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。     

YBa2Cu3O7—y超导体中氧的非化学计量和缺陷平衡

本文提出了一种直接合成热重法,在空气中测定了室温下YBa_2Cu_2O_(7-y)超导体分子式中的y值为0.234±0.005。研究了不同温度下氧空位浓度的变化,求得氧空位形成焓为:ΔH_(f(o))=0.43eV(正交晶系);ΔH_(f(t))=0.24eV(四方晶系)。从两种晶系的氧空位浓度与温度的关系推出了晶型转变温度约为670℃左右。     

REBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体系列中稀土离子置换对XPS影响的研究

测量了REBa_2Cu_3O_7-δ(RE=Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Y)单相氧化物超导体各元素的室温XPS特征峰,低温下YBa_2Cu_3O_7-δ的XPS,R-T曲线和晶格参数。对所有化合物,从XPS上没有直接观察到Cu~(3+)。室温研究结果表明,E_f处的强度很低,具有磁性稀土离子的置换对超导体E_f处的强度影响不大。YBa_2Cu_3O_7-δ的低温XPS测量进一步表明,对超导体电子结构起重要作用的是氧配位体上的空穴。     

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。     

VB族元素掺杂对YBa2Cu3O7—y电子结构的影响

合成了YBa_2Cu_(3-x)M_xO_(7-y)(M=V,Nb,Ta;x-0.0～0.7)高温超导体。X-射线粉末衍射分析表明,x≤0.6时,体系仍然是正交结构,没有发生正交到四方的相变。体系的晶胞参数随x的不同而异。体系的电阻率和Hall系数随x的增加而逐渐增加,它们的载流子浓度和载流子迁移率却随x的增加而下降。这说明VB族元素的置換影响了YBa_2Cu_3O_(7-y)的电子结构。用晶体场理论对体系的电子结构作了解释。     

INFLUENCE OF SILVER-DOPING ON THE SUPERCONDUCTIVITY FOR YBa_2Cu_30_(7-y)

The effect of substituting silver for barium on the structure and superconducting properties of YBa_2Cu_3O_(7-y) has been studied. The structure of the silver-doping system (YBa_(2-x)Ag_xCu_3O_(7-y)) with x<0.3 is orthorhombic. For x>0.3, YBCO, Y_2BaCuO_5 phase and metallic silver ro-exist in the system. The superconducting transition temperature T (R=0) decrease with increasing silver content. However, the critic current density J_c is found to be enhanced from 56.6 A/cm~2 to 195 A/cm~2     

关于高温超导体中是否存在O(-1)种类氧离子的问题

La-Ba-Cu-O和YBa_2Cu_3O_(～7)(YBCO)等超导体被发现后,已经提出多种模型来解释高温超导机理。其中一种认为这些超导体中存在Cu~(3+)3/Cu~(2+)混合价态,由于无 Jahn-Teller 效应的 Cu~(3+)3离子和有 Jahn-Teller 效应的 Cu~(2+)     

潮湿空气中YBa_2Cu_3O_(7-x)超导体表面分解的SIMS研究

本实验利用SIMS研究了YBa_2Cu_3O_(7-X)超导体长期暴露在潮湿空气中的表面分解问题。结果表明,YBC超导体与湿空气中H_2O和CO_2发生化学反应,则使表层分解成BaCO_3、Y_2O_3和CuO等物质。     

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。     

HALL EFFECT IN NIOBIUM DOPED YBa_2Cu_3O_(7-y) SUPERCONDUCTOR

YBa_2Cu_(3-x)Nb_xO_(7-y) superconductors have been prepared. XRD shows that the system remains orthorhombic for all composition. Substitution of Nb~(5+) for Cu~(2+) occurs in the Cu(2) sites. The introduction of the Nb~(5+) ions produces some extra free-electrons. These electrons recombine with the carriers of the system. It makes the mobility and the Hall number of YBa_2Cu_(3-x)Nb_xO_(7-y) decrease and also result in a depression in Tc.     

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。     

YBa2Cu3O7—x超导化合物在加热过程中相转变的高压电镜原位观察

对YBa_2Cu_3O_(7-x)超导化合物在加热过程中的相转变进行了高压电镜原位观察,并做了在空气中的X射线衍射分析和真空处理样品的X射线衍射物相分析。结果表明,在真空环境下,相变温度与氧含量有关,一般比在空气中低100～120℃。在320～350℃,孪晶带开始消失,在样品表面出现一些Cu_2O黑斑,并开始由正交结构YBa_2Cu_3O_(7-x)向正交结构Y_2BaCuO_5化合物转变,在500℃左右相转变结束。在冷却过程中未发现相转变。     

YBa2Cu3O—7超导体中钡的价态

对于YBa_2Cu_3O_(～7)超导体的Ba 3d X光电子能谱(XPS)存在分裂(出现肩峰)的现象有很多不同的解释.Kohiki等认为主峰和肩峰分别代表晶格Ba~(2 )离子和金属Ba;Han等则认为它们分别代表Ba~(2 )离子和更高价态的Ba离子;Ji等提出超导体中存在Ba~(2 )和Ba~((2-δ) )两种离子;唐有祺等报道超导体存在体相钡、表面BaCO_3的钡和绝缘相中的钡,它们的Ba 3d_(5/2)结合能分别为777.8,779。7和781.5eV;Fjellvag等也观察到Ba3d谱中出     

STUDY ON THE nd~a METAL REPLACED YBa_2Cu_(3-X)M_XO_(7-Y)

A systematic study of the structural and superconducting behavior of the high Tc compounds YBa_1Cu_(1.9)M_(0.1)O_(7-y) has been performed where M=Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Zr, Nb, Mo, In and Sn. Structural analysis shows that most replacements somewhat modify the YBa_2Cu_3O_(7-y) lattice parameters in the orthorhombic structure, with the exception of Fe and Co which transit into tetragonal phase. Although the 1D Cu-O chains are destroyed, the depressed Tc remain within 73 to 76K in the case of Fe and Co. However. the substitution of Ni and Zn on the Cu_2 sites appears to strongly decrease Tc whereas their structure remains orthorhombic. This indicates that the 2D Cu-O planes play a very important role in the transportation of superconducting electrons but the 1D Cu-O chains play a role not only in supplying carrier number but also in coupling the Cu-O planes.     

