| 【中文题名】 | 钇系超导体制备工艺和替代效应研究 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 凝聚态物理 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-8-24 |
| 【中关键词】 | 水化学合成,高温超导体,YBCO,Mn替代,Zn替代, |
| 【英关键词】 | hydrochemical synthesis,high T_c superconductors,YBCO,Mn-substitute,Zn-substitute, |
| 【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】 |
针对钇系高温超导材料传统制备工艺中的一些问题，我们探索了水化学方法制备YBCO超导材料，并利用热重分析技术分析了其反应过程。采用标准四引线法、X射线衍射(XRD)分析、扫面电子显微镜(SEM)和X射线能谱(EDS)分析等手段对制备的YBCO超导体进行了超导临界转变温度、晶体结构、粒径和表面形貌以及微区成分进行了测试。在水化学方法制备出YBCO的基础之上，我们尝试了用这种方法制备钇系单畴超导块材用前驱粉。这将对制备高质量的钇系超导材料和单畴用前驱粉提供一种全新的制备工艺，有助于提高单畴超导块材的制备效率。
为了研究磁性离子和非磁性离子在YBCO中Cu位替代对超导电性的影响，通过传统的固相反应法，我们制备出磁性离子Mn和非磁性离子Zn替代Cu位的YBCO系列超导体。并应用标准四引线法、XRD分析技术、拉曼光谱、SEM以及EDS对Mn替代样品的一系列性质进行了研究；应用标准四极法、XRD分析，热重分析技术对Zn替代样品的性质进行了研究。
本文得出的主要结论如下：
(1)合成的YBCO前驱粉体和单畴超导块材用前驱粉体的粒子组成的团簇都在微米量级，烧结得到的样品有良好的超导性能。烧结后... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-5 |
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Abstract |
5-7 |
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目录 |
7-9 |
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第一章 引言 |
9-20 |
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1.1 超导研究历史简述 |
9-14 |
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1.2 铜氧高温超导体基本特征 |
14-20 |
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1.2.1 K_2NiF_4型 |
14-15 |
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1.2.2 钙钛矿型结构 |
15-16 |
|
1.2.3 高温超导体的夹层模型 |
16-17 |
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1.2.4 高温超导体材料技术进展 |
17-20 |
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第二章 研究内容意义及方法 |
20-32 |
|
2.1 Y系铜氧超导体基本结构及研究动机 |
20-22 |
|
2.2 磁性和非磁性离子替代Cu的研究 |
22-24 |
|
2.2.1 磁性元素对于Cu位的替代 |
22-23 |
|
2.2.2 非磁性元素对Cu的替代 |
23-24 |
|
2.3 Y系样品制备工艺 |
24-25 |
|
2.4 各测量手段及物性表征 |
25-29 |
|
2.4.1 扫描电子显微镜简介 |
26 |
|
2.4.2 超导转变温度T_c测量原理 |
26-27 |
|
2.4.3 X射线粉末衍射技术 |
27 |
|
2.4.4 热重分析技术介绍 |
27-28 |
|
2.4.5 拉曼光谱测量基本原理 |
28-29 |
|
2.5 主要研究内容及研究意义 |
29-32 |
|
第三章 钇系超导样品制备工艺探索 |
32-48 |
|
3.1 Cu位替代Y系样品的制备 |
32 |
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3.2 水化学合成Y123前驱物制备工艺探索 |
32-43 |
|
3.2.1 水化学合成YBCO超导材料 |
33-34 |
|
3.2.2 水化学合成YBCO超导材料的粒度分析 |
34-35 |
|
3.2.3 水化学合成超导粉体的热重分析结果 |
35-39 |
|
3.2.4 水化学合成的超导体的T_c测量结果 |
39-40 |
|
3.2.5 水化学合成的超导体的XRD测量结果 |
40-41 |
|
3.2.6 水化学合成法SEM实验结果 |
41-43 |
|
3.3 YBCO单畴前驱粉体制备工艺探索 |
43-45 |
|
3.4 样品制备中的不足与改进设想 |
45-46 |
|
3.5 小结 |
46-48 |
|
第四章 样品基本测量及结果分析 |
48-73 |
|
4.1 Mn替代YBCO样品形貌观测及分析比较 |
48-57 |
|
4.2 超导转变温度T_c测量结果及讨论 |
57-60 |
|
4.2.1 Mn替代的YBCO样品的T_c |
57-59 |
|
4.2.2 Zn替代系列样品的T_c |
59-60 |
|
4.3 各样品的XRD分析及晶格变化特征 |
60-67 |
|
4.3.1 Mn替代样品的X射线衍射分析的实验结果 |
61-62 |
|
4.3.2 Zn替代YBCO样品的XRD分析结果 |
62-67 |
|
4.4 Zn替代YBCO样品的氧含量测量结果 |
67-71 |
|
4.5 小结 |
71-73 |
|
第五章 拉曼光谱测量及结果分析 |
73-81 |
|
5.1 拉曼光谱及其测量原理 |
73-76 |
|
5.1.1 拉曼效应的发现 |
73 |
|
5.1.2 拉曼光谱基本原理 |
73-76 |
|
5.2 测量结果及讨论 |
76-79 |
|
5.3 小结 |
79-81 |
|
第六章 YBCO单畴块材生长工艺初探 |
81-90 |
|
6.1 超导块材研究概述 |
81-84 |
|
6.1.1 熔融织构法(MTG) |
82 |
|
6.1.2 液相处理法(LPP) |
82-83 |
|
6.1.3 淬火熔化生长法(QMTG)和熔化粉末熔化生长法(MPMG) |
83 |
|
6.1.4 粉末熔化法(PVIP) |
83 |
|
6.1.5 顶部籽晶熔融织构法(TSMTG) |
83-84 |
|
6.2 超导单畴块材制备工艺初探 |
84-89 |
|
6.2.1 YBCO前驱物的制备 |
84 |
|
6.2.2 YBCO块的熔融织构生长 |
84 |
|
6.2.3 制备出的样品的观察与测试 |
84-85 |
|
6.2.4 制备样品的XRD分析 |
85-87 |
|
6.2.5 制备样品的SEM形貌和分析 |
87-89 |
|
6.3 结论 |
89-90 |
|
第七章 结论 |
90-93 |
|
7.1 主要结论 |
90-91 |
|
7.2 研究中发现的问题 |
91-92 |
|
7.3 进一步努力方向 |
92-93 |
|
参考文献 |
93-99 |
|
第一章 |
93-94 |
|
第二章 |
94-95 |
|
第三章 |
95-96 |
|
第四章 |
96 |
|
第五章 |
96-97 |
|
第六章 |
97-99 |
|
附录 |
99-100 |
|
作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文 |
99-100 |
|
致谢 |
100 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.134745 |
