专利名称：一种ybco超导复合薄膜的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种第二代高温超导带材的制备方法，特别涉及一种YBCO超导薄膜的制备方法。
背景技术：
超导材料由于其独特的物理性能(零电阻，抗磁性，隧道效应等)，近百年来一直吸引着众多科学家的关注。利用超导材料制备的超导电缆、超导变压器、超导电机、超导限流器和超导储能系统等器件和设备具有常规产品无法比拟的体积小、重量轻、效率高、 能耗低和容量大等优点，在电力领域具有广泛的应用前景。为实现高温超导材料在强电领域的应用，超导带材的研究是一个重要方向。要把超导材料制成带材，首先遇到的问题就是高温超导材料属于陶瓷，因而不能像金属那样具有很好的延展性。目前主要有基于 Bi2Sr2Ca2Cu3O10 (Β 2223)体系的第一代高温超导带材和基于YBa2Cu307_x (RE123)体系的第二代高温超导带材已经研制成功。与第一代Bi系高温超导带材相比，第二代高温超导带材在高磁场下有负载高电流的能力，可以在较高的温度和磁场下应用，是各国在高温超导领域竞相研究开发的焦点。目前，国际上至少有5家单位都制备出了长度超过500m，Ic超过250A的带材。尤其是美国的Superpower公司，它已经制备出长达1311m, Ic达250A的千米级长带；美国超导公司采用轧制辅助双轴织构基带/金属有机沉积法(RABiTS /M0D)制备YBCO涂层导体的最大长度为520米，可以采用344法切割成超过3000米的超导带材，向批量生产迈出了一大步。但是现在制备YBCO带材的成本仍然是铜线的50倍，必须进一步提高YBCO涂层导体的性能才能满足更广泛的要求。能否提高YBCO薄膜的临界电流密度与薄膜中的钉扎缺陷的尺寸有很大关系，在薄膜中引入具有纳米尺度的缺陷是一个难题，它需要特殊的手段。 早期的研究主要采取重离子轰击及高能粒子子辐照法，在YBCO单晶中注入粒子可以使它的Jc提高一到两个数量级，这些高能粒子包括重离子，电子，质子，快中子等。但这种方法在涉及到实际应用时，便遇到了重重困难，辐照过的材料具有放射性，并且从经济角度考虑也行不通。因此，必须寻找新的途径以提高YBCO涂层的临界电流密度。美国洛斯阿拉莫斯国家实验室和剑桥大学的J. L. MacManus-Driscoll等人则在YBCO陶瓷靶中直接掺入氧化锆和过量的钡粉末，采用脉冲激光沉积法(PLD)按照制备YBCO薄膜的工艺条件得到了含有尺寸为IOnm的BaZrO3(BZO)颗粒的复合薄膜。其临界电流密度在整个外加磁场都高于纯 YBCO薄膜的临界电流密度，尤其是在外加磁场为7T时，它的临界电流密度是纯YBCO薄膜的五倍。西班牙巴塞罗那大学2007年在Nature materials上报道了采用三氟乙酸盐-金属有机沉积法(TFA-M0D法)制备了含有纳米BaZrO3的YBCO薄膜。其临界电流密度不但比 TFA-MOD法制备的纯YBCO薄膜有了很大提高，而且其钉扎力在77K、外加磁场2T的条件下达到最大值为21GN πΓ3，比PLD法制备的BZ0/YBC0纳米复合薄膜提高了 175%，比在4. 2Κ 的NiTb合金的性能提高了 60%。目前国内关于YBCO超导膜的专利绝大多数是YBCO薄膜的制备方法，只有中国专利CN 101320604Α(授权公告号101320604Β)提及了在YBCO超导膜中添加SrZrO3提高其临界电流密度的作用。但该专利中制备的掺杂SrZrO3只是在高场下临界电流密度才有所提高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术制备的YBCO超导薄膜载流能力较弱的缺点，提供一种有效提高YBCO薄膜临界电流密度的制备方法。