[发明专利]高温超导双面带材及制备方法

权利要求书

1.高温超导双面带材，其特征在于，在金属基带的正反两面都设置有过渡层，过渡层以外为超导层，超导层以外为保护层。

2.如权利要求1所述的高温超导双面带材，其特征在于，所述金属基带为Ni或Ni合金双轴织构基带。

3.如权利要求1所述的高温超导双面带材，其特征在于：所述过渡层为三层结构，各层材质为CeO₂/YSZ/CeO₂或Y₂O₃/YSZ/CeO₂或CeO₂/La₂Zr₂O₇，YSZ为钇稳氧化锆，Y的掺杂量为3-5%。

4.如权利要求1所述的高温超导双面带材，其特征在于：所述过渡层为单层材质结构，材质为CeO₂或SrTiO₃或La₂Zr₂O₇或LaMnO₃。

5.如权利要求1所述的高温超导双面带材，其特征在于：所述YBCO薄膜层的厚度大于500nm小于4μm。

6.如权利要求1所述的高温超导双面带材，其特征在于：所述保护层为Ag或Cu。

7.如权利要求1所述的高温超导双面带材，其特征在于：所述保护层的厚度大于1μm小于2μm。

8.如权利要求1所述的高温超导双面带材的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

（1）在金属基带的两面同时制备具有双轴织构的单层或多层过渡层；

（2）在步骤（1）所述过渡层上两面同时制备YBCO超导薄膜层；

（3）在步骤（2）所述过渡层上两面同时制备保护层。

9.如权利要求8所述的高温超导双面带材的制备方法，其特征在于，

步骤（1）为：将具有立方织构的金属镍钨合金基片用酒精丙酮1:1混合溶液进行超声清洁；将清洁后的样品放入溅射沉积腔体中，抽真空至背底真空小于5×10^-4Pa；采用辐射加热至650°C，充入Ar+4%H₂混合气体2Pa，H₂O蒸汽2×10^-3Pa；以金属Y、Y的含量为5%的Y/Zr合金、Ce金属为靶材，采用直流反应磁控溅射技术，溅射功率为60W，采用对靶方式在基片两面依次生长50nm厚度Y₂O₃种子层、100nm厚度YSZ阻挡层、50nm厚度CeO₂模板层薄膜，完成过渡层的制备；

步骤（2）为：将步骤（1）中样品放入直流溅射真空腔中，背底真空小于1Pa，辐射加热方式升温至700°C，氧压10Pa，氩压20Pa，以Φ60mm直径YBCO圆片为靶材，采用直流溅射技术，溅射功率100W，溅射时间13h，两面同时生长约2.5μm厚度的YBCO膜层，溅射完成后，充氧至1atm，降温至450°C，保温30分钟后随炉冷却到室温，完成超导层的制备；

步骤（3）为：将步骤（2）得到的样品放入热蒸发真空腔体中，Ag丝用酒精清洗放入钨舟中，背底真空小于5×10^-4Pa，蒸发电流20A，蒸发时间3分钟后，关闭蒸发电流至0，关闭扩散泵和机械泵，并取出镀件，完成样品的制备。

10.如权利要求8所述的高温超导双面带材的制备方法，其特征在于，

步骤（1）为：将具有立方织构的金属镍钨合金基片用酒精丙酮1:1混合溶液进行超声清洁，将清洁后的样品放入溅射沉积腔体中，抽真空至背底真空小于5×10^-4Pa；采用辐射加热至650°C，充入Ar+4%H₂混合气体2Pa，H₂O蒸汽2×10^-3Pa；以金属Y、Y的含量为5%的Y/Zr合金、Ce金属为靶材，采用直流反应磁控溅射技术，溅射功率为60W，采用对靶方式在基片两面依次生长厚度为50nmY₂O₃种子层、100nmYSZ阻挡层、50nmCeO₂模板层薄膜，完成过渡层的制备；

步骤（2）为：将两面已沉积有CeO₂/YSZ/Y₂O₃过渡层的样品放入MOCVD真空腔中，背底真空小于1Pa，辐射加热方式升温至900°C；将金属有机源Y(thmd)₃，Ba(thmd)₂，和Cu(thmd)₂以1:2:3的摩尔比例混合溶解在四氢呋喃有机溶剂配成前驱体溶液，通过蠕动泵压入蒸发皿中，在300°C温度下实现闪蒸；通过220Pa的Ar气作为载气经输运管道运输到反应腔，在输运管道中有机源蒸汽与200Pa的1:1比例O₂和N₂O混合气体进行混合，通过喷口喷射到基片两面；完成YBCO薄膜沉积后，充氧至1atm，降温至450°C，保温30分钟后随炉冷却到室温，完成超导层的制备。