【摘 要】
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众所周知,阻碍高温超导材料发展的是其临界电流密度J太低,尤其是在强磁场中快速下降.J值低的两个主要原因是多晶高温超导体在晶界处的弱连接和晶粒内的磁通运动.目前在提高临
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众所周知,阻碍高温超导材料发展的是其临界电流密度J<,C>太低,尤其是在强磁场中快速下降.J<,C>值低的两个主要原因是多晶高温超导体在晶界处的弱连接和晶粒内的磁通运动.目前在提高临界电流密度J<,C>这一方面取得很大进展,现已证明适量掺杂或元素替代被认为是提高临界电流密度J<,C>,改善晶粒结构的重要方法.本论文主要研究了Ca掺杂对YBCO超导块材微结构和超导性能影响.首先我们研究了YBCO超导块材的合成工艺,并总结出一套很好的YBCO块材制备工艺.然后,在此基础用传统固相烧结方法制备了掺杂Ca和不掺杂Ca的YBCO超导块材样品.采用标准的四引线法测量了样品的R-T和I-V曲线以及磁场下的I-V特性.用X射线(XRD)和扫描电镜(SEM)分析了掺Ca样品的相生长和微结构变化.实验结果表明:掺Ca对YBCO超导块材的临界温度有抑制作用,降低了正常态电阻,但是改善了材料的临界电流性能.掺Ca样品的临界温度T<,C>明显低于不掺样品,临界电流密度J<,C>却有显著提高,而且表现出很好的弱磁场行为.XRD射线分析表明掺Ca样品的仍具有很好的单相性,并没有Ca的衍射峰出现.对样品的SEM分析可以看出掺Ca样品微结构发生变化,掺Ca样品晶粒变得细小,而且晶粒间排列精密,空洞也很少,晶界也变得更干净..我们认为临界温度降低主要是在过饱和状态下Y<3+>被Ca<2+>所替代,临界电流密度增加是因为掺Ca样品的微结构得到改善,因此Ca掺杂有利于改善临界电流密度Jc性能.
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