首页> 正文

铋酸盐超导体的熔盐制备技术以及掺杂效应研究

2020-12-07阅读(795)

铋酸盐超导体的熔盐制备技术以及掺杂效应研究

论文摘要

本论文旨在探索制备高稳定性铋酸盐超导材料的新技术以及研究铋酸盐超导体的化学掺杂效应,为在该体系继续探索超导新材料提供依据。论文涉及主要研究内容如下:微观形貌可控的BaPb1-xBixO3（BPBO）样品的熔盐制备技术,性能高度稳定的Ba1-xKxBiO3（BKBO）样品的熔盐制备技术,BKBO和BPBO超导体系中的绝缘体-金属转变机理研究,La和Pr掺杂对Ba0.6K0.4BiO3样品超导电性的影响,Hg掺杂对BaPb0.75Bi0.25O3样品超导电性的影响,以及Hg掺杂对MgB2超导性能的影响。论文第三章开发出一种BPBO熔盐制备新技术。通过调整制备工艺,可控制样品的晶粒形貌和尺寸等,实现BPBO超导体的可控生长。本章最后,对制备BPBO超导体熔盐反应机理进行分析研究,突出体现了熔盐法制备BPBO样品的优越性。此为论文创新点之一。另一方面,利用固相反应法,溶胶凝胶法和高温高压法制备BaPb0.75Bi0.25O3超导体,并与熔盐法制备样品相比较,发现熔盐法制备样品的超导转变温度明显高于其它样品。熔盐法的成功应用为BPBO超导体的制备提供了一个新的途径,也为可控新型高温超导材料的研究提供了有价值的参考。在BKBO的制备过程中,开发出了一种新的熔盐制备技术。通过改良传统熔盐法,并研究反应原料配比,熔盐量,反应温度和反应时间对样品组分和超导电性的影响,成功制备出性能高度稳定的系列单相BKBO超导体。此为论文创新点之二。此研究解决了BKBO化学稳定性差和单相BKBO样品制备困难的问题,为大规模制备BKBO超导体奠定了基础。此后,将熔盐法应用于YBa2Cu3O7和NaxCoO2超导前驱体的制备,为高效低成本地制备这类氧化物超导材料提供了一个新的途径。此为论文创新点之三。熔盐法只需单步反应即可完成,操作简单方便,制备温度低,所需设备少且对设备要求较低,适合应用于大规模生产,推动BKBO及更多超导材料在实际生产中的应用进程。进一步改进熔盐法可用于制备单晶材料,为理论研究提供高品质样品。第五章和第六章分别研究掺杂对BKBO和BPBO样品晶体结构及超导电性的影响。其中La和Pr的掺杂在不同程度上抑制了Ba0.6K0.4BiO3的超导电性。Hg掺杂则导致BaPb0.75Bi0.25O3样品超导电性的“再入”现象,即随着掺杂浓度的增加,体系的超导转变经历以下过程:超导电性被抑制到完全消失然后再次进入超导相,使得超导相图中出现两个超导区。文中通过电子结构模型的构建,对这一现象的机理进行解释。此为论文创新点之四。针对BKBO和BPBO系统,分别从能带理论出发分析其绝缘体—金属转变机理,并定性分析其超导电性与宏观晶格畸变的关系,建立简单钙钛矿结构化合物中的超导模型。此为论文创新点之五。此理论的提出为在该体系中探索新超导材料提供了有价值的参考。论文最后一部分研究Hg掺杂对MgB2样品超导电性及性能的影响。高压条件下合成的Mg1.05-x（HgO）xB2样品临界电流密度显著提高。HgO与反应原料中的镁结合形成MgHg合金相,高温高压条件下,MgHg合金呈液态,均匀分布在MgB2基体中,一方面抑制晶粒长大,另一方面使氧化物杂质在MgB2样品中均匀分布,有效提高样品的临界电流密度,其机理与其它氧化物掺杂提高临界电流密度机制有本质的区别。与其它掺杂样品相比较,利用高温高压技术合成的Hg掺杂MgB2样品,杂相承载能力增强并有效提高了样品的应用性能,降低了制备过程中对反应原料纯度相当高的要求,有利于工业生产应用。此为论文创新点之六。若进一步对反应初始原料配比及反应条件进行优化,可能得到性能更为优越的产品,从而为Hg掺杂MgB2超导体提供更为有利的应用前景。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题研究背景和意义
  • 1.2 文献综述
  • 1.2.1 超导电性及其基本性质
  • 1.2.2 超导材料的探索与发展
  • 1.2.3 铋酸盐超导体研究综述
  • 1.3 论文内容和结构
  • 第2章 实验方案设计及表征手段
  • 2.1 实验方案设计
  • 2.1.1 熔盐制备技术
  • 2.1.2 固相反应法
  • 2.1.3 高温高压法
  • 2.1.4 溶胶凝胶法
  • 2.2 表征手段
  • 2.2.1 晶体结构
  • 2.2.2 微结构和表面形貌
  • 2.2.3 差热分析
  • 2.2.4 磁性质
