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MOD-REBCO高温超导涂层导体的人工磁通钉扎及其调制进展
1
作者
黄荣铁
陈静
+7 位作者
刘志勇
李勇
菅洪彬
豆文芝
张宁
周迪帆
彭思思
蔡传兵
《中国科学：物理学、力学、天文学》
CSCD
北大核心
2023年第12期12-26,共15页
在过去的20年,REBCO(REBa_(2)Cu_(3)O_(7-δ),RE=Y,稀土元素)涂层导体被认为是最具应用潜力的超导材料之一.虽然其性能上的研究取得了很大的进展,但仍需要在REBCO薄膜中人工引入有效的磁通钉扎中心以满足更高的在场性能需求.元素掺杂是...
在过去的20年,REBCO(REBa_(2)Cu_(3)O_(7-δ),RE=Y,稀土元素)涂层导体被认为是最具应用潜力的超导材料之一.虽然其性能上的研究取得了很大的进展,但仍需要在REBCO薄膜中人工引入有效的磁通钉扎中心以满足更高的在场性能需求.元素掺杂是引入人工磁通钉扎中心常见的手段.在金属有机沉积(Metal-organic Deposition,MOD)制备的REBCO薄膜中,传统元素掺杂引入的异质元素以离子形态分散于前驱薄膜中并在高温过程中以离子扩散的形式生成对应的异质相,一般较难控制其生长、尺寸和分布等.在MOD路线中可采取如中温处理、超薄层涂敷和多元掺杂等多种手段对异质相进行优化,但作用较有限.基于对引入的异质相尺寸和分布上的高要求,采用预先制备特定尺寸的纳米晶后再添加REBCO的技术路线能很好地解决传统元素掺杂遇到的问题,能获得含有尺寸可控的弥散分布纳米晶的REBCO纳米复合薄膜.调整预制条件可得到尺寸在3-15 nm范围内的BaMO_(3)(M=Zr,Hf)纳米晶,经过改性后,单分散于REBCO前驱液和晶化膜中,使每个纳米晶都形成有效的磁通钉扎中心.纳米晶添加技术同样适用于不同厚度的REBCO薄膜,超导层厚度为3.2μm的YBCO纳米复合带材比1.5μm厚的常规YBCO带材在低温30 K@0-7 T范围内在场I_c性能提升了5倍左右.4 mm宽的厚膜带材在4.2 K@20 T的低温高场条件下可实现290 A的载流.另外,因为弥散分布、尺寸可控的纳米晶作为钉扎中心,使得YBCO带材在不同低磁场方向的I_c(77 K)的各向异性受到了明显抑制,趋于各向同性.该技术易于引入产业化生产流程中,并能稳定制备得到长达300-500 m的REBCO长带材,具有高的商业和科研价值.
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关键词
高温超导
REBa_(2)Cu_(3)O_(7-δ)
人工磁通钉扎
纳米晶
在场载流
原文传递
Ti5Nb人工钉扎NbTi多芯超导体的磁通钉扎特征
被引量：
1
2
作者
刘洪涛
吴晓祖
+3 位作者
刘向宏
周廉
E.Mossang
A.Sulpice
《稀有金属材料与工程》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2004年第1期67-69,共3页
采用棒基组合的装配方法、多次热挤压和冷加工相结合的工艺,制备了2种以Ti5Nb (-Ti)作为人工钉扎中心(APC)的NbTi超导多芯线。研究了Ti5Nb APC NbTi多芯超导体的磁通钉扎力曲线特征。讨论了人工钉扎中心尺寸的大小dp对磁通钉扎力的影响...
