Al改性MgB_(2)材料与金属界面特性及其超导性能研究

针对MgB_(2)超导材料用于液氢液位传感器的临界转变温度与液氢液化温度差异大和原始粉末与金属护套界面反应导致测量控制难的问题,研究了降低MgB_(2)临界转变温度的改性技术,以及改性后粉末与金属护套Fe、Monel反应产物及退火温度对其超导转变宽度的影响。结果表明,当掺杂量x=0.15时,Mg_(1-x)Al_xB_(2)多晶样品的临界转变温度为30 K左右,满足液氢液位传感器使用环境。金属护套Fe、Monel与前驱体粉末Mg、Al之间都有不同程度的扩散界面发生,Fe金属护套样品扩散层厚度较小,大约为25μm,更适合于Al掺杂MgB2超导线材的制备护套材料。不同退火温度下的带金属护套的Fe、Monel改性MgB_(2)样品仍具有明显的超导转变,且超导转变温度满足液氢液位计使用环境。

中间分隔轴封漏汽及中压缸效率计算方法

根据中间分隔轴封漏汽的数值计算法推导出漏汽率的误差分析公式。利用变汽温法与数值计算法,对600MW超临界汽轮机的中间分隔轴封漏汽率进行了详细计算。结果表明,相对于变汽温法,数值计算法同样能够准确地估算漏汽率的大小;并分析了温度、压力等测量参数误差对该漏汽计算的影响,计算显示,再热蒸汽温度和中压缸排汽温度是影响中间分隔轴封漏汽率精度的主要因素。同时计算了该机组高压缸排汽平衡盘漏汽量及其对中间分隔轴封漏汽计算的影响,分析证明,接往中压缸排汽区的高压缸排汽平衡盘漏汽对中间分隔轴封漏汽计算的影响较大。在考虑以上2股漏汽后,准确地计算了中压缸效率,计算结果表明,在相同漏量的情况下,中间分隔轴封漏汽对中压缸效率的影响大于高压缸排汽平衡盘漏汽。

实用Bi系高温超导带材

介绍了(Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3Ox(BSCCO)带材产业化生产技术,并就几个关键环节如前驱粉制备与预处理、导线的机械加工以及带材的形变热处理等作了详尽的阐述,比较了世界各国的发展现状。针对特定的高温超导应用方向如超导电缆、超导磁体和电流引线等,研究了提高长导线均匀性的关键技术,进行BSCCO导线的多样化设计以降低导线的交流损耗、热导率和临界弯曲半径,并对导线进行表面改性处理如涂镀绝缘漆和镀锡等。结合已有的研究基础,从提高BSCCO带材的性能和降低生产成本出发,指出了BSCCO带材产业化技术今后的发展方向。

超导球转子悬浮特性分析及实验研究

介绍了超导球转子的悬浮结构和原理。讨论了悬浮结构的电磁分布特点和悬浮力的计算。进行了超导球转子的悬浮实验,通过控制悬浮电流可将转子悬浮在旋转轴方向上的任意高度。结果为进一步提高转子悬浮的稳定性和刚度提供了参考。

YBCO厚膜用高变形率Ni基带中的加工和退火织构

系统研究了高变形率Ni基带中的加工和退火织构。用高纯Ni板（99．99％）为初始坯料进行高变形率室温轧制，加工率分别为80％，89％，93％和95％。对加工率为95％的试样在750℃，800℃，850℃，900℃，950℃和1000℃进行5h再结晶退火。用X射线衍射、极图、取向分布函数等方法分析；讨论了Ni基带加工织相，再结晶退火织构的形成和发展。结果表明：随总冷加工率的增加，在Ni基带的加工织构中，沿β取向线的｛112｝<111>和｛123｝<634>织构成分增加,｛110｝<112>绿构成分较低；总冷加工率为95％的试样中，随再结晶退火温度的增加，立方级构的体积分数逐渐增加，φ扫描的FWHM变窄；当再结晶退火温度较低时，立方织相成分偏离正常位置12°～13°，随退火温度的增加，如在1000℃退火，立方织相成分偏离正常位置程度逐渐缩小，变成sharp立方织构。

