本文關(guān)鍵詞： 溶液沉積表面平坦化 非晶Y2O3薄膜 Y-Al-O薄膜 多層超導(dǎo)層帶材　出處：《電子科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：第二代YBa2Cu3O7-x高溫超導(dǎo)帶材在超導(dǎo)輸電線纜,超導(dǎo)磁體,超導(dǎo)電動(dòng)機(jī)等領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣泛。本論文使用化學(xué)溶液沉積表面平坦化(SDP)方式在金屬基帶上沉積非晶氧化物阻擋層薄膜,使基帶表面符合離子束輔助沉積(IBAD)技術(shù)制備YBCO帶材技術(shù)路線的要求,并自主設(shè)計(jì)出全套溶液沉積表面平坦化處理設(shè)備。同時(shí),在YBCO薄膜表面使用金屬有機(jī)溶液沉積法(MOD)制備出不影響YBCO薄膜超導(dǎo)性能的緩沖層,對(duì)含有多層超導(dǎo)層帶材的可行性進(jìn)行了探索。具體研究工作如下所述:1、研究了溶液沉積表面平坦化方式在哈氏合劑基帶表面制備非晶Y2O3薄膜工藝中浸漬提拉速度、快速熱處理溫度和薄膜沉積層數(shù)對(duì)制備薄膜性能參數(shù)的影響,并研究了非晶Y2O3薄膜具體的結(jié)晶過程,制備出在5μm×5μm范圍內(nèi)表面均方根粗糙度小于0.5 nm的非晶Y2O3薄膜。2、Y-Al-O薄膜的結(jié)晶溫度高于Y2O3薄膜,經(jīng)后續(xù)工藝高溫?zé)崽幚磉^程后表面粗糙度變化較小,有利于制備高性能的帶材。詳細(xì)研究了溶液沉積表面平坦化方式在哈氏合金基帶表面制備Y-Al-O薄膜工藝中薄膜沉積層數(shù)、快速熱處理溫度、浸漬提拉速度和前驅(qū)液中金屬離子比例對(duì)Y-Al-O薄膜性能參數(shù)影響,制備出在5μm×5μm范圍內(nèi)表面均方根粗糙度1 nm的Y-Al-O薄膜。3、解決了長(zhǎng)帶材沉積SDP薄膜過程中基帶邊緣薄膜開裂的問題,成功制備出長(zhǎng)度達(dá)28 m,兩面一致性良好,表面均方根粗糙度5μm×5μm范圍內(nèi)基本低于2 nm的SDP帶材,并在所制備的SDP帶材上沉積出面外半高寬Δω=3.64°,面內(nèi)半高寬Δφ=5.15°的IBAD-MgO薄膜和臨界電流密度最高達(dá)2 MA/cm2的YBCO超導(dǎo)薄膜。4、研究了快速熱處理時(shí)間對(duì)YBCO薄膜表面MOD法制備Y2O3薄膜的影響,制備出面外半高寬Δω=4.38°,面內(nèi)半高寬Δφ=4.61°的Y2O3薄膜。研究了高溫?zé)崽幚頊囟葘?duì)YBCO薄膜表面制備CeO2薄膜的影響,沉積出面外半高寬Δω=16.12°,面內(nèi)半高寬Δφ=5.02°的CeO2薄膜。經(jīng)充氧退火后制備有CeO2薄膜的YBCO薄膜超導(dǎo)性能無明顯降低。
[Abstract]:The second generation of YBa2Cu3O7-x HTS tapes are used in superconducting transmission cables and superconducting magnets. The application prospect of superconducting motor is very wide. In this thesis, amorphous oxide barrier films are deposited on metal subband by chemical solution deposition. The substrate surface meets the requirements of ion beam assisted deposition (IBAD) technology for the preparation of YBCO strip, and a complete set of solution deposition surface flattening treatment equipment is designed independently. At the same time, a complete set of solution deposition surface flattening treatment equipment is designed. A buffer layer without affecting the superconducting properties of YBCO thin films was prepared by metal-organic solution deposition method on the surface of YBCO films. The feasibility of multilayer superconducting tape is explored. The specific research work is as follows: 1. The effects of impregnation and drawing speed, rapid heat treatment temperature and the number of deposited layers on the properties of amorphous Y _ 2O _ 3 films prepared on the substrate of Hacharix were studied. The crystallization process of amorphous Y _ 2O _ 3 thin films was studied. The amorphous Y _ 2O _ 3 thin films with surface root-mean-square roughness less than 0.5 nm were prepared in the range of 5 渭 m 脳 5 渭 m. The crystallization temperature of Y-Al-O thin films is higher than that of Y _ 2O _ 3 thin films, and the surface roughness of Y-Al-O films has little change after high temperature heat treatment. The preparation of Y-Al-O thin films on the substrate of Halogen alloy was studied in detail. The number of deposition layers and the rapid heat treatment temperature of Y-Al-O thin films were studied in detail. The influence of the dipping speed and the ratio of metal ions in the precursor on the properties of Y-Al-O thin films was investigated. Y-Al-O thin films with root-mean-square roughness of 1 nm were prepared in the range of 5 渭 m 脳 5 渭 m, which solved the crack problem of substrate edge films during the deposition of SDP thin films. The SDP strip with a length of 28 m, good consistency on both sides and surface RMS roughness in the range of 5 渭 m 脳 5 渭 m was successfully prepared. And deposited on the prepared SDP strip, the outer half maximum width 螖 蠅 ~ (3. 64 擄) was obtained. The in-plane half-height 螖 蠁 ~ (5.15) 擄IBAD-MgO films and the YBCO superconducting films with a critical current density of up to 2 MA/cm2 are obtained. The effect of rapid heat treatment time on the preparation of Y _ 2O _ 3 thin films by MOD method on the surface of YBCO thin films was studied. Y _ 2O _ 3 thin films with in-plane half-maximum width 螖 蠁 ~ (4.61) 擄. The effect of high temperature heat treatment temperature on the preparation of CeO2 thin films on the surface of YBCO thin films was studied, and the outer half maximum width 螖 蠅 ~ (16. 12 擄) was deposited. The in-plane half-height 螖 蠁 ~ (5.02) 擄CeO2 thin films were prepared. The superconducting properties of YBCO thin films with CeO2 thin films were not significantly decreased after oxygen-filled annealing.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB383.2;TM26

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本文編號(hào)：1476509