MgB-,2-的成相過程及反應機理分析.pdf

1、二硼化鎂(MgB2)是迄今為止臨界溫度最高的金屬化合物超導體，由于其各向異性不明顯、相干長度長以及成形容易等優(yōu)點受到了國內(nèi)外科學家的普遍關注。目前人們對于MgB2的研究主要以制備高性能線帶材為主，但是對其形成超導相的成相反應機理和復雜過程并沒有統(tǒng)一的認識。本實驗采用差熱分析儀對試樣進行精確控溫和保溫燒結(jié)實驗，具體分析了MgB2的形成條件及生長規(guī)律，為高品質(zhì)的MgB2材料制備提供了重要的理論基礎。 首先通過差熱分析DTA同步監(jiān)測發(fā)

2、現(xiàn)，Mg-B系在530℃便開始反應，在反應過程中出現(xiàn)兩個獨立的放熱峰，即在熔點前后出現(xiàn)兩種不同的反應機制。通過選取曲線中峰值點和拐點進行直接降溫實驗，利用SEM和XRD分析表明在650℃之前為固相反應階段，隨著溫度的升高MgB2的形核率增大，650℃之后為液相反應階段，在此階段MgB2不斷長大形成規(guī)則六邊形結(jié)構。 由于鎂易揮發(fā)和氧化，因此制備高純度MgB2需在低溫下進行，本文通過選取不同溫度點(510℃、530℃、600℃、65

3、0℃和750℃)進行保溫比較，以探究保溫時間對生成MgB2晶體形態(tài)的影響。實驗證明，固相反應階段延長保溫時間同樣可以促進MgB2的形核，但是孔洞控制機制限制了MgB2的進一步長大，液相燒結(jié)有利于降低孔隙率并可獲得形狀規(guī)則的晶體結(jié)構。通過超導轉(zhuǎn)變溫度測試發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的升高，Tc逐漸趨于理想值，熔點以上延長保溫時間有利于Tc值的提高，其中規(guī)則六邊形結(jié)構是決定Tc值的主要原因。 MgB2晶須在液相中形成，首先達到介質(zhì)過飽和使MgB2