教育部科学技术研究重大项目(311033) 作品数:21 被引量:20 H指数:4 相关作者: 杨万民 王妙 李佳伟 马俊 冯忠岭 更多>> 相关机构: 陕西师范大学 青海师范大学 西安航空学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 教育部科学技术研究重大项目 中央高校基本科研业务费专项资金 更多>> 相关领域: 一般工业技术 理学 电气工程 更多>>
聚磁材料及其宽度对单畴GdBCO超导体磁悬浮力的影响 被引量:1 2015年 通过对单畴GdBCO超导体和组合磁体在液氮温度、零场冷、轴对称情况下磁悬浮力的测量,研究了组合磁体中间聚磁材料及其宽度对单畴GdBCO超导块材磁悬浮力的影响.实验结果表明,当组合磁体中间材料为环氧树脂(无聚磁性)时,随着聚磁极宽度从0mm增加到14mm,超导体的最大磁悬浮力先从9.9N增加到12.16N,然后又减小到11.1N,磁悬浮力最大值(12.16N)是在聚磁极宽度为8mm时获得;当组合磁体中间材料为铁(聚磁性)时,随着聚磁极宽度从0mm增加到14mm,超导体的最大磁悬浮力先从9.9N增加到12.4N,然后又减小到11.7N,磁悬浮力最大值(12.4N)是聚磁极宽度为6mm时获得;此外,在聚磁极宽度变化范围内,聚磁材料为铁时的最大磁悬浮力明显大于环氧树脂片(无聚磁性)时的最大磁悬浮力.这些结果说明,只有通过科学合理地设计磁体组合及其聚磁材料和宽度,才能获得较高的磁场强度,有效地提高超导磁悬浮力特性. 马俊 袁海良 冯忠岭 王蕴杰 李文全关键词:磁场分布 磁悬浮力 YBCO超导晶体生长规律的实时原位观察研究 被引量:1 2015年 本文采用顶部籽晶熔渗法(TSIG)成功制备出了不同过冷度下、不同保温时间的系列YBCO单畴超导块材;同时采用原位观察的方法,借助高温摄像技术实时记录了YBCO晶体的生长过程.通过对在不同过冷度、不同保温时间YBCO晶体生长形貌的分析和研究,结果表明:YBCO晶体起始外延生长温度为1008°C,单畴生长温度窗口为988°C–1008°C;在确定的过冷度下保温时,YBCO晶体的起始生长速率很快,最大平均生长速率达到0.95 mm h-1,之后,先快速衰减,然后逐渐趋于稳定;在YBCO晶体生长温区范围内,过冷度越大,生长速率越快,晶体生长的平均速率与过冷度之间的关系可以用Ra=a(△T)b公式来描述;YBCO晶体的瞬时生长速率在0.01–0.72 mm h-1之间,具有很大的波动性,但瞬时生长速率的平均值随过冷度的增大呈线性增加.这些结果对于进一步制备高质量的YBCO块材具有重要的指导意义. 李佳伟 杨万民 陈森林 王妙 冯忠岭关键词:YBCO 高温超导 BaO掺杂对单畴GdBCO超导块材性能的影响(二) 被引量:1 2017年 为了有效地抑制Gd BCO超导块材在生长过程中出现的Gd/Ba替换现象,在前期工作的基础上,本文采用顶部籽晶熔渗生长工艺,通过在固相先驱粉中添加不同含量的Ba O粒子成功地制备出了一系列高性能的单畴Gd BCO超导块材,并且对样品的微观形貌以及临界电流密度进行了研究和分析.结果表明,随着BaO掺杂量的增加,样品中的Gd_(1+x)Ba_(2-x)Cu_3O_(7-δ)固溶体(Gd123ss)相呈现出减少的趋势,并生成了纳米量级的Gd123ss,这对GdBCO超导样品中存在的Gd/Ba替换起到了很好的抑制作用,使得样品中的GdBa_2Cu_3O_(7-δ)(Gd123)超导相有所增加;同时当样品中BaO的添加量在2 wt%—4 wt%之间时,样品的临界电流密度在一定程度上得到了有效提高. 王妙 邬华春 杨万民 杨芃焘 王小梅 郝大鹏 党文佳 张明 胡成西关键词:微观形貌 临界电流密度 磁通钉扎 不同粒径纳米Y_2Ba_4CuBiO_y相掺杂对TSIG法单畴YBCO超导块材性能的影响 被引量:5 2012年 本文采用顶部籽晶熔渗方法(TSIG),研究了不同粒径纳米Y2Ba_4CuBiO_y,粒子对单畴YBCO超导块材的生长形貌、微观结构及其磁悬浮力的影响.