一種制備釔鋇銅氧高溫超導膜的方法
【專利摘要】一種制備釔鋇銅氧高溫超導膜的方法。首先按照Y：Ba：Cu＝1：2：3的摩爾比稱取乙酸釔Y(CH3COO)3、乙酸鋇Ba(CH3COO)2和乙酸銅Cu(CH3COO)2；把乙酸釔和乙酸銅混合溶于10-20mol℅丙酸的去離子水溶液中，攪拌均勻后真空蒸干溶劑得到凝膠1；把乙酸鋇溶于三氟乙酸、丙酸和去離子水的混合溶液中，其中三氟乙酸與乙酸鋇的摩爾比為1:3，攪拌均勻后真空蒸干溶劑得到凝膠2；凝膠1和凝膠2中混合后加入甲醇，攪拌均勻后加入氨水，調節溶液的pH為5-7；將溶液真空蒸干溶劑得到凝膠，加入甲醇和松油醇，制成Y、Ba和Cu三種金屬離子總濃度為1.0-2.0mol/L的前驅液；然后將前驅液涂覆在基片上；涂覆好的薄膜先經300℃-500℃ 1小時的快速低溫熱處理過程；再經750℃-850℃高溫熱處理和450℃-550℃的退火過程，形成YBCO超導膜。
【專利說明】一種制備釔鋇銅氧高溫超導膜的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高溫超導薄膜的制備方法，特別涉及一種祁⑶超導薄膜的制備方法。
【背景技術】
[0002]1800薄膜的應用在很大程度上取決于薄膜的制備技術。因此，尋找合適的制備高質量的祁⑶薄膜的方法是超導領域研宄的熱點。在包括脈沖激光沉積法、濺射法、多元共蒸發法和金屬有機化學氣相沉積法等多種制備18(1)薄膜的方法中，三氟乙酸鹽-金屬有機沉積法01？八-100)是具有很多優點。與磁控濺射、金屬有機化學氣相沉積和脈沖激光沉積制備祁⑶薄膜需要使用昂貴的真空系統相比，11^-100法制備祁⑶薄膜不需要真空設備，因此該法制備祁⑶薄膜成本比較低。它還具有沉積速率高，成份容易控制，在復雜形狀表面制備高質量的薄膜等優點。然而，1-服)0法制備祁⑶薄膜也存在一個很大缺點一工藝周期比較長。這是由于傳統的I…-服)0工藝包括低溫熱分解和高溫燒結兩個階段。在第一階段中前驅膜在濕的氧氣氣氛下三氟乙酸鹽分解為。0，8亦2和乙03等非有機物的中間相。第二階段，這些中間相發生結晶形成祁⑶超導薄膜。由于低溫熱處理是在濕的氧環境下進行，在200?2501:之間會發生劇烈的放熱反應[1]以及大量的氣體逸出。同時在此溫度區間的加熱速度不能太快，過快就會在薄膜中產生空洞、裂紋等從而破壞薄膜的完整性。并且三氟乙酸鹽的前驅液涂層熱分解導致薄膜厚度降低一半左右，會增加薄膜的應力，薄膜應力與前驅液涂層的厚度和熱分解速率有關。為了避免應力增加出現的薄膜裂縫，必須降低升溫速率等等，這些都大大延長了分解時間，需20卜左右。顯然，如此長的分解時間無法滿足低成本、高效率的商業化要求。并且，傳統的11^-100法在制備18(1)薄膜過程中會釋放出腐蝕性冊氣體，造成環境污染。為解決該問題，國內外科學家都在積極研宄采用無氟的前驅液以替代目前的溶液。中國專利⑶1931786八通過無氟的甲酸前驅液成功制備了祁⑶薄膜，但該專利中制備的18(1)薄膜只有其臨界轉變溫度曲線，缺少評價18(1)薄膜一個非常重要的參數——臨界電流密度的測量。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是克服現有11^-100方法制備的18(1)超導薄膜所需分解時間過長和釋放冊腐蝕性氣體的缺點，提供一種高效、環保友好的制備18(1)超導薄膜的方法。