本发明通过采用三氟乙酸盐-金属有机沉积(TFA-MOD)法制备含有纳米钛酸钡和纳米锆酸钡的YBCO薄膜。本发明在含有三氟乙酸钇、三氟乙酸钡和三氟乙酸铜的前驱液中添加松油醇、乙酰丙酮钛和乙酰丙酮锆。通过控制金属离子的浓度，在经过低温热分解和高温热处理后，制备了含有纳米钛酸钡和纳米锆酸钡的YBCO超导薄膜，利用纳米钛酸钡和纳米锆酸钡两种纳米颗粒协同作用，提高YBCO薄膜的磁通钉扎作用。本发明的具体制备步骤顺序如下(I)按照 Y : Ba : Cu = I : 2 : 3 的摩尔比把 Y (CH3COO) 3、Ba (CH3COO) 2 和 Cu(CH3COO)2三种粉末混合，于室温下溶于含有10-30mol%的三氟乙酸的去离子水中，配成溶液，所述的溶液中溶质与溶剂的摩尔比为I : 100;(2)将步骤(I)配制的所述的溶液经磁力搅拌器搅拌l_3h，再采用旋转蒸发仪蒸除溶剂得到凝胶；(3)将所述步骤(2)制得的凝胶加入甲醇中，此步骤中所述的凝胶与甲醇的摩尔比为I : 50;经磁力搅拌器搅拌0.5-1. 5h后，再采用旋转蒸发仪蒸除溶剂，以进一步去除水分等杂质，得到纯净的凝胶；(4)将所述步骤(3)制得的凝胶加入到甲醇和松油醇中，制成Y、Ba和Cu三种金属总离子浓度为1.5-3. Omol/L的溶液，所述的甲醇和松油醇的体积比是I : I ;将含有所述Y、Ba和Cu的溶液搅拌均匀，再加入乙酰丙酮钛和乙酰丙酮锆，所加入的乙酰丙酮钛和乙酰丙酮锆为所述的含有Y、Ba和Cu溶液中的Y、Ba和Cu三种金属总离子摩尔浓度的 10% -15%，制备成前驱液；(5)将所述步骤(4)制成的前驱液采用旋涂或提拉方法涂覆在基片上；(6)将经步骤(5)涂覆后的基片置于高温管式石英炉中，在300°C-50(TC温度下进行IOh的低温热分解，分解三氟乙酸盐；此步骤的升温速率为40°C /h ；(7)将经过所述步骤(6)处理的基片置于750°C _850°C的高温热处理2_4h，生成含有纳米钛酸钡、纳米锆酸钡的四方相YBCO膜；此步骤的升温速度为400°C /h ；(8)将经过步骤(7)处理的基片置于温度450°C _550°C，以及纯氧条件下对薄膜进行退火热处理O. 5-1. 5h，制备成含有纳米钛酸钡和纳米锆酸钡的YBCO超导薄膜。步骤(5)中所述基片为铝酸镧、钛酸锶或氧化镁单晶基片。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果本发明在传统的含有三氟乙酸钇、三氟乙酸钡和三氟乙酸铜的前驱液中添加松油醇、乙酰丙酮锆和乙酰丙酮钛。通过控制金属离子的浓度，在经过低温热分解和高温烧结后，制备了含有纳米钛酸钡和纳米锆酸钡的YBCO超导薄膜。这些具有纳米尺寸的钛酸钡和锆酸钡很好的起到了磁通钉扎的作用，并且与单一纳米颗粒相比，两种不同结构的纳米物质能够协同提高YBCO膜的临界电流密度。采用该方法制备的YBCO薄膜临界电流密度无论是在零场还是在高场都有提高，在零场下临界电流密度达到7MA/cm2，大大提高了 YBCO厚膜的载流能力，降低了涂层导体的生产成本，拓宽了 YBCO涂层导体的应用范围。
图I是实施例I制备的YBCO膜的场发射扫描电子显微镜图片；图2是实施例2制备的YBCO膜的场发射扫描电子显微镜图片；图3是实施例2制备的YBCO膜的X射线衍射图谱；图4是实施例3制备的YBCO膜的临界转变温度曲线；图5是实施例4制备的YBCO膜的临界电流密度曲线。具体实施例方式实施例I(I)称取乙酸钇、乙酸钡和乙酸铜分别为O. 005mol、0. Olmol和O. 