ขั้นตอนการเตรียมโลหะผสมไนโอเบียม-ไทเทเนียมยิ่งยวด:
การถลุงโลหะผสม: อัตราส่วนที่เหมาะสมประกอบด้วย 46%–50% Ti (โดยมวล)
วัสดุที่ทำให้คงตัวแบบหุ้ม: เส้นใย NbTi ถูกฝังอยู่ในทองแดงอิสระที่มีออกซิเจน{0}}นำไฟฟ้าสูงหรือ-อลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง
การออกแบบคอมโพสิตหลาย-: ออกแบบตามข้อกำหนดพารามิเตอร์ของลวดตัวนำยิ่งยวดสำเร็จรูป
ข้อดีและคุณลักษณะของอัลลอยด์ตัวนำยิ่งยวดของไนโอเบียม-ไทเทเนียม:
ความเป็นพลาสติกในการประมวลผลที่ดีเยี่ยม: ลวดคอมโพสิตหลาย-สามารถผลิตได้ผ่านกระบวนการถลุงแบบดั้งเดิม
ความแข็งแรงเชิงกลสูง: ความแข็งแรงของผลผลิตใกล้เคียงกับเหล็ก
ต้นทุนต่ำ: ต้นทุนวัตถุดิบและการผลิตต่ำกว่าวัสดุตัวนำยิ่งยวดอื่นๆ มาก
ประสิทธิภาพการประมวลผลของอัลลอยด์ตัวนำยิ่งยวด-ไทเทเนียมของไนโอเบียม
โลหะผสมตัวนำยิ่งยวด-ไทเทเนียมของไนโอเบียมมีความสามารถในการแปรรูปที่ดีเยี่ยม โดยมีข้อได้เปรียบหลักอยู่ที่ความเป็นพลาสติกในกระบวนการผลิตที่เหนือกว่า พวกเขาสามารถผลิตเป็นสายไฟและแถบตัวนำยิ่งยวดได้โดยใช้กระบวนการถลุง การตัดเฉือน และการบำบัดความร้อนแบบดั้งเดิม ซึ่งตอบสนองความต้องการของการผลิตทางอุตสาหกรรมขนาดใหญ่-
ความสามารถในการแปรรูปที่ดีเยี่ยม: อัลลอยด์ตัวนำยิ่งยวด-ไทเทเนียมของไนโอเบียมมีความเป็นพลาสติกในกระบวนการผลิตที่ดีเยี่ยม ทำให้สามารถผลิตเป็นสายไฟและแถบที่เป็นตัวนำยิ่งยวดได้โดยใช้กระบวนการถลุง การตัดเฉือน และการบำบัดความร้อนแบบดั้งเดิม ความสามารถในการขึ้นรูปที่เหนือกว่านี้ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการผลิตวัสดุตัวนำยิ่งยวดในระดับอุตสาหกรรมขนาดใหญ่-
กระบวนการทำงานเย็นและการบำบัดความร้อน:ในระหว่างการประมวลผล อัลลอยด์ตัวนำยิ่งยวด-ไทเทเนียมของไนโอเบียมต้องใช้กระบวนการทำงานเย็นขนาดใหญ่หลายขั้นตอนและการบำบัดความร้อนด้วยอุณหภูมิต่ำ-เพื่อให้ได้จุดศูนย์กลางการปักหมุดที่มีประสิทธิภาพเพียงพอ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของวัสดุตัวนำยิ่งยวด การลดพื้นที่ที่เพิ่มขึ้นในระหว่างการทำงานเย็นจะลดความกว้างของย่านความถี่ย่อย และเพิ่มความหนาแน่นของย่านความถี่ย่อย ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความหนาแน่นกระแสวิกฤติ
