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.     

Bi-2212超导线临界性能研究

Bi-2212高温超导线是目前高温超导材料中唯一可以制成圆线的超导材料,这为使用其绞制超导电缆,制备CICC导体提供了可能性。因此,需要研究其各种性能,为今后导体设计和运行参数设定提供依据。临界电流和n值是衡量超导线性能的主要参数,采用四引线法测量了西北有色金属研究院使用粉末穿管法(PIT)制备的Bi-2212超导线在0-12T背景磁场中临界电流和n值,用Asterisk给出的定标率公式对临界电流随磁场变化率关系进行了拟合并加以分析。     

不同高压热处理的Bi-2212性能研究

高温超导材料Bi-2212在4.2 K具有优异的磁场载流性能。是目前高场下(20 T)最具应用前景的高温超导材料之一。高压热处理工艺是决定Bi-2212超导线材性能的重要因素。通过分析不同压力强度(主要为3 MPa和5 MPa)下Bi-2212超导线材的线径、临界电流以及n值特性,研究了不同压强对热处理炉恒温区以及压强对超导材料性能的影响规律。结果表明,3 MPa压力下与5 MPa压力下热处理后对Bi-2212线材性能的影响相近,3 MPa的压强更容易实现,对设备要求更低。     

Bi-2212超导线材研究进展

Bi-2212高温超导材料在高磁场中具有优异的磁场载流能力,可制备成各向同性圆线,可以绞制成大电流的电缆导体,是大型强磁场磁体的首选材料之一.经过30多年的发展,Bi-2212超导线材的临界工程电流密度(JE)也已达到工程应用要求.综述了国内外近年来Bi-2212超导材料在载流性能、绝缘、内插线圈和热处理等方面的研究进...     

Bi-2212线材的制备技术

Bi₂Sr₂CaCu₂O_x(Bi-2212)是唯一可制备成各向同性圆线的高温超导材料。基于其优异的工程临界电流密度和简单成材技术,Bi-2212线材已经成功应用于多种高场磁体。文章简述了Bi-2212线材的粉末套管技术中前驱粉、加工和高压热处理的研究进展,介绍了国内外线材最新性能和应用进展,并分析了高性能线材制备的关键问题。     

Bi-2212超导圆筒性能测试

Bi-2212超导圆筒是感应屏蔽型高温超导故障电流限制器的核心部件,其性能直接影响着故障电流限制器的性能的优越与否.本文详细的介绍了利用感应法测量Bi-2212超导圆筒临界电流的原理和方法,并对Bi-2212超导圆筒在感应法测量中的S-N转变过程进行了研究,同时测出其交流损耗规律.这些性能参数对感应屏蔽型故障电流限制器的额定工作电流、故障后的运行状况、以及损耗等的研究具有十分重要的意义.     

Bi-2212超导圆筒初始粉制备

为了提高应用于感应屏蔽型限流器的超导圆筒性能,也为了了解初始粉对部分熔融工艺参数,最终块材性能以及微观结构的影响.本文采用不同的初始粉制备工艺制备了Bi-2212初始粉,分析了初始粉的物相组成,碳含量,并应用部分熔融工艺烧制成超导块材.用扫描电镜观察了最终超导块材中的相和微观结构.标准的四引线法测得77K下自场的临界电流密度可超过1,000A/cm2.超导圆筒的临界电流达到200A.     

对Bi-2212超导体中的Raman谱指认

本文对Ｂｉ２－ｘＰｂｘＳｒ２ＣａＣｕ２Ｑδ（ｘ＝０￣０．５）系列样吕以及在真空下不同温度退火的Ｂｉ１．６Ｐｂ０．４Ｓｒ２ＣａＣＵ２Ｏδ样品进行了Ｘ射线衍射和Ｒａｍａｎ谱实验研究。测量表明,随着退火温度的升高,ａ,ｂ,ｃ轴晶格常数增加,与Ｏ（１）ＣｕＢｇ模式相关的２９４ｃｍ＾－１的峰强减少,峰位红移。研究结果进一步表明,４６４ｃｍ＾－１和６３０ｃｍ＾－１峰分别与Ｏ（３）ＢｉＡ１ｇ和Ｏ（２）ＳｒＡ１ｇ     

掺Ce的Bi-2212超导体的热导

报道了掺Ce的Bi-2212系列样品Bi2Sr2Ca1-xCexCu2Oy,x=0.1,0.2,0.3,在50到200K温区的热导率.观察到随着Ce掺杂的增加Tc以下的热导峰位基本上不变,但峰高被明显压低.我们用正常态电子散射模型对热导峰进行了拟合,结果显示Ce掺杂对Tc附近超导涨落的压制作用.     

共沉淀Bi-2212粉末与商用粉末的性能对比研究

要实现Bi-2212超导线材的大规模应用必须提高线材的电流传输性能.为进一步改善Bi-2212前驱粉末的性能,采用共沉淀技术制备了Bi-2212前驱粉末.对比了共沉淀粉末与商用前驱粉末的微观结构、杂质含量以及相应线材的载流性能,结果发现共沉淀粉末中小且少的第二相粒子,有利于减少最终线材内的第二相粒子,提高最终线材的载流性能.共沉淀粉末中Bi-2212晶粒尺寸较大,存在更多的Bi-O滑移面,粉末更易加工,从而得到银超界面光滑、晶粒排列整齐、载流性能优异的Bi-2212线材.最终共沉淀粉末Bi-2212线材的载流性能比商用粉末线材的性能高约35%.     

