YBCO涂层导体用Ni5W基带的制备和立方织构的发展

为了制作能满足YBCO涂层导体（coated conductor）所需要的高强度、低磁性的立方织构基带，本工作用粉末冶金方法制作了Ni-5at％W合金基带．为评估基带中立方织构的发展，用March-Dollase函数对各种热处理样品的择优取向度进行了研究，结果与用X射线极图法和电子背散射衍射法得到的结果基本一致．研究结果表明，在实验中所用的工艺参数范围内，随总加工率和热处理温度的提高，基带中立方织构百分数明显增高．提高总加工率实际增加了冷加工样品中立方织构晶粒或立方核心的数量．实验中得到了较好的和实用的工艺制度，用这种工艺可以制作出具有99％～100％立方织构百分数，并具有很好一致取向度的Ni5W基带．     

定向电镀—涂层导体织构化基带低成本制备的潜在途径

高昂的基带制备成本是限制涂层导体大规模应用的主要障碍。对电镀Ag中取向变化进行了研究分析。研究结果表明,当电镀电流密度较低时(趋于0),镀膜以(220)织构为主,与基片的织构基本一致;当电镀电流密度较高时,样品延密排面(111)择优取向。在此基础上,利用自主研制的定向电镀原理性装置在Cu基片上电镀出(200)取向的双轴织构的Ag层。这些结果为涂层导体织构化基带的制备提供新的可能途径。     

高温超导Ni—W基带的织构研究

涂层超导是目前国际超导界的研究热点和重点，所采用的韧性金属基带多为Ni和NiW合金．本文采用粉末冶金方法制备了Ni-3 at．％W和Ni-5 at．％W合金．利用轧制辅助双轴织构基带（咖TS）技术制备了Ni-W合金基带，系统研究了Ni-W合金形变和再结晶织构转变规律．研究表明：通过大变形量的冷轧和高温再结晶退火，可以得到强立方织构的Ni-W合金基带．     

拉伸应变对YBCO涂层导体传输特性的影响

本文通过实验研究了拉伸应变对YBCO涂层导体的临界电流(Ic)、n值和交流损耗的影响(零场,77K),实验结果表明,随着拉伸应变的增大,YBCO涂层导体Ic的变化分为三个阶段,开始缓慢上升,然后缓慢下降,最后快速下降,Ic的上升表明带材中存在残余压缩应变,Ic的衰减是由于应变导致弱连接区域的钉扎势与晶界间临界电流密度同时减小引起的;而n值随应变增加基本上没有变化,说明沿导体长度方向的Ic分布没有变化.由于临界电流密度沿样品宽度方向分布不均匀,实验所得的交流损耗结果与采用Norris模型计算所得的结果不一致,同时,当应变超过不可逆应变、电流接近Ic时,交流损耗快速增加.     

YBCO涂层导体焊接接头电流分布研究

目前,由于制作工艺的限制,可生产的YBCO涂层导体(2G)的最大长度低于1km,而其在工程应用中需要的长度远远大于可生产长度,因此,针对超导接头技术开展相关研究具有重要的意义。提出了一种测试YBCO涂层导体焊接接头电流分布的试验方法。利用这种方法,分别对3cm,5cm,6cm,8cm,10cm 5种不同长度接头电流和电阻分布进行了测试,并用一个理论模型与实验结果进行了比较。结果显示:接头上下两层带材之间的电流流动大部分是在端点附近完成的;另外,接头电阻是由上下两层带材之间的电流流动引起的,并且主要是由端点处的电流流动决定的。     

涂层导体用金属基带表面对过渡层成核的机理研究

涂层导体用金属基带的表面状况对在其上制备的过渡层的形貌和取向有很大影响.在Ni单晶、轧制辅助双轴织构基带(RABiTS)Ni和经过硫化处理的Ni基带三种不同衬底上采用磁控溅射法制备了CeO₂过渡层.结果表明,在Ni单晶和硫化处理的Ni基带上制备的CeO₂薄膜取向较差,而在RABiTS Ni上制备的CeO₂薄膜完全呈c轴取向,表面平整致密.反射高能电子衍射图显示,RABiTS Ni具有的c(2×2)的S超结构对CeO₂薄膜的取向生长起到了很重要的作用. 关键词： 涂层导体 金属基带 超结构 过渡层     

用于YBCO高温超导涂层的立方织构铜基带制备

Cu是制备双轴织构YBCO高温超导涂层的优良基带材料之一,立方织构的铜带可以提供良好的外延生长环境。文中采用轧制辅助双轴织构基带技术(RABiTS),研究了立方织构铜基带的制备工艺。将铜锭在初轧变形量达到88.4%后,进行400℃退火30min,再经二次轧制总变形量达到99.07%后,在氩气环境125—850℃之间不同温度下退火30min。用March-Dollase函数计算该系列样品的r值,其中850℃退火的样品具有最强的200择优取向,r值为0.25,用不完整极图对该样品的织构情况做进一步分析,用ODF函数定量计算了该样品立方织构的体积百分含量。该样品形成了较强的{001}<100>立方织构,体积百分含量为70.8%。     

