单畴YBCO超导块的生长及其磁浮特性

使用熔否则织构生长工艺和顶部籽晶技术成功地制备了２－３ｃｍ直径的ＹＢＣＯ超导块材。结构分析证实具有某种特定表面生长花样的超导块材是单畴结构，其ｃ轴方向与柱状超导块的轴平行，与所用籽晶的ｃ轴一致。     

熔融织构单畴YBCO超导块的俘获场及磁浮特性

对直径30mm的单畴熔融织构YBCO超导块材用超导磁体进行志冷磁后，研究了其俘获磁场特性。掺硼厚度为13mm的单畴试样，在77K温度下其表面中心的俘获场达到了0.63T，与未掺硼的同类样品相比，提高了约50%。在77K温度下厚度为18mm的试样的俘获场达到了0.75T，比厚度为13mm的试样增加了约76%。另外，发现在中心有直径8mm的小孔并不影响直径30mm的单畴试样的俘获场分布磁浮性能。因此，单畴样品中心有无开孔对在低场下的性能并不造成差异。超导样品在高场励磁很易被破坏，所以提高材料的机械强度是得到高俘获磁场的关键因素之一。     

单畴YBCO大块超导体表面生长十字花纹的观察及分析

本文通过大量的实验,借助ＳＥＭ 及ＥＤＡＸ分析,仔细观察了高质量单畴ＹＢＣＯ大块超导体表面生长花纹及其生长十字线的形貌,弄清了该类晶体表面花纹的形成原因．ａｂ 面沿水平方向生长样品表面的十字花纹,是由于在籽晶基础上沿ａｂ 面外延生长出来的相互垂直的两个１２３ 晶体相互生长碰撞,在其对角线上形成相遇时的痕迹所致,并提出了相应的晶体生长模型,合理的解释了该类晶体形貌的形成过程     

大畴YBCO超导块

叙述了用熔融织构生长 ( MTG)工艺和顶部籽晶法制备大畴 YBCO超导块材的工艺过程 ;还叙述了样品磁悬浮力及冻结磁场的测量方法及所达到的性能 ;综述了大畴 YBCO超导块材潜在的实际应用。     

Y2BaCuO5粒子掺杂的单畴熔融织构YBCO超导体工艺与性能研究

采用人工掺杂Y 2 11相的方法以及熔融织构生长结合顶部籽晶工艺制备了不同 2 11粒子含量的准单畴熔融织构的YBCO块材料 ,样品致密度高 ,体密度大于 6 2g/cm3 ,机械强度好 ,振动样品磁强计测量结果表明 ,样品在温度 30K、磁场 0 6T下 ,其Jc 仍达到 1 2 3× 10 6A/cm2 .在温度 70K、磁场 2T条件下 ,Jc 仍高达 1 35× 10 4A/cm2 ,而且临界电流密度对磁场不敏感 .扫描电子显微镜分析也表明 ,Y 2 11相的人工掺杂 ,能改善织构样品的生长状况 ,减小微裂纹 ,同时 ,掺杂的Y 2 11粒子能作为强的钉扎中心 ,因此 ,这种工艺能精确地控制样品中Y 2 11粒子的含量 ,所制备的样品中Y 2 11粒子分布越均匀 ,尺寸越小 ,其钉扎效果越好 .从大量实验结果比较得出 ,1∶0 5是最佳的掺杂比例 .     

Y2BaCuO5粒子掺杂的单畴熔融织构YBCO超导体工艺与性能研究

采用人工掺杂Y-211相的方法以及熔融织构生长结合顶部籽晶工艺制备了不同211粒子含量的 准单畴熔融织构的YBCO块材料,样品致密度高,体密度大于62g/cm³,机械强 度好,振动样品磁强计测量结果表明,样品在温度30K、磁场06T下,其J_c仍 达到123×10⁶A/cm².在温度70K、磁场2T条件下,J_c 仍高达135×10⁴A/cm²,而且临界电流密度对磁场不敏感.扫描电 子显微镜分析也表明,Y-211相的人工掺杂,能改善织构样品的生长状况,减小微裂纹,同 时,掺杂的Y-211粒子能作为强的钉扎中心,因此,这种工艺能精确地控制样品中Y-211粒子 的含量,所制备的样品中Y-211粒子分布越均匀,尺寸越小,其钉扎效果越好.从大量实验结 果比较得出,1∶05是最佳的掺杂比例. 关键词： 准单畴超导体 熔融织构 c')" href="#">临界电流密度J_{c 磁通钉扎中心}     

