改进型镁扩散法制备高临界电流密度MgB2超导体性能研究

本文采用一种改进型镁扩散法成功制备出密度达到1.95g/cm₃的MgB₂超导块材。论文研究了不同的热处理条件对MgB₂块材的超导转变温度(T_c)和临界电流密度(J_c)性能的影响。采用最佳热处理条件制备的MgB₂超导体T_c和J_c分别达到了38.1K和0.53MA/cm₂(10K,自场)。为了改进镁扩散法MgB₂超导体中弱的高场磁通钉扎性能,本文还研究了nano-Pr₆O₁₁和C掺杂对MgB₂超导体的临界电流密度和不可逆场(H_irr)的影响。结果表明C掺杂的MgB₂超导体临界电流密度在10K,6T下达到了10₄A/cm₂,该结果比未掺杂MgB₂超导体在同样条件下性能提高了两个量级,甚至比固态反应法制备的nano-C掺杂MgB₂超导体性能更好。利用该方法制备的nano-Pr₆O₁₁掺杂的MgB₂超导体在10K,2T下也比未掺杂样品J_c提高达9.4倍。根据大量的实验结果和理论分析我们提出基于改进型镁扩散法和化学掺杂,包括纳米粒子和C掺杂,很有可能是一种制备高性能MgB₂超导体非常有效的途径。     

Superconducting Properties of Ti3SiC2-Doped Bulk MgB2 Superconductor

研究了Ti3SiC2掺杂对MgB2的晶格参数(a)、微观结构、超导转变温度(Tc)和临界电流密度(Jc)的影响。随着Ti3SiC2掺杂量的增加,晶格参数a逐渐变小,表明了C进入晶格代替B位的发生。随着掺杂量的增加,超导转变温度Tc从37.15K降低到36.55K。利用Bean模型通过M-H磁滞回线计算了样品的Jc值。结果表明,在低场区域,未掺杂样品的Jc值高于Ti3SiC2掺杂样品的Jc值。然而随着磁场的进一步增大,适量掺杂的样品Jc值得到提高。     

Effects of Cold Working and Annealing on the Microstructure and Critical Current Density of Ag-sheathed BiPbSrCaCuO Superconducting Tapes

Ag-sheathed BiPbSrCaO(2223)superconducting tapes prepared by the powder-in-tube technique wereinVeSgated. The Mswt of M layCr and the Jc at 77 K are spengly dspendent on the amouDt ofcold wotheg and annchg condition. The Jc bo by uhahal tw aha drawing and rolling. TheOPbown annwtg theperawt, boe and coohag de tO madrihe Jc vaiueS were in the range 84()-- 850t,1bo~2bo h and 50-- loot / h, nyhvejy. The mndum tuSPOrt Jt at 77 K under zero mopetic field wasl.33 x l04 A / cm2.     

通过Nb，Ti扩散反应制备不同成分的超导体

利用Nb片和Ti片交替组配加工,经扩散反应制备了Ti含量在42.56%-56.62%之间的3种不同成分的NbTi超导线。运用扫描电镜(SEM)观察了Nb/Ti界面的扩散形态及微结构,并对热处理工艺和不同Ti含量对临界电流密度(Jc)的影响进行了讨论。结果表明:随着Ti含量增加,可提高超导线在低场(<5T)时的临界电流密度Jc。该工艺制备的NbTi超导线材的Jc可达到2800A/mm2(5T,4.2K)和4200A/mm2(3T,4.2K)。随着Ti含量的增加,试样的Jc在低场时很高,而在高场时的性能偏低,且下降迅速,而Ti含量低的试样的Jc衰减相对缓慢些。对Ti含量较高的合金,在一定温度下,选用较短的热处理时间,可获得高的Jc,对Ti含最较低的合金,则要求较长热处理时间。     

Texture and Anisotropy of Jc of ex situ MgB2/Fe Mono—Filamentary Tapes

采用不同粒度的初始MgB2粉末，通过粉末套管法技术制备出非原位单芯MgB2／Fe超导带；测量了不同磁场和温度下MgB2／Fe带的以值．结果表明；Jc具有各向异性，其各向异性的大小受初始粉末尺寸的影响．对剥离铁包套后MgB2芯的XRD图拟合分析表明，MgB2均显示轻微的织构，MgB2／Fe界面处的织构稍强．MgB2的再结晶晶粒尺寸随初始粉末尺寸的增大而增大．讨论了粉末粒度和织构度与Jc各向异性的关联性．     

