超导-高分子复合材料介电性质的研究

采用固相反应法制备高温超导材料Bi2Sr2Ca2Cu2O3(Bi-2223),以高温超导材料为基体加入聚乙丙烯橡胶(EPR)高分子绝缘材料,通过不同温度退火处理,制备一系列超导.高分子复合材料,运用X射线衍射技术(XRD)和扫描电镜(SEM)对样品进行物相分析;采用低温循环系统测量样品电阻随温度变化关系;利用HP4294A型阻抗分析仪测量样品的介电特性,并对样品的电输运性质和介电特性进行了探讨.     

零电阻温度高于100K的纯Bi-Sr-Ca-Cu-O材料的制备及其超导电性

采用固相反应法制备名义组分为 Bi_3Sr_2Ca_2Cu_3Oy(3223),Bi_2Sr_2Ca_3Cu_3Oy(2223),Bi_2Sr_2Ca_6Cu_7Oy(2267)的纯 Bi-Sr-Ca-Cu-O 体系的样品.对样品进行了物相分析.电阻率和磁化率测量,结果表明:①组分为3223,2223样品的零电阻温度分别为110.5K 和101K,样品的零电阻温度 T_(ce)与其高 T_c 相的含量并无十分明显的联系;②样品中富 Bi 比富 Ca 更有利于提高零电阻温度.作者认为,样品中富 Bi 有利于改善晶界的导电性能,是提高零电阻温度的主要因素.     

零电阻温度高于100K的纯Bi-Sr-Ca-Cu-O材料的制备及其超导电性

采用固相反应法制备名义组分为 Bi_3Sr_2Ca_2Cu_3Oy(3223),Bi_2Sr_2Ca_3Cu_3Oy(2223),Bi_2Sr_2Ca_6Cu_7Oy(2267)的纯 Bi-Sr-Ca-Cu-O 体系的样品.对样品进行了物相分析.电阻率和磁化率测量,结果表明:①组分为3223,2223样品的零电阻温度分别为110.5K 和101K,样品的零电阻温度 T_(ce)与其高 T_c 相的含量并无十分明显的联系;②样品中富 Bi 比富 Ca 更有利于提高零电阻温度.作者认为,样品中富 Bi 有利于改善晶界的导电性能,是提高零电阻温度的主要因素.     

Bi2Sr2CaCu2O8超导单晶中的电阻反常行为

测量了Bi2 Sr2 CaCu2 O8单晶的ab面和c轴方向电阻 ,在其超导转变温度附近发现了反常的电阻峰出现 .其随外磁场 (>10 0Gs)和电流的增加而逐渐消失 .文章认为这个反常的电阻峰是由于单晶中超导相的不均匀分布而导致的准再进入行为 .     

高温无铅BaTiO_3-(Bi_(1/2)Na_(1/2))TiO_3正温度系数电阻陶瓷阻抗和介电谱分析

采用固相反应法制备了Y2O3施主掺杂的92 mol%BaTiO3-8 mol%(Bi1/2Na1/2)TiO3(BBNT8)高温无铅正温度系数电阻(positive temperature coe?cient resistivity,PTCR)陶瓷.利用透射电镜观察材料的显微结构,发现陶瓷的显微结构主要包括晶粒和晶界两部分,观察不到明显的壳层结构.进一步利用交流阻抗谱研究了陶瓷的宏观电学性能,发现陶瓷的总电阻是晶粒和晶界两部分的贡献,而晶粒电阻很小,在居里温度以上变化不大,材料的PTCR效应主要是晶界部分的贡献.当温度高于居里温度时,随着温度的升高,晶界介电常数逐渐减小,导致势垒增加,晶界电阻增大,从而产生正温度系数效应.最后,通过测试材料的介电频谱特性,研究计算了陶瓷的室温电阻率.     

复合层状Bi7Ti4 NbO21铁电陶瓷的结构与介电和压电性能研究

制备了Bi7Ti4NbO21，Bi4Ti3O12及Nb掺杂Bi4Ti3O12(Nb-Bi4Ti3O12)层状结构铁电陶瓷材料．结合Nb-Bi4Ti3O12的介电温谱和退极化实验结果，研究了Bi7Ti4NbO21的晶体结构对其介电、压电性能的影响．高分辨透射电镜结果表明，在Bi7Ti4NbO21中，沿着c轴方向，(Bi2Ti3O10)^2-和(BiTiNbO7)^2-。两个类钙钛矿层分别与(Bi2O2)^2 层叠加堆积而成．这种晶体结构决定了Bi7Ti4NbO21的介电温谱在668℃和845℃出现介电双峰．结合极化样品的退化实验分析，说明材料在这两个温度附近发生了铁电一铁电相变、铁电一顺电相变，分别是(Bi2Ti3O10)^2-和(BiTiNbO7)^2-层状结构发生微观结构相变的结果．在退极化过程中，由于受热时钙钛矿层内空位引起的缺陷偶极子的定向排列受到破坏，引起材料部分退极化，表现为300℃热处理后Bi7Ti4NbO21的压电活性降低了10％，显示了室温下材料的压电性能来源于自发极化的固有电偶极子和缺陷偶极子的共同贡献．     

