專利名稱：一種高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高溫超導(dǎo)材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
第二代高溫超導(dǎo)帶材即稀土鋇銅氧REBCO涂層導(dǎo)體，由于其優(yōu)良的本征電磁特性，尤其是其在高磁場(chǎng)下優(yōu)良的載流能力，在電力系統(tǒng)中擁有廣闊的應(yīng)用前景。各發(fā)達(dá)國(guó)家從本國(guó)電力能源的技術(shù)革新和長(zhǎng)遠(yuǎn)利益，大力推進(jìn)第二代高溫超導(dǎo)體研究與實(shí)用化進(jìn)程， 國(guó)際間競(jìng)爭(zhēng)愈來(lái)愈激烈。由于YBCO是硬、脆的氧化物，要制備長(zhǎng)的超導(dǎo)帶材，必須沉積在柔軟的金屬基帶上。同時(shí)在高溫下YBCO中的Cu會(huì)和Ni進(jìn)行離子交換，影響超導(dǎo)性能。另外，Ni基帶本身的晶格和YBCO的失配較嚴(yán)重，難以直接在NiW基帶上外延生長(zhǎng)織構(gòu)的TOCO薄膜。因此為了避免金屬基帶與超導(dǎo)層之間的相互擴(kuò)散，并提供具有高Jc的雙軸織構(gòu)的YBCO生長(zhǎng)所需的模板，就需要在超導(dǎo)層與金屬基帶之間加入緩沖層。為了外延生長(zhǎng)出性能良好的YBCO涂層導(dǎo)體，人們研究了許多緩沖層材料，比如SrTiO3, La2Zr2O7, BaZrO3, CeO2, RE2O3和REBiO3等等。另一方面，隨著采用RABiTS (軋制輔助雙軸織構(gòu)法)制備雙軸織構(gòu)的M基合金基帶的日趨成熟，在RABiTS的Ni基合金基帶外延生長(zhǎng)高品質(zhì)的緩沖層以及后續(xù)的超導(dǎo)層已逐漸成為制備第二代高溫超導(dǎo)帶材的主要技術(shù)趨勢(shì)。此外，REBiO3系列緩沖層材料是西南交通大學(xué)超導(dǎo)與新能源中心自主研發(fā)的新型緩沖層材料，并對(duì)它們的晶體結(jié)構(gòu)、成相溫度、電、磁性質(zhì)以及在REBCO制備過(guò)程中的穩(wěn)定性作了研究，結(jié)果表明，REBi03系列緩沖層材料在晶體結(jié)構(gòu)上與REBCO相匹配，較低的成相溫度成為此類材料的亮點(diǎn)；另外在REBCO薄膜的制備過(guò)程中，REBi03也保持了較高的穩(wěn)定性。所以于2006年5月申請(qǐng)了發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)枮?00610020920. 5)。此外，YBiO3作為REBi03系列緩沖層的一種，對(duì)其做了代表性的詳細(xì)研究。利用高分子輔助化學(xué)溶液沉積法在LaA103單晶基底上外延了 YBi03，為了鑒別的緩沖層性能，利用無(wú)氟MOD方法在YBi03/LaA103沉積了 TOCO超導(dǎo)層，即完成了 YBCO/TOO/LAO架構(gòu)，YBCO超導(dǎo)層自場(chǎng)下77K的臨界電流密度大于3MA/cm2，轉(zhuǎn)變溫度90K。分別參看文獻(xiàn)[Physica C. 2008,468 1601-1605]和[Physica C. 2007，463-465 :574-579]。結(jié)果表明，REBiO3 將可能是一系列頗具應(yīng)用前景的涂層導(dǎo)體緩沖層材料。將打破國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家在涂層導(dǎo)體緩沖層材料的專利保護(hù)與封鎖，將為我國(guó)在第二代高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體研究與實(shí)用化進(jìn)程中起到重大積極推動(dòng)作用。目前，傳統(tǒng)的涂層導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)為YBC0/Ce02/YSZ/Ce02/Ni基合金，YBC0/Ce02/ YSZ/Y203/Ni 基合金，以及 YBC0/Ce02/L￡i2&207/Ni 基合金，YBC0/Ce02/G￡i2&207/Ni 基合金.其中它們的緩沖層大都采用以物理方法為主的工藝進(jìn)行制備，這使得緩沖層的制備具有工藝復(fù)雜，成本高，且不適合大規(guī)模沉積等缺點(diǎn)。此外，近些年研究報(bào)道證明在M基合金上自氧化外延NiO，再在NiO上外延生長(zhǎng)緩沖層和YBCO超導(dǎo)涂層的這一結(jié)構(gòu)將是一種施之可行的結(jié)構(gòu)。分別參見(jiàn)文獻(xiàn)[Supercond. Sci. Technol. 2006,19 :169]和[App 1. Phys.Lett. 2007,90 :012510]，而SmBi03緩沖層是除PrBi03外REBi03系列緩沖層中與NiO晶格最為匹配的緩沖層材料，并且SmBi03比f(wàn)t~Bi03具有和YBCO更小的晶格失配度。研究Ni基合金上自氧化外延NiO工藝以及SmBi03緩沖層在NiO上的制備工藝以及后續(xù)超導(dǎo)層YBCO 的制備符合當(dāng)今國(guó)際的發(fā)展趨勢(shì)。并且我們成功的在120CTC自氧化外延MO緩沖層上制備出了織構(gòu)良好的SmBi03緩沖層。參見(jiàn)文獻(xiàn)[功能材料，2011,42(5) :936-937].綜上所述，以Ni基合金/Ni0/SmBi03/TOC0的超導(dǎo)涂層導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)將是一種具有潛在重大應(yīng)用前景的涂層導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，并在前期我國(guó)第二代高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體研究成果上， 我們成功的實(shí)現(xiàn)了 Ni基合金/Ni0/SmBi03的制備和以為代表的REBiO3研究中，完成了 LA0/TOi03/TOC0的制備。