空气中制备高性能单畴Gd-Ba-Cu-O熔融织构块材

采用顶部热籽晶技术和"二步冷却"的生长工艺,并通过在前驱物中加入BaCuO2-δ,在空气中制备出了高性能的Gd-Ba-Cu-O单畴熔融织构高温超导块材.其与国际上常用的OCMG工艺制备出的高温超导熔融织构样品处在同一水平.系统研究了制备工艺、BaCuO2-δ含量、Gd211含量以及高温Ar气氛退火(ArPA)对Gd-Ba-Cu-O单畴熔融织构样品超导性能的影响.     

(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。     

MT REBCO超导体的性能和应用进展

熔融织构(MT)稀土(RE)-Ba-Cu-O超导体 系列对工程应用,尤其是高磁场应用具有重大意义。材料发展的现状使首批功能样机的研制成为可能。通过测试其磁通钉扎和捕获磁场特性,得到有关应用的材料最佳化和性能改进的策略。对实际应用来说,悬浮力和磁场捕获能力是重要的材料特性。对高场应用来说机械性能的改进也是重要的,添加银和环氧浸渍都能加强机械性能。对工业应用来说,临界电流密度是熔融织构RE-Ba-Cu-O最重要的特性之一。Jc是由阻止磁通运动的微观缺陷的分布决定的,为此对制备高Jc的RE-Ba-Cu-O块材来说,微结构控制尤为重要…     

Mg/B化学计量比对MgB2超导电性和磁通钉扎性能的影响

采用固相反应法制备一系列的MgxB2（x=0.90,0.95,1.0,1.05,1.10）超导块材,并详细研究不同Mg/B化学计量比对MgB₂超导性能的影响。采用X射线衍射（XRD）仪,扫描电镜（SEM）和超导量子干涉（MPMS）仪分别对样品的物相、微观结构和超导性能进行表征。结果表明:名义组分为Mg_0.95B₂的样品临界电流密度Jc性能最好。由于Mg的不足,抑制了晶粒生长,同时也使得MgB₂内部Mg缺位、△Tc、FWHM、H_c2和H_irr明显增加,显著改善MgB₂的磁通钉扎性能。     

YBaCuO超导体的腐蚀与防护研究

研究了YBaCuO超导体粉末烧结样品的临界转变温度（Tc）和临界电流密度（Jc）在不同饱和水蒸汽腐蚀下随时间的变化关系。通过比较涂层与未涂层样品的Tc和Jc随时间的变化关系,可以看出有机涂层PTFE及PTFE加低温树脂对YBaCuO超导体粉末烧结样品有较好的防护作用。并以PTFE、PTFE加低温树脂和银做防护层,研究它们对熔融织构（MTG）法制备的YBaCuO超导材料的防护作用,得到了更加明显的防护效果。     

石墨烯掺杂MgB2块材超导性能和微观结构的研究

因为原材料相对低廉,综合制冷成本和材料成本,MgB2在20-25 K,1-3 T的中低磁场范围内应用具有明显的技术优势,有希望在这一工作温区替代传统的低温超导材料和氧化物高温超导材料,应用前景十分广泛。随着超导材料实用化的到来,对MgB2性能的要求也在逐渐提高,而影响它性能的主要因素磁通钉扎强度和晶粒连接性成为了人们的研究重点。本文通过直接掺杂石墨烯、石墨烯包覆硼掺杂、石墨烯丙酮溶液掺杂三种方法,系统研究了石墨烯采用不同方法掺杂时MgB2块材的晶体结构、临界电流密度(Jc)、磁通钉扎性能(Fp)。通过直接掺杂,MgB2在低场下临界电流密度值得到了明显提高,而包覆法和溶液法掺杂石墨烯由于在空气中氧化严重并没有改善MgB2超导性能。     

冷却速度对高能球磨法制备MgB_2块材的组织及性能影响

研究了不同的冷却速度下,采用高能球磨法制备的MgB2块材的组织结构及性能。研究表明,高能球磨法制备的MgB2块材的晶粒尺寸细小,晶粒呈近等轴状,晶粒连结性较好。冷却速度对MgB2超导体的临界电流密度和磁通钉扎有很大的影响,Jc-B特性曲线呈现鱼尾效应,表明晶界或非超导第二相(富B相)充当了磁通钉扎中心,提高了MgB2超导体在磁场下的临界电流密度。     