采用棒基组合的装配方法、多次热挤压和冷加工相结合的工艺,制备了2种以Ti5Nb (-Ti)作为人工钉扎中心(APC)的NbTi超导多芯线。研究了Ti5Nb APC NbTi多芯超导体的磁通钉扎力曲线特征。讨论了人工钉扎中心尺寸的大小dp对磁通钉扎力的影响。分析了Ti5Nb APC与Nb APC NbTi多芯超导体的磁通钉扎力曲线特征不同的原因。结果表明:随着线径的逐渐减小或Ti5Nb尺寸的减小,其钉扎力峰值逐渐增加,并且向更高的磁场移动。与Nb APC相比,Ti5Nb APC NbTi超导多芯线 Fpmax峰值出现在更高的磁场下。
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关键词
NbTi多芯复合体
人工钉扎中心
磁通钉扎
邻近效应
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职称材料
高温超导体中人工钉扎中心的种类与结构
3
作者
谢忠洲
王莹
+1 位作者
李钟昊
李贞
《上海电力大学学报》
CAS
2020年第5期486-494,共9页
提高高温超导体的临界电流密度是实现超导技术商业化发展性能与成本之间均衡的重要策略。在超导体中开发有效的纳米级人工钉扎中心是过去10年高温超导材料研究中的最大进展之一。从几何学的角度来说,超导体中的钉扎结构可以分为4类:零...
提高高温超导体的临界电流密度是实现超导技术商业化发展性能与成本之间均衡的重要策略。在超导体中开发有效的纳米级人工钉扎中心是过去10年高温超导材料研究中的最大进展之一。从几何学的角度来说,超导体中的钉扎结构可以分为4类:零维钉扎中心、一维钉扎中心、二维钉扎中心和三维钉扎中心。对不同钉扎结构所产生的钉扎效果及其钉扎机制进行了系统的总结与阐述。经过对比分析得到了磁性材料掺杂效果比非磁性材料更好的结论,因此未来应该在磁性掺杂方面做更多的研究。
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关键词
高温超导体
人工钉扎中心
磁通钉扎
临界电流密度
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职称材料
题名
MOD-REBCO高温超导涂层导体的人工磁通钉扎及其调制进展
1
作者
黄荣铁
陈静
刘志勇
李勇
菅洪彬
豆文芝
张宁
周迪帆
彭思思
蔡传兵
机构
上海大学理学院物理系
上海上创超导科技有限公司
中国船舶重工集团公司第七一二研究所
出处
《中国科学：物理学、力学、天文学》
CSCD
北大核心
2023年第12期12-26,共15页
基金
国家自然科学基金(编号:52172271,52307026)
国家重点研发计划项目(编号:2022YFE03150200)
+1 种基金
上海市科技创新行动计划(编号:22511100200)
中科院先导专项(编号:XDB25000000)资助。
文摘
在过去的20年,REBCO(REBa_(2)Cu_(3)O_(7-δ),RE=Y,稀土元素)涂层导体被认为是最具应用潜力的超导材料之一.虽然其性能上的研究取得了很大的进展,但仍需要在REBCO薄膜中人工引入有效的磁通钉扎中心以满足更高的在场性能需求.元素掺杂是引入人工磁通钉扎中心常见的手段.在金属有机沉积(Metal-organic Deposition,MOD)制备的REBCO薄膜中,传统元素掺杂引入的异质元素以离子形态分散于前驱薄膜中并在高温过程中以离子扩散的形式生成对应的异质相,一般较难控制其生长、尺寸和分布等.在MOD路线中可采取如中温处理、超薄层涂敷和多元掺杂等多种手段对异质相进行优化,但作用较有限.基于对引入的异质相尺寸和分布上的高要求,采用预先制备特定尺寸的纳米晶后再添加REBCO的技术路线能很好地解决传统元素掺杂遇到的问题,能获得含有尺寸可控的弥散分布纳米晶的REBCO纳米复合薄膜.调整预制条件可得到尺寸在3-15 nm范围内的BaMO_(3)(M=Zr,Hf)纳米晶,经过改性后,单分散于REBCO前驱液和晶化膜中,使每个纳米晶都形成有效的磁通钉扎中心.纳米晶添加技术同样适用于不同厚度的REBCO薄膜,超导层厚度为3.2μm的YBCO纳米复合带材比1.5μm厚的常规YBCO带材在低温30 K@0-7 T范围内在场I_c性能提升了5倍左右.4 mm宽的厚膜带材在4.2 K@20 T的低温高场条件下可实现290 A的载流.另外,因为弥散分布、尺寸可控的纳米晶作为钉扎中心,使得YBCO带材在不同低磁场方向的I_c(77 K)的各向异性受到了明显抑制,趋于各向同性.该技术易于引入产业化生产流程中,并能稳定制备得到长达300-500 m的REBCO长带材,具有高的商业和科研价值.