(Bi,Cd)Sr_2(Ln,Ce)_nCu_2O_y超导体及界面反应的光电子能谱研究

用光电子能谱研究了(Bi.Cd)Sr_2(Ln,Ce)_(?)Cu_2O_y的电子结构,以及其与铝之间的反应.芯能级结果表明:(Bi,Cd)Sr_2(Ln,Ce)_(?)Cu_2O_y系列中n=1,2和3三种材料的结果基本一致,并且类似其它超导材料中相同元素的芯能级结果.在(Bi,Cd)Sr_2(Ln,Ce)_(?)Cu_2O_y与铝的界面处,铝与(Bi,Cd)Sr_2(Ln,Ce)_(?)Cu_2O_y中的元素发生强烈反应,Bi—O,Sr—O和Cu—O键受到破坏,铜的价态从+2变为+1,并且同时伴随着超 关键词：     

BPSCCO(2223)中类Ca2PbO4杂相析出的动力学研究

利用等温原位电阻测量和热重分析等方法,深入研究Bi_(1.6)Pb_(0.4)Sr_2Ca_2Cu_3O_(10+5)超导材料在不同温度下氧气和空气中的退火行为,发现电阻率和重量均随退火时间单调增加,最后趋于平衡.同时观察到类Ca_2PbO_4杂相析出,调制结构由Pb型(波矢q=β_1b)逐渐转变为Bi型(q=β_2b+c),适量的杂相析出使T_c(0)有所增高.根据电阻率变化的规律判断,类Ca_2PbO_4杂相析出受2223母相Bi_2-O_2层中Pb~(+2)离子的二维扩散控制,求得Pb~(+2)离子 关键词：     

零电阻为106.5K的单相超导化合物Bi_(1.65)Pb_(0.35)Sr_2Ca_2Cu_3O_y的制备与超导电性

采用固相反应法合成了名义组份为Bi_(2-x)Pb_xSr_2Ca_2Cu_3O_y(x=0.30;0.35;0.40;0.45)的样品。对样品进行了物相和结构分析,同时测量了电阻-温度关系和直流磁化率。结果表明:x=0.35的样品为单相材料,X射线相分析和电子衍射表明其相结构类似2223相,为四方结构,其晶格常数为a=b=5.414A,c=37.106A,且沿a,b两个方向都观察到调制结构。电阻和直流磁化率测量结果显示:在温度高于50K以上,仅存在一个 107K超导相。此外,单相材料的制备条件(组分、烧结温度、室温下淬火及淬火速率)非常苛刻。如同1-2-3相材料一样,氧含量不仅影响样品的成相规律、零电阻温度,而且还严重影响其正常态的输运性质。     

Bi-2212单晶本征Josephson结的制备及其非线性行为

采用自助熔剂固态反应法制作了Bi2Sr2CaCu2O8+x单晶,使用光刻蚀和Ar离子刻蚀技术在Bi-2212单晶表面制作了台阶结构的Josephson本征结.用三引线和四引线法分别测量了该样品零场下c轴方向的电阻-温度(R-T)关系和恒定温度(14.4K)时的I-V特征曲线.I-V曲线具有典型的多分支非线性行为,并对该实验结果进行了讨论.     

Addition of nanometer SiC in the silver-sheathed Bi2223 superconducting tapes

Nanometer SiC particles were added to (Bi,Pb)₂Sr₂Ca₂Cu₃O_x (Bi2223) precursor powders and the powders were transformed into silver-sheathed superconducting tapes by the standard powder-in-tube (PIT) technique. The influence of SiC on the melting temperature, high-T_c (Bi2223) phase formation, microstructure and transport property of the tapes was studied by means of DTA, XRD, SEM/EDX, electrical and magnetic measurements. The results showed that SiC addition lowered the melting temperature of the superconductor powders and consequently, decreased the optimum sintering temperature of the tapes. However, the addition did not affect the Bi2223 phase formation and critical temperature (T_c) of the tapes up to 1.00 wt.% of SiC. Most importantly, the addition of a small amount of SiC (0.15 wt.%) improved the critical current (I_c) and I_c behavior in magnetic field as a result of the enhancement in density, grain alignment, grain connectivity and flux pinning of the tapes.     

准绝热环境下Bi-2223/Ag带材在工频过电流冲击下的失超及恢复特性实验研究

本文对工频过电流冲击下准绝热环境中的Bi-2223/Ag不锈钢加强多芯带的失超及恢复特性进行了实验研究.通过实验测量了在液氮温度(77K)、自场下Bi-2223/Ag超导带在幅值为100 A至1 015 A,时间为300 ms的工频电流冲击下,超导带材两端的电压,电流及带材表面温度的变化,得到冲击期间各参量的变化规律.另外,还比较了冲击电流相同、正常载流不同时,带材的温升及失超恢复时间,结果表明正常载流大时,则带材温升较高,失超恢复时间长.正常载流为60A＜0.5Ic时,带材失超恢复时间为冲击时间的21倍.     

