Preview

Frontier Materials & Technologies

Расширенный поиск

Формирование острой кубической текстуры в лентах-подложках из сплавов (Cu+Ni)–Me (Me=Mo, Mn, Nb) для высокотемпературных сверхпроводников второго поколения

https://doi.org/10.18323/2782-4039-2022-1-73-81

Полный текст:

Аннотация

После холодной прокатки со степенями обжатия более 97 % и рекристаллизационного отжига в ряде металлов с гранецентрированной кубической решеткой, обладающих высоким или средним значением энергии дефектов упаковки, таких как Ni, Cu, Al, Pt и некоторых сплавов на их основе, формируется острая кубическая текстура. Протяженные ленты из этих металлов и сплавов с гранецентрированной кубической решеткой могут быть использованы для нанесения многослойных функциональных композиций. Проведено исследование структуры и кристаллографической текстуры в лентах из тройных сплавов на медно-никелевой основе. Показана принципиальная возможность создания многокомпонентных сплавов на базе бинарного сплава Cu+40% Ni, дополнительно легированного такими элементами, как Мо или Nb. Рассмотрено формирование острой кубической текстуры в лентах из сплавов Cu–Ni–Mn, Cu–Ni–Nb и Cu–Ni–Мо, полученных путем холодной деформации прокаткой и рекристаллизационного отжига, проведенного при различных температурах. Установлено, что оптимальным режимом рекристаллизационного отжига, при котором на поверхности деформированных на ~99 % лент из сплавов (Cu+40% Ni)–Me (где Ме=Mn, Мо, Nb) реализуется наиболее совершенная кубическая текстура, является отжиг в течение 1 ч при 1050 °С. Согласно полученным данным, после такого режима отжига в сплавах Cu–40% Ni–1,3% Mn, Cu–40% Ni–0,8% Mo и Cu–40% Ni–0,5% Nb сформировалось от 94 до 98 % зерен с ориентацией {001}<100>, что открывает перспективу использования данных сплавов в качестве эпитаксиальных подложек в технологии высокотемпературных сверхпроводников второго поколения. Оценка механических характеристик показала, что легирование способствовало повышению величины предела текучести сплавов Cu–40% Ni–1,3% Mn, Cu–40% Ni–0,8% Mo и Cu–40% Ni–0,5% Nb в 3–4 раза по сравнению с величиной предела текучести текстурованной медной ленты.

Об авторах

Теона Романиевна Суаридзе
Институт физики металлов им. М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург
Россия

младший научный сотрудник



Юлия Валентиновна Хлебникова
Институт физики металлов им. М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург
Россия

кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник 



Лада Юрьевна Егорова
Институт физики металлов им. М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург
Россия

кандидат технических наук, старший научный сотрудник



Список литературы

1. Токонесущие ленты второго поколения на основе высокотемпературных сверхпроводников / под ред. А. Гояла. М.: ЛКИ, 2010. 432 с.

2. Subramanya Sarma V., Eickemeyer J., Schultz L., Holzapfel B. Recrystallization texture and magnetization behaviour of some FCC Ni-W alloys // Scripta Materialia. 2004. Vol. 50. № 7. P. 953–957. DOI: 10.1016/j.scriptamat.2004.01.004.

3. Strickland N.M., Wimbush S.C., Rupich M.W., Long N.J. Asymmetries in the field and angle dependences of the critical current in HTS tapes // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 2019. Vol. 29. № 5. Article number 8620293. DOI: 10.1109/TASC.2019.2894278.

4. Gao M.M., Zhang F.Y., Liang S., Li H.B., Ma L., Liu M., Kausar S., Suo H.L. Influence of cube texture development on magnetic properties of Ni–5 at.%W alloy substrates // Journal Magnetism and Magnetic Materials. 2019. Vol. 469. Р. 515–521. DOI: 10.1016/j.jmmm.2018.09.029.

5. Ji Y., Suo H., Zhang Z., Ma L., Wu X., Zhang C., Wu X., Zhang C., Li J., Cui J., Li C., Kausar S., Liu M., Wang Y., Wang Q. Strong cube texture of super-high tungsten Ni-W alloy substrates used in REBCO coated conductors // Journal of Alloys and Compounds. 2020. Vol. 820. Article number 153430. DOI: 10.1016/j.jallcom.2019.153430.

6. Ji Y., Suo H., Meng Y., Wu X., Shaheen K., Ma L., Liu M., Wang L., Zang Z. A Study about Ni–8 at. % W Alloy Substrates Used for REBCO Coated Conductors // Physics of Metals and Metallography. 2021. Vol. 122. P. 1473–1481. DOI: 10.1134/S0031918X21140118.

7. Jia Y.T., Suo H.L., Ma L., Wang Z., Yua D., Shaheena K., Cuia J., Liu J., Gao M.M. Formation of Recrystallization Cube Texture in Highly Rolled Ni–9.3 at. % W // Physics of Metals and Metallography. 2020. Vol. 121. № 3. P. 248–253. DOI: 10.1134/S0031918X20020180.

8. Вишняков Я.Д. Дефекты упаковки в кристаллической структуре. М.: Металлургия, 1970. 216 с.

