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顶部籽晶熔融织构准单畴Y1B2C3O7-δ中磁悬浮力密度与籽晶位置的关系进行了深入研究.经研究发现在液氮温度下磁悬浮力密度大小随位置变化,在离顶部籽晶3 mm的地方达到最大值,换句话说就是在第二块薄片中具有最大磁悬浮力密度.这种现象可以用晶体生长和吸氧的过程的相互作用来解释.我们提出一个模型,在这个模型中Y211粒子的分布导致的小孔微结构降低了有效感应电流环的大小,从而相当于降低了单畴的有效尺寸,导致磁悬浮力的大小.从研究中发现纵向微裂纹对磁悬浮力的影响最为明显.这个结果对于顶部籽晶熔融织构准单畴的基础研究和制造有很大的意义.

关键词: 熔融织构Y1B2C3O7-δ , 磁悬浮力 , 微裂纹和小孔 , 感应屏蔽电流环

Y2BaCuO5粒子在准单畴超导块材中的分布及其对磁悬浮力的影响

刘建军 , 徐克西 , 邱静和 , 吴兴达 , 周克然

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2007.01.001

熔融织构准单畴YBCO超导块材中的Y2 BaCuO5(Y-211)相粒子可以起到增强材料磁通钉扎力的作用.实验发现,顶部籽晶诱导生长熔融织构YBCO超导块材中的Y-211粒子分布呈不均匀性.Y-211相粒子在近籽晶处密度较低,而在样品底部则密度较高,并且呈现Y-211粒子团聚现象.通过优化Y-211相粒子在母体中的分布,可以有效提高YBCO块材的磁悬浮力.实验研究结果表明,Y-211相粒子在母体中的分布越均匀,且Y-211粒子平均粒径越小,则块材的磁悬浮力则越大.

关键词: 熔融织构块材 , Y-211粒子分布 , 磁悬浮力

Y₂BaCuO₅粒子在准单畴Y-Ba-Cu-O超导块材中的分布及其对超导性能的影响

刘建军 , 徐克西 , 邱静和 , 吴兴达

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00013

采用顶部籽晶熔融织构法制备了Y-Ba-Cu-O(YBCO)准单畴超导块材, 研究了Y₂BaCuO₅(Y211)粒子在块材中的分布及其对临界电流密度(J_c)和磁悬浮力性能的影响. 扫描电子显微镜(SEM)观察发现, Y211颗粒在准单畴超导块材中的分布是不均匀的. 实验结果表明, Y211平均粒径的大小与样品的磁悬浮力和临界电流密度成反比, Y211相粒子在母体中的分布越均匀, 粒子平均粒径越小, 越有利于提高临界电流密度和磁悬浮力. 对于φ20mm的YBCO单畴块材, 磁悬浮力可以达到33N(77K,0.55T), 临界电流密度达到6.6×10⁴A/cm².

关键词: Y211粒子分布 , levitation force , critical current density

Y2BaCuO5相含量对准单畴YBCO块材生长及其性能的影响

吴兴达 , 徐克西 , 邱静和 , 刘建军 , 周克然

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2007.01.002

本文采用Y-123+Y-211合成粉体作为前驱物粉体,利用顶部籽晶熔融织构技术制备了最大顶角间距为34 mm正六边形YBCO准单畴块材,研究了Y-211含量对准单畴块材生长过程,以及对成材样品磁浮力性能的影响.实验结果发现:Y-211摩尔含量为30%样品的最大磁悬浮力明显高于Y-211含量为40%的样品.实验结果还发现,在同一烧结程序下,Y-211含量为40%样品出现单畴区未完全生长状态,而Y-211含量30%样品则呈现完全生长状态.这一结果可以解释两样品之间磁悬浮力性能的差异,而造成这一结果的原因可能是不同Y-211含量样品单畴区的起始生长温度不同所致.