015mol，将乙酸钇、乙酸钡和乙酸铜混合后溶于含IOmol%的三氟乙酸的去离子水中配成溶液，其中溶液中溶质与溶剂的摩尔比为I : 100;(2)将步骤⑴制得的溶液经磁力搅拌器搅拌Ih后，再采用旋转蒸发仪蒸除溶剂得到凝胶；(3)将1.55mol的甲醇加入所述步骤(2)制得的凝胶中，再经磁力搅拌器搅拌 O. 5h后再采用旋转蒸发仪蒸除溶剂以进一步去除水分等杂质而得到非常纯净的凝胶，其中溶胶和甲醇的摩尔比例为I : 50;(4)将步骤(4)制得的凝胶加入到10. 3ml甲醇和10. 3ml松油醇的混合液中，所述的甲醇和松油醇的体积比是I : 1，制成Y、Ba和Cu三种金属总离子浓度为1.5mol/L的溶液。将所得的含有Y、Ba和Cu的甲醇和松油醇溶液搅拌均匀，再加入O. 0015mol乙酰丙酮钛和O. 0015mol乙酰丙酮错，乙酰丙酮钛和乙酰丙酮锆的比例为I : 1，所加入的乙酰丙酮锆为所述的含有Y、Ba和Cu三种金属溶液中Y、Ba和Cu三种金属总离子摩尔浓度的10%， 制备成前驱液；(5)将步骤(4)制得的前驱液以1500转/分的速度旋涂在钛酸锶单晶基片上，旋涂时间为90s ；(6)将经步骤(5)涂覆好的基片放在石英舟里送入高温管式石英炉里进行低温热分解和高温热处理，最后得到含有纳米钛酸钡和纳米锆酸钡的YBCO高温超导膜。低温热分解在湿润的氧气条件下进行。将500sCCm的氧气经过装有蒸馏水的玻璃瓶把水蒸气带入反应室，使反应室中水蒸气压力为IOOhPa,从室温平均以40°C /h的升温速率升温至300°C，然后再炉冷却至室温。低温热处理的目的是分解三氟乙酸盐，形成无定型的前驱膜并排出有害的残余物质。整个分解时间约为10h。高温热处理在湿润的氧气和氩气混合气氛下进行。把500sCCm含有500ppm氧气的氩气混合气体经过装有蒸馏水的玻璃瓶把水蒸气带入反应室，使反应室中水蒸气压力为 160hPa，先是以400°C /h的升温速率升至最高温800°C，在800°C保温2h后直接通入含有 500ppm氧气的氩气混合气体，然后以100°C /h降温至450°C，在450°C的纯氧气氛围中保温
O.5h使四方相的YBCO吸氧转变为正交相的具有超导性能的YBC0，随后样品在氧气氛围下炉冷至室温。用场发射扫描电子显微镜对样品进行了表面形貌观察，YBCO厚膜表面平整、致密；并且薄膜表面明显看出有纳米颗粒，如图I所示。实施例2(I)称取乙酸钇、乙酸钡和乙酸铜分别为O. Olmol.O. 02mol和O. 03mol，将乙酸钇、 乙酸钡和乙酸铜混合后溶于含20mOl%的三氟乙酸的去离子水中配成溶液，其中溶液中溶质与溶剂的摩尔比为I : 100;(2)将步骤(I)制得的所述溶液经磁力搅拌器搅拌2h后，再采用旋转蒸发仪蒸除溶剂得到凝胶；(3)将3. 175mol甲醇加入到步骤(2)制得的凝胶中，再经磁力搅拌器搅拌Ih后再采用旋转蒸发仪蒸除溶剂以进一步去除水分等杂质而得到非常纯净的凝胶，其中溶胶和甲醇的摩尔比例为I : 50;(4)将步骤(3)制得的凝胶加入到15. 8ml甲醇和15. 8ml松油醇的混合液中，所述的甲醇和松油醇的体积比是I : 1，制成Y、Ba和Cu三种金属总离子浓度为2. Omol/L的溶液。将所得的含有Y、Ba和Cu的甲醇和松油醇溶液搅拌均匀，再加入O. 00375mol乙酰丙酮钛和O. 00375mol乙酰丙酮锆，乙酰丙酮钛和乙酰丙酮锆的比例为I : I,所加入的乙酰丙酮钛为所述的含有Y、Ba和Cu的甲醇和松油醇溶液中Y、Ba和Cu三种金属总离子摩尔浓度的 12.5%，制备成前驱液；(5)将步骤(4)制得的前驱液以1500转/分的速度旋涂在铝酸镧单晶基片上，旋涂时间为90s ；(6)将经步骤(5)涂敷好的基片放在石英舟里送入管式石英炉里进行低温热分解和高温热处理，最后得到含有纳米钛酸钡和纳米锆酸钡的YBCO高温超导膜。低温热分解在湿润的氧气条件下进行。将500sCCm的氧气经过装有蒸馏水的玻璃瓶把水蒸气带入反应室，使反应室中水蒸气压力为130hPa，从室温平均以40°C /h的升温速率升温至400°C，然后再炉冷却至室温。