文档介绍：西北工业大学
硕士学位论文
高温超导单畴块材YBCO和REBaCuO的生长、微观结构与性能研究
姓名:张翠萍
申请学位级别:硕士
专业:材料工程
指导教师:李金山;冯勇
20050701
要摘高温超导材料将在超导限流器、超导轴承、飞轮储能系统、磁浮列车、超导电机、超导永磁体、污水处理等方面展现出良好的应用前景。在高温超导块材的工程应用中,超导材料的两个主要性能超导磁悬浮力和捕获磁通极大地影响着工程应用情况,而其性能的提高又强烈地依赖于超导块材的生长和微观结构的改善。目前高温超导和椴牡牡コ胫聘骷际跻宰丫б嘉V鳌1疚牟捎籽晶法生长了单畴和伎椴摹6宰丫б嫉牡コ肟椴牡纳し绞健微观组织结构和影响磁悬浮性能的相关因素进行了深入而系统的研究。本文从理论上研究了晶体的界面形态,通过杰克逊因子卸面为光滑界面,并且从实验上给以证实。从光滑界面出发对单籽晶引导的单畴生长模型进行了实验性总结,得到了面沿岱较蛞远魏撕筒状方式生长,沿蚥方向以外延方式生长的结论。观察到籽晶引导的单畴的界面前沿和较蛏で把囟即嬖诮缑媸认窒螅诖蠊涠认鹿鄄斓揭合中形成有胞状晶和块状晶。分析了阻碍晶体生长的原因,发现生长沿的液相中因为珺尤狈λ斐傻某煞制銎仁晶体停止生长。计算了迳さ淖畲笏俾饰猂./,实验测量值为/,实验值低于理论值一个数量级。在第三章我们对比分析了和椴牡奈⒐劢峁梗⑾炙蔷哂凶橹结构上的共性,都具有层状晶体的各向异性结构,其Р愕暮穸茸钚】梢达到挤植加邢感《稚⒌粒子,分布有高密度孪晶,孪晶间距约在T谘分型贝嬖诹盐坪涂锥矗渲形⒐⒐哿盐萍涞募渚嘤粒子的粒度成正比,W釉较福⒐哿盐频姆植冀较该堋:旯哿盐剖粲诜潜菊裂纹,一种垂直于産面,一种与猙面平行。。而孔洞是成为阻断超导电流的缺陷,也是裂纹形成的一个裂纹源。在第四章对磁悬浮力和捕获磁通进行了较深入的研究。理论分析得出了磁悬
浮力公式和最大磁悬浮力值。研究了不同渗氧温度对块材的磁悬浮性能的影响。,值上升;在组织上减少了宏观裂纹,使磁悬浮力性能得到很大提高。研究了乃炒判裕洌珿一遵从朗之万顺磁性理论。进一一步分析了顺磁性对牟痘翊磐ê痛判×Φ挠跋臁关键词超导单畴:和伎椴模坏コ肷ぃ何⒐劢峁梗怀即判力;捕获磁通韭畚墓ぷ鞯玫焦易匀豢蒲е氐阊芯项目的资助和国家自然科学基金重点研究项目的资助。西北荡笱妒畚
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论文的创新与贡献本论文系统地研究了和嫉コ肟椴纳ぁ⑽⒐圩橹峁购痛悬浮力性能。作者采用籽晶法生长了单畴和伎椴模⒍缘プ丫Х引导的晶畴生长模型进行了实验性总结。研究了晶体的生长速率和微观结构,研究了不同渗氧温度对块材的磁悬浮性能的影响。对渗氧工艺的研究是提高和嫉コ肟椴挠τ眯阅艿难芯康闹饕4葱鹿ぷ鳌U庑┓矫娴难究工作使得块材的磁悬浮性能提高到痗。目前这个性能已经达到了,本论文在获得高性能超导块材的研究方砸做出了突出的贡献。
第一章绪论高温超导研究简述第绪论年荷兰物理学家昂内斯⋯在的电阻转变中发现了超导现象。自此,物理学家和材料学家在提高超导临界转变温度方面作了大量的努力。一个显著的突破是年的———一转变的报道。K嬷⒘曛炀浼捌渫隆和中国赵忠贤及其同事”液氮温区超导体姆⑾帧4撕笫澜绺餮芯啃∽橄嗉谭⑾至皍,,薄等一盗醒趸锍继澹使得超导临界转变温度一再被突破,如图示“。D壳俺剂俳缱1湮露的最高纪录达到嗣嵌允椅鲁继宓睦硐胱非笠廊辉诩绦着,并且期待着早日实现。和图超导体俳缥露忍岣叩谋嗄晖技扒魇.
和趸锍继宓奈锢砘「攀和趸锍继学合成条件下形成海缓虰,,珺幕旌衔铮恍纬蒖为四价离子,替代后琌。0氲继澹臀孪虏怀肌蚑诠棠罨超导材料研究己取得了重大进展。高温超导材料在超导态下的不完全抗磁,胜和磁通钉扎特性,使之具有高临界电流密度和磁悬浮的特点,并已在新型的超导限流器“”、超导轴承“。”⒊挤陕种堋啊啊、超导磁浮列车“⋯、超导电机“超导永磁体“”和污水处理””等方面进行了应用探索。年初,美、中科学家相继独立地发现难趸锍疾牧篊馐堑谝桓鲆旱N露瘸继澹ǔ<虺扑猋験哂畸变、缺氧的钙钛矿结构,其中包含两个二维C婧鸵桓鲆晃腃链,的氧含量随合成条件而变化,是典型的氧缺位化合物。K睾惋缦翟K鼐粲谙⊥猎K兀渲衁元素为轻稀土元素,⊥猎K琑,代表镧系元素,,,.,,,,,,.,,,K孀畔⊥裂趸颵超导体的发现,超导科学家即开展了用镧系元索替代拥难芯俊薄啊R栽颖为:腞瓸,一趸锍继逑嗉瘫环⑾郑涑甲1湮露染左右,说明稀土离子岸訰腡跋旌苄。蛭猅。