Структура и свойства сверхпроводящих композиционных материалов на основе соединений A3B и высокопрочных нанокомпозитов Cu-Nb тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.01, доктор технических наук Попова, Елена Нахимовна

• Попова, Елена Нахимовна
• доктор технических наук
• 2009

Оглавление диссертации доктор технических наук Попова, Елена Нахимовна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СТРУКТУРА, ТЕРМИЧЕСКАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ И СОСТОЯНИЕ ГРАНИЦ ЗЕРЕН НИОБИЯ ПОСЛЕ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ.

1.1. Структура и термическая стабильность нанокристаллического ниобия после кручения под высоким давлением.

1.2. Эволюция структуры ниобия при интенсивной пластической деформации разными способами. ^

1.3. ЯГР исследование границ зерен крупно— и нанокристаллического ниобия.

Выводы.

ГЛАВА 2. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА БРОНЗ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В КАЧЕСТВЕ МАТРИЦ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ СОЕДИНЕНИЙ Nb3Sn И V3Ga.

2.1. Влияние разных способов деформации на структуру бронзовой матрицы композитов Nb/Cu-Sn.

2.2. Влияние легирования на структуру и свойства бронзовых матриц композитов на основе Nb3Sn.

2.3. Распределение легирующих элементов в бронзах с повышенным (до 14-15 мае. %) содержанием олова.

2.3.1 Распределение Ti, Zr, В в бронзе Cu-Sn, полученной плавкой дуплекс.

2.3.2 Структура Оспрей-бронзы, легированной титаном.

2.4 Причины пониженной пластичности галлиевой бронзы.

Выводы.

ГЛАВА 3. СТРУКТУРА И СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ

ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ СОЕДИНЕНИЙ А3В.

3.1. Взаимосвязь структуры и свойств сверхпроводящих соединений типа А-15.

3.2. Сравнение разных способов диффузионного получения композитов на основе соединения Nb3Sn.

3.3. Механизм формирования сверхпроводящих слоев Nb3Sn и V3Ga при диффузионном взаимодействии Nb и У со сплавами Cu-Sn и Cu-Ga.

3.4. Влияние легирования бронзовой матрицы Zr, Mg и Zn на кинетику диффузионного формирования фазы Nb3Sn.

3.5. Влияние легирования на структуру и сверхпроводящие свойства многоволоконных проводников, полученных «бронзовым» методом.

3.5.1 Влияние легирования галлием на структуру и свойства композита на основе Nb3 Sn.

3.5.2 Распределение Ti в композитахNb/Cu-Sn при разных способах легирования .:.

3.5.3 Влияние Ti на структуру и токонесущую способность композитов Nb/Cu-Sn со спаренными Nb волокнами.

3.6. Влияние геометрии композитов и режимов диффузионного отжига на структуру сверхпроводящего слоя Nb3Sn.

3.6.1. Формирование дислокационной и зеренной структуры в сплошных и составных Nb волокнах.

3.6.2. Морфология диффузионных слоев Nb3Sn в композитах обычной сборки и со спаренными Nb волокнами.

3.6.3. Влияние режима диффузионного отжига на структуру слоя Nb3Sn в композитах с кольцевыми Nb волокнами.

3.7. Структура и сверхпроводящие свойства проводников, полученных методом внутреннего источника питания.

Выводы.

ГЛАВА 4. СТРУКТУРА И МЕХАНИЗМЫ УПРОЧНЕНИЯ

СИЛЬНОДЕФОРМИРОВАННЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ Cu-Nb.

4.1 Условия получения естественных композитов методом in situ.

4.2 Механизмы аномального упрочнения in situ композитов Cu-Nb при интенсивной пластической деформации.

4.3 Особенности структуры и текстуры высокопрочных проводников Cu-Nb с нанометрическими размерами ниобиевых волокон.

4.3.1 Методы получения высокопрочных композитов.

4.3.2 Влияние отжига на структуру и текстуру in situ композитов.

4.3.3 Развитие текстуры ниобиевых волокон и медной матрицы с ростом степени деформации.

4.3.4 Эволюция структуры микрокомпозитов Cu-Nb при деформации.

4.4 Влияние легирования на структуру и механические характеристики нанокомпозитов Cu-Nb.

4.4.1 Влияние легирования медной матрицы цирконием на структуру и ^ 19 свойства естественных композитов.

4.4.2 Влияние легирования Nb волокон титаном на структуру и свойства микрокомпозита Cu-Nb.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Структура и свойства сверхпроводящих композиционных материалов на основе соединений A3B и высокопрочных нанокомпозитов Cu-Nb»

Актуальность темы. В настоящее время самой актуальной и наиболее часто произносимой является приставка «нано»: наноструктурирование и наноструктуры, нанотехнологии и наноматериалы — нет человека, даже далекого от науки, который не слышал бы о них. В Российской академии наук организовано специальное отделение по наноматериалам и нанотехнологиям, а перечисление одних только международных конференций по этим проблемам заняло бы несколько страниц. Этот нано-бум вызван тем, что материалы, обладающие нанометрическими размерами кристаллитов, приобретают особые свойства - физические, механические, диффузионные и другие. Любой прогресс основан на том, что человеку всегда хочется быстрее, выше, дальше, прочнее, надежнее, лучше. Именно поэтому в определенный момент, когда достигаются, казалось бы, предельные возможности тех или иных материалов, производится поиск новых возможностей для дальнейшего развития. Так произошло и в том случае, когда ученые обнаружили, что размерный фактор играет чрезвычайно важную роль в формировании тех или иных характеристик. В частности, было показано, что материалы со средним размером зерен или других структурных единиц < 100 нм проявляют необычное механическое поведение и обладают уникальными свойствами, такими как чрезвычайно высокая прочность, сверхпластичность, более высокие коэффициенты диффузии по сравнению с обычными поликристаллами и т.д. [1-5].

Анализ уровня прочности промышленных сплавов за последние 20-30 лет указывает на отсутствие существенного роста прочностных свойств коммерчески доступных металлических материалов. Традиционные методы повышения механических свойств путем легирования и подбора различных способов термомеханической обработки уже не могут обеспечить растущие запросы машиностроения, авиастроения, энергетики и других ведущих отраслей промышленности. В настоящее время становится очевидным, что наиболее перспективным путем решения этой проблемы является разработка композиционных материалов нового класса, обладающих уникальными свойствами, обусловленными переходом к наноразмерной дисперсности компонентов. Следует отметить, что нередко для различных конкретных целей, помимо требования к высокой прочности, к свойствам материалов предъявляются и другие, не менее жесткие требования. Так, например, в настоящее время возникла настоятельная необходимость в разработке высокопрочных материалов, имеющих прочность выше 1000 МПа, обладающих при этом и высокой электропроводностью, на уровне 70% от проводимости высокочистой меди. В частности, это обусловлено потребностью создания обмоточных проводов для крупных импульсных магнитных систем, рассчитанных на рекордно высокие напряженности магнитного поля, от 50 вплоть до 100 Тл. Такие системы разрабатываются в США, Японии, странах Европейского содружества, и потребность в их создании диктуется не только стремлением расширить возможности проведения фундаментальных исследований, но и необходимостью решения ряда практически важных задач, связанных с разработкой перспективной элементной базы полупроводниковой техники. При использовании таких материалов в качестве проводников существенным образом расширяются возможности создания электронных и электротехнических устройств, работающих в предельно тяжелых условиях, например, в авиа- и космической промышленности. Значительна перспектива применения данных материалов в энергетике, например, для создания линий электропередач в условиях Крайнего Севера. В нашей стране такие проводники разрабатываются во ВНИИ Неорганических материалов им. ак. Бочвара [6].

Не менее важным примером необходимости создания композиционных материалов, сочетающих высокие прочностные и проводящие свойства, является создание технических сверхпроводников на основе соединения Nb3Sn, способных выдерживать без деградации критического тока вдвое более высокие деформации, если их упрочнить нанокомпозитом Cu-Nb [7]. Это позволит экономически обоснованно реализовать проекты создания нового класса сверхпроводящих магнитов для ЯМР-установок с повышенной чувствительностью, рассчитанных на магнитные поля порядка 20 Тл и частоту до 1ГГц, а также повысить надежность работы особо крупных магнитных систем [8].

Многоволоконные технические сверхпроводники на основе соединения Nb3Sn также разрабатываются последние три десятилетия во ВНИИНМ им. ак. Бочвара. Настоящим прорывом в практическом применении сверхпроводников со структурой типа А15 стало создание так называемого «бронзового» метода получения композитов на основе Nb3Sn и Узва, основанного на твердофазном взаимодействии ниобия или ванадия с находящимися с ними в контакте медными сплавами с оловом или галлием, соответственно. Этот метод был практически одновременно разработан в США, Англии и Японии и сразу привлек большое внимание исследователей, поскольку он позволяет получать проводники с критическими плотностями тока до 105 А/см2, которые могут работать в полях до 20 Тл. Разработке сверхпроводящих композитов на основе соединений А3В посвящен целый ряд отечественных и зарубежных монографий [9-11]. Интерес к этим материалам особенно высок в настоящее время в связи с проектом создания интернационального термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР) [12-15]. 2 июня 2008 г. по российскому телевидению было сделано следующее сообщение: «Во Франции подготовлена площадка под строительство Интернационального Термоядерного Экспериментального Реактора. В этом проекте участвуют 6 стран, в том числе и Россия. Россия поставляет сверхпроводящие композиты на основе Nb3Sn, аналогов которым нет в мире». Эти материалы разрабатываются во ВНИИ Неорганических Материалов им. ак. Бочвара, с которым автору данной работы (вместе с Е.П. Романовым, С.В. Сударевой и другими сотрудниками лаборатории интерметаллидов и монокристаллов Института физики металлов УрО РАН) посчастливилось сотрудничать без малого три десятилетия.

Все это свидетельствует о том, что исследования, результаты которых изложены в настоящей работе, являются весьма актуальными.

В настоящей работе исследованы композиционные материалы двух совершенно разных классов, на первый взгляд ничем не связанных между собой, а именно, сверхпроводящие и высокопрочные композиты. Но в них есть много общего и глубокая внутренняя связь. Прежде всего, в тех и других особые свойства (высокие критические сверхпроводящие характеристики или прочностные свойства) зависят от структуры и проявляются в том случае, когда структура становится нанокристаллической. В случае сверхпроводников от нанокристаллической структуры диффузионных слоев фазы А3В и от ее совершенства зависит сила пиннинга, а значит, и сверхпроводящие свойства самого композита. В композитах Cu-Nb аномально высокая прочность достигается только тогда, когда размеры ниобиевых волокон и расстояния между ними в медной матрице попадают в нанометрический интервал. Общим для этих двух классов является и то, что основным матричным материалом в них служит чистая медь или ее сплавы, а также то, что те и другие являются материалами для электротехнического применения.

Исторически сложилось так, что вначале композиты Cu-Nb разрабатывались как сверхпроводящие материалы, и возникновение самого метода in situ связано с рядом ранних наблюдений сверхпроводимости в меди, содержащей следы ниобия [16]. Метод in situ заключается в механической обработке вязких двухфазных смесей, когда фазы не растворимы друг в друге и вторая фаза, объем которой обычно относительно мал (< 0,2), располагается в виде дендритов или изолированных частиц в матричной фазе [17]. В процессе деформации обе фазы деформируются одновременно, в результате чего тонкие волокна второй фазы формируются в матричном материале. В русскоязычной литературе более принято название «естественные» композиты (в отличие от обычных искусственных, когда матрица армируется волокнами другого материала), но по сути это одни и те же материалы. Для создания сверхпроводящего слоя проволоку из сплава Cu-Nb после кристаллизации и холодной деформации покрывают оловом и подвергают диффузионному отжигу. Критическая плотность тока (J ) этих композитов сильно зависит от концентрации Nb и размера Nb выделений, причем малые размеры волокон обеспечивают практически полное превращение Nb в Nb3Sn, что приводит к получению высоких Jc.

