热处理温度对MgB2超导材料的超导电性及微观结构的影响

采用粉末烧结方法在不同温度(650℃,700℃,750℃,800℃,850℃,900℃)制备了MgB2超导块材.采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了热处理温度对MgB2超导材料的成相及微结构的影响.采用磁化法测定不同温度制备MgB2超导材料的超导电性.结果显示热处理温度对MgB2超导材料的晶粒尺寸、形状和超导电性有明显影响,700℃制备的MgB2超导体具有最高的临界电流密度和最好的磁通钉扎特性,细小的晶粒尺寸是样品磁通钉扎特性改善的原因.     

热处理温度对MgB2超导材料的超导电性及微观结构的影响

采用粉末烧结方法在不同温度（650℃，700℃，750℃，800℃，850℃，900℃）制备了MgB2超导块材．采用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）研究了热处理温度对MgB2超导材料的成相及微结构的影响．采用磁化法测定不同温度制备MgB2超导材料的超导电性．结果显示热处理温度对MgB2超导材料的晶粒尺寸、形状和超导电性有明显影响，700℃制备的MgB2超导体具有最高的临界电流密度和最好的磁通钉扎特性，细小的晶粒尺寸是样品磁通钉扎特性改善的原因．     

基于碳化硼复相MgB2超导体制备及特性

以廉价的B4C粉和Mg粉为原料,用真空固相反应法成功制备了复相MgB2-B4C超导材料,通过X-射线和扫描电子显微镜分析了样品的成相和织构,除MgB2、B4C和MgB2C2外样品中未明显检测到其它杂相,其中MgB2相含量高达87.7%.电阻-温度特性测量表明,所制备的样品零电阻温度Tc(0)=31.5 K,转变宽度(T...     

MgB2涡旋液体相研究

近来几个超导研究小组相继报导MgB2磁通线的涡旋相图具有与高温超导体相似的特性,而且该超导体电阻率在外场中展宽的超导区大部份对应涡旋液体相.本文发展了一种新的求导超导体有效钉扎势方法,并利用MgB2电阻在外场中展宽测量数据,发现在超导转变区,其有效钉扎势相应温度的函数关系分为两个区域,其中一个区的热激活能和温度的关系是线性的,另外一个区是非线性的.这明确表明与F. Bouquet et al(Nature, 411(2001), 448)发现高温超导体YBa2Cu3O7-δ具有两个涡旋液体相相类似.MgB2的涡旋液体相也同样具有两个不同的液体相.     

制备温度对MgB-2薄膜超导电性的影响

报道了用两步法制备MgB2超导薄膜.首先利用脉冲激光沉积技术制备B膜,然后在Mg蒸气环境下对B膜进行后退火处理,通过扩散反应生成MgB2超导薄膜.采用扫描电子显微镜、x射线衍射、电阻测量和磁测量技术分析了前驱物B膜的制备温度对扩散产物MgB2薄膜的表面形貌、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B膜制备温度的降低,MgB2薄膜中晶粒粒度减小、c取向的衍射线宽化、超导转变温度升高、临界电流密度增大.300℃时制备的MgB2超导薄膜的超导起始转变温度为395K,临界电流密度为13×107A 关键词： MgB2超导薄膜 脉冲激光沉积 基片温度     

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     

晶粒细化对MgB_2超导临界电流密度的作用

在多晶系统的MgB2超导体中存在晶粒间较小的整体电流和晶粒内大的局域电流.用改变升温速率的方法制备了不同晶粒大小和晶粒连接性的MgB2样品,并对它们的晶粒大小进行了统计.采用一种测量超导临界电流密度的Campbell法,分别测量和计算得到了它们的整体电流和局域电流密度.研究表明:长时间的烧结造成晶粒变大,材料有较大的整体临界电流密度,而短时间烧结的样品则相反;同时发现晶粒细化只提高了样品的局域临界电流密度,而且样品内部缺陷、杂质及晶界等因素是影响MgB2超导体整体电流传输的主要因素.     

先位粉末套管法制备MgB2/Fe线材的超导性能研究

采用先位法将MgB2粉装入纯铁管中,制备出MgB2/Fe超导线材.用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析了样品的物相组成和显微结构;用SQUID测量了样品的超导转变温度;用标准四引线法测量了短样的临界电流.结果显示,超导样品的临界转变温度约为38.3 K,在4.2 K/4 T下MgB2/Fe线材的临界电流密度为～104A/cm2.研究结果表明,高温退火有效地减少了冷加工过程中产生的应力,改善了晶粒连接性,提高了芯材的致密度,可以显著地提高先位法制备线材的临界电流密度.     

原位法MgB2-B4C复相超导体的成相与特性

以B4C粉末与Mg粉为原料,采用真空同相反应法成功制备了复相MgB2超导块材,研究了不同制备工艺下MgB2的成相,测量分析了材料的X射线衍射谱、扫描电镜图像、低温电输运特性等.结果显示,合成的复相超导材料含MgB2超导相、B4C绝缘相和少量MgB2C2杂相,MgB2超导相含量与B4C粒径、合成温度、反应时间等有关,并在...     

MgB2电阻外场展宽的物理特性

近来几个超导研究小组相继报导MgB2磁通线的涡旋相图具有与高温超导体相似的特性,而且该超导体电阻率在外场中展宽的超导区大部份对应涡旋液体相.本文发展了一种新的求导超导体有效钉扎势方法,并利用MgB2电阻在外场中的展宽测量数据,发现在超导转变区,其有效钉扎势相应温度的函数关系分为两个区域,其中一个区的热激活能和温度的关系是线性的,另外一个区是非线性的.这明确表明与F. Bouquet et al(Nature,411(2001), 448)发现高温超导体YBa2Cu3O7-δ具有两个涡旋液体相相类似.MgB2的涡旋液体相也同样具有两个不同的液体相.     

