本发明涉及高温超导材料，尤其涉及一种利用电化学法提高高温超导带材性能的方法。
背景技术：
我国地域辽阔、人口众多，并且正处于工业化、城镇化飞速发展的时期，能源消费强度髙。但是，我国的能源，尤其是非再生能源相对短缺。随着经济规模进一步扩大，对能源供给形成很大压力，供求矛盾将长期存在。而电能作为人们日常生活中最主要的能源之一，在传输过程中的损耗惊人，大约百分之十的电能在传输过程中以热能的方式消耗掉。
如果可利用高温超导带材取代普通的铜线来作为导线，将可消除电能在传输过程中的损耗，这对于解决我国目前能源相对短缺的问题具有重要的作用。作为高温超导带材最主要的两个参数，超导转变温度和临界电流密度也是超导带材实用化路途上的两个主要障碍。高的超导转变温度和大的临界电流密度一直是超导研究工作者们追求的目标。
正由于高温超导带材的性能直接影响高温超导电缆的实际应用，发现简单有效的提高高温超导带材性能的方法变得尤其重要。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种简单有效的提高高温超导带材性能的方法，在不改变其原有结构的基础上提高其性能。
技术实现要素：
有鉴于现有技术对于提高高温超导带材性能的迫切需要，及现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种提高高温超导带材性能的方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种利用电化学法提高高温超导带材性能的方法，包括如下工序：
a)配制有机溶液；
b)去除高温超导带材样品的保护层；
c)利用配置的有机溶液电化学处理已去除保护层的高温超导带材；
d)取出电化学法处理后的高温超导带材样品，并将其干燥；
e)在干燥后的高温超导带材样品表面沉积保护层；
f)将沉积有保护层的高温超导带材样品进行通氧退火处理。
进一步地，所述工序a)中，所述有机溶液选取丙酮、甲醇、乙醇或乙醚等有机试剂中的任一种。
可选地，所述工序a)中，所述有机溶液为丙酮、甲醇、乙醇和乙醚中的任意两种或多种以任意比例混合均匀。
为了防止有机试剂挥发，配制好的溶液需要用锡纸密封，置于通风干燥处。其中，将密封溶液置于通风环境中，是为了避免泄露的有机气体造成密闭空间的环境污染；将密封溶液置于干燥环境中，是为了避免空气中的水分造成溶液的稀释和变质。
进一步地，所述工序b)中，首先将氨水和双氧水按照1：2至2：1范围中的任意比例配置成混合溶液；然后将高温超导带材样品置于双氧水和氨水的混合溶液中，使保护层充分溶解；接着待保护层溶解完成后，取出已去除保护层的高温超导带材样品，并将其干燥；其中，所述保护层为银。
可选地，高温超导带材的银保护层上还可沉积有铜保护层。一般来说，可以使用稀盐酸去除铜保护层。
进一步地，所述工序b)中的高温超导带材样品是通过磁控溅射法、脉冲激光沉积法、金属有机物沉积法或金属有机物化学气相沉积法在niw基带或不锈钢基带上生长中间层，然后利用磁控溅射法、脉冲激光沉积法、金属有机物沉积法或金属有机物化学气相沉积法在所述中间层上生长高温超导层；然后利用磁控溅射法、脉冲激光沉积法、金属有机物沉积法或金属有机物化学气相沉积法在所述高温超导层上沉积保护层，从而制备得到；所述中间层包括氧化铝、氧化钇、氧化镁、锰酸镧、锆酸镧或氧化铈中的一种或多种。
进一步地，所述工序c)中，所述电化学处理为：
将已去除保护层的高温超导带材与电源的一极连接，电源的另一极与银电极连接；
接着，将已去保护层的高温超导带材与银电极一起放入所述有机溶液中进行通电处理。
进一步地，通电处理过程中，通电电压可为0.1～200伏，通电时间可为1s～24h。优选地，通电电压可为10～100伏，通电时间可为10s-10h。更优选地，通电电压可为10伏，通电时间可为30s。
可以根据待处理样品的尺寸和类型选择和调节电源电压和通电时间。一般来说，通电时间可随通电电压的升高而减少。
进一步地，所述干燥为利用电吹风吹干或置于烘箱烘干。
进一步地，所述工序e)中，利用磁控溅射法、脉冲激光沉积法、金属有机物沉积法或金属有机物化学气相沉积法在干燥后的高温超导带材样品表面沉积保护层，保护层得沉积厚度为0.1～10微米。优选地为1～5微米，更优选地为1～2微米。保护层可以为单层银、或依次沉积的银保护层和/或铜保护层。
进一步地，所述工序e)中，退火温度为400～600摄氏度。
进一步地，所述高温超导带材为rebco高温超导带材，其中rebco为ybco、gdbco、smbco或ndbco。
由此可见，本发明的实施例利用电化学法提高高温超导带材性能，在处理过程中，只需要将高温超导带材去掉保护层后浸泡在有机溶液中即可有效的提高其超导转变温度和临界电流密度，方法简单、易于操作、完全重复可控。
附图说明
图1是本发明的实施例一的高温超导带材的结构示意图。
图2是根据本发明的实施例一的利用电化学法提高ybco高温超导带材性能的方法的示意图。
图3是根据本发明的实施例一的利用电化学法处理的ybco高温超导带材和未经电化学法处理的ybco高温超导带材的性能对比图。
具体实施方式
实施例一
