一种元素掺杂钇钆钡铜氧高温超导薄膜的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103102162A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103102162103102162A(43)申请公布日2013.05.15(21)申请号201310035669.XC04B35/505(2006.01)(22)申请日2013.01.30(71)申请人江苏天诚线缆集团有限公司地址225105江苏省扬州市广陵区沙头镇施沙路2号(72)发明人赵万富陈源清(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人邱兴天(51)Int.Cl.C04B35/624(2006.01)C04B35/45(2006.01)C04B35/50(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书6页说明书6页附图2页附图2页(54)发明名称一种元素掺杂钇钆钡铜氧高温超导薄膜的制备方法(57)摘要本发明公开了一种元素掺杂钇钆钡铜氧高温超导薄膜的制备方法，用三氟乙酸和丙烯酸或丙酸作络合剂，将醋酸钡、氧化钇或醋酸钇、稀土氧化物或稀土醋酸盐、乙酰丙酮锆或氯化锡或氯化铪、醋酸铜溶解于甲醇中，形成低氟溶液；然后以低氟溶液作为前驱体溶液，用浸渍提拉法或旋转涂覆法在单晶基片或带有缓冲层的NiW合金基带上，制备凝胶薄膜；随后将得到的凝胶薄膜在空气下干燥；然后将干燥得到的干膜放入石英管式烧结炉中进行预处理和终处理，即可获得性能优良的稀土掺杂的钇钡铜氧超导薄膜。该方法，成本低，有效避免BaCO3杂相的生成，避免乳酸的使用，提高了溶液的稳定性，还简化了操作过程，可用于产业化生产大面积超导薄膜，获得的超导膜性能均匀、表面光洁度好，性能优良。CN103102162ACN10326ACN103102162A权利要求书1/2页1.一种元素掺杂钇钆钡铜氧高温超导薄膜的制备方法，其特征在于：用三氟乙酸和丙烯酸作络合剂，或用三氟乙酸和丙酸作络合剂，将醋酸钡、氧化钇或醋酸钇、其它稀土氧化物或稀土醋酸盐、乙酰丙酮锆或氯化锡或氯化铪、醋酸铜溶解于甲醇中，形成低氟溶液；然后以低氟溶液作为前驱体溶液，用浸渍提拉法或旋转涂覆法在单晶基片或带有缓冲层的NiW合金基带上，制备凝胶薄膜；随后将得到的凝胶薄膜在空气下干燥；然后将干燥得到的干膜放入石英管式烧结炉中进行预处理和终处理，即可获得性能优良的稀土掺杂的钇钡铜氧超导薄膜。2.根据权利要求1所述的元素掺杂钇钆钡铜氧高温超导薄膜的制备方法，其特征在于：所述的其它稀土氧化物选自氧化钆、氧化镱、氧化镝、氧化铒；所述的其它稀土醋酸盐选自醋酸钆、醋酸镱、醋酸镝或醋酸铒。3.根据权利要求1所述的元素掺杂钇钆钡铜氧高温超导薄膜的制备方法，其特征在于：在所述的低氟溶液中，锆或锡或铪、钇、其他稀土元素、钡、铜离子的摩尔比为0.07~0.1：0.5～1：0.1～0.6：2：3～4；其中，其它稀土元素选自钆、镱、镝和铒。4.根据权利要求1所述的元素掺杂钇钆钡铜氧高温超导薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）低氟溶液的配制：采用三氟乙酸和丙烯酸作为络合剂，按摩尔比为0.07~0.1：0.25~0.5：0.05~0.3：2：3～4将乙酰丙酮锆、氧化钇、其他稀土氧化物、醋酸钡、醋酸铜溶解，得到蓝色透明低氟溶液；该溶液中有效成分乙酰丙酮锆、氧化钇、其他稀土氧化物、醋酸钡、醋酸铜、三氟乙酸、丙烯酸、甲醇的摩尔比为：0.07~0.1：0.25~0.5：0.05~0.3：2：3～4：3～6：6～240：0～240；（2）凝胶薄膜的制备：采用低氟溶液作为前驱体溶液，用浸渍提拉法或旋转涂覆法在单晶基片或带有过渡层的NiW合金带材上，制得凝胶薄膜，在空气下，低于100℃条件下干燥20~30min，挥发掉多余的溶剂，得到凝胶干膜；（3）薄膜预处理：将获得的干膜放入石英管式烧结炉中，在氧气条件下升温到100℃，然后切换成湿氧气，然后再升温到200℃，然后以2~10℃/min升温到310℃，然后以5~20℃/min升温到450~500℃，保温一段时间后，随后随炉降温，此过程中采用湿O2气氛保护；（4）薄膜终处理：从室温开始，在干N2环境下，以15~25℃/min的速度升温到750~850℃；随后，将气氛切换成湿N2/O2混合气氛，并保温1~3h，O2的含量保持在200~20000ppm；然后，将气氛切换成干N2/O2混合气氛，保温10~30min；最后随炉冷却，当温度冷却到400~500℃后将气氛切换成干O2，并在此温度下保温2~5h；保温结束后，再随炉冷却到室温，并将气氛关闭，并取出样品。5.根据权利要求4所述的元素掺杂钇钆钡铜氧高温超导薄膜的制备方法，其特征在于：通过依次重复步骤2）、步骤3）数次，或依次重复步骤2）、步骤3）、步骤4），来实现增加薄膜的厚度。6.根据权利要求4所述的元素掺杂钇