MgB2掺杂纳米碳的淬熄实验过程研究

何祖明，冯旺军，江兴方，唐　斌

(1.常州大学 怀德学院，江苏 常州 213164；2.兰州理工大学 理学院，兰州 730050；3.常州大学 数理学院，江苏 常州 213164)



MgB2掺杂纳米碳的淬熄实验过程研究

何祖明1，冯旺军2，江兴方3，唐斌3

(1.常州大学 怀德学院，江苏 常州 213164；2.兰州理工大学 理学院，兰州 730050；3.常州大学 数理学院，江苏 常州 213164)

摘要：在锥形石墨模具内成功淬熄了MgB2掺杂纳米碳的实验，用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对实验中不同反应区域试样的微观结构进行了分析。结果表明：520～650 ℃时，Mg和B颗粒接触表面发生了渗透方式的固-固反应，Mg的表面层初次形成了MgB2晶核；温度高于650 ℃时，发生剧烈的液-固放热反应生成了MgB2，并有少量MgB2分解形成MgB4和Mg，同时，有部分碳原子进入到MgB2晶格，替代B的位置，引起晶格畸变，从而产生有效的钉扎中心，并且部分纳米碳以杂相的形式存在于MgB2的晶界中，起到了细化晶粒的作用，增强了晶粒的连接性。关键词：MgB2掺杂纳米碳；淬熄法；结构形成；微观结构；反应机理

0引言

自从发现MgB2的超导特性以来，提高此特性受到了研究者的广泛关注[1]，并进行了大量深入的研究。研究发现，由于MgB2超导体缺少有效的磁通钉扎中心[2]和较低的上临界场(Hc2)，因此阻碍了其在20 K以上规模的应用。然而引入微米或纳米级缺陷、细化MgB2超导体晶粒和改善晶粒间的连接性可提高MgB2超导体临界电流特性，于是很多研究者采用各种方法来提高MgB2的临界电流密度(Jc)[3]。其中，化学掺杂具有工艺简单、可行及均匀改性等特点，目前已经成为改善MgB2超导性能常用的方法[4-9]，并被广泛应用于MgB2超导体的制备。……