YBiO3缓冲层的化学溶液沉积法快速制备

基于固态分解原理,提出并验证了名为两步加热法(TSH)的CSD快速制备YBiO3缓冲层的技术方案。研究发现,聚丙烯酸-硝酸盐溶液前驱膜中的溶剂聚丙烯酸可以在40min内完全挥发。得到的无水硝酸盐混合物可以直接在高温下分解,并于1h内在钇稳定氧化锆上外延生长出YBiO3缓冲层,总工艺时间不足2h。测试结果表明,由此制得的YBiO3薄膜表面同样平整、致密,且具有良好的立方织构。两步加热法为涂层导体缓冲层的低成本连续制备提供了新的思路。     

高温超导涂层导体CeO2缓冲层的化学溶液法制备及其热反应过程研究

本文通过化学溶液法在双轴织构的金属Ni-W衬底上外延生长了CeO2超导涂层导体缓冲层薄膜.X衍射极图表明其面内外织构良好.扫描电子显微镜和原子力显微镜观察薄膜表面光滑、平整且粗糙度低.采用差热分析研究了升温速率及样品质量对前驱溶液热反应过程的影响,结果表明其热反应主要经历了三个过程,其中吸附水的脱去和醋酸组的解离分别发生在110～140℃与230～240℃两个温度范围内,且受升温速率的影响很小,表明这两个反应都在较短的时间内完成.而发生在250～500℃温度段的氧化合成反应则需要较长的时间,其反应结束温度与升温速率近似成线性增加.X衍射分析进一步证实了上述三个热反应过程,当温度达到700℃时CeO2可以得到完好的结晶.     

IBAD技术制备涂层导体用YSZ缓冲层长带的研究

在钇钡铜氧(YBCO)高温超导涂层导体制备路线中,离子束辅助沉积技术(IBAD)是两大主流技术路线之一,取得了最为突出的研究成果.本文简要介绍了IBAD技术制备YBCO涂层导体的最新研究进展;并采用离子束辅助沉积技术在哈氏合金(Hastelloy)基底上成功制备了1米长具有钇稳定氧化锆(YSZ)缓冲层的金属基带.采用X射线衍射仪(XRD)分析YSZ缓冲层的取向;利用原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(FESEM)观察其表面形貌.获得了可以实际应用的IBAD-YSZ/Hastelloy缓冲层长基带,可以在该基带上研制其他缓冲层以制备YBCO高温超导涂层导体带材.     

电化学法涂层导体CeO_2缓冲层外延生长研究

电化学沉积法制备高温超导YBa2Cu3O7-δ涂层导体缓冲层具有工艺简单、设备要求低、易于连续化批量制备等优点。采用电化学沉积法,在双轴织构的Ni-5at.%W(Ni-5W)金属基带上成功制备出了具有良好c轴取向的CeO2缓冲层薄膜。利用X射线衍射、极图、扫描电子显微镜和原子力显微镜等对上述氧化物薄膜的织构、表面形貌等进行表征。重点研究了薄膜厚度、退火温度、退火时间等工艺对薄膜外延生长及其表面形貌的影响,结果表明:电化学沉积方法制备的CeO2缓冲层具有很好的双轴织构、表面平整、均一,粗糙度低,表现出良好的缓冲层性质。结合金属有机化学溶液超导层的制备技术,本工作展示了一条全化学法制备第二代高温超导带材的技术路线,具有很好的应用前景。     

电沉积 YBa2Cu3O7-涂层导体 Y2O3种子层的外延生长研究

电化学沉积是一种工艺简单、 成本低廉、 并且易于批量生产 YBa2Cu3 O7 -δ 涂层导体缓冲层的方法. 本文成功的在双轴织构的 Ni-5at. % W (Ni-5 W) 金属基带上外延生长了 Y2 O3 缓冲层薄膜. 原子力显微镜 (AFM) 测量表明 Y2 O3 薄膜表面致密, 粗糙度小, 其表面粗糙度仅为1 .8 nm. 电化学沉积与磁控溅射相结合获得了 MS-GZO/EDY2 O3 双层缓冲层, 在此缓冲层结构上成功地外延生长了 YBa2Cu3 O7 -δ 超导层, 液氮温度下临界电流密度J c 为0.65 MA/cm2     