Однако в дальнейшем in situ композиты, благодаря своим уникальным свойствам, а именно, сочетанию хорошей электропроводности, почти не уступающей чистой меди, с аномально высокими прочностными характеристиками, привлекли большое внимание исследователей и в другой области [18]. Их стали применять в качестве проводов для создания обмоток магнитных систем, рассчитанных на достижение особо сильных магнитных полей с индукцией выше 20 Тл, а также импульсных магнитов с длительностью импульса 15 мсек, поскольку именно в случае сильных импульсных магнитных полей требуется высокая механическая прочность в сочетании с хорошей электропроводностью [16]. Кроме того, как отмечено выше, в настоящее время предпринимаются успешные попытки упрочнять с помощью in situ проводников сверхпроводящие кабели на основе соединения NbsSn [7,20-21].

Несмотря на достигнутые успехи в разработке сверхпроводящих и высокопрочных композитов, многие проблемы еще не решены, и резервы этих материалов далеко не исчерпаны. Жизнь предъявляет все новые требования как к сверхпроводящим характеристикам композитов, их величине и стабильности, так и к прочностным свойствам этих материалов, чтобы они могли успешно эксплуатироваться в сильных импульсных магнитных полях. Поэтому изучение этих композитов и, прежде всего, их структуры, и выявление всех факторов, способных оказать положительное влияние на их структуру и свойства, всегда было и остается актуальным.

В задачу настоящего исследования входило:

- установить механизм зарождения и роста сверхпроводящих слоев А3В при диффузионном взаимодействии ванадия или ниобия с медными сплавами с галлием или оловом и выявить влияние легирования на этот механизм;

- изучить кинетику роста сверхпроводящего слоя Nb3Sn в одно- и многоволоконных композитах Nb/Cu-Sn и установить механизм влияния легирующих добавок на этот процесс;

- изучить влияние геометрии композитов Nb/Cu-Sn (способа их сборки, количества и формы ниобиевых волокон, количества и способа введения легирующих добавок) на структуру сверхпроводящих слоев Nb3Sn и выявить пути оптимизации структуры и свойств многоволоконных технических сверхпр оводников;

- изучить влияние легирования на механизмы пластической деформации свободных бронз и бронзовых матриц композитов на основе соединений А3В;

- выявить возможность наноструктурирования ниобия разными методами интенсивной пластической деформации (кручение под высоким давлением, равноканальное угловое прессование) и изучить особенности получаемой нанокристагглической структуры с точки зрения ее стабильности и диффузионных свойств;

- установить причины аномально высокой прочности нанокомпозитов Си-Nb, полученных методом плавление-деформация {in situ) и сборка-деформация и выявить особенности их структуры и текстуры.

В диссертации приведены результаты экспериментальных исследований, выполненных в лаборатории интерметаллидов и монокристаллов ИФМ УрО РАН на образцах, предоставленных, главным образом, предприятием ВНИИ Неорганических материалов им. ак. Бочвара.

Для достижения поставленных задач в течение более двух десятков лет проводились систематические и всесторонние исследования композиционных материалов на основе соединений Nb3Sn и V3Ga, а также отдельных их составляющих — ниобия и сплавов на основе меди.

Изучено формирование диффузионных слоев А3В в одно- и многоволоконных композитах разного типа (полученных по бронзовой технологии и методом внутреннего источника олова) с различными легирующими добавками (Ti, Zr, Mg, Zn, Ga и др.).

Исследовано влияние легирующих добавок на кинетику формирования сверхпроводящих слоев Nb3Sn.

Изучено влияние геометрии композитов, легирования и режимов диффузионного отжига на структуру сверхпроводящих слоев и свойства многоволоконных технических сверхпроводников.

Изучены особенности пластической деформации бронз с высоким содержанием олова или галлия, как в свободном состоянии, так и в композитах с разным количеством волокон и с различными легирующими добавками.

Изучены особенности структуры ниобия после интенсивной пластической деформации разными методами.

Исследованы структура и текстура сильнодеформированных высокопрочных композитов Cu-Nb, изготовленных методами «плавление-деформация» (in situ) и «сборка-деформация» (микрокомпозит), на разных стадиях холодного волочения с промежуточными отжигами.

Основные результаты работы, определяющие ее научную новизну:

1. Установлено, что зарождение сверхпроводящих слоев А3В в композитах V/Cu-Ga и Nb/Cu-Sn происходит по одинаковому механизму, а именно, элемент В (Ga или Sn) диффундирует в ванадиевые или ниобиевые волокна, и после того, как достигается насыщение, в них образуются мелкие зародыши фазы А3В. По мере протекания диффузионного отжига количество и размеры этих зародышей увеличиваются, и они сливаются в единый конгломерат, в пределах которого происходит затем рекристаллизация с образованием практически бездефектных зерен нанометрических размеров.

2. «Зародышевый» механизм образования диффузионных слоев А3В сохраняется и при легировании, но легирующие добавки вносят определенные коррективы. В частности, они переходят из одной составляющей композита (матрицы или волокон) в другую составляющую и растущий слой, и способствуют при этом более интенсивной диффузии основного диффундирующего элемента (Ga или Sn).

3. Установлен механизм влияния легирующих добавок на кинетику образования сверхпроводящих слоев, который заключается в следующем. Диффундируя по границам растущего слоя, легирующие элементы соединяются с присутствующими на границах примесями внедрения, в частности, с кислородом. При этом границы очищаются и становятся более подвижными. С одной стороны, это приводит к увеличению скорости роста диффузионного слоя, а значит, и его толщины. С другой стороны, при этом возможно увеличение размеров зерен сверхпроводящей фазы, что является нежелательным. Поэтому количество и способ введения легирующих элементов можно менять целенаправленно для достижения оптимальных характеристик, что можно делать на основе результатов проведенных исследований.

4. Установлена корреляция между геометрией композитов Nb/Cu-Sn (формой, размерами и количеством ниобиевых волокон) и режимами диффузионных отжигов, с одной стороны, и структурой сверхпроводящих слоев Nb3Sn, определяющих эксплуатационные характеристики многоволоконных проводников, с другой стороны.

5. Изучены особенности структуры бронз и бронзовых матриц, полученных как традиционными методами выплавки, так и плавкой дуплекс и Оспрей-методом. Установлен механизм пластической деформации бронз с повышенным содержанием олова как в свободном состоянии, так и в условиях композита. Показано, что с повышением содержания элемента В (олова, или галлия) в бронзе дислокационный механизм деформации сменяется на двойникование, причем последнее особенно характерно в присутствии волокон ниобия или ванадия, а также при легировании, способствующем понижению энергии образования дефектов упаковки (ЭДУ).

6. Установлено, что высокая прочность композитов Cu-Nb обусловлена как барьерным механизмом (то есть ниобиевые волокна нанометрических размеров действуют как барьеры на пути движения дислокаций), так и субструктурным, а именно, наличием мелких (размерами несколько нанометров) блоков внутри волокон. Показано, что ниобиевые волокна ленточной формы наряду с острой аксиальной текстурой обладают еще и ограниченной текстурой в пределах каждого волокна, характерной для прокатанного ниобия.

7. Установлена возможность наноструктурирования ниобия такими методами интенсивной пластической деформации (ИПД) как равноканальное угловое прессование (РКУП) и кручение под высоким давлением (КВД). Показано, что получаемая нанокристаллическая структура термически нестабильна и рекристаллизуется при значительно более низких температурах, чем у обычного поликристаллического ниобия. Показано, что особенности диффузионных свойств границ зерен ниобия после ИПД по сравнению- с обычным поликристаллом обусловлены не малыми размерами зерен как таковыми, а именно высокой дефектностью границ.

Научная и практическая значимость работы.

Закономерности эволюции структуры композиционных материалов и их составляющих в процессе разнообразных видов термической и механической обработки, выявленные при систематическом изучении этих материалов, позволяют оптимизировать свойства сверхпроводящих и высокопрочных композитов с помощью целенаправленного легирования, изменения геометрии композита и применения наиболее благоприятных режимов диффузионных отжигов. Установление зародышевого механизма формирования слоев фазы А3В позволило предложить двухступенчатый диффузионный отжиг, с помощью которого удается стабилизировать и усовершенствовать нанокристаллическую структуру сверхпроводящего слоя, за счет чего повышается сила пиннинга и увеличиваются критические характеристики композита в целом. Установление корреляции между параметрами сверхпроводящих слоев, с одной стороны, и геометрией композита, легированием, режимами диффузионных отжигов, с другой стороны, позволяет целенаправленно подходить к выбору оптимальных условий создания многоволоконных сверхпроводников с высокими и стабильными характеристиками, делая их пригодными для использования в Интернациональном Термоядерном Экспериментальном Реакторе. Установление механизмов пластической деформации бронз и бронзовых матриц позволяет регулировать их состав и режимы обработки для создания, с одной стороны, достаточного резерва пластичности, а с другой стороны, для обеспечения возможности получения необходимого количества сверхпроводящей фазы при разных способах твердофазного получения композиционных проводников. Выявление особенностей структуры ниобия после разных способов интенсивной пластической деформации дает вклад в понимание процессов, происходящих в материалах при их наноструктурировании, и способствует развитию нанотехнологий, обеспечивающих создание материалов с уникальными механическими и диффузионными характеристиками.

Научные результаты работы могут быть использованы для развития современного физического металловедения, в частности, для анализа влияния легирования на фазовый состав и свойства (физические и механические) интерметаллических соединений и композиционных материалов разного типа, для выявления особенностей наноструктурированных материалов, определяющих их специфические свойства, для построения моделей упрочнения при деформации в условиях композита. Полученные результаты использованы во ВНИИНМ им. ак. Бочвара для оптимизации свойств сверхпроводящих и высокопрочных композиционных материалов (соответствующая справка прилагается).

Связь работы с научными программами и темами.

Диссертационная работа выполнена в лаборатории интерметаллидов и монокристаллов Института физики металлов УрО РАН в соответствии с планами государственных научных программ и проектов Президиума РАН и РФФИ. Среди них «Функциональные и конструкционные композиционные материалы: синтез, структура, свойства и применение» (шифр «Структура», номер гос. регистрации 01.2.00613392); программа Президиума РАН «Направленный синтез веществ с заданными свойствами и создание функциональных материалов на их основе»; проекты Российского фонда фундаментальных исследований «Особенности микроструктуры и механизмы упрочнения сильнодеформированных медь - ниобиевых композитов» (грант РФФИ-Урал N° 01-02-96413), «Исследование формирования диффузионных слоев в сверхпроводящих композитах на основе Nb3Sn» (грант РФФИ-Урал № 04-03-96118); «Структура и диффузионные свойства границ зерен и поверхностей раздела в меди, ниобии и композитах на их основе» (грант РФФИ-Урал N° 07-03-96065); «Исследование объемной и зернограничной диффузии и структуры границ кристаллитов в поли- и нанокристаллическом ниобии» (грант РФФИ № 04-03-32829) и «Исследование структуры и диффузионных свойств границ зерен в нанокристаллических тугоплавких металлах, полученных интенсивной пластической деформацией» (грант РФФИ № 07-03-00070).

