鈮鋯系合金超導材料

(Superconducting material of Nb-Zr alloy system)

鈮鋯線是最早的實用超導線，成分範圍為15％～50％Zr，25％～35％Zr的Jc最佳，65％～75％Zr的Hc2最高，典型成分為25％Zr和33％Zr，密度7．2～7．7g／cm2。制備線材的基本工藝流程為：

鈮+鋯--->真空熔鑄--->1200℃熱鍛--->制棒--->拉絲--->熱處理--->鍍銅

鈮鋯合金的硬度高，難加工。拉絲時容易粘模子，所以要套不鏽鋼管。使用線徑為0．025～0．51mm。Jc隨著冷加工度的增加而提高。在600～700℃熱處理有相變發生，能使Jc提高一個數量級。在750℃以上熱處理時會生成高溫相，使Jc明顯降低。

圖1 鈮-25鋯的H-Ic特性(4．2K)

1--Nb-25Zr(supercon，冷拉態)；2—600℃，加熱4min;3—600℃，加熱64min

圖1和圖2分別給出Nb-25Zr的H-Ic特性和不同溫度下的Jc-H曲線。冷軋帶具有明顯的各向異性。例如10％～30％Zr合金，當外磁場由零增加到2．35T時，順著軋制方向的Jc//降低1．5～2倍，而垂直軋制方向的Jc⊥降低20～30倍。冷變形度96％的樣品的Jc//+Jc⊥能大到20～30。冷變形的Nb-25Zr線，經600℃熱處理100h以後，在2．35T下的Jc//=(4～5)×103A/mm2，Jc⊥=2．5×103A/mm2

由於鈮鈦能很好地與銅複合，容易加工，以及有更高的Hc2和Jc，因而取代了鈮鋯超導材料。

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