学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

SnO₂和MgO掺杂对TSIG法制备单畴YBCO超导块材性能的影响

作　者: 车晓燕
导　师: 杨万民
学　校: 陕西师范大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 顶部籽晶熔渗工艺(TSlG) 单畴YBCO超导块材 SnO2掺杂 MgO掺杂磁悬浮力微观结构
分类号: TM26
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 16次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

YBCO超导体一直是人们重点关注和研究的高温材料之一。采用顶部籽晶熔渗生长法(TSIG)能够制备出该类晶体材料,为了进一步提高其性能,就必须在YBCO超导块材中形成有效的磁通钉扎中心,进而提高超导块材的临界电流密度和磁悬浮力。已有的实验结果证明,非超导的第二相粒子掺杂是在YBCO超导块材中引入磁通钉扎中心的主要方法之一,这种方法操作简单、成本低并能很好的改善块材的性能。本文采用TSIG法,通过在固相源Y2BaCu05(Y211)粉体中掺杂SnO2、MgO的形式,制备出了掺杂不同比例SnO2和MgO的系列单畴YBCO超导块材,并分别研究了这两种氧化物掺杂对样品生长形貌、微观结构和磁悬浮力的影响。研究了SnO2的掺杂对YBCO超导块材的生长形貌、微观结构及其磁悬浮力的影响。对所制备直径为20mm样品的磁悬浮力测试发现,样品的磁悬浮力先随着掺杂量的增加而增加,但当掺杂量达到一定值后,就会随着掺杂量的增加而呈现下降的趋势。当SnO2的掺杂量为x=0.7wt%时,相应样品的磁悬浮力最大约为36.0N。通过对SnO2掺杂样品显微结构的观察发现,在超导样品基体中,Y211粒子的平均粒径大小随着SnO2掺杂量的增加,表现出先减小后增大的趋势。当x=0.7wt%时,Y211粒子的平均粒径越为1.2μm；当掺杂量大于或小于0.7wt%时,Y211粒子的平均粒径都大于1.2μm,这与样品的磁悬浮力的测试结果一致。因此SnO2最佳得掺杂量为0.7wt%。研究了掺杂MgO对TSIG法制备YBCO超导块材性能的影响,如对晶体的生长形貌、微观结构和磁悬浮力的影响。通过对宏观生长形貌的分析发现,当掺杂量在0～1.0wt%时,块材的表面都有明显的十字花纹,有较好的单畴形貌。对所制备样品的磁悬浮力测试结果表明,当掺杂量为0wt%和0.05wt%时,样品的磁悬浮力约为13.8N和16.6N,而当掺杂量为0.1wt%,样品的磁悬浮力达到最大值,约26.3N。之后,随着掺杂量继续增加时,样品的磁悬浮力反而呈下降趋势,当掺杂量为1.0wt%时,样品的磁悬浮力几乎为零。这与Mg离子替换YBCO晶格中Cu离子引起的临界温度下降密切相关。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-24
  1.1 超导体发展简史  8-9
  1.2 超导体的相关理论  9-12
    1.2.1 超导微观理论(BCS理论)  9
    1.2.2 超导体的基本特性  9-10
    1.2.3 超导电性  10-12
  1.3 超导体的分类  12-15
    1.3.1 低温超导体  12-13
    1.3.2 高温超导体  13-15
  1.4 YBCO高温超导体的晶体结构  15-16
  1.5 Y系高温超导材料的研究进展  16-19
  1.6 YBCO超导块材的掺杂  19-23
    1.6.1 元素掺杂  19-21
    1.6.2 Y_2BaCuO_5(Y211)粒子掺杂  21
    1.6.3 RE_2Ba_4CuMO_x(REM2411)粒子的掺杂  21-23
  1.7 YBCO高温超导材料的应用  23
  1.8 本论文研究内容  23-24
第二章单畴YBCO超导块材的制备  24-34
  2.1 引言  24-25
  2.2 样品的制备  25-28
    2.2.1 先驱粉体Y211、Y123和Y011的制备  25-27
    2.2.2 先驱坯块的制备  27-28
  2.3 选择合适的温度区间  28-30
  2.4 样品表面形貌和磁悬浮力  30-32
  2.5 本章小结  32-34
第三章 SnO_2掺杂对单畴YBCO超导块材性能的影响  34-42
  3.1 引言  34
  3.2 样品的制备  34-36
  3.3 不同比例SnO_2掺杂的YBCO块材形貌  36-37
  3.4 SnO_2掺杂量与YBCO块材样品磁悬浮力的关系  37-38
  3.5 不同脉冲磁场下的捕获磁通  38-40
  3.6 SnO_2掺杂量与YBCO块材样品的微观形貌  40-41
  3.7 本章小结  41-42
第四章掺杂MgO的单畴YBCO超导块材  42-50
  4.1 引言  42
  4.2 制备样品  42-43
  4.3 不同比例MgO掺杂的YBCO样品表面生长形貌  43-44
  4.4 MgO掺杂的YBCO样品磁悬浮力的关系  44-45
  4.5 样品微观形貌与MgO掺杂量的关系  45-46
  4.6 MgO掺杂的YBCO样品的捕获磁通  46-48
  4.7 本章小结  48-50
总结  50-52
参考文献  52-58
致谢  58-60
攻读硕士学位期间研究成果  60

SnO2和MgO掺杂对TSIG法制备单畴YBCO超导块材性能的影响

内容摘要

全文目录

相似论文

SnO₂和MgO掺杂对TSIG法制备单畴YBCO超导块材性能的影响