论文摘要：Gd2Ba4CuWOx和Y2O3掺杂对TSIG法制备单畴YBCO超导块材性能的影响

在用顶部籽晶熔渗工艺（TSIG）制备单畴YBCO超导块材的过程中，通过在YBCO超导块材中引入一些缺陷来提高其超导性能，进而提高超导块材的临界电流密度Jc，最终使块材的磁悬浮力得到提高。实验证明，在超导块材中引入强磁通钉扎中心最有效的方法是掺杂，这种方法不仅操作简便、成本低，而且可以使超导块材的性能得到很好的改善。
本文采用两种掺杂的方法来提高YBCO的超导性能，一是在Y2BaCuO5（Y211）粉体中掺入Gd2Ba4CuWOx（GdW2411）粉体，二是在Y211粉体中同时掺入Gd2Ba4CuWOx和Y2O3粉体。通过顶部籽晶熔渗工艺分别制备出了这两种掺杂情况下的YBCO超导块材，并分别对样品的宏观形貌、磁悬浮力以及微观结构进行分析，从而确定掺杂对YBCO超导块材性能的影响。
在制备GdW2411掺杂的YBCO超导块材之前，首先采用固相烧结法,在1080℃的烧结温度下，通过三次烧结和四次球磨的过程，制备出GdW2411粉体。
对于掺杂GdW2411的YBCO超导块材，通过对其宏观形貌的分析发现，GdW2411的掺杂引起了块材形貌的变化，当掺杂量在6wt%以下时，块材无明显形变，表面有清晰的十字花纹，属典型的单畴YBCO形貌，其后随着掺杂量的增加，块材的表面逐渐出现随机成核现象。当掺杂量为40wt%时，随机成核布满整个块材，并且在其表面出现了较大的裂纹。通过对块材磁悬浮力的测试发现，随着掺杂量的增加，样品的磁悬浮力单调递增，当掺杂量x=4wt%时，磁浮力达到最大值，当x＞4wt%时，样品的磁悬浮力随着x的增加单调下降。通过显微结构分析发现，随着GdW2411掺杂比例的增加，GdW2411粒子的密度逐渐增加且粒子的粒度基本上在200nm，基体中的Y211粒子逐渐聚集形成了一条线状结构。
对于GdW2411和Y2O3粉体共掺的YBCO块材，通过对其宏观形貌的分析发现，当GdW2411在最佳掺杂量x=4wt%的情况下，Y2O3掺杂量小于0.4wt%时，块材表面有明显的十字花纹，单畴性较好。当Y2O3掺杂量大于0.4wt%时，块材的表面就开始出现随机成核现象。通过对块材的磁悬浮力进行测试发现，当GdW2411掺杂量在x=4wt%的情况下，随着Y2O3掺入量的增加，磁悬浮力呈现先增大后减小的特征，当Y2O3掺入量为0.3wt%时，磁悬浮力最大。通过显微结构分析发现，GdW2411粒子均匀的分布在基体中，颗粒尺寸约200nm，随着Y2O3掺入量的增加，基体中的Y211粒子含量逐渐增加，从而达到提高超导性能的目的。但过量的Y2O3掺入会使Y211非超导相的比例过多，Y123超导相减少，使其超导性能下降。适量的GdW2411和Y2O3粉体混合掺杂有利于改善块材的超导性能，提高磁悬浮力。

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