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高性能MgB2长线材制备及性能表征
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TM26[电气工程—电工理论与新技术;一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]中国科学院电工研究所应用超导实验室,北京100080, [2]日本东北大学金属材料研究所,仙台980—8577,日本, [3]中国科学院物理研究所,北京100080
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:50472063,50572104); 国家“973”项目(批准号:2006CB601004); 国家“863”项目(批准号:2006AA03Z203)资助的课题.作者感谢李晓航和西北有色院闫果等的讨论.感谢北京大学物理学院的陈莉,徐立和张炎老师在测试方面给予的帮助.
中文摘要:

采用原位粉末装管工艺,分别以Mg粉(99.5%),无定形B粉(99.9%)为原料,以纳米SiC(10—30nm)作为掺杂材料制备铁基MgB2线.首先将已混合的原料在丙酮介质中球磨,真空干燥后,将粉末填入铁管内,然后通过孔型轧制、旋锻和拉拔等冷加工工艺得到11m长外径Ф1.75mm铁基MgB2超导线.用扫描电镜,电子能谱,X射线衍射仪和超导量子干涉仪测试发现,样品微观结构整齐,晶粒大小均匀,内部仅含微量MgO,TC(onset)=35.1K,ΔTC=5.3K.纳米SiC掺杂后,其中C造成MgB2晶格畸变,形成有效磁通钉扎中心,C元素在MgB2中分布均匀.标准四引线测试结果表明,11m线均分10段后,各点的Jc(4.2K,10T)均超过1.0×10^4A/cm^2,最高值达到1.2×10^4A/cm^2.在10—18T范围各点临界电流值分布均匀,变化率小于10%.

英文摘要:

 Appling the in situ powder-in-tube method,11 meter long Fe-sheath MgB2 superconducting wires with outer diameter 1.75mm were fabricated,using 99.5% Mg powder and 99.9% amorphous boron powder doped with 30 nm SiC powder as starting materials.This procedure begins with ball-milling of the mixture powder immersed in acetone solution in a jar and subsequently drying in vacuum.Then the iron tube loaded with the powder mixture was grooved,swaged and drawn to the final wire size.The transition temperature,microstructure,lattice constant and chemical element distribution were evaluated by SQUID,XRD,SEM and EDS,respectively.It was found that T C(onset)and ΔTC are 35.1K and 5.3K,respectively.All samples containing a small amount of MgO,exhibit rather uniform microstructure.Besides,by nano-SiC doping,the MgB2 lattice distortion due to substitution of boron by carbon,results in forming effective flux pining centers,which significantly improves the critical current,and the C element was uniformly distributed in the MgB2 matrix.The standard four-probe measurement shows that all the 10 sample points,which were evenly cut at 1 meter intervals of the 11 meter length wire,have good superconducting homogeneity with critical current values fluctuating within 10% under the applied fields vavying from 10 to 18 Tesla,and all Jc values are above 10^4 A/cm^2,with the highest value reaching 1.2×10^4 A/cm^2 at 4.2K and 10T.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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