高温超导体Bi2212在爆炸作用下的性能表征及分析

摘要

提高高温超导材料的临界转变温度一直是材料科学领域的研究热点，而Bi2Sr2CaCu2O8+δ(Bi2212)超导材料由于其临界转变温度高、可塑性好、易加工成材更是得到了广泛的关注和深入研究。
　　本文采用一种新颖的方法，将爆炸加工技术和超导研究结合起来，利用炸药爆炸瞬间产生的高温、高压作用于超导氧化物Bi2212，通过这种动态高温、高压同时加载的方式，来改变和提高Bi2212超导体的性能。
　　对爆炸前、后的样品分别进行了制样和对比表征，得到以下结论:X-射线衍射(XRD)结果表明，爆炸加工后，原高温超导多晶粉体由Bi2212单一相转变为由Bi2212超导相和Bi2 Sr2CuO6+δ(Bi2201)半导体相组成的混合相，透射电子显微镜(TEM)表征结果进一步证实了这个结论;超导量子干涉仪磁强计(SQUID)和四探针法测电阻测量结果表明，超导临界温度Tc由爆炸前的84 K提高到了爆炸后的94 K，共提高10 K;场效应晶体管室温下的测试结果表明，爆炸前的样品只表现出金属特性，I-V曲线不随偏压有明显的变化，而爆炸后的样品则呈现出明显的n型半导体特性，且开关比可以达到5。也就是说，爆炸加工，使得高温超导体Bi2212的物性发生了明显的变化。
　　爆炸加载Bi2212的方法为研究和调控高温超导材料提供了一种新的思路，是研究高温超导材料一种行之有效的手段，同时，也为研究其它对高温和高压敏感的材料提供了一个借鉴方法。

目录

声明

摘要

1．1 选题依据及意义

1．2 超导材料的发展与研究现状

1．3 超导材料的应用

1．3．1 低温超导体的应用

1．3．2 高温超导体的应用

1．3．3 超导技术在军事上的应用

1．4 Bi_Sr_Ca-Cu-O体系高温超导体

1．4．1 Bi系超导体结构

1．4．2 Bi系超导体的应用

1．5 本文研究的内容及实施方案

2．1 Bi2212样品制备理论基础

2．2 爆炸加工理论基础

2．2．1 爆炸加工背景

2．2．2 爆轰理论

2．2．3 凝聚炸药爆轰反应机理

3．1 Bi2212样品制备

3．2 爆炸加工实验

3．3 TEM表征及结果分析

3．3．1 TEM的结构及原理

3．3．2 原位TEM技术

3．3．3 样品制备

3．3．4 样品观测

3．3．5 表征结果分析

4．1 XRD

4．1．1 分析原理

4．1．2 XRD样品制备

4．1．3 Rietveld分析

4．2 超导量子干涉仪磁强计测试

4．3 四针法测电阻

4．4 场效应晶体管测试

5．1 主要结论

5．2 本论文的创新点与不足之处

5．3 未来的展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