MgB2超導(dǎo)體的成相與摻雜機(jī)理

前言

　　自1911年荷蘭Leiden大學(xué)的Onnes發(fā)現(xiàn)汞的超導(dǎo)性以來，人們一直對這種奇妙的現(xiàn)象進(jìn)行著艱苦而不懈的探索。經(jīng)過了近百年的努力，人類對超導(dǎo)的認(rèn)識取得了很大的進(jìn)展，并且不斷有新的超導(dǎo)材料被發(fā)現(xiàn)。超導(dǎo)材料是超導(dǎo)技術(shù)得以廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)，實(shí)用化超導(dǎo)材料主要分為低溫超導(dǎo)材料（工作在液氦溫區(qū)4.2K，以NbTi和Nb3Sn為代表）和高溫超導(dǎo)材料（工作在液氦溫區(qū)77K，以YiBa2Cu3O7和BiSrCaCuO為代表）。2001年1月，二硼化鎂（MgB2）超導(dǎo)電性的發(fā)現(xiàn)引起了國內(nèi)外科學(xué)家的普遍關(guān)注與研究。因?yàn)樵摮瑢?dǎo)體具有遠(yuǎn)高于低溫超導(dǎo)體的臨界轉(zhuǎn)變溫度（Tc），又不存在高溫超導(dǎo)體中難以克服的弱連接問題，而且該超導(dǎo)體是一種新的簡單的二元金屬間化合物超導(dǎo)體，其合成工藝簡單，原材料成本低廉，所以MgB2超導(dǎo)體具有廣闊的研究和應(yīng)用前景，也日趨成為超導(dǎo)研究領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)?！　∧壳埃瑖鴥?nèi)還沒有專門探討MgB2超導(dǎo)體的科學(xué)專著，而且現(xiàn)階段的研究也大都集中在燒結(jié)制備工藝的完善和不同摻雜物的嘗試兩個方面，對其成相和摻雜機(jī)理缺乏系統(tǒng)性的探究和總結(jié)，具有一定的盲目性。因而全面系統(tǒng)地澄清MgB2成相和摻雜機(jī)理，可以為進(jìn)一步制備具有更高超導(dǎo)性能的：MgB2超導(dǎo)體提供很重要的指導(dǎo)意義。

內(nèi)容概要

本書首先介紹了MgB2的超導(dǎo)性能及發(fā)展概況，系統(tǒng)地研究了其成相熱力學(xué)和動力學(xué)，同時(shí)對其燒結(jié)成相過程進(jìn)行了全面的論述。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了原位Al2O3、Cu和SiC摻雜對MgB2超導(dǎo)體成相過程以及超導(dǎo)性能的影響，并以此為出發(fā)點(diǎn)，對目前世界上各類物質(zhì)摻雜MgB2超導(dǎo)體的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了全面的闡述與總結(jié)。    本書可作為高校超導(dǎo)材料和超導(dǎo)物理等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)參考書，也可供從事超導(dǎo)材料制備和超導(dǎo)物理研究的科研、生產(chǎn)部門的科技工作者參考。