关键词: 熔融织构块材生长 , Y-211相含量 , 磁悬浮力

直径53 mm熔融织构单畴YBCO块材制备研究

徐克西 , 邱静和 , 吴兴达 , 周克然 , 泮彭军

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2007.04.005

实验表明:通过对Y123/Y211前驱粉体粒度的调整以及采用Y123∶Y211=1∶0.3摩尔比的配制方案,在顶部籽晶诱导熔融织构生长条件下,可以提高单畴YBCO块材的起始生长温度Ts,从而有效地抑制了大尺寸单畴高温超导块材生长过程中的非籽晶成核现象. 利用这一技术,我们成功地生长出多块直径53 mm、厚18mm单畴YBCO高温超导块材,其中最大磁浮力达到302牛顿,最小为274牛顿,平均磁浮力密度达到12.9 N/cm2(77K、0.55T),达到和超过了该类材料的实用化国际标准.从宏观形貌上看,样品沿径向呈完全织构生长状态,沿轴向也基本呈完全生长状态. XRD和极图分析结果显示,整块样品具有较理想的织构化程度.这一结果意味着近期有望实现更大直径单畴YBCO超导块材的织构生长.

关键词: 大直径单畴块材 , 熔融织构 , 钇钡铜氧

Y2BaCuO5粒子在准单畴Y-Ba-Cu-O超导块材中的分布及其对超导性能的影响

刘建军 , 徐克西 , 邱静和 , 吴兴达

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2008.01.003

采用顶部籽晶熔融织构法制备了Y-Ba-Cu-O(YBCO)准单畴超导块材,研究了Y2BaCuO5(Y211)粒子在块材中的分布及其对临界电流密度(Jc)和磁悬浮力性能的影响.扫描电子显微镜(SEM)观察发现,Y211颗粒在准单畴超导块材中的分布是不均匀的.实验结果表明,Y211平均粒径的大小与样品的磁悬浮力和临界电流密度成反比,Y211相粒子在母体中的分布越均匀,粒子平均粒径越小,越有利于提高临界电流密度和磁悬浮力.对于φ20mm的YBCO单畴块材,磁悬浮力可以达到33N(77K,0.55T),临界电流密度达到6.6×104 A/cm2.

关键词: Y211粒子分布 , 磁悬浮力 , 临界电流密度

Ag掺杂SmBCO熔融织构单畴生长工艺研究

吴兴达 , 徐克西 , 泮朋军

低温物理学报

通过Ag掺杂降低Sm123/Sm211体系熔点,利用Nd123冷籽品技术成功制备出具有理想织构的smBCO/Ag单畴块材.研究了smBco/Ag单畴的生长过程,结果发现,相比于未掺杂坯体,掺入Ag后的smBcO坯体生长速率下降,在所考察的慢冷温区里,生长速率呈不断减小趋势,最终因自发成核而无法继续生长.实验还发现,SmBCO/Ag 单畴生长温度窗口随Ag掺量增加向低温区平移.对样品剖面的观察发现,在最高熔化温度保温阶段大量气体未能排出SmBcO/Ag坯体,这些气体在单畴慢冷生长过程中不断向外侧迁移、合并形成宏观可见的孔洞.在单畴生长过程中,这些位于生长前沿的高密度气孔,一定程度上影响了液相和sm3+离子向生长前沿的供应,是单畴生长速率较低的可能原因.微结构分析表明熔融生长过程中Sm211粒子发生二次晶粒长大现象,长大后的Sm211粒子提供Sm3+离子的能力减弱,导致慢冷生长后期阶段生长速率呈下降趋势.

关键词: Ni80Fe20SmBCO , Ag掺杂 , 单畴生长

最高熔化温度对GdBaCuO单畴块材生长及磁悬浮性能的影响

军 , 徐克西 , 吴兴达

低温物理学报

采用熔融织构生长工艺结合冷籽晶法,通过调整最高熔化温度,成功制备出直径53 mm的GdBCO单畴超导块材,不同高温下淬火坯体的XRD图谱表明,提高最高熔化温度对Gd123相的充分熔解和大单畴的生长具有重要意义,最高熔化温度对块材的磁悬浮性能有重要影响,最高温度偏低不利于熔体中气体排出,制成的单畴存在大量孔洞,使磁悬浮力下降;适当提高最高熔化温度,可减少单畴内部的孔洞,使材料致密从而提高磁悬浮力.

关键词: GdBCO块材 , 最高熔化温度 , 磁悬浮力