实验所用纳米Y2Ba4CuBiO_y粉体的平均粒度分别为283.0 nm,170.4 nm以及82.5 nm,每种粉体在YBCO超导块材中的含量均为2 wt%.研究结果表明:在掺杂量为2 wt%的情况下,Y_2Ba_4CuBiO_y粉体的粒度并不影响样品的宏观形貌,均可制备出单畴YBCO块材;并且成功地将纳米Y_2Ba_4CuBiO_y粒子引入单畴YBCO块材中,且使其均匀分布,但样品中的Y_2Ba_4CuBiO_y粒子均小于其初始粉体的粒度,分别减小到270 nm,150 nm和50 nm;随着Y_2Ba_4CuBiO_y粉体初始粒度的减小,样品的磁悬浮力逐渐增大,分别为10 N,17 N,22 N.该结果为进一步研究纳米磁通钉扎中心的引入方法及提高YBCO超导块材的性能有重大意义. 王妙 杨万民 张晓菊 唐艳妮 王高峰关键词:YBCO 磁悬浮力 辅助永磁体磁化方式对单畴GdBCO超导块材捕获磁场分布及其磁悬浮力的影响 被引量:3 2013年 通过对方形永磁体和方形辅助永磁体在液氮温度下对GdBCO超导体磁化后超导磁悬浮力的测量,研究了两种组态中方形辅助永磁体对超导体的磁化方式对单畴GdBCO超导块材磁场分布及其磁悬浮力的影响.结果发现,方形辅助永磁体的下表面和超导体上表面保持在同一个水平面上,磁化进程中方形辅助永磁体在GdBCO超导体上表面水平面内沿直径方向的位置x从15 mm增加到+15 mm时,超导磁悬浮力大小与超导体的磁化方式有着密切关系(以Z=0.1 mm为例):1)当方形辅助永磁体N极垂直向上且场冷后去掉辅助永磁体时,超导体最大磁悬浮力先从16.7 N增大到23.1 N,再减小到16.6 N;2)当方形辅助永磁体N极垂直向下且场冷后去掉辅助永磁体时,超导体最大磁悬浮力先从17.7 N减小到7 N,再增加到17.6 N;3)两种组态中最大磁悬浮力不相等,而且与零场冷下的最大磁悬浮力(17.1 N)也不同.这些结果说明:只有通过科学合理地设计超导体和永磁体的组合方式,才能获得较高的磁场强度,有效地提高超导体的磁悬浮力特性,该结果对促进超导体的应用具有重要的指导意义. 马俊 杨万民 王妙 陈森林 冯忠岭关键词:永磁体 磁悬浮力 用新固相源制备单畴GdBCO超导块材的顶部籽晶熔渗生长方法 2015年 以Gd2O3+xBaCuO2(其中x=1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5)配制固相源代替传统的Gd2BaCuO5(Gd211)固相源,用Y2O3、CuO和BaCuO2配制的液相源代替由GdBa2Cu3O7-y和Ba3Cu5O8配制的传统液相源,采用顶部籽晶熔渗生长方法,制备了系列单畴Gd-Ba-Cu-O(GdBCO)超导块材,并对所得样品的生长形貌、磁悬浮力和微观结构进行了分析和研究。结果表明:当新固相源中BaCuO2相的含量x为1.0~2.5时,均可以制备出良好的单畴GdBCO超导块材;样品的磁悬浮力随着x增大呈现先增大后减小的趋势,其中x=1.8的样品,磁悬浮力达到最大值33N,优于用Gd211固相源制备的同尺寸的GdBCO块材。样品的微观形貌表明,在GdBCO超导体内有大量纳米量级粒子,尺寸为2~450nm。使用该新成分固相源制备超导块材只需制备一种先驱粉,简化了实验步骤,缩短了制备周期,提高了制备效率。 渊小春 杨万民 冯忠岭关键词:磁悬浮力 单畴YBCO超导块材的脉冲充磁磁化规律 2015年 为了提高氧化钇钡铜(YBCO)超导体的捕获磁场,成功制备了单畴YBCO超导块材,研究了不同强度脉冲磁场和充磁次数对YBCO超导体捕获磁场的影响。