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REBCO超导块材(RE为Y,Gd,Sm,Nd等稀土元素)由于具有较大的磁悬浮力和捕获磁场,较高的临界电流密度,近几年在超导磁悬浮运输系统,储能飞轮,磁悬浮轴承等高新技术领域得到广泛的应用。因此为了满足应用,需要制备出高性能的REBCO超导块材,而研究清楚REBCO晶体的生长规律对于制备性能优异的块材尤为重要,也成为国内外科学研究的重点和热点。在此过程中,依然有许多科学问题待解决,例如不同取向的NdBCO籽晶诱导YBCO晶体生长的机制。本文采用Y+011 TSIG法,在1100℃,1008℃,1006℃,1004℃,1002℃,1000℃,9980C,996℃,994℃,992℃,990℃十一个温度下等温生长10小时得到1 1组直径20mmYBCO样品,其中每组两个样品分别利用两个尺寸相同的正方体NdBCO籽晶诱导生长,其中一个籽晶c轴与样品表面垂直,另一个籽晶c轴与样品表面平行,等温生长10小时后迅速降至室温,得到未生长完整的YBCO样品。结果表明,YBCO晶体生长面积随过冷度的增大而逐渐增大。本实验对YBCO超导块的生长速率和微观形貌的具体研究如下:(1)研究NdBCO籽晶ab面平行于固相表面放置和ab面垂直于固相表面放置所诱导的YBCO晶体生长速率随过冷度的变化规律。研究发现,在同一过冷度下,YBCO晶体沿a轴方向生长速率始终小于沿c轴生长速率。样品表面沿a轴和c轴生长速率大于样品内部沿a轴和c轴的生长速率。(2)对于不同过冷度下籽晶的ab面平行于固相表面放置和ab面垂直于固相表面放置生长的样品的微观形貌研究发现,NdBCO籽晶的取向决定其诱导生长的YBCO晶体的片层取向。990℃生长的YBCO样品内所捕获的Y211粒子明显比其他过冷度更多,其生长前沿的Y211粒子比其他过冷度生长的样品生长前沿附近的Y211粒子的平均尺寸更小。样品内捕获的Y211粒子的数目随着过冷度的增大而增多,样品内距离籽晶越远的区域,其21 1粒子的数目越多。这项研究对于提高YBCO晶体生长速率和性能具有重要的价值。利用TSIG法制备的YBCO超导块材在磁悬浮力和捕获磁通等超导性能方面都表现优异,本实验尝试通过批量化制备的方式以提高YBCO的生产效率,首先分别同批生长出了 1、3、7个YBCO样品,通过技术参数优化后,成功同批生长出了9个和12个YBCO超导块材。对五批样品的磁悬浮力测试得到每批样品平均磁悬浮力都能达到100N以上。对测得的捕获磁通数据分析可得,第一批样品的最大捕获磁场为0.99T,剩余四批样品的平均捕获磁场分布在0.8T左右。通过对样品的微观形貌分析,样品内捕获了很多Y211粒子,并且Y211粒子分散均匀,Y123片层连接性较好,没有出现微观裂纹。这些数据充分可以说明,运用Y+TSIG法可批量化制备出性能优异的YBCO样品,对于提高超导块材的生产效率,推进YBCO超导块材的实用化进程具有重要意义。采用Y+TSIG法,制备YBCO超导环,通过和等直径的YBCO超导块材的对比可得,YBCO超导环的最大捕获磁场为0.56T,超导块的捕获磁场为0.98T。超导环的磁悬浮力为58N,超导块的磁悬浮力为102N,由此可见YBCO超导环的超导性能相比于超导块材较低,与样品表面出现微小裂纹有关。在需要运用到超导体的磁屏蔽特性的技术领域,YBCO超导环相比于YBCO超导块材具有更广泛的应用前景,TSIG法可以制备出单畴YBCO超导环,但是需要提高技术参数,以制备出高性能的YBCO超导环。