Апробация работы.

Результаты работы представлялись как существенные достижения на Научных сессиях ИФМ УрО РАН по итогам 1994, 1995, 1997, 1999, 2001, 2003, 2006, 2007 и 2008 годов.

Результаты работы многократно докладывались на всероссийских и международных конференциях, как в нашей стране, так и за рубежом: VI Международном семинаре «Структура дислокаций и механические свойства металлов и сплавов», Екатеринбург, 1993 г.; VII Международном семинаре «Структура дислокаций и механические свойства металлов и сплавов», Екатеринбург, 1996 г.; 5-ой Европейской конференции по перспективным материалам, их производству и применению «ЕВРОМАТ-97» Маастрихт, Нидерланды, 1997; Международной конференции "Диффузия и диффузионные превращения в сплавах, ДИФТРАНС-98", Украина, Черкассы, 1998 г.; XVII Российской конференции по электронной микроскопии, Черноголовка, Москва, 1998 г.; XV Уральской школе металловедов-термистов "Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов", Екатеринбург, 2000г.; VIII Международном семинаре «Структура дислокаций и механические свойства металлов и сплавов», Екатеринбург, 1999 г.; V Всероссийской конференции «Физикохимия ультрадисперсных систем», Екатеринбург, 2000; IX Международном семинаре "Дислокационная структура и механические свойства металлов и сплавов - ДСМСМС-2002", Екатеринбург, 2002 г.; XXXIII всероссийском совещании по физике низких температур, Екатеринбург, 2003; III Международной конференции «Фазовые превращения и прочность кристаллов», Черноголовка, 2004 г.; X Международном семинаре "Дислокационная структура и механические свойства металлов и сплавов — ДСМСМС-2005", Екатеринбург, 2005 г.; IX Международном Семинаре по Диффузии и Термодинамике в материалах (DT-2006), Брно, Чехия, 2006 г.; II Международной Конференции по Диффузии в Твердых Телах и Жидкостях (DSL-2006), Авейро, Португалия, 2006 г.; II Всероссийской конференции по наноматериалам «НАНО 2007», Новосибирск, 2007 г.; III Международной Конференции по Диффузии в Твердых Телах и Жидкостях (DSL-2007), Альгарве, Португалия, 2007 г.; XI Международной конференции "Дислокационная структура и механические свойства металлов и сплавов —

ДСМСМС-2008", Екатеринбург, 2008 г.; IV Международной Конференции по Диффузии в Твердых Телах и Жидкостях (DSL-2008), Барселона, Испания, 2008г., Ш-й всероссийской конференции по наноматериалам НАНО-2009, Екатеринбург, 2009.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и списка литературы. Объем работы 362 страницы, она включает в себя 152 рисунка и 24 таблицы. Список цитированной литературы включает 250 наименований.

Заключение диссертации по теме «Металловедение и термическая обработка металлов», Попова, Елена Нахимовна

Выводы

1. Исследована эволюция структуры высокопрочных сильнодеформированных композитов Cu-Nb при получении их двумя принципиально отличными методами - плавление-деформация (in situ или естественные композиты) и сборка-деформация (микрокомпозиты, или композиты с непрерывными волокнами). Установлено, что в обоих методах можно достигать высоких степеней истинной деформации (до г\ — 11) без разрушения композита.

2. Установлено, что в процессе холодной деформации волочением с промежуточными отжигами в композитах обоих типов структура ниобиевых волокон и матричных прослоек между ними измельчается до нанометрических размеров. При этом волокна приобретают ленточную форму, которая обусловлена, с одной стороны, особенностями деформирования ОЦК-металлов, а с другой стороны, усиливается присутствием окружающей ГЦК-матрицы, подстраивающейся под аксиально-симметричное течение. На ранних стадиях деформирования ленточная форма волокон более явно выражена в естественных композитах, где в поперечных сечениях соотношение осей может быть больше 100, и волокна изгибаются и закручиваются вокруг оси волочения.

3. В композитах обоих типов в процессе деформации развивается острая аксиальная текстура типа <110>Nb- При этом в медной матрице направления типа <111>си также параллельны оси волочения, но между этими направлениями - <110>Nb и <111>Си - всегда наблюдается расхождение 2-5°, что свидетельствует о частично когерентной связи волокон с матрицей.

4. Наряду с острой аксиальной текстурой в ниобиевых волокнах обнаружена ограниченная текстура с компонентами {111}<110>, {100}<110> и (311}<110>, характерными для прокатанного ниобия, что обусловлено их ленточной формой.

5. Для внутренней структуры ниобиевых волокон в композитах обоих типов при средних деформациях (5-8) характерно наличие мелких блоков. При самых высоких степенях деформации (т] > 9) блочность выражена менее явно, а плотность дислокаций понижается за счет их аннигиляции на границах тонких волокон.

6. При введении промежуточных отжигов в процессе холодного волочения происходит коагуляция ниобиевых волокон, которая выражается в изменении формы волокон на более округлую, с перетяжками по длине, в заметном понижении плотности дислокаций и исчезновении мелких блоков внутри волокна. Первые признаки коагуляции наблюдаются уже при отжиге 300°С, 1 ч, а при повышении температуры отжига до 600°С коагуляция ниобиевых волокон уже явно выражена и вызывает разупрочнение.

7. В естественных композитах Cu-Nb-Zr обнаружены частицы фазы Zr02 двух типов: мелкодисперсные (диаметром несколько нм) и крупные. Первые образуются в твердом состоянии и способствуют дисперсионному твердению, а последние выделяются при кристаллизации жидкой фазы и оказывают модифицирующее влияние на структуру исходных слитков, но, в то же время, являются причиной уменьшения вязкости композитов, что выражается в более хрупком изломе при растяжении.

8. В микрокомпозитах, искусственно легированных Ti, обнаружены мелкодисперсные сложные окислы на основе этой легирующей добавки. При легировании титаном прочностные характеристики повышаются, и не происходит охрупчивания композита.

ОБЩЕЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведено систематическое исследование композиционных материалов двух классов — многоволоконных сверхпроводников на основе соединений со структурой А3В (V3Ga и Nb3Sn) и сильнодеформированных высокопрочных нанокомпозитов Cu-Nb. В результате этих исследований выявлены основные особенности их структуры и возможности целенаправленного влияния на нее с помощью самых разнообразных факторов для оптимизации эксплуатационных характеристик этих важнейших функциональных материалов.

В работе получены следующие основные результаты.

1. Установлен механизм формирования диффузионных слоев V3Ga и Nb3Sn при твердофазном взаимодействии медных сплавов (с галлием или оловом) с ванадиевыми или ниобиевыми волокнами. Сначала элемент В (Ga или Sn) из бронзовой матрицы диффундирует к границе с V или Nb волокнами и внутрь волокон, где по достижении предела его растворимости происходит образование мелких зародышей фазы А3В. По мере протекания диффузионного отжига количество и размеры этих зародышей растут до тех пор, пока они не сливаются в единый конгломерат, в пределах которого происходит рекристаллизация с образованием сплошного слоя практически бездефектных зерен нанометрических размеров. Этот механизм сохраняется и при получении композитов на основе Nb3Sn методом внутреннего источника питания (олова). На основании установленного механизма образования сверхпроводящего слоя предложен двухступенчатый диффузионный отжиг, состоящий из низкотемпературной стадии, на которой образуется большое количество зародышей фазы А3В, и высокотемпературной стадии, на которой образуются достаточно толстые диффузионные слои этой фазы с сохранением в них нанокристаллической структуры, что необходимо для достижения высоких сверхпроводящих характеристик.

2. Изучена кинетика формирования диффузионных слоев Nb3Sn в композитах Nb/Cu-Sn и механизм влияния на нее различных легирующих элементов. Рост слоя Nb3Sn и в одноволоконных, и в многоволоконных композитах контролируется диффузией, и процессом, определяющим скорость его роста является диффузия элемента В (Sn) по границам зерен фазы А3В (Nb3Sn). В процессе отжига легирующие добавки, введенные в бронзовую матрицу (Mg, Zn, Zr, Ti) переходят в растущий слой, диффундируя по его границам, и образуют в нем частицы окислов и интерметаллидов. При этом происходит увеличение скорости роста диффузионного слоя и его толщины, поскольку зернограничная диффузия олова ускоряется за счет очищения границ зерен от примесей внедрения, в частности, от кислорода. С другой стороны, очищение границ от примесей может привести к увеличению их подвижности, в результате чего возможно увеличение размеров зерен сверхпроводящей фазы, что является нежелательным, поскольку при этом уменьшается сила пиннинга, а значит, понижается критический ток проводника. Этот эффект обнаружен в работе при введении титана в ниобиевые волокна в количестве > 1,5 мае. %. Поэтому количество и способ введения легирующих элементов следует менять целенаправленно для достижения оптимальных характеристик, что можно делать на основе результатов проведенных исследований.

3. Изучено влияние таких факторов как геометрия композитов Nb/Cu-Sn (форма, размеры и количество Nb волокон, внешний диаметр и др.) и режим диффузионного отжига на структуру нанокристаллического сверхпроводящего слоя Nb3Sn, определяющую эксплуатационные характеристики многоволоконных проводников на его основе. Показано, что при замене сплошных Nb волокон на составные можно получить более равномерную и дисперсную зеренную структуру волокон, в результате чего достигается лучшее сопряжение всех составляющих композита (волокон, матрицы, диффузионных барьеров, стабилизирующей меди), что в конечном итоге дает выигрыш в свойствах конечного продукта. Применение спаренных Nb волокон вместо одинарных также позволяет усовершенствовать структуру диффузионного слоя Nb3Sn, а сочетание такой геометрии с легированием титаном в оптимальном количестве может дать прирост критической плотности тока композиционного проводника на 25-30%. На композитах с кольцевыми Nb волокнами показано, что применение двухступенчатого диффузионного отжига способствует стабилизации нанокристаллической структуры, однако большую осторожность следует соблюдать при повышении температуры последнего отжига. Иногда при слишком высокой температуре в слое происходит аномальный рост зерен, сила пиннинга резко уменьшается и критический ток падает. Подбором оптимального режима отжига можно поднять критический ток проводника на 20-25%. В проводниках, полученных методом внутреннего источника питания (ВИП), применение нескольких распределенных источников олова вместо одного центрального способствует образованию более равномерных по толщине и структуре диффузионных слоев Nb3Sn, в результате чего получаются более высокие и стабильные сверхпроводящие характеристики таких композитов. Замена части стабилизирующей медной оболочки высокопрочным микрокомпозитом Cu-Nb приводит к заметному упрочнению ВИП-проводника, не оказывая отрицательного слияния на тонкую структуру диффузионного слоя Nb3Sn.

4. Изучены особенности структуры бронз и бронзовых матриц, полученных как традиционными методами выплавки, так и плавкой дуплекс и Осрей-методом. Установлен механизм пластической деформации бронз, как в свободном состоянии, так и в условиях композита. Показано, что с повышением содержания элемента В (олова или галлия) в бронзе дислокационный механизм деформации сменяется на двойникование, причем последнее особенно характерно в присутствии волокон ниобия или ванадия, а также при легировании, способствующем понижению энергии образования дефектов упаковки (ЭДУ). Смена механизма деформации обусловлена интенсификацией сдвиговых процессов, причем двойникование сопровождается образованием дефектов упаковки и выделением частиц хрупкой е-фазы Cu3Sn или i^-фазы Cu3Ga, и именно эти процессы являются основной причиной пониженной пластичности бронзовых матриц на основе соединений А3В.

