電化學(xué)法制備二硼化鎂膜的工藝優(yōu)化研究.pdf

1、金屬間化合物超導(dǎo)體MgB2，因具有較高的臨界轉(zhuǎn)變溫度(Tc=39K)、高的臨界電流密度(105A/cm2)和簡單的結(jié)構(gòu)，故而引起了科學(xué)界對其廣泛地關(guān)注。本實(shí)驗(yàn)采用熔鹽電化學(xué)法在不同襯底上制備MgB2超導(dǎo)膜。利用該方法，即可以解決常規(guī)方法不能很好處理的閉合回路接頭問題；又可以促進(jìn)MgB2超導(dǎo)體在強(qiáng)電方面，特別是在強(qiáng)磁場領(lǐng)域中的應(yīng)用；還可以提高器件靈敏度，降低材料成本。
　　 本文通過對KCl-NaCl-MgCl2三元系相圖和熔度圖

2、的分析，理論電解電壓的計(jì)算，確定了前期實(shí)驗(yàn)的電解參數(shù)范圍。在熔鹽制備MgB2膜的實(shí)驗(yàn)過程中，首先對電解設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)。然后，以KCl-NaCl-MgCl2-Mg(BO2)2混合熔鹽體系作為反應(yīng)物，采用直流電源，分別在銅、石墨和不銹鋼三種陰極襯底上制備MgB2膜。并在前人研究的基礎(chǔ)上，通過對電解溫度、藥品配比、電解電壓和預(yù)處理工藝等實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化，獲得了現(xiàn)階段不同襯底制備MgB2膜較為優(yōu)化的工藝參數(shù)。最后，利用X射線衍射儀分析樣品物相及結(jié)晶

3、性能，并從實(shí)驗(yàn)工藝和理論研究兩方面對目前處于起步階段的熔鹽電解法制備MgB2膜的生長機(jī)理進(jìn)行了較深入地探討。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)過程中對熔鹽體系先行預(yù)電解有利于MgB2膜樣品結(jié)晶性能的提高。用體積比為1:1.5的二甲基亞砜與N,N-二甲基甲酰胺的混合溶液，能較好地軟化和溶解樣品表面的雜質(zhì)。在銅、石墨和不銹鋼三種不同陰極襯底上制備MgB2膜，較為優(yōu)化的工藝參數(shù)分別為，電解溫度598℃、608℃和598℃；電解電壓4.2V、3