[发明专利]一种具有超导性能的（Ti，Zr）-Nb-O合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种具有超导性能的（Ti，Zr）‑Nb‑O合金，该合金的通式为Ti‑Nb‑O或Ti‑Zr‑Nb‑O；Ti‑Nb‑O各元素质量百分比为Ti：19‑65%、Nb：32‑80%和O：0.1‑3%；Ti‑Zr‑Nb‑O各元素质量百分比为Ti：19‑65%、Zr：0.9‑40%、Nb：32‑80%和O：0.1‑3%。本发明通过以TiO₂的形式把氧元素添加到合金中，并证明氧含量在一定范围是有益的，颠覆制备商业超导材料时极力避免氧元素存在的思维，该合金材料超导临界转变温度Tc比Nb‑Ti合金高，合金磁通“钉扎中心”增加，具有较高超导稳定性，且生产成本低，能够满足工业批量生产需求。

技术领域

本发明属于材料研究技术领域，涉及制备一种具有超导性能的合金，具体涉及一种具有超导性能的（Ti，Zr）-Nb- O合金及其制备方法。

背景技术

超导材料是一项具有远大战略意义的高新技术，已在如电力机车的牵引供电变压器、超导储能系统（SMES）、同步电容器、大扭矩船舶推进电机、电力传输线缆等信息传递、电力、交通、检测等多个领域获得了富有成效的应用。可见，超导材料的研究对工业社会结构的改变起着巨大的推动作用，并且一直是学者研究的热点。NbTi合金因具有良好的低磁场超导性能、高延展性以及易加工性，成为低温超导材料的代表，并且制造及使用成本较其他超导材料低的多，使其在超导领域能够得到长期且广泛的应用。

1962年，对超导体的应用聚焦在Nb-Zr合金，但是其合金加工硬化较快，塑形很差，制造困难，因此，应用受到了极大地限制。同年，Berlincourt和Hake发现Nb-Ti固溶合金有较好的超导性能；并于1964年美国西屋电气公司首次研制出Nb-Ti合金超导材料并拉制出了线材。自此以后，人们对Nb-Ti合金加工性能的提升从未停止，冷、热轧交替、多级时效处理以及多道次拉拔等工艺的优化，使得合金加工性能越来越好。目前，西北有色金属所能够制备出达到国际统一标准的高质量NbTi锭和棒。虽然，Nb-Ti超导合金在不断发展，加工工艺性能不断完善，但是其临界超导转变温度较低的缺陷同样限制了它的应用范围，并且学者们一直在寻找突破点。因此，开发一种成分简单、成本低廉且具有较高临界超导转变温度以及优良综合力学性能的超导合金材料具有重要的实际意义。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种具有超导性能的（Ti，Zr）-Nb-O合金，该合金成本低廉、具有较高临界超导转变温度以及优良综合力学性能，解决了现有（Ti，Zr）-Nb合金临界超导转变温度较低的不足。

为实现本发明上述目的，特采用以下技术方案：

一种具有超导性能的（Ti，Zr）-Nb- O合金，该合金的通式为Ti-Nb-O或Ti-Zr-Nb-O；

Ti-Nb-O各元素质量百分比为Ti：19-65%、Nb：32-80%和O：0.1-3%；

Ti -Zr-Nb-O各元素质量百分比为Ti ：19-65%、Zr：0.9-40%、Nb：32-80%和O：0.1-3%。

进一步优选地，上述具有超导性能的（Ti，Zr）-Nb-O合金，所述Ti-Nb-O各元素质量百分比为Ti：33-59%、Nb：40-66%和O：0.1-2.2%；所述Ti-Zr-Nb-O各元素质量百分比为Ti：28-59%、Zr：0.9-39%、Nb：32-66%和O：0.1-2.2%。

一种上述具有超导性能的（Ti，Zr）-Nb- O合金的制备方法，其包括如下步骤

1）按照合金配比计算出所需原料Ti、Nb、Zr颗粒的质量，O以TiO₂形式加入；O含量以TiO₂换算百分含量计算，