有织构YBCO超导体的微结构与特性

报导了用熔融定向凝固工艺制备的有织构YBCO超导体的微结构变化及其特性。将YBCO坯料加热到1050—1120℃,分解成Y_2BaCuO_5(211)和液相(Ba-Cu-O),然后在50℃/cm的温度梯度下,慢速移动样品重新合成YBCO超导体。X光衍射结果证实,熔融样品具有较强的c轴织构。扫描电镜观察表明,熔融后晶粒形貌发生了显著变化:YBCO晶粒由原烧结块材的随机排列变为一致取向或局部取向排列的片状组织。熔融样品的J_c(77K,0T,>10000 A/cm~2)值比烧结块材J_c(750A/cm~2)值提高近两个数量级,在1T(H⊥I_c)下,J_c值达5790 A/cm~2。而且J_c随磁场增加而下降的趋势变平缓。     

原始粉末对熔融织构YBCO超导体的影响

采用熔融织构生长法,制备了多晶YBCO超导体。X光衍射图象表明,晶体按垂直于c轴的择优取向排列。这种排列规则的层状结构有利于电流传输,并为77K,0T下的低温测试结果所证实。在0～7T外场下的I-V测试曲线证明:熔融织构生长工艺使普通粉末烧结样品中存在的弱连接问题获得了重大改善。研究了三种不同的原始粉末对熔融生长样品J_c的影响;做出了以三种不同粉末为原料的熔融生长样品的临界电流密度-熔融温度对比曲线;用X光衍射仪对样品做了相分析;用扫描电镜对样品进行了断口形貌观察和对比。采用合适的工艺制度制备的样品,在0T和1T下,J_c值分别达到12200 A/cm~2以上和4200 A/cm~2以上(1μV/cm,77K)。     

YBCO体材料的制备与临界电流密度

本文报道了烧结YBCO块材、Ag基YBCO复合带和熔融织构生长YBCO体材的制备方法、临界电流密度及显微结构。对于烧结YBCO块材,由于存在晶间弱连接问题,J_c仅在10~2—10~3A/cm~2范围(77K、0T),且对外磁场(在0—0.004T范围内)和样品尺寸十分敏感。粉轧工艺制备的Ag基-YBCO复合带材,其显微结构和J_c-H关系与烧结块材类似,由于带材中YBCO层的横截面积较小,与烧结块材相比,带材的J_c有一定提高,最高J_c值达6600A/cm~2(77K,0T)。熔融生长的YBCO体材,具有强烈的c-轴织构。这种结构的样品,其J_c值在77K,0T下大于35000A/cm~2,而在2T磁场下大于18000A/cm~2,显示出熔融织构生长工艺明显改善了烧结YBCO体材中所存在的弱连接。     

熔融慢冷工艺制备的YBCO体材的临界电流密度

报道了采用熔融慢冷工艺制备具有织构生长的YBCO体材的方法。较详细地阐述了粉末烧结YBCO坯料在1100℃下的熔融分解和随后通过包晶反应温度及附近温区的缓慢冷却速度对织构生长的影响,还报道了采用熔融慢冷工艺制备的YBCO体材的临界电流密度。结果表明,熔融慢冷工艺是一种制备具有高J_c值的YBCO体材的有效方法,采用这种工艺方法已获得临界电流密度达63405A/cm~2(77K,1T。H∥ab面)的YBCO体材样品。     

改进型镁扩散法制备高临界电流密度MgB_2超导体性能研究（英文）

采用一种改进型镁扩散法成功制备出密度达到1.95g/cm~3的MgB_2超导块材。研究了不同的热处理条件对MgB_2块材的超导转变温度和临界电流密度性能的影响。采用最佳热处理条件制备的MgB_2超导体T_c和J_c分别达到了38.1K和0.53MA/cm~2(10K,自场)。为了改进镁扩散法MgB_2超导体中弱的高场磁通钉扎性能,还研究了nanao-Pr_6O_(11)和C掺杂对MgB_2超导体的临界电流密度和不可逆场的影响。结果表明C掺杂的MgB_2超导体临界电流密度在10K,6T下达到了104A/cm~2,该结果比未掺杂MgB_2超导体在同样条件下性能提高了2个量级,甚至比固态反应法制备的nano-C掺杂MgB_2超导体性能更好。利用该方法制备的nanao-Pr_6O_(11)掺杂的MgB_2超导体在10K,2T下也比未掺杂样品Jc提高达9.4倍。根据大量的实验结果和理论分析作者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MgB_2超导体非常有效的途径。     

