離子束輔助沉積雙軸織構(gòu)過渡層研究.pdf

1、第二代高溫超導(dǎo)帶材YBa2Cu3O7-x（YBCO）以其高不可逆場(chǎng)和大電流承載能力，在輸電線纜、電動(dòng)機(jī)、超強(qiáng)磁體、限流器等領(lǐng)域有著極其廣闊的應(yīng)用前景。但是目前仍有一些限制高溫超導(dǎo)帶材的商業(yè)化應(yīng)用因素如：高質(zhì)量的雙軸織構(gòu)、帶材的均勻性和低的帶材制備成本。因此，本文致力于在金屬基底上制備低成本、高質(zhì)量雙軸織構(gòu)緩沖層。主要內(nèi)容有：
　　1、利用溶液沉積平坦化（SDP）系統(tǒng)在哈氏合金（Hastelloy C276）基底表面制備出適合IBA

2、D-MgO生長(zhǎng)的Y2O3非晶薄膜襯底，采用離子束輔助沉積（IBAD）技術(shù)，在Y2O3非晶薄膜表面制備MgO雙軸織構(gòu)緩沖層。通過對(duì)離子束輔助沉積系統(tǒng)中各參數(shù)的研究與分析，得到了IBAD-MgO薄膜形成雙軸織構(gòu)的最優(yōu)工藝，可以制備出面外半高寬3°、面內(nèi)半高寬6°的MgO薄膜。實(shí)驗(yàn)過程中我們發(fā)現(xiàn)：在各影響因素中，沉積速率對(duì)薄膜的面內(nèi)外織構(gòu)影響最為顯著。得到的IBAD-MgO薄膜表面粗糙度為2nm左右，可以為后續(xù)LMO層的制備提供條件。并且成功

3、制備出一條40m長(zhǎng)的IBAD-MgO帶材，經(jīng)測(cè)試，其面外半高寬3°左右、面內(nèi)半高寬6°左右，說明薄膜織構(gòu)質(zhì)量較好且均勻性良好。
　　2、由于IBAD-MgO薄膜形成雙軸織構(gòu)的條件較為嚴(yán)格，于是利用離子束輔助沉積系統(tǒng)對(duì)新材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)NaF和NaCl都可以用IBAD技術(shù)實(shí)現(xiàn)薄膜的織構(gòu)化，經(jīng)織構(gòu)化的NaF薄膜面外和面內(nèi)半高寬分別為2.1°和6.9°，NaCl薄膜面外和面內(nèi)半高寬分別為2.8°和7.7°。與MgO的IBAD織構(gòu)化工藝

4、相比，它們的制備工藝窗口寬：NaF和NaCl薄膜形成較優(yōu)雙軸織構(gòu)對(duì)沉積速率的要求分別為0.1-0.25nm/s和0.05-0.3nm/s，而MgO的沉積速率范圍是0.175-0.2nm/s；對(duì)Y2O3非晶層襯底的表面粗糙度要求低：IBAD-NaF在涂覆了8層的Y2O3非晶層（RMS=5.2nm）上就可以形成質(zhì)量較好的雙軸織構(gòu)，IBAD-NaCl獲得較優(yōu)的雙軸織構(gòu)只需要涂覆4層的Y2O3非晶層(RMS=9.7nm）襯底即可。IBAD-Na