本發(fā)明屬于高溫超導(dǎo)材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高溫超導(dǎo)REBCO薄膜的制備方法。

背景技術(shù)：

涂層導(dǎo)體是由金屬基帶/緩沖層/超導(dǎo)層/保護(hù)層組成的多層復(fù)合材料。由于其在高場(chǎng)下優(yōu)異的載流能力，將是高溫超導(dǎo)材料真正實(shí)現(xiàn)在液氮溫區(qū)強(qiáng)電應(yīng)用的唯一希望，近年來(lái)一直是發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展的核心超導(dǎo)材料。目前采用低成本化學(xué)溶液沉積技術(shù)制備REBa₂Cu₃O_y(REBCO)超導(dǎo)層成為研究熱點(diǎn)之一。

化學(xué)溶液沉積法制備高溫超導(dǎo)REBCO薄膜一般包括前驅(qū)液制備、涂敷、熱解、晶化和滲氧等步驟。根據(jù)超導(dǎo)層成相機(jī)制分類，大致包含兩類。第一種采用無(wú)氟前驅(qū)體獲得無(wú)氟前驅(qū)液，成相過程為前驅(qū)體分解形成BaCO₃、CuO、RE₂O₃，這三種化合物反應(yīng)生成REBCO超導(dǎo)相。第二種采用含氟前驅(qū)體制備傳統(tǒng)全氟前驅(qū)液，成相機(jī)制為“BaF₂機(jī)制”。即含氟前驅(qū)體分解成BaF₂、CuO、RE₂O₃，BaF₂通過與水反應(yīng)轉(zhuǎn)化為BaO，進(jìn)一步與CuO、RE₂O₃反應(yīng)，最終形成REBCO超導(dǎo)相。這兩種方法都有一定的缺陷，其中第一種方法在制備過程中含有難以分解的碳酸鋇，一般需要較高晶化溫度才能完全除去，殘留碳酸鹽會(huì)導(dǎo)致REBCO超導(dǎo)薄膜的性能降低。第二種方法氟含量會(huì)導(dǎo)致成相過程液相形成過多，出現(xiàn)非取向形核，生長(zhǎng)緩慢，也會(huì)導(dǎo)致性能降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種高溫超導(dǎo)REBCO薄膜的制備方法。該方法制備了REBCO無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜，通過上層含氟前驅(qū)膜中的氟的擴(kuò)散到下層無(wú)氟前驅(qū)膜中，抑制了下層無(wú)氟前驅(qū)膜中的碳含量，可以促進(jìn)雙軸取向形核，避免殘留碳酸鋇降低超導(dǎo)薄膜的性能。同時(shí)，隨著上層含氟前驅(qū)膜中氟的逐步向下層無(wú)氟前驅(qū)膜擴(kuò)散，上層含氟前驅(qū)膜中的氟含量降低，有利于降低上層含氟前驅(qū)膜成相過程的液相，減少任意體形核，形成外延快速生長(zhǎng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種高溫超導(dǎo)REBCO薄膜的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、制備無(wú)氟前驅(qū)液：將RE的丙酸鹽、丙酸鋇、丙酸銅按照RE∶Ba∶Cu＝1∶1.75∶3的原子比溶解于丙酸和乙醇的混合溶劑中，在40℃～100℃的條件下攪拌至完全溶解，得到總陽(yáng)離子摩爾濃度為1.5mol/L的無(wú)氟前驅(qū)液；所述混合溶劑中丙酸和乙醇的體積比為1∶(1～10)；所述RE的丙酸鹽為丙酸釔或丙酸釓；

步驟二、制備含氟前驅(qū)液：將RE的丙酸鹽、鋇的有機(jī)鹽、丙酸銅按RE∶Ba∶Cu＝1∶(1.5～2)∶3的原子比溶解于丙酸和乙醇的混合溶劑中，在40℃～100℃的條件下攪拌至完全溶解，得到總陽(yáng)離子摩爾濃度為1.5mol/L～2mol/L的含氟前驅(qū)液；所述混合溶劑中丙酸和乙醇的體積比為1∶(1～10)；所述RE的丙酸鹽為丙酸釔或丙酸釓；所述鋇的有機(jī)鹽為三氟乙酸鋇或者三氟乙酸鋇與丙酸鋇的混合物；

