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.     

热处理对MgB_2超导体超导电性和显微结构的影响

采用固相反应法常压下制备MgB2超导块材,研究两种不同的热处理工艺(淬火、预热)对MgB:超导电性和显微结构的影响.结果显示淬火有助于细化晶粒,提高样品的临界电流密度;预热在一定程度上提高MgB2样品的致密度和磁通钉扎力,其中随炉升温600℃预热1 h再升至750℃保温0.5 h后淬火的样品自场Jc达到0.586 MA/cm2,不可逆场超过7 T,20 K下在0.8T达到最大钉扎力Fpumax.     

热处理对NbTi合金临界电流密度的影响

研究了不同热处理次数、热处理温度、热处理时间和真实应变对 Nb50 wt%Ti 与 Nb46.5wt%Ti 合金 Jc 的影响.研究结果表明,适度升高热处理温度,增加最终真实应变,对 NbTi合金获得高 Jc 是有利的.经三次 420℃×40h 时效热处理的 Nb50%wtTi(Nb46.5 wt%Ti)合金,在5T 外场下,最佳 Jc 值达到3100 A/mm^2(3000A/mm^2).     

Bi2212体系的层间耦合对临界电流密度的影响

通过对具有不同层间耦合强度的Bi2212单晶样品的磁滞回线的测量,得到了样品的临界电流密度Jc随层间耦合强度和磁场的变化关系．实验结果显示,样品的层间耦合减弱,Jc明显减小．同时发现Jc与磁场间存在Jc ∝ exp(-H^a)关系,进一步分析表明,Jc的这种磁场依赖关系是对数钉扎势垒模型的必然结果．     

Bi系多芯丝超导带材的超导性能与微观组织分析

本文采用XRD和SEM技术分析了具有不同临界电流密度(Jc)的Bi系多芯超导带材.结果表明,样品中Bi-2223晶粒高度取向排列,其取向因子F值在0.947～0.977范围内.SEM分析结果发现,高Jc样品中在平行于带材平面的片状的Bi-2223晶粒的晶界处残留的杂质主要为CuO晶粒,它与Bi-2223晶体结合紧密.在低Jc 的样品中,Bi-2223晶片边界存在的杂质颗粒尺寸较大,其成分为(Sr,Ca)CuO和CuO的混合体.样品的横断面和纵断面的SEM观察发现,在高性能的样品中,芯丝烧结体的致密度较高.枝条状Bi-2223晶体穿过银层,在芯丝之间形成了很强的连接体.本文讨论了临界电流密度与微观组织的关系.     

Zn掺杂对Bi2212单晶临界电流密度的影响

通过对少量Zn掺杂Bi2212单晶样品不同温度下的磁滞回线的测量,根据Bean临界态模型得到了样品在不同温度和磁场下的临界电流密度.发现不同温度下的临界电流密度与磁场的关系可以用Jc(H,T)=Jc(0,T)exp(-Hα)进行拟合,并且拟合参量α随温度的上升而增大,而在Pb掺杂和纯Bi2212单晶中α值基本上是不随温度变化的.将得到的Jc与Pb掺杂和纯Bi2212单晶的结果进行比较,发现在相同的温度和磁场下Zn掺杂样品具有最高的临界电流密度,表明少量Zn掺杂使得样品的临界电流密度得到提高.Zn掺杂对Bi2212体系临界电流密度的提高主要来源于在材料中引入了有效的涡旋钉扎中心,而Pb掺杂体系中Jc的提高是体系的层间耦合增强导致的结果.     

退火温度对柠檬酸盐热分解法制备的Y_1Ba_2Cu_3O_y块体材料的影响（英文）

本文研究了不同退火温度对Y_1Ba_2Cu_3O_y块体材料形成的影响.通过XRD,SEM表征方法检查了Y_1Ba_2Cu_3O_y相的形成和微结构特点.从XRD图谱可以得到在860℃到930℃热处理温度下,都能形成正交相的Y-123.观察柠檬酸盐热分解法制备和固相反应法制备的Y_1Ba_2Cu_3O_y的SEM照片,柠檬酸盐热分解法制备样品晶粒尺寸远远小于固相反应法制备样品,并且随着热处理温度的升高,晶粒尺寸有所增加,孔洞数减小.随后测量了样品的R-T曲线.对于880℃,910℃,880℃热处理12h的样品,在正常态具有很好的金属性,Tc,onset,Tc,zero最高.柠檬酸盐热分解法制备样品的R-T曲线的转变宽度与固相反应法制备样品的曲线相近.最后,通过拉曼光谱检查880℃,910℃,900℃,热处理条件下样品,O(4)-Ag峰的位移在502.7cm~(-1),表明样品良好的正交结构和超导特性.     

厚度诱导的YBa2Cu3O7-δ超导薄膜剩余应力及临界电流变化

本文通过脉冲激光沉积法制备了不同厚度(80nm、320nm、1000nm和2000nm)的YBa2Cu3O7-δ(YBCO)超导薄膜,对它们的剩余应力和临界电流特性进行了对比研究.通过系列的激光显微Raman光谱和磁化曲线测量分别获得了薄膜剩余应力和磁化临界电流密度(Jc)对薄膜厚度的依赖关系.结果显示超导薄膜内剩余应力越小,Jc越高.对于中等厚度的薄膜样品(320nm和1000nm),其膜内剩余应力较小,同时由其特征的磁通匹配场大小推知在该厚度范围内的样品具有较高的线性缺陷密度,从而显示出较高的Jc值.     

