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MgB2超导膜的制备及性质研究的开题报告一、选题背景超导材料在电力传输、储存和医疗成像等领域具有重要应用价值。
MgB2是一种新型的二元化合物超导材料，具有超导转变温度较高，超导电流密度较大的特点，因此备受研究关注。
目前，已经有许多研究工作探究了MgB2的制备和性质，但仍然存在一些问题亟待解决。
本研究将致力于对MgB2超导膜的制备及其性质进行深入的研究和探究。
二、研究目的本研究旨在通过制备MgB2超导膜，进一步了解该材料的物理、化学性质，特别是其在超导方面的性能，为其在应用中提供更好的应用基础。
具体目的包括：1、利用物理气相沉积法制备MgB2超导膜。
2、研究MgB2超导膜的结构和物理性质。
3、探究MgB2超导膜的超导性能及其与制备条件的关系。
三、研究内容1、制备MgB2超导膜采用物理气相沉积法，在硅衬底上制备MgB2薄膜。
通过调节沉积参数，如沉积温度、气压、沉积时间等，优化薄膜制备条件，获得高质量的MgB2超导膜。
2、结构和物理性质研究使用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）研究MgB2超导膜的结构和形貌；使用超导量子干涉（SQUID）磁性测量系统测量MgB2超导膜的临界电流密度（Jc）、临界温度（Tc）等物理性质。
3、超导性能及其与制备条件的关系研究通过采用不同的制备条件（如沉积温度、掺杂等），研究MgB2超导膜的超导性能及其与制备条件的关系，探究影响MgB2超导膜超导性能的因素和机制。
四、研究意义本研究将有助于深入了解MgB2超导膜的制备和性质，为其在超导电力传输、医疗成像等领域中的应用提供技术支持和应用基础。
通过优化制备条件，提高MgB2超导膜的超导性能，将有助于进一步推动超导材料在实际应用中的推广和应用。
五、研究方法及步骤1、物理气相沉积法制备MgB2超导膜；2、采用XRD和SEM等手段分析MgB2超导膜的结构和形貌；3、采用SQUID磁性测量系统测量MgB2超导膜的超导性能；4、通过调节制备条件对MgB2超导膜的超导性能进行优化；5、分析研究结果并撰写论文。
电工材料2014No.21引言超导技术作为高新技术之一，历经百余年的发展，已有多种产品问世，在强电领域和弱电领域得以应用，如超导电缆和超导滤波器等。
2013年3月，德国铺设了目前世界上最长的高温超导电缆，该条电缆以二代钇-钡-氧化铜（YBCO）高温超导材料为核心材料，长度为1km，直径仅15cm，输电功率和输电电压分别为40MW和10kV；同年4月，世界上载流能力最强的350m长、载流10kA的直流超导电缆在河南中孚实业有限公司投入工程示范运行，并为该公司的电解铝车间供电，该条电缆以一代铋-锶-钙-氧化铜（BSCCO-2223）高温超导材料为载流层；超导滤波器方面，江苏综艺超导有限公司是国内唯一一家开发超导滤波器的企业，产品已达到军用标准，但尚未量产。
现有的超导产品或样机，基本以YBCO或BSCCO-2223为超导材料，最主要原因是其临界温度（T c）在液氮沸点之上，可以用液氮作为制冷剂，成本低。
但目前有能力制造商用YBCO或BSCCO-2223超导材料的厂家不多，最根本的原因是受制于复杂的工艺及设备的要求：①YBCO和BSCCO-2223均属于陶瓷材料，组成元素多，原子比例多变，只有满足一定的原子比时，材料才具有优异的超导特性，此外，超导材料对压力、氧含量及湿度等工艺参数敏感，这些都增加了工艺的难度；②采用粉末套管法（PIT法）制备BSCCO-2223的工艺已比较成熟[1]，与之相比，YBCO材料制备工艺不成熟，对设备真空度、精密度和自动化程度等要求高，导致其价格较高。
2001年，二硼化镁（MgB2）化合物的发现，改变了人们的传统思维。
MgB2为AlB2型六方晶格结构，B原子呈石墨蜂窝型排列，Mg原子则呈一定规MgB2超导材料的制备王醒东1,2（1.富通集团有限公司浙江省光纤制备技术工程技术研究中心，浙江富阳311400；2.富通集团（天津）超导技术应用有限公司，天津300384）摘要：二硼化镁（MgB2）是重要的超导材料，在超导磁体等领域有着潜在的应用。
MgB2超导线材制备工艺及其性能研究的开题报告一、项目背景超导材料是一种在低温下具有零电阻和完全磁通排斥能力的材料。
在能源、交通、医疗和科学研究等领域具有广泛的应用前景。
MgB2超导材料是近年来研究的热点之一，具有磁场承受能力强、制备工艺简单等优点，是目前开发的领域之一。
本项目旨在探究 MgB2 超导材料的制备工艺及其性能，为其在应用领域的进一步开发提供基础。