步驟二中所述RE的丙酸鹽和步驟一中所述RE的丙酸鹽相同；

步驟三、制備無(wú)氟單層前驅(qū)膜：將步驟一中所述無(wú)氟前驅(qū)液采用旋涂法均勻涂覆在LaAlO₃襯底上，然后置于溫度為120℃～200℃的石英管式爐，并向所述石英管式爐內(nèi)通入潮濕的氧氣氣氛，以5℃/min的速率升溫至400℃～500℃，恒溫10min，隨爐冷卻至室溫得到無(wú)氟單層前驅(qū)膜；

步驟四、制備無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜：將步驟二中所述含氟前驅(qū)液采用旋涂法均勻涂覆在步驟三中所述無(wú)氟單層前驅(qū)膜上，然后置于溫度為120℃～200℃的石英管式爐，并向所述石英管式爐內(nèi)通入潮濕的氧氣氣氛，以5℃/min的速率升溫至400℃～500℃，恒溫10min，隨爐冷卻至室溫得到無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜；

步驟五、晶化熱處理：將步驟四中所述無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜置于石英管式爐內(nèi)，向所述石英管式爐通入潮濕的氬氧混合氣，然后再以10℃/min～100℃/min的速率升溫至770℃～810℃，保溫1h～2h，待爐溫降至450℃時(shí)保溫1h進(jìn)行滲氧處理，隨爐冷卻至室溫，得到臨界溫度在液氮溫度(77K)以上的高溫超導(dǎo)REBCO薄膜。

上述的高溫超導(dǎo)REBCO薄膜的制備方法，其特征在于，步驟一和步驟二中所述攪拌的時(shí)間均為1h～3h。

上述的高溫超導(dǎo)REBCO薄膜的制備方法，其特征在于，步驟二中所述鋇的有機(jī)鹽中三氟乙酸鋇的摩爾百分?jǐn)?shù)不小于15％。

上述的高溫超導(dǎo)REBCO薄膜的制備方法，其特征在于，步驟三和步驟四中所述旋涂的轉(zhuǎn)速為500r/min～4500r/min，所述旋涂的時(shí)間為30s～180s。

上述高溫超導(dǎo)REBCO薄膜的制備方法，其特征在于，步驟三和步驟四中所述潮濕的氧氣氣氛中氧氣的體積百分含量為97％～98％，余量為水汽。

上述高溫超導(dǎo)REBCO薄膜的制備方法，其特征在于，步驟五中所述潮濕的氬氧混合氣中氬氣的體積百分含量為95.73％～98.78％，氧氣的體積百分含量為0.02％～0.07％，余量為水汽。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明制備了REBCO薄膜的無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜，該前驅(qū)膜的下層為無(wú)氟前驅(qū)膜，上層為含氟前驅(qū)膜，通過上層含氟前驅(qū)膜中的氟擴(kuò)散到下層無(wú)氟前驅(qū)膜中，抑制了下層無(wú)氟前驅(qū)膜中的碳含量，可促進(jìn)下層無(wú)氟前驅(qū)膜中雙軸取向形核，避免殘留碳酸鋇降低超導(dǎo)薄膜的超導(dǎo)性能，同時(shí)隨著上層含氟前驅(qū)膜中氟逐步向下層無(wú)氟前驅(qū)膜擴(kuò)散，上層前驅(qū)膜中的氟含量降低，這利于降低成相過程的液相，減少任意體形核，形成外延快速生長(zhǎng)，本發(fā)明制得的高溫超導(dǎo)REBCO薄膜解決了傳統(tǒng)無(wú)氟前驅(qū)體或全氟前驅(qū)體制備REBCO薄膜超導(dǎo)性能不佳的問題。

2、本發(fā)明REBCO薄膜的無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜中氟擴(kuò)散可以在雙層前驅(qū)膜中形成氟梯度，弱化超導(dǎo)層界面的影響，避免銅在上層含氟前驅(qū)膜的界面處富集，有利于外延生長(zhǎng)跨越界面，使超導(dǎo)薄膜成為一個(gè)整體。通過降低超導(dǎo)薄膜中的空洞缺陷，提高了高溫超導(dǎo)薄膜的均勻性，整體提高了高溫超導(dǎo)薄膜的超導(dǎo)性能。

