超导材料在磁屏蔽、短距离大电流传输、电力、通信和高科技等重要领域具有良好的应用。REBCO系列高温超导块材(RE为稀土元素Nd、Sm、Y、Gd、Eu、Yb等)在高场永磁体,超导磁悬浮运输系统、超导磁轴承,超导飞轮储能等方面有广阔的应用前景。本实验室采用Gd+011 TSIG法成功制备出不同籽晶数目的GdBCO超导块材。其中超导块材长为60 mm,宽为30 mm,厚度为20 mm,其磁悬浮力和捕获场相对较高。采用Gd2O3和BaCuO2混合粉体并掺杂0.5 wt%CeO2作固相源。在固相源坯块和液相源坯块之间添加数个Y2O3方型小坯块使其在液相上渗后起到支撑作用,防止大尺寸超导块材中心凹陷,这种方法有效改善了 GdBCO超导块材性能。同时此法极易实现残留液相源坯块从固相源坯块上分离,节省了大量时间。通过将多个籽晶排列成一行,使之形成条形籽晶,有利于解决因采用多籽晶法造成超导块材畴界多的问题。通过该工艺成功制备了大尺寸GdBCO超导块材,其结论如下:(1)采用Gd+011 TSIG法制备了尺寸为20 mm,厚度为12 mm的超导块材,其具有良好的超导性能。(2)通过Gd+011 TSIG法制备的GdBCO超导块材,由于固相和液相两种物质热涨系数不同导致在固相块和液相块交接的部位产生裂纹,所以在装配样品过程中,固相先驱块和液相先驱块之间放置几个Y2O3柱子将固相块与液相块分离开来,固相块底部不再产生裂纹,且样品宏观形貌良好。对所得样品进行测量后发现直径为30 mm,厚度为12 mm的GdBCO超导块材的磁悬浮力达到105 N。用1T的磁场充磁后,其最大捕获场达到0.79 T。(3)研究了制备单畤GdBCO块材时残留液相块难去除的问题。虽然Gd+011新TSIG法制备性能良好的单畤GdBCO块材,但在实验操作过程中,很难将固相块与残留液相块分离。所以添加Y2O3柱子来隔离固相块和液相块时,从而减少了两者的接触面积。重复这种方法获得了直径为30mm、厚度为16mm的厚样品,其磁悬浮力接近120N。用1T的磁场充磁,其最大捕获场达到0.86 T,但是这种方法在实验过程中又难以控制,固相块容易发生倾斜,所以又做了进一步的改进,改进之后获得直径为30 mm、厚度为10 mm的薄样品,其磁悬浮力达到106 N,用1T的磁场充磁,其最大捕获场达到0.82T,具有较强的磁场捕获能力。所以这种新的装配方式对于大尺寸超导块材的制备具有极大的指导意义。(4)利用前几个实验的经验,采用和小样品同样的制备方法来制备大尺寸GdBCO超导块材。并且将多个籽晶排成一行,形成长条籽晶,会有效减少样品畴界,提高样品性能。在制备大尺寸样品时,样品易中心凹陷,且切除残留液相块耗费大量时间,故借鉴去除液相块实验研究方法,解决了大样品中心凹陷和液相块难分离的难题,同时可以防止因固相块与液相块热涨系数不一导致固相块底部产生的裂纹,一举三得,取得了宏观形貌不错的大样品。制备了籽晶数分别是1、2、3、4、5、6的大尺寸超导块材。因为所获得的样品经过渗氧处理后产生未知的裂纹,所以还需要进一步深入研究。但是所有样品总体性能都不错,已经有一些规律,对于以后这类的研究具有一定借鉴意义。