论文摘要
YBa2Cu3O7-δ(YBCO)涂层导体具有交流损耗低、性价比高以及在磁场下载流能力强等优点,在工业上具有广阔的应用前景。目前,低成本、高性能的YBCO涂层导体制备技术已成为国际实用化高温超导材料的研究重点。由于涂层导体基带层的特性(如:织构、表面粗糙度等)直接决定了阻隔层的特性,进而影响到YBCO层的超导性能。因此,制备具有锐利立方织构和高质量表面的金属基带是涂层导体制备技术的关键核心技术之一。总结文献发现,Ni-5at.%W合金是目前最理想的基带材料;从低成本、规模化生产角度考虑,轧制辅助双轴织构(RABiTS)工艺是最具产业化前景的基带制备技术。因此,本论文开展了采用RABiTS技术制备Ni-5at.%W合金基带的研究。利用表面宏观和显微观察、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及电子背散射衍射(EBSD)等分析手段对金属所形成的表面形貌、晶体取向等方面进行了研究,通过所获得的结果对基带的制备工艺进行了优化和改进。本文以纯度为99.9%的Ni粉和纯度为99.99%的W粉为原材料,采用粉末冶金与中频感应炉二次熔炼相结合的方法制备Ni-5at.%W合金锭,经旋锻和拉拔成为φ3.83的棒材,再大变形量冷轧为80μm厚的带材。通过对轧制工艺的研究发现,总加工率(变形程度)和道次压下率对立方织构的形成具有重要的影响。总加工率越大,β取向线密度越大,越有利于再结晶退火后形成锐利的立方织构;道次压下率越小越有利于单向变形,在保持轧制均匀变形时,越有利于锐利立方织构的形成,实验显示道次压下率5%为最佳值;由于有效总加工率低而使得经中间退火的样品没有获得锐利的立方织构。再结晶退火工艺也是影响基带织构形成的重要因素。退火温度对最终再结晶织构的形成有很大影响。温度越高,越有利于锐利立方织构的形成,在高温1300℃再结晶退火1h后,获得了立方织构分数高达99.8%(偏离立方织构{001}<100>8°范围内)的基带。这种影响不仅体现在立方织构分数的多少上,而且还影响着再结晶速度的快慢以及取向和分布;基带初始再结晶完成后,退火时间对立方织构和显微组织的影响不大;升温速率在≤6℃/min范围时,形成了锐利立方织构,但≥6℃/min时,影响立方织构的形成;通过优化两步退火工艺(TSA)获得了锐利的立方织构,但并不比上述一步退火具有更明显的优势。因此,通过对Ni-5at.%W合金锭的制备工艺、轧制工艺以及再结晶退火工艺的研究发现,采用粉末冶金与中频感应炉二次熔炼相结合制备Ni-5at.%W合金锭,经旋锻、拉拔为棒材,再经大变形量(~96%)冷轧为最终带材,随后在高温1300℃再结晶退火1h (Ar4H2气氛),可以获得立方织构分数高达99.8%的基带。