《表1 时效热处理工艺设计》

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《新型时效热处理工艺对多芯NbTi超导线材微观组织和临界电流密度的影响》

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Gotoda等人的研究表明[3-6]，对于单芯NbTi线材，如果最后一次时效热处理温度较高，时效时间足够长（通常大于40 h），短时低温预时效对Jc的提高非常有效，并且在实验室条件下，采用这种思路的实验方案可使单芯NbTi线材的Jc提高到3500 A/mm2。这种思路的基本原理是：在较大的预应变以后，将线材进行短时间时效热处理，目的是形成大量的α核心，这些α相的尺寸非常细小，处于刚刚形核的状态，而且数量非常巨大。之后再将线材在高温下多次时效热处理，形成更多体积分数的α析出相，特别是在最后一次热处理中，时间需要足够长。最后在比较大的最终应变下使α相变得非常细小，且α相之间的距离刚好合适，最终大幅度提高临界电流密度。采用这种思路对本实验中制备的多芯复合线进行了热处理，热处理方案如表1中的方案3所示。该种方案中预应变为6.25，预时效热处理次数为2次，高温时效热处理次数为3次，最后一次时效热处理时间长达80 h，最终应变为5.1。经过该时效热处理制度后，样品Jc高达3208 A/mm2(5 T&4.2 K）。同时测试了采用普通时效热处理制度（分别为2#工艺“350℃/40 h/4次”和3#工艺“300℃/40 h/4次”）的线材Jc，分别仅为2730和2450 A/mm2(5 T&4.2 K）。如图3所示，“短时预时效热处理+高温长时间时效热处理”工艺可显著提高线材Jc，较普通热处理工艺线材提高近17.5%。