[发明专利]高温超导涂层导体用的康铜合金基带

说明书

技术领域

本发明涉及一种无磁性、高电导的高温超导涂层导体用的康铜合金基带及其制备方法，属高电导金属合金材料制备工艺技术领域。

背景技术

高温超导涂层导体技术是在金属基底上辅以缓冲层生长双轴织构的YBa₂Cu₃O_7-x(YBCO)超导薄膜，以获得液氮温区高的、无损耗的超导载流能力。实现双轴织构是高温超导涂层导体的最关键技术，人们已发展了多个方法，其中在双轴织构的多晶金属带材上外延生长缓冲层，进而外延生长获得双轴织构的YBCO超导层是适于长带制备的常用技术。涂层导体用金属基体不仅要求材料易于形成良好的双轴织构，而且还要有较低的磁性和高的电导，其中低的磁性能够降低导线应用中的交流损耗，高的电导能够为导线提供失超保护。在以往大部分的工作主要集中在对纯镍以及微量参杂钨、锰、铬的镍基合金基带的研究上，其中适量掺杂的镍基合金在不显著降低材料织构的前提下，不仅克服了纯镍退火后机械性能聚降的缺点，而且大幅度地降低了镍的磁性。目前应用最广泛应用的涂层导体基带是Ni-5wt％W。然而它在高温超导的应用温度区仍然具有铁磁性，存在一定的交流损耗，从而限制了在交流传输中的应用。本发明提出了一种无磁性、高电导、能够形成高度立方织构的康铜合金基带及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种无磁性、高电导、具有双轴织构或立方组织结构的康铜合金基带以及其制备方法。该具有高度立方织构的康铜合金能够满足在此合金基带上外延生长YBCO(YBa₂Cu₃O_7-x)高温超导薄膜的需要。

本发明一种高温超导涂层导体用的康铜合金基带，该合金基带的化学成分及其重量百分比如下：

Cu 50～60％，Ni 38～48％，Mn 1～5％。

本发明一种高温超导涂层导体用的康铜合金基带的制备方法，其特征在于具有以下的工艺过程和步骤：

a.首先按上述化学成分配方行配料，采用高纯度的铜、镍、锰金属粉料；按传统常规的熔炼工艺进行熔炼，经过熔炼铸造形成铸锭；随后将铸锭经过锻造、压延形成坯锭。

b.将上述坯锭在500℃温度下，在Ar+4％Hz的混合气氛下进行30～60分钟的退火处理；

c.然后进行轧制，道次的轧制变形量为5～10％；总变形量为96～98％；得到厚度约为0.1mm的合金基带；

d.将上述合金基带再用丙酮、酒精进行超声波情洗，以除去油污；然后在Ar+4％Hz的混合气氛下进行退火，退火温度为700～1000℃，退火时间为30～90分钟，最后获得高温超导涂层导体适用的具有双轴织构的康铜合金基带。

本发明方法制得的康铜合金基带的特点如下：

本发明的合金基带材料其居里温度可低达20K左右，液氮温区(77K)表现为顺磁性；而此温度下的纯镍及常用的涂层导体基带Ni-5wt％W均表现为铁磁性。本发明的康铜个在77K下的电阻率可小至1～7.5×10^-9Ω·m，与铜相仿，其电导性能优越于纯镍和其他镍基合金。

附图说明

图1为本发明方法制得的康铜合金基带的X射线衍射(XRD)图。

图2为本发明方法制得的康铜合金基带1000℃退火处理(111)面角度扫描的半高宽图。

图3为本发明方法制得的康铜合金基带1000℃退火处理(111)面ω角度扫描的半高宽图。

图4为本发明方法制得的康铜合金基带的磁化强度和温度的关系曲线图。

图5为本发明方法制得的康铜合金基带的电阻率和温度的关系曲线图。

具体实施方式

现将本发明的具体实施例叙述于后。

实施例1

本实施例中采用高纯度的铜、镍、锰金粉料为原料。

所用铜、镍、锰金属粉料的重量百分配比为：Cu 60％，Ni 38％，Mn 2％。

本实施例中，康铜合金基带的制备过程和步骤如下：

(1)按上述化学成分配方进行配料，称取铜粉600g，镍粉380g和锰粉20g，配成混合料；按传统常规的熔炼工艺进行熔炼，经过熔炼铸造形成铸锭；随后将铸锭经过锻造、压延形成坯锭。

(2)将上述坯锭在500℃温度下，在Ar+4％Hz的混合气氛下进行50分钟退火处理；

(3)然后进行轧制，道次的轧制变形量为5％，总变形量为98％；得到厚度为0.1mm的合金基带；