[发明专利]一种制备涂层导体用高钨合金基带的方法

说明书

一种制备涂层导体用高钨合金基带的方法属于金属加工技术领域。清洗Ni5W(W元素的含量＝5at.％)合金基带后，采用物理或化学的方法在其外表面均匀涂覆厚度为100～200nm的纯钨层。将上述涂覆钨层的Ni5W合金基带在氩氢或氢气的保护气氛下进行扩散热处理，热处理温度为1100～1200℃，保温时间2～3h，随炉冷却，使镀层表面的钨原子以置换固溶体的方式大量扩散至芯层置换晶格中的镍原子，以提高具有立方织构的NiW合金基带的钨含量，以获得具有强立方织构的高钨复合基带。本发明使表层的W原子大量渗入芯层，提高整体钨含量，获得织构高钨合金基带。该方法操作简单，成本较低，可实现性强。

技术领域

本发明涉及一种用于第二代高温超导YBCO(YBa₂Cu₃O_7-u，钇钡铜氧)涂层导体的高钨含量(W元素的含量≥7at.％)NiW合金基带的制备方法，属于金属加工技术领域。

背景技术

YBCO高温超导材料作为超导材料中的核心之一，具有良好的应用发展前景以及现实可行的实现路径，对高性能涂层超导材料的研究具有巨大的社会效益，而作为外延生长YBCO的织构NiW合金基带是RABiTS技术路线研究的热点。NiW合金基带在超导带材的结构中位于整个结构的底层，其主要作用是外延生长过渡层和超导层，同时承受一定的应力应变。在NiW合金中，虽然低钨含量的NiW合金容易获得强立方织构，但其强度及磁性能依然不能满足涂层导体应用的广泛要求；而高钨含量的NiW合金能实现应用温度下(77K，液氮温区)低铁磁性甚至无磁性，同时也带来了另一个不可避免的难题，即W元素固溶含量的增加降低了NiW合金的层错能，使材料形变与再结晶过程不再容易获得强立方织构。因此如何在提高钨含量的同时又能获得强立方织构，成为高钨合金基带进一步发展的方向与目标。

制备复合基带是一种获得高强度低磁性的NiW合金基带的有效思路。目前为止，研究人员提出多种方法来制备RABiTS路线的复合基带，主要有套管法、共轧制法和粉末冶金法等，这些方法的主要思路是将易形成立方织构的低钨含量NiW合金放在外层，机械强度高、铁磁性低的高钨含量NiW合金放在内层，形成“三明治”结构，以便获得立方织构和机械性能、铁磁性相统一的NiW合金基带。其中套管法是最早提出制备复合基带技术路线之一，但该技术路线无论是在形变过程中，还是在再结晶过程中，都受内、外层材料性质严重影响，并且加工工艺比较复杂。共轧制法虽是一种可大规模生产复合基带的方法，但这种工艺对轧制设备要求较高，一般较难实现。而粉末冶金法制备出的复合基带不同W含量的层间结合力相对较弱造成轧制过程中复合坯锭容易产生开裂现象，以及W由高浓度区域向低浓度区域发生扩散影响低钨层强立方织构的形成。

第二代高温超导YBCO涂层导体对NiW合金基带的要求是具有一定长度、表面具有强立方织构，同时基带整体又拥有高机械强度和低铁磁性，上述方法都是采用的外低钨内高钨结构、先加工形变再进行热处理获得立方织构的技术路线来制备复合基带。如果采用先低钨获得强立方织构、再进行渗钨的操作来提高钨含量，将是一条全新的制备路线，可有效前述制备方法的弊端。

发明内容

本发明的目的是提出一种先利用低钨含量NiW合金基带获得强立方织构、再通过在基带表面制备纯钨镀层形成外高钨内低钨的结构，利用钨原子扩散来提升NiW合金基带的整体钨含量，进而获得涂层导体用高钨合金基带的方法，该方法可以有效地提高合金基带的钨含量，提升NiW合金基带整体的机械性能，降低铁磁性。

一种制备涂层导体用高钨合金基带的方法包括以下步骤：

(1)清洗Ni5W(W元素的含量＝5at.％)合金基带后，采用物理或化学的方法在其外表面均匀涂覆厚度为100～200nm的纯钨层。

(2)将上述涂覆钨层的Ni5W合金基带在氩氢或氢气的保护气氛下进行扩散热处理，热处理温度为1100～1200℃，保温时间2～3h，随炉冷却，使镀层表面的钨原子以置换固溶体的方式大量扩散至芯层置换晶格中的镍原子，以提高具有立方织构的NiW合金基带的钨含量，以获得具有强立方织构的高钨复合基带。