实用化MgB2超导材料研究进展

本文综述了实用化MgB2超导材料的最新研究进展．最新的理论和实验结果表明通过元素替代和掺杂，有希望进一步提高MgB2超导线带材的临界电流密度和磁通钉扎特性，完全可以达到实用化要求．目前MgB2超导磁体的制备技术研究已经开始，极有可能开发出采用闭路循环制冷机制冷的核磁共振成像仪（MRI）取代现在医学上使用的基于低温超导的核磁共振成像系统．     

非铁磁性管套法硼化镁带材的基本物理特性

采用粉末管套法,在不锈钢、铜和铝非铁磁性金属管套中制备了MgB2超导带材。电阻温度特性测量表明,以不锈钢管为包套制备的MgB2超导带材具备较好的电输运性能:临界转变温度最高(Tc=33.7K)、转变宽度最窄(零电阻转变ΔTc=1.2K,完全抗磁转变Tm=1.9K)。XRD测量显示,三种管套都能够使MgB2良好成相,MgB2和MgO相的相含量比例R(SS、Cu、A l)分别为7.15、2.45、3.77,样品中MgO相应该是Mg和管套中残余的氧反应的结果,铜管和铝管中还分别检测到了Cu2Mg和A l3Mg2相。对不锈钢管套MgB2带材的热导率测量显示,在超导转变温度以下热输运能力单调下降,满足多晶导体内热运动随温度变化的理论结果。     

IMD-MgB_(2)超导线材的研究进展

中心镁扩散技术(IMD)自2003年被Giunchi等人首创以来,国内外学者系统地揭示了Mg与B反应机制,MgB_(2)烧结成相过程及掺杂物的影响;IMD-MgB_(2)线材具有致密的MgB_(2)层,J_(e)远高于同等条件下传统PIT法制备的线材.目前IMD-MgB_(2)百米级线材已被成功制备,为IMD-MgB_(2)超导线材的生产应用奠定了基础.本文首先简要介绍了IMD-MgB_(2)超导线材的发展历程,其次讨论了对线材超导性能影响的相关因素,包括B粉和C掺杂、有效的MgB_(2)层密度、晶粒尺寸、粉末填充系数、线材直径、热处理条件及线材的交流损耗,最后简述了IMD-MgB_(2)超导线材目前存在的技术难题及未来的工作重心.     

Boron isotope effect in superconducting MgB2

We report the preparation method of and boron isotope effect for MgB2, a new binary intermetallic superconductor with a remarkably high superconducting transition temperature T(c)(10B) = 40.2 K. Measurements of both temperature dependent magnetization and specific heat reveal a 1.0 K shift in T(c) between Mg11B2 and Mg10B2. Whereas such a high transition temperature might imply exotic coupling mechanisms, the boron isotope effect in MgB2 is consistent with the material being a phonon-mediated BCS superconductor.     

热处理对C掺杂MgB2/Nb/Cu单芯线材微观结构及超导电性的影响

采用原位法粉末装管工艺(In-situ)制备了MgB2/Nb/Cu单芯线材,通过X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)和物性测试仪(PPMS)等手段研究了热处理温度对线材微观结构及超导电性的影响.结果显示,随着热处理温度的提高,衍射图谱中的(110)峰向高角度偏移,说明掺杂元素C进入晶格的量也在增加;烧结温度对C掺杂...     

Study of magnetic flux pinning in granular YBa2Cu3O7 − y /nanoZrO2 composites

In this work, the effect of ZrO₂ nanoparticles prepared in a low-pressure arc discharge plasma on magnetic flux pinning of granular YBa₂Cu₃O_{7 ? y} /nanoZrO₂ composites has been studied. It has been shown that the ZrO₂ nanoparticles do not change the superconducting transition and the microstructure of superconductors. At a temperature of 5 K, the addition of 0.5 and 1 wt % of ZrO₂ nanoparticles may lead to the additional effect of magnetic flux pinning and the increase in the critical current density J _c. The J _c value for composites with 1 wt % is two times larger than that for the reference sample. The fishtail effect is observed for YBa₂Cu₃O_{7 ? y} /nanoZrO₂ composites at the temperatures of 20 and 50 K. The problems associated with the additional effect of magnetic flux pinning of granular YBa₂Cu₃O_{7 ? y} /nanoZrO₂ composites and the appearance of the fishtail effect have been discussed.     

Observation of the crossover from two-gap to single-gap superconductivity through specific heat measurements in neutron-irradiated MgB2

We report specific heat measurements on neutron-irradiated MgB2 samples, for which the critical temperature is lowered to 8.7 K, but the superconducting transition remains extremely sharp, indicative of a defect structure extremely homogeneous. Our results evidence the presence of two superconducting gaps in the temperature range above 21 K, while single-gap superconductivity is well established as a bulk property, not associated with local disorder fluctuations, when Tc decreases to 11 K.     

Dramatic role of critical current anisotropy on flux avalanches in MgB2 films

Anisotropic penetration of magnetic flux in MgB(2) films grown on vicinal sapphire substrates is investigated using magneto-optical imaging. Regular penetration above 10 K proceeds more easily along the substrate surface steps, the anisotropy of the critical current being 6%. At lower temperatures the penetration occurs via abrupt dendritic avalanches that preferentially propagate perpendicular to the surface steps. This inverse anisotropy in the penetration pattern becomes dramatic very close to 10 K where all flux avalanches propagate in the strongest pinning direction. The observed behavior is fully explained using a thermomagnetic model of the dendritic instability.