用爆炸復(fù)合法做成復(fù)合體。通過拉伸,將復(fù)合體加工成外徑為3mm的園線。用平輥軋制成厚度為0.2mm,寬度約為5mm的帶。將復(fù)合帶在純氬氣氛下,加熱至1000℃保溫1小時,用這種高純Ni為原始坯料可制成立方織構(gòu)體積分數(shù)高于99%的Ni-Ti復(fù)合基帶。對照組樣品顯微硬度測試表明,復(fù)合基帶的機械強度有了明顯的提高。
實施例4通過拉伸,將復(fù)合體加工成外徑為3mm的園線,其它條件同實例1,結(jié)果同實例1。
實施例5其它條件同例2,將復(fù)合帶在10-4Pa的高真空下,加熱至1100℃保溫0.5小時,用這種高純Ni為原始坯料可制成立方織構(gòu)體積分數(shù)高于99%的Ni-Ti復(fù)合基帶。對照組樣品顯微硬度測試表明,復(fù)合基帶的機械強度有了明顯的提高。
實例6其它條件同例3,將復(fù)合帶在純氬氣氛下,加熱至950℃保溫2小時,用這種高純Ni為原始坯料可制成立方織構(gòu)體積分數(shù)高于99%的Ni-Ti復(fù)合基帶。對照組樣品顯微硬度測試表明,復(fù)合基帶的機械強度有了明顯的提高。
權(quán)利要求
1.一種立方織構(gòu)復(fù)合Ni基帶,其特征在于它由芯部為具有較好室溫和高溫機械特性的Ti、Nb中的一種金屬和覆合在外部的具有立方織構(gòu)的Ni層組成的復(fù)合帶材。
2.一種立方織構(gòu)復(fù)合Ni基帶的制備方法,其特征在于制備過程為將金屬Ni緊密包覆選自Ti、Nb的一種金屬組成復(fù)合體,再將復(fù)合體通過大于95%的總冷加工率,冷加工成所需形狀和尺寸的帶材,在真空度高于10-4Pa的高真空或高純Ar氣氛下,在950℃-1100℃溫度范圍將加工成最終尺寸和形狀的復(fù)合帶處理0.5-2小時,生成立方織構(gòu)復(fù)合Ni基帶材。
全文摘要
一種立方織構(gòu)復(fù)合Ni基帶及其制備方法,涉及一種YBCO涂層導(dǎo)體用的具有較高機械強度的復(fù)合型立方織構(gòu)Ni基帶及其制作方法。其特征在于它由芯部為具有較好室溫和高溫機械特性的Ti、Nb中的一種金屬和覆合在外部的具有立方織構(gòu)的Ni層組成的復(fù)合帶材。制備過程為將金屬Ni緊密包覆選自Ti、Nb的一種金屬組成復(fù)合體,通過大于95%的總冷加工率,加工成帶材,在高真空或高純Ar氣氛下,在950℃-1100℃溫度處理0.5-2小時,生成立方織構(gòu)復(fù)合Ni基帶材。制備的復(fù)合基帶不僅具有很好的立方織構(gòu),而且具有機械強度高,磁性低的特點。
文檔編號C22F1/10GK1546313SQ20031012144
公開日2004年11月17日 申請日期2003年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月17日
發(fā)明者劉春芳, 馮勇, 閻果, 杜社軍, 付保全, 郗衛(wèi), 郝清賓, 紀(jì)平, 劉向宏, 張平祥, 吳曉祖, 周廉 申請人:西北有色金屬研究院
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