大尺寸高性能YBCO單疇塊材的定向凝固研究.pdf

1、YBCO單疇超導(dǎo)塊材由于其優(yōu)異的磁場俘獲能力和自穩(wěn)定磁懸浮特性，在超導(dǎo)磁懸浮、飛輪儲能等技術(shù)領(lǐng)域有著誘人的應(yīng)用前景。目前，Y系高溫超導(dǎo)體塊材存在的問題是：如何生長大尺寸單疇塊材；如何制備出高磁懸浮力和俘獲磁場的高性能單疇塊材。 本論文在YBCO定向凝固生長理論的基礎(chǔ)上，采用頂部籽晶熔融織構(gòu)生長工藝(TSMTG)制備YBCO單疇塊材，通過對樣品宏微觀形貌的觀測，磁懸浮力、臨界電流密度及俘獲場的測試，重點研究了大尺寸高性能YBCO單

2、疇塊材的定向凝固生長以及NdBCO籽晶的制備技術(shù)。主要結(jié)果如下： 1、為了解決在大尺寸YBCO單疇塊材在制備過程中的非籽晶成核問題，我們通過一系列淬火實驗，發(fā)現(xiàn)Y211含量對胚體起始生長溫度Ts存在影響。這意味著通過適當(dāng)調(diào)整Y211相含量的比例，可以有效地拓展生長溫度窗口，從而生長出大尺寸塊材。通過淬火樣品的形貌分析還發(fā)現(xiàn)，Y211相含量較多的胚體單疇的生長速度較快。因此，綜合考慮Y211含量對胚體起始生長溫度和生長速度的影響，

3、我們分別制備出了53、58和7mm大直徑Y(jié)BCO單疇塊材。 2、為了進(jìn)一步提高YBCO單疇塊材的磁懸浮力，我們對影響磁懸浮力的因素進(jìn)行研究。通過一系列實驗研究磁懸浮力與樣品臨界電流密度、微結(jié)構(gòu)的關(guān)系。結(jié)果表明，微裂紋和孔洞是影響磁懸浮力的重要因素。我們提出了一個模型，很好的解釋了小孔和微裂紋對磁懸浮力的影響。在大直徑單疇的制備中，適當(dāng)把握燒結(jié)前一階段的恒溫時間，控制好液相流失，可以有效地減少孔洞和微裂紋，從而把塊材的磁懸浮力密度