[发明专利]在高温超导体上施用金属覆盖层的方法

说明书

本发明涉及制造包含基底的条形高温超导体(HTSC)的方法，该基 底上施用了用于高温超导的层，在该层上施用金属层。

条形HTSC由主要为金属的基底、缓冲层和施用在缓冲层上的HTSC 层构成。HTSC层是铜酸盐超导体，主要是稀土金属-钡-铜氧化物的超导 体，例如钇-钡-铜氧化物(YBCO)的超导体。从WO 01/08233中获知， 将两个这类条形导体结合以形成所谓的中性纤维导体。为此，在每一HTSC 层施用薄金属覆盖层。然后，将两个覆盖层焊接在一起。覆盖层用于使 HTSC层钝化，并充当促进粘合的底涂层。

还已知将附加金属层，例如铜，电镀到金属覆盖层上。在电镀之前， 必须对HTSC层施用金属覆盖层，否则HTSC层会参与电化学反应。如果 HTSC层参与电化学反应，则HTSC层的载流能力降低。

这种金属覆盖层是通过物理方法制备的，例如溅射法。这些方法在真 空下进行，并要求高的装置支出。

本发明的目的是提供制造具有覆盖层的条形HTSC的方法，其比相应 的物理方法更经济。

该目的通过金属覆盖层的湿化学施用得以实现。为此，首先在用于高 温超导的层上施用金属-有机或无机金属盐溶液。然后，使溶液中包含的金 属或所含金属沉积在HTSC层上；在使用金属-有机盐溶液的情况下，这通 过加热该溶液进行，在使用无机金属盐溶液的情况下，通过施用还原溶液 并然后加热施用的溶液而进行。通过最后提到的步骤加速金属层的形成。 在这两种情况下，都通过施加热，例如通过分解，特别是通过热解和/或气 化，从金属层上去除在其制成后留在金属层上的金属盐溶液残留物，即各 个所用的金属盐的溶剂和剩余配体。

用于高温超导的层可以是完成的HTSC，例如YBa₂Cu₃O_6.6，或是尚 未掺杂的“HTSC”的所谓HTSC前体层，例如YBa₂Cu₃O₆。

从US 4,971,944中获知HTSC-金复合体，其通过将预先涂有金的 HTSC粒子压制而制得。为此，首先制备AuCl₃溶液和HTSC粒子的悬浮 液。然后，通过施用热并任选添加还原剂，在HTSC粒子上制备金层。但 是，该方法尚未证实是可实行的，因为必须通过过滤去除所有反应产物。 这对条形HTSC而言不可能。此外，必须小心以使所用溶剂绝对不含水， 否则会形成侵蚀铜酸盐HTSC的盐酸。即使注意这一点，后面与空气中所 含的水蒸气的接触也会不可避免地导致盐酸形成，因为在过滤过程中，含 Cl的反应产物始终会留在HTSC粒子上。但是，当进行本发明的方法时， 在条形HTSC粒子上没有留下侵蚀HTSC的残留物。

优选地，所用金属盐含有贵金属离子，例如银和/或金和/或铂的离子。 这样沉积的金属层对环境影响特别惰性，并且不会侵蚀HTSC层。

优选地，在金属盐溶液中加入纳米级金属粒子。纳米级金属粒子具有 小于大约120纳米的平均最大直径。如果使用无机金属盐溶液，纳米级金 属粒子也可以加入还原溶液中。由于纳米级金属粒子，覆盖层的厚度增加。

优选地，金属盐溶液饱和。这也增加了所得覆盖层的厚度。

如果在用于高温超导的层上施用金属-有机盐溶液，则这优选由Me-(六 氟乙酰丙酮)(1，5-环辛二烯)和/或Me-五氟丙酸盐和/或Me-β-二酮化物和/或 Me-碳酸盐和/或Me-NR-R和/或Me-(CR₂)_n-R和/或Me-CO-R和/或 Me-COO-R和/或Me-CONR-R和/或Me＝CR-R构成，其中Me代表贵金 属，R代表有机残基，n代表化学计量因数。

如果使用无机金属-盐溶液，则该金属-盐溶液优选可以含有Me-硝酸 盐和/或Me-乙酸盐和/或Me-柠檬酸盐和/或Me-三氟乙酸盐和/或Me-酒石 酸盐和/或Me-OH。还原溶液优选含有甲醛和/或肼和/或硼烷和/或硫化合 物。一些金属盐也可以被脲还原。

如果还原溶液仅含甲醛作为还原剂，则金属与甲醛的比率优选为大约 1:1至大约5:1。

如果还原溶液仅含二甲胺-硼烷作为还原剂，则金属与二甲胺-硼烷的 比率优选为大约1:2至大约1:10。