题目：YBCO高温超导块材捕获磁通性能的研究

自1987年高温超导体被首次发现以来，人们对高温超导体的研究日益深入，每一个新的发现和方法的改进都为其早日广泛应用起到了积极的推动作用。为了使超导材料能够具有更好的性能，人们不但继续在研发具有更高转变温度的新超导体方面不懈努力，同时还在不断改进和提高已发现的具有实用化潜力的超导体性能。改进制备方法、掺杂第二相粒子是最常见有效的两种途径。此外，制备大尺寸、高质量的YBCO超导体也是研究者们目前关心的重点内容。
YBCO超导块材的制备方法主要有两种，即顶部籽晶熔融织构法（Top Seeded Melt Texture Growth，TSMTG）及顶部籽晶熔渗法（Top Seeded Infiltration and Growth Process，TSIG）。以上两种方法各有利弊。本文中采用改进的TSIG法制备YBCO超导块材，用（Y2O3、BaCuO2、CuO）的混合粉体替代由YBa2Cu3O7-δ（Y123）和Ba3Cu5O8混合而成的传统先驱粉体作为液相先驱粉体，用(Y2O3+xBaCuO2)混合粉体作为新的固相源先驱粉体，代替传统的Y211固相先驱粉体，成功制备了直径为20mm和30mm的YBCO单畴超导块材。此过程中，只需制备BaCuO2一种先驱粉，大大简化了YBCO超导块材的制备流程，降低了制备成本。
高温超导体磁通钉扎能力的强弱直接影响超导体俘获磁场强度的大小。本文中，我们在77K、零场冷的情况下，通过脉冲充磁的方式对单畴YBCO超导块材进行充磁，使其捕获磁场，通过改变脉冲磁场的峰值强度，研究了脉冲磁场的峰值强度对超导块材俘获磁场强度的影响。结果表明，当脉冲磁场的峰值场强的增加时，超导体所捕获的磁场强度先逐渐递增，如当脉冲磁场的峰值强度从2.83T增加到5.96T时，YBCO超导块材的捕获磁场强度从0.128T增加到0.303T的最大值，之后，随着脉冲磁场峰值场强的继续增加，超导体所捕获的磁场强度迅速降低，如当脉冲磁场的峰值强度从5.96T增加到7.15T时，YBCO超导块材的捕获磁场强度从0.303T降低到0.125T的最大值。由此可推知，在脉冲充磁的过程中，脉冲磁场峰值强度太弱、或太强，充磁效果都不好；只有选择合适的脉冲磁场峰值强度才能充分发挥单畴YBCO超导块材捕获磁通的能力。
在脉冲磁场峰值强度确定的条件下，通过改变脉冲充磁的次数，研究了77K、零场冷情况下脉冲充磁的磁场峰值强度和充磁次数对单畴YBCO超导块材俘获磁场强度的影响。结果表明，当脉冲磁场峰值强度较小时，第一次充磁后，超导体的捕获磁场强度较小，之后，随着充磁次数的增加，超导体的捕获磁场强度逐渐增强，并趋于该磁场强度下超导体捕获磁场强度的饱和值；当采用的脉冲磁场峰值强度为单次充磁效果最佳的磁场时，第一次充磁后，超导体的捕获磁场强度就很高，但是，随着充磁次数的增加，超导体的捕获磁场强度并没有增加，而是呈现逐渐衰减的趋势，并逐渐趋于该磁场强度下超导体捕获磁场强度的最小值。
这些结果表明，采用脉冲磁化法对单畴YBCO超导块材充磁时，磁通线进入、退出超导体、以及在超导体内的运动和捕获是个非常复杂的过程，超导体最终捕获磁通密度的大小及其分布，不仅与脉冲充磁的磁场峰值强度、脉冲宽度、充磁次数及方式有关，而且与磁化温度、磁场梯度、磁化时产生的温升、以及磁应力和热应力有关。故在此基础上，仍需开展大量的研究工作，进一步优化脉冲磁化过程中的相关技术参数，从而使单畴YBCO超导块材达到最佳的磁通捕获能力。