高温超导体应用于悬浮工程

在高温超导体（HTS）之上稳定地悬浮一块永久磁体（PM）的景象已成为高温超导技术应用的一个主要象征，这一现象常常引起人们对诸如高速磁悬浮列车和高效储能飞轮等应用的暇想．无有效功近馈系统的无接触面、在真空中运行的能力和极低的旋转阻力使其在许多应用情况下可以大大抵消冷却超导体的麻烦．现在为超导磁悬浮所选择的材料是Y－Ba－CU－0op＊0）及其相似化合物KE－Ba－Cu－O（其中RE表示稀土元素Nd、SinEu、Gd、Dy、Ho、Er、Tin、Yb、Lu和La），因为这些超导体在液氮温度具有高的不可逆进场（H灯），并且，其中许多超导体…     

块状高温超导体应用的最新进展

熔融处理的最新进展使高临界电流密度(Jc)的大晶粒RE-Ba-Cu-O(RE为稀土元素)的生产成为可能。据最新报道,这种块状超导体能通过大电流,并且已成功地应用于具有最小漏热的超导磁体,其液氦消耗大大减少。大晶粒块状超导体通过与磁场的相互作用而显示出大的电磁力。大晶粒块状超导体能捕获若干忒斯拉的巨大磁场,这种捕获磁场的磁体对各种应用均很有吸引力。块状高温超导体如同其它超导材料一样,可在各种导体应用的工程项目中使用。1 无源应用超导轴承 超导轴承在块状RE-Ba-Cu-O作为定子和永久磁体为转子的装置中是一个简单的部件。…     

TFA-MOD法RE123涂层导体的外延生长研究

采用TFA-MOD方法在单晶片SrTiO3和涂有不同缓冲层的NiW基底(NiW/LZO/CeO2和NiW/Y2O3/YSZ/CeO2)上制备了性能良好的REBa2Cu3O7-δ(REBCO,RE=Y,Hoetc.)单元及两元混合超导薄膜,其中Y1-xHoxBa2Cu3O7-x的超导转变温度(Tc)和面内外取向不随Ho离子的掺杂而降低。通过降低氧含量,把成相温度降低到780℃。在低氧含量(100μg/g)下,采用3～4h的低温热处理过程和低加温速度(3℃/min),获得高性能的REBCO薄膜(Jc>3.65MA/cm2)。通过X射线衍射(XRD)和聚焦离子束显微镜(FIB)分析研究了缓冲层CeO2与超导层之间的界面反应和性质。CeO2与超导层之间存在较强的化学反应,而且此反应降低了超导层的织构化。超导层与CeO2之间的化学反应有可能受到缓冲层致密度的影响。     

大晶Nd—Ba—Cu—O超导体的制备

大晶REBa2Cu3Oδ(RE为稀土元素)超导体可做储能用飞轮或块状永磁体，有巨大工业应用潜力。为获得高的捕获磁场必须在提高Jc同时制出大尺寸晶粒材料，在REBa2Cu3Oδ块状超导体中，Y-Ba-Co-O(YBCO)系统已被充分研究并商品化，但由于其相对小的不可逆性磁场限制了捕获磁场的提高，而采用氧控制熔化生长工艺(OCMG)可在Nd-Ba-Cu-O (NdBCO)系统中获得更高的Tc和Jc，而且可有更高的不可逆场，只要在块状NdBCO材料中制备出大的晶粒，就能得到更高的捕获场，关键在于Nd-Ba置换下必须更严格地控制工艺条件，才能生产出高质量的NdBCO…     

YBa2Cu3O7和YBa2Cu3O6能隙结构的计算

用电子密度泛函方法（DFT）,系统计算了高温超导体YBa2Cu3O7单胞的能隙随温度变化（5K～300K）的规律.计算结果表明,其超导能隙值2△（T）在101meV量级;并在超导临界温度点（Tc=93 K）附近,有超导能隙不为零的极小值;当温度超过Tc时,YBa2Cu3O7有赝能隙存在,且赝能隙随温度升高至T^＊=120K时,达到极大值;当温度超过T^＊时,赝能隙又有明显减小趋势.用DFT方法对YBa2Cu3O6单胞的能隙进行了计算,发现其能隙值是10^2 meV量级,表明它具有半导体能级特征,因而是非超导体.     

