REBCO涂层导体因加热导致的氧外扩散
超导电性
2021-06-04 v1
摘要
稀土钡铜氧化物（REBCO）涂层导体已成为适用于未来超高场超导磁体应用的少数高Tc超导体之一。在此类超高场REBCO磁体的设计与制造中，理解REBCO涂层导体的行为至关重要。出于诸多实际原因，加热对商用REBCO涂层导体性能的影响非常重要。然而，已发表文献中尚未对此影响给出全面研究。本工作研究了在175°C至300°C之间不同持续时间热处理的商用REBCO涂层导体。对热处理样品在77 K和4.2 K下测量了临界电流与搭接接头电阻率。我们发现临界电流随热处理时间和温度发生退化。该退化可用一维氧外扩散模型描述，扩散系数为 D = 2.5 x 10-6 exp (-1.17 eV/kT) m2/s。热处理还导致接头电阻率显著增大。通过透射电子显微镜（TEM）对Cu/Ag/RECBO界面进行了全面的结构与化学分析。我们的电子能量损失谱（EELS）研究提供了热处理REBCO样品中氧缺乏的直接证据。此外，发现从REBCO层扩散出的氧主要在Ag/REBCO和Cu/Ag界面形成Cu2O。在Ag层晶界处也观察到Cu2O。本工作提出的氧外扩散模型被用于预测若干工程场景下的REBCO热退化。
引用
@article{arxiv.2106.01905,
title = {Oxygen out-diffusion in REBCO coated conductor due to heating},
author = {Jun Lu and Yan Xin and Brent Jarvis and Hongyu Bai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.01905},
year = {2021}
}
备注
29 pages, 11 figures