  • 2.2.5 电输运性质
  • 1-xBixO3系统的可控性研究'>第3章 熔盐法制备BaPb1-xBixO3系统的可控性研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 BPBO熔盐制备技术
  • 3.3 熔盐法制备BPBO的可控性研究
  • 0.75Bi0.25O3规则性的影响'>3.3.1 反应温度对BaPb0.75Bi0.25O3规则性的影响
  • 1-xBixO3晶粒形貌的控制'>3.3.2 反应原料配比对BaPb1-xBixO3晶粒形貌的控制
  • 1-xBixO3晶粒均匀性的影响'>3.3.3 熔盐量对BaPb1-xBixO3晶粒均匀性的影响
  • 1-xBixO3粒度的影响'>3.3.4 反应时间对BaPb1-xBixO3粒度的影响
  • 0.75Bi0.25O3样品性能比较'>3.4 各种方法制备BaPb0.75Bi0.25O3样品性能比较
  • 0.75Bi0.25O3'>3.4.1 固相反应法制备BaPb0.75Bi0.25O3
  • 0.75Bi0.25O3'>3.4.2 高温高压法制备BaPb0.75Bi0.25O3
  • 0.75Bi0.25O3'>3.4.3 溶胶凝胶法制备BaPb0.75Bi0.25O3
  • 0.75Bi0.25O3'>3.4.4 熔盐法制备BaPb0.75Bi0.25O3
  • 0.75Bi0.25O3样品性能比较'>3.4.5 各种方法制备BaPb0.75Bi0.25O3样品性能比较
  • 3.5 熔盐原理分析
  • 3.6 小结
  • 第4章 高稳定性BKBO的熔盐制备技术
  • 4.1 引言
  • 4.2 BKBO熔盐制备技术
  • 4.2.1 熔盐法制备BKBO初步探索
  • 4.2.2 制备条件对BKBO样品组分及性能影响
  • 4.3 熔盐法制备BKBO样品的稳定性
  • 0.6K0.4BiO3样品性能比较'>4.4 熔盐法及溶胶凝胶法制备的Ba0.6K0.4BiO3样品性能比较
  • 0.6K0.4BiO3'>4.4.1 溶胶凝胶法制备Ba0.6K0.4BiO3
  • 4.4.2 熔盐法与溶胶凝胶法比较
  • 4.5 熔盐原理分析
  • 4.6 熔盐法在其它氧化物超导体制备中的推广
  • 4.6.1 Cs-Sr-Bi-Pb-O体系研究
  • 4.6.2 熔盐法制备YBCO
  • xCoO2'>4.6.3 熔盐法制备NaxCoO2
  • 4.7 小结
  • 第5章 La和Pr在BKBO中的掺杂效应
  • 5.1 引言
  • 0.6K0.4BiO3中的掺杂效应'>5.2 La在Ba0.6K0.4BiO3中的掺杂效应
  • 0.6K0.4BiO3中的掺杂效应'>5.3 Pr在Ba0.6K0.4BiO3中的掺杂效应
  • 5.4 La和Pr掺杂效应比较
  • 5.5 BKBO系统I-M转变能带模型
  • 5.6 小结
  • 0.75Bi0.25O3超导电性的影响'>第6章 Hg掺杂对BaPb0.75Bi0.25O3超导电性的影响
  • 6.1 引言
  • 6.2 常压下BPBO掺Hg的研究
  • 6.3 高压下BPBO掺Hg的研究
  • 6.4 BPBO系统I-M转变能带模型
  • 6.5 铋酸盐超导体超导机理定性分析
  • 6.6 小结
  • 2超导电性的影响'>第7章 Hg掺杂对MgB2超导电性的影响
  • 7.1 引言
  • 2研究综述'>7.1.1 MgB2研究综述
  • 2超导电性的影响'>7.2 汞掺杂对MgB2超导电性的影响
  • 2的影响'>7.2.1 常压下Hg掺杂对MgB2的影响
  • 2超导电性的影响'>7.2.2 高压下Hg掺杂对MgB2超导电性的影响
  • 2的超导电性比较'>7.2.3 高压与常压下合成Hg掺杂MgB2的超导电性比较
  • 7.3 小结
  • 2超导性能的影响'>第8章 Hg掺杂对MgB2超导性能的影响
  • 8.1 引言
  • 2超导性能研究综述'>8.1.1 MgB2超导性能研究综述
  • 2超导性能的影响'>8.2 汞掺杂对MgB2超导性能的影响
  • 8.2.1 常压制备样品临界电流密度
  • 8.2.2 高压制备样品临界电流密度
  • 8.2.3 不同压力下制备样品性能比较
  • 8.3 小结
  • 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读博士学位期间发表的论文及参加的科研项目

