Bi_2O_3掺杂对TSMTG法单畴YBCO超导块材性能的影响

本文采用顶部籽晶熔融织构法(TSMTG)成功地将Bi2O3掺杂到YBCO超导块材中,研究了Bi2O3掺杂含量对单畴YBCO超导块材生长形貌和磁悬浮力的影响.结果表明,在YBa2Cu3O7-δ(Y123):Y2BaCuO5(Y211)=1:0.4不变的情况下,掺杂的Bi2O3粉体在样品内部均生成了Y2Ba4CuBiOx纳米粒子.当Bi2O3添加量x≤1.5wt%时,样品均可长成完整的单畴YBCO超导块材,且样品的磁悬浮力随着Bi2O3掺杂量的增加而增大;当x1.5wt%时,YBCO超导块材的单畴区域随着Bi2O3掺杂量的增加而逐渐减小,且随机成核现象严重,磁悬浮力降低;当x=1.5wt%时,样品的磁悬浮力最大.该结果对缩短样品制备的周期及进一步提高超导块材性能具有十分重要的意义.     

过量Y2O3的添加对熔融织构YBCO大块性能的影响

研究了不同添加量Y₂O₃对熔融织构YBCO大块超导体的熔化生长温度、显微结构及其超导性能的影响. 结果发现, 随着Y₂O₃添加量的增加, YBCO材料的熔化生长温度降低, 而其固态反应温度并无明显变化. YBCO块材的磁悬浮力随着Y₂O₃添加量的增加, 先增加后减小而出现了一个峰值, 其最佳的添加量约为10(质量百分数)左右. 结合这组样品的初始成分及显微组织, 分析了Y₂O₃的添加对YBCO超导性能的影响, 并制备出了高质量的YBCO超导块材.     

Y2Ba4CuBiOx掺杂对单畴YBCO块材性能的影响

本文采用顶部籽晶熔融织构法(TSMTG)成功地将纳米Y2Ba4CuBiOx(YBi2411)引入了YBCO超导块材,研究了YBi2411掺杂量对单畴YBCO超导块材晶体生长形貌和磁悬浮力的影响.结果表明,YBi2411在YBCO超导块材中呈现出直径约100 nm～200 nm的纳米点状粒子和直径约100 nm～200nm,长约2μm的纳米棒状粒子.当YBi2411添加量x≤8 wt%时,样品均可长成完整的单畴YBCO超导块材,样品的磁悬浮力随着YBi2411掺杂量的增加而增大;当x≥8 wt%时,样品均可长成一定的单畴区,但随着YBi2411掺杂量的增加,YBCO超导块材的单畴区域逐渐减小,且随机成核现象越来越严重,同时磁悬浮力逐渐减小;当x=8 wt%时,样品磁悬浮力最大.在此基础上,结合超导材料的微观形貌,分析了YBi2411掺杂量对单畴YBCO超导块材磁悬浮力的影响.     

YBa_2Cu_3O_(9-x)在烧结过程中的四方→正交转变与超导电性

利用高温X射线原位测定法直接测定配比为YBa_2Cu_3O_(9-x)的物料在升温、保温和降温的烧结过程中超导相结构的形成,四方→正交转变及其对烧结产物超导性能的影响.实验表明在升温到880℃时首先形成过渡的立方结构相,然后发展为层状四方钙钛矿结构.随着高温保持时间的延长,四方结构向正交结构转变.在降温至600℃附近,还发生第二次四考→正交转变.上述二次四方正交转变均对超导性能产生影响     

