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改性BSCCO超导材料的制备及性能研究

作者：姜万涛 Publish: 2007-5-23 Hits:-

【中文题名】

改性BSCCO超导材料的制备及性能研究

【英文题名】

【学科专业】

材料物理与化学

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-5-23

【中关键词】

高温超导,BSCCO,ZnO,掺杂,,

【英关键词】

HTSC,BSCCO,ZnO,doping,

【分类导航】

工业技术>电工技术>电工材料>超导体、超导体材料>>

【论文摘要】

超导材料是指在低温下具有零电阻特性和迈斯纳效应的一类材料。根据临界转变温度的不同，分为低温超导材料和高温超导材料。铜氧化物超导体是很重要的一类高温超导材料，包括YBCO、BSCCO等。本文利用固相烧结法合成了BSCCO块材，并通过掺杂纳米ZnO对超导材料进行改性，研究了掺杂ZnO对超导材料结构和性能的影响。本论文创新和有价值的工作涉及以下几个方面： 1．通过固相烧结法制备了(Bi，Pb)-2223超导材料。按化学计量比称取的原料在845℃预烧三次后压片，最后在同样温度下保温10小时即得到超导性能良好的超导体块材。利用XRD、HRSEM对样品进行了表征，证明样品中的超导相已经完全形成；根据“四引线法”原理设计并搭建了两代高温超导测试系统，测试了样品的临界转变温度(T_c)，并讨论了烧结时间和烧结温度对超导体性能的影响。 2．比较了不同掺杂方法对超导体结构以及性能的影响。通过不同方法分别制备了纳米ZnO颗粒掺杂、自制ZnO粉末掺杂和ZnO纳米复合掺杂的样品，掺杂量均为1(wt)％。临界转变温度(T_c)以及HRSEM结果表明，超导材料的制备工艺必须随掺杂方法的改变而调整，同时掺杂方法对...

【论文题纲】

摘要	3-4
ABSTRACT	4-5
目录	5-8
第一章引言	8-10
第二章超导材料概论	10-34
2.1 超导材料的产生	10-12
2.2 超导材料的性质	12-17
2.2.1 基本性质	12-17
2.2.1.1 零电阻	12-14
2.2.1.2 迈斯纳效应	14-15
2.2.1.3 临界磁场 H_c	15-16
2.2.1.4 临界电流 I_c	16-17
2.2.1.5 同位素效应	17
2.3 超导理论的发展	17-22
2.3.1 低温超导的理论机制	17-19
2.3.1.1 二流体唯象模型	17-18
2.3.1.2 BCS理论	18-19
2.3.2 高温超导的理论机制	19-22
2.3.2.1 极化子-双极化子模型	20
2.3.2.2 激子模型	20-21
2.3.2.3 自旋涨落模型	21
2.2.3.4 RVB理论	21
2.3.2.5 Luttinger液体理论	21
2.3.2.6 反铁磁自旋配对理论	21-22
2.3.2.7 U(1)及SO(5)理论	22
2.4 几种典型的超导材料	22-27
2.4.1 高温超导	23-24
2.4.1.1 La-Ba(Sr)-Cu-O体系	23
2.4.1.2 Y-Ba-Cu-O体系	23
2 4.1.3 Bi-Sr-Ca-Cu-O体系	23-24
2.4.1.4 Tl-Ba-Ca-Cu-O体系	24
2.4.1.5 Hg-Ba-Ca-Cu-O体系	24
2.4.2 MgB_2系列超导材料	24-26
2.4.3 有机超导材料	26-27
2.4.4 钴氧化物	27
2.5 超导材料的应用及展望	27-33
2.5.1 超导量子干涉计(SQUID)	28
2.5.2 超导计算机	28-29
2.5.3 超导电磁推进和磁悬浮装置	29-30
2.5.3.1 超导电磁推进系统	29-30
2.5.3.2 超导磁悬浮装置	30
2.5.4 超导磁能存储(SMES)	30-31
2.5.5 核聚变反应堆“磁封闭体”	31
2.5.6 高温超导薄膜	31
2.5.7 超导输电线路	31-32
2.5.8 超导天线	32-33
2.6 本章小结	33-34
第三章 BSCCO超导材料的制备	34-47
3.1 引言	34-37
3.1.1 BSCCO超导材料基本性质	34-35
3.1.2 BSCCO超导材料的应用	35-36
3.1.3 BSCCO超导材料的制备方法	36-37
3.1.3.1 干法制备	36-37
3.1.3.2 湿法制备	37
3.2 实验部分	37-38
3.2.1 试剂与原料	37
3.2.2 实验设备	37-38
3.2.3 (Bi,Pb)-2223超导体的制备	38
3.3 样品性能测试	38-42
3.3.1 临界转变温度(T_c)测量	38-41
3.3.1.1 低温实验物理的特点	38-39
3.3.1.2 四引线测量法	39
3.3.1.3 铂电阻和硅二极管测量电路	39-40
3.3.1.4 超导样品测量电路	40
3.3.1.5 测试仪器	40-41
3.3.2 XRD分析及磁悬浮力测试	41-42
3.4 结果与讨论	42-45
3.4.1 XRD分析	42-43
3.4.2 临界转变温度(T_c)测试	43-44
3.4.3 样品表面SEM	44
3.4.4 磁悬浮力测试	44-45
3.5 影响因素分析	45-46
3.5.1 烧结温度的影响	45
3.5.2 升温速率的影响	45-46
3.5.3 预烧次数的影响	46
3.6 本章小结	46-47
第四章 BSCCO超导体中均匀排布 ZnO缺陷的纳米复合制备	47-60
4.1 引言	47-48
4.2 实验部分	48-49
4.2.1 试剂与原料	48
4.2.2 实验设备	48
4.2.3 (Bi,Pb)-2223超导体的制备	48
4.2.4 ZnO纳米溶胶体系的制备	48-49
4.2.5 掺杂样品的制备	49
4.2.5.1 ZnO纳米溶胶掺杂样品的制备	49
4.2.5.2 ZnO纳米颗粒掺杂样品的制备	49
4.3 结果与讨论	49-58
4.3.1 样品XRD分析	49-50
4.3.2 超导体临界温度转变曲线	50-55
4.3.2.1 掺杂方法对超导体电性能影响	50-51
4.3.2.2 掺杂量对超导体电性能影响	51-53
4.3.2.3 烧结时间对超导体电性能影响	53-54
4.3.2.4 烧结温度对超导体电性能影响	54-55
4.3.3 样品SEM分析	55-58
4.3.3.1 掺杂方法对 ZnO缺陷排布的影响	55-57
4.3.3.2 掺杂量对 ZnO缺陷排布的影响	57-58
4.3.3.3 烧结时间对 ZnO缺陷排布的影响	58
4.4 本章小结	58-60
第五章全文总结	60-61
参考文献	61-66
攻读硕士期间完成的论文	66-67
致谢	67-68

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.134653



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