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数量:15 (1)Nd的影响(Bi, Pb) -2223超导纳米颗粒
收到:2017年2月21日接受:2017年2月15日发表:2017年3月20日
引用:阿巴斯毫米和Abdulridhaa AR。Nd的影响(Bi, Pb) -2223超导纳米颗粒。Int J化学科学。2017;15 (1):105。
文摘
准备的超导样品通过传统的固态反应法和有条不紊地深思熟虑的超导特性。Nd2O3纳米颗粒浓度从0.1 wt % x变化到0.6 wt %。学习的效果和纳米颗粒的物理性质(50 nm)超导阶段。阶段结构特点的sightsaw合成薄膜样品通过粉末x射线衍射仪和显示所有的样品在斜方晶系的结晶结构。阶段考试也通过XRD表明Nd纳米粒子增强(Bi, Pb) -2223相的形成。标准直流four-probe法测量的临界转变温度(Tc)和发现最优值x = 0.2 wt %时,曾在Tc最大增强样品。
关键字
Pb (Bi) -2223;Nd纳米颗粒;,固态反应
介绍
最重要的发现Bi-Sr-Ca-Cu-O (BSCCO)超导系统通过Maeda [1),这被认为是非常重要的实际应用与此同时它有一个大的化学抵抗水分和大气压力的稳定。由于这些原因,许多研究人员研究这个系统。陈等人。2)研究了超导和BSmCCO样品的微观结构添加少量的Nd纳米粒子添加剂进行调查。Jc增强,尤其是在轨迹Nd-BSmCCO区域和低场地区的样本。Jc (H T)和将行为分析都表明T的行动c把Nd掺杂样品中较大的活跃区域和更大的增强的Jc Nd掺杂样品可以归因于包晶温度越高,溶解度越高液相的Nd和Nd的大离子。阿洛伊修斯等人。3)研究阶段进化和超导性质的Nd (Bi, Pb)增加了-2223个超导体散装形式。Nd不一的数量从0.005到0.030的一般化学计量学Bi: Pb: Sr::0.35:2.0:2.1:3.1 Ca:铜= 1.85。所有样品的临界电流密度高于纯样品是两倍多的样本和Nd = 0.020。XRD分析表明bi - 2212的存在即使在最后阶段烧结的样品用Nd = 0.020和0.030。微观结构分析表明,所有样品的形态和纹理一致,略有改进的Nd添加样本。
很可能Nd可能取代Ca或Sr网站创建点缺陷,充当通量锁住中心。Ozkurt et al。4]Nd的影响进行了研究3 +代替铅2 +在稀释浓度的Bi1.7Pb0.3−xNdx老2Ca3铜4O12 + y(x = 0.025, 0.050, 0.075, 0.1)的化合物。结果表明,随着钕3 +掺杂对铅2 +(2223)阶段中存在的无掺杂BSCCO逐渐转换成(2212)阶段,因此所有的样品都有一个混合相的形成。rt样本的结果显示两步电阻过渡;第一个转变发生在100 K和第二的区间80 - 90 K,这取决于Nd浓度。协议的磁化强度随温度增大而减小高温材料的一般特征。
本研究的目的是调查的Nd的影响纳米颗粒在Bi的超导特性1.7Pb0.3老2Ca2铜3O10 +δ样品由固态反应法。
材料和方法
Bi1.7Pb0.3老2Ca2铜3O10 +δ,大部分样本x =(0.1, 0.2, 0.3, 0.4 - 0.5和0.6是由固态反应使用适当重量的高纯粉末材料Bi (99.9) %2O3、PbO Sr(没有3)2、曹、措,和纳米粉体和2O3与颗粒大小50纳米,其分子量成正比。使用玛瑙研钵粉混合在一起。增加了足够数量的丙胺形成粘贴过程中磨1 h,得到均匀的混合物。后,混合物在空气中煅烧在800°C 24 h。当时压制成盘状颗粒直径13毫米和1毫米到2毫米厚度使用手册液压机类型(SPECAC)压力下0.7的绩点。空气颗粒烧结在835°C h。140年准备的样品结构是通过使用x射线衍射(XRD)(飞利浦)。临界温度(Tc)决心和电阻率测量,采用四探针法实现。
结果与讨论
Bi的晶体结构1.7Pb0.3老2Ca2铜3O10 +δ掺杂和纳米粒子样品烧结在835°C与不同成分(x = 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5和0.6)研究了x射线衍射和代表图。1。x射线衍射模式的结果表明,所有样本有一个斜方晶系的结构存在两个阶段;高温c阶段(Bi-Pb) -2223年,这是占主导地位的阶段,和low-Tc阶段(Bi-Pb) -2212年,Sr2Ca2铜7阿峰的杂质相在2θ= 36.8°一些样品。图。1展示一些反射,如H(220)消失在x = 0.6, H(2010)和H(0016)出现在x = 0.2和0.3,而H (111), H(0012)和H(119)降低x = 0.6,但L(117)出现在x = 0.6。更多的是杂乱无章的增长变化bi - 2223 Nd的百分比增加。此外,没有观察到第二阶段包括钕离子。这表明钕离子进入晶体结构(Bi, Pb) -2223。比较Ca的离子半径+ 2(1.06)和Nd+ 3(1.109),最可能的入住率的钕离子在晶体(Ca的网站3]。
