Процес обробки надпровідника

Корисна модель процесу відноситься до обробки металів тиском і може бути використана для виготовлення технічних надпровідників, а саме для одержання стабілізованих надпровідних проводів на основі сплавів ніобію з титаном з підвищеними функціональними властивостями, обумовленими формуванням сприятливого структурного стану. Відомо [Е.М. Савицький і ін. Фізико-хімічні основи одержання надпровідних матеріалів. М.: Ме талургія, 1981, 480с.], що найбільш сприятливою комбінацією механічних, технологічних і електрофізичних властивостей у магнітних полях до 10 Т при 4,2 К серед деформівних надпровідників володіють подвійні сплави ніобію з титаном. Відомо також, що надпровідний провід використовується зі стабілізуючим покриттям з нормальнопровідного матеріалу, переважно мідним, тому при виготовленні надпровідника використовуються процеси спільної обробки надпровідного матеріалу (сплаву) зі стабілізуючим покриттям (міддю). Вихідна заготовка перед першим пресуванням являє собою сердечник зі сплаву в оболонці з нормальнопровідного матеріалу. Функціональні властивості надпровідників на основі сплаву Nb-Ti визначаються в основному структурнофазовим станом (характером структури й розміром зерен, субзерен, об'ємним змістом, густиною й розміром вторинних фазових виділень). Підвищення струмонесучої здатності надпровідника може бути досягнуто застосуванням на різних стадіях його переділу від злитка до проводу: легування, холодної деформації, термообробки, опромінення й інших процесів, оптимізації їхні х режимів. Основний напрямок підвищення критичного струму стабілізованого надпровідника полягає в зменшенні діаметра ніобій-титанової жили при холодному деформуванні одне або багатожильного композита зі сплаву в міді. Зі зменшенням діаметра жил вирішується проблема самостабілізації композита, підвищується ступінь холодної деформації й формується в сплаві дрібнодисперсна волокниста структура з набором дефектів кристалічної будови (високої густини границь, рівня мікронапружень, дислокаційних ансамблів і вторинних фазових виділень), що затримують рух флюксоїдів і що тим самим сприяє росту критичного струму. Різні способи деформації змінюють умови формування пінінг-центрів, їхню кількість і ефективність. Відомий спосіб виготовлення надпровідників [патент ФРН 2100157 кл. Н01В12/00, надрук. 30.08.1979], при якому складена заготовка піддається деформації гарячим пресуванням при температурі 500-700°С, внаслідок чого одержують пруток меншого діаметра, з якого виготовляють дріт шляхом холодної деформації. При цьому з метою усунення деформаційного зміцнення й підвищення струмонесучої здатності готового виробу бажаним є проведення проміжних (через кожні 50-75% деформації) і остаточної термообробок в інтервалі температур 350400oС. Спосіб гарячої деформації дозволяє одержувати надійне зчеплення дотичних поверхонь компонентів композита в широкому діапазоні витяжок. Однак ведення процесу пресування при підвищених температурах не забезпечує сприятливий структурний стан у надпровіднику - формує грубозернисту малодефектну кристалічну структур у з малою густиною ефективних пінінг-центрів на стадії одержання прутків. У ряді випадків зміна перерізу деформуюмого зразка є небажаним чинником, а основна мета складається в забезпеченні структурних змін і підвищенні комплексу фізико-механічних властивостей. Відомий традиційний спосіб деформації пресуванням не відповідає зазначеним вимогам. Одним з перспективних процесів обробки, що дозволяє накопичення більших однорідних деформацій з формуванням субмікрокристалічної (СМК) структури без зміни перерізу заготовок вважається рівноканальне кутове пресування. Відомий спосіб [патент України UA 62615А В21С1/00, надрук. 15.12.2003, Бюл. №12, 2003], рівноканального багатокутового пресування (РКБКП) заснований на деформації заготовки простим зсувом з накопиченням пластичної деформації шляхом багаторазового повторення циклів продавлювання заготовки зі збереженням її первинних форми й розміру через систему чотирьох і більше пересічних каналів у дробовому (е