5. Исследована эволюция структуры сильнодеформированных высокопрочных композитов Cu-Nb, полученных методами плавление-деформация (in situ или естественные композиты) и сборка-деформация (микрокомпозиты, или композиты с непрерывными волокнами). Установлено, что в обоих методах можно достигать высоких степеней истинной деформации (до г\ = 11) без разрушения композита, причем структура Nb волокон и матричных прослоек между ними измельчается до нанометрических размеров. При этом волокна приобретают ленточную форму, которая обусловлена особенностями деформирования ОЦК-металлов и присутствием окружающей ГЦК-матрицы, подстраивающейся под аксиально-симметричное течение. В композитах обоих типов в процессе деформации развивается острая аксиальная текстура типа <110>Nb. В медной матрице направления типа <lll>Cu также параллельны оси волочения, но между направлениями <110>Nb и <111>си всегда наблюдается расхождение 2-5°, что свидетельствует о частично когерентной связи волокон с матрицей. Наряду с острой аксиальной текстурой в ниобиевых волокнах обнаружена ограниченная текстура с компонентами {111}<110>, {100}<110> и {311}<110>, характерными для прокатанного ниобия, что обусловлено их ленточной формой. При введении промежуточных отжигов в процессе холодного волочения происходит коагуляция Nb волокон, которая начинается при отжиге 300°С, 1 ч, а при 600°С, 1ч уже явно выражена и вызывает разупрочнение. При легировании медной матрицы цирконием в ней образуются мелкодисперсные (несколько нм) и крупные частицы фазы Zr02. Мелкие частицы образуются в твердом состоянии и способствуют дисперсионному твердению, а крупные выделяются при кристаллизации жидкой фазы и оказывают модифицирующее влияние на структуру исходных слитков, но, в то же время, являются причиной уменьшения вязкости композитов, что выражается в более хрупком изломе при растяжении. При легировании Nb волокон титаном в них обнаружены мелкодисперсные сложные окислы на основе этой легирующей добавки. При этом прочностные характеристики повышаются, и не происходит охрупчивания композита.

6. Установлена возможность наноструктурирования ниобия такими методами интенсивной пластической деформации (ИПД) как равноканальное угловое прессование (РКУП) и кручение под высоким давлением (КВД). Показано, что получаемая субмикрокристаллическая и нанокристаллическая структура термически нестабильна и рекристаллизуется при значительно более низких температурах, чем у обычного поликристаллического ниобия. Показано, что особенности диффузионных свойств границ зерен ниобия после ИПД по сравнению с обычным поликристаллом обусловлены не малыми размерами зерен как таковыми, а высокой дефектностью границ.

В заключение автор выражает глубокую признательность своему научному консультанту - Евгению Павловичу Романову и постоянным соавторам С.В. Сударевой и В.В. Попову. Автор также благодарит сотрудников ВНИИ Неорганических Материалов им. ак. Бочвара, разработчиков и создателей уникальных композиционных материалов, изучение которых легло в основу диссертационной работы: А.К. Шикова, Е.А. Дергунову, А.Е. Воробьеву, Н.Е. Хлебову, В.И. Панцырного, С.В. Судьева.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Попова, Елена Нахимовна, 2009 год

1. Gleiter Н. Nanostructured materials: basic concepts and microstructure I I Acta Mater., 2000, v. 48, p. 1-29.

2. Валиев P.3., Александров И.В. Объемные наноструктурные металлические материалы. М.: ИТЦ Академкнига, 2007. 398 с.

3. Андриевский Р. А., Глезер А. М. Размерные эффекты в нанокристаллических материалах. I.

4. Андриевский Р. А., Глезер А. М. Размерные эффекты в нанокристаллических материалах. II. Механические и физические свойства. ФММ, 2000, т. 89, № 1, с. 91-112.

5. Гусев А.И, Ремпель А.А. Нанокристаллические материалы. М. Физматлит. 2000, 224 с.

6. Pantsyrnyi V.I. Status and perspectives fpr microcomposite winding materials for high field pulsed magnets // IEEE Trans. Appl. Supercond., 2002, v. 12, p. 1189-1194.

7. Shikov A., Pantsyrnyi V., Vorobieva A. et al. Investigation of the multifilamentary (Nb,Ti)3Sn conductors with CuNb reinforced stabilizer // IEEE Trans. Applied Superconductivity, 1997, v. 7, No 2, p. 1372-1375.

8. Панцырный В.И. Исследование и разработка металлургических основ получения нового класса высокопрочных высокоэлектропроводныхмикрокомпозиционных материалов // Автореф. дисс. докторатехнических наук, Москва, 2003 г., 49 с.

9. Физико-химические основы получения сверхпроводящих материалов. Под ред. Е.М. Савицкого, О. Хенкеля, Ю.В. Ефимова. М.: Металлургия, 1981.480 с.

10. Металловедение и технология сверхпроводящих материалов. Пер. с англ. Под ред. С. Фонера, Б. Шварца. М.: Металлургия, 1987. 560 с.

11. Металлургия сверхпроводящих материалов. Пер. с англ. Под ред. Т. Люмана, А. Дью-Хьюза. М.: Металлургия, 1984. 359 с.

12. Nikulin A., Shikov A., Silaev A et al. Development and investigation of multifilamentary Nb3Sn conductors to be used in the ITER magnetic system // IEEE Trans. Magn., 1994, v. 30, No 4, p. 2316-2319.

13. Nishi M., Yoshida K., Ando T. et al. Nb3Sn Superconducting strand development in Japan for ITER// Cryogenics, 1994, v. 34, p. 505-508.

14. Shikov A. Superconductors for the ITER model coils // J. of Nuclear Materials, 1996, v. 237, Iss OCT. P. A, p. 120-126.

15. Shikov A., Nikulin A., Silaev A. et al. Development of the superconductors for ITER magnet system // J. of Nuclear Materials, 1998, v. 263, Iss. OCT. P. B,p. 1929-1934.

16. Romanov E.P., Freyhardt H.C., Schultz L. Superconducting composites produced by rapid quenching // Scripta Met., 1978, v. 12, No 2, p. 151-156.

17. Spitzig W.A., Pelton A.R., Laabs F.C. Characterization of the strength and microstructure of heavily cold worked Cu-Nb composites // Acta Metall., 1987, v. 35. № 10, p. 2427-2442.

18. Renaud C.V., Gregory E., Wong J. Development and application of high-strength, high-conductivity copper-niobium in-situ composite wire and strip // Adv. Cryog. Eng., 1988, v. 34, p. 435-442.

19. Shikov A., Pantsyrnyi V., Vorobieva A., Khlebova N., Silaev A. High strength high conductivity Cu-Nb based conductors with nanoscaled microstructure //Physica C, 2001, v. 354(1-4), p. 410-414.

20. Katagiri K., Watanabe K., Noto K. et al. Strain characteristics of Nb3Sn multifilamentary wires with CuNb reinforcing stabilizer// Cryogenics, 1994, v. 34, Iss. 12, p. 1039-1043.

21. Sakamoto H., Endoh S., Nagasu Y. et al. (Nb,Ti)3Sn superconducting wire with CuNb reinforcing stabilizer // IEEE Trans. Appl. Supercond., 2000, v. 10. No l,p. 1008-1011.

22. Зернограничная диффузия и свойства наноструктурных материалов / Колобов Ю.Р., Валиев Р.З., Грабовецкая Г.П. и др. Новосибирск: Наука. 2001.-232 с.

23. Valiev R.Z. Ultrafine-grained materials prepared by severe plastic deformation // Annales de Chimie. Science des Materiaux. 1996, v. 21, p. 369.

24. Жорин B.A., Шашкин Д.П., Ениколопян H.C. Дробление кристаллов в процессе пластического течения при высоком давлении // ДАН СССР,1984, т. 278, № 1, с. 144-147.

25. Смирнова Н.А., Левит В.И., Пилюгин В.И. и др. Эволюция структуры ГЦК монокристаллов при больших пластических деформациях // ФММ, 1986, т. 61, с. 1170-1177.

26. Valiev R.Z. Approach to nanostructured solids through the studies of grain boundaries in submicron-grained polycrystals // Nanostructured Materials, 1995, v.6, p. 73-83.

27. Дегтярев M.B., Воронова Л.М., Чащухина Т.И. Влияние структуры железа и стали, созданной при большой пластической деформации, на кинетику превращений при нагреве // Металлы, 2003, № 3, с. 53-61.

28. Lian J., Valiev R.Z., Baudelet В. On the enhanced grain growth in ultrafine grained metals // Acta Metall. Mater., 1995, v. 43, No 11, p. 4165-41-70.

29. Mulyukov K.Y., Korznikova G.F., Abdulov R.Z., Valiev R.Z. Magnetic hysteretic properties of submicron nickel and their variations upon annealing // J. of Magn. and Magn. Mater., 1990, v. 89, p.207-213.

30. Vorhauer A., Knabl W., Pippan R. Microstructure and thermal stability of tungsten based materials after severe plastic deformation // Proc. conf. "Nanomaterials by severe plastic deformation-NANOSPD2".Dec. 2002. Vienna, Austria. P. 648-653.

31. Alkorta J., Martinez-Esnaola J.M., Sevillano J.G. Detailed assessment of indentation size-effect in recrystallized and highly-deformed niobium // Acta Mater., 2006, v. 54, p. 3445-3452.

32. Sevillano J.G. Strengthening by plastic work: from LPS to SPD. A 25 years perspective // Proceedings of the 25th Risoe International Symposium on Materials Science, Denmark, 2004, p.l-ll.

33. Spitzig W.A., Trybus C.L., Laabs F.C. Structure and properties of heavily cold-drawn niobium // Mater. Sci. Eng. A, 1991, v. 145, No 2, p. 179-187.

34. Зернограничная диффузия и свойства наноструктурных материалов /Под ред. Ю.Р. Колобова и Р.З. Валиева Новосибирск: Наука, 2001. 232 с.

35. Валиев Р.З., Мусалимов Р.Ш. Электронная микроскопия высокого разрешения нанокристаллических материалов // ФММ, 1994, 78, вып. 6, с. 114-121.

36. Кайгородов В.Н., Клоцман С.М. Ядерный гамма-резонанс на ядрах железа-57, находящихся на границах зерен меди. — Письма в ЖЭТФ, том 28, вып. 6.С. 386-389.

37. Kaigorodov V.N., Klotsman S.M. Impurity states in the grain boundaries and adjacent to them crystalline regions // Phys. Rev. В., 1994, v. 49, No 14, p. 9374-9399.

38. Klotsman S.M., Kaigorodov V.N., Kurkin M.I., Dyakin V.V. Segregation of 57Co atomic in the core of grain boundaries in d-transition metals // Interface Science, 2000, v. 8, No 4, p. 132-134.

39. Andreasen H., Damagaard S., Petersen J.W., Weyer G. Isomer shift and force constants of substitutional 119Sn impurity atoms in FCC metals // J.Phys. F: Met. Phys., 1983, v. 13, p. 2077-2088.

40. Кайгородов B.H., Клоцман C.M., Колосков B.M., Татаринова Г.Н. Исследование границ зерен ниобия и молибдена методом ядерного гамма-резонанса// ФММ, 1988, т. 66, № 5, с. 958-965.