[0004]本發明采用低氟的金屬有機鹽前驅液制備祁⑶超導薄膜。本發明采用乙酸釔、乙酸鋇和乙酸銅，只有乙酸鋇按比例溶于三氟乙酸、丙酸和去離子水的混合溶液中，和三氟乙酸反應生成三氟乙酸鋇，而乙酸釔和乙酸銅按比例直接溶于丙酸和去離子水的混合溶液中。真空蒸干后加入甲醇和氨水，再次真空蒸干后加入適量的甲醇和松油醇配成前驅液。將前驅液涂覆在基片上，經過低溫熱處理、高溫燒結和吸氧處理得到具有超導性能的祁⑶薄膜。在整個制備過程低溫熱處理時間只有1小時，冊氣體較之傳統方法減少三分之二。
[0005]本發明的具體步驟順序如下:
[0006](1)按照X:83:011 = 1:2:3的摩爾比稱取"(?⑶0)3、此((?⑶0)2和011((?⑶，并于室溫下將。(⑶#00) 2的混合物溶于含有10-2011101%丙酸的去離子水中，配成溶液1 ^83(0^00^溶于三氟乙酸、丙酸和去離子水的混合溶液中，配成溶液2，溶液2中三氟乙酸與乙酸鋇的摩爾比為1:3 ；
[0007](2)將所述步驟(1)配制的溶液1經磁力攪拌器攪拌1-31！，再采用旋轉蒸發儀蒸除溶劑得到凝膠1 ；將步驟(1)配制的溶液2在601:的條件下磁力攪拌器攪拌1-31！，再采用旋轉蒸發儀蒸除溶劑得到凝膠2 ；
[0008](3)將所述步驟⑵制得的凝膠1和凝膠2混合后加入甲醇，此步驟中的凝膠與甲醇的摩爾比為1:50 ；經磁力攪拌器攪拌0.5-1.51！后，再加入適量的氨水，調節成邱為5-7的溶液；
[0009](4)將所述步驟(3)制得的溶液采用旋轉蒸發儀蒸除溶劑，以進一步去除水分等雜質，得到純凈的凝膠；
[0010](5)將所述步驟⑷制得的凝膠加入到甲醇和松油醇中，制成和。三種金屬總離子濃度為1.0-2.011101/1的溶液，所述的甲醇和松油醇的體積比為5:1 ；
[0011](6)將上述步驟(5)制成的所述前驅液采用旋涂或提拉方法涂覆在基片上；
[0012](7)將經步驟(6)涂覆后的基片置于高溫管式石英爐中，在3001-5001溫度下進行1卜的低溫熱處理，分解乙酸鹽；該步驟的升溫速率為3001: -50000作；
[0013](8)將經過步驟(7)處理的基片置于7501: -8501:的高溫下熱處理1-1.5匕生成四方相祁⑶膜；此步驟的升溫速度為4001: /1！；
[0014](9)將經過步驟⑶處理的基片置于4501: -5501:及純氧條件下對薄膜進行退火熱處理0.5-1.5匕制備成正交相的祁⑶超導薄膜。
[0015]步驟(6)中所述基片為鋁酸鑭或鈦酸鍶或氧化鎂單晶基片或具有雙軸織構的金屬襯底。
[0016]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
[0017]本發明與傳統的11^-100法制備18⑶使用含有三氟乙酸釔、三氟乙酸鋇和三氟乙酸銅的前驅液中不同，只有乙酸鋇與三氟乙酸反應生成三氟乙酸鋇。使得在低溫熱處理階段只需要1小時，比傳統的界八-訓)法縮短了 10小時左右，并且所釋放的冊氣體比傳統的丁?八-100法制備祁⑶超導膜減少了三分之二。該發明高效、環境友好且制備祁⑶超導膜成本低，有利于工業化生產。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是實施例1制備的18(1)膜的場發射掃描電子顯微鏡圖片；
[0019]圖2是實施例2制備的祁⑶膜的X射線衍射圖譜；
[0020]圖3是實施例3制備的祁⑶膜的臨界電流密度曲線；
[0021]圖4是實施例4制備的18(1)膜的場發射掃描電子顯微鏡圖片；