籽晶浸渗生长工艺制备银掺杂的YBCO块材

REBCO（RE为稀土）块材超导体比传统的铁基永磁体能产生更大的磁场。因为块材超导体产生的磁矩与流过样品的回路电流和电流流过的面积成正比,因此,近年来许多工作集中在提高样品的临界电流密度和增大样品的尺寸。目前（Gd—Y）BCO超导体在77K自场条件下临界电流密度（上）可以达到380kAcm^-2,     

热压制BSCCO(2223)超导体晶粒以及晶粒间界的特性

从高Ｔｃ超导体技术应用的角度出发，一个重要的研究课题就是获得致密、织构化的材料，控制晶界特性（晶体学相组成，缺陷，氧含量），使晶粒之间具有最佳的导电性连接。像热压这样有效的致密化工艺，虽然一方面使密度增加，织构化增强了。但另一方面由于第二相的再结晶又导致了部分熔化现象出现。由于晶界处的扩散过程，这种工艺促使在晶粒周围形成连续的层和致富的晶间区域。这时虽然晶粒连接紧密了，并且有很好的织构，但实际的输运电流降低了。为了搞清楚ＢＳＣＣＯ超导体微结构连接和超导性能之间的关系，有必要研究热压条件的影响。 …     

熔化法制备的RE-Ba-Cu-O/Ag超导永磁体的性能

熔化法制备的超导体具有较高的临界电流密度，为了防止超导体内产生显微裂纹，在制备超导样品时以Ag2O的形式加入微量的Ag。制备SmBCO样品时所用的原料分别为SmBa2Cu3Oy和Sm2BaCuO5，两种粉末的混合摩尔比为3∶1，同时加入0.5%Pt和10wt% 或20wt%Ag2O，样品的尺寸为φ36mm。制 备NdBCO样品时所用的原料分别为NdBa2Cu3Oy和Nd4Ba2Cu2O10，两种粉末的混合摩尔比为5∶1，同时加入适量的CeO2和20wt%Ag2O。样品经过热处理后，放入不锈钢圈中并用环氧树脂填充加固，目的是防止样品在充磁和冷却过程中产生径向裂纹，样品磁化后，用…     

美国超导专利三则

制备Bi一系氧化物线材方法（NO．5807808，1998年9月15日公布）为了获得Bi－Sr－Ca－Cu－O或Bi－Ph－Sr一动一CU－O氧化物超导线材，将原料粉末磨碎，以去除大颗粒尺寸的非超导相．然后，用银或很合金包覆材料将原料粉末包覆，以便承受塑性加工．最后，将包覆的原料粉末进行烧结．凸制造超导纤维的方法（NO．5811376，1998隼9月22日公布）提出了一种制造超导纤维或线材的工艺．超导线材或纤维有超导芯和玻璃包压层．该工艺由熔化和拉伸两道工序组成，即超导和被切熔化后．再由往省拉出由被罚包覆扭导芯的纤维成线材．伍后，将线材退…     

用熔融织构靶制备的YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜的微观组织结构

用脉冲激光蒸发熔融织构靶材在SrTiO3(001)单晶基片上制备了YBa2Cu3O7-δ超导薄膜。用X-射线衍射仪、透射电镜和原子力显微镜分别对薄膜的微观结构和表面形貌进行了分析。结果表明,薄膜呈c轴取向,薄膜中产生了一定数量的颗粒状Y2O3杂相,且具有择优取向,而靶材中所含的Y2BaCuO8相却没有在薄膜中形成,沉积温度升高,有利于犤001犦取向的Y2O3的形成,但不利于犤111犦取向Y2O3的形成,与传统的粉末烧结靶相比,用熔融织构靶制备YBa2Cu3O7-δ薄膜可以明显抑制薄膜表面颗粒的形成。     

