【引言】
基于YBa2Cu3O7-δ化合物的超材料塊狀單晶超導體對于實際應用有著非常重要的意義，因此科學家們對它進行了深入的導體研究。目前來看，空氣所有高溫超導體系列都容易受到環境因素(如大氣水分)的中氧影響而發生降解。腐蝕過程不僅對環境敏感，化行而且對超導體的研究微觀結構也很敏感。YBCO塊體單晶材料是超材料由YBa2Cu3O7-δ單晶與YBaCuO5粒子組合而成的復合體，最近，導體有學者研究了YBCO大塊單晶超導體與濕潤空氣反應引起的空氣腐蝕行為。
【成果簡介】
近日，中氧斯洛伐克實驗物理研究院的化行Pavel Diko (通訊作者)等人在J. Am. Ceram. Soc.上發布了一篇關于高溫超導體的文章，題為“Corrosion of YBCO bulk superconductor in air”。研究本文研究了YBCO大塊單晶超導體氧化裂紋表面與濕潤空氣反應引起的超材料腐蝕行為。作者通過在空氣中暴露的導體(001)表面上進行X射線光電子發射光譜實驗，證實了氧鍵與氫氧化鋇相關。空氣樣品的熱分析和質譜顯示樣品在加熱過程中氫氧化鋇水合物分解引起了水的釋放。樣品的重量隨時間的變長而增加，這與在氧化裂紋表面形成氫氧化鋇相有關。 最后，作者用掃描電子顯微鏡觀察加熱時這些相的形態變化。
【圖片導讀】
圖1 YBCO單粒樣品頂面的宏觀結構
圖2 樣品重量與空氣中暴露時間的關系圖
在半對數坐標中觀察到的相關性清楚地顯示了樣品在空氣中暴露約30小時后腐蝕過程的變化，這種變化表現為質量急劇增加，然后是較高的測量依賴性斜率。研究結果表明，含氧樣品中重量的增加與通過氧化裂解產生的內表面有關。
圖3 經氧化后樣品的微觀結構
光學顯微鏡顯微照片，在拋光和蝕刻(100)樣品表面上看到的裂紋。
圖4 SEM照片
(a) 氧化后的裂紋樣品顯示出光亮的(001)表面；
(b) 在空氣中樣品暴露24小時后，內部a/b裂紋上的顆粒；
(c) 60天后出現較大的盤狀顆粒；
(d) 暴露1年后觀察到顆粒的生長和團聚現象。
圖5 YBCO散裝樣品的質譜分析圖
(a) 在水中等溫停留；
(b) 在氧氣中等溫停留。
圖6 樣品SEM圖像
(a) 75°C氬氣中退火后大顆粒的形狀變化；
(b) 500℃退火后，在內部a/b裂縫上以片狀形式熔化并結晶的氫化鋇；
(c) 500℃退火樣品的新裂開的(001)表面上觀察到a/c裂縫的氫氧化鋇流出；
(d) 更高放大倍數下的氫氧化鋇形態
(e) 氫氧化鋇小丘的EDAX點譜。
【小結】
本文系統地研究了YBCO單顆粒超導體在空氣中的腐蝕行為。樣品重量對暴露時間的依賴性表明腐蝕過程的變化是由急劇增加的較高斜率來證實。暴露在空氣中的（001）表面上進行XPS譜實驗，證實了氧鍵與氫氧化鋇有關。掃描電子顯微鏡觀察證明，腐蝕效應是由在氧化裂紋表面形成氫氧化鋇水合物引起的，同時表征了在樣品加熱時這些水合物的形態變化。
文獻鏈接：Corrosion of YBCO bulk superconductor in air (J. Am. Ceram. Soc., 13 March, 2018 , DOI: 10.1111/jace.15525）
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