這些結(jié)果表明，Ni基合金/Ni0/SmBi03/TOC0的超導(dǎo)涂層導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)將是一種實(shí)施可行的重要結(jié)構(gòu)，將為打破國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家其他涂層導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的工藝制備的保護(hù)與封鎖起到重要的積極作用。并將為我國(guó)已取得的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第二代高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體的研究成果起到重大的深化與應(yīng)用化作用。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)，為有效地實(shí)現(xiàn)涂層導(dǎo)體便利工藝，為打破國(guó)外其他涂層導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的工藝制備的保護(hù)與封鎖，并為我國(guó)的第二代高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體的研究與應(yīng)用化進(jìn)程起到積極的推動(dòng)作用。本發(fā)明提供一種高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)，包括NiW合金基帶，NiO緩沖層， SmBi03緩沖層以及YBCO超導(dǎo)層。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是第一層為 Niff合金基帶，第二層為NiO緩沖層，第三層為SmBi03緩沖層，第四層為YBCO超導(dǎo)層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是SmBi03緩沖層為西南交通大學(xué)自己開(kāi)發(fā)的具有潛在重大應(yīng)用價(jià)值的REBiO3系列緩沖層材料之一，以SmBi03緩沖層為主的涂層導(dǎo)體結(jié)構(gòu)將為打破國(guó)外其他涂層導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的工藝制備保護(hù)與封鎖起到重要的積極作用，并為我國(guó)的第二代高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體的研究與應(yīng)用化進(jìn)程起到積極的推動(dòng)作用。并在前期我國(guó)第二代高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體的研究成果上，我們成功的實(shí)現(xiàn)了 M基合金/Ni0/SmBi03的制備和以為代表的REBiO3W究中，完成了 LA0/TOi03/TOC0的制備。


圖1是實(shí)施例一一種涂層導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一本發(fā)明的結(jié)構(gòu)具體實(shí)施方式
是，一種涂層導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)，其具體結(jié)構(gòu)是如圖一所示第一層為NiW合金基帶，第二層為NiO緩沖層，第三層為SmBi03緩沖層，第四層為YBCO 超導(dǎo)層。本結(jié)構(gòu)的NiO緩沖層可采用成本低，工藝簡(jiǎn)單，易得良好品質(zhì)的自氧化外延制備的方法制備；在MO緩沖層上生長(zhǎng)SmBi03緩沖層的制備中可采用以硝酸鹽作為前驅(qū)物的化學(xué)溶液沉積法在空氣中進(jìn)行制備，具有成本低廉，適合大規(guī)模沉積等優(yōu)點(diǎn)。其具體制備方法已另案提出專利申請(qǐng)。
權(quán)利要求
1.一種高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)，其特征在于包括有NiW合金基帶，NiO緩沖層， SmBi03緩沖層以及YBCO超導(dǎo)層。
2.如權(quán)利要求1所述的一種涂層導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)，其特征是上述結(jié)構(gòu)為第一層為NiW合金基帶，第二層為NiO緩沖層，第三層為SmBi03緩沖層，第四層為YBCO超導(dǎo)層。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)，包括有NiW合金基帶，NiO和SmBiO3構(gòu)成的符合緩沖層以及YBCO超導(dǎo)層。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)SmBiO3緩沖層為西南交通大學(xué)自己開(kāi)發(fā)的具有潛在重大應(yīng)用價(jià)值的REBiO3系列緩沖層材料的進(jìn)一步實(shí)用化進(jìn)步之一，本發(fā)明的高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其NiO緩沖層可采用成本低，工藝簡(jiǎn)單，易得良好品質(zhì)的自氧化外延制備的方法制備；在NiO緩沖層上生長(zhǎng)SmBiO3緩沖層的制備中可采用以硝酸鹽作為前驅(qū)物的化學(xué)溶液沉積法在空氣中進(jìn)行制備，具有成本低廉，適合大規(guī)模沉積等優(yōu)點(diǎn)。另一方面Ni基合金/NiO/SmBiO3/YBCO為打破國(guó)外其他涂層導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的工藝制備的保護(hù)與封鎖起到重要的積極作用，并為我國(guó)的第二代高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體的研究與應(yīng)用化進(jìn)程起到積極的推動(dòng)作用。
文檔編號(hào)H01B12/06GK102412015SQ20111034129
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者張勇, 張欣, 王文濤, 程翠華, 趙勇, 雷鳴 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)