首页> 中文学位 >高能球磨法制备Nb3(Al,Ge)超导体
【6h】

高能球磨法制备Nb3(Al,Ge)超导体

代理获取

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 超导材料简介

1.2.1 超导材料的基本特性

1.2.2 超导临界参数

1.2.3 超导微观理论

1.3 超导材料的研究进展

1.3.1 超导材料发展

1.3.2 Nb3Al超导材料

1.4 Nb3Al的制备方法

1.4.1 快热快冷法(RHQT)

1.4.2 机械合金化法

1.5 机械合金化制备Nb3Al的研究进展

1.5.1 机械合金化法制备Nb3Al纯样进展

1.5.2 Nb3Al的掺杂

1.6 Nb3Al超导体的应用前景

1.7 本文工作及结构

第2章 样品的制备及表征

2.1 Nb3Al线材的制备

2.1.1 Nb3Al前驱线材的制备

2.1.2 利用后期热处理获得Nb3Al超导相

2.2 制备Nb3Al试样

2.2.1 纯样的制备

2.2.2 掺杂样品的制备

2.3 实验设备

2.3.1 高能球磨机

2.3.2 手套箱

2.3.3 真空烧结炉

2.4 分析检测方法

2.4.1 X射线衍射仪

2.4.2 扫描电子显微镜

2.4.3 物理性能测量分析

2.5 本章小结

第3章 机械合金化法制备Nb3Al纯样

3.1 引言

3.2 实验方法

3.3 结果与讨论

3.3.1 球磨过程中固溶相的演化过程

3.3.2 不同烧结温度优化

3.4 本章小结

第4章 Nb3(Al,Ge)的制备和成相过程研究

4.1 引言

4.2 实验方法

4.3 结果与讨论

4.3.1 掺锗成分不同

4.3.2 球磨时间不同

4.3.3 烧结环境不同

4.3.4 升温速率不同

4.3.5 保温时间不同

4.4 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

展开▼

摘要

目前很多科学家们寄希望于利用Nb3Al代替ITER计划中的主要应用超导材料Nb3Sn,两者同属A15相,具有相同的晶体结构,而且Nb3Al的超导临界转变温度(Tc)可达18.9K,上临界磁场可达32 T(4.2K),而且临界电流密度达到1000A/mm2(16T,4.2K)。更重要的是,在较大的应力作用下,Nb3Al仍具有较好的电流传输特性。有了这些特性Nb3Al将很有可能大规模应用于未来大型超导磁体如磁约束聚变堆等。但是由于稳定化学计量比的Nb3Al只能在极高的温度(≥1800℃)才能获得,所以Nb3Al的制备变得十分困难。机械合金化法不仅可以达到细化晶粒的目的,还能有效地控制微观组织,更重要的是还能在固态下获得固溶体或者实现合金化。机械合金化法将很有可能实现Nb3A1的低温制备。
  本文利用机械合金化法工艺对Nb/Al/Ge粉末进行高能球磨,制备出纯度较高的Nb3Al和Nb3(Al,Ge)。在前期研究的基础上对球磨过程中的成相过程进行分析,对烧结温度、烧结升温速率、烧结环境等多个工艺参数进行优化。随着球磨时间的增加会逐渐形成固溶体,继续增加球磨时间固溶相会被破坏而形成无定形相,期间Nb的衍射峰逐渐变得宽而缓。然后对球磨样品进行烧结得到超导相。对于纯样我们发现在球磨时间过长时会出现氮化物以及Nb2Al等杂质,而这些杂质将直接影响样品的超导电性。球磨过程中的演变大致为(Nb+Al)→Nb(Al)ss+Nb+Al→Nb(Al)ss→amorphous+Nb2N。我们确定了球磨时间为1h更利于Nb3Al超导相的形成。提高烧结温度不仅提高了Tc而且增加了临界电流密度的数值,但是超导转变温度Tc只能达到16.1K。对于Nb3(Al1-x,Gex)样品,Ge含量为0.25的样品具有更高的Tc,但是出现了双相性。Nb3(Al1-x,Gex)同样最佳球磨时间为1h,采用瓷舟烧结要优于封管烧结,保温时间和升温速率对样品的超导性能也有很大的影响。Nb3(Al,Ge)超导体经过参数优化后Tc接近18K。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号