MgB2超导线I-V曲线的测量

2001年1月MgB2的超导电性被发现以来,这种临界温度达到40 K左右的超导材料引起了国际超导界广泛的兴趣,短时间内就对其进行了深入的研究.MgB2属于传统的电子-声子耦合的BCS超导体,它的临界温度大于或者接近BCS理论所预言的临界温度的上限,因此,这种材料在理论研究上具有重要的意义.本文对MgB2超导线的I-V关系进行了初步的测量,我们测量的超导线样品的MgB2层厚度大约只有0.5μm,截面积约1.5×10-6cm2,实验得到了许多有意义的实验结果.     

MgB2超导线圈的交流损耗仿真和实验研究

本文采用MgB2／Fe/Cu单芯复合线材制作了一个小型实验线圈，并以此为基础，对用MgB2线、带材制成的线圈在承载较大电流情况下的交流损耗特性进行了仿真和实验研究，结果表明，为使MgB2／Fe／Cu复合线材适于电力应用，应设法大幅降低基体损耗．     

MgB2超导线圈的交流损耗仿真和实验研究

本文采用MgB2/Fe/Cu单芯复合线材制作了一个小型实验线圈,并以此为基础,对用MgB2线、带材制成的线圈在承载较大电流情况下的交流损耗特性进行了仿真和实验研究,结果表明,为使MgB2/Fe/Cu复合线材适于电力应用,应设法大幅降低基体损耗.     

MgB2超导线和不同电极材料之间接触电阻的研究

我们用四引线法测量了MgB2超导线和不同电极材料之间的接触电阻,电极材料包括金,铟和银胶,实验数据显示,用热蒸发镀膜的方法制备上的金属材料电极和超导线之间有较小的接触电阻,对电极材料进行后期的退火处理可以有效的降低接触电阻的大小。     

TiB2掺杂MgB2超导线材临界电流密度和显微结构研究

以低碳钢管为包套材料,采用原位粉末套管法制备出5 mol%TiB2掺杂的MgB2超导线材.利用X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱分析和标准的直流四电极电阻法分别测试了线材的物相组成、显微结构、化学组成和临界电流密度(Jc).结果显示,TiB2掺杂能够提高MgB2线材的Jc,使其达到了9960 A/cm2(6K,4.5T)和1110 A/cm2(6K,7T),比未掺杂线材分别提高了14%和26%.TIB2掺杂引起的MgB2晶粒减小,晶界面积增加和晶粒连结性改善,是Jc提高的主要原因.在未掺杂MgB2线材中还发现了微裂纹、MgO晶须等不利于超导性能的特殊显微结构.     

MgB2超导储能磁体可行性研究及结构优化

MgB2作为超导材料中的一颗新星,可以很好的应用于超导磁体。文中对比分析了作为超导磁体应用材料MgB2的超导特性,之后进行了MgB2磁体电磁设计。并通过与已有的Bi系超导磁体的对比,论证了MgB2在超导储能磁体应用中的可行性。针对MgB2超导特性进行磁体结构优化设计,得到两种新思路的螺管型磁体模型,都能够达到更好的经济性。     

Mg-Cu-B熔体中MgB2超导化合物的析出

为了解决MgB2单晶制备过程中存在的镁的蒸气压问题和镁的氧化问题,克服传统制备方法中对实验条件要求高,操作过程繁琐的缺点,本文采用高频感应熔炼技术,通过选取两种共晶成分的Mg-Cu和Cu-B合金,成功熔配成Mg25Cu65B10的三元合金.分析结果表明,熔配合金组织中有～40 μm的MgB2相从合金熔体中直接析出,结合热力学分析对MgB2的析出机理进行讨论.     

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     

MgB2超导薄膜正常态电阻特性研究

研究了MgB2超导薄膜正常态电阻的影响因素,探讨了与之相应的超导电性机制。MgB2超导薄膜样品采用两步异位退火的Mg扩散方法制备,通过电阻~温度曲线测量、扫描电子显微镜形貌观测和光学金相显微镜观察等方法研究了所制备薄膜的基本特性。实验结果表明,先驱硼薄膜的纯度严重影响着所生成的MgB2超导薄膜的转变温度,退火温度越高,影响越大;退火温度高的样品,正常态电阻大;退火时间长的样品正常态电阻大。     

IMD-MgB2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.     

MgB_2超导体输运特性的研究

文中对 Mg B2 超导体的制备过程 ,对其同位素效应、电阻率、I- V曲线、热电势、电导涨落效应、能隙、霍尔效应、热重 -差热分析实验等输运特性进行了较全面的综述 ,并讨论了在 Mg B2 超导体基础上的元素替代效应。     

Fe的磁化对MgB2/Fe线材载流特性的影响的仿真研究

由于铁的磁化特性,对于铁包套的MgB_2线材来说,线材的截面形状和铁包套的厚度都会影响到MgB2超导芯的磁场,进而影响到MgB_2线材的载流能力。文中将建立几种典型的单芯及多芯MgB_2线材模型,并利用有限元方法(finite element method,FEM)分析铁包套对这些模型中超导芯的最大磁场B_(max)和临界电流密度J_c,经过对这几种典型结构的载流能力进行比较,可以得到一些有益于改善铁包套MgB_2线材的载流能力的合理性建议。     

纳米压痕条件下MgB2超导块材的压入力学行为研究

本文采用纳米压痕技术对固相烧结法制备的 MgB2 超导块材进行压入力学实验, 对不同压深的载荷-位移曲线和纳米压痕数据的再现性进行了分析, 实验数据使用 Oliver-Pharr 方法计算得出 MgB2 的硬度值, 借助经验方程拟合纳米压痕蠕变曲线求得蠕变速率敏感指数(m ) . 结果表明, 微观结构不均匀性会对材料在压头压入过程中抵抗外力作用时产生影响, 使压痕数据再现性变差; MgB2 的硬度表现出尺寸效应, 即随着压入深度的增加硬度逐渐下降;m 值随压入深度增加而增加是位错滑移速度加快的结果.     

压强对二硼化镁超导电性的影响

基于强耦合理论的 Mc Millan公式 ,研究了压强对 Mg B2 超导电性的影响 ,得到了与实验趋于一致的结果 ,进一步表明了 Mg B2 的超导机制应在 BCS理论框架下讨论。并同时探讨了压强对 Mg B2 超导电性影响的物理机制     

MgB2中的MgO纳米管

为观察MgO在MgB2超导样品中的影响和存在形式,通过在MgB2胚体样品之外,增加周围MgO量的实验方法,经过4 h 750℃的烧结,在制备好的MgB2超导样品内得到了壁厚是约4纳米,直径在50～80纳米,长为30～40微米以上的氧化镁(MgO)纳米管.在MgB2样品表面可以看到少量直径是200～300纳米的氧化镁(MgO)亚微米线.经过扫描电镜的能量损失谱和透射电镜EELS分析测量,证明了纳米管中没有硼元素.实验观测也表明这些氧化镁(Mgo)纳米管是由许多氧化镁(MgO)纳米晶片组成.     

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.     

退火时间对MgB_2超导薄膜的影响

在多晶A l2O3衬底上,以B2H6作为硼源,化学气相沉积先驱B薄膜,采用Mg扩散方法,在不同退火时间条件下制备了MgB2超导薄膜。通过电阻-温度曲线测量、X射线衍射分析和扫描电子显微镜形貌观测方法,研究了退火时间对MgB2薄膜的超导特性、晶体结构、表面形貌的影响。