高温超导线材的制作工艺(05-4-28)
【南方电缆网】高温超导在强电领域中的应用,通常要加工成由超导体和正常金属构成的多丝复合线或带。但是,高Tc氧化物
超导体无法直接拉成细丝,一般采用特殊工艺将高温超导体拉拔成丝或轧成薄带。
1. OPIT法将超导粉末填充到正常金属管内,拉拔成丝或轧成薄带。然后在800~900℃下热处理10~100小时,并在惰性气体内冷却
。例如,Ag 套管填充Bi 系氧化物粉末(Oxide Powder in Tube-OPIT 法或简称PIT法)制成的Ag
套管Bi系超导线/带材。其工艺示
意图如下:

用PIT 方法制作的高温超导线材称为第一代高温超导导线
2.Coated Conductor这是为发展稀土族高温超导线材为目的的高温超导线材工艺。这个工艺的原理是在金属带状基底上镀以超导浆
液,然后将镀后的复合线绕成线圈,再缓慢加热至930℃,保温16~40小时,并在氧气中冷却,以便进行含氧量的控制。最近以Ni或
Ni合金为基底,选用适当的隔离层,用薄膜技术制备Y系123相厚膜的工作有很大进展。其中利用IBAD
法、RABiTS法制备的Y系123相
厚膜技术最为显著。1) IBAD技术利用IBAD(Ion-Beam-Assisted Deposition)技术,首先在Ni基底上制备双轴织构的YSZ隔离层,
然后用PLA(Pulsed Laser Ablation)法,在隔离层上制取双轴织构的高临界电流密度Y123超导厚膜。其工艺示意图如下:

2) RABiTS技术首先利用RABiTS(Rolling Assisted Biaxially
Textured Substrates)技术获得高质量的双轴织构的Ni基底,然
后用激光融蚀法在Ni基底上沉积Pd和CeO2膜,再在CeO2膜上外延YSZ和高临界电流密度Y123超导厚膜。其工艺示意图如下:
Coated Conductor 被称为第二代高温超导导线。Y123 Coated Conductor具有Buffer
Layer结构,其临界电流主要受夹在多晶耐热
合金带和全轴取向超导层(YBCO)之间的中间层特性的影响。日本藤仓公司利用IBAD 法对中间层进行改进,研制出长30m,临界电
流密度为810,000A/cm2 的Y123相超导线材。这标志着高温超导线材实用化的研究又向前迈进了一步。(五木译)