3、本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，制備的高溫超導(dǎo)REBCO薄膜具有銳利的立方取向，具有良好的超導(dǎo)性能，并且通過改善超導(dǎo)薄膜的結(jié)構(gòu)提高了高溫超導(dǎo)REBCO薄膜在77K下的載流性能。

下面通過附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的高溫超導(dǎo)YBCO薄膜的X衍射圖譜。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的高溫超導(dǎo)YBCO薄膜的掃描電鏡圖譜。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例2制備的高溫超導(dǎo)GdBCO薄膜的X衍射圖譜。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例2制備的高溫超導(dǎo)GdBCO薄膜的掃描電鏡圖譜。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

本實(shí)施例制備高溫超導(dǎo)YBCO薄膜的方法包括以下步驟：

步驟一、制備無(wú)氟前驅(qū)液：將丙酸釔、丙酸鋇、丙酸銅按照Y∶Ba∶Cu＝1∶1.75∶3的原子比溶解于丙酸和乙醇的混合溶劑中，在70℃的條件下攪拌2h至完全溶解，得到總陽(yáng)離子摩爾濃度為1.5mol/L的無(wú)氟前驅(qū)液；所述混合溶劑中丙酸和乙醇的體積比為1∶5.5；

步驟二、制備含氟前驅(qū)液：將丙酸釔、鋇的有機(jī)鹽、丙酸銅按Y∶Ba∶Cu＝1∶1.75∶3的原子比溶解于丙酸和乙醇的混合溶劑中，在70℃的條件下攪拌2h至完全溶解，得到總陽(yáng)離子摩爾濃度為1.8mol/L的含氟前驅(qū)液；所述混合溶劑中丙酸和乙醇的體積比為1∶5.5；所述鋇的有機(jī)鹽為三氟乙酸鋇與丙酸鋇的混合物，所述鋇的有機(jī)鹽中三氟乙酸鋇的摩爾百分?jǐn)?shù)為60％；

步驟三、制備無(wú)氟單層前驅(qū)膜：將步驟一中所述無(wú)氟前驅(qū)液采用旋涂法均勻涂覆在LaAlO₃襯底上，然后置于溫度為160℃的石英管式爐，并向所述石英管式爐內(nèi)通入潮濕的氧氣氣氛，以5℃/min的速率升溫至450℃，恒溫10min，隨爐冷卻至室溫得到無(wú)氟單層前驅(qū)膜；所述旋涂的轉(zhuǎn)速為2500rpm，所述旋涂的時(shí)間為105s；所述潮濕的氧氣氣氛中氧氣的體積百分含量為97.5％，余量為水汽；

步驟四、制備無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜：將步驟二中所述含氟前驅(qū)液采用旋涂法均勻涂覆在步驟三中所述無(wú)氟單層前驅(qū)膜上，然后置于溫度為160℃的石英管式爐，并向所述石英管式爐內(nèi)通入潮濕的氧氣氣氛，以5℃/min的速率升溫至450℃，恒溫10min，隨爐冷卻至室溫得到無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜；所述旋涂的轉(zhuǎn)速為2500rpm，所述旋涂的時(shí)間為105s；所述潮濕的氧氣氣氛中氧氣的體積百分含量為97.5％，余量為水汽；

步驟五、晶化熱處理：將步驟四中所述無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜置于石英管式爐內(nèi)，向所述石英管式爐通入潮濕的氬氧混合氣，然后再以55℃/min的速率升溫至790℃，保溫1.5h，待爐溫降至450℃時(shí)保溫1h進(jìn)行滲氧處理，隨爐冷卻至室溫，得到臨界溫度在液氮溫度(77K)以上的高溫超導(dǎo)YBCO薄膜；所述潮濕的氬氧混合氣中氬氣的體積百分含量為97.23％，氧氣的體積百分含量為0.04％，余量為水汽。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的高溫超導(dǎo)YBCO薄膜的X衍射圖譜，從圖1中可以看出制備的YBCO薄膜具有(00l)峰，且基本沒有其他雜相峰，顯示具有良好c軸取向，這說(shuō)明無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜促進(jìn)了YBCO薄膜的c軸取向形核和生長(zhǎng)。圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的高溫超導(dǎo)YBCO薄膜的掃描電鏡圖譜，從圖2中可以看出，YBCO薄膜表面無(wú)a軸晶，表明高溫超導(dǎo)YBCO薄膜具有良好雙軸取向，同時(shí)傳統(tǒng)制備YBCO薄膜的方法中高含氟氣體揮發(fā)會(huì)導(dǎo)致薄膜上出現(xiàn)很多孔洞，與之相比較，本實(shí)施例制得的YBCO表面具有很少量的孔洞，表明無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜確實(shí)影響并降低該高溫超導(dǎo)YBCO薄膜的氟含量，抑制了由于雜質(zhì)氣體揮發(fā)形成的孔洞。