传输交流的Bi2223/Ag高温超导带在不同取向交流外场下的交流损耗

在高温超导的电力应用中，如超导电机、变压器等，多数情况下，高温超导带材在通以交流传输电流的同时还处于交变磁场中。此时，超导体的交流损耗不仅依赖于磁场的大小，还与磁场相对于超导带面的取向有关。本文在77K及工频50Hz情况下，实验研究了单根多芯Bi2223/Ag高温超导带及两带并联时的交流损耗随着外磁场与带面夹角的变化情况；以及交流磁场对临界电流的影响情况；并对单根带及两带并联的实验结果进行了比较与分析。     

Bi—2223带材在拉伸应力下的临界电流

研究了不锈钢加强的Bi-2223/Ag高温超导带材在不同的拉伸应力下临界电流的变化情况。采用改造后的拉伸设备,在温度77K下对超导带材施加拉伸应力的同时,利用四引线法测量带材的临界电流,得到了超导带材的应力—应变曲线以及临界电流—应变曲线。利用理论公式计算了应力对超导带材临界电流的影响,与实验结果进行对比,并对两者的差别进行了分析。     

Critical current density of rolled silver-sheathed Bi(2223) tapes

Silver-sheathed (Bi,Pb)₂Sr₂Ca₂Cu₃O_x (Bi(2223)) tapes were fabricated by the “oxide-powder-in-tube” technique. After the tapes were shaped and sintered, an additional cold rolling and a re-sintering were applied in order to enhance the critical current density J_c. The influence of the additional rolling conditions (roll diameter, number of passes, lubrication) on the J_c (77 K, 0 T) was made clear. The influence of the sintering conditions (temperature, heating rate) on J_c was also investigated. As for the rolling conditions, a small redundant shear deformation or a small contact angle leads to a good grain alignment, texturing, and a higher J_c value. As for the temperature of the first sintering, 1113 K is superior to 1118 K because of the volume fraction of the Bi(2223) phase.     

Bi2223/Ag高温超导带的侧向弯曲率对载流能力的影响

Bi2 2 2 3银包套超导带材是研制高温超导磁体和高温超导强电应用的基础。文中就对高温超导磁体最大运行电流有重要影响的 Bi2 2 2 3银包套带材侧向弯曲形变进行了初步探讨 ,就不同的侧向弯曲率对超导带载流能力的影响进行了实验测试 ,并提出了提高 HTS磁体最大运行电流的方法。     

Bi2223长带临界电流不均匀性的检测

高温超导长带临界电流不均匀性的检测是实现高温超导带材大规模应用需要解决的一个问题。文中介绍了B i2223超导长带临界电流和n值不均匀性的检测方法,包括非接触检测法和四引线抽样检测法;并对四引线抽样检测法进行了仿真分析和实验验证。结果表明:这种方法工作量小、简单可行。     

高温超导带材失超传播特性实验研究

采用测量多个电压节点顺序失超的方式,测量了在液氮浸泡和有包裹材料情况下不锈钢加强Bi-2223/Ag和YBCO涂层导体高温超导带材样品的失超传播速率。根据实验结果,Bi-2223/Ag高温超导带的失超传播速率约为2 cm/s,YBCO带材的失超传播速率约为0.4 cm/s,均远远低于低温超导材料的相应数值。对这一现象的原因进行了简要分析,并根据高温超导带材的这一特点,提出了在高温超导电力应用中需特别注意的问题。     

20kA高温超导电流母线本体的绕制和实验

系统描述了20kA、5米长高温超导电流母线本体的绕制、焊接及实验。超导母线本体设计采用成熟的均流技术设计,在自主开发的专用绕线机上进行绕制。超导线采用B i2223/Ag多芯不锈钢加强带材。在超导带材与端部焊接过程中采用新的焊接技术,保证了超导性能不退化和减小接触电阻。对绕制的超导母线本体进行了直流实验。实验结果表明,两端端部接触电阻小于10nΩ,超导母线的临界电流大于32kA,满足设计指标要求。     

Electrical conductivity,thermoelectric power and figure of merit of doped Bi-Sb tapes produced by melt spinning technique

Temperature dependence of electrical conductivity and thermoelectric power are presented for In and Pb doped Bi + 8.28 at % Sb quenched tapes between 77 and 300K. The results are explained in terms of model for disordered semiconductors. Analysis of our data on electrical conductivity indicates the presence of a temperature independent part and a strongly temperature dependent part. While theT independent part originates from band conduction, theT dependent component could be understood considering the presence of localized states. Thermoelectric figure-of-merit of these tapes are also measured at 300K, which shows a large enhancement (∼40%) over that reported earlier on thin Bi-Sb films. This suggests that doped Bi-Sb quenched tapes may be considered as a candidate for material in producing economic and light weight thermoelectric devices.