王晓静
,
张辰
,
张焱
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冯庆荣
,
王越
低温物理学报
近来超薄MgB2薄膜被认为在研制新型超导电子器件方面具有比较重要的应用前景,对其超导特性的研究同时对理解低维度情形下的多带超导电性也有重要意义.在(0001)Al2O3衬底上,我们利用混合物理化学气相沉积方法生长了一系列厚度在50 nm至10 nm的MgB2超导薄膜,测量了薄膜的电阻率—温度曲线及其在不同磁场下的超导转变,考察了薄膜的基本特性参数如超导转变温度Tc、剩余电阻比RRR及超导上临界磁场Hc2等随薄膜厚度d的变化.测量发现H2 (T)随温度变化呈现出线性依赖关系,反映出MgB2薄膜的两带超导特性.随着d的降低,发现薄膜的Tc及RRR值逐渐下降,0K时的H2(0)逐渐升高.进一步地,我们发现薄膜的Tc与Hc2(0)都随RRR值呈现出比较单调的变化:Tc随RRR值降低而降低,Hc2(0)随RRR值降低而升高,表明RRR值是影响薄膜超导特性的比较重要的变量.依照两带超导理论对此现象的分析表明,与薄膜的RRR值降低相伴随的可能是MgB2薄膜内σ带电子和π带电子的带间散射率的增强.
关键词:
MgB2
,
超导薄膜
,
HPCVD法
,
剩余电阻比
,
上临界磁场
,
两带超导电性
,
带间散射
郭永庆
,
冯旺军
,
李翠环
,
陈映杉
材料科学与工程学报
粉末反应中MgB2成相过程可分三步完成：两种粉粒由于热运动接触碰撞,做反相微幅受迫振动,形成MgB2成相区;两个硼原子接近,价轨道发生sp2杂化,反应生成B2,镁原子的两个3s价电子自旋相反且成对填入B2的π轨道形成π键生成MgB2,此即MgB2初始晶核。初始晶核有不对称的电场分布和四个外露半满杂化电子轨道;初始晶核分别沿a和c三个轴六个方向接近反应,生长成单晶晶粒。晶粒表面的外露半满杂化电子轨道、镁离子和电子的局域电场可能将相邻晶粒中的晶格周期性接通,形成库伯对穿过晶粒界面的通道;不同晶面中的两种化学键可能导致两种费米分布、两种库伯对和双能隙。利用初始晶核顺磁性和晶粒表面局域电子,对成相过程可做进一步试验检验。
关键词:
MgB2
,
sp2杂化
,
晶核
,
晶核生长
杨超伟
,
陶硕
,
张志伟
,
赵晓鹏
材料导报
采用溶胶-凝胶法和在Ar气氛下热分解技术,制得了MgB2超导晶态纳米线.利用XRD对样品进行物相分析,表明有MgB2生成.通过扫描电子显微镜(SEM)对样品进行形貌分析,证实制备出了MgB2纳米线.样品的超导特性通过电阻随温度变化的测量得以证实,其超导临界转变温度Tc为19.4K.此外,对比分析了溶胶-凝胶法粉末和传统固相烧结粉末的异同.
关键词:
溶胶-凝胶法
,
MgB2
,
纳米线
,
超导
郭永庆
,
冯旺军
,
李翠环
,
陈映杉
低温物理学报
根据镁和硼的基本化学性质、杂化轨道理论、前线轨道理论和粉末反应理论,分析了粉末反应中MgB2晶核的形成及生长过程.这一过程可分为三步完成：1.两种粉粒碰撞接触后,做反相微幅受迫振动,这种振动产生晶核的形成及生长区;2.两个硼原子相遇,价轨道经sp2杂化后形成B2,镁原子的两个3s价电子填入B2的π轨道形成π键,生成MgB2,此即MgB2初始晶核;3.初始晶核以确定的杂化轨道平面方向,分别沿c轴和a轴相互接近反应,形成晶核沿a和c三个轴六个方向的生长,B2的π键演化成共轭大π36键,镁处于硼层的六角中心,最终形成MgB2单晶晶粒.固-液界面处更有利于较大晶粒的形成.合成温度较高时晶粒较大,由初始晶核可能会形成MgB4和MgB7等.
关键词:
MgB2
,
sp2杂化
,
晶核
,
晶核生长
付尧
,
张松
,
吴燕平
,
邓朝勇
材料导报
元素掺杂可以提升MgB2在磁场中的性能,解决其超导性能在磁场环境下的退化问题,对MgB2超导材料的应用具有重大意义.介绍了元素掺杂MgB2的目的及作用机理,从薄膜、块材、线带材3个方面具体综述了纳米SiC和有机物掺杂MgB2超导体的研究进展,系统总结了烧结温度及有机物掺杂量对MgB2超导体的性能影响,深入分析了有机物掺杂改善MgB2超导性能的微观原因.
