同質冷籽晶技術生長smbco-ag超導單疇塊材的研究

1、同質冷籽晶技術生長同質冷籽晶技術生長SmBCOAg超導單疇塊材的研超導單疇塊材的研究輕稀土高溫超導單疇塊材（LReBaCuO，Re=Nd、Sm、Gd）具有獨特的自穩(wěn)定磁懸浮性能和強大的磁場捕獲能力，在超導磁體，超導飛輪等方面都具有廣闊的應用前景[12]。頂部籽晶熔融織構（TSMTG）[3]和頂部籽晶熔滲法（TSIG）[4]一直是生長超導單疇塊材的兩種重要技術手段。但無論哪種方法，缺乏合適的籽晶是目前面臨的共同困難之一。就制備GdBCO超

2、導單疇塊材為例，我們通常選用與其晶格相似的SmBCO或者NdBCO作為籽晶[5]，但SmBCO或NdBCO籽晶并不容易獲得。最先，大部分研究人員都是采用MgO單晶作為籽晶，來引導生長輕稀土RE（SmNd）BCO超導單疇塊材，然后再從塊材解理出可用的RE（SmNd)BCO籽晶。但由于MgO單晶與REBCO之間的晶格匹配度不高，往往很難引導生長出織構理想的輕稀土超導塊材。為了克服籽晶對超導單疇塊材制備的不利影響，各種新的技術方案得到了發(fā)展。

3、第一，尋找高熔點且晶格匹配的合適籽晶。Cardwell研究小組發(fā)展了通用籽晶技術[6]，通過在RE（Sm，Nd)BCO中摻Mg發(fā)現能夠明顯提高籽晶的熔點，從而引導輕稀土超導塊材的生長。薄膜籽晶技術也成功得到發(fā)展，通過在MgO單晶上沉積REBCO薄膜，獲得熔點較高的薄膜籽晶，Yao.xin研究小組運用熔點高的SmBCO薄膜籽晶[7]，已經成功制備出YBCOGBCO單疇塊材。第二，同質籽晶生長，即運用和坯體成份一樣的籽晶生SmBCO超導單疇

4、塊材，成功制備了邊長達15mm的SmBCO超導單疇塊材[10]。但NdBCO籽晶并不容易獲得，通常是從生長的多晶塊材解理出可用的籽晶，這樣獲得的NdBCO籽晶，無論是織構取向，還是微結構，都很難保證具有較高的品質，需要花費很大的精力，仔細的挑選才能得到適用的籽晶。于是，我們嘗試用SmBCO籽晶生長SmBCO單疇本體。以前的研究表明，Ag能有效降低坯體的包晶分解溫度[11]，如果摻銀含量達到5%及以上，SmBCO摻銀坯體的包晶分解溫度比S

5、mBCO本身的包晶分解溫度低20℃以上。這表明，可以嘗試用SmBCO籽晶，來引導生長SmBCOAg坯體物理論文，實現SmBCO單疇的制備。但同時我們發(fā)現，即使使用NdBCO作為籽晶，在明顯低于NdBCO包晶分解溫度下，有時也會發(fā)生籽晶的部分熔融[12]，這主要是由于坯體在熔融狀態(tài)下，富Ag液相向籽晶擴散引起的。為了克服這個問題，保證SmBCO籽晶在熔融織構過程中不被熔化，我們通過在籽晶和坯體之間加入一個SmBCO211緩沖層，阻止下面坯