熔融织构YBCO超导体磁化临界电流的各向异性

对烧结处理和熔融织构处理 Y_1Ba_2C_3Ox 超导体材料分别进行磁化曲线测量,结果表明熔融织构样品,其磁化强度明显地受外加磁场方向的影响,应用扩展的 Bean 模型,我们计算了沿晶体 ab 面和 C 轴方向的磁化临界电流密度,对于一长条样品,它们值分别为2.3 ×10~4A/cm~2(77K,1.2T),8.9×10~2A/cm~2(77K,1.2T).将两者的比值与前人的工作了比较.     

原位法MgB_2-B_4C复相超导体合成及相含量调控研究

以B4C和Mg为原料合成的MgB2-B4C复相超导体具有高的临界电流密度(Jc)和高的超导转变温度(Tc),是一种有潜力的实用MgB2超导材料,其成相机理对复相MgB2超导体的相含量调控和磁通钉扎研究具有重要意义。结合经典烧结理论,研究了B4C-Mg真空固相烧结制备MgB2-B4C复相超导体的超导相形成和晶粒生长过程,给出了B4C-Mg的金斯特林格扩散模型和MgB2晶粒生长过程。通过选择B4C原料粒径,MgB2-B4C复相超导体超导相体积相含量在18%-88%范围可控。相含量88%的MgB2-B4C复相超导体临界转变温度达33.5K,转变宽度1.5K。10 K环境6T外场下电流密度可以达到1×104A/cm2,表明MgB2-B4C复相超导体具有良好的磁通钉扎行为。     

Bi系银基带材的临界电流密度

采用三步反应法制备 Bi 系超导体,研究其银包套复合带的超导性能.实验结果表明,这种粉末的复合带的临界电流密度优于“大混合”粉末的复合带.在适合的热处理和加工条件下,其最优 J_c 值可达1.3×10~4A/cm~2(77K,0T).     

高温超导电流也许不会永远持续

具有高临界电流密度的氧化物超导体薄膜的制备,是在为应用而改进的材料性质方面的一个重要发展.高质量的90K超导体YBa2Cu3O7-y膜,在77K时临界电流密度可高达4x106A/cm2.这一数值以及外延膜的磁性和商品铌钛合金超导体在4,2K的性质相比已相当不坏了。 然而,1988年的几个有关氧化物超导体单晶的实验却给出了使人困惑的结果.实验表明,新的氧化物超导体在有磁场时,其行为可能不同于人们对磁场中超导体行为传统的了解. 大多数实用的超导体都属于第Ⅱ类超导体.磁场超过某一下临界场时,超导体对磁通量的排斥(或迈斯纳效应)是不完全的.在磁场小…     

氧化物超导体的临界电流问题

1988年 8 月16-19日在美国SnowmassVillage,Colorado的“高温超导体的临界电流”会议上集中讨论了氧化物超导体和Nb3Sn等金属超导体在临界电流密度人上有显著差别的原因.目前1T磁场下烧结块状氧化物超导体的Jc(77K)以Tc可达125K的TlSrCaCu系为最高,接近了 102A/cm2,但仍比4.2K下Nb3Sn的Jc低四个数量级.从熔体中形成的具有织构的YBa2Cu3O7(晶粒最长的达10mm)的Jc接近104A/cm2,比上述烧结样品提高了二个数量级,在SrTiO3单晶上外延生长的YBa2Cu3O7簿膜的Jc又提高一个数量级.实验还指出:在强磁场(如10T)下,超导转变急剧展宽,电阻-…     

能产生15T磁场的多芯Nb_3Sn导体的冶金与超导性能

本文报道了导体的冶金与超导性能。导体的临界电流密度J_c(4.2K)达到9.0 ×10_4A/cm_2(10T)、5.8×10~4A/cm_2(12T)、1.7×10_4A/Cm_2(16T);上临界磁场H_(c2)~*(外推)为～22T(4.2K);超导转变温度T_c在17.5—17.9K范围;在室温弯曲直径大于或等于100倍线材导体直径时,J_c无退降。使用先绕制后扩散反应的方法成功地制作出了多芯Nb_3Sn螺管超导磁体,此超导磁体在12.8T的背场下,总场达到15.2T。本研究结果意味着,采用这种导体制作15T的实用高场超导磁体是可能的。     

中子辐照对熔融织构YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体磁学性能及微观组织的影响

本文研究了中子辐照对熔融织构生长(MTG)YBaCuO 超导样品磁学性能及微观组织的影响.采用了两种辐照剂量:2.3×10~(16)n/cm~2和1.16×10~(17)n/cm~2.通过比较辐照前后样品磁滞回线,发现临界电流密度明显提高,在77K、0.1T 磁场下,临界电流密度达到4.7×10~5A/cm~2,此辐照前样品的临界电流密度提高了几十倍.通过观察辐照前后不可逆线 T~*(H)的变化,发     