关键词:
MgB2
,
临界电流密度
,
上临界场
,
SiC掺杂
,
有机物掺杂
稀有金属材料与工程
美国高新技术研究所(HTR)采用连续装管成型(CTFF)粉末装管技术(PIT)制备了MgB2/Fe复合线.目前已制备出直径为1.2mm的先驱线(包Fe的Mg+B混合粉),长度达70m.在800℃～950℃处理3min～30min的短样品,传输临界电流密度(Jc)在4K/4T下达到(2～3)×104A/cm2,在4K/2T下达到4×104A/cm2,在4K自场下外推的Jc最少达到2×105A/cm2.用磁测量方法得到的Jc与外推得到的传输临界电流值差不多.
关键词:
MgB2
,
临界电流
王大友
,
闫果
,
王庆阳
,
潘熙锋
,
刘国庆
,
熊晓梅
,
冯勇
,
张平祥
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.05.11
MgB2超导线带材在新型制冷机直接冷却超导磁共振成像仪(MRI)领域有着良好的应用前景.分析了实用化MgB2超导线带材制备中存在的关键技术问题,详细评述了MgB2超导线带材粉末装管法(包括原位法和先位法)国内外最新研究进展,对比分析了两种方法制备MgB2超导线带材的优缺点,讨论了制备过程中影响MgB2超导线带材临界电流密度、超导芯丝尺寸等实用化特性的关键因素.提出了若干进一步提高MgB2超导线带材综合性能的技术途径并对实用化千米级MgB2线带材制备技术的发展进行了展望.
关键词:
MgB2
,
超导线带材
,
塑性变形
,
临界电流密度
王大友
,
单迪
,
闫果
,
王庆阳
,
冯勇
,
张平祥
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.XY15111801
采用粉末装管法(PIT)已经可以制备出千米量级MgB2超导长线,但依然没有完全满足应用需求,如何继续提高线材的单根长度仍然是MgB2超导材料研究领域的一个重要方向.在传统的原位PIT法制备MgB2超导线材的过程中,引入挤压工艺对其进行加工处理.分别用Cu和Cu-Nb作为中心增强材料,组装两个37芯MgB2包套,通过挤压、拉拔工艺对其进行加工处理.采用金相显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对线材截面和断口的微观形貌进行分析,采用1μV·cm-的电压判据和标准四引线法测量样品在4.2K下的Ic-B曲线,得出样品在该温度下的Jc-B曲线,Ic为临界电流,B为磁场强度,Jc为临界电流密度.结果发现挤压过程所有组元变形基本同步,挤压工艺有效地增加了芯丝致密度.制备的直径3.0 mm Cu芯线材在4T,4.2K下Jc达到2.48 ×104 A·cm-2;Cu-Nb芯线材在4T,4.2K下Jc达到1.59×104A·cm-2.采用挤压工艺加工MgB2复合包套的途径是可行的,但挤压过程中复合体一次变形量超过90％,目前采用的导体结构需要进一步优化,将有助于提高所制备线材的长度和性能.
关键词:
MgB2
,
挤压
,
制备技术
,
超导线材
杨芳
,
王庆阳
,
熊晓梅
,
刘国庆
,
闫果
,
冯建情
,
李成山
稀有金属
通过两步反应法制备了C和SiC掺杂的MgB2块材和线材.首先,按一定比例均匀混合Mg粉、B粉和C或SiC粉,压块后在900℃密闭氩气条件下烧结2h,得到C或SiC掺杂的MgB4块体;将一次烧结后的MgB4块体磨碎过筛,和补充的Mg粉混合作为前驱粉末制备MgB2,MgB2块体在密闭氩气条件下750℃烧结2h而MgB2线材在密闭氩气条件下680℃烧结2h.同时采用传统的固态烧结法制备了C或SiC掺杂的MgB2块体以作对比.对烧结后的样品进行了微观结构和相组成等分析检测.分步反应法与以往的固态烧结法相比,不仅因降低了Mg元素的影响而提高样品组织致密性,更因其采用了分步混合粉末而大大地提高了元素掺杂的均匀性.和SiC掺杂相比,C掺杂能更有效地进入MgB2晶粒和晶界.
关键词:
MgB2
,
掺杂
,
相转化
,
烧结
,
两步反应
马耀通
,
孙爱民
,
刘恒伟
,
鲁彦忠
,
马金元
,
艾小倩
,
赵懂叶
低温物理学报
我们用传统的固相反应法烧结了一系列Mg1-xZnxB2（x=0.00,0.02,0.04,0.06,和0.08）,仔细研究超导转变温度和结构,发现随着Zn掺杂量的增加,002峰向衍射角减小的方向转移,这使Zn原位替代Mg和晶格常数a的增大成为可能.电阻系数测量表明,被Zn替代后开始的超导转变温度（Tc）几乎没有变化,尤其,当掺杂量x不高于0.04时MgB2的Tc值只是轻微的增加.例如,没有掺杂的块体的Tc是38.5K,而x=0.02时为39K,x=0.04为38.7K.
关键词:
MgB2
,
Zn参杂
,
转变温度
