[发明专利]一种涂层导体多层结构超导膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高温超导材料技术领域，具体涉及一种涂层导体多层结构超导膜及其制备方法。

背景技术

涂层导体是由金属基带/阻隔层/超导层/保护层构成的多层结构型实用高温超导材料，已经成为目前国际超导材料领域的研究热点。由于高温超导体的相干长度很小，而且呈现强的各向异性特征，人工引入缺陷结构作为有效钉扎中心是提高涂层导体超导性能的重要途径。对于三氟乙酸金属有机沉积(TFA-MOD)工艺，人工引入离子缺陷可以通过改变前驱溶液的组成来进行，同时改变厚度以及相关热处理工艺来控制缺陷结构的形成与分布。

在人工引入离子缺陷方面，日本超导研究中心(SRL-ISTEC)采用贫钡化前驱液提高样品性能。将Ba/Y比例控制为1.5，获得YBa_1.5Cu₃O_y涂层导体，通过析出的第二相Y₂O₃作为钉扎中心，但是第二相尺寸较大，起到钉扎作用的并不是第二相本身，而是在第二相周围形成的缺陷结构。美国超导公司(AMSC)在前驱溶液中掺入Dy，促使纳米点缺陷密度的增加，有利于超导层的强钉扎。他们研发出YDy_0.5BCO/YBCO两层复合带材，提高涂层导体在H//c方向上的钉扎能力。然而他们没有渐进改变离子缺陷含量，不利于实现界面钉扎。本发明提出对钇为离子进行部分替代形成缺陷结构，这种缺陷结构小于第二相。同时将涂层增加到3层，有效的提高界面钉扎作用，将更有利于提高样品性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种Jc大于1MA/cm²的涂层导体多层结构超导膜。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种涂层导体多层结构超导膜，其特征在于，该涂层导体多层结构超导膜为YBa₂Cu₃O_y/Y_0.9RE_0.1Ba₂Cu₃O_y/Y_0.7RE_0.3Ba₂Cu₃O_y；所述RE为Sm或Ho。

所述多层结构超导膜的层数为3层。

本发明还提供了一种涂层导体多层结构超导膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将乙酸钇、乙酸钡和乙酸铜按原子比Y∶Ba∶Cu＝1∶2∶3溶解于去离子水中得到初始溶液A；

(2)将乙酸钇、乙酸钡、乙酸铜和稀土乙酸盐按原子比Y∶Ba∶Cu∶RE＝0.9∶2∶3∶0.1溶解于去离子水中得到初始溶液B；所述稀土乙酸盐为乙酸钬或乙酸钐；

(3)将乙酸钇、乙酸钡、乙酸铜和稀土乙酸盐按原子比Y∶Ba∶Cu∶RE＝0.7∶2∶3∶0.3溶解于去离子水中得到初始溶液C；所述稀土乙酸盐为乙酸钬或乙酸钐；

(4)分别向步骤(1)中所述初始溶液A、步骤(2)中所述初始溶液B和步骤(3)中所述初始溶液C中加入三氟乙酸，80℃回流4h，同时在80℃，搅拌速率为50转/分钟～100转/分钟条件下搅拌得到溶胶A、溶胶B和溶胶C；将溶胶A、溶胶B和溶胶C分别减压蒸馏得到蓝色透明胶体A、胶体B和胶体C，采用甲醇对胶体A、胶体B和胶体C分别提纯3～5次，将提纯后的胶体A、胶体B和胶体C分别溶解于甲醇中配制成1.5mol/L～2mol/L的前驱液A、前驱液B和前驱液C；所述三氟乙酸的加入量为初始溶液中钡元素摩尔量的15倍；