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检测新技术与新方法在研究与制备超导材料过程中的应用研究.docx
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2023-08-08
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超导材料具有零电阻特性、完全抗磁性和宏观量子效应等诸多常规材料所不具备的奇特性质。利用超导体的这些特性可以传输大电流、获得强磁场、实现磁悬浮、检测微弱磁场信号等。目前,超导材料广泛应用于电力、电子、军事、医疗、交通运输和高能物理等许多领域。
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检测新技术与新方法在研究与制备超导材
料过程中的应用研究
超导材料具有零电阻特性、完全抗磁性和宏观量子效应等诸多常规材料所
不具备的奇特性质。利用超导体的这些特性可以传输大电流、获得强磁场、实
现磁悬浮、检测微弱磁场信号等。目前,超导材料广泛应用于电力、电子、军
事、医疗、交通运输和高能物理等许多领域。[1,2]
自从 1911 年发现超导现象以来,超导材料的发展经历了一个由简单金属到
复杂化合物,即由一元系到二元系、三元系直至多元系以及高分子体系的过程。
[3,4]然而,由于各自不同的本征特性、低温条件、合成技术及其环境污染等因素,
各类超导体的实用化水平和性能相差较大。[1]因此,如何合理、准确地选择合
适、有效的理化检测技术和表征手段对于制备性能各异的超导材料就尤为重
要。这对研究超导材料物相、微观结构和超导性能等具有重要意义。
本文对 XRD、SEM、XAS 等理化检测新技术与新方法在研究与制备超导材
料过程中的检测与表征应用进行了简单综述。
1 X 射线衍射(XRD)分析方法
X 射线衍射技术自上世纪 50 年代出现以来,经过不断改进,已成为分析物质
物相和晶体结构不可或缺的技术方法。利用 XRD 分析技术,同时还可精确地测
定晶体的取向、确定晶体的晶面间距和晶格常数等数据。因此,XRD 分析也常用
于超导材料制备过程中的表征。
Nb3Al 超导材料在高磁场下具有非常高的临界电流密度 Jc 和良好的应变
力,[5]具有很高的上临界磁场 29.5 T(4.2 K)和临界电流密度 800 A/mm2(12
T,4.2 K),[6]与商品化的 Nb3Sn 线材相比具有更好的抗应力特性和辐照敏感
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