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。     

Preparation of Ultrafine Li_(4 x) Al_xSi_(1-x)O_4 by Sol-Gel Method and Its Ionic Conductivity

1 ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＬｉｔｈｉｕｍｉｏｎｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓａｒｅｐｒｏｍｉｓｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｈｉｇｈ ｅｎｅｒｇｙｄｅｎｓｉｔｙｂａｔｔｅｒｉｅｓ[1 ].Ｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｈｉｇｈｉｏｎｉｃｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ,ｈｉｇｈｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｐｏｔｅｎｔｉａｌａｎｄｌｅｓｓｒｅａｃｔｉｖｉｔｙｗｉｔｈｗａｔｅｒａｎｄｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｗｉｌｌｂｅｒｅｑｕｉｒｅｄｗｈｅｎｔｈｅｙａｒｅａｐ ｐｌｉｅｄｔｏｓｏｌｉｄｅｌｅｃｔｒｏｌｙ…     

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。     

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。     

Location of fluorine atoms and mechanism of improvingsuperconducting properties with F-doped in YBaCuO series

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＳｉｎｃｅＯｖｓｈｉｎｓｋｙｅｔａｌ[1]ｒｅｐｏｒｔｅｄｆｏｒｔｈｅｆｉｒｓｔｔｉｍｅｔｈａｔａｚｅｒｏ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｓｔａｔｅａｔ 1 55ＫｗａｓｏｂｓｅｒｖｅｄｉｎＦ ｄｏｐｅｄＹＢａＣｕＯｓｙｓｔｅｍ ,ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆＦ ｄｏｐｉｎｇｏｎｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｈａｓｓｔｉｍｕｌａｔｅｄｍａｎｙｓｃｉｅｎｔｉｓｔｓｔｏｆｕｒｔｈｅｒｅｆｆｏｒｔｓ.Ｂｕｔｖａｒｉｏｕｓｃｏｎｆｌｉｃｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｒｅｐｏｒｔｅｄｏｎ…     

B粉对分步法制备MgB2超导体的影响

通过分步反应法,利用晶态B粉和无定形B粉分别与Mg粉反应制备了MgB2超导体。其中分步反应法的第1步采用不同状态的B粉与Mg粉按原子比Mg:B=1:4混合,对于掺杂的样品另加5%,8%(质量分数)的SiC,采用900℃,30min或800℃,1h进行高温热处理。第2步是补充Mg粉,使Mg:B=1:2,均混的粉末经装管拉拔后进行第2步750℃,2.5h热处理。通过XRD、SEM研究样品的相组成、微观结构。采用标准四引线法测定了样品的I-V曲线。结果表明:晶态B粉与Mg粉可在第1步的热处理过程中生成大量低反应活性的MgB4。从微结构分析发现晶态B粉制备的样品具有更好的晶粒连通性,从而也得到了更稳定的I-V关系曲线。     

Mg2B2O5晶须增强镁基复合材料的组织与界面结构研究

采用光学显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪研究Mg2B2O5晶须增强镁基复合材料的铸态组织及Mg2B2O5/AZ91D界面反应产物。结果表明:Mg2B2O5晶须具有孪晶结构,其孪生面和晶体生长方向分别为(202)和[010];部分Mg2B2O5晶须中存在MgB4O7颗粒相;在基体晶界与Mg2B2O5晶须之间存在等轴状Mg2Si相;Mg2B2O5/AZ91D界面处存在厚度不均匀的MgO和MgB2相界面层。尽管Mg2B2O5、MgO和MgB2之间没有确定的晶体学位相关系,但在特定Mg2B2O5晶须表面观察到(202)Mg2B2O5//(002)MgO,[010]Mg2B2O5//[110]MgO和(002)MgO//(0001)MgB2,[110]MgO//[2110]MgB2取向关系。最后,讨论Mg2B2O5晶须对复合材料组织结构和性能的影响。     