YBCO超导晶体生长规律的实时原位观察研究

本文采用顶部籽晶熔渗法(TSIG)成功制备出了不同过冷度下、不同保温时间的系列YBCO单畴超导块材;同时采用原位观察的方法,借助高温摄像技术实时记录了YBCO晶体的生长过程.通过对在不同过冷度、不同保温时间YBCO晶体生长形貌的分析和研究,结果表明:YBCO晶体起始外延生长温度为1008°C,单畴生长温度窗口为988°C–1008°C;在确定的过冷度下保温时,YBCO晶体的起始生长速率很快,最大平均生长速率达到0.95 mm h-1,之后,先快速衰减,然后逐渐趋于稳定;在YBCO晶体生长温区范围内,过冷度越大,生长速率越快,晶体生长的平均速率与过冷度之间的关系可以用Ra=a(△T)b公式来描述;YBCO晶体的瞬时生长速率在0.01–0.72 mm h-1之间,具有很大的波动性,但瞬时生长速率的平均值随过冷度的增大呈线性增加.这些结果对于进一步制备高质量的YBCO块材具有重要的指导意义.     

基于激光雕刻技术的陶瓷超疏水表面制备

陶瓷材料是天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料,因其具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点而被广泛应用.本文采用激光雕刻机在陶瓷表面进行不同类型的微织构加工,通过化学试剂降低表面自由能后,使其表面具备超疏水性能.对制备的织构化表面进行了憎水性、液滴弹跳特性、抗结冰性、耐摩擦性能等试验.研究结果表明:经过激光雕刻方法得到的织构化陶瓷表面由亲水性变为疏水性,并且当织构的形状为方柱时疏水性能最佳.     

基于高温超导体的振动试验技术

该文介绍了一种新的非接触式超导激振技术。利用非理想第二类超导块材YBCO的迈斯纳效应,使永磁体在场冷条件下悬浮。将线圈固定于YBCO超导块材中心,振动控制器产生控制信号输入到线圈中,使YBCO超导块材上方产生交变磁场,永磁体工作台产生振动,实现了非接触式振动。介绍了基于高温超导的磁刚度试验、正弦扫频试验和随机振动试验,其结果验证了此激振技术的可行性。与现有振动试验平台相比,其高频段控制效果好,并可在现有基础上扩展设计多自由度振动试验台。     

YBCO/LAO和YBCO/MgO超导薄膜的微波性质

利用微带谐振技术研究了YBa2Cu3O7/LaAlO3 (YBCO/LAO)和YBa2Cu3O7/MgO (YBCO/MgO)超导薄膜的微波响应.通过测量微带谐振器的共振频率、有载品质因数、插入损耗与温度之间的依赖关系,分析了超导薄膜的微波特性,获得了超导薄膜在绝对零度时的穿透深度λ0.对于YBCO/LAO,λ0=265nm;对于YBCO/MgO,λ0=280nm.本文还利用微带谐振器研究了YBCO/LAO和YBCO/MgO超导薄膜的微波表面电阻.     

YBCO超导体中化学键与电子结构

本文用半经验CNDO/2量子化学计算方法,对YBCO的结构单元及晶胞作了计算,结果指出:1.采用簇模型不能较好地反映YBCO晶体性质。2.YBCO中Cu(2)的氧化态为( 2),Cu(1)的氧化态为( 1.5),Cu(1)也可能是在( 2)与( 1)两个氧化态之间共振。3.铜的电子组态分别为Cu(2)(d_(xy)~2d_(x2)~2d_(yz)~2d_(x~2-y~2)~1d_z~(2_2)),Cu(1)(d_(xy)~2d_(xz)~2]d_(yz)~2d_(x~2-y~2)~2d_(z~2)~1)。这种组态是YBCO形成层状氧缺位结构的主要原因。4.超交换作用在YBCO中普遍存在,但铜-氧面间这种作用最大,超导电流在其间进行最为有利。5.Y,Ba在YBCO中的主要作用是促成Cu(d_(xy))与O(P)形成最高占领杂化带。     

YBCO单畴超导块材的烧结温度控制

本文利用顶部籽晶熔融法(TSMG)成功制备了YBCO单畴超导块材,通过对不同熔融温度.不同生长温区晶体形貌的分析,探索获得了YBCO晶体生长的关键温度参数.结果表明:YBCO晶体生长的最佳熔融温度为1 035℃,生长温区为1 018℃~978℃,该结果为本实验的进一步开展奠定了重要的基础.     