本实施例为一种利用电化学法提高ybco高温超导带材性能的方法，其中，高温超导带材的结构示意图如图1所示，包括基底1、中间层2、rebco高温超导层3、保护层4等。中间层2包括氧化铝、氧化钇、氧化镁、锰酸镧、锆酸镧或氧化铈中的一种或多种。保护层4包括银保护层。在其他实施例中，在银保护层上还可沉积铜保护层。
本实施例的利用电化学法提高ybco高温超导带材性能的方法，包括如下工序：
1、将500毫升丙酮倒入烧杯中，用锡纸封住烧杯口，放在通风干燥处备用。
2、将氨水和双氧水各30毫升，倒入另一烧杯中混合均匀，用锡纸封住烧杯口，放在通风干燥处备用。
3、取10厘米ybco高温超导带材作为样品，并将该样品完全浸入盛有混合均匀的氨水和双氧水的烧杯中，至表面银全部溶解。其中，该ybco高温超导带材是通过脉冲激光沉积法在c276/al2o3/y2o3/mgo/ceo2基底之上沉积ybco高温超导层，并利用磁控溅射法在ybco高温超导层上蒸镀银保护层而制得。
4、将步骤3去除银保护层的样品取出，并迅速利用电吹风吹干样品表面。
5、将步骤4的样品5接电源负极，电源正极采用银电极6，将样品5和银电极6同时放置于步骤1所述的丙酮溶液7进行通电处理，如图1所示。通电电压为10伏，通电时间为30秒。
6、将步骤5中的样品取出，并迅速利用电吹风吹干样品表面，得到处理的样品。
7、利用磁控溅射在步骤6干燥后的样品表面蒸镀2微米厚的银保护层。
8、将蒸镀有银保护层的样品，放入箱式马弗炉中退火处理，退火温度为400摄氏度。同时将氧气通入炉体内，使样品处于氧气氛围中。
退火处理后即得到所需的样品。
图2为利用同样工艺制备的ybco高温超导带材，经电化学法处理和未经电化学法处理后的超导转变温度对比图。可见，经过本实施例的电化学法处理后的ybco高温超导带材的超导转变温度明显提高，换言之，本实施例的利用电化学法制备ybco高温超导带材能够有效提高其超导性能。并且，在处理过程中，只需要将高温超导带材去银后浸泡在有机溶液中即可有效的提高其超导转变温度和临界电流密度，方法简单、易于操作、完全重复可控。
可选地，有机溶液可选取为甲醇、乙醇或乙醚的任一种。
实施例二
本实施例为一种利用电化学法提高高温超导带材性能的方法，包括如下工序：
1、取有机试剂丙酮和甲醇各200毫升，倒入烧杯中并充分混合，用锡纸封住烧杯口，放在通风干燥处备用。
2、将氨水和双氧水各50毫升，倒入另一烧杯中混合均匀，用锡纸封住烧杯口，放在通风干燥处备用。
3、取20厘米ybco高温超导带材作为样品，并将该样品完全浸入盛有混合均匀的氨水和双氧水的烧杯中，至表面银全部溶解。其中，该ybco高温超导带材是通过脉冲激光沉积法依次在niw基带上沉积氧化铈中间层、ybco高温超导层，并利用磁控溅射法在ybco高温超导层上蒸镀银保护层而制得。
4、将步骤3去除银保护层的样品去除，并迅速利用电吹风吹干样品表面。
5、将步骤4的样品接电源负极，电源正极采用银电极，将样品和银电极同时放置于步骤1所述的丙酮溶液进行通电处理，如图1所示。通电电压为10伏，通电时间为30秒。
6、将步骤5中的样品取出，并迅速利用电吹风吹干样品表面，得到处理的样品。
7、利用磁控溅射在步骤6干燥后的样品表面蒸镀2微米厚的银保护层。
8、将蒸镀有银保护层的样品，放入箱式马弗炉中退火处理，退火温度为600摄氏度。同时将氧气通入炉体内，使样品处于氧气氛围中。
退火处理后即得到所需的样品。
可选地，有机溶液可选取丙酮、甲醇、乙醇和乙醚中的任意两种或多种，以任意比例进行混合。
在上述任意实施例中，可选地，通电电压可为0.1～200伏，通电时间可为1s～24h。优选地，通电电压可为10～100伏，通电时间可为10s～10h。其中通电时间可随通电电压的升高而减少。
可选地，ybco高温超导带材样品连接电源正(负)极，电源负(正)极连接银电极。
可选地，干燥从有机溶液中取出的ybco高温超导带材的方法还可以采用烘箱烘干等。在某些情况下，也可以采用自然晾干的方式。
可选地，氨水和双氧水按照1：2至2：1范围中的任意比例配置成混合均匀溶液。优选地，氨水和双氧水以1：1的比例配置成混合均匀溶液。
可选地，ybco高温超导带材样品是通过磁控溅射法、脉冲激光沉积法、金属有机物沉积法或金属有机物化学气相沉积法在niw基带或不锈钢基带上生长中间层，然后利用磁控溅射法、脉冲激光沉积法、金属有机物沉积法或金属有机物化学气相沉积法在所述中间层上生长rebco高温超导层；然后利用磁控溅射法、脉冲激光沉积法、金属有机物沉积法或金属有机物化学气相沉积法在所述rebco高温超导层上沉积银保护层，从而制备得到。
可选地，利用磁控溅射法、脉冲激光沉积法、金属有机物沉积法或金属有机物化学气相沉积法在干燥后的高温超导带材样品表面沉积银保护层，银保护层得沉积厚度为0.1～10微米。
可选地，退火处理的设备为马弗炉，退火温度为400～600摄氏度，优选地为500摄氏度。
可选地，高温超导薄膜还可为gdbco、smbco或ndbco等。
由此可见，本发明的实施例利用电化学法提高高温超导带材性能，在处理过程中，只需要将高温超导带材去银后浸泡在有机溶液中即可有效的提高其超导转变温度和临界电流密度，方法简单、易于操作、完全重复可控。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。