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。     

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。     

熔盐法制备Ba1-xKxBiO3超导体及Ba0.6K0.4BiO3的稳定性

利用熔盐法在260℃的低温下制备出了单相Ba1-xKxBiO3(BKBO,0.315≤x≤0.6)样品.磁性测量结果表明,在x值整个范围内的BKBO样品都表现出超导电性,x=0.4时,超导转变温度达到最高值(Tc=30.6 K):粉末X射线衍射结果表明,所有样品中均含有少量的BaCO3杂相,它是由于反应过程中Ba(OH)2·8H2O和空气中的二氧化碳反应造成的;扫描电镜观察BKBO微观形貌为片状.为与熔盐法作比较,利用溶胶.凝胶法制备Ba0.6K0.4BiO3,发现此法难以制备出单相BKBO样品.利用热分析和退火处理来研究熔盐法制备Ba0.6K0.4BiO3的热稳定性,发现样品大约在400℃开始分解,表明Ba0.6K0.4BiO3在400℃以上是不稳定的.     

原位法低温合成MgB2的孔隙形成机制

采用XRD、SEM、DSC等分析测试方法,研究原位法低温合成MgB<,2>的孔隙形成机制.结果表明,高能球磨后B小颗粒镶嵌在Mg大颗粒上,热处理时MgB2相首先在Mg、B的镶嵌区域生成.MgB<,2>相生成过程中,闭孔隙主要是由Kirkendall效应造成的,开孔隙形成的主要原因是Mg气化后与B反应形成了与环境保持连通的孔隙.     

纯MgB2和碳掺杂MgB2超导块材在酸浸过程中相成分和微观结构的演变

采用X射线衍射仪和扫描电镜系统研究了纯MgB2和碳掺杂MgB2超导块材在的盐酸溶液中(pH=2)酸浸后的相成分和微观结构演变过程.XRD结果显示,纯MgB2和碳掺杂MgB2超导块材均迅速与盐酸反应而分解.分解反应在5 h后完全结束,主要的固态产物是B(OH)3和MgCl2(6H2O).SEM结果显示,纯MgB2和碳掺杂MgB2超导块材与酸反应都是从晶界处开始,与纯MgB2块材相比,碳掺杂MgB2块材在与酸反应后仍保持致密的结构特征.而对酸浸10 min后纯MgB2和碳掺杂MgB2块材的临界超导转变温度测定结果显示,碳掺杂MgB2块材的临界超导转变温度保持不变,说明碳掺杂可提高MgB2在酸中的稳定性.     

Li1+x(Fey/2Niy/2Mn1-y)1-xO2正极材料的合成及电化学性能

采用低温共沉淀-水热-煅烧法合成了锂离子电池Fe-Ni-Mn体系正极材料Li1+x(Fey/2Niy/2Mn1-y)1-xO2,并用XRD、SEM、ICP光谱和电化学性能测试对材料进行了表征.XRD测试和ICP分析表明,Fe、Ni取代Li2MnO3中的部分Mn,形成很好的固溶结构yLiFe1/2Ni1/2O2-(1-y)Li2MnO3 (y=0.l,0.2,0.3,0.4,0.5).SEM测试表明,取代量y不同,材料的表观形貌有所不同,y=0.4时材料的颗粒粒径均匀、较小,呈类球形结构.电化学性能测试表明,当y=0.4时,循环稳定性最好,充放电50次后放电比容量仍可维持在195.0 mAh/g,放电中值电压为3.5 V,y=0.4时样品在大倍率放电下的电化学性能表现良好.     

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.     

Magnetocaloric effect of （Gd1-xNdx）Co2 alloys in low magnetic field

The phases and magnetocaloric effect in the alloys （Gd1-xNdx）Co2 with x = 0, 0.1, 0.2, 0.3, and 0.4 were investigated by X-ray diffraction analysis and magnetization measurement. The samples are single phase with a cubic MgCu2-type structure. The To decreases obviously with increasing Nd content from 404 K of the alloy with x = 0 to 272 K of the alloy with x = 0.4; forx = 0.3, the To is 296 K, which is near room temperature. In the samples （Gd1-xNdx）Co2 with x = 0.0, 0.1, 0.2, 0.3, and 0.4, the maximum magnetic entropy change is 1.471, 1.228, 1.280, 1.381 and 1.610 J·kg^-1·K^-1, respectively, in the applied field range of 0-2.0 T. The results of Arrott plots confirmed that the transition type were second order magnetic transition forx = 0, 0.3, and 0.4.     

