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稀土超导陶瓷51搜

发布时间:2019-10-18 16:49:00 阅读: 来源:炒锅厂家

稀土超导陶瓷

Va↓2YUu↓3O↓7-x有两个相,一个是四方相(P4mZ),另一个是正交相(Pmm),这两种结构都起源于ABO↓3型钙钛矿结构。C轴是ABO↓3结构的三倍,B位被Cu原子占据,A位被Ba和Y占据。在C轴方向的顺序是…Y-Ba-Ba-Y-Ba-Ba…。垂直于C方向有三种基本原子面,Y平面(无氧原子),Ba-O平面和Cu-O平面。Y原子上下的Cu-O面是皱折的,氧作有序排列,两个Ba-O平面中,有氧空位。对于正交结构,氧空位分布在a方向的两个Cu原子之间,即O↓5位(室温下占有率0.1),b方向有两个Cu原子间O↓4位中氧原子占有率为1.0。对于四方结构,O↓4和O↓5位的占有率瑟正交不同,可导致晶胞参数a≈b。高温下为四方结构,低温下为正交结构,转变温度在600~700℃之间,是有序-无序转变。正交相是高温超导相,四方相是半导体。

超导陶瓷的制备与一般陶瓷制造工艺相似。工艺上预烧处理、成型方法以及烧结程度对超导陶瓷影响很大。其制备一般采用固态反应法,即将组成粉料按配比混合压块,置于铂金(或氧化铝)坩埚中,放在电炉中(在大气气氛下)进行烧结,烧结温度为900~960℃,时间至少四小时。为使材料均匀,稀土超导陶瓷也常分两步合成。如Y↓2O↓3-BaO-CuO三元系统中,先对BaCO↓3和Y↓2O↓3按4:1摩尔比进行配料合成,然后将Ba↓4Y↓2O↓7和CuO按1:5的摩尔比进行合成为Ba↓2YCu↓3O↓7-xo实验表明,这样有利于反应和探制,且重复性好,具有获得高纯单相超导材料的工艺可能性。

稀土超导陶瓷制成薄膜是主要应用方向之一,其工艺是用电子束蒸发技术,分别将钇(或其它稀土)、钡的氧化物和铜分层蒸发在衬底上,然后再进行扩散处理而得到。工艺可重复,关键是选择合适的衬底材料和进行适当热处理(如北京大学用ZrO↓2作衬底,适当加热约200℃,得到稀土超导薄膜后再在800-900℃之间做适当热处理,在100K以上表现了良好的金属性电阻温度系数)。

由于稀土超导陶瓷等超导材料具有许多优良特性,其应用极为广泛,它可以实现人们多少年来梦想的无能量损耗的远距离输电,建造高强度磁场(用于粒子加速器等方面),新型发电设备(磁流体发电)受控热核反应等。在交通运输方面利用超导陶瓷的强抗磁性制造磁悬浮列车,它没有车轮,靠磁力在铁轨上“漂浮”滑行,其速度高、运行平稳,安全可靠。日本1987年开始进行载入运行试验,时速达408km/h,今后可望达到800km/h。

可制作超导电磁推进器和空间推进系统。其推进原理是在船体内部安装一个超导磁体,于海水中产生强大磁场。同时在船体侧面放一电极,在海水中产生了强大电流,在船尾后的海水中,磁力线和电流发生交互作用,海水在后面对船体产生了强大的推动力。

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