41. Попов В. В. Модель зернограничной диффузии, учитывающая наличие приграничных слоев равновесного состава//ФММ, 2006, т. 102, № 5, с. 485-493.

42. Клоцман С.М., Кайгородов В.Н., Куркин М.И. и др. Области высокой концентрации точечных дефектов, локализованные вблизи внутренних поверхностей раздела в конденсированных средах // ФММ, 2002, т. 93, № 4, с.62-74.

43. Askill О. Tracer diffusion of 119Sn in niobium // Phys. Stat. Sol., 1965, v. 9,

44. Saunders N., Mlodownik A.P. The Cu-Sn system // Bull. Alloy Phase

45. Diagrams, 1990, v. 11, No 3, p 278-287.

46. Holmes D.S., Adair A.M. et al. Bronze for superconducting wires: the powder metallurgy approach // IEEE Trans. Magn., 1981, v. MAG-17, No 1, p. 10101012.

47. Сучков Д.И. Медь и ее сплавы. М.: Металлургия, 1967, с. 104-176.

48. Справочник «Двойные и многокомпонентные системы на основе меди»/ под ред. Абрикосова Н.Х. М: Наука, 1979, 246 с.

49. Горелик С.С., Расторгуев JI.H., Скаков Ю.А. Рентгенографический и электронно-оптический анализ металлов. Приложения. М.: Металлургия, 1970, 106 с.

50. Carlsson R. Hot embrittlement of copper and brasses // Scand. J. Met., 1980, v.9, p. 25-29.

51. Jackson R.J. Edge D.A., Moore D.C. A preliminary assessment of the value of minor alloy additions in counteracting the harmful effect of impurities on the hot workability of some copper alloys // J. Inst, of Metals, 1970, v. 98, p. 193198.

52. Изуми Осами. Охрупчивание при средних температурах и межзеренное растрескивание медных сплавов // Бюлл. Яп. Инст. Металлов (англ.), 1979, т. 18, № 1, с. 15-22.

53. Малышева Л.Л., Мюллер Н.Н., Мамченкова Т.Д. и др. Структура и свойства холоднодеформированной оловянной бронзы // Науч. Тр. Гос. НИИП Инст. Сплавов и Обработки Цветных Металлов, 1980, Вып. 64, с. 36-39.

54. Вялов В.А., Петров А.П., Морозов А.Ф. и др. Прессование труднодеформируемых бронз с высоким содержанием олова // Цветные металлы, 1981, № 1, с. 64-66.

55. Gallagher P.C.J. The influence of the alloying, temperature and related effects on the stacking fault energy // Met. Trans., 1970, v. 1, No 9, p. 2429-2461.

56. Вишняков Я.Д. Дефекты упаковки в кристаллической структуре // М.: Металлургия, 1970, 66 с.

57. Liu D., Miller A., Aust К.Т. Annealing twin formation in the cast and annealed Cu 4 at. % Sn alloy // Canad. Met. Quart, 1984, v. 23, No 2, p. 237240.

58. Утевский Л.М. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении. М.: Металлургия, 1973, 584 с.

59. Бернштейн М. Л., Займовский В.А. Механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1979, 489 с.

60. Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов. М.: Мир, 1972, 395 с.

61. Sharma R.G. Review on fabrication techniques of A15 superconductors // Cryogenics, 1987, v. 27, p. 361-378.

62. Шиков A.K., Никулин А.Д. Влияние легирования материалов матриц и жил на критические свойства многожильных сверхпроводников на основе Nb3Sn // Обзор. Препринт. М.: ЦНИИатоминформ, 1984, 75 с.

63. Dew-Hughes D., Luhman T.S., Suenaga М. The effect of Al addition on Nb3Sn produced in the solid state // Nuclear Tech., 1976, v. 29, p. 268-273.

64. Togano K., Asano Т., Tachikawa K. Effects of magnesium additions to the Cu-Sn matrix in the composite-processed Nb3Sn superconductor // J. Less-Comm. Met., 1979, v. 68, p. 15-22.

65. Wada H., Kimura M., Tachikawa К. Superconducting properties of the composite-processed Nb3Sn superconductor with the Cu-Sn-Zn matrix. J. Mater, Sci., 1978. 13, p. 1943-1950. взято как 109

66. Sekine H., Takeuchi Т., Tachikawa K. Studies on the composite-processed Nb-Hf/Cu-Sn-Ga high-field superconductors // IEEE Trans. Magn., 1981, v. Mag-17, No 1, p. 383-386.

67. Смирягин А. А., Смирягина M. А., Белова А. В. Промышленные цветные металлы и сплавы. М.: Металлургия, 1974, с. 153-171/

68. Ochiai Sh., Osamura К., Maekawa М. Comparison of mechanical and superconducting properties of titanium added Nb3Sn composite wire with those of non-added ones // Supercond. Sci. and Technol., 1991, v. 4, No. 6, p. 262269.

69. Tachikawa K., Terada M., Endo M. An improvement of critical current density in bronze processed Nb3Sn // Science Reports of the Research Institutes Tohoku University Series A Physics, Chemistry and Metallurgy, 1992, v. 37, Iss. l,p. 108-115.

70. Poggio E., Piccardo P. Tint metallography of as-cast tin-bronzes for hot tearing investigation // European Microscopy and Analysis, 2004, No 5, p. 5-7.

71. Варлемоит X., Дилей JI. Мартенситные превращения в сплавах на основе меди, серебра и золота. Москва: «Наука» (главная редакция физ.-мат. литературы), 1980, 206 с.

72. Snoeck Е., Lecouturier F., Thilly L. et al. Microstructural studies of in situ produced filamentary Cu/Nb wires // Scripta Mater., 1998, v. 38, No. 11, p. 1643-1648.

73. Dubey S.S., Dheer P.N., Krishna M.M. et al. Some studies on Zr- and Ti-doped multifilamentary Cu-Nb composite wires prepared by in situ techniques // Phil. Mag. В., 1995, v. 71, № 2. p. 139-149.

74. Захарова Г.С., Волков В.Л., Ивановская В.В., Ивановский А.Л. Нанотрубки и родственные наноструктуры оксидов металлов. Екатеринбург: УрО РАН, 2005, 240 с.

75. Leatham A.G., Lawely A. The Osprey Process: Principles and applications // Int. J. of Powder Metallurgy, v. 29, No. 4, 1993, p. 321-329.

76. Tardent J.P., Isler P.A. New materials and new combination of properties of copper alloys made by the spray compacting process // Proc. 3rd Int. Conf. on Spray Forming (ICSF 3), Cardiff, UK, 1996.

77. Zauter R., Ohla K., Miiller H.R., Maier J. Spray-formed materials for low-temperature superconductors // Erzmetall, 2003, v. 56, No 11, p. 643-702.

78. Miiller H.R., Hansmann S., Ohla K. Influence of process parameters on segregation and porosity in spray-formed Cu-Sn billets // Int. Conf. on Spray Deposition and melt Atomization, SDMA 2000, Germany, 2000, p. 205-218.

79. Abacherli V., Seeber В., Walker E. et al. Development of (Nb,Ta)3Sn multifilamentary superconductors using Osprey bronze with high tin content // IEEE Trans. Appl. Supercond., 2001, v. 11, No. 1, p. 3667-3670.

80. Abacherli V., Uglietti D., Seeber В., Fliikiger R. (Nb,Ta,Ti)3Sn multifilamentary wires using Osprey bronze with high tin content and NbTa/NbTi composite filaments // Physica C, 2002, v. 372-376, p. 1325-1328.

81. Ажажа B.M., Свердлов В.Я., Тихоновский M.A. и др. Структура и механические свойства высокооловянистой бронзы, легированной титаном и германием // ВАНТ, 2006, № 1,с. 60 -66.

82. Kittle J.E., Massalski T.V. Modification of the copper-gallium phase diagram in the region of the Zeta-phase // J. Inst. Metals, 1965, v. 93, No 6, p. 182-188.

83. Owen E. A., Rowlands V.W. Solubility of the certain elements in copper and silver//J. Inst. Metals, 1940, v. 66, p. 361-378.

84. Owen E. A., Rowlands V.W. Factors affecting the limits of solubility of the elements in copper and silver //Phil. Mag., 1939, 27, N 180, p. 294-327.

85. Caretti J.C., Kittle J.E., Bertorello R. On the crystallography of (3-^ massive transformation in Cu-23.7at.%Ga alloys // Acta Metall., 1983, v. 31, No 2, p. 317-323.

86. Greenfield P., Raynor G.V. The constitution of the copper-rich copper-zinc-germanium alloys // J. Inst. Metals, 1951-52, 80, N 7, p. 375-384.

87. Мирзаев Д. А., Счастливцев B.M. и др. Рентгенографическое исследование концентрации дефектов упаковки в сплаве Cu-24aT.%Ga после массивного превращения // ФММ, 1985, т. 59, № 4, с. 830-832.

88. Мирзаев Д.А., Счастливцев В.М. и др. Электронно-микроскопическое и рентгенографическое исследование структуры мартенситных фаз в сплаве Cu-24aT.%Ga// ФММ, 1985, т. 59, № 6, с. 1194-1200.

89. Betterton J.O., Hume-Rothery W. The equilibrium diagram of the system copper-gallium in the region 30-100at. % Ga // J. Inst. Met., 1951-52, v. 80, No 8, p. 459-468.

90. Testardi L.R., Wemick J.H., Royer W.A. Superconductivity with onset above 23K in Nb-Ge sputtered films // Sol. State Comm., 1974, v. 15, p. 1-4.

91. Вонсовский C.B., Изюмов Ю.А., Курмаев Э.З. Сверхпроводимость переходных металлов, их сплавов и соединений. М.: Наука, 1977, 383 с.

92. Тестарди JL, Вегер М., Гольдберг И. Сверхпроводящие соединения со структурой (3-W. М.: Мир, 1977, 435 с.

93. Das B.N., Сох J.E., Huber R.W., Meussner R.A. Metallurgical processing, structure and superconducting transition temperature of V3Ga // Met. Trans. A, 1977, v. 8A, p. 541-552.

94. Webb G.W., Vieland L.J., Miller R.E. Superconductivity upon 20K in stoichiometric Nb3Ga // Solid State Comm., 1971, v. 9, No 20, p. 1769-1773.

95. Савицкий E.M., Барон B.B., Ефимов Ю.В., Бычкова М.И., Мызенкова Л.Ф. Металловедение сверхпроводящих материалов. М.: Наука, 1969, 265 с.

96. Junod A., Staundenman J.L. et al. Superconductivity, density of states models and specific heat of A-15-compounds V-Ga and V-Si // J. Low Temp. Phys., 1971, v.5,No l,p. 25-43.

97. Горьков JI.П. К теории свойств сверхпроводников со структурой (3-W // ЖЭТФ, 1973, т. 65, с. 1658-1676.

98. Журавлева (Попова) Е.Н., Ярмошенко Ю.М., Романов Е.П. и др. Влияние кристаллической структуры на электронный спектр и сверхпроводящие свойства соединения V3Ga // ФММ.1977. Т. 44. № 1. С. 78-82.

99. Sakamoto Н., Higuchi М., Endoh S. et al. Very high critical-current density of bronze-processed (Nb,Ti)3Sn superconducting wire // IEEE Trans. Applied Superconductivity, 2000, v. 10. Iss. 1. p. 971-974.

100. Noto K., Watanabe K., Murase S. et al. Development of advanced high-field superconductors // Physica В, 1990,v. 164. No 1-2, p. 124-130.

