不同包套石墨烯掺杂MgB2超导线材的性能

编号：CPJS06639

篇名：不同包套石墨烯掺杂MgB2超导线材的性能

作者：熊晓梅 杨芳 王庆阳 闫果 冯建情 金利华 刘浩然 潘熙锋 郗丹 张平祥

关键词： MgB2线材 阻隔层 石墨烯掺杂 临界电流密度

机构： 西北有色金属研究院 西部超导材料科技股份有限公司 西北工业大学

摘要： 分别采用Fe和Nb作为阻隔层包套材料,通过原位粉末装管法(in-situ PIT)制备出石墨烯掺杂的MgB2/Fe(Nb)/Cu线材和Nb包套未掺杂的MgB2单芯线材。线材在高纯氩气保护下、670~800℃保温2 h热处理。XRD结果显示,670℃热处理的线材其主相均为MgB2超导相,其中Fe包套线材中含有Fe2B杂相。3种线材的微观结构显示,未掺杂线材基体中的孔洞相对较大,而石墨烯掺杂的Fe、Nb包套线材基体中的孔洞相对较小。线材样品的拉伸结果显示,热处理前由于加工硬化,3种线材的拉伸应变值远远低于热处理后的拉伸应变值,其中铁包套线材的硬化最为严重,但无论是否热处理,Fe包套样品的强度都是最大的。样品的四引线法传输性能测试显示,670℃热处理Nb包套掺杂线材的临界电流密度(Jc)在4.2 K,2 T、4 T、6 T范围内均高于Fe包套掺杂线材的Jc,石墨烯掺杂线材(Nb、Fe包套)在2 T具有更好的传输性能,Nb包套掺杂线材的Jc最高可达到4.59×10^5 A/cm^2。当外加磁场大于4 T后,2种包套的掺杂线材的Jc均低于未掺杂的线材,Fe包套样品的超导性能降低更大,显示其掺杂未全部进入晶格,导致其在高场下磁通钉扎作用下降。