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我们利用混合物理化学气相沉积技术(HPCVD)在不锈钢、镁、铌衬底上制备出MgB2超导膜,并对其输运性质,表面形貌,弯曲韧度等进行了研究。
本论文在介绍了MgB2的结构特点,超导性质以及超导膜研究现状的基础上,详细报告了我们利用混合物理化学沉积法(HPCVD)分别在不锈钢衬底,镁衬底,铌衬底等金属衬底上成功制备出多晶结构MgB2超导厚膜的过程。主要结果如下:1在不锈钢衬底上制备了MgB2超导膜,其转变温度为34~38K。进行韧度测试,发现以曲率半径为500微米弯曲样品到180度,样品仍具有超导特性,且大于90度弯曲后,样品的超导转变宽度迅速变大,超导转变温度迅速降低。利用二次镀膜技术可提高MgB2超导膜的超导性能,使剩余电阻降低为零。
2在镁衬底上制备MgB2超导膜,其转变温度为39~39.5K。
3在铌衬底上制备了MgB2超导膜,其转变温度为38~39.4K。研究其退火条件,发现氢气是使样品脆化主要原因且退火过程中的氢化起主导作用。对样品进行了超导膜的韧度测试,发现以曲率半径为1毫米弯曲样品至120度,样品仍具有超导特性,且对样品超导转变温度不变,转变宽度增加。对样品界面结构进行了研究,表面铌衬底上的MgB2超导膜具有双层过渡层结构,且过渡层具有一定晶向结构。
利用HPCVD技术在金属衬底上沉积MgB2超导膜,可以解决了MgB2块材的硬而脆、不能弯曲的缺点,满足了工业使用中对绕制超导磁体所用带(线)材的延展性和韧性的要求。金属衬底的使用使得MgB2超导带材线材能够得到更广泛的应用,为下一步利用它研制实用的MgB2超导带(线)开辟了一条新的途径。