本例制備的高溫超導(dǎo)YBCO薄膜具有銳利的c軸取向，表面孔洞較少、平整，超導(dǎo)層77K自場(chǎng)下的臨界電流密度達(dá)到3MA/cm²。

實(shí)施例2

本實(shí)施例制備高溫超導(dǎo)GdBCO薄膜的方法包括以下步驟：

步驟一、制備無(wú)氟前驅(qū)液：將丙酸釓、丙酸鋇、丙酸銅按照Gd∶Ba∶Cu＝1∶1.75∶3的原子比溶解于丙酸和乙醇的混合溶劑中，在80℃的條件下攪拌3h至完全溶解，得到總陽(yáng)離子摩爾濃度為1.5mol/L的無(wú)氟前驅(qū)液；所述混合溶劑中丙酸和乙醇的體積比為1∶5；

步驟二、制備含氟前驅(qū)液：將丙酸釓、鋇的有機(jī)鹽、丙酸銅按Gd∶Ba∶Cu＝1∶1.8∶3的原子比溶解于丙酸和乙醇的混合溶劑中，在80℃的條件下攪拌3h至完全溶解，得到總陽(yáng)離子摩爾濃度為1.8mol/L的含氟前驅(qū)液；所述混合溶劑中丙酸和乙醇的體積比為1∶5；所述鋇的有機(jī)鹽為三氟乙酸鋇與丙酸鋇的混合物；所述鋇的有機(jī)鹽中三氟乙酸鋇的摩爾百分?jǐn)?shù)為50％；

步驟三、制備無(wú)氟單層前驅(qū)膜：將步驟一中所述無(wú)氟前驅(qū)液采用旋涂法均勻涂覆在LaAlO₃襯底上，然后置于溫度為160℃的石英管式爐，并向所述石英管式爐內(nèi)通入潮濕的氧氣氣氛，以5℃/min的速率升溫至400℃，恒溫10min，隨爐冷卻至室溫得到無(wú)氟單層前驅(qū)膜；所述旋涂的轉(zhuǎn)速為3000rpm，所述旋涂的時(shí)間為105s；所述潮濕的氧氣氣氛中氧氣的體積百分含量為98％，余量為水汽；

步驟四、制備無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜：將步驟二中所述含氟前驅(qū)液采用旋涂法均勻涂覆在步驟三中所述無(wú)氟單層前驅(qū)膜上，然后置于溫度為160℃的石英管式爐，并向所述石英管式爐內(nèi)通入潮濕的氧氣氣氛，以5℃/min的速率升溫至400℃，恒溫10min，隨爐冷卻至室溫得到無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜；所述旋涂的轉(zhuǎn)速為3000rpm，所述旋涂的時(shí)間為105s；所述潮濕的氧氣氣氛中氧氣的體積百分含量為98％，余量為水汽；

步驟五、晶化熱處理：將步驟四中所述無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜置于石英管式爐內(nèi)，向所述石英管式爐通入潮濕的氬氧混合氣，然后再以60℃/min的速率升溫至810℃，保溫2h，待爐溫降至450℃時(shí)保溫1h進(jìn)行滲氧處理，隨爐冷卻至室溫，得到臨界溫度在液氮溫度(77K)以上的高溫超導(dǎo)GdBCO薄膜；所述潮濕的氬氧混合氣中氬氣的體積百分含量為97％，氧氣的體積百分含量為0.05％，余量為水汽。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例2制備的高溫超導(dǎo)GdBCO薄膜的X衍射圖譜，從圖3中可以看出，制得的GdBCO薄膜具有(00l)峰，且基本沒有其他雜相峰，顯示具有良好c軸取向，這說(shuō)明無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜促進(jìn)了GdBCO薄膜的c軸取向形核和生長(zhǎng)。圖4為本發(fā)明實(shí)施例2制備的高溫超導(dǎo)GdBCO薄膜的掃描電鏡圖譜，從圖4中可以看出，GdBCO薄膜表面無(wú)a軸晶，且基本無(wú)孔洞，表明薄膜具有良好雙軸取向和良好的微觀結(jié)構(gòu)。

