MgB2超導線材制備工藝及其性能研究.pdf

1、自2001年日本科學家發(fā)現(xiàn)MgB2是一種具有39K臨界轉變溫度的超導材料以來，許多國家對其制備、性能和應用開展了大量的研究工作。MgB2超導體具有遠高于低溫超導體的Tc，又不存在高溫超導體中難于克服的弱連接、成本高、難加工等問題，極具潛力成為新一代廣泛應用的超導材料。
　　 本文采用粉末套管法制備了MgB2超導線材，重點研究了Mg/B先驅粉末制備工藝、MgB2線材加工工藝和后續(xù)燒結工藝，并研究Fe3O4、 CaF2、 MgF2、

2、C、SiC以及石墨稀摻雜物質摻雜對MgB2超導線材性能的影響。
　　 研究表明，采用氬氣保護球磨方法可以獲得粒徑較小、均勻性好的Mg/B先驅粉末，且不會引起先驅粉末成分的變化。用原位粉末套管法制備MgB2/Fe線材過程中，對線材在600℃溫度下退火10min能夠明顯消除線材的加工硬化現(xiàn)象且此時不會引起芯部Mg與B的反應。采用快速燒結的方式可以合成良好的MgB2超導相，并且燒結過程中Mg的氧化并不嚴重。相對于真空燒結，快速燒結具有

3、快速、成本低、操作方便等特點，且快速燒結樣品的臨界電流密度明顯高于傳統(tǒng)真空燒結樣品。未摻雜的線材樣品經過快速燒結800℃，10min燒結后，自場下的臨界電流密度Jc值在5K時達到3.2×105A/cm2，在20K，2T時，臨界電流密度值仍大于104A/cm2。采用分步法制備的樣品比原位粉末套管法制備的樣品更致密，但分步法制備樣品的Jc卻低于粉末套管法制備樣品的Jc。摻雜試驗表明，在低場區(qū)摻雜樣品的Jc值大多低于未摻雜樣品的，在高場區(qū)Si