二维磁通钉扎中心的构筑及其提高MgB 2 临界电流密度机理的研究

发布时间：2024-05-28 20:15

　　MgB₂的超导转变温度为39 K,可以摆脱昂贵的液氦制冷技术而使用,因此相比于传统低温超导体其应用成本较低。但MgB₂的本征磁通钉扎中心不足,使其临界电流密度在磁场中迅速降低,限制了其推广应用。晶界为MgB₂的本征钉扎中心,化学掺杂可在材料中诱导非本征钉扎中心的产生。MgB₂钉扎中心的类型可分为点钉扎中心、面钉扎中心(二维钉扎中心)和体钉扎中心。钉扎中心的类型、尺寸、分布等影响样品的磁通钉扎力、连接性以及磁场载流能力(J_c(H))。点钉扎中心钉扎作用小,且只能与单根磁通线相互作用;体钉扎中心较严重地破坏样品的连接性,实用性差;二维钉扎中心钉扎作用强,可同时与多根磁通线相互作用,且对样品的连接性影响较小,故可高效地提高样品的磁通钉扎能力。钉扎中心在样品中的聚集也会破坏材料的连接性,不利于提高J_c(H)。为提高MgB₂的磁场载流能力,需要在材料中构筑均匀分布的二维钉扎中心,提高样品的磁通钉扎力,同时保持样品较好的连接性。本研究分两个部分,...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 超导体的相关理论
        1.1.1 超导体的临界参数及超导态的基本效应
        1.1.2 BCS理论
        1.1.3 磁通钉扎及临界态模型
        1.1.4 磁通钉扎的分类
    1.2 MgB₂ 超导电性的发现及其应用前景
第二章 MgB₂超导体的研究现状
    2.1 MgB₂ 的基本结构和性能
        2.1.1 MgB₂ 的结构及其双能隙
        2.1.2 MgB₂ 的各向异性
        2.1.3 MgB₂ 的磁场载流能力
    2.2 MgB₂ 超导体的制备
        2.2.1 MgB₂的反应机理
        2.2.2 MgB₂ 制备方法
        2.2.3 烧结条件对MgB₂制备的影响
    2.3 化学掺杂提高MgB₂的磁场载流能力
        2.3.1 纳米SiC掺杂
        2.3.2 有机物掺杂
        2.3.3 二维材料掺杂
    2.4 本文的研究内容及意义
第三章 研究方案及表征
    3.1 研究方案
        3.1.1 实验原料及试剂
        3.1.2 样品制备方法
    3.2 样品的物相及微观结构表征
    3.3 MgB₂ 的电磁性能表征
第四章 碳包覆硼粉构筑二维钉扎中心提高MgB₂的J_c(H)
    4.1 碳包覆硼粉的物相及结构分析
    4.2 MgB₂ 的物相和微观结构分析
    4.3 MgB₂ 样品的超导性能分析
        4.3.1 MgB₂ 样品的超导转变
        4.3.2 MgB₂ 样品的临界电流密度及钉扎力
    4.4 MgB₂ 样品的磁通钉扎机制
    4.5 本章小结
第五章 不同二维材料包覆硼粉构筑二维钉扎中心提高MgB₂J_c(H)的比较
    5.1 硼粉前驱体的物相及结构
    5.2 MgB₂ 的物相及结构
    5.3 MgB₂ 超导性能的比较分析
        5.3.1 超导转变
        5.3.2 临界电流密度
        5.3.3 磁通钉扎机制
    5.4 本章小结
第六章 结论和展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文及申请的专利
作者在攻读硕士学位期间所作的项目
致谢



本文编号：3983675