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2001年金属间化合物二硼化镁(MgB<,2>)超导电性的发现,令全世界凝聚态物理学界为之兴奋,并掀起了新一轮高临界温度超导研究的热潮。二硼化镁作为一种具有超导电性的新材料,为研究新一代具有简单结构的高温超导体开辟了新途径,并将成为电子材料领域冉冉升起的一颗新星。这种新型材料在许多方面都优于高温超导体:各向异性小,相干长度大,无弱连接现象等等。这些优越性使二硼化镁有很好的应用前景。作为一种新型超导体,它的许多基本性质都还有待研究。
首先利用PIT(power-in-tube)方法制备了MgB<,2>块材,通过改变硼粉和镁粉配比、烧结温度和烧结时间来进行了制备工艺的优化。所制备的样品密度比其他无压方法烧结制备的MgB<,2>块材密度大。研究了烧结温度、烧结时间对MgB<,2>块材颗粒生长的影响。最后比较了不同烧结温度下样品的转变温度Tc、超导转变宽度.△Yc和临界电流密度Jc。
在慢速升温(10℃/min)的基础上,探索了使用PIT’(power-in-tube)方法快速升温(726℃/min)来制备MgB<,2>块材。研究了升温速率对MgB<,2>块材性质的影响,包括样品的密度、强度和颗粒的形貌等。通过对硼粉的球磨和快速升温的方法制备了比较均匀的MgB<,2>块材纳米颗粒(200纳米左右)。还比较了不同升温速率对样品转变温度Tc和超导转变宽度△Tc的影响,以及对磁化曲线(MH)和临界电流密度Jc的影响。
最后在PIT(power-in-tube)方法制备高纯度的MgB<,2>块材的此基础上,从改变制备工艺和掺杂的方法来进一步的提高MgB<,2>块材在高场区临界电流,降低高场区磁通蠕动。并且利用Bean模型计算了临界电流密度。研究了SiC对样品转变温度Tc和超导转变宽度△Tc的影响。对比了掺杂SiC样品与不掺杂SiC样品的磁化曲线(M-H)和临界电流密度Jc。