Исследование тонкой структуры элементов кабеля технических сверхпроводников на основе сплава Nb-Ti при многоступенчатом волочении

Abstract

Методами атомно-силовой, электронной и оптической микроскопии исследована эволюция структуры на промежуточной стадии волочения при переходе O1,3>O1,2 мм сверхпроводящего кабеля на основе сплава Nb+47 % Ti, который используют в магнитной системе Международного термоядерного экспериментального реактора. Целью работы является анализ влияния холодной деформации волочением на структуру многожильного сверхпроводника на основе сплава Nb-Ti. Исследованы микроструктура, фазовый состав и их влияние на свойства сверхпроводящего сплава Nb-Ti после холодного волочения и промежуточного отжига. Выявлены зоны локализации пластической деформации в местах обрывов сверхпроводника. Обнаружено изменение формы и химического состава волокон Nb-Ti в бездефектной области и в зоне разрыва кабеля. Выявлен диффузионный Nb барьер вокруг волокон Nb-Ti, размещенных в медной матрице. Установленные закономерности должны приниматься во внимание при разработке технологии холодной деформации волочением до получения сверхпроводниковых жил требуемых размеров.

Applying the methods of atomic force, electron and optical microscopy the authors have studied the structure evolution at an intermediate stage of cold drawing at O1,3>O1,2 mm transition of superconducting Nb+47 % Ti alloy-based cable; the latter is used in magnetic system of the International Thermonuclear Experimental Reactor. The aim of the research is to analyze the influence of cold drawing deformation on the structure of multifilamentary Nb-Ti alloy-based superconductor. The authors have studied the microstructure, phase composition and their influence on properties of superconducting alloy Nb-Ti after cold drawing and intermediate annealing. The areas of plastic strain localization in spots of superconductor breaks were found out. The change of form and chemical composition of Nb-Ti fibers was detected in a defect-free region and in cable break zone. The authors determined the diffusion Nb barrier around Nb-Ti fibers in copper matrix. The laws identified should be taken into account when developing the cold drawing deformation technique to obtain the superconducting cores of the desired size.