YBCO帶材超導(dǎo)層的濺射生長研究.pdf

1、YBCO高溫超導(dǎo)帶材因具有載流強(qiáng)、成本低、效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)，備受國際社會的廣泛關(guān)注，成為近十幾年來的科研熱點(diǎn)。隨著工程應(yīng)用的不斷擴(kuò)展，對YBCO高溫超導(dǎo)帶材的制備工藝和電學(xué)性能也提出了更高的要求。本文采用直流濺射的方法，在生長有YYC（Y2O3/YSZ/CeO2）緩沖層的Ni-5at.％W合金基帶上制備YBCO超導(dǎo)層，成功驗(yàn)證本實(shí)驗(yàn)室YYC緩沖層質(zhì)量的同時，進(jìn)一步優(yōu)化了超導(dǎo)層的制備工藝，并在此基礎(chǔ)上展開了對YBCO長帶材的研究與試制。<

2、br>　　首先，驗(yàn)證本實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)濺射法制備的YYC緩沖層質(zhì)量。通過YBCO超導(dǎo)層結(jié)構(gòu)及電學(xué)性能的反饋，來調(diào)整YYC緩沖層的生長工藝，提高薄膜質(zhì)量。
　　其次在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、可重復(fù)性良好的YYC緩沖層上制備雙面YBCO高溫超導(dǎo)薄膜。改變沉積條件諸如生長溫度、濺射時間、工作氣壓等，通過多組系列實(shí)驗(yàn)獲得YBCO薄膜的生長規(guī)律，得到在YYC緩沖層上制備超導(dǎo)層的最佳工藝窗口。最優(yōu)的YBCO小樣，其面內(nèi)面外半高寬可達(dá)到Δω=1.3°、Δφ=4.2

3、°，同時小樣YBCO的最優(yōu)性能已達(dá)到2.0MA/cm2。
　　最后基于YBCO小樣上所取得的成功，本論文開始嘗試YBCO長帶材的制備。（1）設(shè)計(jì)并改良了長帶材的制備夾具，使得帶材制備效率大幅提高。同時提出臺階內(nèi)嵌式卷筒的概念，突破了基帶受熱不均的生長瓶頸。（2）為提高長帶材均勻性改進(jìn)直流濺射生長設(shè)備，增加軸向自動進(jìn)退裝置。使YBCO薄膜在沉積過程中自動進(jìn)退，基帶上每一點(diǎn)都有均等的機(jī)會經(jīng)過輝光區(qū)域中心位置，解決了長帶材首尾兩端膜厚不