本例制備的高溫超導(dǎo)GdBCO薄膜具有銳利的c軸取向，表面平整、微觀形貌良好，在77K自場(chǎng)下的臨界電流密度達(dá)到2MA/cm²。

實(shí)施例3

本實(shí)施例制備高溫超導(dǎo)YBCO薄膜的方法包括以下步驟：

步驟一、制備無(wú)氟前驅(qū)液：將丙酸釔、丙酸鋇、丙酸銅按照Y∶Ba∶Cu＝1∶1.75∶3的原子比溶解于丙酸和乙醇的混合溶劑中，在80℃的條件下攪拌1.5h至完全溶解，得到總陽(yáng)離子摩爾濃度為1.5mol/L的無(wú)氟前驅(qū)液；所述混合溶劑中丙酸和乙醇的體積比為1∶8；

步驟二、制備含氟前驅(qū)液：將丙酸釔、鋇的有機(jī)鹽、丙酸銅按Y∶Ba∶Cu＝1∶1.75∶3的原子比溶解于丙酸和乙醇的混合溶劑中，在80℃的條件下攪拌2h至完全溶解，得到總陽(yáng)離子摩爾濃度為1.8mol/L的含氟前驅(qū)液；所述混合溶劑中丙酸和乙醇的體積比為1∶8；所述鋇的有機(jī)鹽為三氟乙酸鋇與丙酸鋇的混合物，所述鋇的有機(jī)鹽中三氟乙酸鋇的摩爾百分?jǐn)?shù)為75％；

步驟三、制備無(wú)氟單層前驅(qū)膜：將步驟一中所述無(wú)氟前驅(qū)液采用旋涂法均勻涂覆在LaAlO₃襯底上，然后置于溫度為180℃的石英管式爐，并向所述石英管式爐內(nèi)通入潮濕的氧氣氣氛，以5℃/min的速率升溫至420℃，恒溫10min，隨爐冷卻至室溫得到無(wú)氟單層前驅(qū)膜；所述旋涂的轉(zhuǎn)速為3000rpm，所述旋涂的時(shí)間為120s；所述潮濕的氧氣氣氛中氧氣的體積百分含量為97％，余量為水汽；

步驟四、制備無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜：將步驟二中所述含氟前驅(qū)液采用旋涂法均勻涂覆在步驟三中所述無(wú)氟單層前驅(qū)膜上，然后置于溫度為140℃的石英管式爐，并向所述石英管式爐內(nèi)通入潮濕的氧氣氣氛，以5℃/min的速率升溫至480℃，恒溫10min，隨爐冷卻至室溫得到無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜；所述旋涂的轉(zhuǎn)速為2500rpm，所述旋涂的時(shí)間為150s；所述潮濕的氧氣氣氛中氧氣的體積百分含量為97％，余量為水汽；

步驟五、晶化熱處理：將步驟四中所述無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜置于石英管式爐內(nèi)，向所述石英管式爐通入潮濕的氬氧混合氣，然后再以80℃/min的速率升溫至800℃，保溫1.5h，待爐溫降至450℃時(shí)保溫1h進(jìn)行滲氧處理，隨爐冷卻至室溫，臨界溫度在液氮溫度(77K)以上的得到高溫超導(dǎo)YBCO薄膜；所述潮濕的氬氧混合氣中氬氣的體積百分含量為97％，氧氣的體積百分含量為0.05％，余量為水汽。

本例制備的高溫超導(dǎo)YBCO薄膜具有銳利的c軸取向，表面平整、微觀形貌良好，在77K自場(chǎng)下的臨界電流密度達(dá)到2.6MA/cm²。

實(shí)施例4

本實(shí)施例制備高溫超導(dǎo)GdBCO薄膜的方法包括以下步驟：

步驟一、制備無(wú)氟前驅(qū)液：將丙酸釓、丙酸鋇、丙酸銅按照Gd∶Ba∶Cu＝1∶1.75∶3的原子比溶解于丙酸和乙醇的混合溶劑中，在50℃的條件下攪拌3h至完全溶解，得到總陽(yáng)離子摩爾濃度為1.5mol/L的無(wú)氟前驅(qū)液；所述混合溶劑中丙酸和乙醇的體積比為1∶7；

