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金属有机沉积(MOD)法制备YBFO涂层研究
作 者: 高顺天
导 师: 赵勇
学 校: 西南交通大学
专 业: 材料学
关键词: 金属有机沉积 YBFO 外延生长 掺杂影响
分类号: TG174.4
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 23次
引 用: 1次
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内容摘要
第二代高温超导带材REBa2Cu3Ox (REBCO)具有优异的电磁性能,拥有广阔的发展前景。本论文综述了各类高温超导材料的诞生过程,发展历程,应用领域,分类方法,以及超导电性的形成机理等。YBa2Fe3O8+w(YBFO)是与YBa2Cu3O7-δ(YBCO)涂层导体高度相似的类似物,YBFO涂层薄膜的研究已成为了一个新的研究热点。本论文主要研究了无氟金属有机物沉积法(MOD)法制备YBFO涂层薄膜的热处理工艺过程。无氟MOD法以醋酸盐为原材料,由于醋酸盐价格比较低廉,无氟MOD法无需使用物理法所需的真空设备,该法制得的前驱溶液可精确控制化学剂量比,具有制备成本低、精确度高、操作简单、生产效率高、环境友好等优点,从而有利于大规模工业生产。在本论文中,采用了无氟MOD法在钛酸锶(SrTiO3)单晶基底(001)取向上制备了YBFO涂层薄膜,经过一系列热处理工艺后,对薄膜进行X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)分析,原子力显微镜(AFM)以及物性测量系统(MPMS)的测试。论文初步确定了YBFO涂层薄膜的分解热处理工艺,最佳成相温度和渗氧热处理温度。本实验里,在升温至大约450℃的氩气中对YBFO涂层薄膜进行分解。并在氩气气氛下,在1040℃-1100℃的炉子中保温1-2个小时,然后空气中淬火。最后在氧气气氛下,在400℃退火1小时。制备得到的YBFO涂层薄膜具有双轴织构,表面平整、致密、无孔洞、无裂纹的优异性能。论文最后对YBFO外延生长YBCO超导薄膜,对Fe位进行Cu元素的部分掺杂进行了初步的探索,并对其生长机理和影响因素做了分析和讨论。
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全文目录
摘要 6-7 Abstract 7-10 第一章 绪论 10-26 1.1 超导体的诞生及发展 10-12 1.2 超导材料分类 12 1.3 超导体电性理论基础 12-14 1.3.1 超导体的效应 12 1.3.2 超导电性机理 12-14 1.4 REBCO涂层导体 14-23 1.4.1 REBCO涂层导体的研究现状 14-15 1.4.2 REBCO涂层导体结构及制法 15-19 1.4.3 REBCO涂层导体的性能参数 19-21 1.4.4 YBFO涂层导体的晶体结构 21-22 1.4.5 MOD法制备YBFO涂层导体 22-23 1.5 本课题的研究目的及内容 23-26 1.5.1 研究目的 23-24 1.5.2 研究内容 24-26 第二章 实验方案及薄膜分析表征方法 26-32 2.1 实验方案设置 26 2.2 实验原料及主要设备 26-28 2.3 表征手段 28-32 2.3.1 热分析 28 2.3.2 物相分析 28-30 2.3.3 电子扫描电镜 30 2.3.4 磁性能分析 30-32 第三章 YBFO薄膜制备工艺 32-62 3.1 前驱溶胶制备 32-33 3.1.1 胶体的技术要求 32 3.1.2 胶体制备步骤 32-33 3.2 溶胶涂敷工艺 33-36 3.2.1 单晶基片的选择 33-34 3.2.2 单晶基片的清洗 34-35 3.2.3 胶体的旋涂工艺 35-36 3.3 YBFO的分解热处理工艺 36-43 3.3.1 分解目的 36-37 3.3.2 分解工艺拟定 37-43 3.4 YBFO的成相热处理工艺 43-59 3.4.1 低温热处理工艺 43-46 3.4.2 熔融热处理工艺 46-53 3.4.3 高温热处理工艺 53-59 3.5 YBFO的渗氧热处理工艺 59-62 3.5.1 渗氧工艺拟定 59-60 3.5.2 实验结果与讨论 60-62 第四章 YBFO外延YBCO及掺杂的初步探索 62-73 4.1 YBFO外延生长YBCO薄膜 62-67 4.2 YBFO掺杂 67-73 结论 73-75 致谢 75-76 参考文献 76-82 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 82-83
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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属腐蚀与保护、金属表面处理 > 腐蚀的控制与防护 > 金属表面防护技术
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