高温超导涂层导体——RE123双轴织构技术及其发展状态

本文对高温超导涂层导体及其双轴织构外延生长技术进行了全面的论述。内容分金属基体、缓冲层、超导层三个方面,根据金属基体的不同将缓冲层分成四个类型,即辊扎双轴织构金属基带(RABiTS)上外延缓冲层、自氧化外延(SOE)NiO缓冲层、离子束辅助沉积(IBAD)缓冲层和衬底倾斜沉积(ISD)缓冲层。总结了超导层沉积工艺和人工磁通钉扎中心的最新研究成果,评述和展望了高温超导涂层导体的当前国际状态和发展前景。     

高温超导涂层导体——RE123双轴织构技术及其发展状态

本文对高温超导涂层导体及其双轴织构外延生长技术进行了全面的论述。内容分金属基体、缓冲层、超导层三个方面,根据金属基体的不同将缓冲层分成四个类型,即辊扎双轴织构金属基带(RABiTS)上外延缓冲层、自氧化外延(SOE)NiO缓冲层、离子束辅助沉积(IBAD)缓冲层和衬底倾斜沉积(ISD)缓冲层。总结了超导层沉积工艺和人工磁通钉扎中心的最新研究成果,评述和展望了高温超导涂层导体的当前国际状态和发展前景。     

轴向拉伸应变对YBCO涂层导体V-I特性曲线的影响研究

文中实验测试了YBCO涂层导体在77K(液氮)、自场环境、不同轴向拉伸应变情况下的V-I特性曲线,并获得相应的n值。接着,通过对实验数据的拟合建立了一种理论模型,对不同应变下的V-I特性曲线进行了修正,模型修正的结果很好的反映了在实际不同应变情况下的V-I特性曲线变化特征。在此基础上,建立了这种材料n值和应变之间的理论模型,计算结果与实验数据吻合较好。最后,考虑到YBCO涂层导体的n值在材料的弹性区受轴向拉伸应变的影响很小,给出了YBCO涂层导体临界电流与轴向拉伸应变的理论预测模型。通过与实验数据的对比,该理论模型可准确预测任意应变状态下YBCO涂层导体的V-I特性曲线和所对应的n值及其在弹性区的临界电流。     

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.     

不同热处理工艺YBCO涂层的制备及性能研究

将YBa2Cu3O7-δ微粉与有机胶混合均匀,涂在单晶MgO基片上采用不同热处理工艺制备了YBa2Cu3O7-δ(YBCO)涂层,XRD和SEM分析发现无规取向的粉末在热处理后出现很强的c轴取向,经低温(940℃)热处理后涂层由a-b面取向随机的颗粒状晶粒组成,高温处理(1050℃)后涂层由片状晶粒组成,不同测量电流的R-T结果表明两种工艺涂层具有弱连接特点.     

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.     

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.     

YBCO体系中Ni替代位置分布的转移与正电子寿命参数的变化

利用正电子湮没和X—射线衍射技术，对Ni替代的YBa2Cu3-xNixO7-δ(x=0.0-0.5)超导体系进行了系统研究，分析了体系的精细结构和正电子寿命参数的变化特征，给出了Ni替代位置在Cu(1)和Cu(2)位之间的可能转移以及与正电子寿命参数之间的关联。结果表明，在小替代浓度下，Ni主要占据Cu(2)位，随替代含量的增加，出现部分Ni向Cu(1)位转移，进一步增大Ni替代含量(x≥0．2)，则出现部分Ni在Cu(1)和Cu(2)位之间随机分布，并伴随有杂相出现。同时，讨论了Ni对超导电性抑制的磁散射机理及其解释。     

高温超导氧化物YBCO掺锆酸钡薄膜的制备及其结构分析

本文用脉冲激光溅射沉积法(PLD)在LaAlO3(100)基片上外延生长YB%Cu307-δ掺锆酸钡(BZO)薄膜.用X射线衍射、透射电镜对薄膜结构进行分析.探索PLD沉积的最佳实验参数,最佳沉积温度为800℃,最佳氧分压为25 Pa,最佳沉积频率为3 Hz.     

YBCO沟槽型台阶结和rf SQUID的制备及性能研究

本工作在沟槽型台阶衬底上用直流磁控溅射法外延生长ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ（ＹＢＣＯ）超导薄膜后,制备出台阶结和射频超导量子干涉器（ｒｆＳＱＵＩＤ）．液氮中器件的磁通灵敏度和磁场灵敏度分别达到２．０×１０－４Φ０／Ｈｚ和２９４ｆＴ／Ｈｚ．涂有真空导热硅脂作保护层的器件,至今寿命已达１０个月,经历了３０次以上（个别器件达５０次）测试过程中从液氮到室温的冷热循环,性能没有明显的变化,表现出很好的稳定性．通过研究,解决了制备ｒｆＳＱＵＩＤ器件工艺过程中存在的一些问题,提高了制备器件的可重复性,得到高性能器件的成品率达到３０％～５０％．     

CdS／ZnS包覆结构纳米微粒的微乳液合成及光学特性

利用微乳液法合成ＣｄＳ纳米微粒,并对其进行表面修饰,得到具有ＣｄＳ／ＺｎＳ包覆结构的纳米微粒,以及收光谱与透射电镜表征其粒度与包覆结构,得到ＣｄＳ内核的直径为５ｎｍ,ＣｄＳ／ＺｎＳ包覆结构总粒径为８～１０ｎｍ,吸收阈值及发射峰的蓝移起因于量子限域效应,并观测到ＺｎＳ的懈覆经ＣｄＳ纳米微粒的表面态发射、增强带边发射１并使带边发射进一步蓝移。