熔融织构YBCO块样品的磁特性研究

对MTG区熔生长法,慢冷法,粉末熔融生长法这3种方法制备的熔融织构YBCO块样品进行了交流磁化率和磁阻的测量。根据实验结果计算了样品的钉扎势,并且发现3种方法制备的样品在150 mT外磁场下均显示出基本消除弱连接的特性;粉末融熔生长法所制样品中有较纯净123相和较好织构,质量最好。     

在烧结过程中控制MgB2磁通钉扎特性

为了用MgB２制做实用装置，必须制备在高磁场下具有高临界电流密度的MgB２超导材料。很多类型的晶体缺陷，例如堆垛层错、晶界、非超导第二相等都可起到有效的磁通钉扎中心的作用。为创造晶体缺陷，在超导体中起局域钉扎中心的作用，可以使用各种方法，例如化学掺杂、离子、中子、脉冲激光以及电子辐照等等。有些技术已在MgB２系统中获得了成功。可是，这些技术虽然提高了MgB２高磁场下的临界电流密度，但却降低了材料的转变温度TC。最近，美国洛斯阿拉莫斯（LosAlamos）国家实验室，超导技术中心研究出一种在烧结过程中直接产生有效的…     

高压与常压下合成Mg_(1.05-x)(HgO)_xB_2的性能研究

分别在常压和高压下利用固相反应法制备了Mg1.05-x(HgO)xB2多晶样品,并研究了HgO掺杂对MgB2样品性能的影响。在两种不同的反应条件下制备的样品,超导转变温度随掺杂量的增大都有一定幅度的下降,但晶体结构和临界电流密度(Jc)则有显著的不同。常压下HgO掺杂可使Jc降低,而高压下一定量的掺杂则使Jc增大。由扫描电镜结果分析可得,高压下制备的样品晶粒间联系紧密,尺寸较小,从而使其临界电流密度、不可逆场和钉扎力等性能都优于常压下制备的样品。     

超导线材加工中的铌钛间扩散

由于超导基体中存在第二相,使Nb-Ti超导材料达到了很高的电流密度,根据超导电性理论,该第二相用作磁通钉扎中心,起钉扎磁通的作用。在正常区里磁通线呈圆柱状,在存在外磁场情况下,磁通线会穿透超导相,磁通线如果没有钉扎作用,就会运动,导致热逸散使超导材料的临界电流减小。Nb-47％Ti     

采用一种新的扩散法制备实用化的MgB_2超导体

利用一种新的Mg扩散方法,在常压下成功制备出致密的MgB2超导块材,样品密度最高达1.95g/cm3。结果表明:加热到900℃保温24h后炉冷,所得到的样品性能最佳。该样品在50Oe的外场下,超导转变温度(Tc)为38.1K,转变宽度仅0.9K;10K,20K,自场下临界电流密度(Jc)值分别达0.53,0.37MA/cm2。此外,通过添加少量纳米Pr6O11或者石墨,都能使MgB2的实用化性能得到显著改进。     

NbTi超导体的新进展——（Ⅱ）人工钉扎中心NbTi超导体

在提高NbTi超导体临界电流密度方面，人们已做了大量的研究工作，如改善NbTi合金的均匀性、元素添加、复合体的设计及组装方式、复合线的加工及热处理等等，最终的目的是在超导体中形成密度高、大小均匀的纳米级有效磁通钉扎中心。这些工艺技术都是间接地通过调整外部条件有限地影响内在因素，最终提高临界电流密度Jc。怎样才能更直接、更有效地实现NbTi超导体钉扎结构的最佳化，人工引入钉扎中心技术得到了应用和发展。人工引入钉扎中心即在NbTi超导体中直接加入不同于基体的钉扎材料，经过加工形成有效的磁通钉扎中心(Artificial Pin…     

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…     

SiC纳米粒子掺杂的MgB2超导体中元素代位引入的磁通钉扎

提高钉扎力的掺合技术有多种，例如MgB2薄膜使用的氧合金化法，MgB2粉的中子辐照法等等。在超导体中增加钉扎特性比较简单的方法是化学掺杂工艺。尽管这方面的工作做过不少，但结果常常是有争议的，因为所做的掺杂主要还是局限于添加，在MgB2基准工作温度20K以上这种添加对钉扎是无效的。最近澳大利亚沃伦岗大学研究了SiC纳米粒子掺杂对MgB2(SiC)x临界温度Tc，临界电流密度，晶体结构以及磁通钉扎的影响。用in situ方法制备了MgB2样品。将纯度为99%的镁粉，纯度为99%的非晶硼粉与SiC粉按(Mg+2B) (SiC)x，(X=0, 0.057, 0.115, 0.23…     

