[发明专利]一种低成本高立方织构含量镍基带的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低成本、高立方织构含量镍基带的制备方法，属于高温超导涂层导体金属基带技术领域。

 

背景技术

随着人们的深入研究发现，以YBCO为代表的第二代高温超导涂层导体有着优越的性能，特别是其在强电领域有着广泛的应用前景。制备高性能的金属基带是制备高性能涂层导体的重要保障。只有在高立方织构含量金属基带上通过外延生长方式沉积过渡层与超导层才可获得高临界电流密度的涂层导体，因此作为涂层导体的基带材料必须要容易获得高的立方织构含量。目前，研究最为广泛的基带材料是Ni及NiW合金基带。但是，随着合金元素W含量的增加，合金的层错能逐渐降低，使得该合金在变形过程中的变形机制发生改变，导致了变形态织构的变化，最终导致退火后的再结晶织构发生明显变化，基带中立方织构的形成变得十分困难，不易获得强的立方织构。目前，制备双轴织构镍基带最常用的方法是轧制辅助双轴织构基带（RABiTS）方法，该方法是将金属镍基带冷轧变形到一定的变形量（95%以上），然后再在较高的温度下退火，即可使镍基带获得较强的立方织构。通常，只有冷轧很大形变量（95%以上）并且在高温下（1200℃以上）退火时Ni及Ni合金基带才能得到较强的立方织构。又如CN1057136C公开的“一种立方织构镍基带的制造方法”，涉及一种制造外延生长高临界电流密度的YBCO超导厚膜的基带用材及其制造方法，包括如下步骤：a.采用电子轰击区熔法提纯镍锭，使其纯度大于99.99％；b.在氢气保护下加热，锻造制成坯料；c.将坯料表面清洗后退火；d.将坯料进行定向轧制，加工率大于95％；e.清洗后真空退火，退火温度为950℃～1000℃，退火时间为5～15 小时；f.在真空中冷却室温。采用定向轧制方法，其加工率大于95%。采用本发明的方法制造的立方织构镍基带具有单一的{100}<001>织构,晶体(100)面平行于轧面,晶体的<100>方向平行于轧向,(002)X射线衍射的FWHM(半高宽)为5.2°,可满足外延生长YBCO超导厚膜的需要。

由于上述方法需要很高的定向轧制加工率和退火温度，生产成本较高；另外，当W含量大于5%后，即使采用RABiTS方法也很难获得较高立方织构含量的基带。因此，如何采用低成本的方法获得高立方织构含量的镍基带是当前面临的一个难题。

 

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提出一种在较低温度下制备高立方织构含量的镍基带的方法，能够制备出具有极强{100}<001>立方织构的镍基带，以满足在此类基带上制备缓冲层及高温超导涂层导体的需要。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种低成本高立方织构含量镍基带的制备方法，包括如下工艺步骤：

1） 将金属纯镍或镍钨合金以3%～10%的道次压下量进行冷轧，总压下量为80%～90%；

2） 将步骤1）制备的金属镍带在Ar+4%H₂保护气氛下，以600℃～900℃进行再结晶退火，退火时间为30～60 min，获得初始立方织构含量的带材；

3） 将步骤2）制备的带材以3%～10%的道次压下量进行冷轧，总压下量为95%～98%；

4） 将步骤3）制备的带材在Ar+4%H₂保护气氛下，以700℃～900℃进行再结晶退火，退火时间为30～60min，得到高立方织构含量的镍基带。

进一步，所述冷轧采用单向轧制，避免更换轧制方向使立方织构发生漫射，降低立方织构的质量，表现为ω扫描和φ扫描半高宽值增大。

进一步，轧制过程中的道次压下量控制在10%以下。在轧制过程中，道次的增加、道次压下量的减小使所有的晶粒都受到轧制力的作用，参与转变过程，使基带形变均匀不会产生应力集中，有利于轧制织构即C和S织构组分的形成和强化，而C和S织构组分对于在退火过程中形成强立方织构起决定性作用。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：