【摘 要】
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因具有着很高的临界电流密度和高不可逆场等优点,第二代高温超导带材YBa2Cu307-x(YBCO)在实际生活中有广泛的应用,如输电线缆、电动机、限流器、核磁共振成像、磁悬浮设施等
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因具有着很高的临界电流密度和高不可逆场等优点,第二代高温超导带材YBa2Cu307-x(YBCO)在实际生活中有广泛的应用,如输电线缆、电动机、限流器、核磁共振成像、磁悬浮设施等。但目前其商业化应用受到诸多条件的制约,如带材的制备成本高昂、带材的制备长度不足、薄膜的均匀性不够等。因此本文致力于在金属基底上制备出低成本、均匀性好并有足够长度的YBCO过渡层。主要研究如下:1、利用溶液沉积平坦化(SDP)方法在哈氏合金(Hastelloy C276)基底表面制备出适合IBAD-MgO生长的Y203非晶薄膜衬底。研究了提拉速度和烧结温度对非晶薄膜的表面形貌和结晶性的影响。并对原有的溶液沉积平坦化系统进行改进,通过加入水冷系统和滴液系统,大大提高了薄膜持续制备的时间,从而提高带材的制备的长度。成功地制备出了长度达到440m,抽样测试在5 μm×5 μm范围内表面均方根粗糙度(RMS)在0.46～0.66nm之间的非晶薄膜。为后续过渡层的制备提供了足够长度且表面平整的衬底材料。还尝试性的在更低成本的宽度为5cm的X12CrNi177不锈钢基带生长Y2O3非晶薄膜,将其RMS由29nm,降低至0.33nm。2、利用离子束辅助沉积(IBAD)技术在上述非晶薄膜表面制备IBAD-MgO层,为后面制备YBCO薄膜提供双轴织构。研究了屏极电压、走带速度、沉积速率和离子束流对薄膜结构的影响,并对离子束流和沉积速率的匹配问题进行了讨论。设计了全新的多通道翻面的卷绕系统,实现了在单离子源单蒸发源的条件下,通过一次走带制备出双面的IBAD-MgO,并使双面一致性大大提高。并通过自外延(Epi)处理,外延一层Epi-MgO薄膜。研究了外延沉积速率和沉积厚度对薄膜织构和表面平整度的影响。成功制备出长度达到30m,织构均匀性良好的Epi-MgO/IBAD-MgO过渡层。抽样测试两面的面外半高宽在(△ω)3.1。～3.4。之间,面内半高宽(△Φ)在5.0°～5.8。之间,两面无明显差别,双面均匀性好。
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