[发明专利]一种提高YBCO超导体用Ni9.3W基带立方织构含量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高YBCO超导体用Ni9.3W基带立方织构含量 的方法，属于YBCO超导体用织构基带制备技术领域。

背景技术

压延辅助双轴织构(RABiTS)技术以其低成本、运用前景广的 优势成为制备涂层导体(YBCO)的主流技术。对于RABiTS基带而言，需要 强立方织构、高屈服强度、无铁磁性。Ni5W合金基带由于易获得立方织构而 受到研究人员的青睐。目前，Ni5W合金基带已经被广泛应用于YBCO涂层 导体的制备，且已经实现了产业化生产，但由于Ni5W合金基带在液氮温区 仍有铁磁性，在交流电应用中会造成磁滞损耗，另外，其屈服强度不是很高， 不能满足YBCO涂层导体进一步广泛应用的需求。而Ni9.3W合金基带以高 屈服强度、无铁磁性成为最有前景的织构基带材料之一。但由于其层错能的 降低，很难通过传统的制备方法获得高立方织构。为了获得高立方织构，科 研人员尝试从材料制备的源头解决问题，采用有别于传统的熔炼工艺即粉末 冶金路线制备初始坯锭，以使初始坯锭致密性高，杂质元素少，晶粒尺寸细 小。专利CN101249607采用粉末冶金法中的冷等静压技术制备涂层导体用高 钨合金基带，研究也表明，采用此方法确实有效改善了高钨基带立方织构含 量(已超过90％)，但YBCO涂层导体对基板有着强立方织构的刚需，因此 继续提高其立方织构是深入研究的重点。另外，专利CN102500638A采用轧 制间热处理方法缓解高钨基带加工硬化，优化轧制织构，以获得高立方织构， 这也得到了众多研究成果的核实，但其立方织构含量同样需要更进一步提高。 因此，如何稳定获得高立方织构Ni9.3W基带一直以来都是织构基带研究的重 要方向和巨大挑战。本发明即是针对提高Ni9.3W合金基带立方织构含量而设 计的，通过多种改善方法融为一体，从而获得高立方织构含量。

发明内容

本发明旨在通过多种立方织构改善方法的组合，以提高Ni9.3W 基带立方织构含量，从而为今后制备强立方织构Ni9.3W合金基带提供参考。

本发明采用粉末冶金制坯+轧制间热处理的组合方法提高 Ni9.3W基带的立方织构含量。在坯锭制备阶段采用粉末冶金中先进的放电等 离子烧结技术，这相比传统的真空感应熔炼制坯能使材料致密性提高、杂质 元素少、晶粒细小，而且相比粉末冶金中的冷等静压技术，放电等离子技术 具有升温速率快，烧结过程短等优点。烧结过程中，粉末颗粒之间存在大的 接触电阻使电流通过粉体表面时自发产生大量的热，促进了坯锭致密性的提 高，是一种先进的粉末冶金技术。通过轧制间热处理以缓解在轧制过程中的 加工硬化，这主要是基于Ni9.3W合金在塑性变形过程中易发生孪生的特性， 因此必须对其进行热处理回复以缓解加工硬化，为后续进一步的轧制变形打 下滑移变形的基础。这种热处理可以减少加工硬化的发生，抑制孪生、剪切 等不均匀变形方式的发生，使更多晶粒倾向于转向有利于立方织构形成的铜 型轧制织构取向，最终获得高立方织构。具体工艺步骤如下：

(1)粉末冶金制坯

将Ni粉和W粉按照原子百分比为90.7:9.3配置成混合粉末，作为 原料；在通有氩气氛保护的玛瑙球磨罐中经100～200rpm球磨2～6h，获得混 合均匀的粉末；将球磨得到的混合粉末装入石墨模具中，用压力机预压静置 1～2h后采用放电等离子技术进行烧结，预压压力为5～10MPa,烧结过程始终保 持恒压25～35MPa，以80～100℃/min升温至840～860℃保温4～6min后随 炉冷却；将所得原始坯锭在1000～1200℃进行均匀化退火15～24h，继而 经1000～1200℃热轧后获得初始坯锭；

(2)轧制中间热处理