高分子辅助化学溶液沉积法制备涂层导体SrZrO3（SZO）缓冲层

采用高分子辅助的化学溶液沉积法,通过720~800℃之间进行烧结成相,分别在氩气和空气中SrTiO3(STO)单晶基底上沉积得到织构良好的SrZrO3(SZO)外延薄膜,重点研究不同热处理气氛对SZO薄膜织构和表面微结构的影响。结果表明:氩气中制得的SZO外延薄膜c轴取向较好,且表面更加平整致密;氩气中770℃制备的SZO薄膜厚度超过230 nm。而空气中制得的SZO薄膜表面呈现局部团聚和开裂。在氩气中采用高分子辅助的化学溶液沉积法有利于制备出低成本、高性能的涂层导体用单一SZO缓冲层。     

高分子辅助化学溶液沉积制备涂层导体CeO_2缓冲层

分别采用两种高分子辅助化学溶液沉积方法,在双轴织构的NiW(200)合金基底上制备了涂层导体CeO2缓冲层.结果表明,制得的CeO2缓冲层双轴织构良好,表面无裂纹.比较两种不同的高分子辅助方法,利用聚甲基丙烯酸辅助制得的CeO2表面平整,均方根粗糙度在1 μm×1μm的范围内仅为2 nm,粗糙度远小于利用聚乙烯醇辅助沉积而得的CeO2缓冲层.     

化学溶液法制备的La_2Zr_2O_7缓冲层特性研究

利用XRD、电子背散射衍射分析(EBSD)和反射高能电子衍射(RHEED)等测试手段对化学溶液沉积技术制备的La2Zr2O7缓冲层的体织构和表面特性进行了研究。结果表明,在金属基带上,利用化学溶液沉积技术制备的La2Zr2O7缓冲层具有良好体织构和表面特性。     

用化学溶液方法在NiW基底上制备Ce_(1-x)Zr_xO_2过渡层的研究

以乙酰丙酮铈和乙酰丙酮锆为前驱盐,以正丙酸和异丙醇为溶剂获得了前驱液。用化学溶液方法(CSD)在YSZ和自制的NiW基底上制备出了Ce1-xZrxO2过渡层。研究了前驱液成分、性质以及退火温度对其成相和取向的影响。用常规XRD分析其相成分和织构。结果表明,优化工艺下获得的纯CeO2和Zr掺杂的CeO2薄膜均具有良好的立方织构。通过X射线四环衍射仪测出的Ce1-xZrxO2过渡层的(111)Φ扫描和(200)摇摆曲线的半高宽值说明其具有很强的双轴织构。另外,Zr掺杂获得的薄膜的表面质量得到了明显改善,晶粒也得到了细化。     

涂层导体DyBiO_3(DBO)缓冲层的低温制备

通过685～750 ℃之间进行低温成相,在LaAlO3 (LAO)单晶基底上沉积得到了有较大应用前景的涂层导体DyBiO3 (DBO)缓冲层.结果表明:所得的缓冲层c轴取向良好,致密、平整、无裂纹.当温度大于750 ℃时,DBO表面开始变得粗糙.沉积在DBO缓冲层上的YBCO超导层c轴织构的样品,样品表面平整均匀,超导转变温度在90 K左右,临界电流密度大于1 MA/cm2.从工业应用角度讲,低温的缓冲层制备具有极大的经济优势,应用前景更为广泛.     

衬底与缓冲层的晶格失配对CeO_2缓冲层外延生长的影响

采用金属有机沉积(MOD)技术在La Al O3(LAO)、Y稳定的氧化锆(YSZ)和Ni-W衬底上沉积了Ce O2缓冲层薄膜,并研究了衬底与缓冲层的晶格失配对其外延生长的影响。结果表明,随着衬底和缓冲层薄膜之间晶格失配的增大,缓冲层薄膜内部的压应变增加,晶界浓度增加,晶粒生长速率减小。衬底和缓冲层薄膜之间的晶格失配越小,越有利于薄膜织构度的增大。Ce O2薄膜的表面形貌及粗糙度的演化对衬底和缓冲层薄膜之间的晶格失配并没有明确的依赖关系。     

化学溶液沉积制备涂层导体Eu0.3Ce0.7O1.85-x单一缓冲层

采用高分子辅助化学溶液沉积(PACSD)方法,在双轴织构的NiW(200)合金基底上沉积了厚度大于160 nm的Eu0.3Ce0.701.85-x(ECO)单一缓冲层.制得的ECO缓冲层双轴织构良好,表面平整、无裂纹.同时,Eu的掺杂提高了CeO2单一缓冲层薄膜的临界厚度.在沉积了ECO缓冲层的NiW基带上外延生长的YBCO薄膜,超导零电阻转变温度Tc0=86K,临界电流密度达到Jc(O T,77 K)=0.4 MA/cm2.本研究提供了一种操作简单、成本低廉、性能优良的制备涂层导体单一缓冲层的方法.     

