葡萄糖掺杂MgB_2块材超导电性研究

本文采用化学溶液法制备了在不同热处理条件下葡萄糖掺杂的MgB2块材样品.并对样品的晶体结构及超导电性进行了系统分析.X射线衍射结果表明掺杂样品a轴方向上的晶格参数减小,说明MgB2晶格中部分硼原子被葡萄糖分解后的活性碳原子所替代.此外,在两种不同烧结温度下,5wt%C6H12O6掺杂量对Tc都有较小的抑制,但不可逆场和高场下的载流能力得到了提高.在10K,5T下,掺杂样品的临界电流密度可达104A/cm2,比纯样Jc值大2～3倍,这表明掺杂样品的磁通钉扎性能得到了有效改善.     

MgB2超导体含碳掺杂研究进展

MgB2超导体具有临界转变温度39 K、原材料廉价及制备工艺简单等优点,被认为是MRI中已用超导体最好的替代者.但是临界电流密度(Jc)随外加磁场增大下降较快的这一问题极大的阻碍了其实际中的应用.实验结果表明:采取掺杂的方法来提高MgB2的超导电性尤其是高场下Jc值是一条有效的途径,本文概述了用单质碳和含碳化合物对MgB2超导体进行掺杂从而提高其超导特性的最新研究工作,具体介绍了掺杂物颗粒大小、掺杂量以及烧结温度等参数对MgB2超导电性的影响.研究表明:在碳单质掺杂中纳米级碳颗粒和碳纳米管具有比较好的掺杂性能,可以大幅度提高高场下的Jc值;在含碳化合物中,用纳米级SiC进行掺杂不仅可以大幅度提高高场下的Jc值,而且相比碳单质有更高的Tc值.根据目前的研究结果,最后本文对MgB2超导体掺杂研究的未来发展趋势进行了展望.     

碳纳米管掺杂MgB2的磁通钉扎特性

利用固相反应法制备了按不同质量比掺杂CNTs的MgB2超导材料.10 K时,1%掺杂量的样品在零场下Jc=1.89× Acm-2,不可逆场为6.9 T,退火以后样品的不可逆场提高到7.5 T.20 K时,0.5%掺杂量的样品在零场下Jc=1.15× Acm-2,不可逆场为4 T.样品的钉扎作用主要来自晶粒间的晶面钉扎作用.     

纳米C和SiC掺杂对MgB2带材超导性能的影响

采用X射线衍射仪,扫描电镜,超导量子干涉仪等仪器对纳米C和SiC掺杂的MgB2带材进行了表征,并采用标准四引线法对样品的临界电流进行了测试. 实验表明,C和SiC掺杂在提高MgB2带材高场下的临界电流密度方面具有显著效果. 在温度为4.2 K、磁场大于9 T条件下,C和SiC掺杂样品的临界电流密度与未掺杂样品相比均提高一个数量级以上. 掺杂样品高磁场下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. 实验结果表明,SiC掺杂的MgB2带材之所以具有非常好的高场电流特性,和C掺杂的样品一样, C对B的替代起到十分关键的作用.     

纳米Pr6O11粉末掺杂MgB2超导电性研究

本文采用固相反应法制备了一系列纳米Pr6O11掺杂的MgB2超导块材,掺杂量分别为0,1,3,5,10wt.%.X射线衍射结果表明:随着Pr6O11掺杂量的增加,MgB2的晶格常数也逐渐增大,也就是说Pr原子部分替代了MgB2晶格中的Mg原子.磁测量结果显示,Pr6O11的掺杂对MgB2的超导转变温度(Tc)有很小的抑制.在低含量Pr6O11掺杂(1wt.%)时,MgB2的临界电流密度(Jc)和不可逆场(Hirr)均有明显的提高,但进一步提高Pr6O11的掺杂量时,会损害MgB2在高场下的性能.文中同时也讨论了Pr6O11掺杂影响MgB2的Tc和Jc性能的机理.     