低温热处理的目的是分解三氟乙酸盐，形成无定型的前驱膜并排出有害的残余物质。整个分解时间约为10h。高温热处理在湿润的氧气和氩气混合气氛下进行。把500sCCm含有500ppm氧气的氩气混合气体经过装有蒸馏水的玻璃瓶把水蒸气带入反应室，使反应室中水蒸气压力为 200hPa，先是以400°C /h的升温速率升至最高温825°C，在825°C保温3h后直接通入含有 500ppm氧气的氩气混合气体，然后以100°C /h降温至500°C，在500°C的纯氧气氛围中保温 Ih使四方相的YBCO吸氧转变为正交相的具有超导性能的YBC0，随后样品在氧气氛围下炉冷至室温。用场发射扫描电子显微镜对样品进行了表面形貌观察，YBCO厚膜表面平整、致密；并且薄膜表面明显看出有纳米颗粒，如图2所示。用X射线衍射仪对样品进行了成份分析，如图3所示。可以看出样品具有 YBCO(OOl)衍射峰，说明掺杂的Ti和Zr并没有破坏YBCO的c轴择优取向。并且样品中除YBCO(OOl)衍射峰外，还有一些较弱的衍射峰。经JCPDS卡片检索，在2 Θ为25. 493°、 26.242。,31. 313° ,38. 654° 和 55.628° 存在衍射峰分别对应 BaTiO3 的(004)，(103)，
(104)，(006)和(300)衍射峰，在2 Θ为43. 254 °存在d衍射峰对应BaZrO3的(002) 衍射峰，说明在前驱液中添加的乙铣丙酮钛和乙铣丙酮锆经过后续的热处理后生成 BaTiO3 (BTO)和 BaZrO3 (BZO)。实施例3
(I)称取乙酸钇、乙酸钡和乙酸铜分别为O. 015mol、0. 03mol和O. 045mol，将乙酸钇、乙酸钡和乙酸铜混合后溶于含30mOl%的三氟乙酸的I去离子水中配成溶液，其中溶液中溶质与溶剂的摩尔比为I : 100;(2)将步骤⑴制得的溶液经磁力搅拌器搅拌3h后，再采用旋转蒸发仪蒸除溶剂得到凝胶；(3)将4. 875mol的甲醇加入到步骤(2)制得的凝胶中，再经磁力搅拌器搅拌I. 5h 后再采用旋转蒸发仪蒸除溶剂以进一步去除水分等杂质而得到非常纯净的凝胶，其中溶胶和甲醇的摩尔比例为I : 5;(4)将步骤(3)制得的凝胶加入到16. 25ml甲醇和16. 25ml松油醇的混合液中，所述的甲醇和松油醇的体积比是I : I，制成Y、Ba和Cu三种金属离子浓度为3. Omol/L的溶液。将所得的含有Y、Ba和Cu的甲醇和松油醇溶液搅拌均匀，再加入O. 006075mol乙酰丙酮钛和O. 006075mol乙酰丙酮锆，乙酰丙酮钛和乙酰丙酮锆的比例为I : 1，所加入的乙酰丙酮锆为所述的含有Y、Ba和Cu的甲醇和松油醇溶液中Y、Ba和Cu三种金属总离子摩尔浓度的13. 5%，制备成前驱液；(5)将上述前驱液以1500转/分的速度旋涂在铝酸镧单晶基体上，旋涂时间为 90s ；(6)将经步骤(5)涂敷好的样品放在石英舟里送入管式石英炉里进行低温热分解和高温热处理，最后得到含有纳米钛酸钡和纳米锆酸钡的YBCO高温超导膜。低温热分解在湿润的氧气条件下进行。将500sCCm的氧气经过装有蒸馏水的玻璃瓶把水蒸气带入反应室，使反应室中水蒸气压力为160hPa，从室温平均以40°C /h的升温速率升温至500°C，然后再炉冷至室温。低温热处理的目的是分解三氟乙酸盐，形成无定型的前驱膜并排出有害的残余物质。整个分解时间约为10h。高温热处理在湿润的氧气和氩气混合气氛下进行。把500sCCm含有500ppm氧气的氩气混合气体经过装有蒸馏水的玻璃瓶把水蒸气带入反应室，使反应室中水蒸气压力为 240hPa，先是以400°C /h的升温速率升至最高温850°C，在850°C保温4h后直接通入含有 500ppm氧气的氩气混合气体，然后以100°C /h降温至550°C，在550°C的纯氧气氛围中保温
