mod工艺制备ybco涂层超导带材的研究

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1、摘要阻三氟乙酸盐(trifluoroacetate，TFA)作前驱物，用金属有机物沉积MOD(metalorganicdeposition)方法制备YBCO超导带材被认为是目前涂层超导最有发展前景的制备工艺，MOD工艺成本低廉、无需真空条件并且能够制备出高上的YBCO薄膜。本论文采用STO(SrTi03)单晶为基底系统摸索了MOD工艺制各YBCO超导薄膜的工艺条件，并采用MOD工艺在{110}<110>双轴织构Ag基带上成功制各了YBCO薄膜，为第二代高温涂层超导的低成本工业化探索道路。首先在STO单晶基底上通过TFA．MOD方法制各YBCO超导薄膜。系统研究了各种工艺参数对薄膜成分、取

2、向、表面形貌、超导电性等的影响，重点讨论了低温升温速率、低温烧结湿度、高温烧结温度和高温烧结湿度等工艺条件以及薄膜厚度对YBCO薄膜各项性能的影响。实验研究表明，低温阶段升温速率越慢，薄膜表面越平整光滑，无裂纹；一定的气体湿度不仅可有效防止Cu-TFA的升华挥发，并且低温烧结时低的气氛湿度所形成薄膜表面比较平整致密。高温烧结阶段，烧结温度和气氛湿度对形成成分单一YBCO和双轴织构的YBCO都起着非常重要的作用。所有这些工作都为在多晶织构Ag基底上制备YBCO薄膜奠定基础。首次采用TFA-MOD方法在真空条件退火的Ag基底、氩气气氛退火的Ag基底上制备YBCO薄膜。首先比较研究了在Ag基底

3、和STO基底上制各YBCO薄膜的工艺差别，重点分折讨论了Ag基底的织构和表面状况对YBCO薄膜的成分、取向、表面形貌、超导电性的影响，并讨论了提拉方法制备YBCO薄膜，为MOD方法在Ag基底上沉积YBCO长带打下基础。实验结果表明，氩气气氛退火后Ag基带可形成单一强(110}双轴织构，对外延双轴织构YBCO最为有利。Ag基带表面越平整对YBCO薄膜的外延越有利，采用化学抛光和物理机械抛光对氩气退火Ag基带进行了表面处理，二者比较而言，机械抛光Ag基带对外延双轴织构的YBCO超导薄膜效果更好。关键词MODYBCO涂层超导带材；STO：AgABSTRACTThemetalorgan

4、icdeposition(MOD)processofpreparationofYBCOcoatedsuperconductorsusingmetaltrifluoroacetate(TFA)precursorsisconsideredtobeastrongcandidateasalowcostfabricationprocessincoatedconductorssincetheTFA-MODprocessisanonvacuuroprocessandcallprovidehigh五films．Inthispaper,superconductiveYBCOfillshavebeenfab

5、ricatedonSTO(SrTi03)singlecrystalsbyTFA-MODmethod．ThetechnologicconditionsofMODmethodwereinvestigatedsystematically．Especially，forthefirsttime，superconductiveYBCOfilmshavebeensuccessfullypreparedon{110}<110>texturedAgtapesbyMODmethodtosearchpathoflowcostprocessforfabricatingsecondgenerationofhigh

6、一瓦coatedconductors．Fkstly，YBCOfilmshavebeenfabricatedonSTOsinglecrystalsbyTFA-MODmethod．TheeffectsofvariousoperationalparametersofMODmethodoningredients，oriemation，surfacemorphologyandsuperconductivityofYBCOfilmshavebeensystematicallystudied．Particularly,theeffectofheating—rateandhumidityofatmosp

7、hereinthefirstcalcinationstage，firingtemperatureandhumidityofatmosphereinthesecondcalcinationstageandthicknessofYBCOfilmshavebeenfullyanalyzed．Theexperimentalresultsshowthat，inthefirstcalcinationstage，inordertogetYBCOf