การเตรียมวัสดุคอมโพสิตที่มีแกนหลาย-:เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของตัวนำยิ่งยวด ทองแดงบริสุทธิ์ อลูมิเนียมบริสุทธิ์ หรือโลหะผสมทองแดง-มักถูกใช้เป็นวัสดุเมทริกซ์ โดยนำแกนละเอียด Nb-Ti หลายเส้นมารวมกันเพื่อสร้างวัสดุตัวนำยิ่งยวดหลายแกน- โครงสร้างคอมโพสิตแบบมัลติ-นี้ช่วยปรับปรุงความสามารถในการขนส่งในปัจจุบันและความเสถียรทางแม่เหล็กไฟฟ้าของวัสดุตัวนำยิ่งยวดได้อย่างมาก
ข้อได้เปรียบในการประมวลผลของโลหะผสมแบบไตรภาค: ขึ้นอยู่กับโลหะผสมที่มีตัวนำยิ่งยวดของไนโอเบียม-ไทเทเนียม โลหะผสมแบบไตรภาคที่เกิดขึ้นจากการเติมองค์ประกอบต่างๆ เช่น แทนทาลัมและเซอร์โคเนียม (เช่น Nb-Ti-Ta) มีประสิทธิภาพในการประมวลผลที่ดีกว่า แม้ว่าจะลดพื้นที่ลง 99% แต่ก็ไม่จำเป็นต้องมีการอบอ่อนระดับกลาง สิ่งนี้ทำให้เทคโนโลยีการประมวลผลง่ายขึ้นและปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต
การก่อตัวของไนโอเบียม-โลหะผสมตัวนำยิ่งยวดของไทเทเนียม
การประมวลผลอัลลอยด์ตัวนำยิ่งยวด-ไทเทเนียมของไนโอเบียมเป็นกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่มีมาตรฐานสูงหลาย-ขั้นตอน ซึ่งจะเปลี่ยนแท่งโลหะผสมดิบให้เป็นสายไฟตัวนำยิ่งยวดที่มีสมรรถนะสูง-และมีความเสถียรสูง วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อให้เกิดการกระจายตัวที่สม่ำเสมอ การเคลือบที่เสถียร และความหนาแน่นกระแสวิกฤติที่เป็นเลิศของเส้นใย NbTi ขั้นตอนเฉพาะมีดังนี้:
1. การหลอมโลหะผสมและการหล่อลิ่ม: การใช้การหลอมอาร์คสุญญากาศ (VAR) หรือการหลอมด้วยลำแสงอิเล็กตรอน (EBM) โลหะไนโอเบียม (Nb) และไทเทเนียม (Ti) ที่มีความบริสุทธิ์สูง-จะถูกหลอมอย่างแม่นยำที่อัตราส่วนมวล 46%–50% Ti ในบรรยากาศสุญญากาศสูงหรือบรรยากาศเฉื่อย กระบวนการหลอมจะต้องทำซ้ำ 3-5 ครั้งเพื่อกำจัดการแยกส่วนประกอบ และได้รับแท่งโลหะผสม NbTi ที่มีความหนาแน่นเป็นเนื้อเดียวกันและหนาแน่น ในระหว่างขั้นตอนนี้ เนื้อหาขององค์ประกอบคั่นระหว่างหน้า เช่น ออกซิเจน ไนโตรเจน และคาร์บอน จะถูกควบคุมอย่างเข้มงวดเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบต่อประสิทธิภาพของตัวนำยิ่งยวด
2. การทำงานแบบร้อนและการเตรียมเหล็กแท่ง: แท่งโลหะจะถูก-อัดขึ้นรูปหรือหลอมร้อน-ที่อุณหภูมิสูง (ประมาณ 1,000–1200 องศา ) เพื่อทำให้แท่งโลหะเปลี่ยนรูปด้วยพลาสติก ทำลายโครงสร้างที่หล่อ- และขัดเกลาเมล็ดเพื่อให้ได้แท่งหรือแท่งเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางสม่ำเสมอ ขั้นตอนนี้ช่วยปรับปรุงความเป็นพลาสติกและความสม่ำเสมอทางกลของวัสดุได้อย่างมาก โดยวางรากฐานสำหรับการทำงานเย็นในภายหลัง