关键词
高温超导
REBa_(2)Cu_(3)O_(7-δ)
人工磁通钉扎
纳米晶
在场载流
Keywords
high
temperature
superconductor
REBa_(2)Cu_(3)O_(7−δ)
artificial
flux
pinning
nanocrystal
addition
in-field
performance
分类号
TM26 [一般工业技术—材料科学与工程]
原文传递
题名
Ti5Nb人工钉扎NbTi多芯超导体的磁通钉扎特征
被引量：
1
2
作者
刘洪涛
吴晓祖
刘向宏
周廉
E.Mossang
A.Sulpice
机构
东北大学
西北有色金属研究院
Centre National DE LA Recherche Scientifique
出处
《稀有金属材料与工程》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2004年第1期67-69,共3页
基金
国家自然科学基金资助项目(19974033)
文摘
采用棒基组合的装配方法、多次热挤压和冷加工相结合的工艺,制备了2种以Ti5Nb (-Ti)作为人工钉扎中心(APC)的NbTi超导多芯线。研究了Ti5Nb APC NbTi多芯超导体的磁通钉扎力曲线特征。讨论了人工钉扎中心尺寸的大小dp对磁通钉扎力的影响。分析了Ti5Nb APC与Nb APC NbTi多芯超导体的磁通钉扎力曲线特征不同的原因。结果表明:随着线径的逐渐减小或Ti5Nb尺寸的减小,其钉扎力峰值逐渐增加,并且向更高的磁场移动。与Nb APC相比,Ti5Nb APC NbTi超导多芯线 Fpmax峰值出现在更高的磁场下。
关键词
NbTi多芯复合体
人工钉扎中心
磁通钉扎
邻近效应
Keywords
NbTi
multifilamentary
composite
artificial
pin
ining
center
flux
pinning
proximity
effect
分类号
TM26 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
高温超导体中人工钉扎中心的种类与结构
3
作者
谢忠洲
王莹
李钟昊
李贞
机构
上海电力大学数理学院
出处
《上海电力大学学报》
CAS
2020年第5期486-494,共9页
文摘
提高高温超导体的临界电流密度是实现超导技术商业化发展性能与成本之间均衡的重要策略。在超导体中开发有效的纳米级人工钉扎中心是过去10年高温超导材料研究中的最大进展之一。从几何学的角度来说,超导体中的钉扎结构可以分为4类:零维钉扎中心、一维钉扎中心、二维钉扎中心和三维钉扎中心。对不同钉扎结构所产生的钉扎效果及其钉扎机制进行了系统的总结与阐述。经过对比分析得到了磁性材料掺杂效果比非磁性材料更好的结论,因此未来应该在磁性掺杂方面做更多的研究。
关键词
高温超导体
人工钉扎中心
磁通钉扎
临界电流密度
Keywords
high
temperature
superconductor
artificial
pinning
centers
magnetic
flux
pinning
critical
current
density
分类号
O511.3 [一般工业技术—材料科学与工程]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
MOD-REBCO高温超导涂层导体的人工磁通钉扎及其调制进展
黄荣铁
陈静
刘志勇
李勇
菅洪彬
豆文芝
张宁
周迪帆
彭思思
蔡传兵
《中国科学：物理学、力学、天文学》
CSCD
北大核心
2023
0
原文传递
2
Ti5Nb人工钉扎NbTi多芯超导体的磁通钉扎特征
刘洪涛
吴晓祖
刘向宏
周廉
E.Mossang
A.Sulpice
《稀有金属材料与工程》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2004
1
下载PDF
职称材料
3
高温超导体中人工钉扎中心的种类与结构
谢忠洲
王莹
李钟昊
李贞
《上海电力大学学报》
CAS
2020
0
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职称材料
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