以Re<,2>O<,3>/Ag复合材料为基底制备YBaCuO超导厚膜的研究

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金属Ag是超导领域常用的基底或包套材料。由于YBaCuO的熔点(1010℃)高于银基带的熔点(961℃),因此在采用熔化法处理银基底YBaCuO带材时,需要提高银基带的熔点或降低YBaCuO的熔点。为了解决该问题,本文通过掺杂高熔点稀土氧化物提高银基带的熔点,在熔化法织构生长工艺中使用低氧分压降低YBaCuO的熔点,并在YBaCuO厚膜顶部添加籽晶使YBaCuO晶体择优取向。另外利用Ag在高温下不与YBaCuO超导体发生化学反应的特性,在Ni及Ni-Cr合金表面氰化镀银,使Ag作为Ni合金基底与YBaCuO之间的隔离层,防止Ni或Cr向YBaCuO中扩散,影响YBaCuO的超导电性。 文中选择高熔点的Nd<,2>O<,3>,Y<,2>O<,3>两种稀土氧化物作为添加剂,通过化学共沉积的方法制备了Re<,2>O<,3>/Ag基复合粉末。结果表明,Re<,2>O<,3>/Ag基复合材料的熔化温度随着Re<,2>O<,3>含量的增加而升高,4wt%Y<,2>O<,3>/Ag样品的熔化温度达到了970℃,而4wt%Nd<,2>O<,3>/Ag样品的熔化温度较低为960℃左右。样品条在熔化温度附近均未发生大的变形,显著地提高了Ag基底在高温下的抗变形能力。可以满足在低氧分压条件下熔融织构和定向凝固YBaCuO等工艺对基底材料的需求。 Ar气氛中YBaCuO的熔化温度为940℃,在以Rc<,2>O<,3>/Ag基复合材料为基底的低氧分压熔融织构和区域熔炼YBaCuO过程中,基底材料较好的保持了原有的形貌,但仍有部分银的析出。所得熔融织构样品的最大J<,c>=128A/cm<2>,区熔样品表面可观察到片状的织构,样品的最大J<,c>=52A/cm<2>。 在以Ni及其Ni-Cr合金表面氰化镀银材料为基底电泳沉积了YbaCuO厚膜。以最快沉积速度为基准,确定电泳沉积最佳工艺条件为YBaCuO粉末浓度3g/l,碘0.3g/l,外加直流电压应为110V,沉积完成时间一般为5~10min。沉积速度随着粉末浓度和碘加入量的增加先增加后减小,可根据膜厚控制沉积时间。沉积厚膜的烧结固化条件以930℃恒温4小时为最佳。对沉积样品后期热处理过程中,氰化镀银层很好的隔离了Ni,但是由于Cr的氧化和扩散,YBaCuO厚膜的超导电性遭到破坏。
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