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在熔融织构技术出现前,对于Y-Ba-Cu-O(YBCO)多晶超导块材来说,由于晶界边缘的弱连接现象导致其临界电流密度很小。随着块材制备工艺的发展,尤其是顶部籽晶熔融织构法的发展,不仅消除了晶界间的弱连接,而且引入了非超导颗粒Y<,2>BaCuO<,5>(Y211)作为钉扎中心,有效的提高了样品的钉扎力和临界电流密度。
在YBCO生长理论基础上,通过对样品内部SEM观察和VSM的测量,本文研究了Y211颗粒在YBCO准单畴块材中的分布和其分布对样品超导性能的影响,结果如下:
1.由YBCO生长理论,Y211颗粒的分布和YBa<,2>Cu<,3>O<,7-δ>,(Y123)相的生长速率有很密切的关系。SEM微结构观察发现,顶部籽晶诱导生长熔融织构YBCO超导块材中的Y211粒子分布呈不均匀性。因为根据Ostwade生长模型,长时间处于液相中的Y211粒子容易变的粗大,并和其它的Y211颗粒团聚在一起。通过样品宏观形貌观测发现沿a轴的Y123相的生长速率比沿c轴的生长速率要快,由此导致了Y211粒子在这两个方向上的不均匀分布。Y211相粒子在近籽晶处容积率较小,而在样品底部则密度较大,并且呈现Y211粒子团聚现象。对Y211分布不同的区域分别作了磁滞回线的测量,发现临界电流密度也随着Y211颗粒的变化而变化。
2.通过优化Y211前驱粉体,可以改善Y211相粒子在母体中的分布,从而有效提高YBCO块材临界电流的值Jc和块材的磁悬浮力。通过制备不同的Y211前驱粉粒径的样品进行分析,结果表明,Y211相粒子在母体中的分布越均匀,且Y211粒子平均粒径越小,越有助于增加磁通钉扎,从而提高临界电流密度,增加块材的磁悬浮力。