YBaCuO超导带材制备的基础研究

摘要

YBaCuO带材主要通过在柔性金属基底上沉积超导层获得,多层缓冲层加工的复杂工艺以及YBaCuO厚膜沉积的真空条件,使YBaCuO带材的实际价格远远高于预测价格.Ag与Y123在高温下无化学扩散,采用Ag合金做基带材料,可以实现直接涂覆超导膜,摒弃了以Ni作基底时复杂的缓冲层制备过程,在一定程度上节省了时间和成本.电泳沉积法具有设备简单、操作容易等优点,能够实现快速连续地沉积,因此在Ag基带上电泳沉积YBaCuO厚膜可以很大程度地降低YBaCuO带材的制备成本.YBaCuO长带制备的障碍之一就是晶粒间的弱连接,熔化工艺是唯一被证明可以基本上消除弱连接行为的工艺,但由于涉及高温处理,Ag基底会熔化变形.因此降低YBaCuO的熔化温度到银熔点以下,或者将Ag基底的熔点提高到YBaCuO的熔化温度以上,是解决YBaCuO带材热处理温度问题两条可行的途径.掺杂一直是人们探索高温超导电性机制和寻找新的超导体系的有效方法之一,本文通过掺杂的方法降低了YBaCuO的熔点.本文还将电泳沉积与银掺杂结合起来,通过电泳共沉积获得掺银的YBa<,2>Cu<,3>O<,7-δ>超导厚膜.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1高温超导体简介

1.2 YBa2Cu3O7-δ超导体的晶体结构

1.3 YBa2Cu3O7-δ超导体的元素替代

1.4 YBa2Cu3O7-δ超导体的临界电流特性

1.5 YBaCuO带材制备技术

1.5.1基底的制备

1.5.2缓冲层的制备

1.5.3 YBaCuO超导层的制备

1.5.4低成本YBaCuO厚膜制备技术研究

1.6本文的主要内容及意义

第二章YBaCuO熔点的降低

2.1前言

2.2实验方法

2.3掺杂对YBaCuO性质的影响

2.3.1 Ag掺杂

2.3.2 PbO掺杂

2.3.3 Ag和PbO混合掺杂

2.3.4 BaPbO3掺杂

2.3.5 Na2CO3掺杂

2.3.6 Li2CO3掺杂

2.4低氧分压对YBaCuO熔点的影响

2.5小结

第三章电泳共沉积含Ag的YBaCuO厚膜

3.1引言

3.2电泳沉积YBa2Cu3O7-δ原理

3.3电泳共沉积机理与模型

3.4电泳共沉积Ag-YBa2Cu3O7-δ实验

3.5结果与讨论

3.5.1电泳共沉积膜中Ag的含量

3.5.2电泳共沉积中Ag粒子的行为

3.5.3电泳沉积膜表面裂纹的消除

3.5.4电泳共沉积膜的组成与微观形貌

3.6小结

第四章高熔点Ag基复合材料的制备

4.1前言

4.2实验

4.3结果与讨论

4.3.1 Al2O3-Ag复合材料的熔化温度

4.3.2 Al2O3-Ag复合材料的线膨胀系数

4.3.3 Al2O3-Ag复合材料的力学性能

4.4小结

第五章低氧分压下YBaCuO的熔融织构生长

5.1引言

5.2熔融织构生长工艺

5.3实验

5.4结果与讨论

5.4.1 Ar气氛下YBaCuO的熔化温度

5.4.2 Ar气氛下YBaCuO的熔融织构生长工艺

5.4.3熔融织构YBaCuO样品的超导电性

5.5小结

第六章Ag包套法制备YBaCuO带材及其后处理研究

6.1前言

6.2实验

6.2.1 OPIT工艺

6.2.2粉末原料与填充

6.2.3形变

6.2.4热处理

6.3结果与讨论

6.3.1样品芯部的X射线衍射分析

6.3.2粉末粒度对Jc的影响

6.3.3样品厚度对Jc的影响

6.4小结

第七章结论

参考文献

致 谢

作者简介

攻读博士期间发表的论文