一种利用快速热处理制备钇钡铜氧高温超导薄膜的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107619274A(43)申请公布日2018.01.23(21)申请号201710794139.1(22)申请日2017.09.06(71)申请人西安理工大学地址710048陕西省西安市金花南路5号(72)发明人雷黎李力敏赵高扬(74)专利代理机构北京国昊天诚知识产权代理有限公司11315代理人杨洲(51)Int.Cl.C04B35/45(2006.01)C04B35/622(2006.01)C04B35/624(2006.01)H01B12/06(2006.01)H01B13/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图7页(54)发明名称一种利用快速热处理制备钇钡铜氧高温超导薄膜的方法(57)摘要本发明公开了一种利用快速热处理制备钇钡铜氧高温超导薄膜的方法，包括以下步骤：前驱液：配制出性能稳定的YBCO溶胶；凝胶膜制备：以YBCO溶胶为前驱物，采用浸渍提拉法或旋转涂覆法在铝酸镧单晶基板上制备YBCO薄膜；低温热分解：在混合气氛保护下，将样品从室温直接放置于预设温度为400～500℃温度范围的管式炉内，保温30min；高温晶化：在混合气氛保护下，将热分解后的样品直接放置于预设温度为780～830℃温度范围的管式炉内，保温30min，晶化所得YBCO薄膜为四方相，在干燥氧气中进行低温渗氧处理，即得正交相的YBCO超导薄膜。本发明显著缩短反应时间，工艺流程简单，制备能耗低，成本低，适用于工业化生产。CN107619274ACN107619274A权利要求书1/1页1.一种利用快速热处理制备钇钡铜氧高温超导薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、前驱液：配制出性能稳定的YBCO溶胶；2)、凝胶膜制备：以YBCO溶胶为前驱物，采用浸渍提拉法或旋转涂覆法在铝酸镧单晶基板上制备YBCO薄膜；3)、低温热分解：在混合气氛保护下，将样品从室温直接放置于预设温度为400～500℃温度范围的管式炉内，保温30min；4)、高温晶化：在混合气氛保护下，将热分解后的样品直接放置于预设温度为780～830℃温度范围的管式炉内，保温30min，晶化所得YBCO薄膜为四方相，在干燥氧气中进行低温渗氧处理，即得正交相的YBCO超导薄膜。2.根据权利要求1所述的一种利用快速热处理制备钇钡铜氧高温超导薄膜的方法，其特征在于，步骤(1)中YBCO溶胶含有钇、钡、铜大分子交联结构。3.根据权利要求1所述的一种利用快速热处理制备钇钡铜氧高温超导薄膜的方法，其特征在于，步骤(2)中YBCO薄膜制备后，置于80～100℃烘箱内5～10min，得到干燥的YBCO凝胶膜。4.根据权利要求1所述的一种利用快速热处理制备钇钡铜氧高温超导薄膜的方法，其特征在于，步骤(3)中混合气氛为：0～1.4％volCO2，0～0.74％volO2，0～0.4％volH2O，其余组分为N2或Ar。5.根据权利要求1所述的一种利用快速热处理制备钇钡铜氧高温超导薄膜的方法，其特征在于，步骤(4)中混合气氛为：0～0.16％volO2，0～0.4％volH2O，其余组分为N2或Ar。2CN107619274A说明书1/4页一种利用快速热处理制备钇钡铜氧高温超导薄膜的方法技术领域[0001]本发明属于高温超导薄膜的制备技术领域，特别涉及一种利用快速热处理制备钇钡铜氧高温超导薄膜的方法。背景技术[0002]超导材料及其电力应用器件具有常规导体及器件所不能比拟的体积小、效率高、能耗低和大容量等优点，可以广泛应用强电、弱电、强磁等多种领域。低温超导材料如Nb3Sn、Nb3Al等具有较低的临界转变温度Tc，仅可在价格昂贵的液氦和超低温的工作环境中应用。高温超导材料的发现克服了这一应用壁垒，冷却媒介由液氦变为液氮，实现人们在液氮温区(77K)应用超导电性的愿望，在相继发现的高温超导材料中，如YBa2Cu3O7-x(YBCO)、Bi2Sr2CaCu2O8(BSCCO)、Tl2Ba2CaCu2O8(TBCCO)、HgBa2CaCu2O6(HBCCO)，Bi系超导带材各向异性较大，强磁场下难以获得高临界电流密度且银套管制备技术提高了工业成本；铊系和汞系均含有有毒元素，相较而言，YBCO具有优异的上临界场，高的载流能力，以及较低的电流损耗，是目前77K下可获得强磁场的实用化超导材料。[0003]第二代高温超导材料YBCO有非常广阔的应用前景，虽对其基础物性和成材机理的研究取得一系列进展，但探索高性能、高产能和低成本的制备技术是YBCO实用化过程中亟待解决的关键问题。以磁控溅射法，脉冲激光沉积法为主流技术的物理制膜方法需要昂贵的真空系统，成本居高不下，且制备过程中的高温和氧气氛使设备损耗严重。化学溶液沉积法制备的薄膜成本低、结构与成