题目：单畴GdBCO超导块材性能的研究及非单畴超导块材回收的探索

REBCO超导体是最具有实用化潜力的高温超导材料，在超导磁悬浮、超导磁体、储能飞轮等高新技术方面有着广泛的应用前景。单畴GdBCO超导块材是REBCO系列超导体中性能最优的材料之一，因此是该领域研究的重点和热点。

本文在新固相源顶部籽晶熔渗生长法（新TSIG法）的基础上，研究了高质量GdBCO超导块材的制备方法，并对非单畴多晶GdBCO超导块材的再生长技术进行了探究。制备GdBCO超导块材所用的初始粉体包括BaCuO2（011）、CuO、Gd2O3和Y2O3粉。其中，单相的011粉是通过固态烧结法制备的。

研究了顶部籽晶熔渗生长法中固相坯体的初始密度对GdBCO块材的宏观形貌、磁悬浮力以及捕获磁通的影响。实验结果表明：随着固相坯体密度的增大，样品表面均呈现出良好的单畴形貌；样品的磁悬浮力随着固相坯体密度的增大呈现增大的趋势，在固相坯体密度从3.5386g/cm3增大到4.2844g/cm3的过程中，磁悬浮力基本成直线增长，随着密度的进一步增大，样品磁悬浮力的增长速度逐渐减慢、并趋于饱和；所有样品的捕获磁通密度分布都只有一个对称的单峰，表明这些样品均具有良好的磁单畴性，样品捕获磁通密度的最大值随固相初始密度的变化趋势与磁悬浮力的变化规律一致。因此，适当的增大初始固相坯体的密度可以提高样品磁悬浮力和捕获磁通密度。

通过在新固相源中添加Ni2O3的方法，采用顶部籽晶熔渗生长工艺制备出了组分为（1-x）（Gd2O3+1.2BaCuO2）+x Ni2O3、直径为20 mm的单畴GdBCO超导块材（其中x = 0、0.02、0.06、0.10、0.14、0.18、0.30、0.50 wt%），并研究了Ni2O3的掺杂量x对样品的表面生长形貌、微观结构、临界温度Tc、磁悬浮力以及捕获磁通密度的影响。研究结果表明，当Ni2O3的掺杂量x在0～0.50 wt%的范围内时，均可制备出单畴性良好的样品，且Ni2O3的掺杂对样品中Gd211粒子的分布和粒径没有明显的影响；在Ni2O3的掺杂量x从0增加到0.50 wt%的过程中，样品的临界温度Tc呈现下降的趋势，从x = 0时的92.5 K下降到x = 0.50 wt%时的86.5 K，这是由于Ni3+替代GdBCO晶体中Cu2+所致；样品磁悬浮力和捕获磁通密度均呈现先增大后减小的变化规律，x = 0.14 wt%时，磁悬浮力达到最大值34.2 N（77 K, 0.5 T），x = 0.10 wt%时，捕获磁通密度达到最大值0.354 T（77K , 0.5 T）。样品磁悬浮力和捕获磁通密度的变化规律与Ni2O3的掺杂量x有密切关系，只有当掺杂量x合适时，Ni3+对Cu2+的替代既不会造成Tc的明显下降，但又能产生适量的Ni3+/Cu2+晶格畸变，从而达到提高样品磁通钉扎能力和超导性能的效果。

对非单畴GdBCO超导块材的再生长技术进行了探索和研究。将非单畴超导块材加热到高于其包晶反应温度以上的高温并保温一段时间，使GdBCO超导块材熔化后，快速降至室温；然后，以新获得样品为固相，再采用顶部籽晶熔渗生长方法重新生长单畴GdBCO超导块材，初步的实验结果表明这种方法的可行性，但仍需进一步深入研究。