Микроструктура бронзы Cu-14%Sn-0,2%Ti , полученной дуплекс-процессом

1. Тема 3: Разработка и исследование сверхпроводящих материалов для перспективных термоядерных реакторов энергетических установок нового поколения • Композиционные многоволоконные Nb3Sn сверхпроводники, состоящие из ниобиевых волокон, распределенных в бронзовой Cu-Sn матрице, получают путем последовательных операций сборки и деформации, достигающей более 99,999 %. • Для повышения токонесущей способности необходимо создать в готовом проводнике сверхпроводящую Nb3Sn фазу с размером зерна менее 150нм. • Разработки методов получения исходных материалов (ниобия и бронзы), способствующих более эффективному прохождению процесса твердофазной диффузии проводятся с целью формирования в проводнике сверхпроводящей фазы с равномерной мелкозеренной структурой .

2. 3.1 Поисковая работа по исследованию возможности подавления процессов выделения хрупкой эвтектоидной фазы δ-фазы в высокооловянной бронзе ( содержащей более 15мас% Sn), используемой в качестве матрицы для Nb3Sn сверхпроводников, применяемых для магнитных систем перспективных термоядерных реакторов (ИТЭР, ДЕМО, и др.) Микроструктура бронзы Cu-14%Sn-0,2%Ti, полученной дуплекс-процессом Проблемы деформирования бронзы с высоким содержанием олова можно решить путем легирования или использования различных методов плавки и литья с высокой скоростью кристаллизации (методы направленной кристаллизации или порошковой металлургии) Особенностью диаграммы состояния системы Cu-Sn является большой интервал кристаллизации (150÷200 °С), что, в процессе неравновесной кристаллизации сплава, приводит к выделению в α - твердом растворе хрупкого эвтектоида (α + δ) при содержании олова более 8мас.%. Увеличение содержания олова в бронзовой матрице позволяет существенно улучшить зеренную структуру сверхпроводящей фазы и повысить токонесущую способность сверхпроводника.

3. 3.2 Разработка новых способов получения полуфабрикатов для сверхпроводников из высокочистого пластичного ниобия и сплавов на его основе с использованием интенсивной пластической деформации с целью совершенствования их структуры и технологических свойств Полуфабрикаты из высокочистого высокопластичного ниобия марки НБ-1 : прутки и трубные диффузионные барьеры • Необходимо разработать новые технологии для получения: • высокого качества поверхности ниобиевых полуфабрикатов требуемых размеров и заданной формы • гомогенной зеренной структуры ниобия с Dср  34 мкм при степени рекристаллизации 100% Микроструктура продольного сечения Nb прутка 7,4 после рекристаллизации, х 100