[发明专利]一种双轴织构缓冲层结构

说明书

技术领域

本发明涉及功能材料技术领域，特别涉及一种双轴织构缓冲层结构。

背景技术

第二代高温超导带材由于其制作方法主要是薄膜涂敷技术，所以又被称作涂层导体。

超导材料在低温下具有完全的零电阻和完全抗磁性特点。其无阻、抗磁特性在工业、国防、科学研究、医学等领域的巨大应用前景使得各国政府都极为重视超导技术的开发研究。最早发现的超导材料的超导转变温度很低，在几K到23K之间，只能在液氦下工作，维持液氦的温度是需要很高的成本的，而且地球上的氦气含量很低，液氦不可能大规模地应用。因此尽管低温超导材料已经发现了近100年，但其在工业上的应用很少，主要是应用在MRI的强磁体上。1986年液氮温区的高温超导材料的发现，改变了这一情况，高温超导材料可以在液氮下应用，而液氮的成本极低，并且是地球上最多的气体，使得超导材料在工业上的大规模应用有了可能。

相对于第一代铋系高温超导带材，以钇系高温超导材料为涂层的第二代高温超导带材具有高出两个数量级的临界电流密度、优良的磁场下载流能力、高的机械强度和低成本潜力等优势，因而是最具产业化前景的超导材料。由其制成的超导电缆的载流能力是现在铜电缆的5-10倍，由其绕制的大型电机体积重量可缩小为原来的1/4，其制作的强磁体可以无损耗地长期运行，利用其超导转变特性的超导限流器可突破现有电力技术的极限。美国能源部认为高温超导技术是21世纪电力工业唯一的高技术储备，有着广阔的应用前景和巨大的市场潜力。经过十几年的产品化开发，已经有国外公司开始向市场提供商业带材。二代高温超导带材及其应用正在形成一个新兴的产业，将在本世纪在许多重要领域如智能电网、能源、军事工业、医疗、交通及科学研究，带来革命性的影响。

二代高温超导带材的关键指标是其载流电流(Ic)。二代高温超导材料的相干长度只有纳米量级，超导薄膜晶粒间的夹角大于4度时形成弱连接，导致通过晶界的超导电流会迅速下降。晶粒间夹角越大，载流能力下降越大。为了获得高Ic，超导薄膜一般外延生长在单晶基底上，这样获得的薄膜晶粒排列整齐，没有弱连接。但是单晶基底极贵，而且非柔性，无法成为商业化应用。金属薄带是理想的基底，但金属带是多晶，生长在其上的超导薄膜是多晶的，形成大量弱连接，超导电流几乎为0，所以要想获得高载流能力的实用超导带材，必须设法把薄膜中的晶粒排列整齐，形成极好的晶体织构。如何低成本地得到具有高度双轴织构的基底是产业化的关键。