GdBCO超导体的顺磁性及低温下磁通分布的动态观测

本文研究了100～300K之间Gd1．8Ba2.4Cu3．4O7-δ（简写为GdBCO）超导体的顺磁性，对GdBCO的磁化强度随磁场和温度的变化分别在100K和0．1T进行了测试，GdBCO的顺磁性遵从朗之万顺磁性理论．在磁光显微镜下，低温12K场冷下，我们观察了从0mT～29mT磁通线进入GdBCO的超导体的过程，以及磁通线在GdBCO超导体中的分布。     

BaO掺杂对单畴GdBCO超导块材性能的影响(二)

为了有效地抑制Gd BCO超导块材在生长过程中出现的Gd/Ba替换现象,在前期工作的基础上,本文采用顶部籽晶熔渗生长工艺,通过在固相先驱粉中添加不同含量的Ba O粒子成功地制备出了一系列高性能的单畴Gd BCO超导块材,并且对样品的微观形貌以及临界电流密度进行了研究和分析.结果表明,随着BaO掺杂量的增加,样品中的Gd_(1+x)Ba_(2-x)Cu_3O_(7-δ)固溶体(Gd123ss)相呈现出减少的趋势,并生成了纳米量级的Gd123ss,这对GdBCO超导样品中存在的Gd/Ba替换起到了很好的抑制作用,使得样品中的GdBa_2Cu_3O_(7-δ)(Gd123)超导相有所增加;同时当样品中BaO的添加量在2 wt%—4 wt%之间时,样品的临界电流密度在一定程度上得到了有效提高.     

层状超导体中单个磁通线的磁场分布

从Ｌａｗｒｅｎｃｅ－Ｄｏｎｉａｃｈ方程出发，计算了层状超导体在外加垂直磁场下单个磁通线的磁场分布及下临界场，结果表明，在此条件下的结果相对于均匀情形的偏离不大。     

CeO_2掺杂对单畴GdBCO超导块材性能的影响

本文采用顶部籽晶熔融织构方法(TSMTG),分别制备出了直径为17mm的掺杂和未掺杂CeO2的单畴GdBCO超导块材,其中样品中CeO2的掺杂量为1wt%,并且研究了CeO2的掺杂对样品形貌、微观结构、磁悬浮力、以及捕获磁通的影响.研究表明了CeO2的掺杂影响超导块材的生长速率,在微观形貌上,CeO2的掺杂使样品中Gd2BaCuO5(Gd211)粒子的分布更加均匀且粒度明显变小,其平均粒径约从原来未掺杂的5.49μm减小到1.32μm,并且块材中的气孔也明显减小,从而使样品的磁悬浮力从23.06N增加到31.42N,捕获磁通从0.288T增加到0.354T.这对进一步提高超导块材的性能具有重要的指导意义     

条状永磁体的组合形式及间距对单畴GdBCO超导体磁悬浮力的影响

通过对由条状永磁体组成的组合磁体与单畴GdBCO超导体在零场冷情况下磁悬浮力的测量,研究了5种不同组态下组合磁体之间距离的变化对超导体磁悬浮力的影响.结果发现,当条状永磁体之间的距离D从0 mm增加到30 mm时,超导体的磁悬浮力大小与组合磁体排列形式有着密切关系(以Z=5 mm为例):1)对由3个条状永磁体组成的组合磁体,当中间磁体的磁极N向上、两侧磁体的磁极N均水平指向中间磁体时,超导体的磁悬浮力从22.8N减小到9.7N;当中间磁体的磁极N向上、两侧磁体的磁极N均向下时, 关键词： 单畴GdBCO块材 磁体组合形式 磁悬浮力     

强磁场对熔融织构GdBCO块材中Gd_2BaCuO_5颗粒的取向作用

在GdBCO超导块材的熔融织构生长过程中施加10T强磁场,通过SEM研究强磁场对Gd2BaCuO5(Gd211)颗粒的影响.研究发现棒状Gd211颗粒在强磁场的作用下发生了择优取向——Gd211颗粒的长边与磁场方向平行.延长样品处于熔融状态的时间,发现Gd211颗粒的取向性明显增加.通过分析熔融织构的相变过程,结合磁取向能的公式,讨论了取向性增加的原因.同时,探讨了Gd211颗粒的择优取向对样品的超导性能产生的影响.     

微量Co3+掺杂对GdBCO薄膜结构及超导性能的影响

采用自主研发的无氟高分子辅助金属有机物沉积(FF-PAMOD)法在LaAlO3单晶基底上制备微量Co3+掺杂的GdBCO薄膜,研究不同掺杂量对薄膜结构和超导性能的影响.结果表明,掺杂量x为0.001的薄膜(GdBa2 Cu3-xCoxO7-z)具有更好的 c轴织构和更加平整致密的表面微结构,以及在77 K自场具有最高的...     

