快速凝固大尺寸超导化合物MgB2形成机理与单晶制备

超导材料所特有的零电阻和抗磁性使其在电力能源、超导磁体、生物、医疗、通讯和微电子等领域有广阔应用前景。最近发现的超导温度介于液氦和液氮温度间的MgB2超导材料引起了全世界科学家的广泛兴趣。受Mg气化温度低和MgB2在Mg沸点以下溶解度极小的影响，目前制备的MgB2单晶尺寸非常小。因此，如何获得大尺寸、高品质MgB2单晶已成为超导研究与应用中急需解决的关键问题。深过冷快速定向凝固技术中独有的熔体高度净化和低温高速生长条件为单晶制备提供了新的可能。本项目以多元Mg-B基合金为对象，首先采用激冷快速凝固方法制备非晶材料，通过高压差热分析方法来获取熔体中MgB2相演化规律信息，深入探讨相变动力学过程并据此确定理想合金成分和保护气氛压力；通过悬浮熔炼和循环过热方法来稳定实现合金深过冷，系统研究过冷合金熔体中的相选择规律；最后采用深过冷快速定向凝固技术来制备块体MgB2单晶，澄清材料超导机理。