書籍目錄

前言第1章　超導(dǎo)體的發(fā)展概況及MgB2超導(dǎo)體研究應(yīng)用前景　1.1　超導(dǎo)體的發(fā)展歷史及基本特性　　1.1.1　超導(dǎo)體的發(fā)展簡史　　1.1.2　超導(dǎo)體的基本特性　1.2　MgBz超導(dǎo)體超導(dǎo)性能與機(jī)制　　1.2.1　卓越的超導(dǎo)特性  　　1.2.2　MgB2超導(dǎo)機(jī)理　1.3　MgB2超導(dǎo)體的研究與應(yīng)用前景　　1.3.1　MgB2超導(dǎo)體的制備研究現(xiàn)狀　　1.3.2　MgB2超導(dǎo)體的應(yīng)用前景　參考文獻(xiàn)第2章　MgB2超導(dǎo)體成相的熱力學(xué)和動力學(xué)研究　2.1　Mg—B體系的中間化合物以及相圖分析　　2.1.1　Mg—B體系中間相以及相互演化關(guān)系　　2.1.2　Mg—B體系相圖  　2.2　MgB2超導(dǎo)體成相的熱力學(xué)條件　　2.2.1　化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)分析理論基礎(chǔ)　　2.2.2　Mg—B體系熱力學(xué)計(jì)算與分析　2.3　MgB2超導(dǎo)體成相的反應(yīng)動力學(xué)模型研究　　2.3.1　化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)分析理論基礎(chǔ)　　2.3.2　多晶MgB2相的反應(yīng)動力學(xué)研究　參考文獻(xiàn)第3章　MgB2超導(dǎo)體的燒結(jié)成相過程與生長機(jī)理　3.1　多晶MgB2成相過程的差熱分析　3.2　固-固反應(yīng)階段　　3.2.1　固-固反廈初期　　3.2.2　固-固燒結(jié)反應(yīng)中期　　3.2.3　固-固燒結(jié)反應(yīng)后期  3.3　固-液反應(yīng)階段  3.4　超導(dǎo)電性對比  參考文獻(xiàn)第4章  納米Al2O3摻雜對MgB2多晶體形成及性能的影響　4.1  納米Al2O3粉末摻雜對MgB2相形成過程的影響  　4.2　納米Al2O3粉末摻雜對MgB2樣品組織的影響　4.3  納米Al2O3粉末摻雜對塊體MgB2超導(dǎo)電性能的影響　　4.3.1　超導(dǎo)臨界轉(zhuǎn)變溫度　　4.3.2　晶體結(jié)構(gòu)的變化　　4.3.3　超導(dǎo)臨界電流密度　參考文獻(xiàn)第5章　Cu摻雜對MgB2超導(dǎo)體的成相過程及超導(dǎo)性能的影響?！?.1　Cu摻雜MgB2超導(dǎo)體的活化燒結(jié)機(jī)制與模型　5.2　Cu摻雜MgB2超導(dǎo)體的低溫快速燒結(jié)制備　5.3　低溫?zé)Y(jié)Cu摻雜MgB2超導(dǎo)體的超導(dǎo)性能　5.4　Cu摻雜改善MgB2超導(dǎo)性能的機(jī)理　參考文獻(xiàn)第6章  納米SiC摻雜對MgB2超導(dǎo)體的成相過程以及超導(dǎo)性能的影響　6.1  納米SiC摻雜對MgB2超導(dǎo)體的成相過程的影響　6.2　納米SiC有效引入碳摻雜的燒結(jié)反應(yīng)機(jī)理　6.3　納米SiC提高M(jìn)gB2在中高場下臨界電流密度的機(jī)理　參考文獻(xiàn)第7章　各類摻雜物質(zhì)對MgB2超導(dǎo)性能的不同影響機(jī)理　7.1　非碳基化合物的摻雜對MgB2超導(dǎo)性能的影響機(jī)理　　7.1.1　硅以及硅化物的摻雜效應(yīng)及機(jī)理  　　7.1.2　氧化物的摻雜效應(yīng)及機(jī)理　　7.1.3　其他非碳基化合物的摻雜效應(yīng)和機(jī)理　……參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　超導(dǎo)體的發(fā)展概況及MgB2超導(dǎo)體研究應(yīng)用前景　　1.1　超導(dǎo)體的發(fā)展歷史及基本特性　　1.1.1　超導(dǎo)體的發(fā)展簡史　　自1911年荷蘭Leiden大學(xué)的Onnes發(fā)現(xiàn)汞的超導(dǎo)性以來，人們一直對這種奇妙的現(xiàn)象不懈地進(jìn)行著艱苦的探索。經(jīng)過了近百年的努力，人類對超導(dǎo)的認(rèn)識取得了很大的進(jìn)展，但是迄今為止還繼續(xù)有新的超導(dǎo)體被發(fā)現(xiàn)，人們還不能完全、完美地解釋超導(dǎo)現(xiàn)象?！　〗倌甑某瑢?dǎo)科技發(fā)展史大體經(jīng)歷了三個階段：第一階段是1911～1957年超導(dǎo)微觀理論（目前通稱BCS理論）問世，它是人類對超導(dǎo)電性的基本探索和認(rèn)識階段。BCS理論是Bardeen、Cooper、Schrieffer共同發(fā)展的低溫超導(dǎo)理論，其核心是提出了Cooper電子對作為產(chǎn)生超導(dǎo)電性的基礎(chǔ)，1972年三人共獲諾貝爾獎，這是人類認(rèn)識超導(dǎo)電性的基礎(chǔ)階段。第二階段是自1958～1985年，屬于人類對超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用的準(zhǔn)備階段。第三階段是自1986年Bednorz和Mtlller制備出超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度（Tc）高于30K的超導(dǎo)材料（La—Ba—Cu—O）后開始的高溫超導(dǎo)材料階段，并逐步轉(zhuǎn)入超導(dǎo)技術(shù)開發(fā)時(shí)代，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的發(fā)展歷史如圖1.1所示?！　〗Y(jié)合超導(dǎo)發(fā)展的歷程，把超導(dǎo)材料按超導(dǎo)現(xiàn)象出現(xiàn)的溫度范圍可分為兩類：液氦溫區(qū)的低溫超導(dǎo)體和液氮溫區(qū)的高溫超導(dǎo)體。

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