101. Kamisada Y., Inoue Y., Takahashi K. et al. Research and development of superconductors for commercial frequency // IEEE Trans. Magn., 1992, v. 28, No l,p. 291-294.

102. Chemoplekov N.A. Progress in research and development for high temperature and low temperature superconductors // IEEE Trans. Magn., 1992, v. 28, No l,p. 121-127.

103. Tanaka Y. The forefront of practical superconducting wires // Physica C, 2000, v. 335, p. 69-72.

104. Egorov S., Lancetov A., Lebedev A. et al. Experimental investigation of AC losses and effective time constant in the high-current cable // Physica C, 1998, v. 310, No 1-4, p. 277-282.

105. Vorobieva A., Shikov A., Pantsyrnyi V. et al. The study of Cu fraction influence on Nb3Sn strand for ITER performance // IEEE Trans. Applied Superconductivity, 2000, V. 10, Iss. 1. p. 1004-1007.

106. Bessette D., Mitchell N., Zapretilina E., Takigami H. Conductors of the ITER Magnets // IEEE Trans. Appl. Superconductivity, 2001, v. 11, Iss. 1. Pt. 2, p. 1550-1553.

107. Thoner M., Krauth H., Szulzyk A. et al. Nb3Sn multifilamentary superconductors: an updated comparison of different manufacturing routes // IEEE Trans. Magn., 1991, v. 27, No.2, p. 2027-2032/

108. Pantsymy V.I., Nikulin A.D., Shikov A.K. Investigation of production process features and properties of Nb3Sn superconductors with extended internal tin sources // IEEE Trans. Magn., 1992, v. 28, No 1, p. 866-869.

109. Murase S., Shiraki H., Tanaka M. et al. Properties and performance of the multifilamentary Nb3Sn with Ti addition processed by the Nb tube method // IEEE Trans. Magn., 1985, v. 21, No 2, p. 316-319.

110. Hornsveld E.M., Elen J.D., van Beijnen C.A. et al. Development of ECN-type niobium-tin wire towards smaller filament size // Adv. Cryo. Eng., 1988, v. 34, p. 493-498.

111. Nikulin A., Shikov A., Vorobieva A. et al. The investigation of the effect of niobium artificial doping with titanium on Nb3Sn superconductors properties // Adv. Cryog. Eng. Materials, 1996, v. 42, p. 1337-1343.

112. Springer E., Wilhelm M., Weisse H.J. et al. Properties of (NbTa)3Sn-filamentary conductor // Adv. Cryo. Eng., 1984, v. 30, p. 747-754.

113. Bevk J., Harbison J.P., Bell J.L. Anomalous increase in strength of in situ formed Cu-Nb multifilamentary composites // J. Appl. Phys., 1978, v. 49. No 12, p. 6031-6038.

114. Tsuei C.C. Superconducting composite of copper and niobium a metallurgical approach // J. Appl. Phys., 1974, v. 45, No 3, p. 1385-1388.

115. Ohkubo H., Kodera M., Noguchi T et al. Fabrication and performance of in situ processed Nb3Sn tape and multistrand wire // IEEE Trans. Magn., 1985, v. 21, No 2, p. 312-315.

116. Harbison J.P., Bevk J. Superconducting and mechanical properties of in situ formed multifilamentary Cu-Nb3Sn composites // J. Appl. Phys., 1977, v. 48, № 12, p. 5180-5187.

117. Karasek K.R., Bevk J. High temperature strength of in situ formed Cu-Nb multifilamentary composites // Scripta Met., 1979, v. 13, No 4, p. 259-262.

118. Tsuei C.C., Suenaga M., Sampson W.B. Critical current density of a superconducting copper-base alloy containing Nb3Sn filaments // Appl. Phys. Lett., 1974, v. 25. No 5, p. 318-320.

119. Roberge R., Foner S., McNiff E.J. et al. Effects of stress and strain on the critical current density of in situ multifilamentary superconducting wires in high magnetic fields // IEEE Tans. Magn., 1979, v. MAG-15, No 1, p. 674692.

120. Livingston J.D. Metallurgy of bronze-processed A15 superconducting composites //Kristall und Tech., 1978, v.13, No 12, p. 1379-1389.

121. Dew-Hughes D., Luhman T.S. The thermodynamics of A15 compound formation by diffusion from ternary bronzes // J. Mater. Sci., 1978, v. 13, p. 1868-1876.

122. Suenaga M, Sampson W.B., Luhman T.S. Fabrication techniques and properties of multifilamentary Nb3Sn conductors // IEEE Trans. Magn., 1981, v. Mag.-17, No 1, p. 646-653.

123. Савицкий E.M., Ефимов Ю.В., Маркив В.Я., Зволинский О.Н. Система V-Ga-Cu // Изв. АН СССР, Металлы, 1976, № 6, с. 199-203.

124. Бочвар А.А., Сергеев B.C., Кузнецова В.Г. и др. Диффузия галлия в слое V3Ga, образующемся при взаимодействии ванадия с галлиевой бронзой // Изв. АН СССР, Металлы, 1980, № 2, с. 192-198.

125. Соколов Н.А. Изучение образования и структуры сверхпроводящего соединения Nb3Sn при его получении на ниобии и ниобиевых сплавах // Дисс. . канд. физ.-мат. наук, М., МИФИ, 1978, 148 с.

126. Richman R.H. The diversity of twinning in body-centered cubic structures // Deformation twinning, 1964, p.237-271.

127. Pugh N.J., Evetts J.E., Wallach E.R. A transition electron microscopy study of bronze-processed Nb3Sn and (Nb,Ta)3Sn multifilamentary superconducting wire // J. Mater. Sci., 1985, v. 20, p.4521-4526.

128. Smathers D.B., Marken K.R., Larbalestier D.C. Observations of the effect of pre-reaction on the properties of Nb3Sn bronze composites // IEEE Trans. Magn., 1983, v. Mag-19, N0 3, p. 1417-1420.

129. Пан B.M., Кулик О.Г., Латышева В.И., Литвиненко Е.Н.Фазовые равновесия в металлических сплавах. Москва, 1981, с. 201-208/

130. Rosen S., Goele J.A. The crystal structure of NiAl and martensitic NiAl // Trans. Met. Soc. AIME, 1968, v. 242, p. 722-724.

131. Сударева C.B., Романов Е.П., Попова Е.Н. и др. Особенности структуры и физические свойства сплавов Nb-Al и соединения Nb3Al // ФММ, 1986, т. 61, №6, с. 1121-1127.

132. Singh О., Curron А.Е., Koch С.Е. Direct observation of the flux distribution in the mixed state of V-Ga alloys using a scanning electron microscope // J. Phys. D., Appl. Phys., 1976, v. 9, p. 611-613.

133. Livingston G.D. Grain size in A-15 reaction layers // Phys. stat. sol. (A), 1977, v. 44, p. 295-301.

134. Luhman Т., Pande C.S., Dew-Hughes D. Flux pinning in bronze-processed Nb3Sn // J. Appl. Phys., 1976, v. 47, No 4, p. 1459-1463.

135. Scanlan R., Fietz W., Koch E. Flux pinning centers in superconducting Nb3Sn // J. Appl. Phys., 1975, v. 46, No 5, p. 2244-2249.

136. Larbalestier D.C. Micro- and macro-structural factors which may control the superconducting properties of Nb3Sn multifilamentary composite superconductors // Cryogenics, 1995, v.35, VAMAS Suppl., p. S15-S18.

137. Буйнов H.H., Гайдуков М.Г., Караханян и др. Влияние низкотемпературного старения перед высокотемпературным на структуру и механические свойства сплава ЭИ437Б // ФММ, 1971, т. 31, вып. 6, с. 1230-1236.

138. Буйнов Н.Н., Романова P.P. Термическая и механико-термическая обработка стареющих сплавов // Труды ИФМ УНЦ АН СССР «Структура и механические свойства металлов и сплавов», Свердловск, 1975, вып. 30, с. 77-89.

139. Charlesworth J.P., Macphail I., Madsen Р.Е. Experimental work on the Nb-Sn constitution diagram and related studies // J. Mater. Sci., 1970, v. 5, No 7, p. 580-583.

140. Wu W., Dietderich D.R., Holthuis J.T. et al. The microstructure and critical current characteristic of a bronze-processed multifilamentary Nb3Sn superconducting wire // J. Appl. Phys., 1983, v.54, No 12, p. 7139-7152.

141. Гуров К.П., Карташкин Б.А., Угасте Ю.Э. Взаимная диффузия в многофазных металлических системах. М.: Наука, 1981, 352 с.

142. Weinmann L.S., Meussner R.A., Howe D.G. Improved critical current capability of V3Ga formed in a V-6Ga/Cu-15Ga composite // Solid State

143. Comm., 1974, v. 14, No3,p. 275-277.

144. Farrell H.H., Gilmer G.H., Suenaga M. Grain boundary diffusion and growth of intermetallic layers: Nb3Sn // J. Appl. Phys., 1974, v. 45, No 9, p. 40254035.

145. Dew-Hughes D., Luhman T.S., Suenaga M. The effect of Al addition on Nb3Sn produced in the solid state // Nuclear Tech., 1976, v. 29, p. 268-273.

146. Tachikawa K., Yoshida Y., Rinderer L. J. Studies of the formation of V3Ga and V3Si superconducting compounds by a new diffusion process // Mater. Sci., 1972, v. 7, p. 1154-1160.

147. Reddi B.V., Ray S., Raghavan V., Narlikar A.V. Models for growth kinetics of A-15 compounds by solid state diffusion // Phil. Mag, 1978, v. 38, No 5, p. 559-568.

148. Рид С. Электронно-зондовый микроанализ. Пер. с англ. М.: Мир, 1979. 423 с.

149. Pugh N.J., Evetts J.E., Wallach Е.Р. Microstructure development in bronze-route Nb3Sn and (Nb,Ta)3Sn multifilamentary composites // IEEE Trans. Magn., 1985, v. 21, p. 1129-1132.

150. Suenaga S., Luhman T. S., Sampson V. G. Effects of heat treatment and doping with Zr on the superconducting critical current densities of multifilamentary Nb3Sn wires // J. Appl. Phys., 1974, v. 45, № 9, p. 40494053.

151. Rumaner L.E., Benz M.G. Effect of oxygen and zirconium on the growth and superconducting properties of Nb3Sn // Metal, and Mater. Trans. A, 1994, v. 25A, No l,p. 203-212.

152. Rumaner L.E., Benz M.G., Hall E.L. The role of oxygen and zirconium in the formation and growth of Nb3Sn grains // Metal, and Mater. Trans. A, 1994, v. 25A, No 1, p. 213-219.

153. Колосков B.M. Исследование влияния растворенного кислорода на мессбауэровские параметры и диффузию 57Со в границах зерен вольфрама. ФММ, 1994, т. 77, № 6, с. 88-100.

154. Бочвар А. А., Никулин А. Д., Ковалева В. А. и др. Структура и токонесущая способность сверхпроводящих диффузионных слоев V3Ga и Nb3Sn // ВАНТ (Вопросы атомной науки и техники). Сер. Атомное материаловедение, 1979, т. 2, № 5, с. 3-13.

155. Каур И, Густ В. Диффузия по границам зерен. Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1991. 448 с.

156. Xian-de Т., De-gin Ch Ming-Cheng Li et al. The effect of heat treatment on practical multifilamentary superconducting wire // J. Mater. Sci., 1985, v. 20, p. 4521-4526.

