一种制备高温超导涂层导体La2Zr2O7缓冲层薄膜的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102222761A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102222761A(43)申请公布日2011.10.19(21)申请号201110090543.3(22)申请日2011.04.12(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(72)发明人张欣张勇赵勇程翠华张敏王文涛(74)专利代理机构成都博通专利事务所51208代理人陈树明(51)Int.Cl.H01L39/24(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种制备高温超导涂层导体La2Zr2O7缓冲层薄膜的方法(57)摘要本发明公开了一种制备高温超导涂层导体La2Zr2O7缓冲层薄膜的方法，包括以下步骤：将硝酸镧(La(NO3)3·6H2O)和硝酸锆(Zr(NO3)4·5H2O)溶解在乙二醇甲醚中，形成无水溶液；向无水溶液中加入聚乙二醇-20000(polyethyleneglycol，PEG-20000)，制成成膜性好的胶体；再将胶体涂覆在基片上，干燥后，放入烧结炉中烧结成相，即得镧锆氧(La2Zr2O7)高温超导涂层导体缓冲层。该方法的制作成本低，易制得高品质的La2Zr2O7薄膜，能有效地发挥涂层导体缓冲层的作用。CN10276ACCNN110222276102222772A权利要求书1/1页1.一种制备高温超导涂层导体La2Zr2O7缓冲层薄膜的方法，其步骤是：a、无水溶液制备：将硝酸镧(La(NO3)3·6H2O)和硝酸锆(Zr(NO3)4·5H2O)按镧、锆的离子数量比等于1∶1的比例，溶解在乙二醇甲醚中，形成无水溶液；b、胶体制备：在a步的无水溶液中加入聚乙二醇-20000形成胶体；c、胶体涂敷与干燥：将b步制得的胶体涂覆在基片上，再进行干燥；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340℃-420℃，再以1.0-1.4℃/min的速度升至570℃-600℃，再保温0.5-1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970℃-1000℃，保温0.5-1小时，然后让炉自然降温至室温，即得。2.如权利要求1所述的制备高温超导涂层导体La2Zr2O7缓冲层薄膜的方法，其特征是：所述b步中的聚乙二醇-20000的加入量为胶体总质量的3％-5％。3.如权利要求1所述的制备高温超导涂层导体La2Zr2O7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。4.如权利要求1所述的高温超导涂层导体La2Zr2O7缓冲层薄膜的方法，其特征是：所述c步中干燥时的温度为100℃-200℃。2CCNN110222276102222772A说明书1/5页一种制备高温超导涂层导体La2Zr2O7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。[0003]涂层导体的高温超导层的成分为ReBa2Cu3Ox(简称ReBCO，Re为钇或镧系元素)。对于超导线材、超导磁体等实际应用领域，脆性的ReBCO高温氧化物超导材料必须涂覆在机械性能(强度、韧性)优良的金属衬底上才能减少或避免加工或使用过程中的机械损伤。另外，这种衬底材料还需具有良好的导电性和导热性，以避免使用过程中由于局部失超引发的系统失效和崩溃。[0004]ReBCO高温超导层材料由于本身的层状结构，导致极强的各向异性，晶格的ab面上的负载电流能力远远高于c轴方向。ReBCO高温超导材料的载流性能对a、b方向上的晶格失配极为敏感，大的晶格失配角将会形成弱连接，严重影响其载流能力。研究表明，ReBCO的载流能力随a、b方向上晶格失配角的增大而指数衰减。要减小a、b方向上晶格失配角，降低弱连接效应，保证ReBCO的载流能力，外延织构成了其制备技术中不可或缺的工艺过程。迄今为止，国内外公认的最佳衬底材料为Ni基合金材料。而Ni基合金和ReBCO高温超导材料的ab面存在一定的晶格失配，直接在Ni基合金基带上外延生长ReBCO高温超导材料几乎是不可能的。再者，在ReBCO的成相热处理过程中Ni基合金与ReBCO之间会有较强的相互扩散和化学反应，这就严重影响了ReBCO的超导性能。因此，在N