HIGH TEMPERATURE SUPERCONDUCTOR YBa_2CuaO_(7-x) AS A LITHIUM BATTERY CATHODE

Superconductor YBa_2Cu_3O_(7-x) used as a material for lithium battery was examined in 1NLiClO_4 propylene carbonate/1,2-dimethoxyethane (1:1) solution. YBa_2Cu_3O_(7-x) exhibited 150 mAh/g of discharge capacity at 250 uA/cm~2 discharge current. An ac impedance measurements was carried out, the results have shown that the electrode reaction has low charge-transfer resistance and the chemical diffusion coeffic ient of Li~+ has a value of 10~(-11) cm~2/sec.     

1988年无机化学的重要事件

高温超导体化学的新进展去年我们介绍了高温超导体的发现以及由之而引起的世界性的超导热.当时达到的最高转变温度(T_c)为95K,得自“1-2-3”化合物YBa_2Cu_3O_7-x(X~0.1).一年来,世界各地的科学家以强烈的竞争姿态进行了深入的研究将转变温度提高到125K.这一进展和新型超导体的发现都足以令人乐观,但距离实现室温超导的目标仍然还很远. 在过去一年中,新型超导材料的合成与表征取得了很大的进步.但科学发展中往往出现     

YBCO高温超导体与氧化物衬底的化学反应性

在高温超导膜的制备过程中,膜与衬底的化学反应能导致超导体的化学组成,晶体结构和输运性质发生改变,因而是影响膜质量的重要因素。这种化学反应与衬底材料的性质密切相关。但是,至今尚缺乏一种比较令人满意的、普遍适用的超导体与衬底相互作用理论和用于估计这种反应性的参数。本文首次提出YBa_2Cu_3O_7(YBCO)高温超导体与氧化物衬底的化学反应本质上是固态酸碱反应,其反应性可用衬底氧化物的酸碱参数来估计,主要反应产物为含鋇的衬底氧化物盐类。本文提出的这一规律也与实验结果符合。     

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。     

煤和生物质化学链气化中铜基载氧体与灰分的碳热反应研究

从反应温度、灰的种类和灰的比例三个方面,对煤和生物质化学链气化过程中铜基载氧体与灰中矿物的碳热反应过程进行了研究;通过往复切换固定床的氧化还原气氛模拟化学链气化的循环过程,利用XRD和SEM-EDS等表征手段并结合热力学计算对产物进行分析。结果表明,灰中Fe_2O_3和Al_2O_3易与CuO/Cu_2O反应形成CuAl_2O_4、Cu_2Fe_2O_4和CuFe_2O_4等尖晶石结构的物质,而CaO能够通过阻碍Cu-Al和Cu-Si复合化合物的形成来缓解铜基载氧体的烧结。温度升高促使CuO极易与CaSiO_3和MgSiO_3等硅酸盐矿物发生固-固反应,生成CaCuSi_2O_6和CuMgSi_2O_6等而降低铜基载氧体的反应活性。随着灰分比例的增加,Ca~(2+)和Fe~(3+)等离子富集所生成的Ca_2Fe_9O_(13)易与SiO_2发生反应生成高熔点的CaFeSi_2O_6三相共熔体,与铜基载氧体共熔并覆盖在载氧体表面,阻碍其释氧性能。     

Dy_(2)O_(3),Cu_(2)O在LiF-DyF_(3)熔盐体系的溶解度研究EI北大核心CSCD

以LiF-DyF_(3)为熔盐,电解Dy_(2)O_(3),Cu_(2)O制备Dy-Cu合金过程中,明确Dy_(2)O_(3),Cu_(2)O溶解度是制定合理加料制度、提高电解效率的关键。采用等温饱和法研究了Dy_(2)O_(3),Cu_(2)O溶解平衡时间,考察了温度、DyF_(3)浓度对单一氧化物(Dy_(2)O_(3)或Cu_(2)O)及混合氧化物(Dy_(2)O_(3)与Cu_(2)O)溶解度的影响,通过最小二乘法对溶解度数据进行了拟合,建立了温度、DyF_(3)浓度与Dy_(2)O_(3),Cu_(2)O溶解度之间的数学回归方程。研究结果表明,Dy_(2)O_(3),Cu_(2)O在LiF-DyF_(3)熔盐中溶解平衡的时间分别为110,120 min,溶解反应为吸热反应。相同温度下,随熔盐中DyF_(3)浓度增大,Dy_(2)O_(3)的溶解度逐渐增大,Cu_(2)O溶解度变化较小;在温度为910~1030℃,熔盐中DyF_(3)浓度为15%~40%(摩尔分数)时,Dy_(2)O_(3),Cu_(2)O溶解度分别为0.55%~3.45%,0.39%~0.52%。