非晶态Zr—Si合金的结构弛豫和结晶化形为对超导电性的影响

采用单锟急冷法制备的金属-非金属型非晶态合金 Zr_(877)Si_(12.3)在不同温度下径一小时等温退火处理,超导临界温度 T_c 的测量结果表明,当退火温度远离结晶化温度 T_(cr)时,结构弛豫为一缓慢的过程,与金属-金属型 Zr 基非晶态合金的结构弛豫过程有明显的区别;随着结晶化过程的开始,超导临界温度 T_c 急剧下降.文章认为,超导临界特性的测量可以作为一种研究非晶态超导材料结构弛豫和结晶化过程的有效手段.     

非晶态Zr-Co和Zr-Ni合金的超导临界温度和结构弛豫

测量了非晶态合金Zr_(100-_x)M_x (M=Co,22≤x≤53.4;M=Ni,24.1≤x≤63.8)的超导临界温度T_c和组分的关系,结果显示出很好的规律性。研究了结构弛豫对Zr_(78)Co_(22)和Zr_(75.9)Ni_(24.1)超导性质的影响。在不同温度下作一小时退火的实验结果表明,当退火温度远离结晶化温度Tcr 时,结构弛豫是一极为缓慢的过程;而当临近Tcr时,退火使Tc急剧地下降,发现在250℃下作不同时间的退火时,它们的Tc随退火时间呈对数关系变化。对此,结合Egami和Van Den Beukel等提出的金属玻璃中结构弛豫的动力学作了分析。同时排出:测量超导临界温度等特性也是研究非晶态超导体结构弛豫过程的一种有效手段。     

非晶态Zr-Ni和Zr-Co合金结晶化过程的研究

采用Melt-Spining方法制备了一系列非晶态合金Zr_(100-x)Ni_x(23.9≤x≤63.8)和Zr_(100-y)Co_y(22≤y≤53.4)。通过20—700℃温度范围内的电阻和差分比热的测量,发现:随着结晶化过程的进展,R(T)曲线呈现多阶梯状的结构。对于某些组分的非晶合金,还观察到在结晶化开始出现时,其电阻值反常地升高,-aR/dR(T)和DSC(T)曲线上的峰的位置和形状往往十分一致,只是有时第一峰是相互反向的。结合非晶合金化的动力学过程进行了讨论.给出了结晶化温度T_g与浓度的关系。     

三元非晶态Zr_(76)Cu_(14)Ni_(10)低温高压下的超导性

用液相高速淬火技术制备了三元Zr_(76)Cu_(14)Ni_(10)非晶态合金.进行了不同压力下电阻与温度之间关系试验;进行了在卸除高压(10kbar)后样品电阻与温度之间关系的试验.结果表明:常压下非晶态超导转变温度T_c为3.32K.转变宽度△T_c为0.05K.随着压力从1ba→7.3kbar→10kbar递增,T_c相应从3.32K→3.39K→3.42K递增,而△T_c基本不变.超导前的剩余电阻却随压力增加而逐渐下降.168小时后卸除高压(10kbar),此时观察到样品的T_c是可逆的,而剩余电阻是不可逆的.     

非晶Zr—Co的超导转变

测量了非晶态过渡族 Zr_(100-x)Co_x(x=20—41)合金的超导转变温度 T_c、上临界场 B_(c2)(T)和临界电流密度 J_c(H,T).T_c 随着 Co 含量 x 增加而线性地降低.上临界场 B_(c2)(T)的测量数值符合标准的 WHH 理论.电子状态密度和电子比热系数都随着 Co 含量 x 增加而降低.临界电流密度 J_c(H,T)和磁通钉扎力 F_p,相当弱,可以归因于在相干长度尺度上的结构均匀性.     