利用电泳法在金属基底上制备MgB2超导厚膜

利用电泳技术在高熔点金属基底Ta,Mo和W上制备MgB2 超导厚膜 .厚膜中的MgB2 晶粒结合紧密 ,粒度小于1μm ,呈随机取向生长 .电阻测量表明沉积在Ta ,Mo,W上的MgB2 厚膜的超导起始转变温度分别为 3 6.5K ,3 4.8K ,3 3 .4K ,对应的转变宽度为 0 .3K ,1.5K和 2 .0K .三种基底上制备的MgB2 厚膜的临界电流密度在不同温度下随外磁场的变化情况基本相同 ,MgB2 Mo厚膜的临界电流密度在 5K ,1T时可达 1.2× 10 5A cm2 .本工艺可以随意控制膜的厚度、形状、大小 ,也可进行双面沉积 ,且制备出的MgB2 厚膜的超导性能优良 ,为MgB2 超导体的实用化提供了可能     

青铜法多芯Nb_3Sn(Ti)复合线的超导性能

本文报道了青铜法55×55芯 Nb/Cu-7.4at％Sn-(0.5、0.6)at％Ti复合线的超导性能。导体临界电流密度J_c(青铜十铌)最佳值:Nb/Cu-7.4at％Sn-0.6at％Ti复合线,在4.2K、16T和20T下分别为300A/mm_2和133A/mm_2。Nb/Cu-7.4at％Sn-0.5at％Ti复合线,在4.2K和ZK、20T下分别为119A/mm_2和219A/mm_2。超导转变温度T_c为17.30～17.45K。上临界磁场B_(c2)~*在4.2K和2K下分别为26.0～26.8T和29T。     

Y-211粒子与Y_2O_3粉掺杂的熔融织构YBCO超导体性能及微观研究

采用熔融织构法结合顶部籽晶技术 ,掺杂 Y2 O3粉和 Y- 2 1 1粒子制备了高质量的准单畴熔融织构的 YBCO块材。样品的 Jc测量表明 :临界电流密度 Jc在 1 0 K温度 0 .6T磁场下达到 1 .6×1 0 6 A/ cm2 ;在 70 K温度 2 T磁场下达到 1 .2 4× 1 0 4A/ cm2。扫描电镜观察表明 :掺杂 Y2 O3粉所形成的 Y- 2 1 1粒子是柱状的 ,而掺杂 Y- 2 1 1粒子在母体材料中形成的是球形的 Y- 2 1 1粒子 ,掺杂Y2 O3 粉比 Y- 2 1 1粒子能更有效地改善样品的生长状况。可见 ,Y- 2 1 1粒子与超导母体材料之间的界面对磁通钉扎起主要作用 ,Y- 2 1 1粒子作为强钉扎中心是属于界面钉扎     

熔融织构YBCO块材和Bi-2223/Ag带材磁光图像研究的评述

熔融织构YBCO块材表面的磁感应强度在空间的分布和随时间的变化可以用磁光图像观测.熔融织构YBCO块材的l临界电流密度成功地由饱和抗磁场确定.局域电流密度随时间变化的反常行为从不同磁通动力学模型随空间的时间的转换理解.Bi-2223/Ag带材超导芯中的片晶中的电流密度在67K可达1.5×105A/cm2.由剩余磁感应强度的分布和超声振荡后的碎片证实的超导芯中的网状弱超导区是限制Bi-2223/Ag带材临界电流密度的主要原因.     

钛离子辐照对MgB2超导薄膜的载流能力和磁通钉扎能力的影响

利用混合物理化学气相沉积法(hybrid physical-chemical vapor deposition, HPCVD)可以制备出高性能的MgB₂超导薄膜, 再对薄膜进行钛(Ti)离子辐照处理.经过辐照处理后的样品被掺入了Ti元素, 与未处理的干净MgB₂样品相比,其超导转变温度没有出现大幅度的下降, 而在外加磁场下的临界电流密度得到了明显的提高,同时样品的上临界磁场也得到了提高. 在温度5 K, 外加垂直磁场为4 T的情况下, Ti离子辐照剂量为1× 10¹³/cm²的样品的临界电流密度达到了1.72× 10⁵ A/cm², 比干净的MgB₂要高出许多,而其超导转变温度仍能维持在39.9 K的较高水平.     

MgB_2带材的超导电性与制备温度的关系

报导了利用电泳技术在不锈钢基底上制备 Mg B2 超导带材。采用扫描电子显微镜、X射线衍射、电测量和磁测量技术 ,分别研究了后退火温度对带材表面形貌、晶体结构、超导转变温度和临界电流密度的影响。结果表明 ,随着后退火温度的升高 ,Mg B2 带材的结晶情况逐渐变好 ,超导转变温度升高、转变宽度变窄。 90 0℃下制备的带材的临界电流密度为 6× 10 5A/ cm2 (5 K,0 T)。     

