在双轴织构NiW合金基片上制备高温超导涂层导体CeO2缓冲层薄膜的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102677030A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102677030A(43)申请公布日2012.09.19(21)申请号201110341356.8(22)申请日2011.11.02(71)申请人西南交通大学地址610031四川省成都市二环路北一段111号西南交通大学科技处(72)发明人张欣程翠华赵勇张勇王文涛雷鸣(74)专利代理机构成都信博专利代理有限责任公司51200代理人张澎(51)Int.Cl.C23C20/08(2006.01)H01L39/24(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图11页(54)发明名称在双轴织构NiW合金基片上制备高温超导涂层导体CeO2缓冲层薄膜的方法(57)摘要本发明公开了一种在双轴织构NiW合金基片上制备高温超导涂层导体CeO2缓冲层薄膜的方法，包括以下步骤：将六水合硝酸亚铈(Ce(NO3)3·6H2O)溶解在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，形成无水溶液；向无水溶液中加入聚乙烯基吡咯烷酮(PVP-K30)，制成成膜性好的胶体；再将胶体涂覆在双轴织构NiW合金基片上，随后放入烧结炉中烧结成相，即得二氧化铈(CeO2)高温超导涂层导体缓冲层。该方法的制作成本低，易制得品质良好的二氧化铈(CeO2)薄膜，能有效地发挥涂层导体缓冲层的作用。CN102673ACN102677030A权利要求书1/1页1.在双轴织构NiW合金基片上制备高温超导涂层导体CeO2缓冲层薄膜的方法，其步骤是：a、无水溶液制备：将六水合硝酸亚铈Ce(NO3)3·6H2O溶解在N-甲基吡咯烷酮NMP中，形成无水溶液；b、胶体制备：在a步的无水溶液中加入聚乙烯基吡咯烷酮形成胶体；c、胶体涂敷与干燥：将b步制得的胶体涂覆在双轴织构NiW合金基片上；d、热分解处理：将涂敷有胶体的基片置于烧结炉中，并在整个热分解处理过程中通入H2体积含量为5％的H2-Ar混合气，使炉温从室温以0.7℃/min的速度升至140℃-220℃，再以1.5-1.7℃/min的速度升至420℃-450℃，再保温0.5小时，然后让炉自然降温至室温；e、烧结成相：将热分解处理后的基片放入烧结炉中，先往烧结炉中通入H2体积含量为5％的H2-Ar混合气，再将炉温以25-100℃/min的速度升至1100℃-1140℃，保温30-50分钟，然后让炉自然降温至室温，即得目标物。2.如权利要求1所述的在双轴织构NiW合金基片上制备高温超导涂层导体CeO2缓冲层薄膜的方法，其特征是：所述b步中的聚乙烯基吡咯烷酮的加入量为胶体总质量的3％-5％。3.如权利要求1所述的在双轴织构NiW合金基片上制备高温超导涂层导体CeO2缓冲层薄膜的方法，其特征是，所述c步中将胶体涂覆在涂层导体的双轴织构NiW合金基片上的具体作法为：将胶体滴在基片上，用匀胶机旋转，使胶体均匀涂覆在基片上。2CN102677030A说明书1/4页在双轴织构NiW合金基片上制备高温超导涂层导体CeO2缓冲层薄膜的方法技术领域[0001]本发明属于高温超导材料制备技术领域，尤其涉及高温超导涂层导体缓冲层薄膜的制备技术。背景技术[0002]第二代高温超导带材即稀土钡铜氧REBCO涂层导体，由于其优良的本征电磁特性，尤其是其在高磁场下优良的载流能力，在电力系统中拥有广阔的应用前景。各发达国家从本国电力能源的技术革新和长远利益，大力推进第二代高温超导体研究与实用化进程，国际间竞争愈来愈激烈。[0003]但是REBCO超导层在制备过程中对氧的依赖很严重，很容易氧化金属基底，同时金属离子也会向超导层扩散，这都将严重影响了REBCO的超导性能。因此，在金属衬底和REBCO之间必须增加一层缓冲层材料，既要充当金属衬底从到REBCO外延生长的中间模板，又要阻挡两种材料的相互扩散，这样才能保证制备出性能优良的REBCO高温超导涂层导体。因此，高温超导涂层导体都具有衬底、至少一层缓冲层和REBCO超导涂层三层结构。[0004]目前，制备缓冲层的方法除了有物理气相沉积(PVD)，还有金属有机物化学气相沉积(MOCVD)，化学溶液沉积(CSD)等。CSD法相比其它方法具有成本低，操作相对简单，成分控制精确以及适合大面积沉积等独特优势，已逐渐成为制备缓冲层和REBCO层的主要工艺方法和研究热点。另一方面，随着采用RABiTS(轧制辅助双轴织构法)制备双轴织构的Ni基合金基带的日趋成熟，在RABiTS的Ni基合金基带采用CSD法外延生长高品质的缓冲层以及后续的超导层已逐渐成为制备第二代高温超导带材的主要技术趋势。[0005]此外，在众多缓冲层材料中，CeO2晶格与YBCO很匹配，化学稳定性和热稳定好，被公认为最好的缓冲层材料，许多小组都展开了化学溶液法沉积