涂层导体用Ni5W基带中立方织构的形成机理及控制

第二代高温超导钇钡铜氧（YBCO）涂层导体是一种有着广泛应用前景和巨大潜在商业价值的高温超导材料。要想获得具有高临界电流密度的超导带材，需要作为涂层导体的金属基带具有很强的立方织构，金属镍及其合金是制备第二代超导带材最理想的基带材料。本课题以Ni5W合金为研究对象，拟综合利用SEM、EBSD及X射线衍射等各种先进的分析技术，研究冷轧织构组分对再结晶立方织构形成的影响以及退火过程中各织构组分含量的发展和演变规律；在此基础上，对冷轧形变金属的回复和再结晶形核及晶粒长大过程进行研究，以期阐明Ni5W合金中立方织构的形成机理及其控制因素。研究成果不仅可以丰富面心立方金属的回复、再结晶机理内容，还可以为制备高性能高温超导材料用金属基带提供理论指导。

高温超导钇钡铜氧涂层导体是一种有着广泛应用前景和巨大潜在商业价值的第二代高温超导材料。要想获得具有高临界电流密度的超导带材，需要作为涂层导体的金属基带具有很强的立方织构，金属镍及其合金是制备第二代超导带材最理想的基带材料。课题以镍基带为研究对象，研究冷轧织构组分对再结晶立方织构形成的影响以及退火过程中各织构组分含量的发展和演变规律；在此基础上，对冷轧形变金属的回复和再结晶形核及晶粒长大过程进行研究，分析立方织构的形成机理及其控制因素。主要结果为：.1. 获得了基带在形变过程中的微观组织和织构演变规律：形变态试样织构主要为S、Brass和Copper织构，这三种织构含量随着变形量的增加而增加，而Goss和Random织构含量随着变形量的增加而减少。.2. 得出了变形量对退火后立方织构的影响规律：小道次变形量和大总变形量基带在高温退火后可获得更高的立方织构含量。.3. 获得了退火过程中基带织构组分、晶粒尺寸及晶界的演变规律，并得出了预回复对基带中再结晶织构的形成及其演变的影响。.4. 研究了初始立方织构含量对再结晶立方织构的影响规律：初始立方织构含量较高的样品冷轧后立方织构的含量仍较高，经退火后形成的再结晶立方织构含量较高且比较尖锐，且这种影响在低温下退火时更为明显。.5. 获得了基带退火过程中孪晶的演变规律：退火孪晶的形成不仅与晶界的快速迁移有关，也与立方织构生长优势有很大关系，它们同时发生，彼此依赖；在晶粒长大阶段，立方取向晶粒快速生长并吞噬周围其它取向的晶粒形成强烈的立方织构。.6. 分析了立方再结晶织构的形成机理：镍基带中立方织构的形成主要是在立方带中形核，立方晶粒的取向形核和尺寸优势是其主要的形成机理。低温再结晶退火时，取向形核的优势更加明显，而高温退火时，立方取向晶粒具有明显的长大优势，通过快速长大吞并基体及其他取向的晶粒。.7. 优化了工艺：采用700-1200℃两步退火处理为带材的最佳退火工艺，获得基带的ω扫描和φ扫描的FWHM值最小（分别为4°和5.7°）。.项目研究成果极大的丰富了面心立方金属的回复、再结晶机理内容，同时为工业生产制备高性能高温超导材料用金属基带提供理论指导。