化學溶液法沉積制備金屬基帶上的氧化物阻擋層薄膜研究.pdf

1、第二代YBa2Cu3O7-x高溫超導帶材在超導輸電線纜，超導磁體，超導電動機等領(lǐng)域的應用前景十分廣泛。本論文使用化學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)計出全套溶液沉積表面平坦化處理設(shè)備。同時，在YBCO薄膜表面使用金屬有機溶液沉積法（MOD）制備出不影響YBCO薄膜超導性能的緩沖層，對含有多層超導層帶材的可行性進行了探

2、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)工藝高溫熱處理過程后表面粗糙度變化較小，有利于制備高性能的帶材。詳細研

3、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，成功制備出長度達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

4、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2 MA/cm2的YBCO超導薄膜。
　　4、研究了快速熱處理時間對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。研究了高溫熱處理溫度對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