I.5h使四方相的YBCO吸氧转变为正交相的具有超导性能的YBC0，随后样品在氧气氛围下炉冷却至室温。图4是纯YBCO薄膜和YBCO/ (ΒΖ0 ΒΤ0)复合薄膜的临界转变温度的曲线。从图中可以看出，这两个样品的临界转变温度相差不大，均为90K左右，说明掺入YBCO薄膜内部的纳米BZO和纳米BTO并没有破坏其超导电性。从温度转变曲线的放大图片可以看到YBCO/ (ΒΖ0 ΒΤ0)复合薄膜的超导转变宽度也小于1K，表明其具有良好的超导电性。实施例4(I)称取乙酸钇、乙酸钡和乙酸铜分别为O. Olmol.O. 02mol和O. 03mol，将乙酸钇、 乙酸钡和乙酸铜混合后溶于含20mOl%的三氟乙酸的去离子水中配成溶液，其中溶液中溶质与溶剂的摩尔比为I : 100;(2)将步骤(I)制得的所述溶液经磁力搅拌器搅拌2h后，再采用旋转蒸发仪蒸除溶剂得到凝胶；(3)将3. 175mol甲醇加入到步骤(2)制得的凝胶中，再经磁力搅拌器搅拌Ih后再采用旋转蒸发仪蒸除溶剂以进一步去除水分等杂质而得到非常纯净的凝胶，其中溶胶和甲醇的摩尔比例为I : 5;(4)将步骤(3)制得的凝胶加入到15. 8ml甲醇和15. 8ml松油醇的混合液中，所述的甲醇和松油醇的体积比是I : 1，制成Y、Ba和Cu三种金属总离子浓度为2. Omol/L的溶液。将所得的含有Y、Ba和Cu的甲醇和松油醇溶液搅拌均匀，再加入O. 0045mol乙酰丙酮钛和O. 0045mol乙酰丙酮锆，乙酰丙酮钛和乙酰丙酮锆的比例为I : 1，所加入的乙酰丙酮钛为所述的含有Y、Ba和Cu的甲醇和松油醇溶液中Y、Ba和Cu三种金属总离子摩尔浓度的 15%，制备成前驱液；(5)将步骤(4)制得的前驱液以5毫米/分的提拉速度涂覆在氧化镁单晶基片上；(6)将经步骤(5)涂敷好的基片放在石英舟里送入管式石英炉里进行低温热分解和高温热处理，最后得到含有纳米钛酸钡和纳米锆酸钡的YBCO高温超导膜。低温热分解在湿润的氧气条件下进行。将500sCCm的氧气经过装有蒸馏水的玻璃瓶把水蒸气带入反应室，使反应室中水蒸气压力为130hPa，从室温平均以40°C /h的升温速率升温至400°C，然后再炉冷却至室温。低温热处理的目的是分解三氟乙酸盐，形成无定型的前驱膜并排出有害的残余物质。整个分解时间约为10h。高温热处理在湿润的氧气和氩气混合气氛下进行。把500sCCm含有500ppm氧气的氩气混合气体经过装有蒸馏水的玻璃瓶把水蒸气带入反应室，使反应室中水蒸气压力为 200hPa，先是以400°C /h的升温速率升至最高温880°C，在880°C保温3h后直接通入含有 500ppm氧气的氩气混合气体，然后以100°C /h降温至500°C，在500°C的纯氧气氛围中保温 Ih使四方相的YBCO吸氧转变为正交相的具有超导性能的YBC0，随后样品在氧气氛围下炉冷至室温。图5是纯YBCO薄膜、YBC0/BT0、YBCO/ (ΒΖ0 ΒΤ0)复合薄膜的临界电流密度的曲线图。从图5中可以看出，与纯YBCO薄膜和YBC0/BT0复合薄膜相比，YBCO/(ΒΤ0 ΒΖ0)复合薄膜的临界电流密度无论是在零场还是在高场下都有明显提高。在液氮温区、IT的外场下， YBCO/(ΒΤ0 ΒΖ0)的临界电流密度为2X106A/cm2，而纯YBCO薄膜仅为4X 105A/cm2，前者约是后者的5倍。表明纳米BaTiO3和BaZrO3在YBCO薄膜内部有效的起到了协同磁通钉扎的作用，进而提高了其超导性能。
权利要求
