YBa2Cu3O7—x复合超导带材透射电镜研究

本文通过透射电镜对具有不同临界电流密度(J_c)的YBa_2Cu_3O_(7-x)超导复合带的微观组织结构进行了分析,并详细地讨论了复合带显微组织与J_c之间的关系。研究结果表明:随着带材中晶界细化、孪晶密度提高和晶界析出物的减少,带材的J_c显著提高。但是,在目前所制备的超导复合带的晶界上,少量的非超导相析出物几乎是不可避免的。所以改善超导体内的微观组织结构是提高复合带J_c的关键因素之一。     

银包套YBa2Cu3O7—δ超导带

采用粉末装管工艺研制YBa_2Cu_3O_(7-δ)高温超导带材。研究了冷轧工艺和冷轧十压制工艺对带材J_c值的影响以及不同加工率线材超导芯的微观结构。实验结果表明,采用冷轧十压制工艺比单纯的轧制工艺所获得的带材J_c值高,随着加工率的增加超导芯的密度和临界电流密度增加。     

银对提高YBa2Cu3O7—y超导体临界电流密度Jc的作用

对YBa_2Cu_3O_(7-y):Ag_x超导体的性质进行了研究。该体系有较低的正常态电阻。XRD分析表明,在x<0.2时,该体系为正交结构。随Ag含量的增加,123相的α轴与b轴无明显改变,而c轴增加。X=1.5时,c轴增加了0.33％,表明有部分Ag进入123相晶胞。SEM研究表明,YBa_2Cu_3O_(7_y):Ag_x超导体晶粒细化均匀,晶粒间形成网状结构,改善了弱连接,使其临界电流密度J_c从50A/cm~2提高到572A/cm~2。     

磁场对钙钛矿结构的铁磁体临界行为的影响

采用传统的固相反应法制备了具有钙钛矿结构的稀土锰氧化物La2/3Ca1/3MnO，多晶样品，使用超导量子干涉磁力仪对样品的零场降温磁化强度、有场降温磁化强度和初始磁化强度进行了表征。顺磁相到铁磁相的转变温度发生在265K。零场降温和有场降温磁化强度在260K以上出现分叉，我们认为这是由于零场降温和有场降温磁化强度的不同测试过程导致的。应用标度理论，对外磁场引起的临界行为的变化进行了研究。结果表明，外磁场增加可以导致体系的磁有序程度的增加。     

熔融织构生长(MTG)法制备的YBa_2Cu_3O_(7-x)超导晶体点阵缺陷的同步辐射形貌研究

自Jin等人首次采用熔融法合成类单晶显微结构的体材以来,许多研究者已获得具有高度C轴取向的类单品或高质量的单品。我们用同样方法也制得了在77K、2T磁场下,J_c为2.38×10~4A/cm~2的YBa_2Cu_3O_(7-x)超导晶体,并用高压透射电镜观察证实了高密度的位错、位错环以及弥散分布的211相,CuO粒子可能是主要的磁通钉扎中心,从而大大地     

YBa_2Cu_3O_(6.5+δ)超导体的合成反应和某些物理化学性质

本实验用TG-DTA和X射线衍射等方法研究了YBa_2Cu_3O_(6.5+δ)超导体合成过程的反应机理和某些性质。实验表明,在250～600℃首先生成二元的复合氧化物,而在750～920℃形成超导相。在920℃以上,继续升温将出现两个脱氧过程,而降温时又出现两个相应的吸氧过程。本实验制备的超导体熔点为1239℃,其化合物中氧的化学计量为6.5+δ。样品在高温下淬火其超导性消失,在稀的盐酸、硝酸和硫酸中该超导体均可溶解。     

高Tc超导体REBa_2Cu_3O_(7-y)的M-H曲线特性和磁性超导共存

合成出零电阻温度90K左右的高Tc超导体REBa_2Cu_3O_(7-y)(RE=Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm),磁性稀土离子对转变温度影响不大,但磁性行为各不相同。在77K测量了它们的磁滞回线,在RE=Gd、Dy、Ho、Er、Tm样品中发现超导和磁性共存现象,这预示着有两种可能的共存方式。实验表明,这些超导体的顺磁性强弱规律与稀土离子在其它晶体中的规律相同,说明超导体的磁性来源于稀土离子。某些样品在低温下表现出反铁磁序,有效玻尔磁子数与三价自由稀土离子值一致。     

