3D打印网-中国3D打印门户

熱門標(biāo)簽-網(wǎng)站地圖-注冊(cè)-登陸-手機(jī)版-投稿 3D打印網(wǎng),中國3D打印行業(yè)門戶網(wǎng)!
當(dāng)前位置:主頁 > 新聞?lì)l道 > 新3D打印技術(shù) > 正文

西北大學(xué)研究人員3D打印YBCO超導(dǎo)體

時(shí)間:2025-02-27 13:31 來源:南極熊 作者:admin 閱讀:

     2025年2月26日,西北大學(xué)麥考密克工程學(xué)院材料科學(xué)與工程教授David Dunand及其費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的合作團(tuán)隊(duì),利用陶瓷漿料材料擠出(MEX)3D打印工藝,成功制造出YBCO超導(dǎo)體。陶瓷超導(dǎo)材料雖具有優(yōu)異的性能,但其固有的脆性一直是制約更先進(jìn)超導(dǎo)體發(fā)展的瓶頸,David Dunand團(tuán)隊(duì)成功突破這一限制,制造出的YBCO超導(dǎo)體具有更強(qiáng)的功率,有助于降低超導(dǎo)設(shè)備的成本。



研究背景與意義

該團(tuán)隊(duì)的研究成果發(fā)表在《Nature Communications》上,論文題為"增材制造單晶YBCO超導(dǎo)體"。Dunand與加州大學(xué)伯克利分校博士后研究員Dingchang Zhang(前Dunand實(shí)驗(yàn)室學(xué)生)共同擔(dān)任論文通訊作者。費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室PIP-II項(xiàng)目經(jīng)理Cristian Boffo也參與了這項(xiàng)研究。

David Dunand教授表示:"陶瓷基銅酸鹽是常見的高溫超導(dǎo)體,由于可以使用液氮運(yùn)行,比低溫金屬超導(dǎo)體便宜得多,也更容易使用。但這些材料由于脆性,其可制造的形狀一直受到限制。"為避免受到銅酸鹽脆性的限制,研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種方法,成功使用增材制造技術(shù)生產(chǎn)單晶YBCO——一種普通的多晶超導(dǎo)體。釔鋇銅氧化物(YBCO)是一類具有高溫超導(dǎo)性的晶體化合物家族,它是首個(gè)在液氮沸點(diǎn)以上實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)的材料。



△ a 一張微晶格的照片,經(jīng)過3D墨水打印(綠色狀態(tài))、燒結(jié)和YBa2Cu3O7-x (Y123) + Y2BaCuO5 (Y211)的單晶生長。
b 經(jīng)過燒結(jié)和頂籽熔融生長后的3D打印晶格橫截面的SEM-BSE顯微照片,展示了通過熔體有效去除孔隙的過程。插圖顯示了Y123基體中的Y211和BaCeO3粒子。
c 單晶生長后3D打印晶格頂部和底部表面的XRD光譜,顯示兩個(gè)表面均為單一c軸取向。
d 高倍放大的逆極圖 (IPF,左) 和相圖 (右),展示了Y123相(灰色)中Y211相(綠色)的分布。
e 3D打印晶格側(cè)面完整垂直橫截面的拼接IPF圖,使用Y123的立方版本進(jìn)行索引,顯示晶體取向(單晶)。
f 放大的SEM-BSE顯微照片顯示了在單晶生長過程中(用虛線標(biāo)記)會(huì)聚平面上Y211濃度的分布(用圓圈標(biāo)出)。

創(chuàng)新工藝流程

研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的工藝過程包括以下步驟:

● 使用商用前驅(qū)體粉末制備墨水;
● 將墨水裝入注射器中,創(chuàng)建YBCO微晶格或其他復(fù)雜的多晶幾何結(jié)構(gòu);
● 利用熔融生長方法,3D打印的材料在打印部件上形成單晶。

傳統(tǒng)上,塊體超導(dǎo)體通常使用模具壓制的簡單形式制造,然后進(jìn)行燒結(jié)或加熱,融合壓制的粉末。而研究人員創(chuàng)新性地使用含有YBCO粉末的墨水(漿料),通過3D打印技術(shù)制造復(fù)雜物體進(jìn)行燒結(jié)。研究人員成功消除了材料的晶界,這些晶界是晶體結(jié)構(gòu)中會(huì)降低材料電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率的微小缺陷。這一突破使得超導(dǎo)電流更加有效。



