论文部分内容阅读
聚变堆是具有相当潜力的能源，聚变堆材料是实现聚变反应的关键之一。聚变堆中受控热核反应的“磁炉”又需要大型超导磁体。由于超导材料呈现零电阻特性，超导磁体运行不需要输入功率，并且能产生均匀稳定的磁场。这些在高能物理、电力工业、医学的应用，因为它具有轻便、经济等突出的优点而变的越来越广泛了。因此，实现受控热核反应和寻找高性能的超导材料属当今世界最富有吸引力的物理课题之一。 本论文是探索制备高性能的准单畴的YBCO块材，并对其磁通钉扎性能作了进一步改善，同时，对它的磁通钉扎机制也作了一些探讨。采用熔融织构生长法MTG（Melt－textured Growth）结合顶部籽晶技术制备了掺杂有不同含量的Y－211 粒于的YBCO的准单畴熔融织构块材。制备样品直径为20mm，厚度为6-8mm，通过对实验方法的优化和工艺参数的精确控制，获得的样品致密度高，机械强度好，体密度达6．2g／cm～3以上。 运用振动样品磁强计VSM（Vibration Specimen Magnetometer）测量了样品在10K、30K温度下的磁化曲线，磁场变化范围为-5到5Tesla，外加磁场平行于样品的c轴；运用交流磁化率法测量了样品在零场冷却下的临界温度转变曲线，样品的最高临界转变温度T_c=90K，△T_c＜1K。这表明样品具有较好的单相性。根据磁化曲线，利用比恩临界态模型（Bean Model）计算出样品在10K、30K温度下的临界电流密度J_c，根据合作钉扎理论模型得到了样品50K、70K温度下的临界电流密度。结果表明，样品在10K、30K温度0．6T磁场下，其J_c分别达到 2．14×l0A／cm～3和 1．23l0×6A／cm～3，在 70K温度、2T磁场下J_c仍达l．35×l0～4A／cm～3，而且临界电流密度对磁场不敏感。 SEM微观结构分析表明，Y-211相的掺杂，能改善织构样品的生长状况，减少微裂纹，同时，掺杂的Y-211粒子能作为强的钉扎中心，因此，这种工艺能精确地控制样品中Y-211粒子的含量，所制备的样品中Y-211粒于分布越均匀，尺寸越小，其钉扎效果越好，由此可见得出Y－211粒子的磁通钉扎属于界面钉扎，通过磁测量结果和微观结构分析表明，Y-123相与Y-211相的最佳掺杂摩尔比是1:0．5。