固相反应合成Sr_(1+x)Zr_4P_(6-2x)Si_(2x)O_(24)磷酸盐粉体

以SrCO_3、SiO_2、ZrO_2和(NH_4)H_2PO_4为实验原料,采用固相反应法制备出磷酸盐Sr_(1+x)Zr_4P_(6-2x)Si_(2x)O_(24)(x=0～0.4)粉体.XRD和SEM分析表明:在1100 ℃,4 h温度下煅烧能够合成单相Sr_(1+x)Zr_4P_(6-2x)Si_(2x)O_(24)(x=0～0.4)粉体,1100 ℃,4 h条件下制备的Sr_(1+x)Zr_4P_(6-2x)Si_(2x)O_(24)(x=0～0.4)粉体成球状,平均粒径在300～500 nm之间.在1100 ℃煅烧温度下适当延长保温时间,有利于Sr_(1+x)Zr_4P_(6-2x)Si_(2x)O_(24)(x=0～0.4)单相粉体的形成.     

新型金属间化合物MgB2超导材料

2000年10月日本科学家发现了新型金属间化合物MgB2超导体,其超导转变温度Tc为39K,在非铜氧化物块状超导体中最高,具有广阔应用前景,MgB2的发现立即使其成为当前超导研究的新热点.本文侧重从材料角度论述MgB2的晶体结构、应用上的优点和主要制造方法.     

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。     

纳米晶和非晶Mg20-xLaxNi10(x=0-6)贮氢合金的贮氢行为

用快淬技术制备了Mg2Ni型贮氢合金,合金的名义成分为Mg20-xLaxNi10 (x = 0, 2, 4, 6)。用XRD、SEM、HRTEM分析了合金的微观结构。发现不含La的快淬合金中没有非晶相,但含La快淬合金中显示以非晶相为主。当La含量x≤2时,铸态合金的主相为Mg2Ni相,但随着La含量的进一步增加,铸态合金的主相改变为(La,Mg)Ni3+LaMg3相。应用Sieverts设备研究了铸态及快淬态合金的吸放氢量及动力学,结果表明,x=2的合金吸放氢量及动力学随淬速的增加而增加,但对于x=6的合金,结果是相反的。电化学测试结果表明,x=2合金的放电容量随淬速的增加而增加,而对于x=6合金,结果也是相反的。快淬显著地提高了x=2, 6合金的循环稳定性     

Properties of Mechanically Milled Nanocrystalline and Amorphous Mg–Y–Ni Electrode Alloys for Ni–MH Batteries

Nanocrystalline and amorphous Mg2Ni-type Mg20-xYxNi10(x = 0,1,2,3 and 4) electrode alloys were fabricated using mechanical milling.The effects of the Y content and milling time on the microstructures and electrochemical performances of the alloys were investigated in detail.X-ray diffraction and transmission electron microscopy analyses revealed that the substitution of Y for Mg yields an obvious change in the phase composition and micro morphology of the alloys.When the Y content x B 1,the substitution of Y for Mg does not change the major phase Mg2 Ni,but with a further increase in the Y content,the major phase of the alloys transforms into the YMg Ni4 YMg3 phase.A nanocrystalline and amorphous structure can be obtained by mechanical milling,and the amorphisation degree of the alloy visibly increases with increased milling time.Electrochemical measurements indicate that the discharge capacity of the alloys first increases and then decreases with increasing Y content and milling time.The substitution of Y for Mg dramatically ameliorates the cycle stability of the as-milled alloys,and the mechanical milling more or less impairs the cycle stability of the alloys.Furthermore,the high rate discharge ability,electrochemical impedance spectrum,Tafel polarisation curves and potential step measurements indicate that the electrochemical kinetic properties of the as-milled alloys first increase and then decrease with increasing Y content and milling time.