【摘 要】
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相对于顶部籽晶熔融织构生长法(TSMTG)而言,顶部籽晶熔渗生长法(TSIG)克服了晶体生长过程中样品易收缩、变形等严重问题已成为制备大尺寸单畴REBCO超导块材最有效的方法
【机 构】
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陕西师范大学物理学与信息技术学院,陕西西安710062
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相对于顶部籽晶熔融织构生长法(TSMTG)而言,顶部籽晶熔渗生长法(TSIG)克服了晶体生长过程中样品易收缩、变形等严重问题已成为制备大尺寸单畴REBCO超导块材最有效的方法之一.但传统的TSIG法需要制备RE2BaCuO5(Y211)、REBa2Cu3Oy(Y123)、BaCuO2(011)三种粉体,不仅过程复杂、费时费力、,且无法控制样品中的RE211粒子含量.为此,我们发明了一种新RE+011 TSIG法,用RE2O3+xBaCuO2混合粉替代传统的Y211固相源,用RE2O3、BaCuO2和CuO混合粉替代传统的(Y123+3BaCuO2+2CuO)液相源.采用这种新RE+011 TSIG法,我们已成功地制备出了直径为20mm 40mm 59mm和93mm的单畴YBCO超导块材,直径为20mm、40mm和55mm的单畴GdBCO超导块材、以及直径为20mm和30mm的单畴SmBCO超导块材.通过对这些单畴REBCO超导块材生长速率、磁悬浮力和微观结构的研究发现：(1)采用新RE+011 TSIG法后,单畴YBCO超导块材的生长速率达到传统方法的1.7倍左右；(2)采用新RE+011 TSIG法后,制备的直径20mm单畴YBCO超导块材的磁悬浮力达到49.2 N(77K,0.5T),是传统方法制备样品的两倍以上,直径59mm单畴YBCO超导块材的磁悬浮力达到238N(77K, 0.5T,永磁体直径40mm)；(3)采用新TSIG法制备单畴YBCO超导块材,样品中的Y211粒子的平均粒径约为1 m,不仅明显小于传统TSIG方法样品的3.4 m,而且分布更合理、均匀,可有效提高样品的磁通钉扎能力.(3)采用新RE+011 TSIG法已成功地制备出了国内直径最大(93mm)的单畴YBCO超导块材；(4)采用新RE+011 TSIG法在大气环境下制备的直径30mm单畴SmBCO超导块材的捕获磁通密度达1.15T(77K,0.5T).这些结果表明,我们发明的新RE+011 TSIG法及其制备的单畴REBCO超导块材已处于国际先进和部分国际领先的水平,这不仅能够大幅度提高工作效率,而且,对于促进低成本、大尺寸、高质量单畴REBCO超导块材的产业化及其应用进程具有非常重要的指导意义和实用价值.密度更合理.
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