Ni摻雜對Bi系超導氧化物微結(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系氧化物超導粉體。研究了制備樣品的前驅(qū)粉時候進行水浴和不同的燒結(jié)溫度對Bi系氧化物超導粉體質(zhì)量的影響，改進了Pechini溶膠-凝膠制備Bi系粉體的工藝。并在此基礎(chǔ)上研究對Sr位進行不同量的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:
　　采用Pechini溶膠-凝膠法制備Bi2Sr2-xCaCu2NixO8+δ超導粉體。在制備

2、樣品的前驅(qū)粉時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)在當其他工藝條件相同時，經(jīng)過水浴加熱的樣品質(zhì)量更好。同時我們在燒結(jié)前驅(qū)粉時，采用835℃、850℃和855℃三個不同的溫度，保溫時間都是5h進行燒結(jié)。通過對X射線衍射圖譜的分析發(fā)現(xiàn)燒結(jié)溫度為850℃時，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)超導粉體樣品。通過對衍射峰位變化

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)這三個面的衍射峰在x=0.15時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進入Bi-2212的晶格當中，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并未全部進入到晶格當中去，剩余的部分Ni以NiO的形式存在。
　　本文通過四引線法測量了不同Ni摻雜量樣品的

4、電阻隨溫度的變化規(guī)律，詳細研究了Ni摻雜量的不同對樣品電運輸能力的影響。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Ni摻進晶格結(jié)構(gòu)中的數(shù)量最大。x=0.25時減小的幅度最大，這是由于NiO相的作用，使溫度降低到一定范圍時電阻首先升高而后才降低，在一定程度上推遲了超導的轉(zhuǎn)變。
　　通過MPMS磁性測量系統(tǒng)分別在10K和20K溫度下測量了不同x值的樣品的磁滯回線，發(fā)現(xiàn)

5、在10K時樣品表現(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性。在測得的磁滯回線的基礎(chǔ)上，利用Bean模型可以計算出不同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)超導粉體的臨界電流密度隨磁場的變化規(guī)律。即隨著外加磁場向著正方向加大時臨界電流減小。同樣我們發(fā)現(xiàn)Ni摻雜量為x=0.25時所獲得的臨界電流密度最大。這于前面提到的x=0.25時樣品