题目：第二相粒子掺杂对TS-MTG单畴YBCO超导块材性能的影响

自1911年发现YBCO高温超导材料到现在，高温超导材料不仅临界温度Tc提高到160K，而且采用熔化工艺制备的Y系超导块材的临界电流密度Jc值提高到105A/cm2（77K，1T）。单畴YBCO超导块材以其具有较高的临界温度、临界电流密度、较大的磁悬浮力和稳定的物理性能而得到广泛的应用。本文主要研究了纳米Y2Ba4CuNbOx掺杂对单畴YBCO超导块材性能的影响和Nb2O5掺杂对单畴YBCO超导块材性能的影响。
通过顶部籽晶熔融织构工艺（TS-MTG）制备出不同Y2Ba4CuNbOx含量的纳米掺杂的单畴YBCO超导块材，同时对该类超导材料的宏观形貌、微观结构和磁悬浮力等性能进行了系统的分析，发现该系列样品的最佳掺杂是3.5wt%；其次制备了不同Nb2O5含量掺杂的YBCO超导块材，并对其系列样品的宏观形貌、微观结构和磁悬浮力等性能进行了分析，发现该系列样品的最佳掺杂是2.0wt%。
在制备掺杂纳米Y2Ba4CuNbOx的单畴YBCO超导块材之前，首先要制备Y2Ba4CuNbOx、YBa2Cu3Ox、Y2BaCuO5和Yb1.8Ba2.4Cu3.4Oy四种初始粉体，其制备方法均为固态反应法，采用四次球磨，三次烧结的步骤。四种初始粉体的烧结温度分别为1040℃，920℃，920℃和910℃，每次烧结时的保温时间均为24h。
掺杂纳米Y2Ba4CuNbOx对单畴YBCO超导块材性能的影响主要研究方面有：Y2Ba4CuNbOx初始粉体的晶体结构和晶格参数；以及不同含量Y2Ba4CuNbOx掺杂对单畴YBCO超导块材宏观形貌、显微结构、磁悬浮力的影响。通过XRD分析表明，Y2Ba4CuNbOx粉体的晶体结构是双钙钛矿结构，属于立方晶系，其晶格常数为8.437Å；在掺杂不同Y2Ba4CuNbOx的单畴YBCO超导块材中, 通过SEM图分析发现，Y2Ba4CuNbOx颗粒的尺寸大小普遍比Y2BaCuO5颗粒要小，且属于纳米材料。当掺杂量x=2.0wt%时，Y2Ba4CuNbOx粒子数最多，粒度也小；通过对此系列单畴YBCO超导样品的磁悬浮力的观察与测量发现，随着Y2Ba4CuNbOx掺杂量的增加，样品的磁悬浮力在增大，当掺杂量等于3.5wt%时，样品的磁悬浮力最大。进一步说明Y2Ba4CuNbOx的最佳掺杂是3.5wt%。
掺杂Nb2O5的单畴YBCO超导块材的影响主要研究方面有：不同含量Nb2O5掺杂对单畴YBCO超导块材的宏观形貌、显微结构和磁悬浮力的影响。通过SEM图分析发现，细小而且均匀的Y2BaCuO5分布在Y123基体上，其平均尺寸是0.81μm。当掺杂量x=2.0wt%时，Y2BaCuO5粒子数最多，粒度也较小；通过对此系列单畴YBCO超导样品磁悬浮力的观察与测量发现，随着Nb2O5掺杂量的增加，样品的磁悬浮力在增大，当掺杂量等于2.0wt%时，样品的磁悬浮力最大。进一步说明Nb2O5的最佳掺杂是2.0wt%。