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第2代高温超导YBCO涂层导体的发展及其应用

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科学通报 2005年第1期50卷 1-5页

作者：马衍伟肖立业中国科学院电工研究所应用超导实验室北京100080

上世纪90年代末,随着第1代高温超导材料的制备技术取得重大突破,高温超导线材很快形成产业化生产能力,极大地促进了超导应用技术的研究,如高温超导电缆、高温超导限流器、高温超导变压器、高温超导电动机等已经进入示范运行阶段.从应用... 详细信息

上世纪90年代末,随着第1代高温超导材料的制备技术取得重大突破,高温超导线材很快形成产业化生产能力,极大地促进了超导应用技术的研究,如高温超导电缆、高温超导限流器、高温超导变压器、高温超导电动机等已经进入示范运行阶段.从应用角度讲,高温超导带材必须达到以下几方面的要求:可靠性高、成本低廉、柔性强度好以及较低的交流损耗,才能被市场所接受.第1代高温超导材料还很难满足上述条件,因此,第2代高温超导体——YBCO涂层导体成为目前各国竞相研究开发的焦点.简要叙述了高温超导材料的发展现状及其在强电技术方面的应用,重点评述了YBCO涂层带材的制备工艺及发展趋势.

关键词： YBCO 高温超导材料涂层导体高温超导带材高温超导限流器高温超导变压器高温超导电缆发展产能技术

基带厚度对涂层导体立方织构Ni基带组织的影响

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稀有金属 2005年第6期29卷 814-818页

作者：屈飞杨坚古宏伟刘慧舟北京有色金属研究总院超导材料研究中心北京100088

大变形量加工及随后再结晶热处理制备的立方织构Ni及其合金带材广泛用于YBa2Cu3O7-x(YBCO)涂层导体的基带。基带厚度的减小有利于提高涂层导体的工程电流密度。主要研究基带厚度对其立方织构、晶界角分布以及晶粒尺寸的影响。实验结果表... 详细信息

大变形量加工及随后再结晶热处理制备的立方织构Ni及其合金带材广泛用于YBa2Cu3O7-x(YBCO)涂层导体的基带。基带厚度的减小有利于提高涂层导体的工程电流密度。主要研究基带厚度对其立方织构、晶界角分布以及晶粒尺寸的影响。实验结果表明:随着基带厚度的减小,再结晶基带平均晶粒尺寸先减小后增大,当基带厚度为60μm时,晶粒平均尺寸达到最小值70μm;随基带厚度的减小,再结晶基带立方织构取向越接近其标准位置;晶界角分布随基带厚度变化不大,但所有样品晶界角几乎都小于15°。

关键词：涂层导体立方织构基带晶界角

TFA-MOD法RE123涂层导体的外延生长研究

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稀有金属材料与工程 2008年第A4期37卷 100-103页

作者：高波应利良刘志勇鲁玉明蔡传兵上海大学上海200444

采用TFA-MOD方法在单晶片SrTiO3和涂有不同缓冲层的NiW基底(NiW/LZO/CeO2和NiW/Y2O3/YSZ/CeO2)上制备了性能良好的REBa2Cu3O7-δ(REBCO,RE=Y,Hoetc.)单元及两元混合超导薄膜,其中Y1-xHoxBa2Cu3O7-x的超导转变温度(Tc)和面内外取向不随Ho离子的掺杂而降低。通过降低氧含量,把成相温度降低到780℃。在低氧含量(100μg/g)下,采用3～4h的低温热处理过程和低加温速度(3℃/min),获得高性能的REBCO薄膜(Jc>3.65MA/cm2)。通过X射线衍射(XRD)和聚焦离子束显微镜(FIB)分析研究了缓冲层CeO2与超导层之间的界面反应和性质。CeO2与超导层之间存在较强的化学反应,而且此反应降低了超导层的织构化。超导层与CeO2之间的化学反应有可能受到缓冲层致密度的影响。

