基于YBa_2Cu_3O_7块材的高温超导限流器的限流特性研究

电阻型高温超导限流器(HTSFCL)利用超导体的超导态-正常态转变来限制短路电流,无需短路故障检测电路,具有体积小、重量轻的优点。为此在国内提出了基于YBa2Cu3O7高温超导材料的电阻型HTSFCL方案;开展了电阻型HTSFCL限流特性的实验研究,得到了不同电压下,HTSFCL的限流效果;分析了超导体失超电阻的传播特性。实验结果表明:电阻型HTSFCL可将预计200A(交流峰值)的短路电流限到120A,限流效果明显。这对进一步开展基于YBCO材料的电阻型HTSFCL研究具有重要的指导意义。

基于YBa_2Cu_3O_7薄膜的超导故障限流器设计与试验分析

针对直流电力系统短路电流分断困难的问题,提出了基于YBa2Cu3O7薄膜的电阻型超导故障限流器(SFCL)保护方案,设计了300V/200A的SFCL模型机。试验分析了不同的电源电压、负载电感和负载电阻等系统参数对薄膜限流效果及失超特性的影响。试验表明,YBa2Cu3O7薄膜能在短路电流到达临界电流Ic后准确动作,并在0.1ms时间里将短路电流峰值限制在2Ic以内。随着电源电压的增加,薄膜的失超传播速度和失超电阻值迅速增加。推导出限流器重要指标Umax、Imax与线路参数(L、R、Ue)、材料特性(Ic)的数值关系。

YBa_2Cu_3O_7和YBa_2Cu_3O_6能隙结构的计算

用电子密度泛函方法(DFT),系统计算了高温超导体YBa2Cu3O7单胞的能隙随温度变化(5K^300K)的规律。计算结果表明,其超导能隙值2?(T)在101meV量级;并在超导临界温度点(Tc=93K)附近,有超导能隙不为零的极小值;当温度超过Tc时,YBa2Cu3O7有赝能隙存在,且赝能隙随温度升高至T*=120K时,达到极大值;当温度超过T*时,赝能隙又有明显减小趋势。用DFT方法对YBa2Cu3O6单胞的能隙进行了计算,发现其能隙值是102meV量级,表明它具有半导体能级特征,因而是非超导体。

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·

YBa_2Cu3O_(7-δ)催化氧化甲苯

利用高温超导材料 YBa2 Cu3 O7-δ对氧的呼吸作用进行了空气气氛中甲苯的深度催化氧化的研究。实验表明 ,随着温度的升高和空速降低 ,YBa2 Cu3 O7-δ对甲苯的深度催化氧化活性增加。

混合导电体Y_(1-x)La_xBa_2Cu_3O_(7-δ)透氧膜的透氧性能研究

用稳态法研究了具有类钙钛矿结构的Y1-xLaxBa2Cu3O7-δ(x=0．1、0．3、0．5、 0．8和1．0)致密透氧膜在750—1000℃之间的透氧量．实验发现,透氧速率随着La替代Y的比例x的增加而增加;在大约875℃,氧空位的有序-无序转变导致透氧率有一个突然增加．透氧膜的两侧分别为He气氛和空气,当La完全替代Y时,厚1．0mm的LaBa2Cu3O7-δ膜的透氧量达到1．22μmol／s·cm2(1．64 mL／min·cm2)．

制备YBa_2Cu_3O_(7-δ)/Ag自润滑复合材料及性能

为制备出从低温到高温宽范围内使用的固体润滑材料,分别以纯Ag和AgNO_3的方式向高温超导材料YBa_2Cu_3O_(7-δ)中掺杂金属银,制备出了具有超导性能、一定的机械性能和摩擦学性能的氧化物基复合材料,对其组织和性能进行了研究,重点分析了其增韧机理和减摩耐磨机理。研究发现,分布于晶粒间的Ag微粒有效抑制裂纹的萌生和扩展,从而改善了氧化物陶瓷YBa_Cu_3O_(7-δ)的脆性;常温和高温下,复合材料都表现出低而稳定的摩擦因数,软金属膜+硬基体是其减摩耐磨机理;由AgNO_3制备出的复合材料基体内Ag微粒的粒径更小,分布更加均匀,团聚少,表现出更好的综合性能。

YBa_2Cu_3O_(7-x)对氧的检测灵敏度和响应速度

研究了高温超导体 YBa2 Cu3O7- x块材和厚膜在温度区间 40 0℃到 85 0℃电阻率随环境氧分压的变化关系 ,初步探索了其作为氧传感器材料的可能性。并研究了 YBa2 Cu3O7- x在不同温度条件下对氧的检测灵敏度和响应速度。实验表明 YBa2 Cu3O7- x对氧有较强的选择性 ,同一温度下电阻率随氧分压的增大而减小 ,且有较快的响应速度。氧分压减小时电阻率增大 ,块材响应速度较慢 。

超导体YBa2Cu3O7-δ的摩擦学特性研究

采用溶胶-凝胶法制备YBa2Cu3O7-δ和Ag/YBa2Cu3O7-δ超导材料,并分析其相组成及结构,用SFT-4000型高真空超低温摩擦磨损试验机对其从室温至液氮温度范围内的摩擦学特性进行评价.结果表明:在室温条件下,YBa2Cu3O7-δ与不锈钢盘对摩时的摩擦系数在0.50左右,当温度降到超导转变温度以下时,其摩擦系数急剧降低至0.13,最后稳定在0.20以下.添加Ag可以改善YBa2Cu3O7-δ的常温摩擦磨损性能,Ag/YBa2Cu3O7-δ复合材料的摩擦系数低且非常平稳,其中10%Ag/YBa2Cu3O7-δ的摩擦系数为0.20,磨损率为8.96×10-5mm3/(N.m),Ag/YBa2Cu3O7-δ的磨损机制为YBa2Cu3O7-δ硬基底承载与软金属Ag转移膜的润滑作用.

