Ni摻雜對(duì)Bi系超導(dǎo)氧化物微結(jié)構(gòu)和物性的影響.pdf

1、本文主要是通過Pechini溶膠-凝膠法制備不同Ni摻雜量的Bi系氧化物超導(dǎo)粉體。研究了制備樣品的前驅(qū)粉時(shí)候進(jìn)行水浴和不同的燒結(jié)溫度對(duì)Bi系氧化物超導(dǎo)粉體質(zhì)量的影響，改進(jìn)了Pechini溶膠-凝膠制備Bi系粉體的工藝。并在此基礎(chǔ)上研究對(duì)Sr位進(jìn)行不同量的Ni摻雜的Bi-2212粉體的微結(jié)構(gòu)和物理性能。本文的具體研究內(nèi)容可以分為以下幾點(diǎn):
　　采用Pechini溶膠-凝膠法制備Bi2Sr2-xCaCu2NixO8+δ超導(dǎo)粉體。在制備

2、樣品的前驅(qū)粉時(shí)分別采用先水浴再石蠟浴和不經(jīng)水浴直接石蠟浴的兩種工藝。我們發(fā)現(xiàn)在當(dāng)其他工藝條件相同時(shí)，經(jīng)過水浴加熱的樣品質(zhì)量更好。同時(shí)我們?cè)跓Y(jié)前驅(qū)粉時(shí)，采用835℃、850℃和855℃三個(gè)不同的溫度，保溫時(shí)間都是5h進(jìn)行燒結(jié)。通過對(duì)X射線衍射圖譜的分析發(fā)現(xiàn)燒結(jié)溫度為850℃時(shí)，得到的樣品相純度最好。
　　在850℃、保溫5h條件下制備Sr位摻Ni的Bi-2212(Ni摻雜量為x=0.05-0.25)超導(dǎo)粉體樣品。通過對(duì)衍射峰位變化

3、的分析發(fā)現(xiàn)，隨著Ni的摻雜量的不同，我們可以發(fā)現(xiàn)(002)，(008)和(0010)這三個(gè)面的衍射峰在x=0.15時(shí)向大角的偏移量最大，而衍射峰(113)，(115)，(117)和(020)卻正好相反。表明Ni進(jìn)入Bi-2212的晶格當(dāng)中，并使得晶格參數(shù)發(fā)生變化。我們還可以看到所有樣品XRD圖譜中有NiO相的峰存在，說明Ni并未全部進(jìn)入到晶格當(dāng)中去，剩余的部分Ni以NiO的形式存在。
　　本文通過四引線法測(cè)量了不同Ni摻雜量樣品的

4、電阻隨溫度的變化規(guī)律，詳細(xì)研究了Ni摻雜量的不同對(duì)樣品電運(yùn)輸能力的影響。我們發(fā)現(xiàn)x=0.15樣品的Tc,onset最小，而其他x值樣品的Tc,onset相差不大，這表明x=0.15時(shí)Ni摻進(jìn)晶格結(jié)構(gòu)中的數(shù)量最大。x=0.25時(shí)減小的幅度最大，這是由于NiO相的作用，使溫度降低到一定范圍時(shí)電阻首先升高而后才降低，在一定程度上推遲了超導(dǎo)的轉(zhuǎn)變。
　　通過MPMS磁性測(cè)量系統(tǒng)分別在10K和20K溫度下測(cè)量了不同x值的樣品的磁滯回線，發(fā)現(xiàn)

5、在10K時(shí)樣品表現(xiàn)出較大的磁滯回線（ΔM值較大），表現(xiàn)出良好和均勻的超導(dǎo)性。在測(cè)得的磁滯回線的基礎(chǔ)上，利用Bean模型可以計(jì)算出不同Ni摻雜量的樣品的臨界電流密度值Jc?？梢钥闯霾煌琋i摻雜量的Bi2Sr2-xCaCu2NixO8+δ(x=0.05-0.25)超導(dǎo)粉體的臨界電流密度隨磁場(chǎng)的變化規(guī)律。即隨著外加磁場(chǎng)向著正方向加大時(shí)臨界電流減小。同樣我們發(fā)現(xiàn)Ni摻雜量為x=0.25時(shí)所獲得的臨界電流密度最大。這于前面提到的x=0.25時(shí)樣品