[0022]圖5是實施例5制備的祁⑶膜的臨界電流密度曲線；
[0023]圖6是實施例6制備的18(1)膜的場發射掃描電子顯微鏡圖片。
[0024]具體實施例方式
[0025]實施例1
[0026](1)稱取乙酸釔、乙酸鋇和乙酸銅分別為0.00511101,0.0111101和0.01511101，將乙酸釔和乙酸銅混合后溶于含1011101%的丙酸酸的1001111去離子水中配成溶液1，將乙酸鋇溶于含有三氟乙酸和丙酸的50“去離子水中配成溶液2，溶液2中三氟乙酸與乙酸鋇的摩爾比為 1:3 ；
[0027](2)將步驟(1)配制的溶液1經磁力攪拌器攪拌0.5匕采用旋轉蒸發儀蒸除溶劑得到凝膠1 ；將步驟(1)配制的溶液2在601:的條件下磁力攪拌器攪拌0.5匕再采用旋轉蒸發儀蒸除溶劑得到凝膠2 ；
[0028](3)將所述步驟⑵制得的凝膠1和凝膠2混合加入3001甲醇，經磁力攪拌器攪拌0.51！后，再加入適量的氨水，調節成邱為5的溶液；
[0029](4)將所述步驟(3)制得的溶液再采用旋轉蒸發儀蒸除溶劑，以進一步去除水分等雜質，得到純凈的凝膠；
[0030](5)將所述步驟⑷制得的凝膠加入到30“的甲醇和松油醇中，制成V、此和。三種金屬總離子濃度為1.0001/1的前驅液，所述的甲醇和松油醇的體積比為5:1 ；
[0031](6)將上述步驟(5)制成的所述前驅液采用1500轉/分的速度旋涂在鋁酸鑭單晶基片上，旋涂時間為908 ；
[0032](7)將步驟(6)涂覆好的基片放在石英舟里送入高溫管式石英爐里進行低溫熱處理和高溫熱處理，最后得到祁⑶高溫超導膜。
[0033]低溫熱處理是濕潤的氧氣條件下進行，是將3008?！11的氧氣經過裝有蒸餾水的玻璃瓶把水蒸氣帶入反應室，使反應室中水蒸氣壓力為，從室溫平均以3001: 的升溫速率升溫至3001，然后再爐冷卻至室溫。低溫熱處理的目的是分解乙酸鹽，形成無定型的前驅膜并排出有害的殘余物質。整個分解時間約為1匕。
[0034]高溫熱處理是在濕潤的氧氣和氬氣混合氣氛下進行，把5008“！11含有500卯!II氧氣的氬氣混合氣體經過裝有蒸餾水的玻璃瓶把水蒸氣帶入反應室，使反應室中水蒸氣壓力為160^,先是以4001: /?的升溫速率升至最高溫7501:，在7501:保溫比后直接通入含有500卯III氧氣的氬氣混合氣體，然后以1001:作降溫至4501:，在4501:的純氧氣氛圍中保溫0.51！使四方相的18(1)吸氧轉變為正交相的具有超導性能的隨后樣品在氧氣氛圍下爐冷至室溫。用場發射掃描電子顯微鏡對樣品進行了表面形貌觀察，18(1)薄膜表面非常平整、致密，如圖1所示。
[0035]實施例2
[0036](1)稱取乙酸紀、乙酸鋇和乙酸銅分別為0.01111010.0211101和0.0311101，將乙酸|乙和乙酸銅混合后溶于含1511101%的丙酸酸的1001111去離子水中配成溶液1，將乙酸鋇溶于含有三氟乙酸和丙酸的50“去離子水中配成溶液2，溶液2中三氟乙酸與乙酸鋇的摩爾比為1:3 ；
[0037](2)將步驟(1)配制的溶液1經磁力攪拌器攪拌化，采用旋轉蒸發儀蒸除溶劑得到凝膠1 ；將步驟(1)配制的溶液2在601:的條件下磁力攪拌器攪拌111，再采用旋轉蒸發儀蒸除溶劑得到凝膠2 ；
[0038](3)將所述步驟⑵制得的凝膠1和凝膠2混合加入3001甲醇，經磁力攪拌器攪拌111后，再加入適量的氨水，調節成邱為6的溶液；
[0039](4)將所述步驟(3)制得的溶液再采用旋轉蒸發儀蒸除溶劑，以進一步去除水分等雜質，得到純凈的凝膠；
