补充资料：多芯铌三锡组织结构

多芯铌三锡组织结构
microstructure of multifilamentary Nb_3Sn wire

　　多芯妮三锡组织结构mierostrueture ofmultifilamentary Nb3Sn wire多芯实用复合导体中拢三锡(Nbssn)层和Nb3Sn晶粒的形貌、尺寸、元素分布以及各种冶金和晶体缺陷的特征。超导体的综合性能指标—临界电流密度丈与Nb3Sn组织结构的关系十分密切。基于使用条件对电磁和机械性能要求的考虑，多芯Nb3Sn超导体一般由配置和体积比各异的多股Nb芯、Sn源材料、 Nb3Sn层和正常态金属构成。其中，Nb3Sn为超导电流的有效载体。青铜法、内锡法是制备Nb3Sn多芯导体最广泛采用的方法(见青铜法祝三锡线材和内锡法妮三锡线材)。青铜法Nbasn的基本组织特征有一定变化规律，可根据这些规律优化Nb3Sn的组织结构。 基本特征实用多芯导体横截面多为圆形或矩形，包含有数百、甚至数十万根Nb一Nbasn芯丝;芯丝直径数微米到数十纳米，每根Nb芯周围Nb3Sn层的组织结构随制备工艺而定。层厚和热处理时间t遵循tm的指数关系。指数m视Sn源浓度、Nb芯排列状态和热处理温度而定。对于低Sn浓度(3 .36一4.49at%)，m约为0.5;对于高Sn浓度(6.85一7.50at%)，m超过0.5。青铜法Nb3Sn层中的晶粒具有复杂的形貌，并在层的厚度方向上存在着Sn的浓度分布梯度(见图)。在靠近残存妮芯处，为向外放射的柱状晶，长宽比在2到5之间;层的中部为细小的等轴晶，直径大至相当于柱状晶的短轴;靠近锡源材料(青铜)一侧，为形状不规则的粗晶，平均直径为中部等轴晶的5~10倍。横跨层的厚度方向，Sn的浓度呈单调下降分布，柱状晶贫柱状晶等轴细晶粗晶A{几N bs.1扩散层aNb3Sn层中的晶粒形貌 bNb3Sn层中Sn的浓度分布 青铜法Nb3Sn层结构示意图Sn，粗晶层为富Sn区，中部等轴晶层接近Nb3Sn的化学计量，层中Sn的最大浓度差为6一10at%。 与超导电性的关系Nb3Sn层的化学计量比、晶粒尺寸以及来自复合导体中不同材料间热收缩产生的残余应力等因素制约着超导体的临界特性，特别是临界电流密度。已确切证实，导体负载超导电流的大小与Nb3Sn层的体积分数成正比;在4 .2K和低于6T的外磁场中，Jc反比于Nb3Sn的平均晶粒直径，大约在晶粒直径为80nm时达到一个最大值，然后随直径的减小迅速下降;在4.2K，16T以上的高场中，上述反比关系一直可维持到30一劝nm的晶粒直径。这一事实与晶界是Nb3Sn中主要的有效磁通钉扎中心，并且以面钉扎的方式贡献丈的假设和相应的理论预言结果十分吻合。 包括Nb，Sn在内的大多数A一15结构超导体(见A一15超导体)的临界温度天，对成分配比非常敏感，对理想组分的偏离会导致天急剧下降。

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