9. Гервасьева И.В., Родионов Д.П., Хлебникова Ю.В. Текстура деформации прокатанных лент из сплавов на основе меди как условие получения острой кубической текстуры при рекристаллизации // Физика металлов и металловедение. 2015. Т. 116. № 7. С. 729–736. DOI: 10.7868/S0015323015070074.

10. Хлебникова Ю.В., Родионов Д.П., Гервасьева И.В., Суаридзе Т.Р., Акшенцев Ю.Н., Казанцев В.А. Выбор сплавов на основе меди для создания лент-подложек с острой кубической текстурой // Физика металлов и металловедение. 2014. Т. 115. № 12. С. 1299–1308. DOI: 10.7868/S0015323014120031.

11. Soubeyroux J.L., Bruzek C.E., Girard A., Jorda J.L. Thermal Treatments for Biaxially Textured Cu-Ni Alloys for YBCO Coated Conductors // IEEE Transactions on applied superconductivity. 2005. Vol. 15. № 2. Р. 2687–2690. DOI: 10.1109/TASC.2005.847783.

12. Girard A., Bruzek C.E., Jorda J.L., Ortega L., Soubeyrouxet J.L. Industrial Cu-Ni alloys for HTS coated conductor tape // Journal of Physics: Conference Series. 2006. Vol. 43. № 1. P. 341–343. DOI: 10.1088/1742-6596/43/1/085.

13. Cui J., Suo H.-L., Wang J.-H., Grivel J.-C., Ma L., Li C.-Y., Ji Y.-T., Kausar S., Liu M., Wang Y. Effect of different deformation and annealing procedures on non-magnetic textured Cu60Ni40 alloy substrates // International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. 2018. Vol. 25. № 8. P. 930–936. DOI: 10.1007/s12613-018-1642-3.

14. Chen X., Chen D., Sun H., Wang L. Effects of Cold Rolling Reduction and Annealing Temperature on Microstructure and Texture Evolution of Cu-44% Ni Alloy // Rare Metal Materials and Engineering. 2018. Vol. 47. № 7. P. 1958–1964. DOI: 10.1016/S1875-5372(18)30165-6.

15. Prasad Rao P., Agrawal B.K., Rao A.M. Studies on spinodal decomposition in Cu-27Ni-2Cr alloy // Journal of Materials Science. 1986. Vol. 21. P. 3759–3766. DOI: 10.1007/BF00553427.

16. Raghavendra Bhat R., Prasad Rao P. Effect of thermomechanical treatment on the phase transformation in Cu-44Ni-5Cr alloy // Journal of Materials Science. 1994. Vol. 29. № 18. P. 4808–4818. DOI: 10.1007/BF00356527.

17. Liu Z., Liu P., Fan R., Li W., Zhang F. Effect of hot deformation of cube texture in annealed Cu-Ni-W substrate // Physica C: Superconductivity and its applications. 2019. Vol. 563. P. 63–66. DOI: 10.1016/j.physc.2019.04.014.

18. Varanasi C.V., Brunke L., Burke J., Maartense I., Padmaja N., Efstathiadis H., Chaney A., Barnes P.N. Biaxially textured constantan alloy (Cu 55 wt%, Ni 44 wt%, Mn 1 wt%) substrates for YBa2Cu3O7−x coated conductors // Superconductor Science and Technology. 2006. Vol. 19. № 9. P. 896–901. DOI: 10.1088/0953-2048/19/9/002.

19. Хлебникова Ю.В., Суаридзе Т.Р., Родионов Д.П., Егорова Л.Ю., Гервасьева И.В., Гуляева Р.И. Антикоррозионные свойства текстурованных лент-подложек из тройных сплавов на медно-никелевой основе // Физика металлов и металловедение. 2017. Т. 118. № 11. С. 1214–1222. DOI: 10.7868/S0015323017110043.

20. Родионов Д.П., Акшенцев Ю.Н., Гервасьева И.В., Хлебникова Ю.В., Суаридзе Т.Р. Способ изготовления биаксиально текстурированной подложки из тройного сплава на медно-никелевой основе: патент РФ № 2624564, 2017. 9 с.

21. Vannozzi A., Thalmaier Gy., Armenio A.A., Augieri A., Galluzzi V., Mancini A., Rufoloni A., Petrisor T., Celentano G. Development and characterization of cube-textured Ni-Cu-Co substrates for YBCO-coated conductors // Acta Materialia. 2010. Vol. 58. № 3. Р. 910–918. DOI: 10.1016/j.actamat.2009.10.006.


Рецензия

Для цитирования:


Суаридзе Т.Р., Хлебникова Ю.В., Егорова Л.Ю. Формирование острой кубической текстуры в лентах-подложках из сплавов (Cu+Ni)–Me (Me=Mo, Mn, Nb) для высокотемпературных сверхпроводников второго поколения. Frontier Materials & Technologies. 2022;(1):73-81. https://doi.org/10.18323/2782-4039-2022-1-73-81

For citation:


Suaridze T.R., Khlebnikova Yu.V., Egorova L.Yu. Forming an edged cubic texture in band substrates made of (Cu+Ni)–Me (Me=Mo, Mn, Nb) alloys for high-temperature second-generation superconductors. Frontier Materials & Technologies. 2022;(1):73-81. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2782-4039-2022-1-73-81

Просмотров: 140


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2782-4039 (Print)
ISSN 2782-6074 (Online)