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。     

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。     

BaCuO2-δ含量和Sm/Gd比例对(SmGd)-Ba-Cu-O单畴样品超导性能和磁通钉扎机制的影响

采用热籽晶技术和"二步冷却"生长工艺,在空气中制备出了(SmGd)-Ba-Cu-O体系的单畴熔融织构样品,研究了BaCuO2-δ含量以及Sm/Gd比对超导性能和磁通钉扎机制的影响.研究表明,制备出的(SmGd)-Ba-Cu-O体系熔融织构样品没有宏观裂纹,77 K下的冻结场呈中心对称的圆锥形;当BaCuO2-δ的加入量x=0.2时,样品的Tc和Jc都比较高,其超导性能达到最佳值,过高或过低BaCuO2-δ的含量都对超导性能不利;BaCuO2-δ的加入抑制了LRE-Ba的整体替代,使得超导基体中的组分波动具有更强的△Tc钉扎;临界电流密度Jc和超导转变温度Tc都随着Sm/Gd比降低而增大,样品的临界电流密度都有非常明显的"鱼尾效应".     

非常规烧结Bi带Jc及相结构的影响

对Bi系银基高温超导带材的烧结条件进行了详细的研究。采用常规烧结压制技术制备Bi系带材的Jc达3.15×10~4/cm~2,其平均值为1.74×10~4A/cm~2,偏差为0.78×10~4A/cm~2,采用非常规烧结处理制备的Bi系带材的Jc分别为2.64×10~4A/cm~2和2.0×10~4A/cm~2。最高达3.1×10~4A/cm~2,Jc值波动分别在±13%~±15%之间,而常规法的Jc波动在±45%之间。非常规烧结处理大幅度地提高了样品制备的稳定性和重复性,并减少了烧结时间和压制次数。未经压制,非常规烧结样品的临界电流比常规烧结品大;中间压制后,前者比后者增加的倍率大。Jc(B//带面和B上带面)随磁场的变化表明非常规烧结样品的性能优于常规烧结样品。Jc(B⊥带面)随磁场的变化及在一定磁场下人随转角的变化表明,二次压制可以提高带材的钉扎力和减小Bi带的各向异性。发现了非常规烧结技术可以减少Bi带中的非超导相且使其更加弥散分布。能谱分析表明非常规烧结Bi带中的非超导相为CaSrPbO相,大幅度地减少了常规烧结处理的Bi带中的SrCaCuO相。非常规烧结的Bi带组织有晶粒取向生长的迹象。形貌观察表明压制后的Bi带样品存在纵向裂纹。纵向剖面的能谱元素线扫描分析表明氧化物元素分布不均匀。     

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。     

高T_c超导体材料的织构

对大多数超导应用来说,要求超导体在几个T高磁场下有高的临界电流密度Jc(104Acm2～106Acm2)。但Jc不是超导体材料的本征参数,而是强烈地取决于材料的微结构,如经典烧结工艺样品的Jc很低(≤103Acm2),相反单晶或薄膜工艺的Jc,77K下高达107Acm2,其原因就在于高Tc超导体的二维...     

热处理工艺对无氟PA-MOD法制备YBCO超导薄膜的影响

采用无氟的高分子辅助金属有机物沉积（PA-MOD）法在（00l）LaAlO3单晶基底上制备了超导转变温度Tc = 90 K的YBCO超导薄膜。研究了高温热处理过程中不同成相温度和气氛湿度对制备高性能YBCO薄膜的影响。通过X射线衍射（XRD）θ-2θ扫描、ω扫描和φ扫描分析了不同热处理工艺制备的YBCO薄膜的双轴织构程度;通过扫描电镜（SEM）测试研究了不同薄膜样品的表面形貌;采用超导量子干涉仪测量了薄膜的超导转变温度曲线和磁化曲线。结果表明,770 ℃干燥气氛中成相的样品具有优异的双轴织构及平整、致密的表面形貌。采用该优化工艺制备的YBCO薄膜在77 K零场下的临界电流密度（Jc）达到2 MA/cm2,是其它工艺制备薄膜Jc的1.7~6.7倍。     

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。     

MgB_2超导带材的失超传播特性研究

采用原位法粉末装管工艺(In-situ)制备了MgB2/Fe/Cu单芯线材,通过X射线衍射、扫描电镜、能谱分析和物性测试仪等手段研究了热处理温度对线材微观结构及超导电性的影响。结果显示,在热处理过程中,超导芯丝与包套材料之间有Fe2B中间界面层产生。并且随着热处理温度的升高,Fe2B层厚度也逐渐增加。同时,热处理温度对线材的临界电流密度(Jc)有显著影响:在低场下(<4.5T),700℃制备线材具有高的Jc值;在高场下,750℃制备线材具有高的Jc值;800℃制备线材的Jc随磁场增加而迅速减小。微观结构分析结果表明,增加MgB2中晶界密度和改善连接性是获得高Jc线材的关键。     

烧结工艺对Y_1Ba_2Cu_3O_(7—δ)体材料传输临界电流密度Jc的影响

本文介绍了粉末烧结Y_1Ba_2Cu_3O_(7-δ)超导体材料的制备方法和烧结工艺对块状样品的Jc及显微结构的影响。通过不同烧结工艺的块状样品尺寸与Jc的关系及实验结果对Jc可能达到的极限范围作出了初步判定。