NiFe2O4纳米粒子掺杂对单畴YBCO超导块材性能的影响

采用一种新型的顶部籽晶熔渗生长(TSIG)工艺制备了铁酸镍(NiFe₂O₄,NFO)纳米粒子掺杂的YBCO超导块材,并对其生长形貌、微观结构、超导性能进行了研究.结果表明,在低掺杂量下,YBCO单畴体的正常生长不会受NFO掺杂的影响,但是在高掺杂水平下样品边缘开始出现明显的随机成核.磁悬浮力性能测试结果表明,随着NFO掺杂量的增加,样品的最大磁悬浮力先增大后减小,掺杂重量百分比为0.2%的样品表现出最大的磁悬浮力(33.93N).低温磁性测试结果表明,随着NFO掺杂量的增加,样品的T_c值逐渐降低,而且超导转变宽度(ΔT_c)也逐渐变宽.最佳掺杂下(重量百分比为0.2%)样品的零场J_c值为8.68×10⁴ A/cm²,比未掺杂样品提高了31%.电子探针微区分析(EPMA)结果表明,YBCO体系中掺杂的纳米NFO在热处理过程中发生了分解,而溶解出的Ni和Fe离子最终以元素替代的方式存在于YBCO块材内,这可以在超导基体中引入晶格畸变和弱超导...