[0040](5)將所述步驟(4)制得的凝膠加入到45“的甲醇和松油醇中，制成V、此和。三種金屬總離子濃度為1.5001/1的前驅液，所述的甲醇和松油醇的體積比為5:1 ；
[0041](6)將上述步驟(5)制成的所述前驅液采用2000轉/分的速度旋涂在鋁酸鑭單晶基片上，旋涂時間為908 ；
[0042](7)將步驟(6)涂覆好的基片放在石英舟里送入高溫管式石英爐里進行低溫熱處理和高溫熱處理，最后得到祁⑶高溫超導膜。
[0043]低溫熱處理是濕潤的氧氣條件下進行，是將3008?！11的氧氣經過裝有蒸餾水的玻璃瓶把水蒸氣帶入反應室，使反應室中水蒸氣壓力為，從室溫平均以4001: /卜的升溫速率升溫至4001，然后再爐冷卻至室溫。低溫熱處理的目的是分解乙酸鹽，形成無定型的前驅膜并排出有害的殘余物質。整個分解時間約為1匕。
[0044]高溫熱處理是在濕潤的氧氣和氬氣混合氣氛下進行，把5008“！11含有500卯!II氧氣的氬氣混合氣體經過裝有蒸餾水的玻璃瓶把水蒸氣帶入反應室，使反應室中水蒸氣壓力為20011？3?先是以4001: /卜的升溫速率升至最高溫8001:，在8001:保溫1.2511后直接通入含有500卯0氧氣的氬氣混合氣體，然后以1001: /卜降溫至5001:，在5001:的純氧氣氛圍中保溫0.51！使四方相的18(1)吸氧轉變為正交相的具有超導性能的隨后樣品在氧氣氛圍下爐冷至室溫。用X射線衍射儀對樣品進行了成分和結構分析，所制備的樣品為祁⑶，且1800薄膜完全呈。軸取向，如圖2所示。
[0045]實施例3
[0046](1)稱取乙酸紀、乙酸鋇和乙酸銅分別為0.01111010.0211101和0.0311101，將乙酸|乙和乙酸銅混合后溶于含2011101%的丙酸酸的1001111去離子水中配成溶液1，將乙酸鋇溶于含有三氟乙酸和丙酸的50“去離子水中配成溶液2，溶液2中三氟乙酸與乙酸鋇的摩爾比為1:3 ；
[0047](2)將步驟(1)配制的溶液1經磁力攪拌器攪拌1.5匕采用旋轉蒸發儀蒸除溶劑得到凝膠1 ；將步驟(1)配制的溶液2在601:的條件下磁力攪拌器攪拌1.5匕再采用旋轉蒸發儀蒸除溶劑得到凝膠2 ；
[0048](3)將所述步驟⑵制得的凝膠1和凝膠2混合加入3001甲醇，經磁力攪拌器攪拌1.51！后，再加入適量的氨水，調節成邱為7的溶液；
[0049](4)將所述步驟(3)制得的溶液再采用旋轉蒸發儀蒸除溶劑，以進一步去除水分等雜質，得到純凈的凝膠；
[0050](5)將所述步驟⑷制得的凝膠加入到30“的甲醇和松油醇中，制成V、此和。三種金屬總離子濃度為2.0001/1的前驅液，所述的甲醇和松油醇的體積比為5:1 ；
[0051](6)將上述步驟(5)制成的所述前驅液采用3000轉/分的速度旋涂在鋁酸鑭單晶基片上，旋涂時間為908 ；
[0052](7)將步驟(6)涂覆好的基片放在石英舟里送入高溫管式石英爐里進行低溫熱處理和高溫熱處理，最后得到祁⑶高溫超導膜。
[0053]低溫熱處理是濕潤的氧氣條件下進行，是將3008?！11的氧氣經過裝有蒸餾水的玻璃瓶把水蒸氣帶入反應室，使反應室中水蒸氣壓力為，從室溫平均以5001: /卜的升溫速率升溫至5001，然后再爐冷卻至室溫。低溫熱處理的目的是分解乙酸鹽，形成無定型的前驅膜并排出有害的殘余物質。整個分解時間約為111。