有织构YBCO超导体的微结构与特性

报导了用熔融定向凝固工艺制备的有织构YBCO超导体的微结构变化及其特性。将YBCO坯料加热到1050—1120℃,分解成Y_2BaCuO_5(211)和液相(Ba-Cu-O),然后在50℃/cm的温度梯度下,慢速移动样品重新合成YBCO超导体。X光衍射结果证实,熔融样品具有较强的c轴织构。扫描电镜观察表明,熔融后晶粒形貌发生了显著变化:YBCO晶粒由原烧结块材的随机排列变为一致取向或局部取向排列的片状组织。熔融样品的J_c(77K,0T,>10000 A/cm~2)值比烧结块材J_c(750A/cm~2)值提高近两个数量级,在1T(H⊥I_c)下,J_c值达5790 A/cm~2。而且J_c随磁场增加而下降的趋势变平缓。     

用熔融织构靶制备的YBa2Cu3O7—δ超导薄膜的微观组织结构

用脉冲激光蒸发熔融织构靶材在SrTiO3(001)单晶基片上制备了YBa2Cu3O7—δ超导薄膜。用X—射线衍射仪、透射电镜和原子力显微镜分别对薄膜的微观结构和表面形貌进行了分析。结果表明，薄膜呈c轴取向，薄膜中产生了一定数量的颗粒状Y203杂相，且具有择优取向，而靶材中所含的Y2BaCuO8相却没有在薄膜中形成，沉积温度升高，有利于[001]取向的Y2O3的形成，但不利于[111]取向Y2O3的形成，与传统的粉末烧结靶相比，用熔融织构靶制备YBa2Cu3O7—δ薄膜可以明显抑制薄膜表面颗粒的形成。     

铝稳定Nb—Ti复合超导线

实用超导线除了具备高的Tc、Hc_2及Jc以外,还要满足稳定性方面的条件。若有某些原因引超磁通线移动时,就会使超导体迅速发热而有局部温度升高的现象,就会产生超导体内的磁化能迅速释放,致使超导体由超导状态变为常导状态。要消除这种现象就得研究稳定方法问题。目前,超导材料有两种稳定方法,一种是把多量的Cu、Al等     

具有新规律性的钙钛矿型超导体

日本山梨大学和东京工业大学等单位共同研究,发现新型铋氧化物超导体（Na0．25K0．45）（Ba1.00）3（Bi1．00）4O12,这种新型物质的Ba、Na、K形成规则排列的钙钛矿型结构,是解释高温超导体机制的指针。本研究采用人工合成水晶的水热反应法来合成Na、K、Ba、Bi、O2等元素构成的钙钛矿型化合物,发现在27K温度呈现超导特性,在压结粉体上确认到零电阻特性,用电子衍射和高辉度放射光衍射实验,证明它属于A节点order double钙钛矿型结构,有别于过去报导的钙钛矿型超导体。     

(Sm_(0.33)Eu_(0.33)Gd_(0.33))Ba_2Cu_3O_(7-δ)超导体磁通钉扎力的标定

用振动样品磁强计测量了熔融织构(Sm0.33Eu0.33Gd0.33)Ba2Cu3O7-δ+40mol%(SmEuGd)2BaCuO5超导体从65K到87K的等温磁滞回线,外加磁场平行于样品的c-轴,最高达到8T。所有的临界电流密度曲线都显示出第二峰效应。磁通钉扎力Fp不能由一个单一的函数进行标定,结果表明,有两种不同的钉扎机制在超导体中共同作用,一种是由于RE-Ba和RE-RE交换所引起的△Tc型钉扎中心,它主要在高场时起作用,负责样品的第二峰效应,另一种是其中含有(SmEuGd)211粒子所引起的正常相面和点钉扎,它随着磁场的增加很快降为零。     