柠檬酸溶胶凝胶法合成YBa_2Cu_3O_(7-δ)

采用溶胶 凝胶法制备了均匀的YBa2Cu3O7-δ超导细粉·讨论了凝胶的形成过程·配合剂柠檬酸与金属离子结合形成了可溶性的大分子化合物,除水后缩聚反应形成的聚合物长大为小粒子簇,相互连结成连续的三维网络·柠檬酸盐溶液的pH值控制在6 4～6 7之间可防止白色Ba(NO3)2沉淀·溶剂挥发温度宜控制在300℃,使凝胶的形成和自燃过程能在相同温度条件下连续进行·合成YBa2Cu3O7-δ的温度大约在880℃左右,其粉末粒度大约在0 2～1μm之间·

Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O体系中110K超导相的制备和结构研究

自K.A.Müller等人发现氧化物超导体以来,在二年的时间内,寻找更高T_c超导材料的工作在世界范围内发展很快,目前已在Bi-Sr-Ca-Cu-O和Tl-Ba-Ca-Cu-O二个体系中分别获得零电阻转变温度为110K和120K的超导体。相对而言,获得120K的Tl_2Ba_2Ca_2Cu_3O_(10)[简记为TI-2223]超导体要容易一些,我们研究室已经测定了这个超导相的结构。但是Tl_2O_3的高温易挥发性和剧毒性,给Tl系超导体的制备带来了困难。

X射线荧光基本参数法测定Y_(1-x)Ce_xBa_2Cu_3O_y中的钇铈钡铜

本文用Ｘ射线荧光光谱基本参数法测定了Ｙ１－ｘＣｅｘＢａ２Ｃｕ３Ｏｙ系列样品中的钇铈钡铜含量，然后折算成它们的原子比，测量的结果与ＩＣＰ的结果接近。为非破坏地测定高温超导体的实际组分进行了一次尝试。

用于微波器件的大面积YBCO超导薄膜

高质量大面积ＹＢＣＯ簿膜是用原位中空柱状阴极直流磁控溅射装置制备的。化学计量比的超导靶的内在为１００ｍｍ，加热器有效面积５０×４０ｍｍ￣２。在３０×３０ｍｍ￣２的Ｚｒ（Ｙ）Ｏ＿２ＬａＡｌＯ＿３基片上沉积的ＹＢＣＯ薄膜的厚度均匀度为±６％，临界温度Ｔ＿ｃ＞８９Ｋ，Ｔ＿ｃ不均匀性在１％以内，△Ｔｃ在０．８～０．９之间，临界电流密度Ｊ＿ｃ为２０～３．５×１０￣６Ａ／ｃｍ￣２；△Ｊ＿ｃ为１．０～１．５Ａ／ｃｍ￣２。微波表面电阻在７７．５Ｋ、９８９４ＭＨｚ下，测得Ｒｓ在０．２５～０．７６ｍΩ。以上参数表明该ＹＢＣＯ超导薄膜可在无源微波器件领域应用。ＹＢＣＯ超导薄膜沿Ｃ轴生长时的临界电梳密度Ｊ＿ｃ比沿ａ轴和ｂ轴生长时的临界电流密度Ｊ＿ｃ大两个数量级，微波表面电阻可差一个数量级。所制备的ＹＢＣＯ薄膜样品经Ｘ射线衍射分析表明，是纯Ｃ轴垂直于基体表面的外延薄膜。ＳＥＭ电子沟道和ＴＥＭ截面电子衍射结果表明，在Ｚｒ（Ｙ）Ｏ＿２和ＬａＡＩＯ＿３基体上沉积的薄膜为单晶结构。用该薄膜做出了性能良好ＹＢＣＯ超导带状线谐振器，其Ｑ＿０（无载品质因素）值达到１３１００。做出的环形微带谐振器，直线式微带谐振器，超导天线均性能良好，已可作为单独?