YBCO晶须制备新工艺与生长机理

本文首先提出了由ＹＢＣＯ的熔融织构样品经高温热处理制取ＹＢＣＯ晶须的新工艺，采用ＳＥ几ＳＡＤ等手段研究了热处理温度制度及不同母体对ＹＢＣＯ晶须生长的影响，确定了制备ＹＢＣＯ晶须的工艺参数，所得ＹＢＣＯ晶须的长度可达２．５ｍｍ，晶须宽度在２０－５０μｍ之间，探讨了由ＹＢＣＯ熔融织构样品制取其晶须的生长机理。     

熔融织构YBCO块材磁通动力学参量的磁光图像研究(Ⅱ)

由熔融织构YBCO块材表在剩余磁感应强度的磁光图像。推算出局域有效激活能U和电流密度j,进而研究磁通运动的局域效应。在样品的边缘区域,U（j）符合Zeldov对数模型,在样品中心区域,U（j）应该鹰符合Anderson-Kim线性模型。在涡旋线向样品中心运动的前沿区域,可以观察到电流密度随时间先升后降。     

电泳法(EPD)制备YBCO超导涂层的微结构及其性质

采用顶部籽晶技术和熔融织构工艺改善晶界弱连接 ,并研究不同尺寸的籽晶对超导涂层微结构和超导性质的影响 ;用与基片同样尺寸的籽晶制备 YBCO超导涂层 ,再经过高压氧处理过程 ,YBCO超导涂层的临界电流密度有很大提高     

钇钡铜氧单畴超导块的多籽晶制备方法

顶部籽晶技术与熔融织构生长工艺的结合已经被证明是制备单一晶体取向的YBaCuO单畴超导体的成功方法．由于YbaCuO晶体的生长速度慢，使大尺寸单畴超导快的制备受到限制．采用多籽晶的方法可以减少生长大块材料的时间，但多籽晶诱导生长的大晶粒的边界通常是弱耦合的，材料的磁浮力和冻结磁场性能明显低于单籽晶生长的材料．本研究在采用多籽晶法制备YBCuO超导块时，通过在先驱物坯料的顶部增加成分梯度过渡层的方法成功地生长出单畴结构的超导材料．冻结磁通的分布为单峰状，证实材料为单畴结构，其磁浮力也达到单籽晶样品的水平．这些结果表明成分梯度层和多籽晶结合的工艺可以改善多籽晶生长样品的晶界耦合，是生长大尺寸单畴超导材料的一种可行方法．     

单畴YBCO块材的晶粒取向对磁悬浮力的影响

熔化生产工艺是制备高性能ＹＢＣＯ块材的重要方法。用该方法制备的直径为Х３０ｍｍ的单畴ＹＢＣＯ块材在７７．３Ｋ下磁悬浮力达７０Ｎ。将该样品按晶体的取向不同切割成尺寸为３．５×３．５×５ｍｍ＾３的一组样品,分别对其磁悬浮力进行测量。结果发现,取向不机样品的磁悬浮力随着ｃ轴与磁场方向夹角θ（０≤θ≤９０°）的增加而单调减小。在此基础上,提出了一个简单的物理模型,通过计算对实验结果作了满意的解释。     

Y2BaCuO5相含量对准单畴YBCO块材生长及其性能的影响

本文采用Y-123 Y-211合成粉体作为前驱物粉体,利用顶部籽晶熔融织构技术制备了最大顶角间距为34 mm正六边形YBCO准单畴块材,研究了Y-211含量对准单畴块材生长过程,以及对成材样品磁浮力性能的影响.实验结果发现:Y-211摩尔含量为30%样品的最大磁悬浮力明显高于Y-211含量为40%的样品.实验结果还发现,在同一烧结程序下,Y-211含量为40%样品出现单畴区未完全生长状态,而Y-211含量30%样品则呈现完全生长状态.这一结果可以解释两样品之间磁悬浮力性能的差异,而造成这一结果的原因可能是不同Y-211含量样品单畴区的起始生长温度不同所致.     