YBa_2Cu_3O_(7-y)超导体中氧的非化学计量和缺陷平衡

本文提出了一种直接合成热重法,在空气中测定了室温下YBa_2Cu_2O_(7-y)超导体分子式中的y值为0.234±0.005。研究了不同温度下氧空位浓度的变化,求得氧空位形成焓为:ΔH_(f(o))=0.43eV(正交晶系);ΔH_(f(t))=0.24eV(四方晶系)。从两种晶系的氧空位浓度与温度的关系推出了晶型转变温度约为670℃左右。

高压下超导体YBa_2Cu_3O_7弹性性质的第一性原理研究(英文)

通过从头算密度泛函理论研究了YBa2Cu3O7的结构和弹性性质.发现c轴最容易压缩.另外,我们还计算了各种弹性性质与压强的关系,例如弹性模量,剪切模量,杨氏模量,泊松比.最后,我们获得了不同压强下的德拜温度和声速.

Eu(Pr)替代Ba位对EuBa_2Cu_3O_(7-δ)晶体结构及其超导电性的影响

采用X射线衍射、直流输运和拉曼光谱法分别研究了Pr和Eu替代EuBa2 Cu3O7 δ的Ba位对晶体结构及其超导电性的影响。实验结果表明 ,随着Pr和Eu替代浓度的增加 ,晶体结构发生了从正交相到四方相的结构转变 ,超导临界温度Tc 迅速降低 ,拉曼光谱表明 ,随着替代含量的增加 ,Cu(1)—O(4 )的拉伸振动 5 0 4cm- 1 和Cu(2 )—O(2 ,3)反相弯曲的振动模 30 4cm- 1 系统地向高波数移动。

YBa_2Cu_3O_(7-x)分子筛的制备与应用

用不同原料或加入添加剂的方法研究了 YBa2 Cu3O7- x( YBCO)对氧的“呼吸”性能的影响。研究发现 ,加入 5 %～ 1 0 %的萘作为添加剂是提高 YBCO分子筛除氧效果的有效途径。

磁控溅射法制备YBa_2Cu_3O_(7-x)双面超导薄膜

采用大直径中空柱状阴极磁控溅射装置和筒形加热器制备了高质量YBa2 Cu3O7-x双面超导薄膜。使用衬底为 (0 0 1)LaAlO3和 (0 0 1)YSZ。双面超导薄膜零电阻温度TC=89～ 91K ,临界电流密度JC≥ 10 6A/cm2 (77K ,零场下 ) ,微波表面电阻RS<1mΩ(77K ,10GHz)。对不同氧氩比下制备的双面膜进行了性能的比较。当O2 ∶Ar =1∶2 .5 ,衬底温度在80 0℃时 ,制备出了高质量的双面超导薄膜。同时对双面超导薄膜进行了微结构分析。用制备的 2 5mm× 2 0mm双面膜研制成功中频滤波器 ,中心频率为 1 0 6GHz时 ,插损为 0 6 7dB。

溶胶-凝胶法制备YBa_2Cu_3O_(7-x)超导薄膜的研究

传统的TFA-MOD法制备YBa2Cu3O7-x薄膜,采用Y、Ba、Cu 3种金属的三氟醋酸盐(TFA)为先驱体,在热分解时,会产生大量的HF气体,即使通过将近20h的缓慢升温过程来对薄膜进行热分解,也难以获得较为光洁的表面,从而无法实现厚膜的制备。本文提出了一种新的含氟溶胶-凝胶工艺,通过减少溶胶中F的含量,并利用二乙醇胺做修饰剂,缩短了热分解时间,提高了薄膜的表面光洁度。利用该方法在(010)LaAlO3衬底上制备了具有良好c轴取向,临界转变温度为89K的YBCO超导薄膜。

烧结时间对YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体的正交结构及正电子寿命参数的影响

报告了利用X射线衍射 (XRD)、扫描电镜 (SEM )和正电子湮没等实验对YBa2 Cu3 O7-δ(Y- 12 3)体系正交畸变度和正电子寿命谱随烧结时间变化的研究结果。发现在 95 0℃温度的烧结条件下 ,在 12— 72h这一相当宽的烧结时间范围内 ,正电子实验具有足够的稳定性和可靠性 ,实验表明足够的烧结时间在Y - 12 3多晶材料制备方面是必须的。

绝热法测量YBa_2Cu_3O_(7-δ)的比热

本文采用绝热法,对圆柱体的 YBa_2Cu_3O(7-δ)样品在80-120K 温区进行了比热测量。发现,除在转变温度(91K)处有比热跃变外,在89K 和100K 附近尚存在比热反常现象。

Cu_3V_2O_7(OH)_2·2H_2O纳米线的制备及其电化学性能

以CuSO4.5H2O和NH4VO3为原料,采用水热法制备了Cu3V2O7(OH)2.2H2O纳米线。利用XRD、FE-SEM、TEM和HRTEM对样品的结构和表面形貌进行了表征,并对其作为锂电池正极材料的电化学行为进行了研究。电化学性能测试表明,Cu3V2O7(OH)2.2H2O纳米线电极具有较高的开路电压和较大的放电容量。