YBCO定向凝固過程中的晶體生長與控制.pdf

1、定向凝固技術(shù)在制備高臨界電流密度的YBa2Cu3O7-δ(簡稱YBCO或Y123)高溫超導(dǎo)體上的成功表現(xiàn)，使得利用此技術(shù)制備具有強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)研究了利用定向凝固技術(shù)制備YBCO高溫超導(dǎo)體的工藝過程，對不同工藝參數(shù)下的微觀組織進(jìn)行了理論與實驗研究，并分析了YBCO晶體的生長機(jī)制。 研究了定向凝固法制備YBCO的工藝過程，其中包括了先驅(qū)粉末的制備工藝，以及預(yù)制棒材的制作。利用溫度記錄儀測試了加熱

2、爐的溫度分布曲線，并成功獲得了高度取向排列的片層組織。在此基礎(chǔ)上，通過在不同凝固參數(shù)下的定向凝固實驗研究不同工藝參數(shù)對組織的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)：較低的抽拉速率有利于高質(zhì)量晶體的生長；在保證晶體質(zhì)量的同時，較高的抽拉速率更容易控制晶體的取向。通過金相顯微鏡和掃描電鏡等分析手段，觀察并分析了YBCO塊材晶體在微觀結(jié)構(gòu)上的各項異性、基體中211粒子的分布及作用，以及樣品中存在的裂紋和孔洞及其形成原因等，211粒子的含量影響123晶體的生長，改

3、善顯微組織。均勻分布的細(xì)小Y211粒子會使片層厚度變薄，晶界連通性改善。YBCO塊材中存在的裂紋及孔洞是阻斷超導(dǎo)電流的缺陷，彌散分布的細(xì)小的211粒子可以減小樣品中的裂紋。采用降低粉末中碳含量的方法，可以很好地避免孔洞的發(fā)生。此外，211粒子除了改善顯微組織外，還在超導(dǎo)體中引入應(yīng)力場及位錯作為磁通釘扎中心。 分析了Y123晶體的形核機(jī)制，對Y123晶體的界面形態(tài)及長大方式作了初步判定，通過本章的試驗分析表明，Y123相不是在21