超导性能对比

T = 20 K

Jc

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| 自场下 | 4 T |
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说明材料具备很强的磁通钉扎效应。

制备样品所用原料为金属镁粉(纯度 99.8%,325 目,Alfa Aesar 公司,美国马萨诸塞州黑弗里尔)与无定形硼粉(纯度 99%,粒径小于 400 nm,PAVEZYUM 精细化学品公司,土耳其迪洛瓦西),二者按照 1:2 的摩尔比混合。

称取共计 1.5 g 混合原料粉末,装入硬质合金(WC)模具(内径 20 mm)中。模具内壁包裹石墨纸,同时在粉末与上下压头之间垫入石墨纸,便于后续脱模。

该模具在一定温压范围内可以重复使用,使用上限一般为 850 ℃、500 MPa。

采用放电等离子烧结设备(FCT Systeme GmbH,型号 HD25,德国图林根州劳恩施泰因)在直流模式、动态真空环境(\(10^{-3}\) bar)下烧结样品,烧结流程如下:

设置上述多阶段烧结工艺,目的是抑制镁的挥发。

升温速率设置为 100 ℃/min,冷却时长约 20 min。

采用乙醇作为浸液,通过阿基米德法测试样品密度 18。

利用飞利浦 θ--2θ 型衍射仪、单色 Cu-Kα 辐射源开展 X 射线衍射(XRD)测试,分析样品所含晶相。

采用扫描电子显微镜(SEM,日本电子,7200 型,日本东京)观测微观组织。

从制备得到的 A、R 两块块体上分别切取小试样,尺寸依次为 1.51 × 1.54 × 1.62 mm³ 与 1.48 × 1.45 × 1.84 mm³,使用超导量子干涉仪磁强计(SQUID,量子设计公司,MPMS 型,美国加利福尼亚州圣地亚哥)测试超导性能。

首先在 20 Oe 外加磁场下,于 20 K 至 40 K 区间测试磁矩,以此确定临界温度;随后在多个温度点测试磁矩随外加磁场的变化关系。

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