步驟二、制備含氟前驅(qū)液：將丙酸釓、三氟乙酸鋇、丙酸銅按Gd∶Ba∶Cu＝1∶2∶3的原子比溶解于丙酸和乙醇的混合溶劑中，在50℃的條件下攪拌3h至完全溶解，得到總陽(yáng)離子摩爾濃度為1.5mol/L的含氟前驅(qū)液；所述混合溶劑中丙酸和乙醇的體積比為1∶7；

步驟三、制備無(wú)氟單層前驅(qū)膜：將步驟一中所述無(wú)氟前驅(qū)液采用旋涂法均勻涂覆在LaAlO₃襯底上，然后置于溫度為200℃的石英管式爐，并向所述石英管式爐內(nèi)通入潮濕的氧氣氣氛，以5℃/min的速率升溫至400℃，恒溫10min，隨爐冷卻至室溫得到無(wú)氟單層前驅(qū)膜；所述旋涂的轉(zhuǎn)速為2500rpm，所述旋涂的時(shí)間為180s；所述潮濕的氧氣氣氛中氧氣的體積百分含量為97％，余量為水汽；

步驟四、制備無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜：將步驟二中所述含氟前驅(qū)液采用旋涂法均勻涂覆在步驟三中所述無(wú)氟單層前驅(qū)膜上，然后置于溫度為200℃的石英管式爐，并向所述石英管式爐內(nèi)通入潮濕的氧氣氣氛，以5℃/min的速率升溫至400℃，恒溫10min，隨爐冷卻至室溫得到無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜；所述旋涂的轉(zhuǎn)速為2500rpm，所述旋涂的時(shí)間為180s；所述潮濕的氧氣氣氛中氧氣的體積百分含量為97％，余量為水汽；

步驟五、晶化熱處理：將步驟四中所述無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜置于石英管式爐內(nèi)，向所述石英管式爐通入潮濕的氬氧混合氣，然后再以10℃/min的速率升溫至810℃，保溫1h，待爐溫降至450℃時(shí)保溫1h進(jìn)行滲氧處理，隨爐冷卻至室溫，得到臨界溫度在液氮溫度(77K)以上的高溫超導(dǎo)GdBCO薄膜；所述潮濕的氬氧混合氣中氬氣的體積百分含量為98.78％，氧氣的體積百分含量為0.05％，余量為水汽。

本例制備的高溫超導(dǎo)GdBCO薄膜具有銳利的c軸取向，表面平整、微觀形貌良好，在77K自場(chǎng)下的臨界電流密度達(dá)到2.1MA/cm²。

實(shí)施例5

本實(shí)施例制備高溫超導(dǎo)YBCO薄膜的方法包括以下步驟：

步驟一、制備無(wú)氟前驅(qū)液：將丙酸釔、丙酸鋇、丙酸銅按照Y∶Ba∶Cu＝1∶1.75∶3的原子比溶解于丙酸和乙醇的混合溶劑中，在40℃的條件下攪拌3h至完全溶解，得到總陽(yáng)離子摩爾濃度為1.5mol/L的無(wú)氟前驅(qū)液；所述混合溶劑中丙酸和乙醇的體積比為1∶10；

步驟二、制備含氟前驅(qū)液：將丙酸釔、三氟乙酸鋇、丙酸銅按Y∶Ba∶Cu＝1∶2∶3的原子比溶解于丙酸和乙醇的混合溶劑中，在40℃的條件下攪拌3h至完全溶解，得到總陽(yáng)離子摩爾濃度為2mol/L的含氟前驅(qū)液；所述混合溶劑中丙酸和乙醇的體積比為1∶10；

步驟三、制備無(wú)氟單層前驅(qū)膜：將步驟一中所述無(wú)氟前驅(qū)液采用旋涂法均勻涂覆在LaAlO₃襯底上，然后置于溫度為200℃的石英管式爐，并向所述石英管式爐內(nèi)通入潮濕的氧氣氣氛，以5℃/min的速率升溫至500℃，恒溫10min，隨爐冷卻至室溫得到無(wú)氟單層前驅(qū)膜；所述旋涂的轉(zhuǎn)速為4500rpm，所述旋涂的時(shí)間為30s；所述潮濕的氧氣氣氛中氧氣的體積百分含量為98％，余量為水汽；

