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《化學方法制備ybco涂層超導薄膜的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、摘要從第二代涂層超導帶材的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀看，我國在此方面的研究遠遠落后于其它發(fā)達國家。為了簡化第二代涂層超導帶材的制備過程，降低制備成本，縮短我國與發(fā)達國家的差距，推進第二代超導帶材的實用化進程，本論文提出了應用兩種非真空的化學方法——三氟乙酸鹽金屬有機物沉積方法(TFA．MOD)和超聲霧化熱分解方法(USP)直接在織構(gòu)Ag基底上沉積YBCO薄膜的研究思路。為排除Ag基底的織構(gòu)和表面形貌等對YBCO薄膜性能的影響，深入了解MOD方法的基本原理，采用TFA．MOD方法首先在SrTi03單晶基底上沉積YBCO超導薄膜，研究熱處
2、理工藝條件及膜厚對YBCO薄膜各性能的影響。最后在優(yōu)化的工藝條件下：低溫燒結(jié)時，從200。C到250。C耗時600min，氣體流量0．5L／min，水浴溫度40。C；高溫燒結(jié)溫度800。C，氣體流量1．0L／min，水浴溫度80。C，制備出了成分單一，良好雙軸織構(gòu)的YBCO薄膜，(102)(p-scan的FWHM為1．020，疋為92K，Jo為3．8x105A／cm2。在系統(tǒng)深入地研究了在STO單晶基底上沉積超導膜的基礎上，用MOD法在織構(gòu)Ag基底上制備YBCO薄膜，討論了不同織構(gòu)和表面狀態(tài)的Ag基底(氬氣氣氛退火的Ag基
3、底、真空條件退火的Ag基底及冷軋Ag基底)對YBCO薄膜的成分、取向、表面形貌、超導電性的影響。研究發(fā)現(xiàn)在真空退火Ag基底上因受其弱織構(gòu)和表面軋痕的影響，很難制各出性能良好的YBCO超導薄膜。在具有較強(110)<110>織構(gòu)的氬氣退火的Ag基底上獲得了較好的雙軸織構(gòu)和較高臨界電流密度的YBCO薄膜。因冷軋Ag基底在薄膜退火過程中才形成利于YBCO薄膜外延生長的再結(jié)晶退火織構(gòu)，所阻在其上沉積的YBCO薄膜織構(gòu)沒有在氬氣退火Ag基底上的強，但薄膜的表面平整，連接性大大好于在氬氣退火Ag基底上的YBCO薄膜，因此臨界電流密度也
4、較高，五為1．5x104A／cm2。探索用另外一種化學方法——超聲霧化熱分解方法制備YBCO超導薄膜，根據(jù)該方法的基本原理，設計制作了超聲霧化熱分解方法鍍膜的實驗裝置，并用該裝置在{110}<110>織構(gòu)Ag基底上沉積YBCO薄膜。實驗發(fā)現(xiàn)由于三種硝酸鹽的分解溫度不同(在沉積過程中它們的分解不同步發(fā)生)，導致了薄膜中cu的比例比金屬前驅(qū)溶液中Cu的比例高很多，所以需減少金屬前驅(qū)液中cu2+的比例和調(diào)整金屬離子總濃度，并選擇適當?shù)妮d氣流量在一定的沉積溫度下才能制備出成北京工業(yè)大學工學博士學位論文分單一的YBCO薄膜。為了阻止
5、Ag在高溫下的揮發(fā)和向YBCO薄膜中的擴散，提出了高低溫兩步沉積的鍍膜方案，降低了薄膜中Ag的含量，使薄膜的織構(gòu)和臨界電流密度得到明顯的改善和提高。經(jīng)大量的鍍膜實驗，確定了在織構(gòu)Ag基底上制備YBCO薄膜較合理的工藝條件，并在{110}<110>織構(gòu)Ag基底上制各出了15em長的YBCO超導薄膜，薄膜整體成分均勻單一，有良好的雙軸織構(gòu)，(103)峰中．掃描和a．掃描的FWHM分別為13．15。和4—50，^在104A／鋤2左右。關鍵詞：涂層超導；YBCO；三氟乙酸鹽金屬有機物沉積方法；超聲霧化熱分解方法；AgIIABSTR
6、ACTAsfarascoatedconductordevelopmentisconcerned，Chinagelsbehindothercountriesduetotheinsufficiencyoffundforscientificresearch．InordertoacceleratetheresearchonthecoatedconductorinChina，wedirectlydepositedYBCOfilmsontexturedAgsubstrateswithoutanybufferlayersbyfast，l
7、owcostandnon—vacuumtechniques，suchasTFA·MODandUSPmethods．InordertoeliminatetheeffectsofthetextureandsurfaceroughnessinAgsubstratesonYBCOfilms，SrTi03singlecrystalsubstratesweremainlyemployedindepositingYBCOfilmstounderstandthemechanismoffilmformationbyTFA-MODmethod
8、．Wehaveinvestigatedtheeffectsofheat·treatmentconditionsandthicknessonthepropertiesofYBCOfilms．Withoptimumparameters，wecallsuccessfullyfabricatedthefilms