热处理温度对化学溶液沉积GdBiO_3薄膜生长的影响

以铋、钆的硝酸盐等制备前驱溶胶体系,用CSD法在SrTiO3(100)基底上制备出c轴织构良好的可作为涂层导体缓冲层的GdBiO3(GBO)薄膜。首先利用差热分析的结果对GBO薄膜分解过程的吸、放热情况进行了研究,确定了较为适当的有机物分解工艺。在此基础上研究了不同外延成相热处理温度对GBO薄膜生长的影响,并对较高温度处理后样品产生裂纹的原因进行了初步分析。GBO薄膜的相组成和微结构利用XRD和SEM进行分析。研究结果表明,在Ar气氛中适宜于GBO薄膜生长的最佳温度在770℃度附近,在此条件下可以制备出表面平整致密的GBO薄膜。     

改进型前驱液对化学溶液法制备YBCO薄膜的影响

传统全三氟乙酸前驱液对涂敷环境湿度、低温预分解过程中的升温速率和水汽分压等因素具有敏感性,采用改进型前驱液可以降低其敏感性,从而有利于涂层导体的连续制备.我们提出的改进型前驱液中,三氟乙酸钇、三氟乙酸钡和苯甲酸铜是前驱体,甲醇和丙酸的为溶剂.采用化学溶液法在铝酸镧单晶衬底上制备YBCO,低温分解阶段以1～5℃/min快速升温,可以获得低温后的前驱膜光滑完整,无裂纹.通过X衍射分析和扫描电镜分析了薄膜的织构和表面微结构,四引线法测试薄膜超导电性.采用改进型前驱液制备的薄膜超导转变温度(Tc)为90K,在77K、自场下临界电流密度(Jc)为1MA/cm2.     

基于乳酸-硝酸盐体系化学溶液法的GdBiO_3缓冲层的快速制备

以YSZ为基片对以乳酸为溶剂的Gd Bi O3(GBO)缓冲层的化学溶液法(CSD)快速制备工艺进行了研究,着重研究了工艺温度对挥发和外延过程的影响。研究结果表明,涂覆薄膜中的乳酸可以在115℃-30min内几乎完全挥发,低于100℃时难以完全挥发出无水的硝酸盐混合膜。Ar气中GBO的最佳外延温度为800℃时间为1h。GBO缓冲层CSD法制备总工艺时间约为1.5小时。在此YSZ/GBO缓冲层上CSD法制备的YBa2C3Oz膜的转变温度可达90K。     

化学溶液沉积法制备YBCO薄膜的快速分解工艺研究

文中对化学溶液沉积法快速制备YBCO薄膜的工艺进行了探索。通过对分解工艺的优化,成功将薄膜的干燥分解时间缩短到1小时以内,而传统工艺则需要10小时以上的处理时间。以快速分解工艺成相的YBCO薄膜的X射线衍射、扫面电镜和物性测量结果表明薄膜具有良好的c轴外延织构,表面微观形貌平整致密,临界超导转变温度(Tc)为92K。     

化学溶液沉积(CSD)法制备YBCO薄膜研究进展

采用CSD法制备YBCO薄膜可精确的控制组份,不需要真空设备,成为近年来的研究热点之一。文中概述了CSD法制备YBCO薄膜的研究进展,总结了在不同的CSD工艺中,起始原料、化学添加剂对YBCO薄膜热处理时间、质量、可重复性等因素的影响。     

溶胶-凝胶法制备Y系涂层导体隔离层

本文报道了利用溶胶-凝胶法制备Y系涂层导体CeO2、MgO、SrTiO3隔离层的工作.以无机盐为前驱物获得CeO2、MgO、SrTiO3的溶胶,通过浸蘸涂覆和旋转涂覆把胶体涂覆在织构Ni基带上,然后进行热处理,形成涂层,重复以上过程使涂层达到一定厚度,最后进行高温热处理,得到CeO2、MgO、SrTiO3隔离层.利用扫描电镜分别观察了三种涂层的表面形貌,利用X射线对三种涂层的织构进行了研究.     

