Gd掺杂对无氟金属有机物沉积法制备Y1-xGdxBCO薄膜的应力调控

为了揭示Gd掺杂对克服YBa_2Cu_3O_(7-δ)(YBCO)薄膜厚度效应的机制,采用无氟金属有机物沉积法在铝酸镧基底上沉积制备了一系列不同掺杂比例的Y_(1-x)Gd_xBCO薄膜,并且采用X射线衍射、扫描电子显微镜、Raman光谱仪分析薄膜的生长取向、微观形貌以及晶格振动特征,系统地研究了Gd掺杂对应力的调控机制.结果表明:随着Gd掺杂比例的增加,晶体的晶格常数变大,导致膜内的张应力增加,薄膜的c轴取向也随之升高;但是随着Gd含量的进一步增加,会使薄膜结构恶化,性能下降;当Gd:Y的掺杂比例为1:1时,薄膜的c轴晶粒取向最佳,可以有效克服厚度效应.

基于单螺线管的超导储能磁体阶梯结构设计优化

高温超导带材各向异性严重制约了磁体临界电流密度的提高,从而使其储能也受到影响。主要通过有限元分析软件对磁体建模仿真,在磁体带材用量不变的前提下,首先以单螺线管型磁体为前提,研究不同径高比对磁体储能的影响,并获取储能最高时的最佳径高比。在此基础上,通过结构优化,建立二阶梯结构的磁体使储能进一步提高,并获得此时储能最大时磁体结构所满足的条件——即满足θ约等于40°时。最后,通过由单一带材到混合带材的使用进一步提高储能。仿真结果表明,通过上述的结构和带材的优化,磁体的储能效率明显提高约61%。