喷雾冷冻干燥制备复合氧化物超细粉的研究

喷雾冷冻干燥(FD 法)制备的超细粉对于功能无机材料的合成具有重要意义。本文以制备陶瓷超导复合氧化物 BaPb_(1-x)Bi_xO_(?)超细粉为例,讨论了各种不同工艺条件对 FD 法制备过程的影响,所制备的超细粉在500℃时就形成单相复合氧化物,粒径<500(?),比表面可达55m^2/g。用同样条件制备的 YBa_2Cu_3O_(7-δ)复合氧化物陶瓷超导材料,具有 T_c(ρ=0)=90.6K 的高温超导电性。

碘量法测量氧化物超导体的氧含量

本文报道一种改进的碘量法测定氧化物超导体氧含量的方法,其相对误差可控制在0.5%以内,分析了该方法的误差来源及其消除的途径,并以YBa_2Cu_3O_(7-δ)为例,测定了在不同热处理条件下的氧含量与其结构的关系。此外还用本方法测定了Bi_2Sr_2Ca_(?)-_xY _xCu_2O_(5+δ)系列样品的氧含量。

MOD法在La_(0.47)Sr_(0.53)TiO_3/LaAlO_3上沉积YBa_2Cu_3O_(7-σ)超导层的研究

实验通过无氟的金属有机物液相沉积法在单晶LaAlO3(LAO)基底上生长La1-xSrxTiO3缓冲层,之后在其上生长YBa2Cu3O7-σ(YBCO)超导层,这种制备方法与真空沉积法和三氟乙酸金属有机物沉积法相比,具有成本低、效率高和环境友好等优点,对YBCO涂层导体的实际应用更具有研究价值。X射线衍射(XRD)结果表明,在LAO基底上生成了纯净的La1-xSrxTiO3膜,在La1-xSrxTiO3/LAO结构上生成了单相的YBCO膜,构成两种膜的晶粒均具有沿垂直于基底表面的c轴方向择优生长;通过半定量的能谱分析(EDS)确定缓冲层La1-xSrxTiO3为La0.47Sr0.53TiO3相,表明部分La元素挥发;扫描电子显微镜(SEM)结果表明在LAO基底上生成的La0.47Sr0.53TiO3膜平整光滑;在La0.47Sr0.53TiO3/LAO结构上生长的YBCO成膜颗粒聚集成片状,相互叠加生长,形成平行于基底表面的超导层。

Y-Ba-Cu-Ag-O系的超导性研究

本文研究了用 Ag 掺杂的 YBCO 系统:YBa_2(Cu_(1-n)Ag_n)_3O_x。研究结果表明,在 Ag 的较宽的浓度范围内(n≤0.20),材料在液氮温区仍具有超导性。测定了超导临界转变温度 T_c(ρ=0)和临界转变电流密度 J_c随 Ag含量的变化。当n=0.10时,可以获得92K 的最高的 T_c,在n=0.15时,达357A/cm^2(77K)的最高 J_c值。用 X 光衍射谱分析了材料的相组成,并对它与 T_c和 J_c的关系进行讨论。还用扫描电子显微镜观察了它的显微结构特征。

磁体用多芯Bi-2223/Ag超导带材的制备和性能

研究了用粉末装管技术制备磁体用多芯Bi－2223／Ag超导带材的工艺和性能。结果表明，得到的氧化物芯丝均匀的多芯Bi－2223／Ag超导带材，其Bi－2223单相性较好巨晶粒具有c轴取向。在77K，OT下，短带的临界电流密度Jc达2．2×104A／cm2（判据1μV／cm）。用此带制做的小型超导磁体（外径为85mm，内径10mm，高60mm），在4．2K和77K下，磁体通过的；临界电流Ic分别为135A和17A（判据1μV／cm），对应此电流，该磁体产生的磁场分别为1．04T和0．13T。

