电流密度在熔盐电化学制备MgB2膜中的作用研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:coolzhaonan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
简单金属间化合物MgB2自2001年起超导电性被发现至今,引起了世界各国科学家对其组织结构、超导原理、制备方法及应用前景的广泛兴趣。它具有较高的超导转变温度(Tc=39K)、高的临界电流密度(可达105A/cm2)、大的相干长度(5-6nm)、较高的上临界磁场、没有晶界弱连接、晶体结构简单、原料成本低廉和成材容易等一系列优点,是目前被认为最有可能首先实现大规模应用的超导材料。目前,随着薄膜制备技术的发展和完善,几乎所有制备方法都可以用于MgB2薄膜的制备。其中,所报道的较成熟的MgB2薄膜制备技术大多是采用物理或化学气相沉积法,这些方法不仅设备昂贵,而且生产效率不高,阻碍了其大规模推广应用。熔盐电化学法由于设备简单、成本低,生产效率高,同时不受衬底形状、尺寸的限制,因而是一种非常值得研究推广的制备方法。但熔盐电化学法制备MgB2薄膜的工艺尚处于实验研究阶段,相关的理论研究很少,一些工艺参数确定困难,且制得的薄膜的相纯度和结晶性不是很好。因此,制备出均匀、致密、结晶好的MgB2薄膜,具有重要的研究意义和应用价值。本文首先利用熔盐电化学法制备了MgB2薄膜,从熔盐特性的角度出发,具体分析了不同熔盐体系对制备的MgB2薄膜质量的影响。实验结果表明,利用摩尔比为MgCl2:KCl:B203=3:2:0.9的熔盐体系在520℃、3.5V条件下电解3h制备的MgB2薄膜具有较好的质量,薄膜中Mg和B两种元素的摩尔比为1.1:2。电流密度的研究结果表明,电解温度、电压、时间及支持电解质KCl含量等条件对电流密度有很大的影响。熔盐体系中阴极电势在-1.5V--3V范围内时,阳离子在阴极放电;在大约10min时间内,在阴极表面形成MgB2纳米晶核组成的薄膜层,随后晶核长大并相互靠近,最终形成微米级的大颗粒。当电解时间超过3h后,晶粒生长基本停止所以电解3h是比较合适的时间;熔盐温度为485℃时有最大电流密度;支持电解质KCl的含量对电流密度起双重作用,一方面可以降低熔盐体系的熔点、电阻及粘度,从而增大电流密度,另一方面会阻碍阴阳离子的传输从而降低电流密度。电流密度在制备薄膜过程中起重要的作用,影响薄膜生长机制。电流密度高时,晶核成核速率大于生长速度,形成微晶,但电流密度过高,薄膜致密度差,表面粗糙,颗粒发生团聚现象。分析表明MgCl2+KCl+B2O3熔盐体系中KCl的摩尔百分含量为35.5%时,制备出的薄膜相纯度高,表面较平整。
其他文献
理论宣传是党报宣传工作的一个重要组成部分,是党报的传统特色和一项重要职能,是体现党报权威性、指导性的重要方面,肩负着以科学的理论武装人的庄严使命.新时代,党报理论宣
期刊
目的:探讨儿童先天性心脏病(congenital heart disease,CHD)合并漏斗胸最佳的治疗策略。方法:回顾性分析2007年7月到2018年5月间于湖南省儿童医院住院治疗的17例先天性CHD合并
本文综述了微孔碳砖的特点及研究现状。论述了碳纳米管/碳纳米纤维的结构、性能及制备方法。通过添加不同加入量的石墨、硅粉和刚玉粉,考察上述三种添加剂对微孔碳砖性能,尤
本文主要通过力学性能、电导率和延伸率的测定以及金相显微镜、扫描电镜和透射电镜组织观察以及微区能谱分析等手段,对Al-8.0Zn-2.1Mg-2.3Cu超高强度铝合金(及下文中所述7055铝
近年来,我国低合金高强度耐磨钢的技术发展迅速,但产品依然与国外同级产品有较大的差距,特别是成品性能稳定方面。本文结合企业生产技术的需求,以涟钢生产的NM400和NM500耐磨
氢气作为一种清洁的、可再生的能源,已越来越受到人们的重视。但是,由于技术上的原因,至今仍无法得到廉价的氢气。寻求效率高,成本低的生物制氢技术是亟待解决的问题。木质纤
近年来,由于中国城市规模的不断扩大,城市污水排放量急剧增加,造成了黑臭水体的大面积出现。本文以东北地区沈阳市5条典型黑臭水体作为研究对象,对黑臭水体的水质指标、营养物质的空间特征进行了分析,运用三维荧光光谱结合平行因子方法以及紫外-可见光吸收光谱对黑臭水体中水溶性有机物(DOM)的组成、来源、结构及腐殖化程度进行了表征,并且通过与卫星遥感手段相结合的方法,分析了黑臭水体中溶解性有机物与表观和固有光
目的 探讨不同年龄段2型糖尿病(T2DM)患者血糖控制情况与糖尿病视网膜病变的关系,为有效预防糖尿病视网膜病变的发生提供临床依据.方法 选取2018年1-12月在中国科学院大学深