[0054]高溫熱處理是在濕潤的氧氣和氬氣混合氣氛下進行，把5008(^111含有500卯III氧氣的氬氣混合氣體經過裝有蒸餾水的玻璃瓶把水蒸氣帶入反應室，使反應室中水蒸氣壓力為24011？3?先是以4001: /卜的升溫速率升至最高溫8501:，在8501:保溫1.5卜后直接通入含有500卯0氧氣的氬氣混合氣體，然后以1001: /卜降溫至5501:，在5501:的純氧氣氛圍中保溫0.51！使四方相的18(1)吸氧轉變為正交相的具有超導性能的18(1),隨后樣品在氧氣氛圍下爐冷至室溫。采用德國[611)218大學研制的]161？2；18系統對樣品進行了臨界電流密度測試，樣品的臨界電流密度(77101)高達5.0^/(^,如圖3所示。
[0055]實施例4
[0056](1)稱取乙酸紀、乙酸鋇和乙酸銅分別為0.00511101^0.0111101和0.01511101，將乙酸釔和乙酸銅混合后溶于含1011101%的丙酸酸的1001111去離子水中配成溶液1，將乙酸鋇溶于含有三氟乙酸和丙酸的50“去離子水中配成溶液2，溶液2中三氟乙酸與乙酸鋇的摩爾比為 1:3 ；
[0057](2)將步驟(1)配制的溶液1經磁力攪拌器攪拌0.5匕采用旋轉蒸發儀蒸除溶劑得到凝膠1 ；將步驟(1)配制的溶液2在601:的條件下磁力攪拌器攪拌0.5匕再采用旋轉蒸發儀蒸除溶劑得到凝膠2 ；
[0058](3)將所述步驟⑵制得的凝膠1和凝膠2混合加入3001甲醇，經磁力攪拌器攪拌0.51！后，再加入適量的氨水，調節成邱為5的溶液；
[0059](4)將所述步驟(3)制得的溶液再采用旋轉蒸發儀蒸除溶劑，以進一步去除水分等雜質，得到純凈的凝膠；
[0060](5)將所述步驟⑷制得的凝膠加入到30“的甲醇和松油醇中，制成V、此和。三種金屬總離子濃度為1.0001/1的前驅液，所述的甲醇和松油醇的體積比為5:1 ；
[0061](6)將步驟(5)制得的前驅液以5毫米/分的提拉速度涂覆在鈦酸鍶單晶基片上；
[0062](7)將步驟(6)涂覆好的基片放在石英舟里送入高溫管式石英爐里進行低溫熱處理和高溫熱處理，最后得到祁⑶高溫超導膜。
[0063]低溫熱處理是濕潤的氧氣條件下進行，是將3008?！11的氧氣經過裝有蒸餾水的玻璃瓶把水蒸氣帶入反應室，使反應室中水蒸氣壓力為，從室溫平均以3001: 的升溫速率升溫至3001，然后再爐冷卻至室溫。低溫熱處理的目的是分解乙酸鹽，形成無定型的前驅膜并排出有害的殘余物質。整個分解時間約為1匕。
[0064]高溫熱處理是在濕潤的氧氣和氬氣混合氣氛下進行，把5008(^含有500卯!II氧氣的氬氣混合氣體經過裝有蒸餾水的玻璃瓶把水蒸氣帶入反應室，使反應室中水蒸氣壓力為160^,先是以4001: /?的升溫速率升至最高溫7501:，在7501:保溫比后直接通入含有500卯III氧氣的氬氣混合氣體，然后以1001:作降溫至4501:，在4501:的純氧氣氛圍中保溫0.51！使四方相的18(1)吸氧轉變為正交相的具有超導性能的隨后樣品在氧氣氛圍下爐冷至室溫。用場發射掃描電子顯微鏡對樣品進行了表面形貌觀察，18(1)薄膜表面非常平整、致密，如圖4所示。
[0065]實施例5
[0066](1)稱取乙酸紀、乙酸鋇和乙酸銅分別為0.00511101^0.0111101和0.01511101，將乙酸釔和乙酸銅混合后溶于含1011101%的丙酸酸的1001111去離子水中配成溶液1，將乙酸鋇溶于含有三氟乙酸和丙酸的50“去離子水中配成溶液2，溶液2中三氟乙酸與乙酸鋇的摩爾比為 1:3 ；
