A B S T R A C T本文采用放电等离子烧结SPS工艺结合原位、非原位两种制备技术成功制备出三块二硼化镁块体超导体。总结实验内容介绍性能各项指标superconducting onset transition temperature 超导起始转变温度本文系统分析了二硼化镁样品磁学性能、微观组织结构、磁通钉扎机制与磁通跳跃行为之间的内在关联规律。重点研究内容对比1000 ℃、125 MPa 条件制备的原位 IN125 样品与非原位 EX125 样品700 ℃、300 MPa 低温高压原位制备的 IN300 样品在 2 K、4.2 K 极低温区间呈现反常磁通跳跃现象其磁滞回线近似为直线磁化强度极低该现象会显著劣化材料临界电流密度Jc​。明显更加精准简介为什么反常没明白随测试温度升高所有样品的磁通跳跃发生频次逐步降低当温度升至 20 K 时磁通跳跃现象完全消失。为什么温度升高磁通跳跃消失优秀样品的性能详细介绍在外场 3 特斯拉条件下IN300 的临界电流密度约为另外两组样品的 6 倍说明该样品在全磁场区间均具备优异超导载流性能。列出数据IN300 超导性能大幅提升的根源在于样品内部存在大量纳米尺度第二相颗粒同时晶界数量显著增多二者均可作为磁通钉扎中心。纳米第二相点钉扎与高密度晶界面钉扎的协同耦合作用大幅强化了材料整体磁通钉扎强度。基于 Higuchi 钉扎模型开展的拟合计算结果进一步佐证了上述结论。验证1. Introduction在实用型超导材料中第二相颗粒与孔洞两类微观结构缺陷无法完全消除。上述缺陷会对磁通产生钉扎作用进而阻碍磁通的定向运动。该钉扎作用对应的作用力被定义为磁通钉扎力。超导体内部通流载流过程中磁通钉扎力能够抑制磁通运动以此降低磁通运动带来的能量损耗。磁通钉扎力越强超导体能够承载的极限电流越大。晶粒间连通性是另一项影响超导体临界电流密度\(J_c\)的关键因素磁通跳跃是另一类能够劣化超导综合性能的关键影响因素。这个转折好奇妙但随着外加磁场不断升高洛伦兹力会持续增大当其数值超过磁通钉扎力时磁通涡旋将开始发生运动。磁通涡旋的定向运动会在超导体内部感应出电场进而产生能量耗散该损耗主要以焦耳热的形式释放。若产生的焦耳热无法及时充分散出就会造成局部区域温度上升温升会进一步加剧磁通涡旋运动最终诱发磁通跳跃。二硼化镁材料的比热容数值偏低内部磁通运动产生的热量难以向外扩散致使该材料更容易发生磁通跳跃。但目前针对放电等离子烧结SPS制备的二硼化镁超导体关于磁通跳跃的相关研究十分匮乏尤其缺少从微观结构机理层面开展的系统性完整分析因此针对磁通跳跃领域的相关机理研究具备十分重要的工程与理论价值。直接点明研究价值