[发明专利]一种高温超导涂层导体缓冲层Gd1-xPbxBiO3及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高温超导材料制备技术领域，尤其涉及一种高温超导涂层导体Gd_1-xPb_xBiO₃缓冲层及其制备技术。

背景技术

第二代高温超导带材即稀土钡铜氧(REBCO)涂层导体与第一代高温超导带材即铋系带材相比，具有一系列明显的优点：原料生产成本低；电流密度更高并且磁通钉扎能力更高；超导电性的各向异性比较弱；可以在液氮温区和较高的磁场下具有比第一代高温超导材料更好的载流能力，将是真正的液氮温区下强电领域应用的超导材料。而获得具有实用化水平的高温超导带材一直是世界各国研究的热点。

REBCO高温超导层材料由于本身的层状结构，导致极强的各向异性，晶格的ab面上的负载电流能力远远高于c轴方向。REBCO高温超导材料的载流性能对a、b方向上的晶格失配极为敏感，为保证REBCO的载流能力，外延织构成了其制备技术中不可或缺的工艺过程。迄今为止，国内外公认的最佳衬底材料为Ni基合金材料。而Ni基合金和REBCO高温超导材料的ab面存在一定的晶格失配，直接在Ni基合金基带上外延生长REBCO高温超导材料其超导性能极差，必须在合金基带上加一层缓冲层。一方面阻止Ni基合金与REBCO之间的相互扩散和化学反应，另一方面充当从Ni基合金到REBCO外延生长的中间模板。这样才能保证制备出性能优良的REBCO高温超导涂层导体。因此，高温超导涂层导体都具有衬底、缓冲层(至少一层)和REBCO超导涂层三层结构。

经过近二十多年的发展，世界各国开发出了一系列具有实用化水平的缓冲层材料，比如SrTiO₃，La₂Zr₂O₇，CeO₂，YSZ，RE₂O₃等。但这些材料大都熔点很高，需在1000℃左右才能外延生长成性能良好的缓冲层，并需要在低的氧分压下进行制备，高额的制备成本严重影响了高温涂层导体的实用化进展。而更为重要的是这些缓冲层材料大都在欧，美，日等国的知识产权保护之下，这将严重影响和制约我国在第二代高温超导涂层导体上研究开发与产业化生产。

此外，制备缓冲层的方法除了有物理气相沉积(PVD)，还有金属有机物化学气相沉积(MOCVD)，化学溶液沉积(CSD)等。CSD法相比其它方法具有成本低，操作相对简单，成分控制精确以及适合大面积沉积等独特优势，已逐渐成为制备缓冲层和ReBCO层的主要工艺方法和研究热点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温超导涂层导体的缓冲层(Gd_1-xPb_xBiO₃)。该缓冲层能在810℃左右空气中外延生长，其结构致密并且表面平整。并在随后的高温超导涂层导体的超导层的制备过程中保持结构的稳定。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：一种高温超导涂层导体Gd_1-xPb_xBiO₃缓冲层，它是对高温超导涂层导体GdBiO₃缓冲层进行Gd的Pb的替代进而外延成相热处理生成的氧化物Gd_1-xPb_xBiO₃固溶体。其中0.1≤x≤0.2。