FeSe超导材料相变机理研究

本文采用固相烧结法制备FeSe超导材料,通过对Fe-Se相图进行分析并结合DSC测量的数据,系统的阐述了四方相β-FeSe的形成过程;考察了烧结温度、冷却方式及初始块体密度对Fe-Se体系相转变过程的影响.实验结果表明:随着温度的升高,Fe-Se混合粉末中Se首先熔化生成α-FeSe和Se的固溶体,并且由于Se浓度梯度的存在,Se与Fe在升温过程中持续反应,生成β-FeSe;而在冷却过程中,由于固溶体中Se的溶解度下降,Se逐渐向p-FeSe中扩散,α-FeSe中的Fe含量增加达到某一临界值,初始生成的α-FeSe逐渐转化成β-FeSe,最终得到超导相p-FeSe含量较高的样品.通过对不同温度烧结粉末的XRD谱线进行分析发现,β-FeSe初始形成的温度区间为350～400℃.缓冷方式比冰水淬火方式更有利于提高四方相的含量.在一定范围内,初始块体的密度越大,Se的扩散路径越短,烧结后得到的四方相含量较高.本文的研究为后续获得高超导相含量的FeSe基线带材的研究奠定了理论基础.