Nb3Al快热快冷制备技术研究

摘要

超导技术是近40年发展起来的高技术，它在电工、交通、医疗、工业、国防和科学实验等高科技领域都有着重要的现实意义和巨大的发展前景。近年来，随着材料科学的发展，超导材料的性能不断优化，Al5型化合物超导材料Nb3Al得到了广泛的关注。与已经进入实用化的Nb3Sn相比，Nb3Al超导化合物展现了更高的临界温度(Tc)、临界电流密度(Jc)和上临界磁场(Hc2)，并且具有非常好的延展性，但符合化学计量比的Nb3Al化合物是很难合成的。本论文的主要研究内容为利用快热快冷技术制备Nb3Al超导线材的系统的建立以及制备过程中温度测量系统的建立。
　　在制备Nb3Al超导线材的部分，首先对Nb3Al超导化合物进行介绍，对比同属于A15型化合物的Nb3Sn，Nb3Al超导化合物以其较高的临界温度、临界电流密度和临界磁场成为超导材料的研究趋向。本论文所使用的前驱线由西北有色金属研究院超导所提供，经过扫描电子电镜扫描，证明此线为Nb/Al复合线。研究Nb-Al二元合金相图，根据化合物的生成特性设计并制作了一套制备Nb3Al超导线材的真空系统。
　　在温度测量系统的部分，首先系统地论述基于CCD的非接触式测温技术，研究测温原理，利用Visual basic编写计算Nb3Al温度的程序，实现Nb3Al温度的计算。设计了一套基于CCD图像传感器的非接触式测温系统，该系统包括CCD驱动电路，数据采集电路，A/D采集电路，USB输出电路，并且绘制出各部分的电路原理图。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 超导材料的特性

1．1．1 超导材料的超导现象

1．1．2 零电阻特性

1．1．3 迈斯纳效应

1．1．4 临界温度、临界电流和临界磁场

1．1．5 Ⅰ类超导体和Ⅱ类超导体

1．2 Nb3Al超导材料

1．3 Nb3Al超导材料的应用

1．3．1 超导核磁共振成像装置

1．3．2 超导核磁共振波谱仪

1．3．3 核聚变

1．3．4 高能超导加速器

1．4 本论文研究的内容和意义

1．4．1 研究意义

1．4．2 研究内容

第2章 Nb3Al超导线材的制备

2．1 Nb3Al超导线材的制备方法

2．1．1 侵渍-扩散法

2．1．2 固态扩散法

2．1．3 电子束共蒸发合成法

2．1．4 液态淬火法

2．1．5 快热快冷转变法

2．2 快热快冷法制备Nb3Al超导线材原理

2．3 Nb3Al前驱线的制备

2．4 快热快冷制备Nb3Al超导线材

2．4．1 快热快冷制备Nb3Al超导线材的设备

2．4．2 系统的相关数据的计算

2．5 装置真空环境的检测

2．6 本章小结

第3章 CCD测温原理

3．1 温度测量方法简述

3．2 热辐射测温原理

3．2．1 光谱辐射学的基本概念与热辐射定律

3．2．2 颜色匹配

3．2．3 CIE标准色度系统

3．3 CCD测温原理

3．3．1 信号电荷的产生

3．3．2 信号电荷的转移

3．3．3 信号电荷的输出

3．4 被测温度与CCD输出信号的关系

3．5 本章小结

第4章 测温系统的建立

4．1 测温系统的构成

4．2 测温系统中的镜头

4．3 测温系统中的彩色CCD

4．3．1 器件的基本结构

4．3．2 CCD驱动电路设计

4．4 基于USB的高速数据采集电路设计

4．4．1 数据采集电路芯片

4．4．2 A／D转换

4．4．3 USB输出

4．5 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