烧结工艺对多芯MgB2线材磁通钉扎特性的影响

MgB2 超导电性的发现引起基础研究和应用研究的广泛兴趣。至今高临界电流的MgB2 块材、薄膜、线材和带材 ,都有报道。对制造电缆和磁体的实际应用而言 ,关键是开发带材和线材 ,其中最根本的是确定MgB2 的磁通钉扎特性 ,因为磁通蠕动越过钉扎中心将限制临界电流密度。为了理解磁通钉扎基本机理 ,从而提高载流能力 ,重要的是研究抵抗磁通运动的激活能。有人研究了采用先位法 (ex -situ)制备的铁基四芯MgB2 线材的磁通钉扎特性 ,采用 2根线材 ,通过测量其温度—电阻变化和电流—电压特性 ,发现其一 (B线 )在 8T高磁场下都有高的传输特性 ,…     

熔融织构大晶REBCO材料已批量生产

人们已经注意到发展熔融织构大晶粒超导稀土－钡－铜－氧化物（REBCO）材料的重要性,尤其是有RE4Ba2Cu2O10（422）或RE2BaCuO5（211）非超导粒子夹杂的、以REBa2Cu3O7-δ（123）超导晶体为基的材料。熔融织构大晶Y－Ba－Cu－O材料最近几年已属于技术上能大批量生产的高性能超导体材料,可制作磁性轴承、飞轮储能系统、电机、准永久磁体的关键部件;如果制成棒状,还可作电流引线,或构成故障限流器的关键另件等。就REBCO晶粒电传输性能的结构特征而言,只有超流建立的磁通线能被晶粒缺陷吸引而阻止其运动时,超导体才能承载高J…     

Effect of F Doping on Fabrication and Superconductivity of SmO1-xFδFeAs Compound

研究了F掺杂对铁基超导体SmO0.7F0.3FeAs的制备和性能的影响。利用二次固相反应在1120℃保温40h制备出超导临界转变温度(Tc)为56.5K的SmO0.7F0.3FeAs超导体样品,其临界电流密度Jc为2.4×105A/cm2(10K,0T)。研究发现,SmO1-xFxFeAs样品的Tc受F含量的强烈影响,晶格参数的变化也是诱导SmO1-xFxFeAs超导体的Tc变化的原因之一。在此基础上详细研究了F元素过掺杂对铁基超导体SmO1-xFδFeAs(δ>x)制备参数和性能的影响。F元素过量时,在不降低SmO1-xFδFeAs超导性能的情况下,F元素过掺杂可以一定程度地降低样品制备时的热处理温度和极大地缩短热处理时间。1100℃时保温20h制备的SmO0.7F0.35FeAs和SmO0.7F0.4FeAs样品的Tc分别为56和55K;其临界电流密度Jc分别为1.9×105和1.7×105A/cm2(10K,0T)。     

钛在航空工业中的应用

报道了采用预成形YBCO/Ag线材熔融法制取YBa_2Cu_3O_(7-δ)多晶超导体的初步结果。熔融后的样品至少分解为三种以上的非超导相及少量超导相。经过适当的后序热处理之后,样品呈现超导性,最高Jc>667A/cm~2。对后序热处理温度、时间和冷却速率与样品的临界电流密度Jc的关系,分别做出了曲线。同时,对YBCO的熔凝过程做了分析。     

Campbell法研究MgB2晶粒特性与临界电流密度关系

用PIT(powder in tube)法在不同条件下制备MgB2样品,通过X射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)对不同参数下制备样品的成分和微观结构进行了表征;利用Campbell法检测样品的bac-λ'关系,求得样品的超导临界转变电流密度Jc;由样品的Jc结合形貌与相成分对比分析,结果表明:长时间烧结,晶粒较大,利于导电,但缺乏钉扎作用,在外磁场下超导电流减小.长时间烧结,晶界间氧化层增厚,超导电流密度减小.