FeSe基超导材料的制备及其性能优化

发布时间：2020-03-30 01:44

【摘要】：FeSe基超导材料因其较高的本征临界电流密度、较强的涡旋钉扎性能,以及无毒且价格低廉的化学组分等优点,被认为具有广阔的实用化前景。本文以制备高载流性能FeSe基超导材料为目标,通过引入不同的掺杂元素,系统分析掺杂对体系相组成、微结构以及超导电性的影响机理,并优化了多晶块体的低氧退火工艺。在此基础上,制备出具有高载流性能的FeSe基超导带材。具体研究内容如下:研究了 Se位掺杂F-离子对于FeSe基超导材料相组成及超导电性的影响。发现F-离子进入超导四方相β-FeSe晶格中,对体系的相演变机理产生了一定的影响。当掺杂量为x=0.02时,在950 0C烧结后,其超导转变温度从8.0 K提高到8.3 1K。但在Fe位进行Cu+、Cu2+掺杂,以及间隙位Co离子的掺杂发现,阳离子的掺杂对FeSe基超导体系的超导电性大多会产生严重的抑制作用,导致体系超导电性的消失。探索了低氧退火过程中Fe:Se 比例对FeSe体系超导电性的影响,获得了最佳Fe:Se比例为1.15。在此基础上,通过设计正交实验,对Fe1.15Se超导多晶块体的低氧退火工艺进行了系统的优化,获得了最佳退火热处理工艺。在Fe、Ag和Nb等不同包套材料对FeSe基超导线带材优化过程中,发现Ag和Nb都会与FeSe芯丝发生反应,严重影响了芯丝的超导相含量,因此Fe包套比较适合FeSe体系线带材的制备。进而通过在Fe包套FeSe线带材的前驱体粉末制备过程中引入高能球磨工艺,成功的制备出高芯丝密度、高超导相含量的FeSe超导带材,其临界电流密度达到了340A/cm2。本文的研究分别从实用化FeSe基超导材料的化学组分和制备工艺入手,并开发出针对线带材的新型制备工艺,获得了较高的载流性能,为后续高性能FeSe基超导材料及其实用化线带材制备工艺的开发奠定了坚实的理论和实验基础。
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超导临界温度,历程

西安理工大学工程硕士专业学位论文导材料的发展背景、基本特征以及主要应用特点和国内外研究现状。并基于大量文献制备技术开发过程中存在的问题，并提出本历程授在研究金属材料低温电学性能的过程中，于是把这一现象定义为超导现象，自此拉开的发展，不仅开发出上千种具有超导电性型超导材料临界温度 Tc的发展历程如图 1量成果已经成为凝聚态物理领域的重要支

示意图,晶体结构,示意图,载流

图 1-2 Y-Ba-Cu-O 晶体结构示意图Fig.1-2 Lattice structure of Y-Ba-Cu-O超导材料只有铜氧化物这一体系。，其制备工艺为粉末装管法，并通芯丝密度，，因此其载流性能获得了现了 2000 米级临界电流超过 170技术的开发，争取获得该体系载流贵的银合金作为金属包套，因此材中受到了一定的限制。目前载流性料，具有明确的应用前景。但是该的多层薄膜，因此材料制备成本较中国、韩国均有多家公司进行 YB的提升。但是，YBCO 涂层导体对于该材料在高场磁体中的可靠性进行优化，以及开发新型实用化超
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM26

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