关键词： TFA-MOD 涂层导体 a轴晶粒致密度

IBAD技术制备涂层导体用YSZ缓冲层长带的研究

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低温物理学报 2010年第2期32卷 116-120页

作者：史锴冯峰吴蔚王志韩征和清华大学物理系北京理工大学理学院

在钇钡铜氧(YBCO)高温超导涂层导体制备路线中,离子束辅助沉积技术(IBAD)是两大主流技术路线之一,取得了最为突出的研究成果.本文简要介绍了IBAD技术制备YBCO涂层导体的最新研究进展;并采用离子束辅助沉积技术在哈氏合金(Hastelloy)基... 详细信息

在钇钡铜氧(YBCO)高温超导涂层导体制备路线中,离子束辅助沉积技术(IBAD)是两大主流技术路线之一,取得了最为突出的研究成果.本文简要介绍了IBAD技术制备YBCO涂层导体的最新研究进展;并采用离子束辅助沉积技术在哈氏合金(Hastelloy)基底上成功制备了1米长具有钇稳定氧化锆(YSZ)缓冲层的金属基带.采用X射线衍射仪(XRD)分析YSZ缓冲层的取向;利用原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(FESEM)观察其表面形貌.获得了可以实际应用的IBAD-YSZ/Hastelloy缓冲层长基带,可以在该基带上研制其他缓冲层以制备YBCO高温超导涂层导体带材.

关键词：离子束辅助沉积涂层导体 YSZ 缓冲层

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溶胶-凝胶法制备Y系涂层导体隔离层

低温物理学报 2003年第S1期25卷 129-133页

作者：刘慧舟杨坚北京有色金属研究总院超导中心北京有色金属研究总院超导中心北京100088

本文报道了利用溶胶凝胶法制备Y系涂层导体CeO2 、MgO、SrTiO3 隔离层的工作 .以无机盐为前驱物获得CeO2 、MgO、SrTiO3 的溶胶 ,通过浸蘸涂覆和旋转涂覆把胶体涂覆在织构Ni基带上 ,然后进行热处理 ,形成涂层 ,重复以上过程使涂层达到... 详细信息

本文报道了利用溶胶凝胶法制备Y系涂层导体CeO2 、MgO、SrTiO3 隔离层的工作 .以无机盐为前驱物获得CeO2 、MgO、SrTiO3 的溶胶 ,通过浸蘸涂覆和旋转涂覆把胶体涂覆在织构Ni基带上 ,然后进行热处理 ,形成涂层 ,重复以上过程使涂层达到一定厚度 ,最后进行高温热处理 ,得到CeO2 、MgO、SrTiO3 隔离层 .利用扫描电镜分别观察了三种涂层的表面形貌 ,利用X射线对三种涂层的织构进行了研究 .

关键词：隔离层溶胶无机盐前驱物 MgO 胶体矿物质立方织构涂层导体涂层表面

高温超导涂层导体CeO2缓冲层的化学溶液法制备及其热反应过程研究

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低温物理学报 2008年第2期30卷 111-115页

作者：潘成远蔡传兵应利良高波刘志勇鲁玉明刘金磊上海大学物理系上海大学物理系上海200444

本文通过化学溶液法在双轴织构的金属Ni-W衬底上外延生长了CeO2超导涂层导体缓冲层薄膜.X衍射极图表明其面内外织构良好.扫描电子显微镜和原子力显微镜观察薄膜表面光滑、平整且粗糙度低.采用差热分析研究了升温速率及样品质量对前驱溶... 详细信息

本文通过化学溶液法在双轴织构的金属Ni-W衬底上外延生长了CeO2超导涂层导体缓冲层薄膜.X衍射极图表明其面内外织构良好.扫描电子显微镜和原子力显微镜观察薄膜表面光滑、平整且粗糙度低.采用差热分析研究了升温速率及样品质量对前驱溶液热反应过程的影响,结果表明其热反应主要经历了三个过程,其中吸附水的脱去和醋酸组的解离分别发生在110~140℃与230~240℃两个温度范围内,且受升温速率的影响很小,表明这两个反应都在较短的时间内完成.而发生在250~500℃温度段的氧化合成反应则需要较长的时间,其反应结束温度与升温速率近似成线性增加.X衍射分析进一步证实了上述三个热反应过程,当温度达到700℃时CeO2可以得到完好的结晶.