YBaCuO高温超导体的X射线光电子谱研究

在LAS3000表面分析系统中用自制的低温样品台和清洁样品刮刀,获得了室温和130K下表面清洁的 YBa_2Cu_?O_(7-x)的X射线光电子谱。对超导与非超导样品中各元素的内层能级X射线光电子谱线进行分析比较.Ols出现双峰,其中高结合能峰属于O1,O4,低结合能峰属于O2,O3.室温下非超导样品的O2,O3高于-2价,Cu略低于+2价共价性极强,Y和Ba呈正常价态;低温下各元素价态无明显变化.室温下超导样品的O2,O3为-2价,Cu平均价高于+2价,离子性较强,存在Y和Ba的低价离子;低温下部分O2,O3价态升高,Cu价基本不变,Y和Ba的价进一步降低.两种样品中O1,O4价态绝对值都很低,反映了周围点阵缺陷的存在。     

YBaCuO高温超导体的X射线光电子谱研究SCIEI

在LAS3000表面分析系统中用自制的低温样品台和清洁样品刮刀,获得了室温和130K下表面清洁的 YBa_2Cu_?O_(7-x)的X射线光电子谱。对超导与非超导样品中各元素的内层能级X射线光电子谱线进行分析比较.Ols出现双峰,其中高结合能峰属于O1,O4,低结合能峰属于O2,O3.室温下非超导样品的O2,O3高于-2价,Cu略低于+2价共价性极强,Y和Ba呈正常价态;低温下各元素价态无明显变化.室温下超导样品的O2,O3为-2价,Cu平均价高于+2价,离子性较强,存在Y和Ba的低价离子;低温下部分O2,O3价态升高,Cu价基本不变,Y和Ba的价进一步降低.两种样品中O1,O4价态绝对值都很低,反映了周围点阵缺陷的存在。     

YBa_2Cu_4O_8超导材料及其制备技术的研究进展

结合超导材料领域的研究进展,简述了YBCO超导材料的的分类、特点及应用,介绍了YBa2Cu4O8超导材料的研究现状,综述了YBa2Cu4O8单晶和薄膜材料制备技术的研究进展和应用。     

熔盐合成技术制备片状(Sr,Ba)TiO3晶粒

以KCl为助熔剂,采用熔盐合成技术制备片状（Sr,Ba）TiO3晶粒,研究不同前驱体及反应方式对产物相组成和形貌的影响。结果表明：BaO与片状SrTiO3反应可获得以（Sr,Ba）TiO3为主相的产物,产物相在SrTiO3表面无规则析出且非取向长大,经烧结后形成片状多晶团聚体;片状Sr3Ti2O7与BaO和TiO2反应所得产物也以（Sr,Ba）TiO3为主,同时生成少量（Sr,Ba）3Ti2O7相,产物中除片状（Sr,Ba）TiO3晶粒外,还通过Sr^2＋置换由BaO与TiO2反应所得块状BaTiO3晶粒中的Ba^2＋、以及反应物溶解？反应？析出生成许多块状和无规则状小晶粒;对于两步合成工艺,Sr3Ti2O7先与BaO反应可得到片状（Sr,Ba）3Ti2O7,与TiO2二次反应后得到片状（Sr,Ba）TiO3晶粒;由于此方式没有生成块状BaTiO3这一过程,产物中非片状晶粒数量大幅度减少。     

过冷Ni-15％Cu合金组织与微观织构演化规律

采用熔融玻璃净化和循环过热方法实现Ni-15％Cu（摩尔分数）合金的深过冷。采用再辉后自然冷却和水淬两种方式研究凝固冷却对凝固组织和微观织构的影响。在小过冷度下,自然冷却条件下晶粒细化组织呈随机位向,而快淬条件下晶粒细化组织呈集中位向,但均无退火孪晶;在大过冷度下,晶粒细化组织呈随机位向,大量退火孪晶出现,再结晶和晶粒长大发生。分析表明：在小过冷度和大过冷度下的晶粒细化组织的微观织构形成过程中,对流和再结晶起重要作用。