实用超导材料的发展演变及其前景展望

超导现象发现100年以来,各类新型超导体层出不穷,然而由于本征特性、低温条件、合成技术及环境因素等限制使许多超导材料失去了实用性。首先简要概述了超导材料的应用,特别是在先进电网中的应用需求和前景,分析了国内外几种典型的实用超导材料的发展趋势和市场需求情况。给出了主要发达国家及我国的超导发展计划,指出了当前发展新型电力传输材料——第二代高温超导带材的必要性,并以上海市为例粗略展望了第二代高温超导带材及其强电应用技术包括城市电缆、超导限流器、超导变压器、超导电机等发展对社会生活和传统产业的重要影响和贡献。     

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。     

金属有机溶液法制备YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜的厚化特性

三氟乙酸–金属有机沉积法(TFA-MOD)是YBa2Cu3O7-δ(YBCO)涂层导体制备最有前景的技术路线之一。采用添加高沸点有机溶剂二乙醇胺(DEA)对TFA-MOD法进行调制改进,抑制了缺陷形成,并通过增加前驱液金属阳离子浓度提高了单次涂敷薄膜的厚度。研究表明:低温热解膜厚度和前驱液粘度与前驱液中阳离子浓度的依赖关系均呈现幂指数关系;选择合适的前驱液浓度和涂覆参数,单次涂敷获得了较厚的薄膜,厚度达到1.3μm以上,且表面平整无开裂,微观结构总体均匀,但厚膜表面出现弥散的异质相颗粒。超导临界电流密度的测量结果显示:随着超导薄膜厚度的增加,临界电流密度呈下降趋势,而超导临界电流得到显著的提高,如前驱液浓度为2.5 mol/L样品的临界电流Ic是前驱液浓度为1.0 mol/L样品的4.7倍。     

纳米TiO2染料敏化太阳电池的电极修饰和光电复合研究(英文)

染料敏化太阳电池由于其较高的光电转换效率和低成本等因素正越来越受到人们的重视,当前其技术发展最为核心的问题是如何减少暗电流、进一步提高其光电转换效率.本工作对染料敏化太阳电池的光阳极进行了不同方法的TiCl4修饰处理,测量了各种不同修饰处理下的TiO2太阳电池的光电转换性能.通过248?nm波长的准分子脉冲激光辐照下的开路光电压Uoc随时间的衰减变化关系,研究了单色脉冲激光下的染料敏化TiO2太阳电池的光电子复合效应,从中明确了TiCl4修饰对染料敏化TiO2太阳电池暗电流的调制所起的重要作用.     

脉冲激光外延生长YBa2Cu3O7–δ涂层导体LaMnO3缓冲层

采用脉冲激光沉积技术在双轴织构的Ni95W5(Ni-5W)合金基底上外延生长了LaMnO3(LMO)薄膜作为涂层导体缓冲层,研究了沉积温度对LMO薄膜生长织构和表面形貌的影响。研究结果表明：沉积温度对LMO薄膜的表面形貌有一定的影响;在沉积温度为650 ℃时,LMO薄膜具有良好的(00l)取向,薄膜表面平整均匀,光滑致密,其均方根粗糙度在2 nm以下;而且,在此LMO缓冲层上外延生长的YBa2Cu3O7–δ超导层具有良好的双轴织构,超导转变温度Tc为92 K,转变宽度小于1 K,临界电流密度Jc为5.3×105 A/cm2(77 K,自场)。     

基于工程机械一体化的检测与故障诊断分析研究

对工程机械一体化存在的问题和未来发展方向进行介绍,阐述了设备故障诊断技术。同时,对设备故障诊断进行分析和判断,并结合诊断系统的特点,以便及时发现并排除机械设备故障,提高工程机械设备的性能和使用寿命,为机械设备维修提供新的研究方向和参考依据。     

籽晶法YBCO超导块材的制备及其磁化性能研究

以ＳｍＢａＣｕＯ超导晶粒为籽晶，制备了具有大晶粒的ＹＢａＣｕＯ超导块材。磁化强度和交流磁化率表明该材料具有较强的磁通钉扎和良好的晶界妆特性，较强的磁通钉扎使大块样品在磁化后能冻结大量磁通，表现出很好的剩磁性能，经０．５Ｔ永磁体化后，实验测得其表面剩磁场最大值为０．１２５Ｔ，且在短时间内这一剩磁场没有明显的衰减。     

Ce5AgBi3的合成、结构与磁性性能

用电弧炉熔炼法制备了新的三元金属间化合物Ce5AgBi3,用Rietveld方法对其结构进行了精修,该化合物为Hf5CuSn3结构(空间群p63/mcm),其中Ce、Ag和Bi分别占据Hf、Cu和Sn的位置,晶胞参数为: a=b=9.7163(3)A,c=6.6228(2)A,V=541.47(5)A3.该结构特点是沿着c轴方向的层状结构.其中6g的Ce和Bi组成六边形网状平面结构,2d的Ag和4f位置的Ce分别占据由Ce-Bi六边形所形成的沿着c轴方向的两种隧道中.用PPMS对Ce5AgBi3的磁性和比热性能做了分析.该化合物低温下为反铁磁性,奈尔温度为3.8K,高温时符合居里-外斯定律,有效磁量子数为2.67μB,表明其磁矩都是由Ce3 提供.     

基于金属网的叠层染料敏化太阳能电池

本文提出了一种新型染料敏化太阳能电池的叠层结构设计, 其中光阳极由导电玻璃上的第一层TiO₂纳米薄膜和不锈钢网上的第二层TiO₂纳米薄膜组成, 不同染料间的负反应相比混染共敏方式少. 此结构中引入的金属网, 减少了导电玻璃的使用片数, 从而减少入射光的损失; 同时也解决了两层不同TiO₂薄膜间的电连接性问题, 并提高电子传输和收集效率. 此叠层电池的光电转换效率达1.96%, 短路电流为8.4mA/cm², 相比相同电池厚度的单层电池, 效率提高约62%. 通过阻抗谱分析了叠层电池内部的电子传输, 给出叠层电池的等效电路图. 此外, 还发现电池厚度的增加及电子在不锈钢网表面的复合对光电性能有显著影响.     

磁场下镍电沉积层织构及表面形貌

研究了磁场作用下电沉积Ni金属膜的生长过程,磁场与电极表面夹角取35°。测试结果表明电流密度、基底织构和磁场对薄膜的织构和表面形貌均具有重要影响。随着电流密度的增加,薄膜的面外织构由(111)为主变为(200)为主,面内织构显著改善;晶粒尺寸随着电流密度的增加显著增大。在电流密度较小时,磁场的作用比较显著,使得面外(111)晶面取向受到抑制,(200)取向得到增强,面内织构也有一定的改善。同时,磁场使晶粒变小,形状更加规则,整体也更均匀。还对磁场、电流和基底的作用机制进行了分析。