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。     

部分熔化热处理工艺对Bi-2212／Ag带材Jc性能的影响

为了提高Bi-2212/Ag带的性能（主要指临界电流密度Jc)，进行了部分熔化热处理工艺对带材Jc的实验。采用标准的4点法测量Jc,使用PW1700XRD,SL20 SEM 和EDX检验和研究带材的相组成和微观组织。实验表明，在流氧气氛下，烧结温度为860℃～880℃时，前驱粉末以Bi-2212为主相，同时含有少量的Bi-2201相，（Sr2Ca)Cu2O3相和富（Bi2Sr)相。在流氧气氛下，带材Jc性能对热处理工艺参数非常敏感，在实验条件范围内，优化后的热处理工艺参数为：熔化温度Tmax=890℃，熔化时间tmax=10min,冷却速率Rc=2℃h^-1，在保温温度为835℃时，保温时间ta=20h,通过优化的部分熔化热处理工艺，在77K，0T下最后所制得带材的最大Jc=6A,Jc=890Acm^-2.     

电流密度对7075铝合金微等离子体氧化陶瓷层特性的影响

采用微等离子体氧化法在NaAlO2溶液中对7075铝合金进行表面处理,研究了阳极电流密度及阴/阳极电流密度比对陶瓷层的厚度、硬度、表面及截面形貌、相组成等的影响。结果表明:陶瓷层的厚度、显微硬度及微观形貌与阳极电流密度及阴/阳极电流密度比密切相关,在阳极电流密度为10A/dm2及阴/阳极电流密度比为0.7时,陶瓷层显示出较好的表面及截面形貌。     

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。     

连续工艺制备的MgB2超导线的传输电流特性

美国高新技术研究所(HTR)采用连续装管成型(CTFF)粉末装管技术(PIT)制备了MgB2/Fe复合线。目前已制备出直径为1.2mm的先驱线(包Fe的Mg+B混合粉),长度达70m。在800℃～950℃处理3min～30min的短样品,传输临界电流密度(Jc)在4K/4T下达到(2～3)×104A/cm2,在4K/2T下达到4×104A/cm2,在4K自场下外推的Jc最少达到2×105A/cm2。用磁测量方法得到的Jc与外推得到的传输临界电流值差不多。     

TiB2 coating formed on nickel substrates by electroplating in molten salt of fluoride

The TiB2 coatings deposited over nickel substrate by electroplating was investigated, which is in molten salt of a fluoride mixture involving KF, NaF, K2 TiF6 and KBF4. Effects of temperature, cathodic current density (Jc) and duration on the coating's formation were examined. The composition, morphology and structure of the coatings were characterized by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray detector (EDS) and X-ray diffraction (XRD). The results show that the coatings, with black, smooth and uniform appearance, are composed of predominating TiB2 and small amounts of nickel titanium oxide (Ni0.75 Ti0.125 O). The coatings show a nodular morphology and the grain size is dependent on the Jc and ranges about 1 - 10 μm. There is a linear relationship between the coating's thickness and the time of electrolysis within certain duration range. The reduction of the potassium can take place simultaneously with the electrochemical synthesis of TiB2 as the Jc is in excess of certain level. The hardness of the TiB2 coatings is likely to be deteriorated due to the presence of potassium and Ni0.75Ti0.125 O in the coatings.     

MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES OF YBaCuO SUPERCONDUCTOR PREPARED BY MTG METHOD

ＭＩＣＲＯＳＴＲＵＣＴＵＲＥＡＮＤＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳＯＦＹＢａＣｕＯＳＵＰＥＲＣＯＮＤＵＣＴＯＲＰＲＥＰＡＲＥＤＢＹＭＴＧＭＥＴＨＯＤ￥ＴＡＮＧＨｏｎｇ;ＸＩＡＮＹＵＺｅ;ＨＵＱｉａｎｌｉ;ＱＩＡＯＧｕｉｗｅｎ;ＷＡＮＧＹｏｎｇｚｈｏｎｇ;ＺＨＵＡ...     

