《KFe2Se2體系新型超導體的製備及物性研究》是依託中國科學院電工研究所，由張現平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：KFe2Se2體系新型超導體的製備及物性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張現平
- 依託單位：中國科學院電工研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
KFe2Se2體系鐵基超導體具有各向異性小、轉變寬度窄、上臨界場高、本徵釘扎能力強、結構簡單、無毒性等優點，是非常有利於實用化的一種鐵基超導材料。本項目擬在目前K0.8Fe2Se2單晶研究的基礎上，結合材料設計和材料合成手段，開展KFe2Se2體系中新型超導材料製備研究。通過分析材料中的局域結構特性、晶體缺陷、晶界結構、釘扎效應以及元素離子價態等，研究微觀結構、組分及晶界狀態等對超導性能的影響。探索通過化學摻雜、磁場處理等調控鐵基超導體的晶界狀態以及晶體結構和晶體缺陷的方法，改善鐵基超導體中普遍存在的晶粒弱連線問題，得到KFe2Se2體系鐵基超導體最佳化的製備參數，製備高性能樣品。
結題摘要
鐵基超導材料是日本和中國科學家在2008年初相繼報告發現的一類新的高溫超導材料。這是繼1986年的氧化物超導體、2001年的二硼化鎂超導體之後的又一重要發現。新型鐵基超導體的發現，無論在高溫超導的套用以及對高溫超導機制的理解方面均有重大的意義，從而引起全世界科學家的關注。新型鐵基超導體具有臨界轉變溫度高、相干長度較大、各向異性較小、以及上臨界場（大於200T）較高等優點，有望在交通、電力、醫療、通訊、以及軍事等領域，特別是高磁場磁體方面得到實際套用。 超導線帶材是鐵基超導材料獲得大規模套用的基礎。國內外多家單位開展了鐵基超導線帶材製備與性能提高等方面的工作，包括美國弗羅里達強磁場實驗室、美國俄亥俄州立大學、日本國立材料研究所、日本東京大學、義大利Genova大學、澳大利亞臥龍崗大學等。項目針對鐵基超導線帶材存在的臨界電流密度較低的問題，通過微觀結構表征和理論分析相結合研究了鐵基超導材料弱連線性問題的物理本質，從前驅粉最佳化、製備工藝探索等方面開展研究，不斷提高線帶材超導芯的結晶性和緻密度，並採用軋制等工藝提高晶粒取向性。在獲得高質量前驅粉的基礎上，通過降低/消除超導芯中存在的孔洞、裂紋等缺陷，顯著提高了122體系線帶材的臨界電流密度。尤其是熱壓工藝的最佳化實驗，從微觀結構上達到了較為理想的程度，從而獲得了臨界電流密度達到實用化水平的帶材樣品。為了解決超導線帶材實際使用過程中存在的交流損耗等問題，課題還在多芯線材、帶材的製備方面還開了研究，並製備了具有較高磁場特性的多芯線帶材。 課題在122、1111等多個體系的鐵基超導方面的研究結果將極大促進鐵基超導材料的實用化進程，特別是在高性能線帶材方面獲得了顯著的進展。如通過熱壓處理製備出具有高緻密度的織構化122型鐵基超導帶材，其傳輸臨界電流密度超過實用化要求門檻10^5 A/ cm^2 (4.2 K, 10 T)，達到世界領先水平。本課題的開展對促進鐵基超導材料的實際套用有重要的意義。