二、研究内容1. MgB2超导线材制备工艺的研究：研究超导线材的制备方法和工艺条件，包括材料的制备、热处理工艺等。
2. 超导线材的物理性能测试：对制备好的 MgB2 超导线材进行物理性能测试，包括电阻率、临界电流密度等参数的测试和分析。
3. 对超导线材性能的影响因素研究：探究超导线材的制备过程中，各种因素对制备材料性能的影响，包括热处理时间、温度、氧化条件等因素的变化对材料性能的影响。
三、研究意义该研究可以对 MgB2 超导线材的制备工艺和性能进行深入研究，为超导材料的应用提供支撑。
本研究的成果有助于推动 MgB2 超导材料的发展及产业化进程，对于推进我国能源、改善人民生活等领域的发展具有积极的意义。
四、研究方法和思路1. MgB2超导线材制备方法的确定：确定超导线材的制备方法和工艺条件，包括材料的制备、热处理工艺等。
2. 物理性能测试方法的选择：选择合适的测试方法测试超导线材的物理性能，包括电阻率、临界电流密度等参数的测试和分析。
3. 参数优化和数据分析：探究超导线材制备过程中，各种因素对制备材料性能的影响，包括热处理时间、温度、氧化条件等因素的变化对材料性能的影响，进行参数优化和数据分析。
五、预期成果该研究的预期成果包括：1. MgB2超导线材制备工艺的研究成果，包括制备方法、热处理工艺等。
2. MgB2超导线材的物理性能测试成果，包括电阻率、临界电流密度等参数的测试和分析。
3. 对超导线材性能的影响因素研究成果，包括热处理时间、温度、氧化条件等因素的变化对材料性能的影响。
二硼化镁超导材料引言超导材料是在极低温下（通常是液氮温度以下）表现出电阻为零的材料。
这一特性使得超导材料在电力传输、能源储存和磁共振成像等领域具有重要的应用前景。
最近，二硼化镁（MgB2）被发现具有较高的临界温度，成为了超导材料研究领域的热点之一。
本文将探讨二硼化镁超导材料的特性、制备方法以及应用前景。
二硼化镁的特性1. 临界温度临界温度是指材料在无电阻状态转变为有电阻状态的临界温度。
二硼化镁具有较高的临界温度约39K，这使得它可以在液氮温度下实现超导。
这一相对较高的临界温度使得二硼化镁成为一种具有广泛应用前景的超导材料。
2. 结构和能带二硼化镁的晶体结构是层状结构，由镁原子层和硼原子层交替排列而成。
这种结构使得二硼化镁具有特殊的电子结构，包括能隙（能带间的能量间隔）和费米面的形态。
这些特性对于其超导性质起着重要的影响。
3. 可压性在超导材料中，机械应力通常会破坏超导性质。
然而，二硼化镁具有较高的可压性，可以抵抗一定程度的外界应力。
这一特性使得二硼化镁在实际应用中更加灵活和可靠。
二硼化镁的制备方法1. 溶液法溶液法是一种常用的制备二硼化镁超导材料的方法。
首先，将镁和硼的化合物溶解在合适的溶剂中，形成预混合溶液。
然后，将溶液蒸发至干燥，得到二硼化镁的粉末。
最后，通过热处理将粉末转化为二硼化镁超导材料。
2. 机械合金法机械合金法是一种通过机械力作用使金属粉末与非金属粉末发生化学反应的方法。
在制备二硼化镁超导材料中，可以将镁粉末和硼粉末进行机械合金，得到二硼化镁的粉末。
随后，通过热处理将粉末转化为超导材料。
3. 气相沉积法气相沉积法是一种以气体为原料，在高温下进行反应生成薄膜的方法。
在制备二硼化镁超导材料中，可以通过气相沉积法在基底上沉积二硼化镁薄膜。
这种制备方法具有薄膜厚度可控和制备大面积薄膜的优势。
二硼化镁超导材料的应用前景1. 能源传输超导材料的零电阻特性可以显著提高能源传输的效率。
二硼化镁超导材料具有较高的临界温度，可以在液氮温度下工作，使得其在能源传输领域具有广泛的应用前景。
硼化镁化学式
硼化镁化学式为MgB2，是一种超导材料。
超导材料是指在低温下电阻为零的材料，具有很高的导电性能。
硼化镁的超导温度可以达到39K，是目前已知的超导材料中温度最高的一种。
硼化镁的制备方法有多种，其中最常见的是热压法。
将镁和硼混合后进行高温高压处理，即可得到硼化镁。
热压法制备的硼化镁具有高密度、均匀性好等优点，是制备高质量硼化镁的有效方法。
硼化镁在超导领域有着广泛的应用。
它可以用于制造超导磁体、超导电缆等超导器件。
超导磁体是指利用超导材料的超导性能制造的电磁铁，具有磁场强度高、能量密度大等优点，广泛应用于核磁共振、医学影像等领域。
超导电缆是指利用超导材料制造的输电电缆，具有输电损耗小、传输能力强等优点，是未来电力输送的重要技术之一。
除了在超导领域，硼化镁还可以用于制造高温超硬材料。
硼化镁具有高硬度、高熔点等特点，可以用于制造高温下耐磨材料、高温下工作的电极等器件。
硼化镁化学式为MgB2，是一种重要的超导材料。