反应溅射法连续制备CeO2隔离层

用带有反应溅射装置的走带系统在立方织构的Ni-5% W衬底上连续制备了长10 cm的CeO2隔离层.为避免金属衬底氧化,以H2O作为反应气体.论文主要研究了衬底温度、走带速率对CeO2隔离层外延生长的影响.用X射线θ～2θ扫描,ψ扫描对薄膜的取向和织构进行表征.结果显示在温度650 ℃,走带速度2.5 mm/s的条件下,连续制备的CeO2隔离层有效地继承并改善了基底的织构,平均平面内ψ扫描半高宽为6.18°,扫描电镜(SEM)观察表明薄膜表面致密,且无裂纹生成.     

改进YBCO薄膜高场性能的研究进展

YBCO涂层超导材料是一种有着广泛应用前景和巨大潜在商业价值的高温超导材料之一.要真正实现其实用化,不仅要提高涂层超导自场下的载流能力,而且要求它在较高的外加磁场下也具有较大的载流能力,所以提高薄膜的场性能成为涂层超导研究的热点.本文详细地总结了目前常用的三种改进YBCO高场性能的方法,即:1)纳米颗粒掺杂;2)改变过渡层的表面粗糙度;3)制备夹层结构薄膜的方法,并从制备工艺对性能的影响、存在的优缺点以及未来的发展趋势等方面介绍了提高YBCO涂层超导场性能这一领域的国内外最新研究进展.     

柔性铜镍合金基带的织构及其磁性研究

研究了Cu60-Ni40wt%(简称Cu60)和CudO-Ni60wt%(简称Cu4O)两种不同组分的铜镍合金基带在不同温度下退火织构的形成过程,其中名义组分为Cu60-Ni40wt%的合金在650～1000℃退火一小时可获得良好的(001)织构.半高宽随着退火温度的升高而下降.1000~C退火后φ扫描的半高宽(FWHM)为5.5°,ω扫描的半高宽为6.1°.组分为Cu60-Ni40wt%的合金1150℃退火仍不能形成良好的织构.对于Cu40居其里温度点在室温以上,饱和磁矩大于Ni-at.%5W;而Cu60的居里温度点在20K,在77K下表现顺磁性质,其饱和磁矩仅为Ni-at.%5W基带的10%.在77K下Cu60的电阻为7.5×10-9Ω·m,比Ni-at.%5W的电阻要低的多.     

化学溶液沉积快速制备YBCO超导薄膜研究

用传统的三氟乙酸盐—金属有机化合物热解法（简称TFA-MOD）来制备YBCO超导薄膜,由于制备时间长,不利于工业化.本文通过加入高沸点螯合剂二乙醇胺来改善前驱液性质,然后采用高温烧结一步法快速制备出完整的YBCO超导薄膜.制备的YBCO超导薄膜致密、几乎无a轴晶粒,YBCO（00l）峰具有立方取向,没有其他杂相峰.同时...     

热处理过程对LZO膜织构的影响

La2Zr2O7（LZO）氧化物被认为是一种良好的涂层导体用缓冲层材料.本文对采用化学溶液沉积技术制备具有单一c轴取向的La2Zr2O7（LZO）膜的热处理参数的影响进行了研究.研究结果显示在前驱膜热解过程中控制气流速度十分关键,大气流速度有利于获得具有单一c轴取向的LZO膜.对前驱膜热解过程的气体流动情况进行良好的控...