補償超導體鍍膜中銅損失的複合基帶的製法及其構成的製作方法

2023-06-03 13:27:41

專利名稱：補償超導體鍍膜中銅損失的複合基帶的製法及其構成的製作方法
一種可用於補償超導體鍍膜中銅損失的織構複合基帶的製法及其構成屬於高溫超導體塗層韌性基帶製造技術領域。
目前，用於高溫超導體塗層的基帶材料主要是多晶Ni基帶，這是因為純Ni板通過軋制和再結晶處理很容易得到強而純的立方織構({100}001)，但由於Ni對高溫超導體有侵蝕作用，需要在Ni基底上蒸鍍緩衝層來製備超導體塗層基帶，這種緩衝材料一般是銀。一般是在立方織構Ni基底上用電子束蒸發方法外延Pd(或Pt)過渡層和Ag緩衝層，得到Ni基複合基帶。由於Ag不與高溫超導體(如YBCO)反應，可以直接用於高溫超導體塗層。但是在典型的雷射脈衝沉積過程，Ag基底中可溶入0.3at％的Cu，造成銅氧化物超導體鍍膜中的銅損失。因此，為了保證YBCO塗層成分的正確需要採用富Cu的YBCO靶。這顯然會影響YBCO的成分均勻性，而且這種基帶體系中Pd(或Pt)非常昂貴。因而研製一種在用Ag作緩衝層的前提下，既可解決銅氧化物超導體鍍膜中銅損失問題以保證其優良的超導電性，又可降低成本，簡化工藝的織構複合基帶的製備方法便成為高溫超導線、帶材走向實用化的一個關鍵問題。
本發明的目的就在於提供一種可解決上述關鍵問題的銅氧化物超導體塗層用的織構複合基帶的製備方法及其構成。
本發明的特徵在於以織構Ni作基底，用真空熱蒸發方法先後順序沉積Cu和Ag，使Cu和Ag膜在Ni基底上按Ni基底的織構外延生長，以得到立方織構的Ni/Cu/Ag複合基帶，其中沉積室的真空度≤3×10-3pa，基底溫度在50～500℃之間；其複合基帶是Ni/Cu/Ag。
本發明的特徵還在於以織構Cu作基底，用真空熱蒸發方法在其上沉積Ag，使Ag按Cu基底的織構外延生長，得到立方織構的Cu/Ag複合基帶，其中沉積室的真空度≤3×10-3pa，基底溫度在50～500℃之間；其複合基帶是Cu/Ag。
實驗證明用上述方法可以重複製備本發明的複合基帶。
為了在下面結合實施例對本發明作詳盡說明，現把本申請文件所使用的附圖編號及名稱簡介如下

圖1立方織構Ni/Cu/Ag複合基帶的Ni基底的(111)極圖；圖2立方織構Ni/Cu/Ag複合基帶的Cu過渡層的(220)極圖；圖3立方織構Ni/Cu/Ag複合基帶的Ag緩衝層的(220)極圖；圖4立方織構Cu/Ag複合基帶的Cu基底的(220)極圖；圖5立方織構Cu/Ag複合基帶的Ag緩衝層的(111)極圖；圖6立方織構純Ag基帶的(111)極圖。
實施例1.立方織構Ni/Cu/Ag複合基帶的製備先製備立方織構Ni基底純Ni板室溫下軋制，總變形量大於95％，在真空(≤3×10-3pa)[或保護氣Ar(或還原氣H2)]中1050℃退火2小時。再製備立方織構Ni/Cu/Ag複合基帶立方織構Ni基底經丙酮超聲清洗後，在3×10-3Pa的真空條件下先後順序沉積無氧純Cu和純Ag，得到外延Cu膜和Ag膜，沉積過程中基底溫度為400℃。Ni/Cu/Ag複合基帶中以Cu代Pd，可降低成本，還可補償YBCO膜中的Cu虧損，獲得相均勻的YBCO超導膜。
2.立方織構Cu/Ag複合基帶的製備先製備立方織構Cu基底無氧純Cu板室溫度下軋制總變形量大於80％，在真空(≤3×10-3Pa)[或保護氣Ar(或還原氣H2)]中700℃退火2小時。再製備立方織構Cu/Ag複合基帶立方織構Cu基底經丙酮超聲清洗後，用真空熱蒸發方法在Cu基底上沉積純Ag；得到外延的Ag膜，沉積過程中真空度為～3×10-3Pa，基底溫度為400℃。Cu/Ag基帶把複合基帶的組合簡化到最低，成本也降至最低，它同樣可以補償YBCO膜中的Cu虧損，獲得單相YBCO超導膜。
上述複合基帶的外延Ag膜的織構取向分布函數值～100，遠大於目前所報導的同種織構純Ag基帶的取向分布函數值(大約40)。另外，外延Ag膜有利於改善高溫超導電性，在織構Ag緩衝層上可以直接外延生長銅氧化物高溫超導膜，而不致產生Cu虧損現象，從而克服了立方織構純Ag基帶的缺陷。純Ag基帶的(111)極圖見圖6。它是把純度為99.99％、氧含量小於1ppm、厚度為3.00mm的Ag板，除去氧化皮後，在120℃下溫軋總變形量為83％的Ag帶在真空爐中750℃下保溫30分鐘後取得的。
權利要求
1.一種補償超導體鍍膜中銅損失的織構複合基帶的製法，採用真空熱蒸發工藝，其特徵在於以立方織構Ni作基底，用真空熱蒸發方法先後順序沉積Cu和Ag，使Cu膜和Ag膜按Ni基底的織構外延生長，以得到立方織構的Ni/Cu/Ag複合基帶，沉積室的真空度≤3×10-3Pa，基底溫度在50～500℃之間。
2.一種補償超導體鍍膜中銅損失的織構複合基帶的製法，採用真空熱蒸發工藝其特性在於以立方織構Cu為基底，用真空熱蒸發方法沉積Ag，使Ag膜按Cu基底的織構外延生長，得到立方織構的Cu/Ag複合基帶，沉積室的真空度≤3×10-3Pa，其基底溫度在50～500℃之間。
3.根據權利要求1所提出的方法設計的織構複合基帶其特性在於它是一種立方織構的Ni/Cu/Ag複合基帶。
4.根據權利要求2所提出的方法設計的織構複合基帶其特性在於它是一種立方織構的Cu/Ag複合基帶。
全文摘要
補償超導體鍍膜中Cu損失的織構複合基帶的製法及其構成屬於高溫超導體塗層基帶製造技術領域,其特徵在於:以立方織構Ni作基底用熱蒸發方法順序沉積Cu和Ag,使Cu膜和Ag膜按Ni基底織構外延生長,以得到立方織構Ni/Cu/Ag基帶;也可以以立方織構Cu作基底,按同法熱蒸發Ag以得到立方織構Cu/Ag基帶,其真空度≤3×10
文檔編號C23C14/24GK1346903SQ0012975
公開日2002年5月1日 申請日期2000年10月11日 優先權日2000年10月11日
發明者郭漢生 申請人:郭漢生