它在超导领域有着广泛的应用，可以用于制造超导磁体、超导电缆等器件。
此外，硼化镁还可以用于制造高温超硬材料，具有重要的工业应用价值。
摘要二硼化镁是迄今为止所发现的超导临界转变温度最高的非铜氧化物超导材料，具有无弱连接、成本低廉、能够在20K～30K应用等优势，但是MgB2在外场下的临界电流特性较差，因此目前MgB2线带材的制备研究集中在改善晶间连接和通过化学掺杂提高样品的超导临界电流密度方面。
本论文研究了用原位法连续制备的MgB2超导线材其中包括用连续管线成型技术制备单芯多层MgB2超导线材和用通过连续管线成型技术和粉末套管法联合制备多芯多层MgB2超导线材，并对制备的线材在高真空的环境下进行烧结。
通过通过X射线衍射、SEM检测方法研究了制备过程中的工艺参数（烧结温度，保温时间）对块材成份及微结构的影响，利用超导量子干涉仪(SQUID)对样品超导芯进行磁测量，并根据测得的磁滞回线结果计算样品的临界电流密度J c。
研究结果表明，可以用连续管线成型技术成功连续制备SS/Cu/Nb3层单芯MgB2超导线材。
在高真空环境下进行烧结退火，实验表明830℃保温15分钟为最佳的烧结参数。
本文选取830℃保温15分钟的5%SiC掺杂的SS/Cu/Nb3层单芯MgB2超导线材用磁测量法进行超导电性的测试，结果显示，10K，0T时临界电流密度J c值为5.9×105A/cm2，而且样品的电流特性在外加磁场增大时下降速度较慢，在3.5T的外场下电流密度J c值仍然为1.0×105 A/cm2。
在20K，3.5T的情况下电流密度J c值为2.5×104 A/cm2。
用连续管线成型技术和粉末套管法联合制备多芯多层MgB2超导线材的研究表明可以用这种方式连续制备19芯和49芯两种多芯多层线材，而且均可以成功减径至1.01mm。
关键词MgB2 连续管线成型技术单芯多层MgB2超导线材多芯多层MgB2超导线材ABSTRACTMgB2 has the highest critical temperature 39K in non-ceramic superconductors, it has weak link-free grain boundaries and is a low cost material could be used under 20~30K. But MgB2 reveals poor Jc property in high magnetic field. Currently in MgB2 wires and tapes fabrication, many efforts were focused on improving grain connection or doping to enhance Jc property.Monofilamentary multilayers MgB2 wires were fabricated Continuous Tube Forming & Filling(CTFF),and Multifilamentary multilayers MgB2 wires were fabricated Continuous Tube Forming & Filling(CTFF) and Powder In Tube (PIT). Short samples were synthesized through the high vacuum sintering. Systemic experimentation was made to optimize the sintering parameters, the sintering temperature and the sintering time. Phases in sintered samples were detected through X-ray diffraction, micrograph was observed through the scanning electronic microscope, and the Jc was calculated from data of the magnetic hysteresis curves obtained by the SQUID.Samples sintered at 830℃and for 15 minute has pure phases and good superconducting prototies. In this paper 5% SiC doped Monofilamentary MgB2 wires sintered