面向高场应用的铁基超导材料

铁基超导体的上临界磁场可达100 T以上,并具有较小的各向异性、简单的制备工艺等突出优点,在核磁共振成像(MRI)、核磁共振谱仪(NMR)及高场超导磁体等领域具有重要的应用前景。目前铁基超导材料正处于快速发展的研发阶段,低成本的粉末装管法已广泛应用于铁基超导线带材的制备,临界传输电流密度在4.2 K和10 T下超过10~5A/cm~2;最近世界首根百米量级铁基超导长线的成功研制进一步奠定了铁基超导材料在强电领域的应用基础。本文首先介绍了铁基超导材料的典型结构与基本超导特性,接着以粉末装管工艺流程为主线,从影响铁基线带材临界电流密度的关键因素:相纯度、晶界弱连接以及致密度等方面入手,详细评述了国内外铁基超导线带材制备的最新研究进展。在此基础上,分析当前研究中存在的问题,并提出进一步改善传输性能的可能对策,最后对铁基超导材料的发展趋势进行了展望。     

厚度小于100nm的Tl2Ba2CaCu2Ox高温超导薄膜

采用直流磁控溅射和在纯氩气中后热处理的方法,在LaAlO3(001)衬底上生长出厚度小于100nm的Tl2Ba2CaCu2Ox(Tl-2212)超导薄膜.在77K和零磁场下,100nm厚的薄膜具有105.3K的超导转变温度和2.33×106A/cm2的临界电流密度.这些值与较厚的Tl-2212薄膜的最好值相符.30nm厚的薄膜仍具有大于100K的转变温度,并具有光滑致密的表面形貌和外延生长的晶体结构.20nm厚的薄膜仍显示出正常态的金属行为和充分的超导转变.当厚度小于20nm时,薄膜的表面形貌和超导电性明显变坏,6nm厚的薄膜在15K低温下,未发现超导转变.从这个意义上看,20nm为我们所研究的Tl-2212薄膜的临界厚度.     

电子束蒸发制备YBCO超导薄膜研究

采用电子束沉积制备YBCO超导薄膜,研究了760℃—840℃的不同退火温度下高温热处理对YBCO薄膜双轴织构、表面形貌及超导性能的影响。超导临界电流密度测试、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)的结果表明,退火温度在在800℃时,YBCO薄膜具有良好的织构和平整致密的表面形貌,在77K自场下的临界电流密度J可达4.2×106/cm2。     

MgO单晶基片上YBCO高温超导薄膜的制备

在2英寸MgO(001)单晶基片上,采用直流溅射法,通过基片高温退火,成功制备了性能优越的YBa2C3O7-δ(YBCO)双面超导薄膜,能够满足超导滤波器的设计要求。X射线衍射(XRD)分析表明经过退火的基片上生长的YBCO薄膜与基片有单一的外延取向关系;用原子力显微镜(AFM)和高能电子衍射(RHEED)分析高温退火对基片表面状况的改变。结果表明制备的YBCO薄膜具有很好的超导电性,薄膜临界电流密度Jc(77K,0T)≈2.5×106A/cm2,微波表面电阻Rs(10GHz,77K)≈0.16mΩ。     

Tl系1223相超导体的不可逆线

研究了(Tl_(0.5)Pb_(0.5))(Sr_(0.8)Ba_(0.2))_2Ca_2Cu_3O_y超导体的不可逆场H~*(T),并与Y系、Bi系和Tl1212相超导体作了比较。实验表明,在77K下Tl 1223相的不可逆场高达5T。证明了该材料在高温下的磁通钉扎比Bi系超导体和Tl 1212相超导体强得多,并对此作了讨论,由磁滞回线估计的磁化电流密度J_c在77K和2T磁场下大于10~4A/cm~2。     

Bi系2223相银包套带材在15-77K温度范围的临界电流密度和磁通钉扎

实验测量了具有较高临界电流密度J_c(J_c=1.6×10~4A/cm~2.77K,OT)的Bi系2223相银包套带材在15-77K温度范围内的临界电流密度J_c与温度和磁场的关系,实验结果用热激活磁通蠕动模型予以解释,并求出钉扎势U_0随外磁场的依赖关系,发现在0-1T外磁场范围内,U_0与外磁场H的关系为U_0=0.069H~(-0.08)(eV),其中H的单位为千高斯。     

掺TiNb3Sn超导性能改善机制研究

在 Nb/Cu 挤压管法制备的多芯 Nb_3Sn 超导复合线中添加合金元素 Ti 使其超导性能特别是在高场下的临界电流密度 J_c 得到显著改善.T_c 值提高约0.3K,H_(c2)(0)值提高到大约29Tesla,在4.2K_2 15T 和20T 脉冲背景磁场下(脉冲上升时间为10ms),J_c(Nb_3Sn)值分别达到4.4×10~4A/cm~2和3.3×10~4A/cm~2.在实验事实基础上,认为在低温下(<43K)掺适量Ti 元素的 Nb_3Sn 会发生部分马氏体相变,并用此观点结合磁通钉扎基本原理,对掺适量 Ti元素 Nb_3Sn 超导性能显著改善的事实进行解释,得到了一个改善掺适量 Ti Nb_3Sn 超导性能的可能机制.