Y-211与Y2O3掺杂的熔融织构YBCO的超导钉扎效应及微结构研究

采用顶部籽晶熔融织构法,结合Y_2O_3和Y-211掺杂制备了高质量的准单畴YBCO块材.Jc测量结果表明,对于Y_2O_3掺杂的YBCO块材,其临界电流密度Jc在10K温度和0.6T磁场下达到1.60×10~6A/cm~2,用合作钉扎理论可推得,其在70K温度和2T磁场下为1.24×10~4/cm~2。扫描电镜观察结果表明,掺杂Y_2O_3所形成的Y-211粒子是柱状的,而掺杂Y-211在母体材料中是球形的,其尺寸接近纳米粒子。掺杂Y_20_3比Y-211更能增强磁通钉扎效应并有效地改善样品的生长状况。Y-211粒子与超导母体材料之间的界面对磁通钉扎起主要作用,Y-211粒子作为强钉扎中心属于界面钉扎。     

YBa_2Cu_3O_(7-δ)单晶的晶胞参数与超导电性之间的关系

1 引言关于YBa_2Cu_3O_(7-δ)(下文简称为123)晶体结构变化与超导电性的关系已有许多报道,特别是关于从四方到正交的结构相变与超导电性的关系报道尤多。迄今所见的报道都一致认为123相中氧含量决定着超导转变温度,而氧含量的多少势必影响结构参数,如晶胞参数。其它超导物相晶胞参数与超导转变温度的关系也曾有人探讨。我们尝试寻找123相晶胞参数与超导转变温度的关系。     

热处理对Al-5.12Mg合金组织与性能的影响

采用电子背散射衍射(EBSD)测试、杯突试验等方法,研究退火热处理对Al-5.12Mg合金冷轧带材组织与性能的影响。研究结果表明:带材在250～450℃范围退火1 h,300℃时发生回复,保留纤维组织的同时形成部分细小的再结晶晶粒,存在强烈的冷轧织构;350℃时发生不完全再结晶,冷轧织构取向密度降低,并出现较多Goss织构,综合性能最佳,其抗拉强度、断后伸长率(δ)、应变硬化指数(n)和杯突值(IE)分别为344.8 MPa,19.8%,0.27和7.10 mm。在350℃下延长保温时间,带材发生完全再结晶,形成的以Cube织构为主的再结晶织构对晶粒长大有阻碍作用,保温3 h时平均晶粒尺寸最小,为5.88μm;随退火时间增加,带材强度先降低后保持不变,δ总体上先增大后减小,n增大至0.35后保持稳定,IE稍有下降。经退火处理的Al-5.12Mg合金带材的深冲成形性能、力学性能和氧化着色性能,均可满足金属钮扣生产和使用要求。     

超声法制备金掺杂的纳米YBa2Cu3O7材料研究

将高温固相法制得的YBCO研磨,于无水乙醇中进行超声分散获得纳米YBCO/乙醇溶胶,随后掺入纳米金溶胶,浓缩、干燥得金掺杂的YBCO材料.结果发现,纳米金掺杂的YBCO/乙醇溶胶中粒子形成纳米链;掺杂适量金提高了YBCO的晶化程度;掺金量为0.025wt%～0.500wt%时,金/YBCO材料的超导转变温度丁Tc为93.84～92.01 K,但掺杂1%的金时,样品超导性能消失.若能进一步控制好掺金量,金掺杂YBCO的Tc也会相应得到提高.     

