涂层导体新型缓冲层制备工艺研究

论文摘要

第二代高温超导带材REBa2Cu3O7-x（简写成REBCO, RE为钇或镧系元素）,以其优良的本征电磁特性,特别是其在高磁场下优良的载流能力,使其在电力系统中拥有广阔的应用前景。本论文基于涂层导体工业生产的要求,主要研究了自氧化外延技术制备涂层导体NiO缓冲层和化学溶液沉积法制备稀土铋氧（REBiO3）新型缓冲层。论文的主要内容如下：1、对涂层导体进行概述,了解其制备方法,介绍了化学溶液沉积、电化学抛光、金属氧化和外延生长等相关理论；2、介绍了电化学抛光工艺、NiO缓冲层制备及新型缓冲层材料REBiO3制备的实验方案,介绍了REBiO3的晶体结构、电性质、磁性质和抗腐蚀性,证明此材料可以充当涂层导体的缓冲层的可行性；3、分析了电化学抛光对NiW基带表面平整度的影响,发现电流密度为0.08A／cm2时间为16min时,样品的表面平整度得到很大的提高,能够达到实验的要求；4、采用自氧化外延技术在NiW衬底生长致密、织构NiO薄膜,分析了电化学抛光对NiO缓冲层的影响,并研究了1100-1200℃温度范围内,氧化时间和氧化温度对NiO薄膜的影响；5、利用化学溶液沉积技术在表面自氧化的Ni-5%W合金基带上沉积REBiO3缓冲层,得到了双轴织构、表面致密平整的REBiO3,其成相在780℃左右,制备的薄膜表面平整致密,其表面的平均粗糙度达到Ra=2.99nm,均方根粗糙度Rq=3.89nm。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 超导材料及其发展历程
• 1.2 超导材料的基本特性
• 1.3 超导材料的分类
• 1.4 超导体的应用及发展前景
• 1.5 高温超导材料
• 1.6 涂层导体
• 1.6.1 涂层导体金属基底
• 1.6.2 涂层导体缓冲层
• 1.7 涂层导体缓冲层材料
• 1.8 涂层导体的制备方法
• 1.9 实验中涉及到的基础理论
• 1.9.1 电化学抛光的基本理论
• 1.9.2 影响电化学抛光效果的主要因素
• 1.9.3 电化学抛光的优点
• 1.9.4 金属氧化的基本理论
• 1.9.5 外延生长机理
• 1.10 本论文的主要内容
• 第二章 实验方案及表征方法
• 2.1 电化学抛光NiW基带工艺的实验方案
• 2.2 NiO缓冲层制备的实验方案
• 3缓冲层制备的实验方案'>2.3 REBiO₃缓冲层制备的实验方案
• 3的晶体结构'>2.3.1 REBiO₃的晶体结构
• 3的电性质和磁性质'>2.3.2 REBiO₃的电性质和磁性质
• 2.4 表征方法
• 2.4.1 样品的晶体结构分析
• 2.4.2 样品的织构分析
• 2.4.3 微结构和表面形貌
• 2.4.4 差热分析
• 第三章 电化学抛光NiW基带工艺
• 3.1 电化学抛光NiW基带
• 3.2 测试与分析
• 3.2.1 退火温度对NiW基带织构的影响
• 3.2.2 电化学抛光对NiW基带表面的影响
• 3.3 小结
• 第四章 SOE法制备NiO缓冲层
• 4.1 NiW基带的自氧化外延
• 4.2 NiW基带氧化工艺
• 4.3 测试与分析
• 4.3.1 电化学抛光对NiO缓冲层的间接影响
• 4.3.2 氧化时间对NiO缓冲层的影响
• 4.3.3 氧化温度对NiO缓冲层的影响
• 4.3.4 氧化镍颜色随厚度变化规律的探索
• 4.4 小结
• 3缓冲层'>第五章 CSD法制备REBiO₃缓冲层
• 5.1 高分子前驱物PAA/PMAA的合成
• 5.2 胶体的制备
• 5.3 胶体的涂敷
• 5.4 薄膜的热处理
• 5.5 分解成相工艺的探索
• 5.6 测试与分析
• 3缓冲层的影响'>5.6.1 成相温度对SmBiO₃缓冲层的影响
• 3缓冲层的间接影响'>5.6.2 电化学抛光对SmBiO₃缓冲层的间接影响
• 5.7 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文和科研成果