超导材料YBCO的制备及性质研究

论文题目: 超导材料YBCO的制备及性质研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 材料物理与化学

作者: 刘秀兰

导师: 赵晓鹏

关键词: 含量,烧结时间,退火温度,纳米棒,表面活性剂,低温反应

文献来源: 西北工业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 超导材料是一种具有零电阻特性和麦斯纳(Meissner)效应的材料。在通常状态下超导材料是绝缘体或半导体,在低温状态下表现出其零电阻特性。超导材料分为低温超导材料和高温超导材料,40K是其分界点。高温超导体中YBCO转变温度最先达到90K,为高温超导的实用化提供了广阔的前景。本项研究分别采用了干法和湿法中的溶胶-凝胶法,并在此基础上进行了改进,采取了不同的制备工艺,研究了O2含量、烧结时间、退火温度等条件对超导性质的影响。首先利用不同通氧量制备烧结了YBCO块材,用XRD等手段表征。结果表明,通氧量为35-40ml/min为最佳,氧含量为0时,所得样品为完全不超导相;氧含量过高时,劈裂峰不够完全。其次,改变烧结时间的长短所得到样品的性质有所不同,烧结时间过短会导致烧结不完全,只出现不超导相。原则上,烧结时间越长越好,但由于反应周期的限制,我们一般采用的较好烧结时间为3天;退火温度的高低及速度不同,所得到的样品性质不同。通过实验探索,最佳退火温度为960℃,退火速率为10℃/min,XRD图中出现2θ为32. 5左右时的主峰劈裂。在超导体的晶体结构中造成某种缺陷,能够提高他们在无阻时的载流能力将纳米棒放入超导结构中会将超导体电流提高10倍。本论文还对ZnO纳米棒的制备中对反应温度、反应时间、超声等影响因素进行了研究。在初始反应时,采用低温冰浴较之常温反应生成的纳米棒直径和长度都小,采用低温冰浴所得ZnO纳米棒的直径100nm,长度约1 μ m,而未利用冰浴的产物直径为1 μ m,长度为10 μ m;表面活性剂的用量越少,反应后所得棒的长度也越小,在所实验的样品中,表面活性剂含量为5%时长径比最佳;回流时间以7h左右为好,反应过程中采取超声方法所得产物的形貌和尺寸比未经过超声的均匀。

论文目录:

第一章引言

第二章超导研究进展及应用

2．1 超导电性的发展概况

2．1．1 超导电性的产生

2．1．2 超导临界参数

2．2 超导产生的机理及进展

2．2．1 低温超导的理论机制

2．2．2 高温超导的理论机制

2．3 影响超导性能的因素

2．3．1 氧空位的影响

2．3．2 淬火温度的影响

2．3．3 处理工艺对烧结 YBCO(123)组织和性能的影响

2．3．4 元素替代对性能的影响

2．4 超导材料的发展概况

2．5 超导技术的应用

2．5．1 超导量子干涉计(SQUID)

2．5．2 超导计算机

2．5．3 超导电磁推进和磁悬浮装置

2．5．4 超导磁能存储(SMES)

2．5．6 高温超导薄膜

2．5．7 纳米超导线

2．5．8 用高温超导电磁铁超高速净化水

2．5．9 超导天线

2．5．10 超导体和高能物理

参考文献

第三章 YBCO的制备及性质

3．1 YBCO超导体的结构

3．2 YBCO超导体的性质

3．2．1 零电阻

3．2．2 迈斯纳(Meissner)效应

3．3 YBCO的制备方法

3．3．1 固相法

3．3．2 液相法

3．3．3 气相法

3．3．4 高 Tc超导 YBaCuO的微波烧结

3．3．5 利用胶溶法、缓释反应法、Pechini工艺

3．4 超导的稳定性及其影响条件

3．4．1 氧分压的影响

3．4．2 二氧化碳的作用

3．4．3 水蒸气的作用

3．4．4 富 BaCO_3对 YBCO超导样品的超导性能的影响

3．5 TC的测定

3．5．1 四引线法

3．5．2 电磁感应法

3．5．3 测量装置

3．6 实验方法

3．6．1 原料与溶液配制

3．6．2 成型与烧结

3．6．3 分析方法和仪器

3．6．4 结果与讨论

参考文献

第四章 ZnO的制备与研究

4．1 纳米材料的研究进展

4．1．1 纳米材料的基本概念

4．1．2 纳米微粒的结构和特性

4．1．3 纳米固体的结构和性能

4．2 纳米半导体的特性

4．2．1 光学特性

4．2．2 光电催化特性

4．2．3 电转换特性

4．2．4 纳米半导体粒子电学特性

4．3 纳米半导体的制备方法、谱学特征及表征

4．3．1 制备方法

4．3．2 纳米半导体粒子谱学特性及表征

4．4 纳米半导体的应用前景

4．5 实验方法

4．5．1 试验药品

4．5．2 材料制备

4．5．3 表征

4．6 结果与讨论

4．6．1 形貌分析

4．6．2 XRD分析

4．7 结论

参考文献

第五章全文总结

致谢

己完成的工作

发布时间: 2005-06-27

参考文献

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