Thermal Conductivity of Ce Doped Bi-2212 Superconductors

The temperature dependence of the thermal conductivity in Bi2Sr2 Ca1-xCexCu2Oy x = 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 is presented. With increasing Ce-doping level, the thermal conductivity peak under Tc is suppressed then disappears,while another peak appears at low temperatures for the non-superconducting compounds. The numerical analysis shows that the thermal conductivity peak under Tc can be well described by the normal electron relaxation-time contribution model, and the phonon-induced thermal conductivity peak could be well described within the Debye approximation of the phonon spectrum. The existence and velriation of these two thermal conductivity peaks indicate the adjustability between the superconducting and insulating components in the samples with different Ce-doping levels.     

Bi-2212导体用铠甲316LN钢力学性能研究

下一代超导磁体系统有着大电流、高磁场的显著特点,中心场约为5-7T,而最高场达到15T。为了满足如此高的磁场强度,作者需要制作能够达到磁场15T,电流45k A,电磁循环万次后性能稳定要求的超导磁体。目前,Bi2212作为发展的一个方向。Bi2212能否开展高场导体的应用,需要对线材,铠甲材料,以及成型后的导体整体都进行一系列的测试。主要介绍了目前Bi-2212导体使用的铠甲材料——316LN的高温力学性能研究测试。并与其室温、低温力学性能进行了对比;在软件上模拟了高温、加压的情况下材料所受的应力情况,分析了铠甲是否能满足将来的高压热处理。     

CICC型Bi-2212超导磁体绝缘纤维预处理方法研究

选择成分均为72%γAl₂O₃+28%SiO₂的氧化铝纤维制品作为Bi-2212超导磁体绝缘纤维材料并进行空气热处理除碳。采用强度测试、SEM、TG-DSC等测试手段,对三种氧化铝纤维制品(宽25mm/厚0.2mm氧化铝纤维带A、宽25mm/厚0.35mm氧化铝纤维带B和200tex/3股/捻度80氧化铝纤维束C)的热失重、纤维表面形貌、纤维强度进行分析表征。结果表明,其耐温性好,热失重过程并未发现晶相转变的吸放热峰。纤维经过空气热处理后,表面浸润剂氧化挥发,纤维裸露,无缺陷暴露,直径变化不明显,强度下降不超过25%,绝缘性能提高。分析结果表明,通过600℃、2h空气热处理可以有效提高氧化铝纤维绝缘性能。     

Bi-2212/Ag-Mn多芯线材的制备

Bi-2212(Bi2Sr2CaCu2Ox)线材具有优异的低温高场性能,线材的各向同性为磁体绕制提供方便,使其成为超高磁场磁体内插线圈的首选材料.本研究采用PIT技术与部分熔化工艺相结合的工艺制备Bi-2212/AgMn线材,系统研究熔化温度、降温速率以及低温保温时间后处理气氛等参数对线材相成分、微观结构及超导电性的影响,最终制备出临界电流密度Jc达到14.7kA/cm2(77K,self)的Bi-2212多芯线材.     

掺Ce的Bi-2212的低温电输运性质

在小型制冷机上，测量了掺Ce的Bi-2212(Bi2Sr2Ca1-xCexCu2O8 y,x=0.1,0.2,0,3,0.4）样品10K到300K温度范围内的电阻率，随着Ce掺杂浓度x的增加，样品的电输运性质表现出由金属到绝缘体的转变，注意到Ce掺杂的变价性，我们对这灯混坐体系中两相共存的可能性进行了分析和讨论。     

用于限流器的Bi-2212超导筒的研制

采用部分熔化法在流氧气氛的旋转炉中 ,以 Ag箔为衬 ,成功制得直径 60 mm的 Bi- 2 2 1 2超导圆筒。加热初始粉到部分熔融状态 ,然后再冷却到 855℃以形成超导相 ,在富 N2 气氛下退火 ,并且从 70 0℃开始在纯 N2 气氛中冷却 ,这种工艺可以得到较好机械强度和外型的筒。XRD图象表明 Bi- 2 2 1 2筒中主要相为 Bi- 2 2 1 2超导相。 Bi- 2 2 1 2筒的临界电流密度为 1 0 0 Acm-2 ,Ic约为1 0 A     

化学燃烧法制备Bi-2212前驱粉末

高质量的前驱粉是制备高性能Bi-2212线材的基础.本文采用化学燃烧法制备纳米级Bi-2212前驱粉末,分析了Bi-2212纳米粉末的成相过程以及微观形貌,结果表明可以成功制备尺寸小于100 nm的氧化粉末,经过热处理后得到纯的Bi-2212成相粉.与传统共沉淀方法的前驱粉末相比,纳米生粉反应活性更高,Bi-2212成相温度降低,转化效率更高.该方法有利于实现高质量的Bi-2212前驱粉末的批量制备.     

Bi-2212 CICC导体用铠甲材料Ni-80Cr力学性能研究

CFETR(中国聚变工程试验堆)是一种新的托卡马克装置。这个商用反应堆要求极高的高场超导磁体。CS和TF导体的最大磁场将达到大约15 T,这远远高于现在的反应堆。为了满足需求,新的导体Bi-2212 CICC被认为是潜在的一个超导磁体。因为Bi2212线需要承受在氧气环境下的特殊高温热处理,铠甲的材料是一个关键问题。作为一种新材料,Ni-80Cr性能优良,而且在高温下与Bi-2212接触时,几乎不与其发生反应。为了研究Ni-80C的机械性能,将样品的力学性能放在不同的温度下(高温、室温、低温)进行测试。测试的结果在本文中给出。