《添加新型富鋇相RE242製備高超導性能REBCO塊材》是依託上海交通大學，由姚忻擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：添加新型富鋇相RE242製備高超導性能REBCO塊材
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：姚忻
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高溫超導技術和超導材料因具有廣闊的套用前景而受到廣泛關注。REBCO超導塊材更是在超導電機、磁懸浮運輸、超導儲能和軸承等方面具有重要的套用前景。超導性能對塊材實際套用起著關鍵作用。相比YBCO材料，輕稀土類LREBCO超導體具有更優越的超導性能，尤其受到特殊重視。近期，我組率先在空氣環境下通過添加新型富鋇相Sm242獲得超導轉變溫度為94K的SmBCO塊體材料，這是SmBCO在空氣條件下生長所報導的最好成績。另外，我們還發現Sm242的添加可提高GdBCO塊材的臨界電流密度。為加強我國在這一領域的優勢地位，本項目將通過系統的實驗工作和物性測試，把研究延伸到LREBCO家族材料，對其摻入不同的RE242富鋇相，研究RE242引入後的作用和物理機制，實現對高性能大尺寸LREBCO超導塊材生長和性能的有效控制。本項目對於研究超導塊體材料生長控制，性能提高及潛在套用具有重要的科學意義和價值。
結題摘要
通過實施本項目，開展了高超導性能REBCO塊材的製備科學和技術研究，主要工作內容和重要成果： 1. 通過添加富鋇相RE242製備出高性能的REBCO塊材：採用加速冷卻法，解決SmBCO體系的不連續生長難題；加入Sm242和Sm2411相，通過冷籽晶法，用薄膜籽晶在空氣中誘導生長了直徑32mm大尺寸SmBCO高性能超導塊材，Tc=94.3K，Jc=68KA/cm2。在NdBCO中引入富鋇相Nd242，在空氣條件下製備Tc 88K 的NdBCO塊材。上述結果是本領域目前報導的最好成績。 2.對用於REBCO塊材生長的薄膜籽晶熱穩定性開展了系統研究，包括：超導薄膜過熱現象、物理機制、及在超導材料生長的套用。解釋了薄膜過熱本質，為新型高熱穩定性薄膜結構的探索提出了一種新思路，為籽晶誘導生長高熔點材料領域提供了一種新途徑。 3. 開展了對高溫超導REBCO塊材和單晶生長模式的研究，發展了新的對應解決方法。非對稱(110)/(110)排列方式多籽晶法的生長模式；薄膜籽晶熱穩定性的時間效應；籽晶尺寸對超導塊材生長機制與性能的影響；改良的TSMG法YBCO單晶生長中的熔體低過飽和度效應；高熱穩定性NdBCO薄膜籽晶再生長廢棄YBCO塊材的功效；Ca摻雜REBCO生長過程中的負生長現象和多階段冷卻模式。