△ 3D打印的多晶和單晶物體具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
a 3D打印的YBa2Cu3O7-x (Y123) + Y2BaCuO5 (Y211)水平線圈環(huán)的照片,包括打印(綠色狀態(tài))、燒結(jié)、單晶生長(種子標(biāo)記為“S”)、去除基底以及在77 K(LN2:液氮)下的懸浮。去除基底后的樣品旁邊展示了側(cè)視的IPF和相位圖以及頂視的IPF圖。在引入持久場/電流后,生成磁場隨時(shí)間變化的演化情況顯示時(shí)間長達(dá)1000 秒。
b 3D打印、燒結(jié)、單晶化和懸浮管的照片。展示了種子表面的SEM-BSE顯微照片。磁場隨外部施加磁場變化的測量結(jié)果顯示在管內(nèi)的磁場情況。
c 3D打印、燒結(jié)、單晶化(去掉基底)和懸浮環(huán)形線圈的照片。展示了種子表面的SEM-BSE顯微照片。SEM-BSE顯微照片和橫截面的IPF圖顯示了高致密化,單獨(dú)的墨水沉積線彼此融合。打印路徑也進(jìn)行了說明。
d 3D打印的綠色板的照片及綠色晶格帶的示意圖。后續(xù)的照片展示了經(jīng)過折紙折疊、燒結(jié)(未進(jìn)行單晶生長)以及懸浮后的船、飛機(jī)和晶格帶。

應(yīng)用前景

    Dingchang Zhang表示:"人們已經(jīng)在材料塊中制造出單晶,我們證明可以將這種技術(shù)與3D打印結(jié)合使用。在我們的工藝中,我們可以制造復(fù)雜的形狀,比如環(huán)形線圈,在頂部放置單晶種子。這些3D打印部件通過受控的工藝窗口部分熔化,轉(zhuǎn)變?yōu)閱尉В瑫r(shí)保持原有的3D打印形狀。"

Cristian Boffo:"在費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室,我們正在開發(fā)下一代超導(dǎo)磁體,這將推動(dòng)未來幾十年的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。這次合作開發(fā)的技術(shù)將實(shí)現(xiàn)以前無法想象的設(shè)計(jì),從而提升我們的發(fā)展?jié)摿Α?quot;

(責(zé)任編輯:admin)