掺杂物对MgB2超导电性能影响的研究进展

总结了不同掺杂物对MgB2超导电性能影响的研究现状,具体介绍了不同粒度、不同类型的掺杂物对MgB2超导电性的影响。目前的研究结果表明:所有掺杂都降低了MgB2的临界转变温度,而除Cu外的大部分掺杂物都可改善MgB2的不可逆磁场Hirr,提高其临界电流密度Jc;在所有掺杂物中,纳米级S iC掺杂对MgB2的超导电性能改进最大。基于目前的研究现状和结果,最后文中对MgB2超导材料的应用前景进行了展望。     

改进YBCO薄膜高场性能的研究进展

YBCO涂层超导材料是一种有着广泛应用前景和巨大潜在商业价值的高温超导材料之一.要真正实现其实用化,不仅要提高涂层超导自场下的载流能力,而且要求它在较高的外加磁场下也具有较大的载流能力,所以提高薄膜的场性能成为涂层超导研究的热点.本文详细地总结了目前常用的三种改进YBCO高场性能的方法,即:1)纳米颗粒掺杂;2)改变过渡层的表面粗糙度;3)制备夹层结构薄膜的方法,并从制备工艺对性能的影响、存在的优缺点以及未来的发展趋势等方面介绍了提高YBCO涂层超导场性能这一领域的国内外最新研究进展.     

采用扩散法制备高临界电流密度的MgB2块材研究

采用一种新的Mg扩散方法,在常压下成功制备出致密的MgB2超导块材,样品密度最高达1.95 g/cm3,并得到了最佳的热处理条件.采用X射线衍射仪(XRD),扫描电镜(SEM)和超导量子干涉仪(MPMS)分别对样品的物相,微观结构和超导性能进行了表征.结果表明:纯的MgB2在5×10-3 T的外场下,起始超导转变温度(Tc)为38.1 K,转变宽度仅0.9 K;10 K自场下临界电流密度(Jc)值达0.53 MA/cm2.此外,纳米Pr6O11或C掺杂能显著改善MgB2的实用化性能,其中15at.%C掺杂的MgB2(MgB1.85C0.15)在10 K,6 T下,Jc高达104 A/cm2.     

MGxB2起始成分对不可逆场和临界电流密度的影响

我们用固相反应法成功合成了MgxB2(0.5≤x≤1.3)系列样品,并对其结构,临界电流密度(Jc)和不可逆场(Hirr)进行了研究.实验结果表明,随着x增大晶格常数a逐渐增大,而晶格常数c在x=0.9左右达到最大值.所有x>0.5的样品在零场下的Jc值都在106A/cm2左右.然而在高磁场下,Mg缺位的样品的Jc值要比Mg富足的样品的Jc值大.20K时,Mg0.8B2样品的不可逆场达到最大值5.2T,比MgB2样品要高出0.8T.研究表明,高磁场下Hirr和Jc的增大可能与MgB4纳米粒子的形成有关.     

不同反应温度对Hg掺杂MgB2样品的影响

利用固相反应法分别在700℃和850℃制备了Mg1.05-x(Hg)xB2多晶样品,其中x=0,1%,2.5%,5%,7.5%,10%.X射线衍射结果显示,随着掺入量的增加,700℃制得的样品杂相较多,且MgB2的量随x的增大而减少.而在850℃下制备的样品只出现了少量的氧化镁和高硼相.与Ag和Pb掺杂样品不同,晶格常数随掺杂量的增大而增大.Hg掺杂导致MgB2晶格常数变大的同时,也使得MgB2的超导转变温度下降,从而使得其超导临界电流密度下降.     

葡萄糖掺杂对MgB2钉扎机制的影响

本文通过磁性测量获得了葡萄糖掺杂MgB2块材样品的临界电流密度Jc,并利用集体钉扎模型分析了掺杂对其磁通钉扎机制的影响．研究发现,在纯样中δTc钉扎为主导钉扎机制;而在掺杂样品中,随着掺杂量的增加础钉扎所占比重逐渐增大到90％．剩余电阻率的计算结果也验证了掺杂样品中的钉扎机制变化．我们推断础钉扎主要是由碳对硼位掺杂引起...     

