高能球磨法制备nb_3al超导体及超导性能研究

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1、＿硕士学位论文■＿ＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴ—■论文题目：高能球磨法制备Ｎｂ，Ａｌ超导体Ｉ丨：＿国内图书分类号：０４６９密级：公开西南交通大学研究生学位论文高能球磨法制备ＮｂｉＡｌ超导体及超导性能研究年级２０１２级姓名张小兰申请学位级别工学硕士专业材料学指导老师赵勇教授二零一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：０４６９ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＴｈｅ

2、ｓｉｓＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮＯＦＮｂＡｌＢＹｓＨＩＧＨ－ＥＮＥＲＧＹＢＡＬＬＭＩＬＬＩＮＧＭＥＴＨＯＤＡＮＤＴＨＥＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＩＴＳＳＵＰＥＲＣＯＮＤＵＣＴＩＮＧＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ；ＺｈａｎｇＸｉａｏｌａｎＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒ；ＭａｓｔｅｒｇｐｐＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ；ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＺｈａｏＹｏ

3、ｎｇＭａｙ，２０１５西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。，允许论文被查阅和借阅本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．口保密，在年解密后适用本授权书；２．不保密＾使用本授权书。“’（请在以上方框内打十）学位论文作者签名：Ｌ指导老师签名：

4、ｉｔｊ曰期：曰期：如．１５５１＾西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：１）对使用高能球磨法制备ＮｂｓＡＩ超导体过程中的烧结时间、球磨介质、加绍片烧结、过程控制剂的选择以及二次烧结进行了优化，比较了不同工艺参数下所制备样品的晶体结构、微观形貌和超导性能。研究发现：使用高能球磨法制备ＮｂｓＡｌ时，其超导性能主要取决于制得材料中Ｎｂ／Ａｌ化学计量比以及热处理条件。当名义组分中Ａ１含°量为２６ａｔ％，热处理条件为９００Ｃ／５ｈ

5、时，有利于提高制得ＮｂｓＡｌ相中Ａ１含量，７；达１５．１Ｋ（，使用不同球磨介质硬质钢、氧化错）对ＮｂｓＡｌ相的形成影响不大；考虑到热°处理温度高于Ａ１的溶点（６６０Ｃ）易造成Ａｌ的损失，进行加Ａ１片烧结后发现，ＮｂａＡｌ１５．０Ｋ超导转变温度未提高，仍为；考虑到球磨过程中存在严重的结块和粘球磨罐壁。现象，通过添加过程控制剂（ＰＣＡ）来抑制冷辉，改善粉末均勾性加入硬脂酸后发现，球磨粉末出粉率提高，粉末分散均勾，但由于引入了很多Ｃ、０杂质导致ＮｂｓＡｌ超导转变温度下降。２）探

6、究Ｇｅ、Ｔａ掺杂对高能球磨法制得ＮｂｓＡｌ性能的影响。详细表征了不同掺杂量下的Ｎｂ３Ａｌ晶体结构、微观形貌和超导性能的变化。研究发现：高能球磨法确实能使Ｇｅ固溶到Ｎｂ基体中，但可能由于Ｇｅ的掺入引入了更多杂相，使制得材料Ｎｂ＾Ａｌｌｂ中Ａ的实际化学计量比偏移理论化学计量比，从而影响最终ＮｓＡｌ的性能。而Ｔａ的加入使得Ａ１的损失加重，不易于ＮｂｓＡｌ相的形成。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成。果除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他

7、个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名－－：５．曰期糾５１１西南交通大学硕士研究生学位论文第丨页摘要ＮｂＴｉ和ＮｂｓＳｎ是目前应用最广泛的超导材料，随着制备技术的不断改进，它们的性能也逐步提高，但由于它们的临界磁场（私２）和临界电流密度Ｕ）有限并不能满足未来对大型超导磁体的需求。，选择性能更优异的超导材料势在必行目前Ｎｂ３Ａｌ是

8、最有希望替代Ｎｂ３Ｓｎ的超导材料，两者具有相同的晶体结构，且Ｎｂ３Ａｌ的临界温度（ＴＰ２可达１８．．９Ｋ，上临界磁场为３２Ｔ４．２Ｋ，临界电流密度为ｌＯＯＯＡ／ｍｍ１６Ｔ，４２Ｋ。同（）（）时，在较高的应力作用下ＮｂＡｌ仍具有较好的电流传输特性。因此，ＮｂｓＡｌ将是未来ｓ大型超导磁体如磁约束聚变堆等用超导材料的理想选择。°由于稳定化学计量比的Ｎｂ３Ａｌ只有在１８００Ｃ以上的高温才能得到，目前ＮｂｓＡｌ超导材料的各种制备方法中