α-Fe2O3的掺杂对高温超导块材GdBa2Cu3O7-δ的性能的影响

低温物理学报 , 2015, 37(5): 347-352.

α-Fe2O3的掺杂对高温超导块材GdBa2Cu3O7-δ的性能的影响

彭里其 ^1, , 张玉凤 ^2, , 周文礼 ^3, , 张晓娟 ^4, , 贾玲玲 ^5, , 和泉充 ^6,

1.上海电力学院,数理学院,上海201300

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4.上海电力学院,数理学院,上海201300

5.上海电力学院,数理学院,上海201300

6.Tokyo University of Marine Science and Technology, Lab of Applied Physics, Japan 135-8533

基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11004129),留学回国人员科研启动基金(SRF for ROCS,SEM),上海市教育委员会科研创新项目(批准号:11YZ197)和上海高校选拔培养优秀青年教师科研专项基金(批准号:sdl10005)资助的课题.Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No.11004129),the Scientific Research Foundation for the Returned Overseas Chinese Scholars,State Education Ministry (SRF for ROCS,SEM),the Innovation Program of Shanghai Municipal Education Commission (Grant No.11YZ197),the Shanghai University Scientific and Cultivation for Outstanding Young Teachers in Special Fund (Grant No.sdl10005).

关键词：单畴超导块材 , 顶部籽晶熔融织构方法 , 临界电流密度 , α-Fe2O3粉末

THE DOPING EFFECT OF α-Fe2O3 ON THE PERFORMANCE OF GdBa2Cu3O7-δ BULK SUPERCONDUCTORS

Keywords： High temperature bulk superconductors , Top seeding melt texture process , Critical current density , α-Fe2O3 particles

本文利用顶部籽晶熔融织构的方法成功地生长出掺杂不同含量的α-Fe2 O粉末的单畴GdBa2Cu3O7-δ超导块材,并对掺杂后的GdBa2Cu3O7-δ块材的临界电流密度、捕获磁场、微观结构等进行测量和分析.掺杂α-Fe2O3粉末的摩尔比x分别为x=0,0.1,0.2,0.4,0.8mol％ (x为α-Fe2O粉末相对于GdBa2 Cu3 O7-δ的摩尔比).我们发现在超导块材中掺杂α-Fe2O3粉末之后,块材的临界电流密度Jc和捕获磁场强度相对于未掺杂的块材有了明显的提升,这说明α-Fe2O3粉末作为第二相引入的确能够改善超导块材的性能.值得注意的是,α-FbO3掺杂量x=0.1mol％时,不降低临界转变温度(93.5K)的同时临界电流密度Jc可以达到68000A/cm2,而捕获磁场能够提升到0.15T左右.微观结构观察中发现,伴随着α-Fe2O3粉末的掺杂,Gd2BaCuO5粒子呈现出更好的分布性且Gd2BaCuO5粒子的粒径从最初的2.19μm降低到1.31μm左右.这可能是引起超导性能改善的重要原因.这些结果对今后进一步提高超导块材GdBa2Cu3O7-δ的各方面性能提供一定的帮助.

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