低氧分压区域熔炼NdBaCuO超导体

NdBaCuO在低氧分压下(1%O2+99%Ar)进行区域熔炼,区域熔炼温度明显降低,从而减少了液相(BaCuO2和CuO)在区域熔炼过程的损失。区域熔炼后NdBaCuO超导体中的非超导相Nd422含量明显降低,同时也降低了Nd对Ba的取代。在低氧分压下区域熔炼制备的Nd1+xBa2-xCu3Oy的超导电性得到明显改善。比较了区域熔炼Nd1+xBa2-xCu3Oy样品在不同温度下吸氧热处理的实验结果,得出350℃是最佳吸氧温度;用XRD分析了区域熔炼Nd1+xBa2-xCu3Oy样品的晶体取向;用标准四引线法测量了超导转变温度(Tc)和临界电流密度(Jc),比较了空气下和(1%O2+99%Ar)低氧压下区域熔炼Nd1+xBa2-xCu3Oy样品的Nd422相含量、Tc值、Jc值,证明在(1%O2+99%Ar)低氧压下区域熔炼Nd1+xBa2-xCu3Oy样品的Nd422相含量低,Jc值显著提高,达到28000A·cm-2(0T,78K)。     

低温合成超导体Ba1-xKxBiO3

先以BaCO3和Bi2O3为原料由传统的固相反应制备纯BaBiO3,然后在低温下将用KOH-KF熔盐处理这样的拓扑反应合成了Ba1-xKxBiO3超导体.所有样品均进行了粉末X射线衍射(XRD)和磁性表征.XRD结果表明,所得Ba1-xKxBiO3样品均为纯相,且均可用赝立方晶胞指标化.磁性测量表明所有样品具有超导电性,最高超导转变温度(Tc)为30.6 K.讨论了反应时间、前驱体与熔盐质量比对超导转变温度的影响.最佳的反应条件为:反应温度450°C,反应时间4 h,BaBiO3:KOH:KF质量比1:5:2.5.     

低温合成超导体Ba1-xKxBiO3

先以BaCO3和Bi2O3为原料由传统的固相反应制备纯BaBiO3,然后在低温下将用KOH-KF熔盐处理这样的拓扑反应合成了Ba1-xKxBiO3超导体.所有样品均进行了粉末X射线衍射(XRD)和磁性表征.XRD结果表明,所得Ba1-xKxBiO3样品均为纯相,且均可用赝立方晶胞指标化.磁性测量表明所有样品具有超导电性,最高超导转变温度(Tc)为30.6 K.讨论了反应时间、前驱体与熔盐质量比对超导转变温度的影响.最佳的反应条件为:反应温度450℃,反应时间4h,BaBiO3∶KOH∶KF质量比1∶5∶2.5.     

Y—Ba—Cu—O系中211与123相多温截面

我们曾对YBa_2Cu_3O_(7-y)的氧缺陷平衡和低于900℃时的热稳定性进行过研究。关于含211和123相多温截面相图已有一些报道,但结果并非完全一致。故本文进一步对多温截面进行了研究,发现211和123相均为不稳定化合物,在相图上均有相应的包晶反应线。在该相图研究的基础上提出了用部分熔化法制取高密度(约6.3g/cm~3)的YBa_2Cu_3O_(7-y)超导体。     

Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O体系中110K超导相的制备和结构研究

自K.A.Müller等人发现氧化物超导体以来,在二年的时间内,寻找更高T_c超导材料的工作在世界范围内发展很快,目前已在Bi-Sr-Ca-Cu-O和Tl-Ba-Ca-Cu-O二个体系中分别获得零电阻转变温度为110K和120K的超导体。相对而言,获得120K的Tl_2Ba_2Ca_2Cu_3O_(10)[简记为TI-2223]超导体要容易一些,我们研究室已经测定了这个超导相的结构。但是Tl_2O_3的高温易挥发性和剧毒性,给Tl系超导体的制备带来了困难,从而限制了达个体     

