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单畴YBCO大块超导体表面生长十字花纹的观察及分析

杨万民 , 周廉 , 冯勇 , 张平祥 , 汪京荣 , 张翠萍 , 于泽铭 , 唐晓东 , 吴晓祖

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.1999.05.008

关键词:

Gd_2Ba_4CuWO_x掺杂对单畴GdBCO超导块材性能的影响

本文采用顶部籽晶熔融织构方法（TSMTG）制备出了具有不同纳米Gd2Ba4CuWOx（GdW2411）掺杂量的系列单畴GdBCO超导块材,并研究了GdW2411的掺杂量对其微观形貌以及磁悬浮力大小的影响.研究结果表明,通过添加GdW2411粒子,可以成功的在单畴GdBCO超导块材中引入纳米GdW2411磁通钉扎中心,其粒径约在50～200nm之间;随着GdW2411掺杂比例的增加,纳米粒子的密度逐渐变大,粒度也有所变大;GdBCO超导块材磁悬浮力的大小与GdW2411掺杂量密切相关,只有当GdW2411的掺杂比例达到最佳值时,样品的磁悬浮力才达到最大.这些结果对进一步提高GdBCO超导块材性能具有重要的指导意义.

关键词: 超导块材 , 熔融织构 , Gd2Ba4CuWOx , 磁悬浮力

超导体与磁体间的三维磁力及磁场测试装置研制

杨万民 , 钞曦旭 , 舒志兵 , 朱思华 , 武晓亮 , 边小兵 , 刘鹏

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2005.z1.105

本文研制的三维磁力测试夹具和三维霍耳探头,可以实现:1)直接测量出磁体与磁体、磁体与超导体等之间的三维磁力随两者之间相对位置的变化规律;2)直接测量出任何磁体或组合磁体在空间的三维磁场分布;3)通过将三个三维霍尔探头或九个单独的霍尔探头分别按研究内容的需要固定在所要研究的空间区域,再改变磁体与磁体之间、或磁体与超导体等之间的相对位置,从而在测量出它们之间的相互作用力的同时,测量出由于它们之间因相对位置改变而引起的动态磁场分布变化;还可以得到磁体接近超导体时磁场进入超导体的动态变化规律等.该套测试装置,将工作效率提高到原来的300%以上.这对研究磁性材料的宏观磁性质具有非常重要的意义.

关键词: 超导磁悬浮力 , 捕获磁场测量 , 三维测试装置

Gd2Ba4CuNbOy的掺杂量及粒度对单畴GdBCO超导块材磁悬浮力的影响

杨万民 , 李坤 , 梁伟 , 钞曦旭 , 李佳伟 , 陈森林 , 马俊

低温物理学报

本文采用顶部籽晶熔融织构法(TSMTG)研究了Gd2Ba4CuNbO (GdNb2411)的掺杂量及其初始粉体粒度对单畴GdBCO超导块材磁悬浮力的影响.制备单畴GdBCO超导块材的初始成份为GdBa2Cu3O-δ∶Gd2BaC-uO5∶ GdNb2411=1∶ (0.4-x)∶x,x=0、0.02、0.06、0.1、0.14;GdNb2411粒子的初始粒度(d)范围分别在0≤d≤40m、40＜d≤61m、61＜d≤120m、120＜d≤180m.结果表明:(1) GdBCO超导块材的生长形貌与其掺杂量x密切相关,当x≤0.06时,样品具有单畴形貌,且表面光滑平整;当x＞0.06mol时,样品仍具有单畴形貌,但其表面出现皱褶现象;(2)随着x的增加,样品的磁悬浮力先增大后减小,当x=0.06mol时达到最大25N.(3)掺入样品的GdNb2411粉体粒度越小,最终在样品中生成的GdNb2411粒子的粒径也越小.(4)当固定x=0.06时发现,随着掺杂GdNb2411粉体粒度的减小,单畴GdBCO超导块材的磁悬浮力逐渐增大,当粒度d≤40mm时,样品中的Gd-Nb2411粒度约在100nm～250nm之间,相应样品的磁悬浮力最大,约25N.这些结果对进一步提高GdBCO超导块材的质量具有一定的指导意义.

关键词: 单畴GdBCO超导晶体 , 顶部籽晶熔融织构法 , Gd2Ba4CuNbOy , 磁悬浮力

BaCuO_(2-δ)添加对单畴GdBCO超导块材性能的影响

程晓芳 , 杨万民 , 李国政 , 樊静 , 郭晓丹 , 朱维君

低温物理学报

本文采用顶部籽晶熔融织构法,研究了BaCuO_(2-δ)添加对单畴GdBCO超导块材性能的影响,实验结果表明,当制备GdBCO超导块材所用粉体的摩尔比为Gd123:Gd211:Gd011=1:0. 4:x(x= 0,0.1,0.2,0.3,0.4)时,均可制备出单畴GdBCO超导块材,对该系列超导块材磁悬浮力测试的结果表明,BaCuO_(2-δ)的含量对GdBCO超导体的磁悬浮力有明显影响,当BaCuO_(2-δ)的含量x=0.2mol%时样品的磁悬浮力最大,并结合其显微组织分析了BaC-uO_(2-δ)对单畴GdBaCuO磁悬浮力影响的原因.