非晶态超导合金Zr_(87.7)Si_(12.3)中结构弛豫和结晶化对超导性质的影响

对非易态超导合金 Zr_(87.7)Si_(12.3),在适当的温度下进行了lh等时退火处理.测量了其结构、超导临界参量TC,HC)2及其转变宽度ΔTc,ΔHc_2等的变化.发现 些与金属-金属型非晶态合金不同的变化规律,并结合在结构弛豫过程中所发生的拓扑短程有序化和化学短程有序化,以及相应的结晶化机制,对实验结果作了讨论.     

C-15结构(Hf,Zr,Ta)V_2和(Hf,Zr,Nb)V_2合金超导转变的压力效应研究

本文研究了C-15结构化合物(Zr_(0.5)Hf_(0.5)-xTa_x)V_2(x≤0.2)和(Hf_(0.5)Zr_(0.5-x)Nb_x)V_2(x≤0.2)的超导转变温度T_c及其压力效应T_c/P。报道了实验方法与结果。与(Hf_(1-x)Ta_x)V_2和(Zr(1-x)Ta_x)V_2的情况不同,在(Zr_(0.5)Hf_(0.5-x)Ta_x)V_2中Ta的引入使常压下的T_c下降,然而T_c/P却大为提高。因此高压下Zr_(0.5)Hf_(0.45)Ta_(0.05)V_2的T_c反而比Hf_(0.5)Zr_(0.5)V_2更高。导出了一个基于角动量分波表象能带论方法的描述压力效应的新关系式。它指出导带电子波函数中的高角动量成分变化对T_c的压力效应影响比较重要。这个公式有助于理解上述复杂的实验现象,并能合理地解释某些元素(如Cs,Ba,La等)的T_c随压力剧增的事实。     

非晶态(Fe_(1-x)Cr_x)_(84)B_(16)合金的低温热电势

在80—380K之间对(Fe_(1-x)Cr_x)_(84)B_(16)(x=0.01—0.46)非晶态合金的绝对热电势S进行了测量,结果表明,磁性非晶合金的S(T)行为并不都是非线性并有一个浅的极小。少量Cr(x≤0.05)的加入使S的绝对值减小,并使S(T)的极小消失;当Cr含量较多时,样品磁性变弱,S(T)从典型的磁性非晶合金的非线性行为过渡到接近于非磁性非晶合金的线性行为。对x=0.15,0.25的样品,其居里点正落在我们测量的温度范围内,经过仔细的测量,在居里点T_c附近没有看到S的反常。     

非晶态Fe_(90-x)Mn_xZr_(10)合金的磁性

本文报道用单辊急冷方法制备的非晶态合金Fe_(90-x)Mn_xZr_(10)(x=0,4,6,10,15)的磁性,讨论了样品中每个原子的平均磁矩和居里温度T_c随Mn含量x的变化以及类自旋玻璃特性,给出了非晶态Fe_(90-x)Mn_xZr_(10)合金的磁相图。观察到非晶态Fe_(84)Mn_6Zr_(10)合金晶化后的热磁曲线呈不可逆变化。这一现象来自于样品中存在α→γ相(高温)和γ→α相(低温)的转变。     

热处理对非晶态合金Nd4Fe96-xBx磁性的影响

本文研究了用单辊急冷方法制备的非晶态合金Nd₄Fe_96-xB_x的晶化,以及热处理对其硬磁性和相组成的影响,发现非晶态合金Nd₄Fe_96-xB_x的晶化温度比相同B含量的非晶态合金Fe_100-xB_x高120—190K,X射线衍射和热磁测量表明,15≤x≤25的样品晶化相是由Nd₂Fe₁₄B(T 关键词：     

