新型过渡金属Cu,Ni基超导材料的探索性制备与物性研究项目摘要

自08年新发现铁基超导体材料以来，相关领域的科研人员对其物理性质进行了一系列的深入研究。在这一过程中，高质量单晶样品的生长对铁基超导物理机制的研究变得非常重要，这也对铁基超导新材料的探索产生了极大的促进作用。在本项目中，我们将在这两年多晶与单晶样品生长的基础上，系统探索并制备122体系以及21311或21222体系过渡金属基（Cu,Ni等）超导或磁性材料。与此同时，由于目前生长的毫米级1111单晶呈现出不同于其多晶的物理性质，我们还将针对1111系列铁基超导材料改进现有的单晶制备工艺，寻找更为合适的助熔剂，实现高质量1111超导单晶的制备。在此基础上，进行电磁输运等基本特性的研究。

本项目以过渡金属基材料的探索性合成以及铁基超导单晶的生长与物性研究为目标。我们系统生长了一系列不同掺杂的122,111结构以及KxFe2-ySe2材料单晶并合作开展了大量的谱学实验研究。获得的结果对于研究铁基超导不同体系中的共性和特性以及揭示铁基超导的物理机制都起到了很好的促进作用。尤其是在KxFe2-ySe2材料的研究中，我们所获得的结果获得了普遍关注，同时我们对于44 K转变来源的探究也引起了广泛讨论，带动了后续大量转变温度位于44 K附近的FeSe插层化合物的合成研究。所开展研究内容产生的研究成果与结论详见报告正文。在该项目资助下，我们也开展了大量暂时未以文章的形式呈现的一系列探索性材料合成与单晶生长工作，如KCo2Se2（名义组分）,KNi2Se2（名义组分）,BiS2基化合物，CoP基化合物，MnBi基化合物以及MoSe2，WSe2，ZrTe3等。这一部分的成果将在项目结束后的一段时间内陆续呈现，并对过渡金属材料体系的物性研究起到进一步的补充和完善作用。

简单的制备技术与廉价的使用原料成为了推动块体金属玻璃广泛推广和规模应用的必要条件。本项目拟用工业原料制备Cu基块体金属玻璃，系统分析工业原料中杂质元素的类别、含量与存在形式对玻璃形成能力和塑性的影响，充分利用杂质元素对玻璃形成能力与塑性的正面效应，有效改善杂质元素在其中导致的负面影响。探明工业原料制备Cu基块体金属玻璃的杂质允许范围，明确高玻璃形成能力兼顾显著塑性的Cu基块体金属玻璃的成分与结构特征，揭示工业原料制备Cu基块体金属玻璃的可行性并获得关键技术，为其广泛推广和工业生产提供可靠的理论支撑及技术指导。本项目的实施可获得低锆富铜钛兼顾高玻璃形成能力与显著塑性的低成本Cu基块体金属玻璃，并对揭示块体金属玻璃的形成与关键制备技术具有重要的学术意义以及突出的新颖性和必要性。

ZAlSi12Cu1Mg1Ni1是牌号为ZAlSi12Cu1Mg1Ni1标准是GB/T 1173-1995的设备。

材料名称：铸造铝合金(T1态,J)

牌号：ZAlSi12Cu1Mg1Ni1

标准：GB/T 1173-1995

●特性及适用范围：

ZAlSi12Cu1Mg1Ni1为加有部分镍的铝硅铜镁多元合金。ZAlSi12Cu1Mg1Ni1是一种常用的活塞铝合金，与ZL108性能相似。加镍的目的在于提高高温性能,但实际效果并不显著，故这种合金中的含镍量有降低和取消的倾向。

●化学成份：

铝 Al ：余量

硅 Si ：11.0～13.0

铜 Cu ：0.5～1.5

镁 Mg：0.8～1.3

锌 Zn：≤0.2(杂质)

锰 Mn：≤0.2(杂质)

钛 Ti ：≤0.20(杂质)

镍 Ni：0.8～1.5

锡 Sn ：≤0.01(杂质)

铅 Pb：≤0.05(杂质)

铁(金属型铸造)： 0.000～ 0.700

注：杂质总和:(金属型铸造)≤1.2

●力学性能：

抗拉强度 σb (MPa)：≥195

伸长率 δ5 (%)：≥0.5

硬度 ：≥90(5/250/30)HBS

●热处理规范：

退火、时效或回火:205±5℃,8～12h 空冷。

●铸造方法：

金属型铸造

超导材料制备国家工程实验室的建设目标和任务是：围绕提高我国超导材料的产业化水平、扩大应用范围的要求，开展低超导材料的工程化制备技术、性能测试技术和装备等方面的研究，提高超导材料的稳定性和均匀性，促进超导材料应用研究成果向工程技术转化。该工程实验室建成后将是我国唯一的国家级超导材料技术研发和工程开发平台。