YBCO定向凝固界面形態(tài)及其演變規(guī)律的研究.pdf

1、由于YBCO的晶體結(jié)構(gòu)各向異性，要使臨界電流密度達(dá)到實(shí)用水平，首先要使晶體擇優(yōu)取向。而定向凝固技術(shù)可使材料顯微結(jié)構(gòu)按擇優(yōu)生長(zhǎng)方向規(guī)整排列，獲得定向或單晶組織，故用此技術(shù)制備具有強(qiáng)各向異性的高溫超導(dǎo)體的研究受到了高度重視。 本文系統(tǒng)研究了YBCO定向凝固過程中的包晶反應(yīng)生長(zhǎng)階段出現(xiàn)的停止生長(zhǎng)現(xiàn)象，并分析了YBCO塊材界面生長(zhǎng)前沿的形態(tài)和化學(xué)成分，發(fā)現(xiàn)不平整的宏觀表面與工藝溫度過高及抽拉速率過慢都有很大的關(guān)系，即熔化溫度和提拉速度的

2、不匹配導(dǎo)致了宏觀表面的不平整；當(dāng)生長(zhǎng)前沿的液相富Cu，但Y和Ba匱乏的時(shí)候，晶體的生長(zhǎng)就會(huì)停止。為了滿足維持YBCO的連續(xù)生長(zhǎng)并最終獲得大尺寸YBCO超導(dǎo)體的需要，必須將熔化生長(zhǎng)過程中界面前沿的液相成分調(diào)整為富Y和Ba元素。 文中以定向凝固條件下的晶體生長(zhǎng)界面穩(wěn)定性與形態(tài)的演變特征為基礎(chǔ)，對(duì)定向凝固過程中YBCO晶體生長(zhǎng)特征進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，認(rèn)為傳統(tǒng)金屬體系定向凝固過程中界面穩(wěn)定性理論與形態(tài)的演變規(guī)律并不完全適用于對(duì)定向凝固過程

3、中YBCO晶體生長(zhǎng)界面的分析。定向凝固過程中，YBCO晶體界面穩(wěn)定性與形態(tài)的演變是由YBCO晶體本身的晶體學(xué)特征所決定的；YBCO晶體生長(zhǎng)速度的各向異性決定了其晶體的生長(zhǎng)形態(tài)，而YBCO的生長(zhǎng)速度又是由界面的狀態(tài)、生長(zhǎng)機(jī)理和生長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力決定的，當(dāng)YBCO界面生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)的各向異性能夠補(bǔ)償YBCO晶體生長(zhǎng)界面前沿不均勻的濃度分布時(shí)，YBCO晶體能夠保持穩(wěn)定的生長(zhǎng)；而當(dāng)YBCO晶體界面生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)的各向異性不能補(bǔ)償晶體生長(zhǎng)界面前沿不均勻的濃度分布