纳米SiC掺杂对微波合成MgB_2超导体显微结构与超导电性的影响

采用微波烧结工艺制备了纳米SiC粉末掺杂的MgB2-xSix/2Cx/2(x=0.00,0.03,0.05,0.10)超导块材。X粉末衍射分析表明,800℃时在流通高纯氩气条件下热处理20min,能形成MgB2主晶相。随着掺杂量的增加,MgB2的晶格参数a、c变小。超导电性的分析结果表明,随着纳米SiC掺杂量的增加,MgB2的临界温度由未掺杂时的38.5 K降低至掺杂量x=0.10时的34.5 K。T≤20 K时,MgB2的Jc(B)性能随纳米SiC掺杂量x的增加逐渐变好,高场时尤为明显。T≥25 K时,样品的Jc(B)性能随x的增大而逐步降低。这可能是由于纳米SiC掺杂引起的晶粒变小,作为磁通钉扎中心的晶界面积增加造成的。

高性能MgB_2长线材制备及性能表征

采用原位粉末装管工艺,分别以Mg粉(99.5%),无定形B粉(99.9%)为原料,以纳米SiC(10—30nm)作为掺杂材料制备铁基MgB2线.首先将已混合的原料在丙酮介质中球磨,真空干燥后,将粉末填入铁管内,然后通过孔型轧制、旋锻和拉拔等冷加工工艺得到11m长外径Ф1.75mm铁基MgB2超导线.用扫描电镜,电子能谱,X射线衍射仪和超导量子干涉仪测试发现,样品微观结构整齐,晶粒大小均匀,内部仅含微量MgO,TC(onset)=35.1K,ΔTC=5.3K.纳米SiC掺杂后,其中C造成MgB2晶格畸变,形成有效磁通钉扎中心,C元素在MgB2中分布均匀.标准四引线测试结果表明,11m线均分10段后,各点的Jc(4.2K,10T)均超过1.0×104A/cm2,最高值达到1.2×104A/cm2.在10—18T范围各点临界电流值分布均匀,变化率小于10%.