Sm-Ba-Cu-O高温超导体系相平衡和外延关系的研究

论文摘要

我们系统地研究了Sm-Ba-Cu-O体系的相关系和外延关系,并且对利用Sm211晶须作为籽晶生长块体材料做了初步的尝试。我们确定了Sm211晶须的长轴方向为[001]方向,并且根据对低能表面生长模式的分析,改进实验得到了大尺度的Sm211晶须。通过高温金相显微镜原位观察了Sm211晶须（010）表面的相关系和外延关系。在1085℃时,发现了针状高温相的出现。并且与晶须长轴呈0°和90°两种取向。分析表明高温相可能是Sm242相,并且通过生长机制的分析我们认为这是一种亚稳态的外延生长。另外,我们也发现了Sm123在Sm211晶须上有0°和45°两种外延取向,通过实验和热力学分析表明45°的取向更容易出现,具有更好的稳定性。我们对使用大尺度的Sm211晶须作为籽晶进行熔融织构生长RE123块体材料做了初步尝试。根据实验中多晶生长和自发形核的现象,我们对实验的改进提出了思路。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 高温超导简介
• 1.2 超导材料的特性与性能
• 1.2.1 超导临界温度
• 1.2.2 迈斯纳效应
• 1.2.3 临界磁场与临界电流密度
• 1.3 两类超导体
• 1.3.1 第一类超导体和第二类超导体
• 1.3.2 非理想的第二类超导体与钉扎作用
• 1.4 材料科学与超导科学的交叉发展
• 1.5 本论文的主要工作和目标
• 参考文献
• 第二章 Sm-Ba-Cu-O 超导体系的相关系与晶体结构
• 引言
• 2.1 Sm-Ba-Cu-O 体系的相关系和相图
• 2.1.1 三元相图简介
• 2.1.2 Sm-Ba-Cu-O 体系的等温相图
• 2.1.3 Sm-Ba-Cu-O 体系的液相线
• 2.1.4 Sm-Ba-Cu-O 体系的等组分相图
• 2.1.5 氧分压对Sm-Ba-Cu-O 体系相关系的影响
• 2.2 Sm-Ba-Cu-O 体系常见相的晶体结构
• 2.2.1 Sm1+xBa2-xCu307-δ,Sm28aCu05 和Sm203
• 2.2.2 SmBa6Cu3010+δ与SmBa4Cu308.5+δ
• 2.2.3 Sm28a04 与Sm28a4Cu209
• 2.2.4 超导相与非超导相的外延关系
• 参考文献
• 第三章 Sm211 晶须的制备与生长机制
• 引言
• 3.1 Sm211 晶须的制备与表征
• 3.2 Sm211 晶须的生长机制–负离子配位体生长基元模型
• 3.2.1 Sm211 单晶的结构
• 3.2.2 Sm211 析出时熔体的结构
• 3.2.3 Sm211 晶须的生长机制
• 3.3 Sm211 晶须低能表面生长形貌与生长动力学
• 参考文献
• 第四章 Sm211 晶须上Sm-Ba-Cu-O 体系的相关系与外延关系
• 引言
• 4.1 原位高温金相显微镜
• 4.2 实验过程
• 4.3 晶须表面熔体的变化
• 4.4 高温针状相的形成与外延关系
• 4.5 超导相Sm123 的形成与外延关系
• 4.6 Sm123 同质外延的观察与Sm123 的生长机制
• 4.7 小结
• 参考文献
• 第五章 熔融织构生长YBCO 块体材料-Sm211 晶须应用的初步尝试
• 引言
• 5.1 熔融织构法生长块体超导材料
• 5.2 熔融织构工艺中籽晶的选择
• 5.3 熔融织构工艺的生长模型及理论
• 5.3.1 生长模型及基本思想
• 5.3.2 理论计算
• 5.4 先驱体的合成
• 5.5 Sm211 晶须作为籽晶生长YBCO 块材的尝试
• 5.5.1 先驱体制备
• 5.5.2 熔融织构生长
• 5.5.3 实验结果
• 参考文献
• 第六章 结论
• 致谢
• 攻读硕士期间发表或投寄的论文