钽(Ta)的添加对V_2(HfZr)三元C15化合物超导转变温度的影响的研究

本文研究了四元C15结构化合物V_2(ZrHfTa)超导转变温度的变化规律.发现Ta对V_2(HfZr)超导转变温度T_c的影响与组分有关.在富Hf区和富Zr区,Ta的添加都使T_c升高.而在三元系T_c峰值组分的V_2(Hf_0.5Zr_0.5)附近,T_c随Ta含量增加而下降,这与V_2Hf、V_2Zr加Ta后T_c随Ta含量增加而上升的趋势正相反,测量了样品的低温电阻、低温比热,未发现该四元系存在标志相变的温度反常区. 运用由角动量分波表象的能带论方法分析电子-声子作用得出的杂化能带理论分析本实验结果,认为V_2Hf与V_2(Zr_0.5Hf_0.5)的本质差异和加Ta后T_c完全相反的变化可能与Hf、Ta原子封闭的4f壳层电子与Zr原子的4d导带的相互作用有关.在某些化合物中4d与5d元素的相互作用有利于导带中的d-f杂化,因而对提高T_C可能是有利的.     

超导金属玻璃Zr_(66.7)Ni_(33.3)的结构弛豫、结晶化和上临界磁场

测量了一系列作等时热处理的超导金属玻璃Zr(66.7)Ni_(33.33)的上临界磁场H_(c_2)(T)及其转变宽度△H_(c2)(T)。发现:在结构弛豫阶段,H_(c2)(T)、△H_(cz)均随热处理温度T_a的增高而线性地下降;在结晶化阶段,从_(c2)与T_α则里指数规律变化。作者改进并推广了Gibbs的结构弛豫理论,使之适用于包括结构弛豫和结晶化的全过程,理论与实验结果符合很好。     

Zr基金属玻璃电子输运性质的研究

在4—300K 的温度区间内,测量了金属玻璃 Zr_(100-x)Co_x(x=22,28,33.2)和Zr_(66.7)M_(33.3)(M=Fe,Ni,Cu)的电阻温度关系.实验指出,这两组典型的 Zr 基金属玻璃的电子输运性质,有着共同的规律性.分析表明,在10K80K 时,这种规律与现有的理论有较大的偏离,对这种偏离出现的可能起因作了讨论.     

Ag_xCu_(50-x)Zr_(50)非晶态合金及其晶化

采用高频熔炼后的真空单辊急冷技术制备了Ag_xCu_(50-x)Zr_(50)金属玻璃,发现在x<12的范围内都可得到完全的非晶态。测量了x=2,4,6和10的Ag_xCu_(50-x)Zr_(50)金属玻璃的玻璃转变温度和晶化温度,并采用Kissinger方法测定了晶化激活能E_a。发现在金属玻璃Ag_xCu_(50-x)Zr_(50)中,x值越大则玻璃越不稳定。通过对该类玻璃在氩气氛和在空气中的晶化研究,说明第二放热峰是氧化峰。     

Nb对C-15结构V_2(HfZr)系列的超导转变温度的影响

本文中研究了C-15结构V_2Hf_(1-x)Nb_x,V_2Zr_(1-x)Nb_x和V_2Hf_(0.5)Zr_(0.5-x)Nb_x系列的超导转变温度T_c与Nb合量x的关系,发现V_2Zr,V_2Hf加Nb后与V_2Hf_(0.5)Zr_(0.5)加Nb后性能显著不同。测定了V_2Zr,V_2Hf和V_2Hf_(0.5)Zr_(0.5)的X射线光电子能谱。结果表明,当Hf原子和Zr原子共存于AB_2化合物的A位上时,发生了一种增强原子间相互作用的新的电荷转移。这个事实支持由角动量分波表象能带论方法分析电声耦合超导原理的结果对四元V_2(HfZrNb)系列的超导行为提出的一种可能解释:4d-5d原子配位可能有助于提高4d导带的杂化程度,从而有利于提高超导T_c。     

非晶态Fe_(90-x)Cu_xZr_(10)合金的电子输运特性和结构弛豫

对非晶态Fe_9(1-x)Cu_xZr_10(x=0,4,6,8,10,15,20)合金的低温电阻率、热电势率、高温电阻率和循环退火过程中的电阻率进行测量,结果表明:样品低温电阻率在T_c.附近出现极小值,可用相干交换散射模型说明,热电势率在77—380K间为负值,可用Motts-d散射模型解释:高温电阻率与温度关系和Ziman理论不一致,是相分离的结果;可逆和不可逆结构弛豫分别与CSRO和TSRO有关 关键词：     