热处理过程对纳米钛酸钡相变的影响研究

文中采用超重力反应沉淀法制备35nm的钛酸钡粉体, 并在不同温度下对粉体进行热处理, 研究了热处理过程对粉体立方→四方相变的影响。实验结果表明: 当热处理温度高于900℃时, 钛酸钡晶体结构由立方相转变为四方相, 同时粉体的粒径和四方率迅速增大, 在1 000℃时, 分别达到0.15μm和1.009;热处理过程中钛酸钡相变过程取决于粉体的粒径而与存在于晶粒中的OH^-缺陷无关; 借助于空位缺陷理论和扩散传质模型, 解释了高温热处理过程(>900℃)钛酸钡粒径迅速长大的原因。     

单畴YBCO超导块材的脉冲充磁磁化规律

为了提高氧化钇钡铜(YBCO)超导体的捕获磁场,成功制备了单畴YBCO超导块材,研究了不同强度脉冲磁场和充磁次数对YBCO超导体捕获磁场的影响。结果表明:对直径20mm的YBCO超导体,存在一个最佳的脉冲磁场强度,使得捕获磁场最强;当采用最佳脉冲磁场充磁时,增加充磁次数可以显著增加YBCO超导体的捕获磁场。进一步采用Bean模型解释了该磁化规律。本文的研究结果有助于提高YBCO超导体的磁化效果和理解YBCO超导体的磁化机制。     

Ag元素对Ni-7at.%W合金基带织构形成的影响

Ag元素能够使Ni和Ni-5at.%W合金基带中的晶粒形貌呈细长状,从而提升超导层电流的传输能力.研究了Ag在高W含量的NiW合金基带(>5at.%W)中对织构的影响机制,为后续调控晶粒形貌打下基础.研究表明:Ag使基带中S取向的体积分数降低,进而影响了再结晶后基带中立方晶体型织构的形成.通过在轧制变形量为90%时引入550 ℃保温2 h的中间热处理,可以使冷轧基带的形变因子R由0.72提升至1.05,从而增加铜型织构的体积分数,并使得基带中形变后的立方晶体的取向增大65%.最终,经过再结晶热处理获得了表面立方晶体型织构的体积分数为96.8%的Ni-7at.%W-0.01at.%Ag合金基带.     

YBCO粉末研究的最新进展

YBCO(YBa2Cu3O7-x)超导粉的制备方法有固体粉末法和湿化学法.湿化学法的优点是溶质具有达到离子级的接触而发生反应,所制备的产物颗粒均匀,尺寸小,烧结温度低,节约能源.其结构表征可以通过X射线衍射、扫描电镜(SEM)、透射电镜分析(TEM)和红外光谱.由湿化学的柠檬酸热解法,是目前既简单又有效的YBCO纳米粉制备技术,本文初步探索了用低温度和短时间烧结的YBCO纳米粉,具有颗粒小,杂质少,晶格较清晰,有助于改善和提高YBCO超导性能,开发和制备出第三代超导体材料.     

用新固相源制备单畴GdBCO超导块材的顶部籽晶熔渗生长方法

以Gd2O3+xBaCuO2(其中x=1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5)配制固相源代替传统的Gd2BaCuO5(Gd211)固相源,用Y2O3、CuO和BaCuO2配制的液相源代替由GdBa2Cu3O7-y和Ba3Cu5O8配制的传统液相源,采用顶部籽晶熔渗生长方法,制备了系列单畴Gd-Ba-Cu-O(GdBCO)超导块材,并对所得样品的生长形貌、磁悬浮力和微观结构进行了分析和研究。结果表明:当新固相源中BaCuO2相的含量x为1.0~2.5时,均可以制备出良好的单畴GdBCO超导块材;样品的磁悬浮力随着x增大呈现先增大后减小的趋势,其中x=1.8的样品,磁悬浮力达到最大值33N,优于用Gd211固相源制备的同尺寸的GdBCO块材。样品的微观形貌表明,在GdBCO超导体内有大量纳米量级粒子,尺寸为2~450nm。使用该新成分固相源制备超导块材只需制备一种先驱粉,简化了实验步骤,缩短了制备周期,提高了制备效率。     

射频溅射法研制YBa_2Cu_3O_y高T_c超导薄膜

本文采用射频溅射法研制YBa_2Cu_3O_7高T_c超导薄膜,研究了溅射电压、气流、气压、基片及热处理工艺对超导膜成分、相结构及超导性能的影响,所得到的超导薄膜T_c(R=0)=89K,临界电流密度10~4～10~5A·cm~(-2).