MOD法制备STO缓冲层及YBCO超导带材的研究

发布时间：2016-09-09 09:17

  本文关键词：高电压冷绝缘高温超导电缆的主绝缘设计，，由笔耕文化传播整理发布。

《电子科技大学》 2009年

MOD法制备STO缓冲层及YBCO超导带材的研究

陈文祥  

【摘要】： 第二代Y系高温超导材料具有交流损耗低、磁场下载流能力强、较高的不可逆场等优点。然而直接在柔性金属基带上沉积超导薄膜存在晶格失配度高和金属离子和氧离子扩散的问题,因此需要在基带和超导薄膜之间制备缓冲层。MOD方法具有组分容易控制、成本低、易规模化生产等优点,因此本论文采用MOD法在Ni-5%W合金基带上制备SrTiO3(STO)缓冲层及YBCO超导薄膜,并对过渡层薄膜的结构和表面形貌进行了系统的研究。 首先本文对MOD方法制备STO薄膜的工艺参数做了系统的分析,研究了退火温度、升温速率、甩胶速率等工艺参数对薄膜结构及表面形貌的影响。并优化了工艺参数,在甩胶速率为2000-3000r/min时,采用快速退火的方式在975℃下制备出了具有(200)单一取向、表面平整(RMS=3.6nm)、且具有较好重复性的STO缓冲层。 另外,为了研究全MOD法制备第二代高温超导带材的可行性,我们还进行了TFA-MOD法在STO缓冲层上制备YBCO超导薄膜的研究。在800℃和低氧气氛下制备出具有较好c轴生长取向的YBCO薄膜。实验证明单一的STO缓冲层能够有效地阻挡YBCO超导层与金属基带间的互扩散,并且能够传递金属基带的织构。 最后,还对STO薄膜进行了Nb元素掺杂,使其半导化的工作,讨论了不同的掺杂浓度对薄膜的织构、表面形貌以及导电性能的影响。在对薄膜织构以及表面形貌影响不大的情况先制备出了具有一定导电性能的STO薄膜。

【关键词】：
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM26
【目录】：

摘要4-5

ABSTRACT5-8

第一章 概述8-23

1.1 引言8-10

1.2 高温超导带材的简介10-14

1.2.1 Bi 系高温超导带材10-11

1.2.2 Y 系高温超导带材11-13

1.2.3 MgB_2 新型超导带材13-14

1.3 Y 系高温超导带材的制备14-20

1.3.1 YBCO 超导层的制备方法14-15

1.3.2 金属基带的选择与制备15-17

1.3.3 过渡层的选择与制备17-20

1.4 过渡层研究现状20-21

1.5 论文的选题依据和研究方案21-23

第二章 实验方法与原理23-32

2.1 MOD 法的基本原理23

2.2 实验设备与原材料23-24

2.2.1 实验仪器23-24

2.2.2 实验使用的原材料24

2.3 MOD 法制备STO 薄膜24-29

2.3.1 前驱液的配制25-26

2.3.2 前驱膜的涂敷26-28

2.3.3 高温热处理过程28-29

2.4 薄膜的分析测试方法及原理29-32

2.4.1 薄膜的结构分析29-30

2.4.2 表面形貌分析30-32

第三章 MOD 法制备SRTIO_3缓冲层薄膜的工艺研究32-45

3.1 引言32

3.2 STO 种子层32-33

3.3 退火温度33-38

3.4 升温速率38-39

3.5 匀胶机旋转速度39-42

3.6 工艺的可重复性42-44

3.7 小结44-45

第四章 TFA-MOD 法在STO 缓冲层上制备YBCO 薄膜45-51

4.1 引言45

4.2 YBCO 前驱体溶液的制备45-46

4.3 退火温度对YBCO 薄膜结构的影响46-48

4.4 缓冲层薄膜结构对YBCO 薄膜结构的影响48-50

4.5 小结50-51

第五章 STO 薄膜半导化及模板层应用51-58

5.1 引言51

5.2 NB 掺杂的STO 薄膜制备YBCO 的影响51-55

5.3 CEO_2 缓冲层上生长STO 薄膜55-57

5.4 小结57-58

第六章 结论58-59

参考文献59-63

致谢63-64

在读期间发表的论文64-65

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本文编号：112130