一种稀土钡铜氧高温超导膜的制备方法.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(10)申请公布号CNCN103613377103613377A(43)申请公布日2014.03.05(21)申请号201310617065.6C04B35/622(2006.01)(22)申请日2013.11.27(71)申请人清华大学深圳研究生院地址518055广东省深圳市南山区西丽大学城清华校区申请人清华大学(72)发明人冯峰黄荣厦瞿体明吴蔚薛韵然史锴韩征和(74)专利代理机构深圳新创友知识产权代理有限公司44223代理人江耀纯(51)Int.Cl.C04B35/45(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图1页附图1页(54)发明名称一种稀土钡铜氧高温超导膜的制备方法(57)摘要本发明公开了一种稀土钡铜氧高温超导膜的制备方法，包括：a)将稀土金属盐、钡盐、铜盐和掺杂元素化合物按比例称量分散于溶剂中，得前驱物，掺杂元素化合物在300-650℃和氧气氛围下能生成掺杂元素的氧化物；b)将前驱物涂于基底上形成前驱膜；c)前驱膜置入热处理炉中，通入氧气，炉温升至300-650℃并保温0-5小时，并在炉温达到80-120℃时通入水蒸气直到完成热分解；d)通入氧氮混合气和水蒸气，将炉温升至700-825℃并保温20-250分钟，在保温时间的最后1-30%时间内，停止通入水蒸气；e)在干燥的氧气下，将炉温降至400-500℃并保温0-240分钟，得到产品。本发明得到的稀土钡铜氧高温超导膜的厚度在300nm以上，超导临界温度高于90K，在77K温度、自场条件下的临界电流密度高于1mA/cm2。CN103613377ACN10367ACN103613377A权利要求书1/1页1.一种稀土钡铜氧高温超导膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a)将稀土金属盐、钡盐、铜盐和掺杂元素化合物按比例称量并分散于溶剂中，搅拌后得到均匀的前驱物，所述掺杂元素化合物在300℃-650℃和氧气氛围下能生成掺杂元素的氧化物；b)将所述前驱物涂覆于基底上形成前驱膜；c)将所述前驱膜置入热处理炉中，以0.1米/分钟-10米/分钟的流速通入高纯氧气流作为热处理气氛，将炉温在升温速率为1℃/分钟-1500℃/分钟下升至300℃-650℃并保温0-5小时，并在炉温达到80℃-120℃内的一温度时增加水蒸气的通入直到完成热分解，所述水蒸气的分压为0.7-90kPa；d)以氧氮混合气为热处理气氛，所述氧氮混合气的气体流速为1米/分钟-100米/分钟，其中氧气的含量为50ppm-500ppm，其余为氮气，并通入水蒸气，所述水蒸气分压为0.7-90kPa，将炉温在升温速率为10℃/分钟-100℃/分钟下继续升至700℃-825℃并保温20分钟-250分钟，在保温时间的最后1%-30%时间内，停止水蒸气的通入，完成烧结晶化；e)在流速为0.1米/分钟-10米/分钟的干燥的高纯氧气下，将炉温降至400℃-500℃并保温0分钟-240分钟，完成充氧，得到所述稀土钡铜氧高温超导膜。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述掺杂元素的氧化物的熔点≤900℃；所述掺杂元素相对于所述稀土金属盐中的稀土元素的摩尔比为0.1%～30%。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述掺杂元素选自铅、铋、碲、钒、锑、钠、硼、铷、铯、硒、锂中的一种或两种以上的组合。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤a）中，所述稀土金属盐、钡盐和铜盐的金属阳离子摩尔比为1:(1+x):3，其中，0.5≤x≤1。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述稀土金属盐中的稀土元素为钇、钆、钐、钕、铕、镝、钬、铒中的一种或两种以上的组合。6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述稀土金属盐、钡盐和铜盐均选自乙酸盐、硝酸盐、碳酸盐、盐酸盐、丙烯酸盐和环烷酸盐中的一种或两种以上的组合。7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤b）中，所述基底为具有双轴织构的氧化物的单晶基片或具有双轴织构的氧化物的薄膜，所述具有双轴织构的氧化物为铝酸镧、钛酸锶、锰酸镧、氧化铈、氧化镁、氧化钇稳定氧化锆中的一种或两种以上的组合。8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述溶剂为酸类溶剂、酸酐类溶剂、醇类溶剂和水中的一种或两种以上的组合。9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤c中，所述升温速率为2℃/分钟-30℃/分钟。10.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤d中，所述升温速率为20℃/分钟-60℃/分钟。2CN103613377A说明书1/5页一种稀土钡铜氧高温超导膜的制备方法技术领域[0001]本发明属于高温超导材料技术领域，具体涉及一种稀土钡铜氧高温超导膜的制备方法。背景技