预处理柠檬酸对MgB2块材掺杂的影响

本文介绍了预处理柠檬酸(C6H8O7)掺杂对MgB2超导体的影响.通过该实验我们将柠檬酸中的一部分氧元素除去,降低了样品中MgO的含量,从而有效减轻了杂质相对超导转变温度(Tc)的抑制.另外,还发现样品的临界电流密度(Jc)在处理温度为200℃时达到最优值.在10K,4T条件下,200℃预处理的样品的Jc达到1.4×1...     

超导体的交流磁化率测量

本文探讨利用交流磁化率研究超导电性.测量了MgB2样品的若干超导电参量,包括临界温度Tc,上临界磁场Hc2,临界电流密度Jc,不可逆场Hirr等与温度的关系,交流损耗与频率和温度的关系等.此外还简要介绍了交流磁化率在磁通动力学和非线性性质方面的研究方法.     

原位法MgB_2-B_4C复相超导体合成及相含量调控研究

以B4C和Mg为原料合成的MgB2-B4C复相超导体具有高的临界电流密度(Jc)和高的超导转变温度(Tc),是一种有潜力的实用MgB2超导材料,其成相机理对复相MgB2超导体的相含量调控和磁通钉扎研究具有重要意义。结合经典烧结理论,研究了B4C-Mg真空固相烧结制备MgB2-B4C复相超导体的超导相形成和晶粒生长过程,给出了B4C-Mg的金斯特林格扩散模型和MgB2晶粒生长过程。通过选择B4C原料粒径,MgB2-B4C复相超导体超导相体积相含量在18%-88%范围可控。相含量88%的MgB2-B4C复相超导体临界转变温度达33.5K,转变宽度1.5K。10 K环境6T外场下电流密度可以达到1×104A/cm2,表明MgB2-B4C复相超导体具有良好的磁通钉扎行为。     

Superconductivity in dense MgB2 wires

MgB2 becomes superconducting just below 40 K. Whereas porous polycrystalline samples of MgB2 can be synthesized from boron powders, in this Letter we demonstrate that dense wires of MgB2 can be prepared by exposing boron filaments to Mg vapor. The resulting wires have a diameter of 160 microm, are better than 80% dense, and manifest the full chi = -1/4pi shielding in the superconducting state. Temperature-dependent resistivity measurements indicate that MgB2 is a highly conducting metal in the normal state with rho(40 K) = 0.38 microOmega cm. By using this value, an electronic mean-free path, l approximately 600 A can be estimated, indicating that MgB2 wires are well within the clean limit. Tc, Hc2(T), and Jc data indicate that MgB2 manifests comparable or better superconducting properties in dense wire form than it manifests as a sintered pellet.     

拓扑指数与掺杂二硼化镁体系超导电性的关系

构建了电性连接性指数mF和价电子能级连接性指数mE,计算了二硼化镁体及掺杂二硼化镁体系的0阶拓扑指数0F和0E,发现与超导转变温度Tc之间有良好的规律性,因此,本文提出以电性连接性指数mF和价电子能级连接性指数mE作为掺杂二硼化镁体系超导电性的新判据.     

基于碳化硼复相MgB2超导体制备及特性

以廉价的B4C粉和Mg粉为原料,用真空固相反应法成功制备了复相MgB2-B4C超导材料,通过X-射线和扫描电子显微镜分析了样品的成相和织构,除MgB2、B4C和MgB2C2外样品中未明显检测到其它杂相,其中MgB2相含量高达87.7%.电阻-温度特性测量表明,所制备的样品零电阻温度Tc(0)=31.5 K,转变宽度(T...     

掺杂MgB_2体系超导电性的一个判据

提出一个计算原子半径差和电负性差的方法,研究了原子半径差Δd和电负性差Δe及它们之比△d/△e与掺杂MgB2体系超导转变温度Tc的关系,发现三者都与转变温度有良好的规律性,对它们进行数值模拟都获得开口向下的抛物线关系。由此,提出用原子半径差、电负性差、及它们之比△d/△e作为提高掺杂二硼化镁超导电性的一个新依据。