[发明专利]一种涂层导体单缓冲层及其制备方法在审

专利信息
申请号: 201410476579.9 申请日: 2014-09-18
公开(公告)号: CN104264132A 公开(公告)日: 2015-01-07
发明(设计)人: 金利华;于泽铭;冯建情;李成山;王耀;张平祥 申请(专利权)人: 西北有色金属研究院
主分类号: C23C18/12 分类号: C23C18/12;H01B12/06;H01B13/00
代理公司: 西安创知专利事务所 61213 代理人: 谭文琰
地址: 710016*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 涂层 导体 缓冲 及其 制备 方法
【说明书】:

技术领域

发明属于涂层导体单缓冲层技术领域,具体涉及一种涂层导体单缓冲层及其制备方法。

背景技术

涂层导体由金属基带/缓冲层/超导层/保护层组成,在液氮温区具有高的临界电流密度,是目前高温超导带材的研究热点之一。缓冲层介于超导层和NiW金属基带之间,具有非常重要的晶格过渡和阻隔扩散的作用。因此,缓冲层必须是一个连续的、平整的、化学性质稳定、晶格结构匹配的过渡层。为了提高涂层导体的性能,在缓冲层研究方面,人们提出多层膜结构的缓冲层来实现织构传递与阻隔扩散两方面的功能,迄今较为成功的结构组合有几种:①美国超导公司采用物理气相沉积(PVD)技术制备的Y2O3/YSZ/CeO2缓冲层;②美国Superpower公司采用离子束辅助沉积技术(IBAD)制备Al2O3/MgO/MgO/LaMnO3缓冲层;③日本藤苍公司采用脉冲激光沉积技术(PLD)制备的Ga2Zr2O7/CeO2缓冲层;④采用化学溶液沉积技术(CSD)制备La2Zr2O7/CeO2缓冲层。这些缓冲层组合一般控制2~4层缓冲层,随着缓冲层层数的增加,其织构度和表面质量都会下降,最终导致超导性能降低,而且多次制备也会导致成本增加。

目前,化学溶液沉积技术是缓冲层低成本制备技术的代表,涂层导体单缓冲层组合仍然比较复杂,至少需要两次制备才能实现传递织构和阻止扩散的作用,这些不利于减少涂层在制备过程中产生的缺陷和降低制备成本。

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,提供一种涂层导体单缓冲层。该单缓冲层既能阻隔金属离子扩散,又能传递织构,可以起到多层缓冲层的作用。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种涂层导体单缓冲层,其特征在于,该缓冲层的化学组成为LaZrxCeyOδ,其中x的取值为1~2,y的取值为0.2~2,δ=1.5+2x+2y。

上述的一种涂层导体单缓冲层,其特征在于,所述x的取值为1~1.5,y的取值为0.2~1。

另外,本发明还提供了一种制备上述单缓冲层的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

步骤一、将镧的有机盐、锆的有机盐和铈的有机盐按照La:Zr:Ce=1:x:y的摩尔比溶解于丙酸中,得到金属离子摩尔浓度为1mol/L~2mol/L的前驱液;

步骤二、采用浸涂法将步骤一中所述前驱液涂敷于NiW金属基带上,然后将涂敷有前驱液的NiW金属基带置于热处理炉中,在还原性气氛保护下,以50℃/min~100℃/min的升温速率将热处理炉炉温升至900℃~1050℃,保温热处理0.5h~1h,随炉冷却后出炉,在NiW金属基带表面得到LaZrxCeyOδ单缓冲层。

上述的方法,其特征在于,步骤一中所述丙酸为分析纯试剂。

上述的方法,其特征在于,步骤一中所述镧的有机盐为乙酸镧或乙酰丙酮镧,锆的有机盐为乙酰丙酮锆,铈的有机盐为乙酸铈或乙酰丙酮铈。

上述的方法,其特征在于,步骤二中所述还原性气氛为氩气与氢气的混合气氛,混合气氛中氢气的体积百分含量为2%~6%。

本发明与现有技术相比具有以下优点:

1、本发明的单缓冲层既能阻隔金属离子扩散,又能传递织构,可以起到多层缓冲层的作用。

2、本发明通过改变前驱体组份调节单缓冲层的晶格参数,使之更易于生长;能够更好与超导层的晶格参数匹配。同时LaZrxCeyOδ单缓冲层表面析出少量纳米点可以诱导超导层的生长。

3、本发明制备的LaZrxCeyOδ单缓冲层具有锐利的立方取向,表面光滑平整、无裂纹,有利于外延生长超导层。

4、本发明制备的单缓冲层可以提高制备效率,降低成本。

下面结合附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的LaZrCe0.2O3.9单缓冲层的X射线衍射θ-2θ扫描图。

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