157. Никулин А. Д., Филькин В. Я., Ковалева В. А. и др. Получение и свойства многожильных проводников из Nb3Sn и V3Ga // Изв. вузов. Цветные металлы, 1974, № 9, с. 61-62.

158. Wada Н. Fabrication of Nb3Sn multifilamentary composite superconductors //Cryogenics, 1995, v. 35, VAMAS Suppl., p. S13-S14.

159. Miura О., Matsumoto К., Tanaka Y. Characteristics of Nb3Sn multifilamentary wires for a.c. use developed by the bronze process using diffusion barrier techniques // Supercond. Sci. And Technol., 1996, v.9, No 3, p. 218-226.

160. Никулин А.Д., Шиков A.K., Давыдов И.И. и др. Влияние легирования ниобиевых волокон на процессы образования и критические свойства фазы Nb3Sn в многоволоконных сверхпроводниках // В сб. Высокотемпературная сверхпроводимость, 1989, Вып. 4, с. 66-69.

161. Suenaga М., Welch D.O. et al. Superconducting critical temperatures, critical magnetic fields, lattice parameters and chemical compositions of "bulk" pure and alloyed Nb3Sn produced by the bronze process // J. Appl. Phys., 1986, v. 59, No 3,p 840-853.

162. Watanabe K., Noto K., Muto Y. Upper critical fields and critical current densities in bronze processed commercial multifilamentary Nb3Sn wires // IEEE Trans. Magn.,1991, v. 27, No. 2, p. 1759-1762.

163. Kramer E.J. Scaling laws for flux pinning in hard superconductors // J. Appl. Phys., 1973, v. 44, No 3, p. 1360-1370.

164. Rodrigues D., Thieme C.L.H., Pinatti D.G Foner S. Grain-boundary compositions, transport and flux-pinning of multifilamentary Nb3Sn wires // IEEE Trans. Applied Supercond., 1995, v. 5, No 2, Pt 2. p. 1607-1610.

165. Francavilla T.L., Howe D.G. Critical current properties of V3Ga with third element additions // Cryogenics, 1979, v. 19, p. 41-44.

166. Fischer K., Monch J., Holzhauser W., Frenkel Ch. V3Ga superconductors with a high critical density // Acta Phys. Acad. Sci. ITung., 1982, v. 53, p. 306312.

167. Tachikawa K, Tanaka Y., Yoshida Y. et al. V3Ga made by a composite process with improved critical current densities in high magnetic fields // IEEE Trans. Magn., 1979, v. 15, p. 391-396.

168. Дергунова E.A., Шиков A.K., Никулин А.Д. и др. Влияние легирования на структуру и сверхпроводящие свойства соединения V3Ga в композиционных проводниках // ФММ, 1989, т. 68, № 4, с. 679-686.

169. Криницина Т.П., Сударева С.В., Романов Е.П. и др. Механизм формирования диффузионного сверхпроводящего слоя V3Ga в композитах V/Cu-Ga с легированными жилами // ФММ, 1991, .№ 2, с. 189-197.

170. Дергунова Е.А., Шиков А.К., Никулин А.Д. и др. Токонесущая способность многоволоконных сверхпроводников на основе V3Ga и Nb3Sn в высоких магнитных полях // В сб.: Высокотемпературная сверхпроводимость, 1989, Вып. 4, с. 93-97.

171. Liu Ch., Zhou L., Yang Zh. Metallurgy and superconductivity in bronze-processed Nb3Sn doped cerium and cerium-titanium. IEEE Trans. Magn. // 1989, v. 25, No 2, p. 2212-2214.

172. Kamata K., Sakai S., Tachikawa K. et al. Critical current densities and magnetic hysteresis losses in submicron filament bronze-processed Nb3Sn wires // IEEE Trans. Magn., 1991, v. 27, Iss. 2, p. 2403-2406.

173. Bliznjuk V.A., Lykhin V.A., Mogirevskiy M.L. et al. Bronze-processed Nb3Sn multifilamentary wires for magnet systems with induction >15 T // IEEE Trans. Magn. 1992, v. 28, Iss.l, p. 870-873.

174. Zhang W., Ochiai S., Osamura K. Influence of loading- unloading treatment at room temperature on superconducting properties of Nb3Sn superconducting composites II Cryogenics, 1991, v. 31, Iss. 9, p. 826-832.

175. Horigami O., Luhman Т., Pande C., Suenaga M. Superconducting properties ofNb3(Sn,.xGax) by solid-state diffusion process // Appl. Phys. Letters, 1976, 28, No 12, p. 738-740.

176. Dew-Hughes O., Suenaga M. Critical-current densities of bronze-processed NbaCSn^GaO wires up to 23,5 Т.- J. Appl. Phys., 1978, v. 49, No 1, p. 357360.

177. Takeuchi Т., Asano Т., Iijima Y., Tachikawa K. Effects of the IVa element addition on the composite-processed superconducting Nb3Sn // Cryogenics, 1981, No 10, p. 585-590.

178. Tachikawa Т., Takeuchi Т., Asano T. et al. Effects of the IVa element additions on the composite-processed superconducting Nb3Sn // Adv. Ciyog. Eng. Mater., 1981, v. 28, p. 389-398.

179. Livingston G.D. Grain size in A-15 reaction layers II Phys. stat. sol. (A), 1977, v. 44, p. 295-301.

180. Сударева C.B., Романов Е.П., Прекул А.Ф., Журавлева (Попова) Е.Н. Диффузное рассеяние в сплаве Nb-20 ат. % А1, предшествующее образованию фазы Nb3Al, и его связь с неустойчивым состоянием решетки // ФММД977, т. 44, № 2, с. 357-364.

181. Pietrokowsky P., Frink Ellis P. A constitution diagram for the alloys system titanium-tin // Trans. Amer. Soc. Metals, 1957, v. 49, p. 339-358.

182. Charlesworth J.P., Macphail I., Madsen P.E. Experimental work on the niobium-tin constitution diagram and related studies // J. Mater. Sci., 1970, v. 5, No 7, p. 580-603.

183. Schelb W. Electron microscopic examination of multifilamentary bronze-processed Nb3Sn//J. Mater. Sci., 1981, v. 16, p. 2575-2582.

184. Sekine H., Iijima Y. et al. Effects of titanium addition to the matrix of Nb3Sn composites. Proc. Intern. Cryog. Mater. Conf., Kobe, 1982, p. 86-89.

185. Kaufman L., Nesor H. Coupled phase diagrams and thermo-chemical data for transition metal binaiy systems II. - CALPHAD, 1978, 2, N, 1, p. 81-108.

186. Kaufman L. Coupled phase diagrams and thermo-chemical data for transition metal binary systems Ш. - CALPHAD, 1978, 2, N2, p. 117-146.

187. Kaufman L. Proceedings of the fourth CALPHAD meeting. Workshop on computer based coupling of thermo-chemical and phase diagram data. -CALPHAD, 1977, 1, N 1, p. 7-89.

188. Brum J.Y., Hamar-Thibault S.J., Allibert G. Cu-Ti and Cu-Ti-Al solid state phase equilibria in Cu-rich region // Z. Metallk., 1983, v. 74, p. 525-529.

189. Боровский И.Б., Гуров КП., Марчукова И.Д., Угасте Ю.Э. Процессы взаимной диффузии в сплавах. М.: Наука, 1973, с. 203-236.

190. Iijima Y., Hoshino К, Hirano К. Diffusion of titanium in copper // Met.

191. Trans. A, 1977, v. 8A, p. 997-1001.

192. Okuda S., Suenaga M., Sabatini R.L. Influence of metallurgical factors on superconducting current densities in "bronze-processed" Nb3Sn multifilamentary wires // J. Appl. Phys., 1983, v. 54, No 1, p. 289-302.

193. Уманский Я.С., Скаков Ю.А., Иванов А.И., Расторгуев Л.И. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. М.: Металлургия, 1982, 632 с.

194. Cave J.R., Weir С.A. Cracking and layer growth in Nb3Sn bronze-route material // IEEE Trans. Magn., 1983, v. MAG-19, p. 1120-1123.

195. Судьев C.B., Кузнецов П.А., Рекуданов A.B. Разработка перспективных сверхпроводящих материалов для магнитной системы международного термоядерного реактора ИТЭР //Препринт ВНИИНМ, М.: ВНИИНМ, 1999, 23 с.

196. Panzyrny V.I., Shikov А.К., Davydov I.I. et al. The study of structure and properties of Nb3Sn layers in multifilamentary superconductors manufactured by the internal tin method // IEEE Trans. Magn., 1991, v. 27, No 2, p. 25182521.

197. Fu Y.X., Fu W.A., Xu S.M. et al. // International cryogenics materials conference, Cryogenic Materials, 1988, No 1, p. 329-336.

198. Xu J.-Q., Specking W, Obst B. et al. Superconducting and metallurgical properties of Nb3Sn wires processed by internal tin route including hydrostatic extrusion // Cryogenics, 1989, V. 29, No 2, p. 87-95.

199. Yoshizaki K., Taguchi O., Fujiwara F. et al. Nb3Sn superconducting cables processed by internal tin diffusion. IEEE Trans. Magn., 1983, V. 19, No 3, p. 1131-1133.

200. Gregory E., Ozeryancky G.M., Schadler R.M. R.M. An internal tin conductor with Nb-1 wt % Ti filaments // ICMC, Los-Angeles, July, 1989.

201. Pantsyrny V.I., Shikov A.K., Belyakov N.A. et al. Investigation of structure and properties of superconducting internal tin wire to be used for high field magnetic systems.- IEEE Trans.Magn., 1994, V.30, No 4, p. 2415-2418.

202. Hoang G.K., Bruzek C.E., Sulten P. et al. Development of Nb3Sn superconducting wire for fusion applications // IEEE Trans. Magn., 1994, V. 30, No 4, p. 1990-1993.

203. Summers L.T., Duenas A.R., Karlsen C.E. et al. A characterization of internal-Sn Nb3Sn superconductors for the use in the proof of principles (POP) coil // IEEE Trans. Magn., 1991, V. 27, No 2, p. 1763-1766.

204. Panzyrny V.I., Shikov A.K., Davydov I.I. et al. The study of structure and properties of Nb3Sn layers in multifilamentary superconductors manufactured by the internal tin method // Applied Superconductivity conference, Boulder, USA, 1990.

205. Kiyoshi Т., Inoue К., Sato A., Aoki H., Wada H., Maeda H. 1 GHz NMR spectrometer project at NRIM // Int. Workshop on "High Magnetic Fields: Industry, Materials and Technology", Tallahassee, Florida, USA, 1996.

206. Murakami Y., Miyazaki Т., Hase T. et al. Dependence of superconducting and mechanical properties of Ta-reinforced Nb3Sn superconductor on heat treatment condition // Proc. 59th Meeting on Cryogenics and Superconductivity, 1998, p. 156-159.

207. Watanabe K., Awaji S., Katagiri K. et al. Highly strengthened multifilamentary (Nb,Ti)3Sn wires stabilized with CuNb composite // IEEE Trans. Magn., 1994, v. 30, No 4, p. 1871-1874.

208. Watanabe K., Katagiri K., Noto K. et al. Residual strain estimation in multifilamentary Nb3Sn wires with CuNb reinforcement // IEEE Trans. Appl. Supercond., 1995, v. 5, Iss. 2, Pt. 2, p. 1905-1908.

209. Iwasaki S., Goto K., Sadakata N. et al. Mechanical and superconducting properties of multifilamentary Nb3Sn wires with CuNb reinforcing stabilizer // ICEC16/ICMC Proceedings, p. 1723-1726.