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MgrB2（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α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10^6A／cm^2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．     

热处理温度对MgB2超导线材临界电流密度及磁通钉扎的影响

将化学计量比为1∶2的Mg粉和B粉直接装管,采用原位粉末套管(PIT)技术制备了MgB2/Fe线材,在四个温度条件下(650℃,750℃,850℃,950℃)进行了热处理.采用四引线法测量了不同温度和磁场下线材的临界电流密度(Jc),分析了热处理温度对磁通钉扎的影响,采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)研究了线材中MgB2超导相的微观结构.结果表明:热处理温度对MgB2/Fe线材的Jc和磁通钉扎特性有显著影响,最佳热处理温度应为750℃.     

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.     

MgB2薄膜的制备与特殊性质

本文报道了利用混合物理化学气相沉积方法(HPCVD)在SiC衬底上制备出约150 nm厚,结构均匀的MgB2薄膜.由R~T曲线知道样品TC(0)高达40.1K.由M~T曲线知道其TC=40.4K,且曲线转变十分陡峭.X射线衍射分析表明薄膜具有较好的C轴取向,没有氧污染,却存在Mg的杂峰.由M~H曲线,利用毕恩模型计算得到了5 K零场条件下JC(0T,5K)=2.7×106A/cm2,Hc2=19.5 T.这些结果表明过量的Mg对MgB2薄膜的转变温度以及有些性质有较大的影响.     

千米量级多芯MgB2/Nb/Cu超导线材的制备及性能研究

以无磁性的Nb作为中心增强体和阻隔层材料,无氧铜作为稳定体包套材料,采用原位法粉末装管工艺(in-situ PIT)制备了千米量级7芯导体结构的MgB2/Nb/Cu超导线带材,由于Nb/Cu包套材料具有良好的塑形加工性能,整个加工过程中未进行中间退火热处理,复合多芯线材最终加工到Φ1.4mm;在真空热处理炉中680℃保温2小时进行成相热处理;对烧结后的线材进行了微观结构、超导电性、纵向电流分布均匀性及常温力学性能等分析检测.线带材的工程临界电流密度在20K,1T磁场条件下达到2.5×104 A/cm2.结果表明该工艺能够制备实用化高性能的MgB2线带材.     

Thermodynamic and transport properties of superconducting Mg10B2

Transport and thermodynamic properties of a sintered pellet of the newly discovered MgB2 superconductor have been measured to determine the characteristic critical magnetic fields and critical current densities. Both resistive transition and magnetization data give similar values of the upper critical field, Hc2, with magnetization data giving dHc2/dT = 0.44 T/K at the transition temperature of Tc = 40.2 K. Close to the transition temperature, magnetization curves are thermodynamically reversible, but at low temperatures the trapped flux can be on the order of 1 T. The value of dHc/dT at Tc is estimated to be about 12 mT/K, a value similar to classical superconductors like Sn. Hence, the Ginzburg-Landau parameter kappa approximately 26. Estimates of the critical supercurrent density, Jc, using hysteresis loops and the Bean model, give critical current densities on the order of 10(5) A/cm2. Hence the supercurrent coupling through the grain boundaries is comparable to intermetallics like Nb3Sn.     

铝、碳共掺提高MgB_2临界电流密度

本文研究了在MgBq超导体中Al,C及两种元素共同掺杂时对样品的超导转变温度,不可逆场和临界电流的影响.研究发现,少量的铝掺杂可以提高MgB2超导材料在低场下的临界电流密度,但由于对Tc的抑制而降低其在高场下的载流能力,而碳掺杂则可以有效提高MgB2超导材料的上临界场和不可逆场,从而达到改善其在高场下的载流能力的目的.研究发现,在0-7T外磁场范围内,1%铝和1%碳共同掺杂的样品表现出最佳的载流性能.钉扎力曲线的分析也应证了这一结果.     

122型铁基超导线带材实用化研究进展

在种类众多的新型铁基超导材料中,122型铁基超导体具有高转变温度、超高上临界场、低各向异性、高临界电流密度等优点,因此成为高场应用领域最具竞争力的铁基超导材料.目前122型铁基超导线带材在4.2 K,10 T下的传输临界电流密度已经超过10⁵A/cm²这一实用化门槛值,表现出十分广阔的应用前景.本文回顾了新型铁基超导体的发现及发展历程,结合122型铁基超导体的自身特点,就如何制备高性能122型铁基超导线带材展开讨论,同时对粉末装管法制备流程中影响线带材性能的几大关键因素进行了详细分析.重点介绍了近年来122型铁基超导线带材的实用化研究进展,包括高强度线带材的制备、圆线的研制、多芯线材及长线的制备、超导接头的研究、力学性能及各向异性的研究等.对122型铁基超导线带材实用化研究进行了总结,并对其未来的发展趋势进行了展望.     

Fe的磁化对MgB2/Fe线材载流特性的影响的仿真研究

由于铁的磁化特性,对于铁包套的MgB_2线材来说,线材的截面形状和铁包套的厚度都会影响到MgB2超导芯的磁场,进而影响到MgB_2线材的载流能力。文中将建立几种典型的单芯及多芯MgB_2线材模型,并利用有限元方法(finite element method,FEM)分析铁包套对这些模型中超导芯的最大磁场B_(max)和临界电流密度J_c,经过对这几种典型结构的载流能力进行比较,可以得到一些有益于改善铁包套MgB_2线材的载流能力的合理性建议。     

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.     

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.