关键词：双轴织构涂层导体缓冲层差热分析

电化学法涂层导体CeO_2缓冲层外延生长研究

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低温与超导 2013年第3期41卷 38-43页

作者：桑丽娜刘志勇鲁玉明朱红妹张义邴蔡传兵上海大学超导及应用技术研究中心上海200444

电化学沉积法制备高温超导YBa2Cu3O7-δ涂层导体缓冲层具有工艺简单、设备要求低、易于连续化批量制备等优点。采用电化学沉积法,在双轴织构的Ni-5at.%W(Ni-5W)金属基带上成功制备出了具有良好c轴取向的CeO2缓冲层薄膜。利用X射线衍射... 详细信息

电化学沉积法制备高温超导YBa2Cu3O7-δ涂层导体缓冲层具有工艺简单、设备要求低、易于连续化批量制备等优点。采用电化学沉积法,在双轴织构的Ni-5at.%W(Ni-5W)金属基带上成功制备出了具有良好c轴取向的CeO2缓冲层薄膜。利用X射线衍射、极图、扫描电子显微镜和原子力显微镜等对上述氧化物薄膜的织构、表面形貌等进行表征。重点研究了薄膜厚度、退火温度、退火时间等工艺对薄膜外延生长及其表面形貌的影响,结果表明:电化学沉积方法制备的CeO2缓冲层具有很好的双轴织构、表面平整、均一,粗糙度低,表现出良好的缓冲层性质。结合金属有机化学溶液超导层的制备技术,本工作展示了一条全化学法制备第二代高温超导带材的技术路线,具有很好的应用前景。

关键词： YBa Cu3O7—δ 涂层导体电化学沉积缓冲层

用三源热共蒸法制备的二十厘米长涂层导体及其显微结构

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低温物理学报 2005年第S1期27卷 769-774页

作者：胡倾宇路荣涛郭玉良 Salama K. 休斯敦大学德克萨斯超导中心及机械工程系天津300384周玉祥海泰超导通讯科技(天津)有限公司美国德克萨斯州77204

用真空三源热共蒸发法制备了二十厘米长的涂层导体,其宽度为1厘米,超导层宽度为0.9厘米,厚度为600纳米.使用直流四引线法测试,导体在77K时的临界电流大于120安培,相应的临界电流密度大于每平方厘米220万安培.表征电流-电压曲线超导转变... 详细信息

用真空三源热共蒸发法制备了二十厘米长的涂层导体,其宽度为1厘米,超导层宽度为0.9厘米,厚度为600纳米.使用直流四引线法测试,导体在77K时的临界电流大于120安培,相应的临界电流密度大于每平方厘米220万安培.表征电流-电压曲线超导转变陡峭度的n值为35.显微结构观察表明其膜层显微形貌与单晶衬底上的薄膜极其相似.X射线衍射研究表明超导薄膜的相成分纯,面内FWHM为Δφ=6.23°,面外FWHM为Δω=3.84°,表明涂层的优良织构.在此文章将详细报告导体的制备和显微结构及物理测试结果.

关键词：涂层导体单晶衬底临界电流密度显微结构超导转变共蒸发法电流-电压曲线测量结果超导薄膜共蒸法过渡层地层显微形貌超导转变温度超导临界温度三源

TFA-MOD技术制备YBCO涂层导体影响因素研究

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稀土 2008年第4期29卷 71-80,97页

作者：吕旭东古宏伟李弢丁发柱王连红北京有色金属研究总院超导中心北京100088

采用三氟乙酸盐-金属有机物沉积法(trifluoroacetic acid-metal organic deposition,TFA-MOD)制备YB-CO带材,不需要真空系统,成本低,是近年来制备YBCO涂层导体研究的热点之一。对采用TFA-MOD技术制备YBCO涂层导体中的工艺做了较为系统... 详细信息

采用三氟乙酸盐-金属有机物沉积法(trifluoroacetic acid-metal organic deposition,TFA-MOD)制备YB-CO带材,不需要真空系统,成本低,是近年来制备YBCO涂层导体研究的热点之一。对采用TFA-MOD技术制备YBCO涂层导体中的工艺做了较为系统的介绍,包括制备前驱物溶液、涂敷、低温烧结、高温烧结等环节,分析了加热温度,升温速率,水分压等参数的影响。并且讨论了如何从工艺环节提高YBCO涂层导体的性能。

关键词：超导涂层导体 YBCO TFA-MOD 影响因素