210. Pantsyrnyi V., Shikov A., Vorobieva A. et al. Nb3Sn superconducting wire, reinforced by Cu-Nb microcomposite material // MT-18, IEEE Trans. Appl. Supercond., 2004, v. 14.

211. Sadakata N., Sugimoto M., Tange M., Kohno O. The effect of manganese addition to multifilamentary Nb3Sn superconducting wire. — 11-th International conference on Magnet Technology, 28 Aug. 1 Sept. 1998, Tsukuba, Japan.

212. Терехов Г.И., Александрова JI.H. Диаграмма состояния медь-ниобий // Металлы, 1984, № 4, с. 210-213.

213. Spitzig W.A., Krotz P.D. A comparison of the strength and microstructure of heavily cold worked Cu-20% Nb composite formed by different melting procedures//Scripta Metall., 1987, v. 21, №8, p. 1143-1146.

214. Шиков A.K., Давыдов И.И., Панцырный В.И. и др. Исследование процессов получения высокопрочного электропроводного материала на основе сплава медь-ниобий // В сб.: Высокотемпературная сверхпроводимость, ВНИИМИ, Москва, 1989, вып. 4, с. 88-93.

215. Verhoeven J.D., Chumbley L.S., Laabs F.C., Spitzig W.A. Measurement of filament spacing in deformation processed Cu-Nb alloys // Acta Metall. Mater., 1991, v. 39, No. 11, p. 2825-2834.

216. Hosford W.F. // J. Trans. Metall. Soc. AIME, 1964, v. 230, p. 12.

217. Karasek K.R., Bevk J. Normal-state resistivity of in situ formed ultrafme filamentary Cu-Nb composites // J. Appl. Phys., 1981, v. 52, No. 3, p. 13701375.

218. Spitzig W.A. Strengthening in heavily deformation processed Cu-20%Nb // Acta Metall. Mater., 1991, v. 39, No. 6, p. 1085-1090.

219. Trybus C.L., Spitzig W.A. Characterization of the strength and the structural evolution of heavily cold rolled Cu-20%Nb composite // Acta Metall., 1989, v. 37, No. 7, p. 1971-1981.

220. Funkenbusch P.D., Courtney Т.Н. Microstructural strengthening in cold-worked in situ Cu-14.8 vol.% Fe composites // Scripta Met., 1981, v. 15, No. 12, p. 1349-1354.

221. Frommeyer G., Wassermann G. Microstructure and anomalous mechanical properties of in situ-produced silver-copper composite wires // Acta Met., 1975, v. 23, No. 11, p. 1353-1360.

222. Funkenbusch P.D., Courtney Т.Н. On the strength of heavily cold worked in situ composites // Acta Met., 1985,v. 33, No. 5, p. 913-922.

223. Funkenbusch P.D., Courtney Т.Н. On the role of interphase barrier and substructural strengthening in deformation processed composite materials // Scripta Metall., 1989, v. 23, p. 1719-1724.

224. Spitzig W.A., Verhoeven J.D., Trybus C.L., Chumbley L.S. Comments on "On the role of interphase barrier and substructural strengthening in deformation processed composite materials." // Scripta Metall. et Mater., 1990, v. 24, No. 6, p. 1171-1174.

225. Funkenbusch P.D., Courtney Т.Н. Reply to Comments on "On the role of interphase barrier and substructural strengthening in deformation processed composite materials." // Scripta Metall. et Mater., 1990, v. 24. No. 6, p. 11751180.

226. Funkenbusch P.D., Courtney Т.Н. Further comments on strengthening in deformation processed composite materials (DPCM). // Scripta Metall. et Mater., 1990, v. 24. No. 6, p. 1183-1184.

227. Raabe D., Heringhaus F., Hangen U., Gottstein G. Investigation of Cu-20 mass % Nb in situ composite. Part 1: Fabrication, Microstructure and Mechanical Properties // Z. Metallk., 1995, Bd. 86, No 6, p. 405-415.

228. Raabe D., Hangen U. Introduction of a modified linear rule of mixtures for the modelling of the yield strength of heavily wire drawn in situ composites // Composites Sci. and Tech., 1995, v. 55, p. 57-61.

229. Hangen U., Raabe D. Modelling of the yield strength of a heavily wire drawn Cu-20%Nb composite by use of a modified linear rule of mixtures // Acta Metall. Mater., 1995, v. 43, No. 11, p. 4075-4082.

230. Dupouy F., Snoeck E., Casanove M.J. et al. Microstructural characterization of high strength and high conductivity nanocomposite wires // Scripta Mater., 1996, v. 34, No. 7, p. 1067-1073.

231. Ochiai S., Osamura K., Kitai Т., Yamada Y. Microstructure and superconducting current of in situ Nb3Sn superconducting wire // J. Mater. Sci., 1990, v. 25, No. 8, p. 85-87.

232. Hardwick D.A., Rhodes C.G., Fritzemeier L.G. The effect of annealing on the microstructure and mechanical properties of Cu-X microcomposites // Met. Trans. 1993, v. 24A, No. 1, p. 27-34.

233. Spitzig W.A., Krotz P.D., Chumbley L.S. et al. High temperature/High performance composites // MRS Symp. Proc., MRS Pittsburgh, PA, 1989, v. 120, p. 45-50.

234. Verhoeven J.D., Downing ILL., Chumbley L.S., Gibson E.D. The resistivity and microstructure of heavily drawn Cu-Nb alloys // J. Appl. Phys., 1989, v. 65, №3, p. 1293-1301.

235. Spitzig W.A., Downing H.L., Laabs F.S. et al. Strength and electrical conductivity of a deformation processed Cu 5 Pet Nb composite // Met. Trans. 1993, v. 24A, No. 1, p. 7-14.

236. Pelton A.R., Laabs F.C., Spitzig W.A., Chen C.C. Microstructural analysis of in-situ copper-niobium composite wires // Ultramicroscopy, 1987, v. 22 (1-4), p. 251-265.

237. Verhoeven J.D., W.A. Spitzig, L.L. Jones, H.L. Downing, et al. Development of deformation processed copper-refractory metal composite alloys //J. Mater. Eng., 1990, v. 12, p. 127-139.

238. Trybus C.L., Chumbley L.S., Spitzig W.A., Verhoeven J.D. Problems in evaluating the dislocation densities in heavily deformed Cu-Nb composites // Ultramicroscopy, 1989, v. 30, p. 315-320.

239. Klein J.D., Rose R.M. Thermal behavior and strength of continuous filament Cu-Nb composites // J. Appl. Phys., 1987, v. 61, № 6, p. 2212-2217.

240. Горелик С.С., Расторгуев JI.H., Скаков Ю.А. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. М.: Металлургия, 1970, 366 с.

241. Raabe D., Ball J., Goldstein G. Rolling textures of a Cu-20%Nb composite // Scripta Met. & Mat., 1992, v. 27, p. 211-216.

242. Русаков A.A. Рентгенография металлов. M.: Атомиздат, 1977, 479 с.

243. Kalu Р.Т., Brandao L., Ortiz F. et. al. On the texture evolution in swaged Cu-based wires//Scripta Mater., 1998, v. 38, № 12, p. 1755-1761.

244. Pantsyrnyi V., Shikov A., Nikulin A. et al. Development of Cu-Nb alloy microcomposite conductors for high field pulsed magnets // IEEE Trans. Magn., 1996, v. 32., p. 2866-2869.

245. Pantsyrnyi V., Shikov A., Vorobyova A. et al. Cu-Nb and Cu/stainless steel winding materials for high field pulsed magnets // IEEE Trans, on Applied Superconductivity, 2000, v.10, № 1, p. 1263-1268.1. Список публикаций автора1. Монография

246. Е.П. Романов, С.В. Сударева, Е.Н. Попова, Т.К. Криницина. «Низкотемпературные и высокотемпературные сверхпроводники и композиты на их основе» // Екатеринбург: УрО РАН. 2009. 516 с.

247. H.Е., Шиков А.К. Электронно-микроскопическое исследование структуры композитов Nb/Cu-Sn с легированными титаном ниобиевыми жилами // ФММ. 1991. № 12. С. 100-110.

248. А-3. Криницина Т.П., Попова Е.Н., Сударева С.В., Романов Е.П., Никулин А.Д., Шиков А.К., Воробьева А.Е. Естественное и искусственное старение бронз, используемых в качестве матриц в композитах на основе Nb3Sn // ФММ. 1991. № 11. С. 90-98.

249. А-4. Родионова Л.А., Попова Е.Н., Сударева С.В., Воробьева А.Е., Дергунова Е.А., Шиков А.К. Структура и механические свойства легированной бронзовой матрицы сверхпроводящих композитов с Nb3Sn // ФММ. 1992. №1.С. 93-99.

250. А-6. Попова Е.Н., Родионова Л.А., Сударева С.В., Николаева Н.В., Шиков

251. A.К., Воробьева А.Е., Дергунова Е.А., Чукин A.M. Влияние легирования галлием на структуру и свойства сверхпроводящего композита с Nb3Sn // ФММ. 1993. Т. 75. № 2. С. 119-124.

252. А-7. Попова Е.Н., Родионова Л.А., Сударева С.В., Романов Е.П., Хлебова Н.Е., Чукин A.M. Влияние разных способов деформации на структуру бронзовой матрицы композитов на основе Nb3Sn // ФММ. 1993. Т. 76. № 2. С. 144-152.

253. А-8. Попова Е.Н., Родионова Л.А., Сударева С.В., Романов Е.П., Панцырный

254. А-10. Попова Е.Н., Попов В.В., Романов Е.П., Родионова JI.A., Сударева С.В, Воробьева А.Е., Шиков А.К. Влияние легирования на кинетику формирования сверхпроводящих слоев и тонкую структуру композитов Nb/Cu-Sn//ФММ. 1996. Т. 81. №6. С. 109-117.

255. А-11. Попова Е.Н., Родионова JI.A., Попов В.В., Сударева С.В., Романов Е.П., Воробьева А.Е., Дергунова Е.А., Шиков А.К., Панцырный В.И. Микроструктура и механизмы упрочнения композитов Cu-Nb // ФММ. 1997. Т. 84. № 5. С. 114-130.

256. А-12. Popov V.V., Popova E.N., Rodionova S.V., Romanov E.P., Sudareva S.V. Influence of doping elements on the reaction diffusion processes in Nb/Cu-Sn composites // Металлофизика и новейшие технологии. 1999. Т. 21. № 2. С. 8488.

257. A-18. Кайгородов B.H., Попов B.B., Попова E.H., Романов Е.П., Т.Н. Павлов, С.А. Ефремова. Эмиссионная мессбауэровская спектроскопия границ зерен поликристаллического ниобия с использованием ядра 119mSn // ФММ, 2005. Т. 100. № 1. С. 29-38.

258. Статьи, опубликованные в других изданиях:

259. A-36. Popov V.V., Kaigorodov V.N., Popova E.N., Stolbovsky A.V. NGR Investigation of Grain-Boundary Diffusion in Poly- and Nanocrystalline Nb // Defect and Diffusion Forum. 2007. V. 263. P. 69-74.

260. ГОСУДАРСТВЕННАЯ КОРПОРАЦИЯ ПО АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ «РОСАТОМ»1. Ч)

261. ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО1. В н И И н м

262. ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ НЕОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ИМЕНИ

263. Директор ОАО имени академика доктор1ййн отдел ИФМ УрО РАН1. BiJfc -' '1. Дата