预览加载中，请您耐心等待几秒...

MgB2超导材料合成工艺研究.doc

预览
1/10
2/10
3/10
4/10
5/10
6/10
7/10
8/10
9/10
10/10

亲，该文档总共33页，到这已经超出免费预览范围，如果喜欢就直接下载吧～

下载提示 文本预览

如果您无法下载资料，请参考说明：

1、部分资料下载需要金币，请确保您的账户上有足够的金币

2、已购买过的文档，再次下载不重复扣费

3、资料包下载后请先用软件解压，在使用对应软件打开

中南大学 硕士学位论文 MgB超导材料合成工艺研究 姓名：黄勇 申请学位级别：硕士 专业：材料加工工程 指导教师：刘心宇 20050101 中南大学硕士论文摘要 摘要 本研究分别采用机械合金化和固相反应法，以粉末冶金为路线的方 法，制备了ＭｇＢ２以及掺杂不同稀土（Ｙ，Ｐｒ）含量的稀土一ＭｇＢ２超导 材料，对ＭｇＢ２的合成工艺进行了深入系统研究。借助于现代分析检测 仪器，对Ｍｇ—Ｂ混合粉末的机械合金化和固相反应合成以及材料的烧结工艺、 氧化行为、二次烧结工艺、微量稀土掺杂对ＭｇＢ２结构的影响进行了深入系 统的研究。研究结果表明：采用原子配比为Ｍｇ：Ｂ＝Ｉ：２的混合粉末在进行球 磨，完全可以获得微晶甚至于非晶的垤Ｂ２粉末。ＭｇＢ２的机械合金化机理主要 为扩散固溶。球料比对于ＭｇＢ：的合成有明显的影响，当采用玛瑙球进行球磨 时，球料比为２０：ｌ，装罐量为罐容量的１／２时较易形成Ｍ９８：。在保持球料的 体积比不变的情况下，采用质量大的不锈钢球代替玛瑙球，可以提高球磨时 的撞击能量，大大加速ＭｇＢ。的形成。采用固相烧结法制备ＭｇＢ２超导块材， 在制备过程中必须防止保温过程中Ｍｇ的氧化和挥发以及高温时ＭｇＢ２的分 解。合成过程必须在保护气氛下或者真空状态中进行。在氩气流保护气氛下 Ｍｇ：Ｂ＝Ｉ：１．５，８００℃下保温２ｈ是最佳的合成条件。在密封石英管中，Ｍｇ：Ｂ＝ １：１９５，８００。Ｃ下保温１ｈ是最佳的合成条件。通过二次烧结可提高材料的致密 度。微量稀土掺杂在ＭｇＢ２中形成固溶体，对ＭｇＢ２结构没有太大影响。适当 的稀土含量可以提高块材的致密度。 关键词：ＭｇＢ２；合成工艺ｉ机械合金：固相反应；稀土。 中南大学硕士论文摘要 ＡＢＳＴＲＡＣＴ ＭｇＢｚａｎｄ ＲＥ－ＭｇＢｚｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓｗｅｒｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙ ｍｅａｎｓｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｌｌｏｙｉｎｇ ａｎｄｓｏｌｉｄ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ Ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｌｌｏｙｉｎｇ ａｎｄｓｏｌｉｄｒｅａｃｔｉｏｎ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｉｎｔｈｅ Ｍｇ－Ｂｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｒａｒｅｅａｒｔｈ ｄｏｐｉｎｇ ｏｉｌ ＭｇＢｚ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｂｙ ｍｅａｎｓｏｆＳＥＭａｎｄＸ－ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ． Ｓｏｍｅｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅａｎｄ ａｍｏｒｐｈｏｕｓＭｇＢ２ ｃａｎｂｅａｃｈｉｅｖｅｄｉｎｔｈｅ Ｍｇ－Ｂ ｂｉｎａｒｙｓｙｓｔｅｍ（Ｍｇ：Ｂ＝ｌ：２）ｉｎｄｕｃｅｄｂｙ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｌｌｏｙｉｎｇ（ＭＡ）．Ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆ ＭｇＢ２ｂｙ ＭＡｉｓｄｉｆｆｕｓｉｏｎｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｓｐｅｅｄ ｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｌｌｏｙｉｎｇ ｗｅｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂａｌｌｍｉｌｌｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｓｕｃｈａｓｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ’ｓ ｒａｔｅｏｆｂａｌｌｔｏ ｐｏｗｄｅｆ’ｔｈｅｍｉｌｌｉｎｇｔｉｍｅ，ｔｈｅ ｋｉｎｄｓｏｆｂａｌｌ．Ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ’ｓ ｒａｔｅｏｆｂａｌｌ ｔｏ ｐｏｗｄｅｒ ｉｓａｄｅｃｉｓｉｖｅ ｆａｃｔｏｒ．ＰｒｏｔｅｃｔｉｎｇＭｇｖｏｌａｔｉｌｉｔｙ ａｎｄｏｘｉｄｉｚｅｄａｔｅｌｅｖａｔｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄａｖｏｉｄ ＭｇＢ２ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇ ａｔ ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｒｅｔｈｅ ｋｅｙ ｆａｃｔｏｒ ｏｆｆｏｒｍａｔｉｏｎ ＭｇＢ２ｂｙｓｏｌｉｄ－ｓｔａｔｅ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇｒｅａｃｔｉｏｎｓ，ｓｏ ｔｈｅ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｍｕｓｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｕｎｄｅｒ ｐｒｏｔｅｃｔｇａｓ ｏｒｖａｃｕｔｌｍ．Ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅ ｗｈｉｃｈｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄｂｙ ｍｉｘｅｄ Ｍｇ ａｎｄＢ ｗｉｔｈａａｔｏｍｒａｔｉｏｏｆ Ｍｇ：Ｂ＝Ｉ：１．５ ｍｕｓｔｂｅｈｅｌｄａｔ８００。Ｃｆｏｒ２ｈｉｎａ ｆｌｏｗｉｎｇ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｏｆＡｒ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｏｖａｃｕｕｍｓｅａｌｔｈｅ ｓａｍｐｌｅ ｗｈｉｃｈｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｍｉｘｅｄ Ｍｇ ａｎ