[0067](2)將步驟(1)配制的溶液1經磁力攪拌器攪拌0.5匕采用旋轉蒸發儀蒸除溶劑得到凝膠1 ；將步驟(1)配制的溶液2在601:的條件下磁力攪拌器攪拌0.5匕再采用旋轉蒸發儀蒸除溶劑得到凝膠2 ；
[0068](3)將所述步驟⑵制得的凝膠1和凝膠2混合加入3001甲醇，經磁力攪拌器攪拌0.51！后，再加入適量的氨水，調節成邱為5的溶液；
[0069](4)將所述步驟(3)制得的溶液再采用旋轉蒸發儀蒸除溶劑，以進一步去除水分等雜質，得到純凈的凝膠；
[0070](5)將所述步驟⑷制得的凝膠加入到30“的甲醇和松油醇中，制成V、此和。三種金屬總離子濃度為1.0001/1的前驅液，所述的甲醇和松油醇的體積比為5:1 ；
[0071](6)將步驟(5)制得的前驅液以10毫米丨分的提拉速度涂覆在氧化鎂單晶基片上；
[0072](7)將步驟(6)涂覆好的基片放在石英舟里送入高溫管式石英爐里進行低溫熱處理和高溫熱處理，最后得到祁⑶高溫超導膜。
[0073]低溫熱處理是濕潤的氧氣條件下進行，是將3008?！11的氧氣經過裝有蒸餾水的玻璃瓶把水蒸氣帶入反應室，使反應室中水蒸氣壓力為，從室溫平均以3001: 的升溫速率升溫至3001，然后再爐冷卻至室溫。低溫熱處理的目的是分解乙酸鹽，形成無定型的前驅膜并排出有害的殘余物質。整個分解時間約為1匕。
[0074]高溫熱處理是在濕潤的氧氣和氬氣混合氣氛下進行，把5008“！11含有500卯!II氧氣的氬氣混合氣體經過裝有蒸餾水的玻璃瓶把水蒸氣帶入反應室，使反應室中水蒸氣壓力為160^,先是以4001: /?的升溫速率升至最高溫7501:，在7501:保溫比后直接通入含有500卯III氧氣的氬氣混合氣體，然后以1001:作降溫至4501:，在4501:的純氧氣氛圍中保溫0.51！使四方相的18(1)吸氧轉變為正交相的具有超導性能的隨后樣品在氧氣氛圍下爐冷至室溫。采用德國[611)218大學研制的]系統對樣品進行了臨界電流密度測試，樣品的臨界電流密度(77101)高達5.6^/(^,如圖5所示。
[0075]實施例6
[0076](1)稱取乙酸紀、乙酸鋇和乙酸銅分別為0.00511101^0.0111101和0.01511101，將乙酸釔和乙酸銅混合后溶于含1011101%的丙酸酸的1001111去離子水中配成溶液1，將乙酸鋇溶于含有三氟乙酸和丙酸的50“去離子水中配成溶液2，溶液2中三氟乙酸與乙酸鋇的摩爾比為 1:3 ；
[0077](2)將步驟(1)配制的溶液1經磁力攪拌器攪拌0.5匕采用旋轉蒸發儀蒸除溶劑得到凝膠1 ；將步驟(1)配制的溶液2在601:的條件下磁力攪拌器攪拌0.5匕再采用旋轉蒸發儀蒸除溶劑得到凝膠2 ；
[0078](3)將所述步驟⑵制得的凝膠1和凝膠2混合加入3001甲醇，經磁力攪拌器攪拌0.51！后，再加入適量的氨水，調節成邱為5的溶液；
[0079](4)將所述步驟(3)制得的溶液再采用旋轉蒸發儀蒸除溶劑，以進一步去除水分等雜質，得到純凈的凝膠；
[0080](5)將所述步驟⑷制得的凝膠加入到3001的甲醇和松油醇中，制成X、8?和三種金屬總離子濃度為1.0001/1的前驅液，所述的甲醇和松油醇的體積比為5:1 ；
[0081](6)將步驟(5)制得的前驅液以10毫米丨分的提拉速度涂覆在18八金屬基帶上；
[0082](7)將步驟(6)涂覆好的基片放在石英舟里送入高溫管式石英爐里進行低溫熱處理和高溫熱處理，最后得到祁⑶高溫超導膜。