3. การเคลือบผิวและการประกอบชั้นกั้น: แถบ NbTi ถูกรวมเข้ากับทองแดงอิสระ-ทองแดง (OFC) หรืออลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง-เป็นวัสดุหุ้มที่มีความเสถียร ในขณะเดียวกัน ชั้นกั้นไนโอเบียม (Nb) จะถูกวางไว้ล่วงหน้า-บนพื้นผิวด้านนอกของแท่ง NbTi ชั้นกั้นนี้ป้องกันการก่อตัวของสารประกอบอินเตอร์เมทัลลิกที่เปราะ (เช่น TiCu₄) ระหว่าง NbTi และทองแดงที่อุณหภูมิสูง หลีกเลี่ยงการแตกหักของแกนระหว่างการวาดลวด หลังการประกอบ จะปิดผนึกไว้ในแผ่นหุ้มเหล็ก โดยสร้าง "NbTi–Nb–Cu" โครงสร้างคอมโพสิตสาม-ชั้น. 4. การออกแบบคอมโพสิตแบบหลาย-แกนและการอัดขึ้นรูปร้อน: ขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางลวดเป้าหมาย อัตราส่วนทองแดง (Cu/NbTi) และข้อกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางแกน แท่งคอมโพสิตหลายอันจะถูกจัดเรียงด้านข้าง-ต่อ- และห่อหุ้มอีกครั้งในเปลือกด้านนอกสำหรับการอัดขึ้นรูปร้อน ก่อตัวเป็นคอมโพสิตหลาย-ที่มีเส้นใย NbTi นับแสนถึงหลายพันเส้น กระบวนการนี้ทำให้มีการกระจายเส้นใยที่สม่ำเสมอและการยึดเกาะระหว่างผิวหน้าที่แน่นหนา
5. การดึงเย็นและการหลอมขั้นกลาง: ด้วยการผ่านการวาดเย็นหลายครั้ง (การลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางด้วยแม่พิมพ์ที่อุณหภูมิห้อง) คอมโพสิตจะค่อยๆ ถูกดึงเป็นลวดละเอียด (เส้นผ่านศูนย์กลางลดลงเหลือ 0.1–0.5 มม.) การลดพื้นที่ต่อการผ่านสามารถเข้าถึง 10%–20% และอัตราการเสียรูปทั้งหมดอาจเกิน 90% หลังจากการวาดรูป การอบอ่อนด้วยอุณหภูมิต่ำ- (ประมาณ 600–700 องศา , หลายชั่วโมง) จะต้องตกตะกอนศูนย์ปักหมุดระดับนาโน เพิ่มความหนาแน่นกระแสวิกฤต (Jc) และกำจัดการแข็งตัวของงาน
6. การอบชุบและการปรับรูปร่างด้วยความร้อนขั้นสุดท้าย หลังจากการวาดรูป กระบวนการหลอมขั้นสุดท้าย (โดยทั่วไปอยู่ที่ 500–600 องศา ) จะดำเนินการเพื่อทำให้โครงสร้างจุลภาคมีความเสถียรและปรับโครงสร้างเฟสของตัวนำยิ่งยวดให้เหมาะสม ต่อจากนั้น สามารถดำเนินการพันเกลียว ถักเปีย หรือสร้างตัวนำกลวงเพื่อสร้างรูปแบบผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่เหมาะสำหรับแม่เหล็กหรือสายเคเบิล กระบวนการทั้งหมดไม่จำเป็นต้องใช้เทคนิคการสะสมที่ซับซ้อนซึ่งจำเป็นสำหรับตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูง- และสามารถปรับขนาดได้สูง
คำถามที่พบบ่อย
01.คุณช่วยระบุพารามิเตอร์โดยละเอียดสำหรับการประมวลผลอัลลอยด์ตัวนำยิ่งยวดของไนโอเบียม-ได้ไหม
