Ti掺杂Nb3Sn超导体

高场下Jc大幅提升

通过粉末冶金法引入Ti掺杂，提高Sn含量、均匀化Sn分布并细化晶粒，从而显著提升高场下的临界电流密度。

Zhan, Gao · Zerong, Zhang · Yanan, Wang · 程军胜 · Sun, Wanshuo · 王秋良

Materials Research Bulletin 2025

具体参数

临界电流密度

{'zh': '2.09 × 10^8', 'en': '2.09 × 10^8'} A/m^2

最佳Ti掺杂量

{'zh': '1', 'en': '1'} at.%

技术优势

高场性能大幅提升

Ti掺杂增加了平均Sn含量并降低Sn浓度梯度，同时细化晶粒，从而显著提高不可逆场和钉扎力密度，使得高磁场下的临界电流密度大幅提升。

Sn分布更均匀

Ti掺杂提高了Nb3Sn层的平均Sn含量并降低了Sn的浓度梯度，有利于形成更均匀的A15相，从而改善晶粒连接性和超导性能。

晶粒细化

Ti掺杂使Nb3Sn晶粒适当细化，增加了晶界密度，从而增强磁通钉扎，提高高场下的临界电流密度。

应用场景

• 高场超导磁体：可直接绕制高场超导磁体，提高磁场强度和运行稳定性。
• 超导线材：提供高性能线材，用于高场磁体和电力设备。
• 高场核磁共振：可提升核磁共振谱仪磁体性能，实现更高分辨率和灵敏度。
• 粒子加速器磁体：可用于加速器磁体，满足更高磁场和束流品质需求。