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"熔融织构生长(MTG)"工艺制备的高温超导123相单畴块材,大量减少了超导晶粒之间的弱连接,形成具有c轴择优取向的定向结晶,因其在超导态下的迈斯纳效应和磁通钉扎导致的磁悬浮力,可在超导轴承、飞轮贮能、磁浮列车及永久磁体等领域得到应用.要使准单畴块材能真正实际应用,还有很多材料科学和物理方面的问题需要深入研究.如:怎样用简易的工艺生长出高质量的块材,怎样掺杂引进钉扎中心,提高临界电流密度,以及深入认识在块材中磁通的俘获和运动,认识成相块材运动时感应电流的产生和分布等等.OCMG(oxygen-controlled-melting-process)工艺制备的LRE-Ba-Cu-O(LRE=Nd,Sm,Eu,Gd)单畴超导块材,具有很高的不可逆场和磁通钉扎能力,与YBaCuO体系相比,具有更好的应用前景.但OCMG工艺由于需要低氧分压,使得生长设备和操作工艺比较复杂复杂,成本也很高.从降低成本和简化操作的角度来看,能在空气中生长出高性能的LRE-Ba-Cu-O单畴大尺寸熔融织构块材非常关键.因此,在空气中制备具有强磁通钉扎能力的单畴LRE-Ba-Cu-O熔融织构样品是本研究的重点.采用热籽晶技术和"二步冷却"的生长工艺,并通过在前驱物中加入BaCuO<,2-δ>,在空气中制备出了高性能的Gd-Ba-Cu-O、(SmGd)-Ba-Cu-O和(SmEuGd)-Ba-Cu-O三种体系的单畴熔融织构高温超导块材,其超导性能(超导转变温度、临界电流密度和磁通钉扎能力)均达到了OCMG工艺的相应水平.例如,Gd-Ba-Cu-O体系的样品,其零场下的临界电流密度J<,c>(B=OT)为6.45×10<4>A/cm<2>,在"鱼尾效应"峰值处的临界电流密度J<,c,peak>(B=1.3T)为6.04×10<4>A/cm<2>,该数据为空气中制备的LRE-Ba-Cu-O熔融织构样品的最高值;对(SmEuGd)-Ba-Cu-O体系的样品(直径18mm),77K下的冻结场为0.34T,与国际上OCMG工艺制备出的相同尺寸的样品处在同一水平.本课题的研究表明,采用适当的生长工艺和化学配比,可以在操作简便和成本较低的条件下,制备出高性能的LRE-Ba-Cu-O单畴超导块材.在此基础上,应继续优化生长工艺,制备出尺寸更大、磁通钉扎能力更强的LRE-Ba-Cu-O超导体.同时,应加深对磁通钉扎机制、磁通运动等相关物理问题的研究.