臺灣博碩士論文加值系統

本實驗探討8元高熵氧化物陶瓷的結構與電性，以期可以開發出新的高溫超導成分。在製程方面，以碳酸鹽/氧化物固態反應製備法取代學長使用的硝酸鹽溶液法。以傳統高溫超導氧化物Bi2Sr2Ca2Cu3O8來驗證，此法確實可成功獲得約相同臨界溫燒結塊材。
實驗成分的元素數目固定為8元，除6A的氧外，由1A到5A的金屬元素和過渡元素各選一個，再搭配任一元素為變數作為成分設計的邏輯。配置的原料粉末在經過兩次燒結之後，進行低溫電阻量測、X光繞射分析、SEM觀察及組成相的成分分析，以找出高溫超導的可能性。燒結氣氛有大氣及CO氣氛兩種。
結果顯示高熵氧化物陶瓷的平衡相數為3～5個（部分為殘留來源粉末相），遠低於Gibbs phase rule所預測的最大相數，顯示高熵效應；同時，大多數成分的試片呈現半導體或類半導體性質，推論其具有適當的能隙，且由於多元離子的參雜，提供許多額外能階及增加載子濃度。
此外，挑選具有特徵電性的成分再做進一步的實驗，包括低電阻率的成分以及具驟降電阻的成分，以期能發現新的超導成分。
雖然本實驗尚未能做出高溫超導新材料，但由各試片所呈現的半導體行為，相信透過配比摻雜以及氣氛燒結的改進，應很有機會使半導體轉為超導態。

摘要 Ⅰ
目錄 Ⅲ
圖目錄 Ⅵ
表目錄 XIII
一、 前言 1
二、 文獻回顧 4
2.1 高溫超導體 4
2.1.1 超導體特性 4
2.1.2 超導體應用 8
2.1.3 超導體的限制 11
2.1.4 超導體發展史 17
2.2 高熵合金 22
2.2.1 高熵合金開發背景 22
2.2.2 高熵合金定義 22
2.2.3 高熵合金特點 23
2.3 本論文之研究目的 25
三、 實驗方法 28
3.1 實驗原料 28
3.2 實驗流程 28
3.3 塊材製備 28
3.3.1 固態反應法 28
3.3.2 粉末冶金製程 29
3.4 性質量測與儀器分析 29
3.4.1 X-ray繞射分析 29
3.4.2 低溫電阻率量測 29
3.4.3 SEM分析 30
四、 結果與討論 36
4.1 Bi-Sr-Ca-Cu驗證實驗 36
4.2 各成分燒結試片的電阻率及XRD分析 37
4.2.1 綜合整理 92
4.2.2 SEM分析 99
4.2.3 討論 104
4.3 特殊成分進一步的實驗 107
4.3.1 標準半導體性質的成分 107
4.3.1.1 Na系列比較 121
4.3.1.2 K系列比較 124
4.3.2 具有電阻驟降性質的成分 127
4.3.3 討論 142
五、 結論 144
六、 未來研究方向 145
七、 參考文獻 146

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