第1章 绪论 1
1.1高温超导材料简介 1
1.2高温超导材料应用 2
1.3高温超导带材的发展 4
1.3.1第一代BSCCO高温超导带材 4
1.3.2第二代YBCO高温超导带材 5
1.4 YBCO超导材料的基本物理性质 7
1.4.1临界转变温度 7
1.4.2临界电流密度 8
1.4.3临界磁场 9
1.5 YBCO超导材料的制备及微观结构控制 10
1.5.1结构要求 10
1.5.2织构特性的获取 11
1.5.3缓冲层的制备方法 15
1.5.4缓冲层的选择 19
1.5.5超导膜的制备及结构控制 21
1.6 YBCO超导材料的实用化特性 34
1.7 YBCO超导带材的发展现状与发展趋势 37
参考文献 41
第2章 双面CeO2/YSZ/CeO2缓冲层制备研究 48
2.1实验设备与基带 49
2.1.1实验设备 49
2.1.2基带 49
2.2 CeO2种子层制备研究 51
2.2.1溅射粒子轰击对CeO2薄膜结构的影响 51
2.2.2气氛的选择以及对薄膜的影响 55
2.2.3基片温度对CeO2薄膜生长的影响 61
2.2.4溅射功率对CeO2薄膜生长的影响 66
2.2.5均匀性研究 69
2.3 CeO2种子层上YSZ阻挡层生长研究 72
2.3.1正交实验 72
2.3.2种子层薄膜对YSZ薄膜生长的影响 77
2.3.3阻挡层制备过程对种子层薄膜的影响 80
2.4 YSZ/CeO2/NiW上CeO2模板层的制备研究 81
2.5本章小结 84
参考文献 85
第3章 双面CeO2/YSZ/Y2O3缓冲层的生长控制研究 87
3.1 Y2O3种子层制备研究 87
3.1.1工作气体与反应气体的选择 87
3.1.2水分压对Y2O3种子层外延生长的研究 88
3.1.3溅射气压对Y2O3薄膜影响 91
3.1.4沉积温度对Y2O3薄膜取向生长控制研究 93
3.1.5 Y2O3薄膜面内外结构研究 95
3.1.6 Y2O3薄膜宏观应力对面外织构的影响 98
3.1.7 Y2O3种子层的EBSD表征 102
3.1.8 Y2O3种子层晶界分布计算 107
3.1.9 Y2O3薄膜表面形貌分析 111
3.1.10 Y2O3薄膜的长带制备及均匀性研究 113
3.2阻挡层YSZ的生长控制研究 116
3.2.1水分压对YSZ阻挡层影响 116
3.2.2溅射气压对制备YSZ薄膜的影响 117
3.2.3沉积温度对YSZ薄膜的影响 118
3.2.4卷绕速度YSZ薄膜的影响 120
3.2.5 YSZ薄膜的长带制备及均匀性研究 122
3.3模板层CeO2的生长控制研究 124
3.3.1沉积温度对CeO2薄膜表面的影响 124
3.3.2溅射功率对CeO2薄膜表面的影响 127
3.3.3卷绕速度对CeO2薄膜表面的影响 129
3.4双面缓冲层结构的表征 130
3.5双面CeO2/YSZ/Y2O3缓冲层的连续沉积 132
3.6本章小结 134
参考文献 135
第4章 NiW基带上YBCO涂层导体生长研究 137
4.1溅射法制备YBCO超导带材的生长控制研究 137
4.1.1基片温度的影响 137
4.1.2溅射气压的影响 142
4.2 CeO2/YSZ/Y2O3缓冲层微结构对YBCO载流能力的影响 145
4.2.1缓冲层织构对YBCO载流能力的影响 145
4.2.2晶界模型化处理及计算 147
4.2.3不同织构的缓冲层上生长YBCO性能表征 149
4.3缓冲层表面形貌对YBCO载流能力的影响 150
4.3.1 YBCO结构、形貌和性能变化 150
4.3.2表面形貌对YBCO薄膜生长的理论分析 154
4.4 YBCO薄膜的性能表征 156
4.5本章小结 159
参考文献 160
第5章 涂层导体实用化研究 163
5.1薄膜电流承载能力研究 163
5.1.1不同厚度YBCO薄膜的制备及表征 164
5.1.2应力对YBCO薄膜性能的影响 167
5.1.3多层结构优化YBCO厚膜的性能 181
5.2低成本涂层导体的研制 186
5.2.1退火温度的影响 187
5.2.2退火时间的影响 192
5.2.3 YBCO涂层导体的制备 195
5.3中频磁控反应溅射快速制备Y2O3种子层 198
5.3.1水分压对中频溅射制备Y2O3种子层的影响 201
5.3.2阴极电压对中频溅射制备Y2O3种子层的影响 203
5.3.3溅射气压对中频溅射制备Y2O3种子层织构的影响 205
5.3.4溅射气压对中频溅射制备Y2O3种子层形貌的影响 209
5.3.5 Y2O3种子层上中频溅射制备YSZ和CeO2薄膜 210
5.4全导电缓冲层SRO/TiN的制备 211
5.4.1 TiN薄膜的制备 212
5.4.2 SRO模板层的制备和YBCO电学性能表征 217
5.5本章小结 221
参考文献 223
索引 227