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实用化Bi系超导带材的制备工艺研究进展

2021-09-22郑贝贝陈英伟

人工晶体学报 2021年8期

郑贝贝,邵 玲,陈英伟

(1.台州科技职业学院机电与模具工程学院,台州 318020;2.浙江大学台州研究院,强电新材料应用技术实验室,台州 318000)

0 引 言

超导材料具备优异的电学和磁学性能,因此被广泛认为具有巨大的应用潜力和经济价值,在电线电缆、强磁体、量子计算等领域具有广阔的前景。Bi-2223超导带材作为第一代高温超导材料,已经有近30年的研究历史,但是将其实用化需要兼顾电学性能、机械性能、制冷技术等因素。在Bi-2223超导带材的制备过程中,存在着Bi-2223相纯度不高、致密度不够、晶粒连接性不佳、抗拉伸强度和延伸率不足、生产的带材长度不够等问题。针对以上问题,国内外的学者和机构进行了一系列的研究工作,并取得了不错的进展。本文将对实用化Bi系超导带材的制备工艺与研究进展进行总结,为其制备工艺和实用化的进一步研究提供参考。

1 超导材料研究进展简介

自1911年荷兰物理学家昂内斯(Onnes)首次发现汞的超导现象之后,科学家们相继发现了纯金属元素超导、二元合金超导、以铜基氧化物为代表的高温超导、MgB2超导、铁基超导等超导材料。超导临界温度也不断地被刷新,从液氦温度(4.2 K)上升至液氢(21 K)温度以上,之后又相继突破麦克米兰极限(40 K)和液氮温度(77 K),近几年在高压超导领域的研究更是将超导临界温度提高至室温范围的287.7 K(C-H-S系在超高压267 GPa下)[1],本文总结了各种典型超导材料的发现年代和超导临界温度,如图1所示[1-44]。值得关注的是,2018年华人科学家曹原发现石墨烯双层之间发生约1.1°偏转,在1.7 K时也可以产生超导现象[5-6],这一发现引起了超导物理学界的广泛兴趣,并被认为或许有助于解释困扰多年的高温超导机制之谜。……

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