1.一种YBCO超导复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述的制备方法在含有三氟乙酸钇、三氟乙酸钡和三氟乙酸铜的前驱液中添加松油醇、乙酰丙酮锆和乙酰丙酮钛；通过控制金属离子的浓度，经低温热分解和高温热处理，制备含有纳米钛酸钡和纳米锆酸钡的YBCO 超导薄膜，利用纳米钛酸钡和纳米锆酸钡两种纳米颗粒协同作用，提高YBCO薄膜的磁通钉扎作用。
2.如权利要求I所述的一种YBCO超导复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤(1)按照Y Ba Cu = I 2 3 的摩尔比把 Y (CH3COO) 3、Ba (CH3COO) 2和 Cu (CH3COO)2 混合，于室温下溶于含有10-30mol %的三氟乙酸的去离子水中，配成三氟乙酸盐的溶液，所述三氟乙酸盐溶液中溶质与溶剂的摩尔比为I : 100;(2)将步骤(I)配制的三氟乙酸盐溶液经磁力搅拌器搅拌l_3h，再采用旋转蒸发仪蒸除溶剂得到凝胶；(3)将所述步骤(2)制得的凝胶加入甲醇中，此步骤中的凝胶与甲醇的摩尔比为 I 50，经磁力搅拌器搅拌0.5-1. 5h后，再采用旋转蒸发仪蒸除溶剂，以进一步去除水分等杂质，得到纯净的凝胶；(4)将所述步骤(3)制得的凝胶加入到甲醇和松油醇中，制成Y、Ba和Cu三种金属总离子浓度为I. 5-3. Omol/L的溶液，所述的甲醇和松油醇的体积比为I : I ;将含有所述的Y、 Ba和Cu的溶液搅拌均匀，再加入乙酰丙酮锆和乙酰丙酮钛，所加入的乙酰丙酮锆和乙酰丙酮钛为所述的含有Y、Ba和Cu溶液中的Y、Ba和Cu三种金属总离子摩尔浓度的10 % -15 %， 制备成前驱液；(5)将上述步骤(4)制成的所述前驱液采用旋涂或提拉方法涂覆在基片上；(6)将经步骤(5)涂覆后的基片置于高温管式石英炉中，在300°C-500°C温度下进行 IOh的低温热分解，分解三氟乙酸盐；该步骤的升温速率为40°C /h ；(7)将经过步骤(6)处理的基片置于800°C_880°C的高温热处理2-4h，生成含有纳米钛酸钡、纳米锆酸钡的四方相YBCO膜；此步骤的升温速度为400°C /h ；(8)将经过步骤(7)处理的基片置于450°C_550°C及纯氧条件下对薄膜进行退火热处理0. 5-1. 5h，制备成含有纳米钛酸钡和纳米锆酸钡的YBCO超导薄膜。
3.如权利要求2所述的一种YBCO超导复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤(5)中所述基片为铝酸镧、钛酸锶或氧化镁单晶基片。
全文摘要
一种YBCO超导复合薄膜的制备方法。首先配制前驱液，把乙酸钇Y(CH3COO)3、乙酸钡Ba(CH3COO)2和乙酸铜Cu(CH3COO)2按照Y∶Ba∶Cu＝1∶2∶3的摩尔比混合溶于10-30mol％三氟乙酸的水溶液中；搅拌均匀后真空蒸干溶剂得到凝胶；再加入甲醇搅拌均匀后蒸干溶剂得到凝胶；随后加入适量甲醇和松油醇，制成Y、Ba和Cu三种金属离子总浓度为1.5-3.0mol/L的溶液，搅拌均匀后再加入三种金属总离子摩尔浓度的10％-15％的乙酰丙酮锆和乙酰丙酮钛，制备成前驱液；然后将前驱液涂覆在基片上；涂覆好的薄膜先经历300℃-500℃的低温热分解过程，分解三氟乙酸盐；最后经历800℃-880℃高温热处理和450℃-550℃的退火过程形成含有纳米钛酸钡和纳米锆酸钡的YBCO超导复合膜。本发明制备的YBCO薄膜的临界电流密度到达7MA/cm2(77K，0T)。
文档编号C04B35/622GK102584204SQ20121003061
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月12日 优先权日2012年2月12日
发明者丁发柱, 古宏伟, 屈飞, 张腾, 戴少涛, 蔡渊, 贺昱旻, 邱清泉 申请人:中国科学院电工研究所, 苏州新材料研究所有限公司