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纳米微粒BaFe12O19掺杂对单畴超导块材GdBa2Cu3O7-δ性能的影响

张晓娟 张玉凤 彭里其 周文礼 徐燕 周迪帆 和泉充

纳米微粒BaFe12O19掺杂对单畴超导块材GdBa2Cu3O7-δ性能的影响

张晓娟, 张玉凤, 彭里其, 周文礼, 徐燕, 周迪帆, 和泉充
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  • 磁通钉扎性能对GdBa2Cu3O7-δ超导块材的实际应用具有重要的影响, 而引入合适的第二相粒子可以改善GdBa2Cu3O7-δ 超导块材的磁通钉扎性能.本文采用顶部籽晶熔融织构法成功地制备出纳米微粒BaFe12O19(x BaFe12O19 (x=0, 0.2 mol%, 0.4 mol%, 0.8 mol%)+ 10 wt%Ag2O+ 0.5 wt%Pt. 通过研究不同掺杂量的BaFe12O19微粒对GdBa2Cu3O7-δ 超导块材微观结构和超导性能的影响, 结果表明当掺杂量为0.2 mol%时, 样品的临界电流密度几乎在整个外加磁场下都有明显的提高.在零场下, 临界电流密度达到5.5× 104 A/cm2. 纳米微粒BaFe12O19不仅可以保持掺杂前的化学组成, 作为有效的钉扎中心存在于超导块材中, 并且能够改善Gd2BaCuO5粒子的分布和细化Gd2BaCuO5粒子, 使Gd2BaCuO5粒子的平均粒径由未掺杂时的1.4 μ m减小到掺杂后的0.79 μ m, 进而提高了超导块材的临界电流密度和俘获磁场, 明显提高了GdBa2Cu3O7-δ 超导块材的超导性能.临界温度TC也有所提升, 并能够维持在92.5 K左右. 该结果为进一步研究纳米磁通钉扎中心的引入并改善GdBa2Cu3O7-δ 超导块材的性能有着重要的意义.
      通信作者: 张玉凤, 2009000018@shiep.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11004129, 11204171)、留学回国人员科研启动基金(SRF for ROCS, SEM)、上海市教育委员会科研创新项目(批准号: 11YZ197, 12ZZ174)、上海市教育发展基金会晨光计划(批准号: 12CG63)和上海高校选拔培养优秀青年教师科研专项基金(批准号: sdl10005)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-07-13
  • 修回日期:  2015-09-25
  • 刊出日期:  2015-12-20

纳米微粒BaFe12O19掺杂对单畴超导块材GdBa2Cu3O7-δ性能的影响

  • 1. 上海电力学院数理学院, 上海 201300;
  • 2. Laboratory of Applied Physics, Tokyo University of Marine Science and Technology, Tokyo 135-8533, Japan
  • 通信作者: 张玉凤, 2009000018@shiep.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11004129, 11204171)、留学回国人员科研启动基金(SRF for ROCS, SEM)、上海市教育委员会科研创新项目(批准号: 11YZ197, 12ZZ174)、上海市教育发展基金会晨光计划(批准号: 12CG63)和上海高校选拔培养优秀青年教师科研专项基金(批准号: sdl10005)资助的课题.

摘要: 磁通钉扎性能对GdBa2Cu3O7-δ超导块材的实际应用具有重要的影响, 而引入合适的第二相粒子可以改善GdBa2Cu3O7-δ 超导块材的磁通钉扎性能.本文采用顶部籽晶熔融织构法成功地制备出纳米微粒BaFe12O19(x BaFe12O19 (x=0, 0.2 mol%, 0.4 mol%, 0.8 mol%)+ 10 wt%Ag2O+ 0.5 wt%Pt. 通过研究不同掺杂量的BaFe12O19微粒对GdBa2Cu3O7-δ 超导块材微观结构和超导性能的影响, 结果表明当掺杂量为0.2 mol%时, 样品的临界电流密度几乎在整个外加磁场下都有明显的提高.在零场下, 临界电流密度达到5.5× 104 A/cm2. 纳米微粒BaFe12O19不仅可以保持掺杂前的化学组成, 作为有效的钉扎中心存在于超导块材中, 并且能够改善Gd2BaCuO5粒子的分布和细化Gd2BaCuO5粒子, 使Gd2BaCuO5粒子的平均粒径由未掺杂时的1.4 μ m减小到掺杂后的0.79 μ m, 进而提高了超导块材的临界电流密度和俘获磁场, 明显提高了GdBa2Cu3O7-δ 超导块材的超导性能.临界温度TC也有所提升, 并能够维持在92.5 K左右. 该结果为进一步研究纳米磁通钉扎中心的引入并改善GdBa2Cu3O7-δ 超导块材的性能有着重要的意义.

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