วิธีการหลอม: การหลอมอาร์คสุญญากาศ (VAR) หรือการหลอมลำแสงอิเล็กตรอน (EBM)
ส่วนประกอบโลหะผสม: ปริมาณไทเทเนียม (Ti) 46%–50% (เศษส่วนมวล) เกรดทั่วไปคือ NbTi47 (Ti 47%)
การควบคุมบรรยากาศ: สภาพแวดล้อมสุญญากาศสูง (<10⁻³ Pa) or high-purity argon protection, strictly controlling the content of interstitial elements such as oxygen, nitrogen, and carbon (total impurities < 50 ppm)
จำนวนครั้งในการหลอม: การหลอมซ้ำ 3-5 ครั้งเพื่อขจัดการแยกส่วนและได้แท่งโลหะที่มีความหนาแน่นและสม่ำเสมอ
02.ราคาตลาดของโลหะผสมไนโอเบียม-ที่เป็นตัวนำยิ่งยวดของไทเทเนียมคือเท่าไร
03.ข้อมูลจำเพาะด้านประสิทธิภาพของสายไฟตัวนำยิ่งยวด-ไทเทเนียมไนโอเบียมที่คุณผลิตมีอะไรบ้าง
เส้นผ่านศูนย์กลางของขดลวด: จำเป็นต้องควบคุมภายในช่วง 3–8 μm เครื่องเร่งความเร็วขนาดใหญ่ (เช่น LHC) ได้นำเส้นใยที่มีขนาดต่ำกว่า 5 μm มาใช้เพื่อเพิ่มความหนาแน่นกระแสวิกฤติ
ความหนาแน่นกระแสวิกฤติ (Jc): ภายใต้สนามแม่เหล็ก 4.2 K และ 8 T Jc จำเป็นต้องถึง 6–8 kA/mm² อย่างเสถียร (ค่าปกติในพื้นที่ทองแดงที่ไม่ใช่-) โดยมีความแปรผันของแบทช์-ถึง-น้อยกว่า ±5%
อัตราส่วนทองแดง (Cu/NbTi): ช่วงโดยทั่วไปคือ 2–5 (อัตราส่วนปริมาตร) ซึ่งจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความสมดุลสำหรับการรักษาเสถียรภาพและการนำความร้อนในมาตรฐาน IEC 61788-5
ความคลาดเคลื่อนของเส้นผ่านศูนย์กลางของลวด: ต้องควบคุมความคลาดเคลื่อนของเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดสุดท้ายภายใน ± 1% เพื่อให้แน่ใจถึงความสม่ำเสมอของขดลวดแม่เหล็กและการกระจายของความเค้นเชิงกล
04.ผลิตภัณฑ์ของคุณตรงตามมาตรฐานสากลหรือไม่?
EC 61788-5:2013: ระบุวิธีการวัดอัตราส่วนทองแดง (RCu,m) ของสายไฟตัวนำยิ่งยวด การทดสอบคุณสมบัติแรงดึง (ASTM B899) และความคลาดเคลื่อนของขนาด ซึ่งเป็นไปตามพื้นฐานทางกฎหมายสำหรับการยอมรับ
ASTM B899: ตรงตามข้อกำหนดคุณสมบัติเชิงกล (ความต้านทานแรงดึง การยืดตัว) สำหรับแท่งเหล็กแท่ง แท่ง และสายไฟโลหะผสมไทเทเนียม-
ISO 9001: เราได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO 9001 และจัดทำเอกสารการตรวจสอบย้อนกลับเป็นชุดที่สมบูรณ์ (หมายเลขเตาหลอม บัตรผ่านการวาด บันทึกการหลอม)
ป้ายกำกับยอดนิยม: ไนโอเบียม-โลหะผสมตัวนำยิ่งยวดของไทเทเนียม ประเทศจีน โลหะผสมไนโอเบียม-ของตัวนำยิ่งยวดของไทเทเนียม ซัพพลายเออร์ โรงงาน
