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C掺杂与氧化物掺杂对MgB_2超导体的影响

作　者: 王雅真
导　师: 赵勇
学　校: 西南交通大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: MgB2 化学掺杂超导电性临界电流密度
分类号: TM26
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

由于较高的超导转变温度(Tc),原材料廉价和无弱连接效应,MgB2超导体被认为有可能取代传统的Nb基超导体,在制冷机工作温区(20 K-30 K),特别是在核磁共振成像(MRI)有可能成为工业化应用的超导材料。但是缺乏合适的钉扎中心和较低的上临界场(Hc2)阻碍了MgB2超导体在20 K温区大规模工业应用。引入纳米级缺陷、细化MgB2超导体晶粒和改善晶粒间的连接性是提高MgB2超导体临界电流特性的有效途径。本文选择化学掺杂作为主要的研究手段引入有效钉扎中心,提高MgB2超导体的载流能力。第一章简要的介绍了超导体的发展和MgB2超导材料的研究背景,分析了目前所存在的主要问题,提出了本文的研究目标和内容。第二章主要从其超导机理、三个基本物理性质以及影响这些因素的各种条件对超导体进行了阐述。并简单的介绍了MgB2超导体的各种制备方法以及测试仪器。第三章研究了不同质量百分比氧化铜掺杂和四氧化三铁掺杂对MgB2超导体各种超导性能的影响。第四章介绍了不同质量百分比柠檬酸掺杂对MgB2超导体的影响以及不同预处理温度下处理过的柠檬酸掺杂对MgB2超导体超导电性和临界电流密度的影响。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-10
第一章绪论  10-16
  1.1 超导体的发展  10-14
  1.2 课题的优势  14
  1.3 本文结构  14-16
第二章 MgB_2概述  16-30
  2.1 MgB_2超导体的超导机理  17-19
    2.1.1 MgB_2超导体的晶体结构  17-18
    2.1.2 MgB_2超导体的电子结构  18-19
    2.1.3 MgB_2的霍尔效应  19
    2.1.4 MgB_2的同位素效应  19
  2.2 MgB_2超导体的三个重要物理性能  19-21
    2.2.1 MgB_2的临界转变温度  20
    2.2.2 MgB_2的临界电流密度  20-21
    2.2.3 MgB_2的临界磁场  21
  2.3 影响MgB_2三个基本物理性能的因素  21-24
    2.3.1 MgB_2超导体的磁通钉扎  21-22
    2.3.2 MgB_2的同位素替代  22
    2.3.3 MgB_2的结晶性和晶粒大小  22-23
    2.3.4 原材料对MgB_2超导体超导电性的影响  23
    2.3.5 高压对MgB_2超导体的影响  23
    2.3.6 密度对MgB_2超导体的影响  23-24
  2.4 MgB_2超导体的制备  24-26
    2.4.1 扩散法  24-25
    2.4.2 热变形法  25
    2.4.3 机械合金法  25
    2.4.4 高温高压烧结法  25
    2.4.5 MgB_2超导体制备中的问题  25-26
  2.5 超导体的表征和测试  26-29
    2.5.1 晶体结构和微观结构  26-27
    2.5.2 磁性测量  27-28
    2.5.3 电输运测量  28-29
  2.6 本章小结  29-30
第三章金属氧化物掺杂  30-42
  3.1 CuO掺杂  30-36
    3.1.1 实验  30
    3.1.2 结果与讨论  30-35
    3.1.3 小结  35-36
  3.2 Fe_3O_4掺杂  36-41
    3.2.1 实验  36
    3.2.2 结果与讨论  36-40
    3.2.3 小结  40-41
  3.3 本章小结  41-42
第四章碳元素掺杂  42-53
  4.1 柠檬酸掺杂  42-46
    4.1.1 实验  42-43
    4.1.2 结果与讨论  43-46
    4.1.3 小结  46
  4.2 预处理柠檬酸掺杂  46-51
    4.2.1 实验  46-47
    4.2.2 结果与讨论  47-51
    4.2.3 小结  51
  4.3 本章小结  51-53
结论  53-54
致谢  54-55
参考文献  55-63
攻读硕士学位期间发表论文  63

C掺杂与氧化物掺杂对MgB_2超导体的影响

内容摘要

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