题目：TSMTG法制备GdBCO块材及对其性能的研究

顶部籽晶熔融织构法（TSMTG）是制备钇系高温超导块材的重要技术之一。在钇系超导材料中，GdBCO超导体具有较高的临界温度、较大的无阻载流能力和较强的磁通捕获能力，因而在超导电机、超导磁悬浮列车、磁浮轴承、永磁体、储能飞轮等方面都具有巨大的应用价值。
??? 本文采用固相烧结法制备出比较纯的初始粉体，采用TSMTG工艺制备出掺杂不同BaCuO2（Gd011）含量的GdBCO单畴超导块材，并对该类超导块材的微观结构和磁悬浮力等性能进行了分析；其次，通过在GdBa2Cu3O7-δ（Gd123）初始粉体中掺杂不同含量的Y2O3粉体，制备出了系列(Gd，Y)BCO超导块材，在对其宏观形貌，微观结构和磁悬浮力性能进行分析的基础上，研究了工艺参数对超导块材形貌和性能的影响。
在制备GdBCO超导体的过程中，需要用到GdBa2Cu3O7-δ (Gd123)、Gd2BaCuO5(Gd211)和BaCuO2（Gd011）等初始粉体。这些粉体均采用多次研磨多次烧结的工艺，三种粉体的烧结温度分别为940℃，920℃，910℃。
?? ?研究了BaCuO2添加对TSMTG法单畴GdBCO块材的生长形貌、微观结构以及磁悬浮力性能的影响。在固定Gd123与Gd211摩尔比为1：0.4时，当Gd011掺杂量在0-0.5mol范围内时，Gd011的掺杂对其表面形貌影响不大，均可制备出单畴GdBCO块材。对整个组分进行的微观结构分析结果表明：随着Gd011掺杂比例的增加，Gd211粒子的尺寸在逐渐地减小。这是由于过量Gd011致使Gd211在液相中溶解的结果。另外，我们研究了Gd211粒子在准单畴GdBCO超导块材中的分布。对掺杂Gd011为0.2mol的准单畴样品分析结果表明，Gd211粒子在整个样品中分布都是不均匀的。对该系列超导块材磁悬浮力测试的结果表明，Gd011的含量对GdBCO超导体的磁悬浮力有明显影响，在固定Gd123与Gd211摩尔比为1：0.4时，掺杂BaCuO2的最佳比例约为0.2mol。
研究了Y2O3添加对TSMTG法（Gd,Y）BCO超导块材的生长形貌、微观结构以及磁悬浮力性能的影响。当在Gd123初始粉体中添加Y2O3质量分数较小时，畴区长满整个样品；当两者质量比例超过100:4时，随着添加的Y2O3质量的增加，样品表面所形成的单畴区域面积逐渐减小；当两者质量比例超过100:15时，样品完全停止生长。对其生长前沿成份分析结果表明，成份偏析是导致晶体生长停止的主要原因。对掺杂Y2O3粉体的样品，随着掺杂量的增加，镶嵌在样品中的RE211粒子密度逐渐增加，同时RE123相含量逐渐减少。磁悬浮力测试结果表明，Y2O3的含量对 (Gd，Y)BCO超导块的磁悬浮力有明显影响，其最佳添加质量比为Gd123：Y2O3=100:4。温度参数的选择对(Gd，Y)BCO超导块形貌和性能的影响也很大，最高融化温度过高过低都不好，通过多次调整得到最佳熔化温度为1070℃。生长温区的选择直接关系到样品生长的好坏，通过四组不同的生长温区试验得到相对最佳生长温区。
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