Batch fabrication of YBCO bulk superconductors via a stacked architecture using NdBCO/MgO seeds

REBCO高温超导块材性能卓越、前景广阔,但制造成本阻碍其工业化应用,现有批量化制备方式在产能和成本上有很大优化空间.基于此,本研究聚焦工艺创新以降本增效,推动其产业化应用.研究采用TSIG法制备NdBCO/MgO自供给籽晶.经MgO掺杂将籽晶熔点从1090.5℃提升至1102.3℃,自然解理获得高熔点复合籽晶.研究结合籽晶熔融织构法(SMG)、“楼层式”结构及固相包裹籽晶技术实现YBCO超导块材高效批量化制备.同时,通过SEM观测样品微观形貌,揭示了“楼层式”结构对YBCO超导块材性能的影响机制.所制备的三层直径28 mm样品(S1、S2、S3),平均最大捕获磁场(B_max)分别为0.35 T、0.39 T、0.40 T (77 K,0.5 T),捕获磁场率超76%,平均最大磁悬浮力(F_max)分别为62.5 N、73.2 N、75.5 N (77 K,0.5 T),保持了优异性能.本研究创新性提出的“楼层式”结构,在保障YBCO块材高性能的同时,显著提升制备效率,为其低成本工业化应用提供了有效技术路径.