文档介绍：YBa2Cu3Ox体材料在液氮温区的临界电流密度Jc
王魁汉樊占国冀春霖曹桂仪刘素兰王士兰
(东北工学院)
赵忠贤郑东宁
(中国科学院物理研究所)
摘要:以定向反应合成的YBa2Cu3Ox为原料,用加大成型压力——高温熔化——三段热处理工艺,可将YBa2Cu3Ox体材料的Jc提高到713 A/cm2(78 K),讨论了晶粒间界的空隙,微区化学组成不均匀性。高温熔化及凝固过程对Jc的影响。结果表,采用较大压力成型,高温熔化工艺,捉高碳酸盐分解率,有助于提高临界电流密度Jc.。
关键词:超导材料临界电流密发,熔化,凝固
0 前言
    Bednorz与Mü11er[1]发现Ba –La- Cu—O系可能存在转变温度为35K的超导电性,液氮温区超导材料的问世[2],是20世纪80年代科学领域中的重大突破。但是,要使YBa2Cu3O超导材料能真正得到应用,必须使该种材料的Jc达到实用化水平,本文初步探讨了提高Jc的工艺途径。
1 样品制备与热处理
    以定向反应合成工艺[3]制备的YBa2Cu3O粗样品为原料,再分别采用加压成型法、高温熔化法、加压成型与高温熔化联台法制备样品,然后经三段热处理,即906℃,700-750℃及300-450℃热处理。
2 测量结果
加压成型[4]
    YBa2Cu3O粗样品磨细后,在不同压力下成型,再经三段热处理,可使Jc由30A/cm2提高到260A/cm2。
高温熔化法
    为了选择熔化YBa2Cu2O3的坩埚,将样品分别置于Pt,BN,Zr0 2,A1 2O 3及石英垫片上,再放入炉内升温至l 060-1080℃熔化10—20 min,然后经三段热处理。实验结果表明:Pt,BN及石英皆与样品发生化学反应。但是,由ZrO2,A1 2O 3垫片处理的样品则无明显染污,经高温熔化处理后样品其Jc最高可达336A/cm2(78 K)。
加压成型与高温熔化联合工艺
    采用联合工艺处理的样品其Jc及有关参数列于表1。由表1看出,采用联合工艺对提高J。可产生迭加效果Jc达713A/cm2。
表1YBa2Cu3Ox体材料样品的Jc与Jc测量结果
No. 截面积
mm2 成型压力
Pa×105 Tc(R=0)
K Jc(78K)
A/cm2 备注
(熔化处理温度℃)
0902 384 1080
1012 -- 572 1080
1017 -- 58 ③
1122 713 1070
1216 -- -- 385 --
1218 -- -- 271 1060
注:①表中数据均由中国科学院物理研究所测定,测定Jc 的判据为1Μv/cm;
②样品编号第1,2位数字表示月份,第3,4位数字表示日期,表2,3也是如此;
③在磁场下加压制样,未作熔化处理。
3 讨论
YBa 2Cu3O 2超导材料的Jc是材料的组织敏感性质,因此制备过程中的多种因素均在一定条件下对Jc产生显著影响。
空隙
    在样品密度较小的情况下,晶粒间的空隙应视为晶粒间界的最重要的非超导“相”,对Jc产生极不利的影响。
    加压成型可初步