Ni-W基底上全化學(xué)溶液法制備YBCO涂層導(dǎo)體研究.pdf

1、第二代高溫超導(dǎo)帶材又稱YBa2Cu3O7-δ(YBCO)涂層導(dǎo)體，因其具有優(yōu)異且獨(dú)特的物理性能，而廣泛應(yīng)用于電力領(lǐng)域。如今，具有高成本的物理方法是用于制備高質(zhì)量過渡層和YBCO涂層導(dǎo)體的成熟技術(shù)。但是，化學(xué)溶液沉積（CSD)法具有低成本的特點(diǎn)，它是YBCO涂層導(dǎo)體可大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。此外，CSD法也是用于制造高質(zhì)量過渡層，甚至YBCO薄膜的另一個(gè)重要途徑。
　　本研究選用Ni-5％W合金作為基底，并使用全化學(xué)溶液法制備YBCO涂

2、層導(dǎo)體，其中過渡層材料選用與基底和YBCO晶格匹配較高的單一薄膜SrTiO3(STO)和復(fù)合薄膜CeO2/La2Zr2O7(LZO)，并分別在這兩種過渡層上外延生長YBCO薄膜。本文對過渡層的前驅(qū)體溶液配制、處理工藝以及YBCO薄膜的制備進(jìn)行了研究，并得出以下結(jié)論：
　　（1）采用CSD法在Ni-5%W基底上制備了單一過渡層SrTiO3(STO)薄膜和La3+摻雜的STO(LSTO)薄膜，確定了單一(100)擇優(yōu)取向的LSTO薄膜

3、的制備工藝；
　　（2）基于原有工藝制備了不同鑭鋯元素比例的LZO前驅(qū)溶液，在10%H2-N2混合氣氛、1050℃保溫1h的熱處理工藝下得到了比例為La3+/Zr4+=1、La3+/Zr4+=1.1、La3+/Zr4+=1.2三種薄膜，相較原有薄膜其取向性、面內(nèi)外織構(gòu)、表面粗糙度和致密度都得到了提高；
　　（3）采用硝酸鈰為原料制備了穩(wěn)定的氧化鈰前驅(qū)溶液，于低溫300℃下熱分解30min且髙溫1050℃保溫25min的熱處理

4、工藝獲得了CeO2薄膜且質(zhì)量良好；
　　（4）基于優(yōu)化后的LZO薄膜和CeO2溥膜的制備工藝，成功制備出了質(zhì)量優(yōu)良（單一的取向、良好的面內(nèi)外織構(gòu)、平整光滑的表面）的復(fù)合過渡層CeO2/LZO；
　?。?）采用全化學(xué)溶液法在CeOz/LZO復(fù)合過渡層上外延生長了Y3+：Ba2+：Cu2+=1：2：3的YBCO薄膜。通過對YBCO薄膜熱處理氧分壓參數(shù)的研究，成功制備了表面、取向良好的單層YBCO薄膜，最終取得了Jc≥1.00MA