准单畴YBCO块材当中磁悬浮力不均匀性研究

顶部籽晶熔融织构准单畴Y1B2C3O7-δ中磁悬浮力密度与籽晶位置的关系进行了深入研究.经研究发现在液氮温度下磁悬浮力密度大小随位置变化,在离顶部籽晶3 mm的地方达到最大值,换句话说就是在第二块薄片中具有最大磁悬浮力密度.这种现象可以用晶体生长和吸氧的过程的相互作用来解释.我们提出一个模型,在这个模型中Y211粒子的分布导致的小孔微结构降低了有效感应电流环的大小,从而相当于降低了单畴的有效尺寸,导致磁悬浮力的大小.从研究中发现纵向微裂纹对磁悬浮力的影响最为明显.这个结果对于顶部籽晶熔融织构准单畴的基础研究和制造有很大的意义.     

单畴熔融织构YBCO/Ag样品的生长工艺研究

本文研究了用冷籽晶技术制备掺Ag单畴熔融织构YBCO超导块材的工艺.通过引入有效的隔离层避免了籽晶的熔化.使用纯Y1.8粉作为隔离层的材料,并探索出同时施加两个隔离层的方法.对施加隔离层后大块单畴YBCO/Ag样品生长窗口的研究发现,加入隔离层后使慢降温上限温度升高,970℃到955℃是Y123/Ag系单畴生长的主要窗口.制备的直径26mm单畴超导块材的磁浮性能已达到12N/cm2(77K,0.5T).认为如果进一步提高熔化温度或延长保温时间将有助于抑制自发成核.     

Trajectory-property relationships in MOD-derived YBCO films

A study of the physical and chemical changes during processing in MOD-derived YBCO films was performed. Fully processed films were 70–85% of theoretical density. The sintering rate increased substantially in the compositional range F/Ba = 1.8–1.5. The activation energy for sintering decreased above a P(H₂O) dependent threshold temperature. XRD indicated this temperature/composition threshold also corresponded to YBCO nucleation, suggesting ex situ YBCO forms in contact with a melt. The ramp rate and P(H₂O) were used to control F/Ba trajectories, which were correlated to performance. The nucleation of YBCO was strongly dependent on processing conditions. Nucleation temperature was varied by at least 60 °C in the study. The optimal YBCO nucleation temperature in the 300–800 nm films was around 725 °C. a-axis grains dominated the microstructures of films where YBCO nucleated at <700 °C. Large second phases, but no a-axis grains, were found when the nucleation temperature was >750 °C.     

最高熔化温度对GdBaCuO单畴块材生长及磁悬浮性能的影响

采用熔融织构生长工艺结合冷籽晶法,通过调整最高熔化温度,成功制备出直径53mm的GdBCO单畴超导块材.不同高温下淬火坯体的XRD图谱表明,提高最高熔化温度对Gd123相的充分熔解和大单畴的生长具有重要意义.最高熔化温度对块材的磁悬浮性能有重要影响,最高温度偏低不利于熔体中气体排出,制成的单畴存在大量孔洞,使磁悬浮力下降;适当提高最高熔化温度,可减少单畴内部的孔洞,使材料致密从而提高磁悬浮力.     

直径53 mm熔融织构单畴YBCO块材制备研究

实验表明:通过对Y123/Y211前驱粉体粒度的调整以及采用Y123∶Y211=1∶0.3摩尔比的配制方案,在顶部籽晶诱导熔融织构生长条件下,可以提高单畴YBCO块材的起始生长温度Ts,从而有效地抑制了大尺寸单畴高温超导块材生长过程中的非籽晶成核现象. 利用这一技术,我们成功地生长出多块直径53 mm、厚18mm单畴YBCO高温超导块材,其中最大磁浮力达到302牛顿,最小为274牛顿,平均磁浮力密度达到12.9 N/cm2(77K、0.55T),达到和超过了该类材料的实用化国际标准.从宏观形貌上看,样品沿径向呈完全织构生长状态,沿轴向也基本呈完全生长状态. XRD和极图分析结果显示,整块样品具有较理想的织构化程度.这一结果意味着近期有望实现更大直径单畴YBCO超导块材的织构生长.