[發明專利]用來制備具有再結晶立體紋理結構的鎳基半制品的方法及這種鎳基半制品的應用

無效

• 申請號: 200680008476.3
• 申請日: 2006-03-15
• 公開（公告）號: CN101142331A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 約爾格·艾克邁爾;迪特馬爾·澤爾布曼;霍斯特·文德羅克;伯恩哈德·霍爾茨阿普費爾
• 申請（專利權）人: 德累斯頓協會萊布尼茨固體材料研究所
• 主分類號: C22C19/03
• 分類號: C22C19/03;C22F1/10
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 郭國清;樊衛民

技術領域

本發明涉及一種用來制備具有再結晶立體紋理結構并呈條形或扁線形的鎳基半制品的方法和所制備的半制品的應用。

該種半制品尤其可作為用于具有高度微結構取向的物理-化學涂層的襯底使用。這樣的襯底例如適于作為用于高溫超導領域的陶瓷涂層的底基。在這種情況下它可以用于超導磁鐵、變壓器、發動機、X射線層析攝影或超導電流傳導路徑。

背景技術

已知具有立體面心晶格的多晶體金屬如鎳、銅和鋁，在先經軋制強烈的冷加工變形以后，隨后進行再結晶可以形成具有立方位的清晰紋理結構(G.Wassermann：Texturen?metallischer?Werkstoffe，Springer，Berlin，1939)。以這種方式進行紋理結構化的金屬帶材，特別是鎳帶材，也用作金屬鍍層、陶瓷緩沖層和陶瓷超導層的襯底(US?5,741,377)。這樣的金屬帶材是否適于作為基底材料取決于在成層工藝工作溫度范圍中可達到的紋理化的程度和紋理結構的穩定性。

制造Ni-Cr、Ni-Cr-V、Ni-Cu和類似合金的高溫-超導體的紋理結構化的半制品是已知的(US?5,964,966；US?6,106,615)。

為這一目的的含有Mo和W的Ni-合金也是已知的(DE?100?05?861C1)。給這種Ni-合金添加最多0.3原子-％Ag也是已知的(DE?103?42965.4)。

所有的這種已知的、通過再結晶形成并具有立體紋理結構的金屬帶材都具有等軸晶粒的組織結構，也就是說，相對于帶材平面而言，它們基本等長和等寬。當然，從理論上考慮應該讓晶粒的分布在長度方向上利于超導時的電流輸送并引起更高的可傳送的電流(Hammerl，H.u.a.，Eur.Phys.Journ.B(2002)299-301)。然而迄今為止還未成功制備出具有強性延伸的晶粒結構的、具有立體紋理結構的基底帶材。

已知的半制品具有下列缺點：

-具有立體紋理結構的、被再結晶過的的鎳或它的合金具有這樣的晶粒，其在長度方向上、例如在橫向上具有約相同的延伸率，

-鎳在冷加工成形和再結晶退火后有強烈形成粗晶粒結構的趨勢，其對于獲得高立紋結構是不利的，

-冷加工成形的Ni-帶材在再結晶-熱處理時、特別是在較高的溫度(800-1150℃)時有強烈形成晶粒界溝的趨勢，

-具有晶粒界溝的基底材料不太適合作為外延生長的沉積層、例如緩沖層和超導體層的襯底。

發明內容

本發明的任務在于，研發一種用來制備鎳基半制品的方法，其中的鎳基半制品用作具有高度微結構取向的物理-化學涂層的襯底并能改善其使用性能。特別是讓該半制品在具有穩定的立體紋理結構的同時具有伸長了的晶粒形狀，并且該伸長晶粒也應在高溫下的進一步熱處理后還能實現氧化物層生長的目的。

這任務依據在權利要求中的特征而得以解決。

根據本發明的方法的特征在于，首先以熔融冶金或粉末冶金法包括機械合金法制備起始半制品，其由工業純Ni或Ni-合金構成，其中在微合金區域中的Ag的添加量為至少10原子-ppm、最多1000原子-ppm。借助具有后接＞50％的厚度減少的冷加工成形的熱加工成形將該起始半制品加工成具有中間尺寸的帶材或扁形線材。在這一中間尺寸下將該半制品在500℃-850℃的溫度范圍內軟化退火并淬火，其中，對于較高的Ag-含量須有較高的溫度。隨后令中間產品＞80％完全冷卻成。最后實施再結晶的淬火處理以得到完好的立體紋理結構。

最后的再結晶退火處理是根據在鎳中的合金元素的含量在500℃至1200℃、優選為850℃的溫度下實施的。

半制品優選在再結晶退火之后或期間出于具有＞90％的紋理結構含量的經立體紋理結構化了的NiO-層的外延生長的目的而在氧化性的氣氛中得到熱處理。

下述情況也具有優點，即當Ni-合金應用于起始半制品時讓Ni-合金除了含有Ag-添加物外還含有Mo和/或W。

采用根據本發明的Ag-添加劑有利于形成完全的立體紋理結構。此外具有伸長晶粒的金屬帶材使得完全具有立方體組織結構的NiO-層的外延生長成為可能，NiO-層也具有伸長了的晶粒。

半制品根據本發明可以用作具有高微結構取向的物理-化學涂層用的襯底，特別可以用于制備線形或帶形的高溫超導體。

以下根據實施例來更清楚地解釋本發明，用這些實施例來證實本發明的成功嘗試。

附圖說明

以下的對附圖的解釋顯示出了所述實施例范圍內應用本發明得到的有利結果。