制备温度对散装MgB₂超导体不同方面的影响

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 超导电性 超导电性 超导电性
• 固态物理 固态物理

背景情况:

• 二化物 (MgB) 是一种超导体,具有潜在的应用.
• 火花等离子烧结 (SPS) 是一种用于加工先进材料的技术.
• 了解处理参数对MgB₂属性的影响,对于优化其性能至关重要.

研究的目的:

• 为了研究制备温度对MgB₂的超导特性的影响.
• 为了分析SPS处理的MgB₂中超导性质的异构性.
• 为了将微观结构和晶体大小与临界电流密度 (J_C) 相关联.

主要方法:

• 在950°C (S1) 和975°C (S2) 的MgB₂的火花等离子烧结 (SPS).
• 分析超导特性,包括临界温度 (T_C) 和临界电流密度 (J_C).
• 使用扫描电子显微镜 (SEM) 来确定晶体大小的微结构分析.

主要成果:

• 两个样本都表现出良好的结晶性和同质性,T_C,onset约为37.5K.
• 垂直面 (PeF) 在磁场上的J_C略高于平行面 (PaF).
• 在低电场下,S1-PeF表现出最高的J_C (503 kA/cm²) 在具有最小晶体大小 (0.24 μm) 的低电场下.
• S2-PeF在高地表现出更高的J_C,这归因于谷物边界固定 (GBP).
• 准备温度的提高导致了稍微更强的异构性属性.

结论:

• 制备温度和样品方向显著影响SPS加工的MgB的超导性能.
• 较小的晶体大小增强了J_C,特别是在低磁场下.
• 谷物边界钉在高场性能中起着至关重要的作用,点钉在更高的温度下变得更有效.