[0083]低溫熱處理是濕潤的氧氣條件下進行，是將3008?！11的氧氣經過裝有蒸餾水的玻璃瓶把水蒸氣帶入反應室，使反應室中水蒸氣壓力為，從室溫平均以3001: 的升溫速率升溫至3001，然后再爐冷卻至室溫。低溫熱處理的目的是分解乙酸鹽，形成無定型的前驅膜并排出有害的殘余物質。整個分解時間約為1匕。
[0084]高溫熱處理是在濕潤的氧氣和氬氣混合氣氛下進行，把5008“！11含有500卯!II氧氣的氬氣混合氣體經過裝有蒸餾水的玻璃瓶把水蒸氣帶入反應室，使反應室中水蒸氣壓力為160^,先是以4001: /?的升溫速率升至最高溫7501:，在7501:保溫比后直接通入含有500卯III氧氣的氬氣混合氣體，然后以1001:作降溫至4501:，在4501:的純氧氣氛圍中保溫0.51！使四方相的18(1)吸氧轉變為正交相的具有超導性能的隨后樣品在氧氣氛圍下爐冷至室溫。用場發射掃描電子顯微鏡對樣品進行了表面形貌觀察，18(1)薄膜表面非常平整、致密，如圖6所示。
【權利要求】
1.一種制備釔鋇銅氧高溫超導膜的方法，其特征在于，所述的制備方法包括如下步驟:
(1)按照Y:Ba:Cu = I:2:3 的摩爾比稱取 Y (CH3COO) 3、Ba (CH3COO) 2和 Cu (CH 3C00) 2，并于室溫下將Y (CH3COO)JP Cu (CH 30)0)2的混合物溶于含有10_20mol %丙酸的去離子水中，配成溶液I JEBa (CH3COO) 2溶于三氟乙酸、丙酸和去離子水的混合溶液中，配成溶液2，溶液2中三氟乙酸與乙酸鋇的摩爾比為1:3 ; (2)將步驟(I)配制的溶液I經磁力攪拌器攪拌l_3h，再采用旋轉蒸發儀蒸除溶劑得到凝膠I ;將步驟(I)配制的溶液2在60°C的條件下磁力攪拌器攪拌l_3h，再采用旋轉蒸發儀蒸除溶劑得到凝膠2 ; (3)將所述步驟(2)制得的凝膠I和凝膠2混合，加入甲醇，此步驟中的凝膠與甲醇的摩爾比為1:50 ;經磁力攪拌器攪拌0.5-1.5h后，再加入氨水，調節成pH值為5-7的溶液； (4)將所述步驟(3)制得的溶液采用旋轉蒸發儀蒸除溶劑，以進一步去除水分等雜質，得到純凈的凝膠； (5)將所述步驟(4)制得的凝膠加入到甲醇和松油醇中，制成Y、Ba和Cu三種金屬總離子濃度為1.0-2.0mol/L的前驅液，所述的甲醇和松油醇的體積比為5:1 ; (6)將上述步驟(5)制成的所述前驅液采用旋涂或提拉方法涂覆在基片上； (7)將經步驟(6)涂覆后的基片置于高溫管式石英爐中，在300°C-500°C溫度下進行Ih的低溫熱處理，分解乙酸鹽；該步驟的升溫速率為300?500°C /h ； (8)將經過步驟(7)處理的基片置于750°C_850°C的高溫下熱處理1_1.5h，生成四方相YBCO膜；此步驟的升溫速度為400 °C /h ； (9)將經過步驟(8)處理的基片置于450°C_550°C及純氧條件下對薄膜進行退火熱處理0.5-1.5h，制備成正交相的YBCO超導薄膜。
2.如權利要求1所述的一種制備釔鋇銅氧高溫超導膜的方法，其特征在于，所述的步驟(6)中所述基片為鋁酸鑭或鈦酸鍶或氧化鎂單晶基片或具有雙軸織構的金屬襯底。
【文檔編號】C04B35/622GK104446434SQ201410655333
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月17日 優先權日:2014年11月17日
【發明者】丁發柱, 古宏偉, 王洪艷, 張慧亮, 張騰, 屈飛, 董澤斌 申請人:中國科學院電工研究所