免费论文摘要：温度梯度和Co3+、Zn2+掺杂对单畴YBCO超导块材本能的感化

为了加速YBCO超导块材的适用化过程，拓宽其运用范畴，就必需连接地矫正和普及其各项物理本能，制备大尺寸、高品质的YBCO超导块材。本文华用新TSIG法从温场散布和元素代替两个方面临普及YBCO超导块材本能举行了接洽。开始，接洽了晶体成长炉垂向的三个各别的温度梯度，即正温度梯度、零温度梯度和负温度梯度对新TSIG法治备的单畴YBCO样本的感化，决定了最符合制备高本能单畴YBCO样本的温度梯度前提，在此普通上提出了制备大尺寸超导块材的新本领；其次，在决定的负温度梯度前提下，接洽了各别掺杂量的Co2O3(或ZnO)对单畴YBa2(Cu1-xMx)3O7-δ (M=Co，Zn)超导块材的感化。经过接洽各别垂向温度梯度(vertical temperature gradient, VTG )下制备的单畴YBCO样本后创造：(1)在各别VTG下都不妨成长出单畴形貌的YBCO超导块材，但在正VTG下成长的样本的单畴地区没有布其外表；一切样本侧面包车型的士a/a-GSB成长征象均已到达样本的底部，样本的c轴成长实足；每个样本的侧面都不妨看到少许未成长的地区，但那些未成长地区的尺寸不沟通，个中正VTG的最大。(2)在正VTG、零VTG和负VTG下成长的YBCO样本的Y123片层厚薄各别。(3)单畴YBCO样本的a/c-GSB与其上外表产生的夹角α对VTG有着敏锐的反馈，在正VTG、零VTG和负VTG下其值辨别为35°、40°、45°；由tanα=Rc/Ra(Ra与Rc辨别为YBCO晶体沿ab面成长速度和沿c轴的成长速度)，且Ra1 = Ra2 = Ra3可知，正(负)VTG不妨增大(减小)Rc，YBCO晶体的Rc越小，样本的纯c轴成长地区的体积分数(Vfc)就越高。(4)运用负VTG和多籽晶本领各自便宜相贯串的本领提出了制备高Vfc的大尺寸单畴YBCO超导块材的晶体成长本领，由该方法治备的大尺寸单畴YBCO样本的物理本能将远远高于保守的在均温场中由单个籽晶启发制备的大尺寸单畴YBCO样本的物理本能。(5)各别的VTG对YBCO的临界温度(Tc)简直没有感化；但各别的VTG会感化样本的物理本能，在正VTG、零VTG和负VTG下成长的YBCO样本的最大磁浮力和最大捕捉磁通密度辨别为32.4 N和0.3040 T，34.8 N和0.3220 T，38.3 N和0.3780 T，即负VTG前提更符合成长高品质的单畴YBCO超导块材。(6)YBCO样本的Vfc越大，其物理本能越好，正VTG下成长的样本S1的Vfc最小为25%，零VTG下成长的样本S2的Vfc较大为37.5%，而负VTG下成长的样本S2的Vfc最大为53.6%，这与样本S1，S2，S3的物理本能所表露的顺序相普遍。沿用新的TSIG法在最符合样本成长的负VTG下制备了系列非金属氧化学物理掺杂的单畴YBa2(Cu1-xMx)3O7-δ (M=Co，Zn)超导块材，并接洽了各别掺杂量对其直观形貌、显微构造形貌、磁浮力、捕捉磁通密度散布以及Tc的感化，经过领会创造：(1) Co2O3(或ZnO)的掺杂量不同声对样本外表和侧面包车型的士成长形貌以及微观构造基础没有感化，即Co2O3在掺杂范畴x=0~0.4wt%以及ZnO在掺杂范畴x=0~1.0wt%内样本均具备典范的单畴形貌，并且样本里面微观构造也没有爆发明显的变革。(2) 样本的磁浮力和捕捉磁通密度都跟着Co2O3(或ZnO)掺杂量的减少展示先增大后减小的趋向：掺杂Co2O3时，样本的最大磁浮力和最大捕捉磁通密度辨别为37.3 N和0.4380 T，相映的掺杂量辨别为x=0.06wt%和x=0.04wt%；掺杂ZnO时，样本的最大磁浮力和最大捕捉磁通密度辨别为36.8 N和0.4160 T，相映的掺杂量为x=0.10wt%。所以，过量的Co2O3（或ZnO）掺杂都能普及样本的磁浮力和捕捉磁通本领，而适量的掺杂则会贬低其物理本能。(3) Tc随co2O3或ZnO掺杂量x的减少展现出各别水平的缺乏低沉，但两组样本的物理本能并没有表露缺乏低沉顺序的因为是：co2O3或ZnO掺杂量较钟点，Tc的低沉水平较小，且由元素替代惹起磁通钉扎重心不妨起到较好的效率功效，利于于样品行能的普及；当掺杂量合当令，Co3+离子代替Cu(1)位或Zn2+离子代替Cu(2)位所爆发的晶格畸变起到了磁通钉扎重心的效率，以是样本的物理本能最好；co2O3或ZnO掺杂量胜过最好值时，样本的本能因为Tc进一步的低沉而渐渐减小。(4) co2O3或ZnO使Tc贬低的水平各别，是由于Co3+和Zn2+的复合价以及它们加入YBCO晶格后替代晶体中各别的Cu位(Cu(1)和Cu(2)位)所致。

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