at 830℃ and for 15 minute acquired the best Jc properties. The Jc values at 10K and 0T reached 5.9×105 A/cm2,and at 3.5T it was 1.0×105 A/cm2. Jc decreased with the increase of magnetic field slowly. The Jc values at 20K and 3.5T reached 2.5×104 A/cm2.Keywords MgB2 CTFF Monofilamentary multilayers MgB2 wires Multifilamentary multilayers MgB2 wires目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第1章绪论 (5)1.1 超导体的特性和应用 (5)1.1.1 超导体的特性 (5)1.1.2 超导体的应用 (6)超导体 (6)1.2 MgB21.3 MgB线带材研究现状 (9)21.4 本论文研究内容与研究意义 (11)1.4.1 研究内容 (11)1.4.2 研究意义 (11)第2章研究方法和实验设备 (12)2.1 研究方法 (12)2.1.1 工艺流程简述 (12)2.1.2 粉末配置 (13)2.1.3 包套材料选择 (14)2.1.4 形变工艺 (16)2.1.5 烧结热处理 (16)2.2 实验及检测设备 (17)第3章连续管线成型技术制备单芯多层线材 (18)3.1 线材制备过程 (18)3.1.1 粉末选择.............................. 错误！未定义书签。
超硬MgB2导体的高温高压合成马红安;陈立学;郭伟力;臧传义;秦杰明;贾晓鹏;邹广田【期刊名称】《金刚石与磨料磨具工程》【年(卷),期】2005(000)005【摘要】本文在国产六面顶高温高压设备上成功制备出具有超高硬度和良好导电特性的二硼化镁(MgB2)聚晶体材料.样品制备的压力和温度条件分别为5.5GPa和700～1000℃.光学显微镜观测表明,合成样品具有褐色金属光泽.通过X射线衍射对合成样品进行了晶体结构的表征.X射线衍射谱表明,二硼化镁晶体具有典型的六角结构,空间群为P6/mmm(191).晶格常数为,a=0.308nm,c=0.352nm.常态下,合成样品的显微硬度、体密度和电阻率分别被测量.其显微硬度为4109.5 kgf/mm2,常态下电导率为2.42×10-6Ωm.这些特性决定着硼化镁聚晶有着潜在的应用价值.【总页数】3页(P7-9)【作者】马红安;陈立学;郭伟力;臧传义;秦杰明;贾晓鹏;邹广田【作者单位】吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林,长春,130012;吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林,长春,130012;吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林,长春,130012;吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林,长春,130012;吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林,长春,130012;吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林,长春,130012;河南理工大学,河南,焦作,454000;吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林,长春,130012【正文语种】中文【中图分类】O521【相关文献】1.纳米B6O-B4C超硬复合材料的高温高压烧结与表征 [J], 陈超;王江华;周卫宁;王进保;贺端威;冯吉福;姜伟;李吉刚;李立维;秦家千2.超硬磨具用耐高温酚醛树脂结合剂的合成与表征 [J], 徐翠平;徐三魁;彭进;邹文俊3.超硬磨料砂轮的演变与发展：介绍国外新型的单层高温钎焊超硬… [J], 傅玉灿;徐鸿钧4.MgB2超导体块材的高压合成 [J], 李绍春;朱嘉林;禹日成;李凤英;刘振兴;靳常青5.新超硬相形成对用自蔓延高温合成法制备的复合材料性能的影响 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