表1显示了一个
图1:掺杂纳米颗粒Bi的x射线衍射模式1.7Pb0.3老2Ca2铜3O10 +δ大部分样品烧结在835°C 140小时。
减少后的晶格参数a和c x = 0.2。事实上,这种行为赞同阿洛伊修斯et al。3]。此外,c参数与Nd纳米粒子浓度的增加行为可以解释为:热处理结合添加材料的氧含量变化强烈改变超导性质,包括超流体密度的增加,这意味着Nd超流体密度的增加通量。
| x | (°) | b (°) | °c () | V (°)3 | c /一个 | Tc(K) | 阶段形成的体积分数(%) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| bi - 2223期 | bi - 2212期 | ||||||||
| 0.1 | 5.431 | 6.425 | 37.084 | 1294.015 | 6.828 | 0.669 | 111年 | 78.571 | 21.428 |
| 0.2 | 5.450 | 5.442 | 37.172 | 1102.480 | 6.820 | 0.858 | 113年 | 83.333 | 16.666 |
| 0.3 | 5.412 | 5.422 | 37.126 | 1089.420 | 6.859 | 0.814 | 111年 | 76.923 | 23.076 |
| 0.4 | 5.376 | 5.350 | 37.115 | 1067.486 | 6.903 | 0.752 | 110年 | 78.571 | 21.428 |
| 0.5 | 5.355 | 5.395 | 37.108 | 1072.058 | 6.929 | 0.458 | 110年 | 75年 | 25 |
| 0.6 | 5.358 | 5.304 | 36.905 | 1048.796 | 6.887 | 0.325 | 109年 | 72.727 | 27.272 |
表1:值的晶格参数,晶胞体积和体积分数的Bi -(2223)和Bi -(2212)在烧结温度不同成分的Bi 835°C1.7Pb0.3老2Ca2铜3O10 +δ散货。
图。2显示了样品的电阻率随温度变化的兴奋剂Bi1.7Pb0.3老2Ca2铜3O10 +δ。从图,所有的曲子都是超导体一步过渡虽然在所有情况下一个完整的零电阻可以观察到。T越高c=在×113 K = 0.2。然而,增强Tc可以归因于增加谷物和经济增长之间的联系2223 - T高LD乐动体育官网c在烧结过程中阶段的时间。此外,这可能特性降低氧含量δ,叶空的网站。这可能会引起晶界和2223 -阶段作为内部接触不良。LD乐动体育官网这样的晶界发生在某个阶段作为结晶的高温分解过程c相在高烧结温度。
图2:电阻率(ρ)作为温度的函数为不同浓度的纳米颗粒Bi ulk样本1.7Pb0.3老2Ca2铜3O10 +δ。
的铅2 +在Bi (1.19)3 +(0.96)网站发布的内部压力(5),也添加铅化合物可以降低调制通过影响电荷平衡,结构相关的层(6]。
重要参数从上面的结果可以推断,Pb Bi网站和掺杂的纳米粒子与Nd结合指定链接的改进晶粒间界面的高温2223 -阶段。T的增强c可以通过适当的纳米颗粒添加量达到bi - 2223,导致改进超导颗粒之间的电连接。
结果表明改进的样品,表明少量掺杂充当有效的将中心的通量样本和纳米颗粒掺杂超过0.2减少晶间耦合和薄弱环节的行为增加了增加杂质阶段,提到的类似的结果(7,8]。此外,纳米颗粒可以填补intergrain空间,从而增强颗粒之间的耦合。δ和Tc的减少纳米颗粒和浓度从0.3 wt %增加到0.6 wt %。通过charge-ordering现象的解释,也许作为一对Pb和Nd断路器可以伴随着氧含量的变化或氧气顺序效应,减少漏洞的晶格最佳值(9]。改善Tc背后的原因,当地的生物结构层被认为是改变通过增加数量的氧原子。因此,额外的氧气从措飞机吸引电子,这样的话,洞将缩短Cu-O的创建2键长(10,11]。在另一方面,减少铜的平均帷幔,平均措2飞机孔浓度bipb - 2223年发生替换Pb。因此,降低Tc被认为是飞机的Pb的Bi,它显示了结构的长波长调制(12]。
结论
XRD分析了斜方晶系的结构为所有样本和两个超导阶段。最大的转变温度为113 K的高体积分数83.3% bi - 2223和氧含量的最大值为0.858为成分被发现在x = 0.2。
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