步驟四、制備無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜：將步驟二中所述含氟前驅(qū)液采用旋涂法均勻涂覆在步驟三中所述無(wú)氟單層前驅(qū)膜上，然后置于溫度為200℃的石英管式爐，并向所述石英管式爐內(nèi)通入潮濕的氧氣氣氛，以5℃/min的速率升溫至500℃，恒溫10min，隨爐冷卻至室溫得到無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜；所述旋涂的轉(zhuǎn)速為4500rpm，所述旋涂的時(shí)間為30s；所述潮濕的氧氣氣氛中氧氣的體積百分含量為98％，余量為水汽；

步驟五、晶化熱處理：將步驟四中所述無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜置于石英管式爐內(nèi)，向所述石英管式爐通入潮濕的氬氧混合氣，然后再以100℃/min的速率升溫至810℃，保溫1h，待爐溫降至450℃時(shí)保溫1h進(jìn)行滲氧處理，隨爐冷卻至室溫，得到臨界溫度在液氮溫度(77K)以上的高溫超導(dǎo)YBCO薄膜；所述潮濕的氬氧混合氣中氬氣的體積百分含量為98.78％，氧氣的體積百分含量為0.07％，余量為水汽。

本實(shí)施例制備的高溫超導(dǎo)YBCO薄膜具有良好的c軸取向和雙軸織構(gòu)，表面平整，超導(dǎo)薄膜77K自場(chǎng)下的臨界電流密度達(dá)到2.7MA/cm²。

實(shí)施例6

本實(shí)施例制備高溫超導(dǎo)YBCO薄膜的方法包括以下步驟：

步驟一、制備無(wú)氟前驅(qū)液：將丙酸釔、丙酸鋇、丙酸銅按照Y∶Ba∶Cu＝1∶1.75∶3的原子比溶解于丙酸和乙醇的混合溶劑中，在100℃的條件下攪拌1h至完全溶解，得到總陽(yáng)離子摩爾濃度為1.5mol/L的無(wú)氟前驅(qū)液；所述混合溶劑中丙酸和乙醇的體積比為1∶1；

步驟二、制備含氟前驅(qū)液：將丙酸釔、鋇的有機(jī)鹽、丙酸銅按Y∶Ba∶Cu＝1∶1.5∶3的原子比溶解于丙酸和乙醇的混合溶劑中，在100℃的條件下攪拌1h至完全溶解，得到總陽(yáng)離子摩爾濃度為1.5mol/L的含氟前驅(qū)液；所述混合溶劑中丙酸和乙醇的體積比為1∶10；所述鋇的有機(jī)鹽為三氟乙酸鋇和丙酸鋇的混合物，所述鋇的有機(jī)鹽中三氟乙酸鋇的摩爾百分?jǐn)?shù)為15％；；

步驟三、制備無(wú)氟單層前驅(qū)膜：將步驟一中所述無(wú)氟前驅(qū)液采用旋涂法均勻涂覆在LaAlO₃襯底上，然后置于溫度為120℃的石英管式爐，并向所述石英管式爐內(nèi)通入潮濕的氧氣氣氛，以5℃/min的速率升溫至400℃，恒溫10min，隨爐冷卻至室溫得到無(wú)氟單層前驅(qū)膜；所述旋涂的轉(zhuǎn)速為500rpm，所述旋涂的時(shí)間為180s；所述潮濕的氧氣氣氛中氧氣的體積百分含量為97％，余量為水汽；

步驟四、制備無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜：將步驟二中所述含氟前驅(qū)液采用旋涂法均勻涂覆在步驟三中所述無(wú)氟單層前驅(qū)膜上，然后置于溫度為120℃的石英管式爐，并向所述石英管式爐內(nèi)通入潮濕的氧氣氣氛，以5℃/min的速率升溫至400℃，恒溫10min，隨爐冷卻至室溫得到無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜；所述旋涂的轉(zhuǎn)速為500rpm，所述旋涂的時(shí)間為180s；所述潮濕的氧氣氣氛中氧氣的體積百分含量為97％，余量為水汽；

