ZrO2掺杂对于Gd+011 TSIG法制备单畴GdBCO超导块材的影响

低温物理学报 , 2016, 38(3): 61-66.

ZrO2掺杂对于Gd+011 TSIG法制备单畴GdBCO超导块材的影响

亚库普·阿卜拉 ^1, , 杨万民 ^2, , 杨芃焘 ^3, , 苏晓晴 ^4, , 张玲玲 ^5,

1.陕西师范大学物理学与信息技术学院,西安,710062

2.陕西师范大学物理学与信息技术学院,西安,710062

3.陕西师范大学物理学与信息技术学院,西安,710062

4.陕西师范大学物理学与信息技术学院,西安,710062

5.陕西师范大学物理学与信息技术学院,西安,710062

基金项目: 国家自然科学基金(No.51572164,51342001)、教育部科学技术研究重大项目(No.311033)、陕西省重点科技创新团队项目(2014KTC-18)、中央高校基本科研业务费专项资金(No.GK201101001,GK201305014)资助.The Supported by the National Natural Science Foundation in China(No.51572164,51342001),the Key grant Project of Chinese Ministry of Education (No.311033),Innovation Team in Shaanxi Province(grant No 2014KTC-18),and The Fundamental Research Funds for the Central Universities (No.GK201101001,GK201305014).

关键词：单畴GdBCO超导块材 , 新顶部籽晶熔渗生长法 , ZrO2掺杂 , 磁悬浮力 , 捕获磁通密度

The effect of ZrO2 doping on the properties of single domain GdBCO bulk superconductors by Gd+011 tsig process

Keywords： single domain GdBCO bulk superconductors , new top-seeding infiltration and growth process , ZrO2 doping , magnetic levitation force , trapped magnetic field

ZrO2掺杂能够在GdBCO超导块材中生成细小的纳米Gd2Ba4ZrCuOy粒子,从而提高样品的磁通钉扎力.本文采用新的顶部籽晶熔渗生长法(Gd+011 TSIG)制备出了系列组份为(l-x)(Gd2O+1.2BaCuO2)+xZrO2的单畴GdBCO超导块材,x=0、0.02、0.04、0.05、0.06、0.08、0.1、0.15、0.2、0.3 wt.％,并研究了ZrO2掺杂量对样品的表面形貌、磁悬浮力、捕获磁通密度以及微观结构的影响.结果表明,样品的表面形貌与ZrO2的掺杂量密切相关,当x＜0.1 wt.％时样品表面光滑且具有明显的单畴特征;当0.1 wt.％≤x＜0.2 wt.％时,样品仍具有明显的单畴特征,只是单畴样品的表面出现凸起的规则台阶状的条纹;当x≥0.2 wt.％时,虽然样品仍具有明显的单畴特征,但样品的表面不仅出现了台阶状的条纹,而且样品已无法保持其原有的圆柱体形貌,并向柱体外侧突出成四个扇瓣状.样品的磁悬浮力和捕获磁通密度随着x增大呈先增大后减小趋势,当x=0.05 wt.％时磁悬浮力最大为36.57 N(77 K,0.5T),捕获磁通密度最大为0.32T(77 K,永磁体充磁).这些结果对进一步提高GdBCO超导块材的质量具有一定的指导意义.

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