共沉淀粉制备的YBCO块状超导体的显微组织特征

用扫描电镜(SEM)、俄歇电子谱仪(SAM)和X射线衍射法研究了草酸盐共沉淀粉末和由共沉淀粉烧制的YBCO超导体的显微组织和成分分布。共沉淀粉具有颗粒细(<1μm)、成分和粒度分布均匀等特点,在粉末预烧结过程中,在850℃烧结,即能完成到123相转变,在915℃能得到杂相含量非常少的123单相粉。用这种粉末制备的YBCO块状样品,其杂相含量比混合粉烧制样品要少得多。SEM几乎在晶界处看不到第二相存在。共沉淀粉烧制样品的平均晶粒尺寸在900—950℃烧结区间随烧结温度变化趋势也不如混合粉烧制样品的大。俄歇电子谱发现,共沉淀粉烧结样品的晶粒边界附近存在着厚度为2—5nm的非123相化学计量成分层,层中成分相应于123相来说是富铜、贫氧、贫钇。这一层非123相化学计量成分层是共沉淀粉烧制样品中的主要弱连接区,它同样品中存在的孔洞、裂纹等缺陷导致样品低的临界电流密度(J_c=10~2—10~3A/cm~2,77K,0场),并使J_c随外场加入迅速降低。     

涂层导体用织构铜镍合金基带热处理工艺的研究

铜镍合金基带是制备双轴织构钇钡铜氧(YBCO)涂层超导体的优良合金基带之一。采用轧制辅助双轴织构基带技术(RABiTS)制备无磁性的CuNi金属合金基带。采用X射线衍射技术(XRD)及背散衍射技术(EBSD)对CuNi合金基带再结晶热处理后的织构表征分析发现,热处理工艺是影响合金基带再结晶晶粒取向的重要因素之一。结果表明,对CuNi合金基带进行950℃下保温60min的最佳热处理工艺后,CuNi合金基带表面形成了锐利的立方织构,其立方织构的含量高达97%(≤10o)。     

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。     

BaPb_(0.75)Bi_(0.25)O_3超导体的制备及其性能

采用熔盐法、溶胶—凝胶法、高温高压法及固相反应法4种方法制备出BaPb0.75Bi0.25O3(BPBO)超导体,并对其晶体结构、形貌及超导电性进行了测试和分析。由于熔盐法首次被用来制备BPBO超导体,因此着重研究了熔盐法的制备特点以及所得样品的物理性质,并与另外3种制备方法进行比较。X射线粉末衍射结果表明,用4种方法制得的样品都有很好的单相性,无杂相,晶体结构属四方晶系。磁性测量结果显示其超导转变温度都在11.6K。     

超细WC-Co硬质合金的制备与性能研究

利用高能球磨法制备纳米级WC-Co混合粉末,采用脉冲电流烧结技术进行烧结。用能谱分析仪(EDX)对球磨后的粉末进行成分分析,用X射线衍射(XRD)对比分析球磨前后WC-Co混合粉末的衍射峰变化,用透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对所制备的粉末及烧结材料进行了组织形貌观察,并测定了烧结试样的硬度。结果表明:随着球磨时间的延长,WC-Co纳米粉末的粒度逐渐变小,当球磨时间超过30h后获得了粒度为100nm以下的WC-Co纳米粉末。脉冲电流烧结后获得超细WC-Co硬质合金,与传统的WC-Co硬质合金相比,超细WC-Co硬质合金具有更高的硬度(HRA92.5～94)和耐磨性。另外通过实验获得了最佳的烧结工艺参数。     

机械合金化对W-Ti合金组织与性能的影响

以乙醇为过程控制剂,采用机械球磨方法制备W-10%Ti(质量分数)、W-10%TiH2纳米晶W-Ti粉末,晶粒粒径为30～80 nm,粉体经压制后在1 823 K保温烧结80 min得到W-Ti合金.利用X射线衍射、透射电镜和扫描电镜等于段,研究球磨时间对两种粉未及其烧结试样的相组成和微观组织的影响;测量烧结试样的密度和显微硬度.结果表明:机械合金化能够降低烧结温度,提高烧结体的密度,组织均匀且晶粒细小;利用W-TiH2球磨粉制备的W-Ti合金与W-Ti粉相比密度较高且晶粒细小.     

