Исследование электросопротивления высокочистых сортов меди и его изменения в композитных проводниках для магнитных систем

• Автор: Поликарпова, Мария Викторовна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 163 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ .

ВВЕДЕНИЕ

Глава ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Медь для сверхпроводников

1.2 Электропроводность меди в композитных сверхпроводниках

для магнитных систем

1.3 Электропроводность нанокомпозитных проводников

на основе сплава СиЫЬ

Заключение к литературному обзору.

Глава 2 Исследуемые материалы и методика эксперимента

2.1 Методики исследования микроструктуры.

2.2 Методики анализа содержания примесных элементов
2.3 Методы оценки электропроводности меди и композитных проводников
2.4 Метод определения изменения удельного электросопротивления нанокомпозитных проводников в процессе растяжения
Глава 3 Анализ высокочистых сортов меди отечественных и зарубежных производителей.
3.1 Получение и анализ вакуумплавленной меди на заводе Кристалл
3.2 Получение и анализ меди электроннолучевой плавки ВНИИ Электротермического Оборудования
3.3 Анализ партии медных труб, полученных из меди марки
МОб на ОАО Кольчугцветмет
3.4 Анализ партии медных труб, из меди сорта С
по АБТМ В0 из АО Оутокумпу .
3.5 Рекомендации к техническим условиям на медь для
сверхпроводников
Выводы к главе 3.
Глава 4 Электропроводность стабилизированных
композитн ых сверхпроводников
4.1 Обоснование и разработка аналитического метода расчета относительного остаточного электросопротивления проводников
i в зависимости от геометрических параметров конструкции.
4.2 Примеры расчета относительного остаточного электросопротивления проводников i в зависимости от геометрических
параметров конструкции
4.3 Обоснование и разработка аналитического метода расчета относительного остаточного электросопротивления
композитных хромированных СиЫЪз8п сверхпроводников
Выводы к главе 4
Глава 5 Электропроводность высокопрочных и
высокоэлектропроводных нанокомпозитов на основе сплаба
5.1 Получение проводников на основе сплава i8IЗС
5.2 Влияние деформации и термообработки на удельное
электросопротивление i, одноволоконных проводников
5.3 Влияние деформации растяжения на
электросопротивление нанокомпозитных СиСиКЬ8овпроводников
Выводы к главе 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Для измерения удельного электросопротивления образца необходимо достаточно точно знать его геометрические размеры, следовательно необходимо использовать образцы калиброванного сечения большой длины, что не удобно для криогенных измерений, в которых размер образца ограничен охлаждаемой камерой, поэтому для оценки электропроводности металлов при низкой температуре обычно пользуются понятием относительного остаточного электросопротивления, то есть отношением электросопротивлений при комнатной температуре (или 3 К) к температуре кипения жидкого гелия (4,2 К) 1*3/1*4. По данным проспектов одной из ведущих в области производства технических сверхпроводников зарубежных фирм, А/О Оутокумпу, для производства сверхпроводников используется сверхчистая обескислороженная медь с отношением электросопротивлений 1*3/1*4. Фирмой Оутокумпу для этих целей была разработана бескислородная сверхчистая медь (сорт НСОК-ОБ) с высокой электропроводностью для электроники и других специальных применений [8]. В -ые годы в России в производстве сверхпроводников для выпуска полуфабрикатов в виде труб и прутков использовалась вакуумплавленная особо чистая катодная медь МВЧк, специально разработанная в институте ГИПРОЦВЕТМЕТОБРАБОТКА и получаемая в небольших количествах [9 - ]. Высокое качество медных полуфабрикатов, получаемых из меди МВЧк, основывалось на строгой регламентации процесса электролиза, а именно: использовании особо чистого электролита и серной кислоты, их периодического фильтрования, небольшой плотности тока и, соответственно, низкой скорости наращивания медного осадка, что обеспечивало минимальный переход примесей в катод []. Химический состав примесных элементов в катодной меди различных марок приведен в таблице 1. Таблица 1. МООк , 5 ю ; —г. МОку , 5 0! В таблице 1. Таблица 1. Яз^4. МВЧк 0 0—0 0-0 ! Из таблицы 1. МВЧк значение относительного остаточного электросопротивления превышало 0 единиц. Для обоих видов плавки характерен большой разброс значений К-з/К4,2* Авторы связывают этот разброс со случайными загрязнениями как при подготовке шихты, так и во время самой плавки [9]. В работе [] исследована тонкая структура горячепрессованной меди МВЧ в зависимости от температуры и времени нагрева заготовок перед прессованием. Характеристики тонкой структуры горячепрессованной меди МВЧ приведены в таблице 1. Из таблицы 1. Таблица 1. Mr Т прессования Вид нагрева Плотность дислокаций После гор. Отжиг в течении Зч Прессования (У'С СГС R;9/Rj * ПОСЛЄ Отжига в течение 3 ч 0"С 0" С Ооъемная плотность j выделений. Камерная печь 2 ч 1,5x™ 5,2x 4,5xV 0 0 1,3хю‘. Индукц. Печь 8 минут 1,1x'° 4,6xУ 3,9хЮУ 0 0 0. Влияние микролегирования на значение параметра и температуру начала рекристаллизации было изучено в работах [II. Ag, ТІ, /л в оптимальных концентрациях позволяет значительно повысить температуру начала рекристаллизации меди и получить относительное остаточное электросопротивление 3-1*4. Влияние микродобавок на параметр К. Л*4л по данным работы [] приведено на рисунке 1. Рисунок 1. Относительное остаточное электросопротивление 3/^4. Предельное содержание примесей в бескислородной меди высокой чистоты по данным зарубежных и отечественных стандартов в сопоставлении с данными анализа конкретных образцов приведено в таблице 1. Общее содержание примесей в высокочистых сортах меди не превышает 0, масс. КГ4 масс. Рафинирование металла определяется, в основном, парциальным давлением паров примесных элементов, поэтому содержание примесей, летучих в вакууме в процессе плавления (Аэ, Вц Мп, 8Ь, Бе, 8п, Те, Сс1, Zn и Ь^), ограничивается сильнее. В соответствии с диаграммой зависимости давления паров от температуры поверхности металлов [] практически очень сложно добиться эффективной рафинировки от железа и никеля, поэтому их содержание определяется чистотой исходных материалов. Таблица 1. Состав различных марок высокочистой меди (масс. ТУИ- Я1 3-я “Кристалл’ ГОСТ 9- (МООб) гост 9- (МОб) АБТМ Р- АБТМ В0- С0 ОИЕ Завод “Кристалл” Оутокумпу, АБТМ В0- С0 ОАО “Цвстметобрабо тка" Трубы x.