尿素装置换热器102 Jc23腐蚀失效分析

本文主要对102 Jc23换热器腐蚀原因进行分析，并提出防腐建议。     

混合粉末对先位法MgB_2超导带材性能的影响

将掺杂纳米C或SiC的预烧结粉与镁粉和硼粉进行混合作为先位(ex-situ)粉末套管法(Powder-In-Tube)的填充粉末,制备出MgB2/Fe超导带材。结果表明,掺杂纳米C或SiC样品的临界转变温度均比未掺杂样品的低1.5K左右。纳米C或SiC样品的临界电流密度(Jc)均得到了极大的提高。且在4.2K,8T下,掺杂纳米C样品的Jc最高,约为104A/cm2,比未掺杂样品以及采用商业MgB2制备样品的Jc高约1个数量级。在预烧结过程中纳米C或SiC中的C对B位的有效替代所产生的晶格畸变以及晶粒连接性的提高可能是掺杂样品的Jc提高的主要原因。     

Fabrication and characterization of SmOo.7F0.2FeAs bulk with a transition temperature of 56.5 K

The superconductivity of iron-based superconductor SmO0.7F0.2FeAs was investigated.The SmO0.7F0.2FeAs sample was prepared by the two-step solid-state reaction method.The onset resistivity transition temperature is as high as 56.5 K.X-ray diffraction (XRD) results show that the lattice parameters a and c are 0.39261 and 0.84751 nm,respectively.Furthermore,the global Jc was more than 2.3 × 105 A/cm2 at T=10 K and H =9 T,which was calculated by the formula of Jc=20AM/[a(1 - a/(3b))].The upper critical fields,Hc2≈ 256 T (T=0 K),was determined according to the Werthamer-Helfand-Hohenberg formula,indicating that the SmO0.7Fo.2FeAs was a superconductor with a very promising application.     

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)。     

Effects of precursor solution concentration on the properties and morphology of YBCO films deposited by TFA-MOD method

1 IntroductionMetal organic deposition using trifluoroacetates(TFA-MOD) process has been extensively investi-gated for the fabrication of YBa2Cu3O7-x(YBCO)films [1-3]. Compared with popular physical vapordeposition, TFA-MOD process has many advantages[4-5…     

扩散法制备CNTs掺杂的MgB2超导块材

采用扩散法制备高Jc的MgB2超导块材,将制备样品的超导性能与传统固相反应法制备CTNs掺杂的MgB2超导块材的性能做详细对比。研究发现,所采用的新型扩散方法可以有效地提高MgB2块材的密度,减少原料Mg粉中氧的不利影响,该法制备的MgB2块材更为均匀,MgO杂相较少,从而可以在自场下得到较高的临界电流密度,但在高场下性能提高并不明显,而CNTs掺杂可以有效改善扩散法制备的样品在高场下性能较差的弱点。CNTs掺杂量为0.5%（质量分数）的样品,在10 K,4 T条件下,Jc仍有1.0×104 A/cm2,在零场下更达到了0.46 MA/cm2,比在相同条件下用固相反应法制备的样品要高2~3倍。     

Effects of C10H8 Doping on Microstructure and Superconductivity of MgB2 Wires

采用原位粉末装管技术(in-situ PIT)制备了萘(C10H8)掺杂MgB2/Nb/Cu线材。前驱粉末按照MgB2+xwt% (x=0,2,5,8)的比例将Mg粉、B粉和C10H8粉末混合研磨,装入Cu/Nb复合管中,分别拉拔加工至Φ2.0 mm和Φ1.0 mm,然后Ar气氛中分别在650,700,750 ℃热处理,保温2.5 h。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等测试手段分析了样品的相结构和微观结构等。结果发现,样品超导转变温度Tc不随萘掺杂量的变化而变化,但正常态电阻有所降低。在20和25 K无外磁场时,x=8样品的临界电流密度分别达到1.1×105和3.8×104 A/cm2,而x=5样品也达到3.1×104 和 1.2×104 A/cm2。     

First-principles Study on Structure and Hardness of the RuB2

采用原位法粉末装管工艺( in-situ PIT)制备了无定形碳掺杂MgB2/Nb/Cu超导线材并研究了该掺杂对MgB2微观结构及超导电性的影响.复合线材中以Nb作为阻隔层、Cu作为稳定体并采用冷拉拔工艺进行加工.研究了无定形碳掺杂对MgB2相形成、微观结构及超导电性的影响,其中掺杂量分别为MgB2-xCx(x=0.0,0.05,0.08,0.10,0.15).分别采用XRD、SQUID、SEM/EDS及传输电流测试等方法对MgB2/Nb/Cu线材进行分析测试.XRD分析结果显示,700℃热处理后的线材可以获得纯度较高的MgB2超导相;微观结果照片显示无定形碳掺杂后可以获得良好的晶粒连接性;能谱分析表明掺杂物C元素均匀的分布在MgB2基体中;通过四引线法测试了传输临界电流密度Jc,在4.2 K、5T,其Jc值高达1.4×105 A/cm2;在4.2K、10T,其Jc值为3.3×104A/cm2.