weixin
評(píng)論
發(fā)表評(píng)論
請(qǐng)自覺遵守互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的政策法規(guī),嚴(yán)禁發(fā)布色情、暴力、反動(dòng)的言論。
評(píng)價(jià):
主站蜘蛛池模板: 有机肥设备|有机肥生产线|有机肥料生产设备|河南通达重工科技有限公司 | 日本国际高中学校招生【立学仕日本留学服务】日语中学学校|美术生|艺术生|高中生|本科|研究生|语言学校留学择校申请 | 全自动包装机械设备_液体灌装机-迈驰日化包装流水线厂家 | 湖南长沙手术室、实验室、无尘室、洁净室、无尘车间的净化工程装修公司-福临建设 | 济宁山银煤矿机械有限公司,钻采工具,防爆电器,凿岩机械,风动工具,矿山机械,建筑机械,支护设备,通风防尘,铁路设备,仪器仪表,大型设备,矿用泵,钎具类,消防类,矿车类,配件区类 | 盐城市城镇化建设投资集团有限公司[盐城国资企业、盐城国资集团、盐城文化旅游、盐城基础设施、盐城土地开发、盐城粮食收储] | 山东贝州集团有限公司| 太原塑料托盘,塑料筐,塑料箱,塑料垃圾桶_太原都程塑料制品有限公司 | 消防车厂家_东风水罐泡沫消防车价格图片吨位-湖北新东日专用汽车有限公司 | 苏子富春品牌馆 抚顺市富春农业科技开发有限公司 抚顺特色农产品 抚顺市特色馆 | 直流电机维修_杭州高压电机修理-杭州先恒机电有限公司 | 无机纤维抗菌板-A级不燃纤维板-石英纤维板厂家-医疗抗菌板-浙江德耐姆 | 山东向阳电子科技有限公司-多用户集中式电能表生产厂家,NB物联网水表,刷卡水电表生产厂家,泰安智能水电表价格 | 学汽修,学汽修技术,汽修培训班,汽车美容培训,汽车新能源技术培训-广州万通汽车培训学校[官方网站] | 双层恒温培养箱|智能振荡培养箱-常州市仪都百科 | 泊头压滤机-隔膜-洗沙-厢式-板框压滤机-河北巨盛压滤机制造有限公司 | 深圳市佳顺优印印刷有限公司,佳顺优印,画册印刷,海报印刷,封套印刷,手提袋印刷,包装盒印刷,彩盒印刷,无碳纸印刷,不干胶印刷,信封印刷,便笺印刷,笔记本印刷,台历印刷,挂历印刷,国际会展中心附近印刷厂,宝安印刷厂,宝安教材印刷厂 | 聚达|聚达物联|聚达物联科技|杭州聚达物联科技有限公司|www.judawulian.com|智慧社区|数字驾驶舱|智慧清运|智慧工地|邻家小达 | 铁盒|铁罐|马口铁盒|马口铁罐|茶叶铁罐|铁盒-麦氏罐业 | 衡水一体化污水处理设备|循环水旁滤器|加药装置|钢厂浊环净化装置|河北欧意科技集团有限公司 | 微孔板恒温振荡器-超声波探伤试块-微孔板迷你离心机-南京互川电子有限公司 | 临沂网站建设,临沂网站制作,临沂网络公司,临沂小程序开发,临沂网站设计,沂水网站建设,沂南网站建设,蒙阴网站建设,平邑网站建设,费县网站建设,兰陵网站建设,郯城网站建设,临沭网站建设,莒南网站建设,兰山网络公司 | 随车吊/洒水车/低平板运输车-程力专用汽车股份有限公司 | 日本国际高中_上海日本国际高中学校排名_日本国际高中留学课程_上海日语国际高中学校学费-上海工程技术大学国际多语种特色高中课程【官网】 | 商标注册_北京商标注册费用_申请商标注册代理机构_北京商标注册公司- | 煤泥烘干机,酒糟烘干机,药渣烘干机,酵母烘干机,烘干机厂家-瑞奥新能源 | 商标转让_商标买卖交易平台_商标转让注册网站-世标网 | 中华收藏网-中藏网-藏品拍卖|字画拍卖|艺术品拍卖|古玩城|收藏资讯|古玩交易|书画定制 | 球形钢支座,粘滞阻尼器,抗震球型钢支座,盆式橡胶支座,调谐质量阻尼器,屈曲约束支撑-衡水路泽科技 | 腻子粉厂家_耐水腻子粉_内墙腻子粉批发_生态腻子粉_长沙美恩生态腻子粉厂家 | 压力容器锻件_升高法兰_管板_阀体_接管锻件 - 山西中重重工集团 压力机-压装机-黄油机-黄油泵-[广东品嘉灵]专业定制各种精密压装设备 | 柚墨yomoer官网_PPT模板_工作总结PPT模板下载_个人简历模板 | 真人外教一对一_在线英语培训_成人英语培训【春喜外语学习官网】 | 秦皇岛图成玻璃_横切机,琴键落板,堆垛机械手,玻璃钢化设备,掰边机,铺纸机,水平堆垛机+超大板堆垛机,纵掰纵分,下片机,冷端优化切割 | 襄阳燃烧器厂家-低氮燃烧器价格-河北五通道燃烧器就找襄阳市胜合燃力设备有限公司一站式服务 | 南京企业宣传片制作,广告形象片,影视制作,宣传片拍摄,微电影拍摄制作公司 | 气动球阀,电动蝶阀,调节阀,衬氟阀门,水利控制阀,大口径阀门生产厂家-上海百钢阀门集团有限公司-官网,上海阀门品牌 | 生物柴油_油酸甲酯厂家_脂肪酸甲酯_植物油燃料-中凯化工 | 金相切割机-金相磨抛机-显微/维氏/布氏/洛氏硬度计-自准直仪-金相显微镜-万能材料试验机-清洁度检测仪-淋雨试验机-上海中研精密仪器制造有限公司 | 投影仪配件,苏州投影仪维修,B60数显表维修-苏州市加野仪器有限公司 | 西安西雷脉冲功率技术有限公司-高压调制器/加速器与脉冲功率系统的研发/生产/应用推广/高压脉冲电源的应用研究/设计/生产和销售/高功率脉冲器件/材料与仪器设备的研发/生产和销售/高电压/大电流/强磁场环境的模拟及测试服务/会议会展服务/货物及进出口的业务/脉冲功率技术领域类的技术转让 |