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【6h】

Ni-W基底上全化学溶液法制备YBCO涂层导体研究

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1 绪论

1.1 超导材料简介

1.2 高温超导涂层导体用过渡层的研究

1.3 YBCO涂层导体的制备方法

1.4 近年来YBCO涂层导体研究进展

1.5 本课题选题依据和内容

2 实验方案与分析表征方法

2.1引言

2.2 实验方案设计

2.3 实验设备

2.4 实验分析表征方法

2.5 小结

3 单一过渡层SrTiO3（STO）薄膜的研究与制备

3.1 SrTiO3（STO）薄膜的研究与制备

3.2 La掺杂STO薄膜的研究与制备

3.3 单一过渡层LSTO上YBCO的外延生长研究

3.4 小结

4 YBCO/CeO2/La2Zr2O7（LZO）涂层导体的研究与制备

4.1 LZO过渡层的研究与制备

4.2 CeO2过渡层薄膜的研究与制备

4.3 CeO2/La2Zr2O7（LZO）复合过渡层的研究与制备

4.4 复合过渡层上YBCO的研究与制备

4.5 小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

作者在硕士期间发表的论文

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摘要

第二代高温超导带材又称YBa2Cu3O7-δ(YBCO)涂层导体，因其具有优异且独特的物理性能，而广泛应用于电力领域。如今，具有高成本的物理方法是用于制备高质量过渡层和YBCO涂层导体的成熟技术。但是，化学溶液沉积（CSD)法具有低成本的特点，它是YBCO涂层导体可大规模产业化的关键。此外，CSD法也是用于制造高质量过渡层，甚至YBCO薄膜的另一个重要途径。
　　本研究选用Ni-5％W合金作为基底，并使用全化学溶液法制备YBCO涂层导体，其中过渡层材料选用与基底和YBCO晶格匹配较高的单一薄膜SrTiO3(STO)和复合薄膜CeO2/La2Zr2O7(LZO)，并分别在这两种过渡层上外延生长YBCO薄膜。本文对过渡层的前驱体溶液配制、处理工艺以及YBCO薄膜的制备进行了研究，并得出以下结论：
　　（1）采用CSD法在Ni-5%W基底上制备了单一过渡层SrTiO3(STO)薄膜和La3+掺杂的STO(LSTO)薄膜，确定了单一(100)择优取向的LSTO薄膜的制备工艺；
　　（2）基于原有工艺制备了不同镧锆元素比例的LZO前驱溶液，在10%H2-N2混合气氛、1050℃保温1h的热处理工艺下得到了比例为La3+/Zr4+=1、La3+/Zr4+=1.1、La3+/Zr4+=1.2三种薄膜，相较原有薄膜其取向性、面内外织构、表面粗糙度和致密度都得到了提高；
　　（3）采用硝酸铈为原料制备了稳定的氧化铈前驱溶液，于低温300℃下热分解30min且髙温1050℃保温25min的热处理工艺获得了CeO2薄膜且质量良好；
　　（4）基于优化后的LZO薄膜和CeO2溥膜的制备工艺，成功制备出了质量优良（单一的取向、良好的面内外织构、平整光滑的表面）的复合过渡层CeO2/LZO；
　　（5）采用全化学溶液法在CeOz/LZO复合过渡层上外延生长了Y3+：Ba2+：Cu2+=1：2：3的YBCO薄膜。通过对YBCO薄膜热处理氧分压参数的研究，成功制备了表面、取向良好的单层YBCO薄膜，最终取得了Jc≥1.00MA/cm2(77K，0T)的突破。

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