优化配方保留散装超导二硼化镁

超导体,物质的阻力显著低于特定的温度,蕴含着巨大的潜力提供全球能源需求扩张。高温超导体有几个可能的应用,包括磁共振成像、核磁共振、磁性药物交付,故障电流限制器、运输(磁悬浮列车)和电缆。

由于其价格低,轻便,方便制造、二硼化镁(MgB₂)、高温超导体在这方面吸引了大量的关注。在实际工程应用中,MgB₂被认为有可能代替传统niobium-based超导体。

然而,与批量MgB一个长期存在的问题₂是在高磁场,其临界电流密度,电流密度上面它就不再是superconducting-is不够。结果是,这大大限制了其大规模应用。

研究人员一直试图“兴奋剂”,或外国元素的控制之外,在散装MgB的合成₂要解决这个问题,但他们的努力很大程度上失败了。

到目前为止,研究人员已经尝试提高散装MgB的临界电流密度₂通过掺杂碳化硅、其他碳源、银、过渡金属,等。然而,MgB临界电流密度的进一步改进₂对几种工业应用是至关重要的。”

Muralidhar Miryala,教授,Shibaura理工学院

但并不是所有的希望都破灭了。更好的超导性能可以通过烧结MgB₂三个小时的温度大约800°C在氩气氛,Miryala教授的研究小组做了演示。

这是连接到一个理想的微观结构的发展在这些处理情况下,这是显示发挥MgB超导的重要组成部分₂。

在最近的一项研究中,Miryala教授的团队甚至产生另一个进步,最初发表在7月7日^th2022年,先进工程材料亚博网站下载。他们发现轨迹的临界电流密度(J_c)和self-field MgB₂被精心改进引入纳米级无定形硼和氧化镝(Dy吗₂O₃)。

印度理工学院硕士拉马Rao教授马德拉斯(IITM),支持全球热带计划基于项目的学习(gPBL),以及k . Kitamoto a .赛Srikanth和m . Masato从坐,和d Dhruba来自热带,为研究做出了贡献。

Dy₂O₃作为掺杂剂是著名的MgB基本上没有影响₂的超导转变温度(保持稳定在38 K)。

此外,Dy的包容₂O₃生产DyB₄纳米颗粒,yabo214改善MgB通量锁住₂nanograin边界甚至更多。创建MgB₂nanograins与杰出的晶粒通量锁住也得益于纳米硼前体的使用。更高的临界电流密度是获得结果。

该组织决定Dy的确切数量₂O₃需要显著提高J_c散装MgB₂超导体使用非晶nanoboron作为初始组件。他们发现最优₂O₃掺杂范围在1.5%和0.5之间通过检查的结构和使用方法包括x射线衍射、拉曼光谱成分,以及批量MgB掺杂的超导特性₂。

对MgB团队热情₂的未来前景的这些发现。

Miryala教授补充道,“这些结果表明Dy的潜力₂O₃兴奋剂与实现批量MgB nanoboron前兆₂为实际超导应用程序。我们的研究增加了现有文献的方法来提高J_c和现实生活中的大部分超导体铺平了道路,这是一个灯塔可持续技术。”

也许,研究人员现在更近了一步让超导体,实际上是可行的。

资金信息

这项研究是由日本学生服务组织(的看法),Shibaura理工学院(坐),全球顶尖大学项目,成立于日本教育部,文化,体育和科技。亚博老虎机网登录

国际研究中心绿色电子Shibaura理工学院(坐),补助金FD研究预算代码:721 ma56383和程序策略AV 21-VP3储能飞轮为本研究提供了部分资金。

期刊引用:

Miryala, M。et al。(2022)提高临界电流密度的大部分通过纳米硼和硼化镁Dy2O3兴奋剂。先进工程材料。亚博网站下载doi: 10.1002 / adem.202200487

来源:https://www.shibaura-it.ac.jp/en/