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《兰州理工大学》 2010年
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Cu和C掺杂MgB_2物性及相变过程的研究

张爽  
【摘要】: 自发现MgB2(二硼化镁)具有高的Tc以来,各国科学家对此展开了大量的研究。人们通过对MgB2超导体结构性能的研究,从更深更广的层次和角度来观察MgB2的超导电性现象,探究其超导机理。MgB2超导体从应用的角度来看,一方面,MgB2的晶体结构简单,易于加工和制作。另一方面,用来合成MgB2的原料:含镁和硼元素资源丰富,成本低廉。除此之外,MgB2的临界磁场高,临界电流密度大等特点都显示出MgB2超导体极具诱人的应用潜力。目前,针对MgB2超导体进行了大量的研究,但是MgB2体系的研究还存在很多方面不足,主要表现在以下两个方面:首先没有系统研究MgB2的成相热力学与动力学规律;其次是没有系统理论研究指导掺杂的相变过程以达到优化工艺,导致MgB2的制备难于工业化,影响了它的实际应用进程。本文的研究主要针对以上存在的问题,研究Mg-B体系化学反应特点及其掺杂效应,通过原位粉末套管法合成MgB2超导线材,为MgB2超导的实用化提供理论和实验依据。 论文首先简要介绍了超导的发展历史及其研究进展,同时也介绍了有关超导方面的基础知识和基本概念,展示了本文的研究对象——二硼化镁的晶体结构和电子结构图以及近期的研究情况,进而阐述了本论文的选题思路和主要工作。为对掺杂的实验研究提供可供参考的研究方向,为研究超导体MgB2及其掺杂物的晶体结构变化,超导临界温度提高,相变过程中的变化等。 本文通过对Mg1-xCuxB2及MgB2-yCy超导块材XRD图谱,SEM图及DTA曲线等进行了分析,证实了理论上推测出的关于掺杂的研究,并发现有一部分C和Cu进入到MgB2晶格中,但是大部分掺杂元素都附着在晶界处。同时随着温度的升高有部分Mg蒸发,并有少量的MgB2分解生成MgB4和Mg。由于反应时间短,温度梯度大,少量液相Mg还来不及扩散又重新结晶。750°C时生成的MgB2的量最多且杂质最少,其余掺杂元素存在于晶界位置,以杂相的形式存在于MgB2的晶界中并改善MgB2的超导电性。
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM26

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