利用溶膠凝膠法合成之鉍系高溫超導陶瓷的特性研究

Abstract

在本文中鉍 (鉛) 鈣銅氧高溫超導陶瓷由改良式的 Pechini溶膠 -凝膠法製造成功。 比較於傳統的固態反應法, 這種化學方法只需要更短的燒結時間, 就能夠製造出含高 百分比110K相的鉍系超導體。試片中110K相的含量多寡是由 X繞射儀, 四點探針法 , 和超導量子干涉元件儀所測定。另外, 未經熱分解前的凝膠先驅相在本文中也有探討 和研究。從溶液到凝膠的轉換可分為五個階段: (1) 解離 (2)重新組合 (3)水解 (4) 錯化合 (5)聚合。在先驅溶液經過高低溫的時效處理後, 可發現存在於溶液中的粒子 的集結體表現出不同的碎形結構, 較高溫的時效處理下, 其集結的方式, 可被擴散控 制機構來解釋。反之, 在較低溫下的時效處理, 粒子集結方式則表現反應控制機構。 鉍鉛鍶鈣銅氧的高溫超導膜, 亦利用草酸溶膠的噴霧熱分解法在氧化鎂 (100)單晶基 材上形成。最佳的膜具有零電阻溫度100K且有優選方位, 膜和基材之間的黏著性, 亦 相當良好。於此論文中, 從2201相轉換至2212相到最後至2223相的相轉換機構, 亦有 提出和進一步研究。經實驗證實, 中間相 對110K相的成長, 具有加速的影響 。X 光光子放射的測量, 發現含銅鉍系化合物中的銅正一價與正二價含量的比值, 隨 110K相的成長而增加。