Ni2O3掺杂对新固相源顶部籽晶熔渗生长法制备单畴GdBCO超导块材超导性能的影响

本文通过在新固相源中添加Ni₂O₃的方法, 采用顶部籽晶熔渗生长工艺(TSIG)制备出组分为(1-x) (Gd₂O₃+1.2BaCuO₂)+x Ni₂O₃、直径为20 mm的单畴GdBCO 超导块材(其中x = 0, 0.02, 0.06, 0.10, 0.14, 0.18, 0.30, 0.50 wt%), 并研究了Ni₂O₃的掺杂量x对样品的表面生长形貌、微观结构、临界温度T_c、磁悬浮力以及俘获磁通密度的影响. 研究结果表明, 当Ni₂O₃的掺杂量x在0–0.50 wt%的范围内时, 均可制备出单畴性良好的样品, 且Ni₂O₃的掺杂对样品中Gd211粒子的分布和粒径没有明显的影响. 在Ni₂O₃的掺杂量x从0增加到0.50 wt%的过程中, 样品的临界温度T_c呈现下降的趋势, 从x=0时的92.5 K下降到x=0.50 wt%时的86.5 K, 这是由于Ni^{3 +}替代GdBCO晶体中Cu^{2 +}所致; 样品磁悬浮力和俘获磁通密度均呈现先增大后减小的变化规律, x=0.14 wt%时, 磁悬浮力达到最大值34.2 N, x=0.10 wt%时, 俘获磁通密度达到最大值0.354 T. 样品磁悬浮力和俘获磁通密度的变化规律与Ni₂O₃的掺杂量x有密切关系, 只有当掺杂量x合适时, Ni³⁺对Cu^{2 +}的替代既不会造成T_c的明显下降, 但又能产生适量的Ni^{3 +}/Cu²⁺ 晶格畸变, 从而达到提高样品磁通钉扎能力和超导性能的效果.     

含缺陷超导体在场冷励磁下的力学特性研究

对含有中心孔洞缺陷的长圆柱状超导体在场冷却（FC）励磁过程中产生的磁通钉扎力学特性进行了研究。考虑了临界电流密度非均匀性和粘性磁通流动效应的影响,得出了孔洞大小、临界电流密度非均匀系数及外场励磁速度这三种不同取值情况下的应力分布曲线,通过定义应力集中系数σ_pm/σ₀分析了孔洞的应力集中效应。结果表明：场冷却时,超导结构内的体力全为拉伸状态,并且相同磁场条件下的环向应力σ_θ（r）始终是径向应力σ_r（r）的2倍左右;孔洞半径a/R、临界电流密度非均匀系数m以及外磁场励磁速度db_a/dt的变化均会引起超导体内应力峰值σ_{r, max}（r）和σ_θ,max（r）的增大;当外磁场B_a/B_p在较小范围取值时,a/R和m的变化对应力集中具有显著影响。     

含缺陷超导体在场冷励磁下的力学特性研究

对含有中心孔洞缺陷的长圆柱状超导体在场冷却（FC）励磁过程中产生的磁通钉扎力学特性进行了研究。考虑了临界电流密度非均匀性和粘性磁通流动效应的影响,得出了孔洞大小、临界电流密度非均匀系数及外场励磁速度这三种不同取值情况下的应力分布曲线,通过定义应力集中系数σ_pm/σ₀分析了孔洞的应力集中效应。结果表明：场冷却时,超导结构内的体力全为拉伸状态,并且相同磁场条件下的环向应力σ_θ（r）始终是径向应力σ_r（r）的2倍左右;孔洞半径a/R、临界电流密度非均匀系数m以及外磁场励磁速度db_a/dt的变化均会引起超导体内应力峰值σ_{r, max}（r）和σ_θ,max（r）的增大;当外磁场B_a/B_p在较小范围取值时,a/R和m的变化对应力集中具有显著影响。     

母乳常温及低温保存期的研究

为研究母乳的保质问题,实验测定了母乳在常温(20℃),冷藏(4℃)和低温(-18℃)存放时的保存期。并以母乳存放在低温(-18℃)为例,测量了其新鲜度及其蛋白质,脂肪等营养成分的变化规律.研究显示,新鲜母乳在20℃下,能存放5-6小时左右。在4℃条件下,存放时间能达到3—5天左右。在-18℃下,母乳的营养成分在前三个月变化不大.四个月后蛋白质、脂肪含量分别下降了30%,60%左右;酸度由17.94°T上升至21.44°T。在此条件下,可以保存四个月。     

