單疇熔融織構(gòu)YBCO塊材工藝探索及微結(jié)構(gòu)分析.pdf

1、隨著高溫超導(dǎo)材料性能的改善，高溫超導(dǎo)材料的應(yīng)用也進(jìn)一步深入，YBa2Cu3O7-d(簡(jiǎn)稱YBCO或Y123)高溫超導(dǎo)塊材在超導(dǎo)永磁體、磁懸浮、無摩擦的超導(dǎo)磁性軸承、飛輪等方面有很大的發(fā)展?jié)摿ΑＴ趯?shí)際應(yīng)用中，要求YBCO塊材有盡可能大的單疇區(qū)和高的臨界電流密度。然而進(jìn)一步生長(zhǎng)YBCO大尺寸、高性能單疇仍然很困難，同時(shí)在生長(zhǎng)技術(shù)方面仍存在諸多問題，YBCO超導(dǎo)體材料制備在目前還沒有形成一個(gè)完整、系統(tǒng)、深入的理論體系。 本論文采用熔融

2、織構(gòu)生長(zhǎng)法MTG(Melt-Textured-Growth)結(jié)合頂部籽晶技術(shù)制備YBCO單疇塊材。在理論和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，使用掃描電鏡(SEM)分析樣品微結(jié)構(gòu)，探索制備高性能的單疇YBCO塊材的工藝過程。結(jié)果表明： 1.工藝參數(shù)對(duì)YBCO單疇的性能影響很大。YBCO的生長(zhǎng)與Y211粒子、籽晶和冷卻速率等密切相關(guān)。Y211粒子在生長(zhǎng)前沿液相中不斷溶解，向液相中提供Y，維持YBCO的生長(zhǎng)，尺寸小的Y211顆粒更有利于提供Y，以更大的生

3、長(zhǎng)速率穩(wěn)定生長(zhǎng)YBCO，并且細(xì)小的Y211粒子有助于提高臨界電流密度。選擇合適的籽晶和冷卻速率，可以避免非理想的Y123成核點(diǎn)，生長(zhǎng)出更大的單疇樣品。 2.樣品微結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明：在籽晶正下方，YBCO超導(dǎo)塊材中的Y211粒子分布呈不均勻性。樣品在近籽晶處Y211粒子非常少，從樣品頂部到樣品底部Y211相粒子的容積率呈增大趨勢(shì)。Y211粒子分布不均勻以及Y123粒子和Y211粒子熱膨脹系數(shù)差異，導(dǎo)致YBCO塊材產(chǎn)生微裂紋，降低磁