步驟五、晶化熱處理：將步驟四中所述無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜置于石英管式爐內(nèi)，向所述石英管式爐通入潮濕的氬氧混合氣，然后再以10℃/min的速率升溫至770℃，保溫2h，待爐溫降至450℃時(shí)保溫1h進(jìn)行滲氧處理，隨爐冷卻至室溫，得到臨界溫度在液氮溫度(77K)以上的高溫超導(dǎo)YBCO薄膜；所述潮濕的氬氧混合氣中氬氣的體積百分含量為95.73％，氧氣的體積百分含量為0.02％，余量為水汽。

本實(shí)施例制備的高溫超導(dǎo)YBCO薄膜具有良好的c軸取向和雙軸織構(gòu)，表面平整，超導(dǎo)薄膜77K自場(chǎng)下的臨界電流密度達(dá)到2.5MA/cm²。

實(shí)施例7

本實(shí)施例制備高溫超導(dǎo)GdBCO薄膜的方法包括以下步驟：

步驟一、制備無(wú)氟前驅(qū)液：將丙酸釓、丙酸鋇、丙酸銅按照Gd∶Ba∶Cu＝1∶1.75∶3的原子比溶解于丙酸和乙醇的混合溶劑中，在60℃的條件下攪拌2h至完全溶解，得到總陽(yáng)離子摩爾濃度為1.5mol/L的無(wú)氟前驅(qū)液；所述混合溶劑中丙酸和乙醇的體積比為1∶3；

步驟二、制備含氟前驅(qū)液：將丙酸釓、鋇的有機(jī)鹽、丙酸銅按Gd∶Ba∶Cu＝1∶2∶3的原子比溶解于丙酸和乙醇的混合溶劑中，在60℃的條件下攪拌2h至完全溶解，得到總陽(yáng)離子摩爾濃度為2mol/L的含氟前驅(qū)液；所述混合溶劑中丙酸和乙醇的體積比為1∶3；所述鋇的有機(jī)鹽為三氟乙酸鋇與丙酸鋇的混合物；所述鋇的有機(jī)鹽中三氟乙酸鋇的摩爾百分?jǐn)?shù)為35％；

步驟三、制備無(wú)氟單層前驅(qū)膜：將步驟一中所述無(wú)氟前驅(qū)液采用旋涂法均勻涂覆在LaAlO₃襯底上，然后置于溫度為140℃的石英管式爐，并向所述石英管式爐內(nèi)通入潮濕的氧氣氣氛，以5℃/min的速率升溫至480℃，恒溫10min，隨爐冷卻至室溫得到無(wú)氟單層前驅(qū)膜；所述旋涂的轉(zhuǎn)速為4500rpm，所述旋涂的時(shí)間為120s；所述潮濕的氧氣氣氛中氧氣的體積百分含量為98％，余量為水汽；

步驟四、制備無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜：將步驟二中所述含氟前驅(qū)液采用旋涂法均勻涂覆在步驟三中所述無(wú)氟單層前驅(qū)膜上，然后置于溫度為180℃的石英管式爐，并向所述石英管式爐內(nèi)通入潮濕的氧氣氣氛，以5℃/min的速率升溫至420℃，恒溫10min，隨爐冷卻至室溫得到無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜；所述旋涂的轉(zhuǎn)速為4500rpm，所述旋涂的時(shí)間為120s；所述潮濕的氧氣氣氛中氧氣的體積百分含量為98％，余量為水汽；

步驟五、晶化熱處理：將步驟四中所述無(wú)氟/含氟雙層前驅(qū)膜置于石英管式爐內(nèi)，向所述石英管式爐通入潮濕的氬氧混合氣，然后再以30℃/min的速率升溫至810℃，保溫1h，待爐溫降至450℃時(shí)保溫1h進(jìn)行滲氧處理，隨爐冷卻至室溫，得到臨界溫度在液氮溫度(77K)以上的高溫超導(dǎo)GdBCO薄膜；所述潮濕的氬氧混合氣中氬氣的體積百分含量為96％，氧氣的體積百分含量為0.05％，余量為水汽。

本實(shí)施例制備的高溫超導(dǎo)GdBCO薄膜具有良好的c軸取向和雙軸織構(gòu)，表面平整，超導(dǎo)薄膜77K自場(chǎng)下的臨界電流密度達(dá)到1.9MA/cm²。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何限制，凡是根據(jù)發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。