1144型铁基超导材料的研究现状及展望

以122型为代表的铁基超导体在临界电流密度、上临界场以及各向异性方面具有较大的优势,引发了新一轮研究热潮.目前,虽然122型线带材的性能已达到实用化水平,但该体系仍存超导相非均匀分布等问题,限制了其载流性能的提升.新发现的具有化学计量比的1144型超导材料具有更好的均匀性、独特的钉扎特性以及更高的载流性能,使其适合于高场应用.本文简述了1144材料的结构和超导特性,并详细分析了单晶、多晶及超导线带材制备工艺的优化,以及性能提升的方法.同时,为提高1144型铁基超导线带材的临界电流密度,讨论了改善晶粒连接性和超导相纯度的途径.     

Effect of Processing Procedure on Critical Current Density of Ag-sheathed(Bi,Pb)_2Sr_2Ca_2Cu_3O_x Superconducting Tapes

ＥｆｆｅｃｔｏｆＰｒｏｃｅｓｉｎｇＰｒｏｃｅｄｕｒｅｏｎＣｒｉｔｉｃａｌＣｕｒｒｅｎｔＤｅｎｓｉｔｙｏｆＡｇ┐ｓｈｅａｔｈｅｄ（Ｂｉ，Ｐｂ）２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３ＯｘＳｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇＴａｐｅｓＭａＹａｎｗｅｉ（马衍伟），ＷａｎｇＺｕｔａｎ...     

纳米SiC掺杂MgB2超导带材的制备及其性能研究

采用粉末装管法制备了SiC掺杂的MgB₂带材系列样品. 通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和超导量子干涉仪等仪器对样品进行了表征. 实验结果表明, SiC掺杂对于提高MgB₂带材的超导性能具有十分有效的作用. 掺杂量为5%时, 在4.2 K和10 T条件下, 掺杂样品的临界电流密度高达9024 A/cm², 是未掺杂样品的32倍多. 掺杂样品在高磁场下具有良好的临界电流性能主要归因于C对B的替代所产生的晶格畸变、位错等缺陷和局部成分变化而导致的有效晶内钉扎作用, 同时由于掺杂而提高的晶粒连接性也对临界电流密度的提高起到一定作用.     

Bi系高温超导带材冷压工艺优化试验

采用套管法（ＰＥＴ）制备Ｂｉ系高温超导带材,进行了冷压工艺的优化研究。试验结果表明,Ｂｉ系带材所能承受的压力有一个限值,若超过这个限值后,密度虽可提高,但晶粒破碎严重Ｊｃ值反而降低,带材优化的冷压工艺参数是８３８℃／６０ｈ＋冷压＋８３８℃／６０ｈ。第１次压力为２ＧＰａ,第２次２．５ＧＰａ;冷压压下速率为１．５×１０＾－４ｍｍ／ｓ。同时研究还表明冷压的主要作用是提高带材的致密度和晶粒取向度,最终改善     

锂离子电容器碳酸乙烯酯基电解液的研究

采用2种碳酸乙烯酯基电解液制作了基于活性炭正极和软碳负极的软包装锂离子电容器(LICs),研究了器件的直流内阻、倍率、阻抗和循环稳定性等电化学性能.结果表明:通过向碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)的混合溶剂中加入碳酸丙烯酯(PC),得到双氟磺酰亚胺锂电解液(1.2 mol/L LiFSI : (EC/PC/DEC)), 可使LICs具有更低的内阻和更佳的倍率性能,而且低温下其电化学性能亦有显著提高.研究结果对于开发低内阻和低温LICs的电解液具有重要意义.     

强磁场条件下材料制备及其研究进展

强磁场极端条件下材料制备是当前国际上的研究热点. 全面介绍了稳态强磁场应用于材料制备过程的研究进展, 包括超导、磁性、金属以及纳米等新型材料, 并从强磁场作用下产生的磁化力角度重点讨论了其影响各种新型材料制备过程的机理. 最后, 对强磁场材料科学的研究趋势进行了展望.     

ZrC和ZrB2掺杂对PIT法制备MgB2带材的影响

采用ZrC和ZrB₂掺杂在常压条件下制备了MgB₂/Fe超导带材. 利用X射线衍射、扫描电子显微镜、电测和磁测等手段, 重点研究了ZrC 和ZrB₂掺杂对超导带材组织和性能的不同影响. 结果显示, ZrC掺杂导致带材临界电流密度的降低, 临界转变温度保持不变; ZrB₂掺杂则显著提高了带材高场下的临界电流密度, 而临界转变温度略微下降了0.5 K. 实验结果表明, 采用ZrB₂掺杂原位PIT技术可制备出具有高临界电流密度的MgB₂带材.     

第2代高温超导YBCO涂层导体的发展及其应用

上世纪90年代末, 随着第1代高温超导材料的制备技术取得重大突破, 高温超导线材很快形成产业化生产能力, 极大地促进了超导应用技术的研究, 如高温超导电缆、高温超导限流器、高温超导变压器、高温超导电动机等已经进入示范运行阶段. 从应用角度讲, 高温超导带材必须达到以下几方面的要求: 可靠性高、成本低廉、柔性强度好以及较低的交流损耗, 才能被市场所接受. 第1代高温超导材料还很难满足上述条件, 因此, 第2代高温超导体——YBCO涂层导体成为目前各国竞相研究开发的焦点. 简要叙述了高温超导材料的发展现状及其在强电技术方面的应用, 重点评述了YBCO涂层带材的制备工艺及发展趋势.     

原位粉末套管法制备实用化19芯Fe/Cu包套MgB2超导线

采用原位粉末套管法, 以工业级无定形B粉(92%)和镁粉(99%)为原料, 分别以初始配比为MgB₂和Mg_1.05B₂原料制备了外径ф1.9 mm Fe/Cu复合包套结构的19芯MgB₂超导线, 700℃热处理1 h后, 通过扫描电子显微镜、X射线衍射、超导量子干涉仪和标准四引线法对样品进行测试和表征. 实验结果表明, MgB₂相中仅含有少量MgO和Fe₂B杂相, Tc(onset)= 34.5 K, ΔT_c = 4.8 K, 而Mg过量5%后, T_c(onset)下降0.5 K和ΔT_c增宽0.4 K, 在4.2 K和4 T条件下, 临界电流密度值为1.07×10⁴ A·cm^-2, 提高1.4倍, 同时在高磁场下具有更好临界电流性能, 这归因于过量Mg有利于减小超导芯中微小空隙和裂纹从而提高超导连接性, 同时细小晶粒比例提高, 增大晶界面积导致钉扎能力提高.