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中文摘要：
超导材料所特有的零电阻和抗磁性使其在电力能源、超导磁体、生物、医疗、通讯和微电子等领域有广阔应用前景。最近发现的超导温度介于液氦和液氮温度间的MgB2超导材料引起了全世界科学家的广泛兴趣。受Mg气化温度低和MgB2在Mg沸点以下溶解度极小的影响，目前制备的MgB2单晶尺寸非常小。因此，如何获得大尺寸、高品质MgB2单晶已成为超导研究与应用中急需解决的关键问题。深过冷快速定向凝固技术中独有的熔体高度净化和低温高速生长条件为单晶制备提供了新的可能。本项目以多元Mg-B基合金为对象，首先采用激冷快速凝固方法制备非晶材料，通过高压差热分析方法来获取熔体中MgB2相演化规律信息，深入探讨相变动力学过程并据此确定理想合金成分和保护气氛压力；通过悬浮熔炼和循环过热方法来稳定实现合金深过冷，系统研究过冷合金熔体中的相选择规律；最后采用深过冷快速定向凝固技术来制备块体MgB2单晶，澄清材料超导机理。
结论摘要：
超导材料所特有的零电阻和抗磁性使其在电力能源、超导磁体、生物、医疗、通讯和微电子等领域有广阔应用前景。最近发现的超导温度介于液氦和液氮温度间的MgB2引起了全世界科学家的广泛兴趣。受Mg气化温度低和MgB2在Mg沸点以下溶解度极小的影响，目前MgB2准备不得不在高温高压下进行。因此，如何获得大尺寸、高品质MgB2已成为超导研究与应用中急需解决的关键问题。本项目紧密围绕高品质块体MgB2低温快速制备技术取得了重要进展一是结合晶化过程分析确定了深过冷快速定向凝固技术制备MgB2单晶的Mg-Cu-B合金成分，通过熔配共晶Mg-Cu和Cu-B中间合金降低了Mg-Cu-B合金的熔炼温度，采用悬浮熔炼和循环过热方法稳定实现合金深过冷，系统研究过冷合金熔体中的相选择规律，确定了MgB2相稳定析出的过冷度范围，发展了熔体法制备单晶的新技术；二是结合当前国际上对提高MgB2临界电流密度的新要求，发展了低温快速原位制备MgB2纳米相、晶须和块体的新方法，原位掺杂碳和铜后，有效磁通钉扎中心大大增加，临界电流密度显著提高，极大地推进了MgB2低温快速合成技术。申请科学技术发明专利9项，发表论文40余篇。
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