金属玻璃(Cu_(1-x)Ni_x)_(33)Zr_(67)的超导电性

本文研究了金属玻璃(Cu_(1-x)Ni_x)_(33)Zr_(67)的超导电性.测量了超导转变温度T_c、上临界磁场H_c_2和其它重要物理量.结果分析表明:这些金属玻璃属于弱耦合超导体.随着Ni含量增多,T_c提高.由(dH_c_2/dT)_(T_c)的测量得到费米面上电子态密度N(0).Varma-Dynes参数δ粗略地是常数.较高的N(0)相应于较高的T_c.N(0)是支配超导行为的基本参量.     

具有宽过冷液相区的Fe62 Co8-x(Cr,Mo)xNb4 Zr6 B2非晶态合金的热稳定性与磁性

根据制备块状非晶态合金的三条经验准则,选择了成分为Fe62Co8-xCrxNb4Zr6B20和Fe62Co8-xMoxNb4Zr6B20(x=0,2,4)的合金系.利用单辊急冷法制备出厚为30μm宽为5mm左右的条带,并用差热分析、X射线衍射以及Faraday磁天平、静态磁性测量仪等研究了合金的热稳定性、非晶结构和磁性能.发现含2at%Cr的Fe62Co6Co6Nb4Zr20B20非晶态合金的过冷液相区ΔTx最宽,达到85K,但是合金系的饱和比磁化强度σs随Cr或Mo含量的增加而急剧下降.合金系经973K真空退火900s后,由于晶化相α-Fe等晶相析出,使得各合金的σx和Hc都迅速升高.     

Ta对C—15相V_2Hf和V_2(Zr_(0.5)Hf_(0.5))系列声子性能的影响

本文用中子飞行时间方法对C-15相的超导材料V_2Hf,V_2Ta和V_2Hf_(0.8)Ta_(0.2)以及V_2Zr_(0.5)。Hf_(0.5)和V_2Zr_(0.5)Hf_(0.33)Ta_(0.17)的热中子非弹性散射谱作了测量,并计算出相对的广义声子态密度。结果与早先发表的Nb对C-15相V_2Zr和V_2(Hf_(0.5)Zr_(0.5))系列声子性能的影响一致:声子频率随超导转变温度T_c增加而软化,随T_c减小而硬化。这表明,对于此类材料弹性软化在一定程度上对提高T_c起了作用。结果还进一步表明V_2Zr或V_2Hf与V_2(Zr_(0.5)Hf_(0.5))之间有着质的差别,V_2Hf加Ta后,T_c增加,声子频率软化,而V_2(Zr_(0.5)Hf_(0.5))加Ta后,T_c减小,声子频率则略有硬化。这与V_2Zr和V_2(Hf_(0.5)Zr_(0.5))加Nb的结果是一致的。此结果可以用角动量分波表象的能带论方法分析电-声耦合相互作用得出的杂化理论来定性解释。     

非晶态Fe_(100-x)B_x、(Fe_(1-x)Co_x)_(84)B_(16)和(Fe_(1-x)Ni_x)_(84)B_(16)合金的电阻率与温度的关系

用四端引线法测量了Fe_(100-x)B_x(12≤x≤24)、(Fe_(1-x)Co_x)_(84)B_(16)(0.02≤x≤0.08)和(Fe_(1-x)Ni_x)_(84)B_(16)(0.02≤x≤0.08)非晶态合金的电阻率与温度的关系。实验结果得到,这三个非晶态合金系列在低温区都呈现出电阻率极小,极小值的温度T_(min)都在20K以下。电阻率极小的出现认为是类Kondo效应的贡献。在T>T_(min)温区,电阻率与温度的关系用推广的Ziman理论作了解释。