    • 相关论文文献

    • [1].混杂超导体的稳定性研究[J]. 冶金与材料 2018(06)
    • [2].铁基超导体中动能参数对费米面的影响[J]. 四川师范大学学报(自然科学版) 2016(06)
    • [3].超导体:2020年潜在市场规模达1万亿元[J]. 今日科技 2017(04)
    • [4].s~±-波二带超导体中的超声衰减（英文）[J]. 低温物理学报 2017(04)
    • [5].科学家发现新的分子超导体[J]. 物理通报 2008(04)
    • [6].神奇的超导体[J]. 学生之友(童花果) 2016(09)
    • [7].神奇的超导体[J]. 故事作文(低年级版) 2009(11)
    • [8].带有高阶修正的全息p波超导体相变[J]. 黔南民族师范学院学报 2020(04)
    • [9].重大科技成就奖获奖代表简介[J]. 安徽科技 2018(02)
    • [10].通过不协和音程寻找高温、室温超导体[J]. 内蒙古科技大学学报 2016(04)
    • [11].压力下碱金属铁硒基超导体中的现象与物理[J]. 物理学报 2015(21)
    • [12].超乎想象的超导体[J]. 物理教学探讨 2009(02)
    • [13].美科学家发明铁碲硒材料制低成本超导体[J]. 西部资源 2013(02)
    • [14].美科学家发明铁碲硒材料制低成本超导体[J]. 中国有色冶金 2013(02)
    • [15].超导体应用畅想曲[J]. 学生之友(初中版)(中考) 2009(03)
    • [16].美日德科学家发现世界上最小超导体[J]. 21世纪 2010(05)
    • [17].美日德科学家发现世界上最小超导体[J]. 科技传播 2010(07)
    • [18].Ⅱ类超导体混合态的多辛算法[J]. 中国科学(G辑:物理学 力学 天文学) 2008(10)
    • [19].美国科学家发现世界上最小的超导体[J]. 中国科技产业 2010(04)
    • [20].科学家发现世界上最小的超导体[J]. 科技与出版 2010(05)
    • [21].铁磁体/绝缘层/p波超导体隧道结中自旋极化准粒子的输运[J]. 中国科学(G辑:物理学 力学 天文学) 2008(10)
    • [22].可以维持强电流的铁基超导体[J]. 金属功能材料 2017(06)
    • [23].压力下铁砷基化合物的超导电性研究[J]. 物理学报 2017(03)
    • [24].c轴织构1111型铁基超导体临界传输电流密的计算[J]. 低温与超导 2015(01)
    • [25].超导体的发现[J]. 初中生世界(初三物理版) 2009(Z6)
    • [26].把真空变成超导体[J]. 大科技(科学之谜) 2011(08)
    • [27].物理所铁基超导体电荷动力学研究获新进展[J]. 硅谷 2012(04)
    • [28].欧盟科技人员在降低超导体薄带成本方面取得突破[J]. 中国科技投资 2012(32)
    • [29].中国新超导体研究走在世界前沿[J]. 科学 2008(03)
    • [30].钴掺杂铁基超导单晶的超导体积分数测量[J]. 物理实验 2019(01)

    标签：;  ;  

    铋酸盐超导体的熔盐制备技术以及掺杂效应研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5