纯氧气氛中YBa2Cu3O7—y超导体内氧的缺陷平衡

YBa_2Cu_3O_(7-y)超导体内氧的缺陷浓度对超导体的晶型转变,进而对超导性的影响至关重要。由于YBa_2Cu_3O_(7-y)中氧空位缺陷属于化学缺陷,其缺陷浓度不仅与温度有关,而且也与氧分压有关。我们在前文中曾用直接合成热重法在空气中测定了YBa_2Cu_3O_(7-y)中的y值。本文是在纯氧气氛中研究超导体的氧非化学计量和缺陷平衡。为便于控制纯氧气氛,实验是在密封的石英容器内进行的。用特制的弹性模量为18.952mg/mm~2的不锈钢弹簧测定样品的热重变化。弹簧下端接石英丝,而石英丝下端悬挂一个用前文的方法处理好的     

磁场对NaCl溶液电解反应的影响

超导电磁船利用固定在船体上的超导磁铁在海水中形成强磁场,并在与此磁场相垂直的方向上通直流电电解海水。由于电磁相互作用,产生洛伦兹力,利用其反作用力,推动船前进。磁场对电解反应的影响,不仅与超导电磁船相关,而且是电化学领域中的一个基础研究课题。作者等在5T磁场下电解NaCl溶液时,观察到加磁场后Cl_2的发生量有减少的     

Y-Ba-Cu-O体系超导材料的表面分析和热稳定性研究

XPS 研究表明,在空气中久置后的 Y₂O₃,BaO 和 CuO 以及 YBa₂Cu₃O_～7,超导体的表面都生成有碳酸盐.超导体中的元素价态为:钇+3价,钡+2价,铜主要+2价.原料 CuO 在真空中在400℃加热后大部分被还原成 Cu₂O;制备不久的超导体在同样条件下其 Cu²⁺离子较难还原,然而在空气中久置后的超导体中的 Cu²⁺又较易还原.这些现象既反映了原料氧化物经烧结后由于生成了 YBa₂Cu₃O^_～7相而增加了稳定性,又说明这种超导材料仍具有亚稳性质.     

Ho替代Y的YBCO外延薄膜制备及超导电性

利用直流磁控溅射技术制备了Ｈｏ替代的ＹＢＣＯ超导薄膜，Ｘ射线技术（θ－２θ扫描：θ－θ扫描及—扫描）、ＳＥＭ和电子通道花样（ＥＣＰ）测试表明，所制备的掺杂薄膜具有高平面内外延性和平面外外延性。发现掺杂薄膜的临界电流密度Ｊｃ比ＹＢＣＯ薄膜的有不同程度的提高，掺杂量ｘ＝０４时有最大值。     

高T_c YBa_2Cu_3O_(7-δ)起导相生成的机理

自M.K.Wu等发现高T_cYBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体以来,人们从各个不同的角度对这个体系进行了大量的研究工作,对它的制备、结构、性能及应用都有了一定的认识。我们在制备高T_cYBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体时,发现在摄氏900℃以上的高温,烧结温度仅差十几度足以引起超导性能的明显差别,这是令人难以理解的。为此有必要对达个体系在烧结过程中的相变、氧含量变化及各相的结构作进一步的研究,以求弄清YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导相生成的机理。     

掺氟汞系1223相的结构与超导电性

合成了掺氟汞基铜酸盐超导体 .研究证明氟进入了 1 2 2 3相 ,占据元胞中O( 3)的晶格位置 .掺氟烧结而不退火样品的超导临界温度Tc 为 1 33.8K ,比不掺氟烧结标准样品的Tc 提高约 2 2K ,显示氟掺杂能够使样品中载流子浓度nh 不经退火一步接近最佳值 .F代O( 3)收缩了CuO2 面与电荷储存层间距离及氟的电负性比氧大是提高Tc 的主要原因 .     

YBa2Cu3O7-x高Tc超导体的热转变

自朱经武等最先报道液氮温区Y—Ba—Cu—O体系超导体以来，世界上涌现第二次高Tc超导体研究热潮。材料的烧结与退火均在高温下进行，尤以退火条件对超导性能好坏影响为大。因此，高温热转变的研究对于优良材料的获得及超导机制的认识都至为重要。迄今     

超导研究中的若干化学问题

一、超导体的发现物质的超导电性在1911年为 H.K.Onnes所发现,随后他又研究了 Sn 和 Pb 在液氦下的超导电性,并指出正是这种超导状态的奇异特性,才能“由不用铁心的线圈产生出强磁场”,当时由于超导 Sn 和 Pb 不能传递足够大的电流,