细晶Bi2Te3块体材料的制备及其热电性能

采用惰性气体保护蒸发-冷凝(IGC)法制备了纳米Bi及Te粉末,结合机械合金化(MA)和放电等离子烧结(SPS)工艺,在不同烧结温度(663～723K)下制备出了n型Bi2Te3细晶块体材料。利用X射线衍射分析(XRD)确定机械合金化粉末和SPS烧结块体的物相组成,借助TEM观察了粉体的粒度及形貌,SEM观察了块体试样断口显微组织结构。在323～473K温度范围内测试了烧结块体的电热输运特性。实验结果表明:纳米粉末合成的细晶Bi2Te3与粗晶材料相比,电输运性能变化不大,热导率大幅度降低,在423K时,热导率由粗晶材料的1.93W/m·K降至1.29W/m·K,并且在693K烧结的细晶块体的无量纲热电优值(ZT)在423K时取得最高ZT值达到0.68。     

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。     

十万高斯磁体用多芯Nb_3Sn超导线的制作和性能

近十年来,人们对多芯Nb_3Sn超导材料进行了大量的研究。研究表明:在制作工艺上,采用青铜固态扩散或外部涂锡扩散方法均是可行的,在超导性能方面.这种材料的载流能力目前已达到J_c=1×10~4A/cm~2(4.2°K,12T)的水平~1。可以满足受控热核反应、高能物理及超导电机对材料性能的要求~2。近期,有待进一步弄清楚的主要问题是建立导体在使用过程中所承受的应力一应变与载流能力退化的关系~2。     

预合金粉对粉末冶金NiFe18.5Al25合金性能的影响

将元素Ni、Fe和Al粉以摩尔比56.5-18.5-25配料,分别按元素粉末高能球磨(300 r/min, 12 h)、元素粉末直接干混、50%元素粉+50%预合金粉末干混3种方式混料;混料在500 MPa的压力下压制成形,1 280 ℃下烧结;对合金烧结态进行相对密度测定、力学性能检测、X射线衍射分析(XRD)和断口形貌观察.结果表明:50%元素粉+50%预合金粉制备的合金性能最好,密度可达到6.61 g/cm3(相对密度94.8%),烧结态抗拉强度可达到868 MPa,说明元素粉末中添加的预合金粉可以控制烧结过程,提高合金的烧结密度,同时增强合金的力学性能.     

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.     

FeSe晶体生长和超导性能（英文）

利用了简单的KCl熔盐法生长晶体,通过在熔剂内部控制温度梯度,得到了尺寸为7 mm×2 mm×2 mm的大晶体。通过X射线衍射分析,确定(101)基面的四方β-FeS e为超导相。磁性测量表明晶体在9.05 K时发生了超导转变;四探针法测量表明伴随着较宽的转变温度范围,晶体在9.91 K时电阻值降为零,起始转变温度为15.26 K。本研究为制备大尺寸FeSe单晶提供了一种简单快捷的方法,对于指导FeSe基超导体的研究具有重要意义。     

无氟MOD法制备DyBa2Cu3O7-x膜的高温热处理过程研究

采用无氟金属有机物沉积法(MOD)在(00l)取向的LaAlO3单晶基底上制备出DyBa2Cu3O7-x(DyBCO)超导薄膜。由于采用了无氟金属有机物体系,分解过程中避免了采用传统的三氟醋酸盐时有害气体的产生。SEM分析表明,成相过程中增加高温热处理过程,可以明显提高外延生长薄膜的质量。X射线衍射(XRD)分析及φ扫描的结果表明,经过高温处理的DyBCO薄膜具有良好的面内外织构。本研究制备的DyBCO薄膜的超导转变温度达92K,77K自场下的临界电流密度达到1.8MA/cm2。     

低居里温度立方织构Ni-Cr-Mo合金薄带及其性能

利用真空感应熔炼、轧制与退火工艺制备出了立方织构集中的Ni-Cr-Mo合金薄带,并对其磁和力学性能进行了研究。采用X射线衍射和背散射衍射(EBSD)技术对合金薄带再结晶织构进行表征。结果表明,在纯镍中添加合金元素Cr和Mo后,该合金的居里温度降至45K,即在液氮温度下呈现顺磁性。形变合金在不同升温速率下再结晶退火后均可获得集中的立方织构,采用两步退火法更有利于改善薄带的面外取向。Ni-Cr-Mo合金薄带的室温屈服强度为110 MPa,是纯Ni的2倍以上。     

MgB2超导带的中子散射研究

人们之所以特别关注MgB2 超导体的研究开发 ,是因为这种超导体不仅具有近 40K的超导转变温度 ,而且具有低的制作成本和高的临界电流密度 ,是一种很有应用前途的超导材料。为使这种应用变为现实 ,必须确定最适合的制备工艺方法。粉末装管法是目前最合适的方法之一 ,主要包括原位法(in -situ)和先位法 (ex -situ)。为使这种方法最佳化 ,必须深入研究不同工艺阶段的影响。无论对基础研究还是应用研究来说 ,中子辐照都是研究材料结构特性的最有力的工具之一。由于中子对固态材料具有较大的穿透深度 ,所以可用来在不破坏样品的情况下研究复合材…