低温等离子体聚合有机膜保护的YBaCuO超导体耐受性及机理研究

本文基于对低温等离子体聚合有机硅薄膜的化学稳定性特和机理的研究。探讨了在ＹＢａＣｕＯ超导体表面沉积等离子体有机硅聚合膜后对不环境的耐受性。     

特殊低温温度传感器:超导温度传感器和高精度温度传感器

低温环境为人们了解未知世界提供了一个崭新的研究环境，如：超导技术，基础物理等方面的研究，在许多与低温的研究中，均涉及到微小湿度变化的测量，本文在作者实验经验的基础上，介绍了两种特殊的低温温度传感器，并用它们来测量了超流氦中的热波和超流氦的二级相变过程中的温度变化。     

低温低剂量率下金属-氧化物-半导体器件的辐照效应

对金属氧化物半导体(MOS)器件在低剂量率γ射线辐照条件下的剂量率效应以及温度效应进行了研究.对不同剂量率、不同温度辐照后MOS器件的阈值电压漂移进行了比较.结果表明,低剂量率辐照下,感生界面态要受到辐照时间的长短以及生成的氢离子数目的影响,辐照时间越长,生成的氢离子越多,感生界面态密度越大;温度对界面态的影响与界面态建立的时间有关,低温辐照时,界面态建立的时间要加长 关键词： 辐照效应 阈值电压漂移 低剂量率 低温 界面态     

高导热高电绝缘AlN的微结构及低温热特性分析

本从低温微结构工程学的观点，比较A1N中加入Sm2O3、Dy2O3、Sm2O3-Dy2O3稀土烧结助剂的热导率、第二相铝酸盐的变化，探讨了铝空位和氧影响A1N的热导性,从A1N的热导率与微结构的比较表明微结构的区别可能是铝酸盐相形成品间液相润湿粉体性质的差异，但这种差异不能影响烧结行为，因此热导率和微结构之间不能建立清晰的相关性,实验装置以C—M制冷机为冷源，用低温多路数据采集系统测量了A1N—5wt％Sm2O3-Dy2O3材料在低温30K—160K的热导率，在本实验温区其热导率随温度升高而增大，实验表明该材料可以作为高温超导直接冷却要求的高导热高电绝缘器件材料。     

高温超导体霍尔效应和温度关系的动态测量

本文采用了改进的动态测量方法，对高温超导体的霍尔效应与温度的关系进行了测量。该方法有效地降低了测量误差，并且简单快速。我们利用低廉、普及的普通电磁铁代替了液氦制冷的低温超导磁体，测量了高温超导体YBa2Cu3O7(YBCO)薄膜和Hg1-xBa2CaCu2O6 δ（Hg-1212)薄膜的霍尔效应。发现了在Hg-1212中，随汞的含量不同，超导临界温度Tc变化很大，但是霍尔角却几乎不变。相反，随氧的含量不同，霍尔角变化很大，而超导临界温度Tc却变化很小。Tc的变化被认为与CuO2面上的单胞空穴密度Psheet相关联。这对了解高温超导的机制很有意义。     

低温声子热导率的数值计算和数值模拟

为了计算Debye模型下的低温声子热导率,我们利用Gauss型求积公式的Gauss-Legendre公式或者Laguerre公式把不可积的积分转化为代数求和;通过良好的计算机人机交互界面,很方便地设定参数、选择或者忽略指定的散射机制.利用这种方法,我们模拟计算了多种材料的低温声子热导,并且分析了多种散射机制对声子热导的贡献.通过对La系巨磁阻材料系列样品和Bi系高温超导体系列样品的研究,证明了我们的方法是可行的.对各类散射机制影响的分析,能够帮助我们深入地理解材料的物理性质.     

金属Ag掺杂MgB_2超导体的低温活化烧结

较之高温制备,低温活化烧结技术可有效避免MgB2超导块体制备中的一些问题,如Mg易挥发、高温MgB2晶粒长大、结晶度高等问题.为进一步提高超导块体的载流能力,J Shimoyama等采用金属Ag掺杂并在550℃烧结72h后获得了高性能的MgB2超导体,使得金属Ag成为低温活化烧结的有效组元.然而,对金属Ag低温活化烧结MgB2超导块体的成相机理尚缺乏系统的分析和理解.本文系统研究了金属Ag掺杂MgB2超导块体的成相动力学过程,发展了金属Ag掺杂低温活化快速制备技术,结合液相活化烧结理论阐述了金属Ag掺杂MgB2块体的低温活化烧结机理.     

低温下粗糙表面接触间隙气体热导的研究

对低温非真空环境下粗糙接触界面间隙中介质气体的传热进行了理论分析．依据克努森数的大小,建立了不同传热区域的间隙气体热导理论模型．并对影响接触界面间隙热导的克努森数、普朗特数、热导率、适应系数、压力等参数进行了分析,为实际情况下接触界面的传热提供了理论基础．而且通过实验证明了在界面接触压力较小的情况下,即使对于硬度较小导热性能好的接触固体,间隙气体的导热量仍大于通过实际接触点的导热量．