结果表明:对直径20mm的YBCO超导体,存在一个最佳的脉冲磁场强度,使得捕获磁场最强;当采用最佳脉冲磁场充磁时,增加充磁次数可以显著增加YBCO超导体的捕获磁场。进一步采用Bean模型解释了该磁化规律。本文的研究结果有助于提高YBCO超导体的磁化效果和理解YBCO超导体的磁化机制。 李佳伟 杨万民关键词:高温超导体 YBCO Bi_2O_3氧化物掺杂对单畴YBCO超导块材磁悬浮力的影响 被引量:8 2012年 采用部籽晶熔渗工(TSIG)制备出了配比为Bi2O3:Y2BaCuO5=x:(1 x)的系列单畴YBCO超块材(其中x=0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,2,单位为wt%),并且研究了不同比例的氧化物Bi2O3掺杂对样品的生长形貌、磁悬浮力及其微观结构的影响.实验结果表明了,Bi2O3粒子的掺杂在样品中生成Y2Ba4CuBiOx(YBi2411)纳米粒子从而可有效地提高样品的磁悬浮性能.当Bi2O3粒子掺杂量x从0.1wt%(质量分数,下同)增加0.7wt%时,样品的磁悬浮力从7 N增加25 N;当其掺杂量从0.7 wt%增加2 wt%时,样品的磁悬浮力从25 N降低6 N.该实验结果对于我们进一步研究氧化物掺杂对磁通扎作用的影响及提高YBCO超块材的性能有着重要的影响. 王妙 杨万民 马俊 唐艳妮 张晓菊 王高峰关键词:磁悬浮力 制备大尺寸单畴YBCO超导块材的新方法 2015年 顶部籽晶熔融织构生长法(TSMTG)是制备大尺寸单畴YBCO超导块材最有效的方法之一,然而,TSMTG法却存在着样品易收缩、变形等严重问题.为了解决这一问题,人们发明了顶部籽晶熔渗生长法(TSIG).但传统的TSIG法需要制备Y2Ba Cu O5(Y211),YBa2Cu3Oy(Y123),Ba Cu O2三种粉体,不仅过程复杂、费时费力、耗能污染,且最大的缺陷是无法控制样品中的Y211粒子含量.为了解决这些技术难题,发明了一种新TSIG法,用Y2O3+1.2Ba Cu O2混合粉替代传统的Y211固相源,用Y2O3,Ba Cu O2和Cu O混合粉替代传统的(Y123+3Ba Cu O2+2Cu O)液相源.采用这种新TSIG法,成功地制备出了直径为59和93 mm的单畴YBCO超导块材.通过对采用传统和新TSIG法制备单畴YBCO超导块材的生长速率、磁悬浮力和微观结构的研究发现:(1)采用新TSIG法后,YBCO超导块材的生长速率达到传统方法的1.7倍;(2)采用新TSIG法制备的单畴YBCO超导块材的磁悬浮力比传统方法制备的样品高出65%以上;(3)采用新TSIG法制备单畴YBCO超导块材,样品中的Y211粒子平均粒径约为1μm,明显小于传统TSIG方法所制备样品的3.4μm,而且分布更合理、均匀,有效地提高了样品的磁通钉扎能力.在此基础上,制备出了目前国内最大尺寸(直径93 mm)单畴YBCO超导块材.这些结果表明,新TSIG法对于促进低成本、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. 陈丽平 杨万民 郭玉霞 郭莉萍 李强关键词:单畴 YBCO 超导块材 生长速率 磁悬浮力 采用顶部籽晶熔融辅助熔渗法制备高性能单畴GdBCO超导块材 2014年 在顶部籽晶熔渗生长工艺(TSIG)的基础上,本文采用熔融织构生长(MTG)辅助法制备高性能大尺寸单畴GdBCO超导块材,并且对样品的生长形貌、晶体界面生长结构、磁悬浮力以及捕获磁通进行了研究分析.研究结果表明,采用顶部籽晶熔融辅助熔渗生长工艺可以有效地提高NdBCO籽晶的利用率,抑制样品在生长过程中产生随机成核现象,从而大大地提高制备单畴样品的有效率.此外,用新的生长工艺还有助于提高GdBCO样品的性能. 王妙 杨万民 杨芃涛 冯忠岭 李佳伟 王明梓 张龙娟关键词:装配方式 磁悬浮力