常温温致透光率可逆变化材料研究

采用水溶性聚合物与无机盐配合制备出常温温致透光率可逆变化材料,该材料透光率可在低温下的70%～90%和高温下的10%～30%之间随温度可逆变化,转变温度在20～40℃之间,且可进行调节控制,符合在建筑物上使用要求;采用所研究出的常温温致透光率可逆变化材料与光谱选择性吸收材料组合,制备出了寒冷地区用智能调温材料.实验结果表明,利用该材料可使低温下的水温升高约10℃,高温下可使过热现象得到缓解.

高温超导带材Bi-2223/Ag的焊接接头电阻研究

针对高温超导带材Bi-2223／Ag的焊接问题进行了研究。利用ANSYS建立焊接接头电阻特性的有限元计算模型，仿真和计算分析了焊料材料、搭接长度和焊锡层厚度对接头电阻值的影响，并进行了实验验证。实验表明：可通过减少焊料厚度，增加焊接搭接长度来减少接头电阻，当焊接长度在2—5cm，焊料厚度为0．5mm时，Bi-2223／Ag带材间的接头电阻在液氮温度下可以控制在10^-7～10^-8Ω之间，可以满足超导装置稳定运行的要求。

铋系高温超导粉体的制备

首先采用喷雾热分解法制备了铋系超导粉体,然后对得到的粉体进行焙烧处理,焙烧时采用不同的工艺参数,包括温度、保护气体的氧分压等。利用XRD,SEM等分析手段,研究了焙烧后粉体的粒度分布,形貌,相组成及其均匀性等。最后,采用粉末套管法将焙烧后的超导粉体制备成单芯超导带材,在形变热处理后,带材样品获得了超过30A的临界电流。

溶胶凝胶法制备YBa_2Cu_3O_（7－δ）超细粉体及其性质

用柠檬酸盐强的螯合作用，可以制得钇、钡、铜稳定的配位化合物，由溶胶－凝胶法使其转变成Ｙ＿２Ｏ＿３、ＢａＣＯ＿３、ＣｕＯ超微细粉的均匀混合物、９３０℃下制得单一相的ＹＢａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿（７－δ）粉体，粒径约１００ｎｍ。对ＹＢａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿（７－δ）合成反应的动力学进行了研究，对溶胶凝胶法制得的ＹＢａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿（７－δ）超细粒子进行的测定表明，其粒度、纯度、烧结性和超导性能形成上都比固相合成反应为优。

金属有机沉积法制备SrTiO_3薄膜

采用金属有机沉积(MOD)法制备了SrTiO3(STO)外延薄膜作为YBa2Cu3O7-δ涂层导体的缓冲层.以乙酸锶、钛酸丁酯为前驱物配制了Sr离子浓度为0.125 mol.L-1的SrTiO3前驱溶液.研究了950℃下不同烧结时间(90、120、150 min)对在双轴织构的Ni-W(200)金属基带上沉积STO外延薄膜晶体取向和微观形貌的影响.结果表明,在950℃氩氢混合气氛(Ar-4%H2)下适宜于STO薄膜外延生长的最佳烧结时间为120 min;STO缓冲层薄膜表面平整致密,无裂纹和孔洞,具有良好取向,可作为YBa2Cu3O7-δ涂层导体的缓冲层.

Bi系高温超导体红外吸收谱研究

测试、分析了一系列Bi系高温超导体的红外吸收谱。实验结果表明：Bi系高温超导体铜氧面内Cu－O键的伸缩振动与其超导特性密切相关，表现为Cu—O键伸缩振动吸收峰强度的变化与样品零电阻温度的变化规律一致。而Bi（Pb）─O（2）－Cu伸缩振动的频率与Pb的掺杂量有关，表现为随着样品Pb含量的增多，该频率的声子模向频率减少的方向移动。