织构金属衬底上CSD-SrTiO3薄膜的制备

涂层导体是发展77 K液氮温区强磁场下电力应用的实用化关键材料。由于缓冲层层数增加会导致控制生长、微观组织和界面结构的难度增大,所以简化缓冲层结构对涂层导体制备工艺的简化和成本的降低非常重要。本研究探索了低成本的化学溶液沉积(CSD)技术制备SrTiO_3(STO)缓冲层过程中前驱液热分解行为以及薄膜制备工艺路线对薄膜外延生长的影响,通过选取恰当的前驱液以及引入籽晶层沉积的方法最终获得了具有良好c轴织构且表面光滑的STO薄膜。     

化学溶液法在Al2O3单晶(1102)面沉积生长(200)面择优取向的CeO2涂层的研究

利用化学溶液沉积法在R面切割的Al2O3单晶基底上进行了沉积制备有(200)择优取向CeO2涂层的研究.以无机铈盐为前驱体,采用浸渍提拉法制备溶液涂层,然后采用在空气中加热处理的方法,得到CeO2涂层,并利用X射线衍射、拉曼光谱等对CeO2涂层进行了表征.研究结果表明,影响CeO2涂层的织构形成的关键因素包括铈盐前驱体溶液的Ce3 浓度以及热处理制度.降低Ce3 浓度结合提高晶化热处理温度有利于涂层(200)择优取向的形成.基于织构形成的实验研究,提出了(200)织构的形成是一个热力学推动的过程,通过Ce2O3氧化成为CeO2,结合Al2O3基底的模板效应,形成(002)织构的CeO2:Ce2O3(002) O2→CeO2(111)→CeO2(200)(优势取向).X射线衍射峰强-转化温度的阿伦尼乌斯分析得出CeO2(111)→CeO2(200)织构形成的活化能为37.6kJ/mol.     

一种新型化学溶液沉积法制备涂层导体用RE2O3（RE=Y, Sm, Eu, Dy, Yb）缓冲层

用一种新的化学溶液沉积方法在双轴织构NiW (200)合金基底上制备了涂层导体用稀土氧化物RE2O3(RE=Y, Sm, Eu, Dy, Yb)缓冲层.分别利用X射线衍射,扫描电子显微镜,原子力显微镜对制得的RE2O3缓冲层的相结构、织构、表面形貌和平整度进行了检测.结果表明,RE2O3缓冲层具有较好的双轴织构,表面平整无裂纹.     

在NiW合金基底上用化学溶液法制备CeO_2/La_2Zr_2O_7过渡层

采用化学溶液方法(CSD)在立方双轴织构的NiW合金基底上制备出了CeO2/La2Zr2O7(LZO)过渡层。利用常规XRD和XRD四环衍射仪对薄膜的取向进行了研究,结果显示CeO2薄膜和LZO薄膜具有很强的面内和面外取向,其中,CeO2(111)面φ扫描的半高宽值(FWHM)约8.35°,(200)面ω扫描的FWHM值约为6.54°。用高分辨扫描电子显微镜观察到薄膜表面致密平整,没有裂纹和孔洞。原子力显微镜测试结果表明,在30μm×30μm范围内,CeO2薄膜表面均方根粗糙度(Rrms)为5.9nm。     

Preparation of Gd_(0.3)Ce_(0.7)O_(1.85-x) Single Buffer Layer for Coated Conductor Using a Novel-PACSD Method

To increase the critical thickness of CeO2 single buffer layer, the polymer assisted chemical solution deposition (PACSD) approach has been adopted to prepare a single buffer layer of Gd0.3Ce0.7O1.85-x (GCO) on bi-axially textured Ni-5%W alloy substrate, and the influences of different annealing temperatures on texture and microstructure of the buffer layer has also been studied in this paper. The results demonstrate that a well textured, dense and smooth GCO single buffer layer with thickness of 180 nm has...     

CSD-La3TaO7薄膜外延生长行为研究

涂层导体是实现氧化物高温超导材料在液氮温区强磁场应用的关键材料。在低成本的轧制辅助双轴织构/化学溶液沉积（RABiTS/CSD）路线中,缓冲层的良好外延生长是实现超导层织构生长以及高载流能力的前提,因此研究缓冲层外延生长行为就显得非常必要。本文探索了CSD技术制备La3TaO7（LTO）缓冲层过程中前驱液的热分解行为以及热处理工艺路线对薄膜取向生长的影响,通过选取恰当的LTO前驱液以及快速热处理升温的方法最终获得了良好c轴织构的LTO薄膜。     

化学法动态热处理制备LZO缓冲层

对采用化学溶液沉积技术动态热处理制备La2Zr2O7(LZO)缓冲层进行了研究.结果显示,制备长样品时,侧向进气更有利于驱散热解气体,降低样品织构的不均匀性.当侧向进气方向与样品表面法线方向夹角较小时,更有利于提高LZO缓冲层的织构特性.LZO缓冲层的织构和表面形貌受样品移动速度影响的主要原因是样品移动速度的变化直接改变了样品的热处理时间.优化动态热处理过程后制备出的LZO缓冲层表面致密,LZO缓冲层具有锐利的立方织构,织构锐利度与金属基带织构相当.