本文關鍵詞：高電壓冷絕緣高溫超導電纜的主絕緣設計，由筆耕文化傳播整理發布。

《電子科技大學》 2007年

MOD法制備YBCO高溫超導帶材的緩沖層SrTiO_3研究

田震  

【摘要】： 第二代釔系高溫超導帶材具有不可逆場較高、磁場下載流能力強、交流損耗低及性價比高等優點,極具應用前景,因而成為高溫超導材料的重點發展方向。但是直接在柔性金屬基帶上制備超導薄膜存在晶格失配和互擴散等問題,因而必須制備過渡層薄膜。 與目前較為成熟的過渡層薄膜制備工藝如IBAD(ion beam assisted deposition)、濺射及脈沖激光沉積(PLD)等相比,金屬有機沉積(MOD, Metal Organic Deposition)方法具有不需要真空環境,制備的薄膜厚度一致,設備簡單,成本低等優勢。本論文采用MOD法在雙軸織構的鎳鎢合金(Ni-5at.%W)基帶上制備SrTiO_3(STO)過渡層薄膜。采用SrTiO_3這一種材料來作過渡層,在STO過渡層上面可以直接制備釔系高溫超導薄膜。為確保過渡層起到為超導層提供生長模板和阻擋擴散的作用,本論文開展了以下研究工作: 首先,本論文對配制穩定前驅溶液的工藝條件進行了研究,通過實驗最終確定了以乙酸鍶、鈦酸丁酯為反應物,冰乙酸和甲醇為溶劑,乙酰丙酮為螯合劑,控制反應溫度在50~70℃,制備出穩定性較好的前驅溶液。 其次,為了制備具有良好織構的STO過渡層薄膜,本文對種子層的制備工藝進行了研究。采用不同材料作為種子層,其中SrTiO_3作為種子層在優化工藝參數下(前驅溶液濃度為0.06M,退火溫度為880℃,保溫時間為120min),生長出晶粒大小一致、尺寸較小且分布均勻的種子層。 最后在種子層上采用MOD法制備STO過渡層薄膜,對其制備工藝進行研究,采用XRD、AFM、及SEM對薄膜進行分析。研究了工藝參數(退火溫度、退伙時間、升溫速度等)對薄膜結構和表面形貌的影響,并對該方法的可重復性進行了驗證。所制備的SrTiO_3過渡層薄膜均能達到立方織構單一取向,面內、面外半高寬分別為6.5°和6.0°,顆粒尺寸小于80nm,表面均方根粗糙度不超過3nm。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TM26
【目錄】：

摘要4-5

ABSTRACT5-9

第一章 概述9-26

1.1 高溫超導簡介9-11

1.2 高溫超導帶材的發展11-15

1.3 第二代釔系高溫超導帶材的制備15-22

1.4 過渡層研究現狀22-24

1.5 論文的選題依據和研究方案24-26

第二章 實驗方法和原理26-36

2.1 MOD 法的基本原理26

2.2 實驗儀器及原料26-27

2.3 基片的清洗27-28

2.4 前驅溶液的配制28-29

2.5 成膜及薄膜的熱處理29-31

2.6 薄膜的分析測試方法及原理31-36

第三章 種子層薄膜生長工藝研究36-44

3.1 BCT 種子層36-37

3.2 STO 種子層37-42

3.3 CEO_2 種子層薄膜42

3.4 小結42-44

第四章 SRTIO_3緩沖層薄膜生長工藝研究44-59

4.1 退火溫度44-49

4.2 退火時間49-54

4.3 升溫速度及工藝的重復性54-56

4.4 水蒸氣56-57

4.5 厚度對薄膜性能影響57-58

4.6 小結58-59

第五章 結論59-60

致謝60-61

參考文獻61-67

讀碩期間取得的成果67-68

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