关键词: 单畴 , GdBaCuO超导体 , 熔融织构 , 磁悬浮力

Y_2Ba_4CuWO_x掺杂对单畴YBCO块材微观结构及超导性能的影响

王高峰 , 杨万民 , 张晓菊 , 王妙 , 唐艳妮

低温物理学报

为了研究掺杂Y-W2411（Y2Ba4CuWOx）对单畴YBCO超导块材磁通钉扎能力的影响.应用顶部籽晶-熔融织构法（TS-MTG）制备出了掺杂纳米Y-W2411的单畴块材.通过实验发现不同量的掺杂会对样品的宏观形貌及磁悬浮力产生不同的影响.当掺杂量x≤8时,样品基本可以生长成单畴的超导块材,且样品的磁悬浮力随着Y-W2411掺杂量的增加先增大后减小.当x=2wt%时,样品磁悬浮力最大.样品的电镜扫描结果（SEM）表明成功地在Y-123（YBa2Cu3O7）基体中嵌入了Y-W2411粒子.

关键词: 单畴块材 , 掺杂 , 纳米Y-2411 , 磁悬浮力

单畴YBCO块材的晶粒取向对磁悬浮力的影响

杨万民 , 周廉 , 冯勇 , 张平祥 , 陈绍楷 , 吴晓祖 ,

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.1999.06.016

熔化生长工艺是制备高性能YBCO块材的重要方法.用该方法制备的直径为Φ30mm的单畴YBCO块材在77.3K下磁悬浮力达70N.将该样品按晶体的取向不同切割成尺寸为3.5×3.5×5mm3的一组样品,分别对其磁悬浮力进行测量.结果发现,取向不同样品的磁悬浮力随着c轴与磁场方向夹角θ (0≤θ≤90°)的增加而单调减小.在此基础上,提出了一个简单的物理模型,通过计算对实验结果作了满意的解释.

关键词:

Y2Ba4CuZrOy掺杂对单畴YBCO超导块材磁悬浮力的影响

杨志娟 , 杨万民 , 张龙娟 , 智鑫 , 高瑞峰

低温物理学报

采用顶部籽晶熔渗方法(TSIG)制备出直径为20mm的系列单畴YBCO块材,样品的成分为Y2Ba4CuZrOy(YZr2411)∶(Y2O3+1.2BaCuO2) =x:(1-x),其中,x=0、2、4、6、8、10,单位为wt％,并研究了不同掺杂量对块的表面形貌,磁悬浮力和微观结构的影响.结果表明,样品的表面形貌与YZr2411的掺杂量密切相关,当x≤2wt％时样品表面光滑且有明显的单畴性;当x≥4wt％时表面出现条形花纹.当x增大到8wt％以上时,样品就不能再保持原有的圆柱体形貌,而是向柱体外侧突出成四个扇瓣状.样品的磁悬浮力随着x增大先增大后减小,当x=6wt％时磁悬浮力最大为35.8N.样品显微结构表明,通过这种方法可以在YBCO超导块中引入纳米量级的YZr2411粒子,这些纳米粒子能够有效地提高YBCO超导材料的磁通钉扎能力.

关键词: 单畴YBCO超导块材 , 顶部籽晶熔渗方法 , Y2Ba4CuZrOy掺杂 , 磁悬浮力

CeO2掺杂对单畴GdBCO超导块材性能的影响

张龙娟 , 杨万民 , 杨志娟 , 智鑫 , 高瑞峰

低温物理学报

本文采用顶部籽晶熔融织构方法(TSMTG),分别制备出了直径为17mm的掺杂和未掺杂CeO2的单畴GdBCO超导块材,其中样品中CeO2的掺杂量为1wt％,并且研究了CeO2的掺杂对样品形貌、微观结构、磁悬浮力、以及捕获磁通的影响.研究表明了CeO2的掺杂影响超导块材的生长速率,在微观形貌上,CeO2的掺杂使样品中Gd2BaCuO5 (Gd211)粒子的分布更加均匀且粒度明显变小,其平均粒径约从原来未掺杂的5.49μm减小到1.32μm,并且块材中的气孔也明显减小,从而使样品的磁悬浮力从23.06N增加到31.42N,捕获磁通从0.288T增加到0.354T.这对进一步提高超导块材的性能具有重要的指导意义.

关键词: 单畴GdBCO超导块材 , 顶部籽晶熔融织构 , CeO2掺杂 , 磁悬浮力 , 捕获磁通