简述YBCO超导薄膜快速制备工艺-研究生

论文导读：即将涂敷后的薄膜直接置于略低于溶剂沸点的温度进行保温,缩短挥发时间。在薄膜的分解阶段,本论文首先采取差热浅析手段对各原料组分在分解历程中的热力学行为进行浅析,以探讨在传统分解工艺中导致其升温速率缓慢的理由。根据差热浅析的结果,发现乙酸铜的熔点温度远低于其分解温度。按照传统分解工艺处理,薄膜将处于大面积熔融
摘要：本论文采取课题小组发明的无氟化学溶液沉积法(CSD)制备高性能YBCO超导薄膜。为了使CSD法更好地满足低成本连续生产的要求,本论文对低温分解热处理工艺进行了优化探讨。本论文探讨发现传统分解工艺有两个目的：一是除去薄膜中的溶剂,二是薄膜的分解。而且这两个历程都是在同一分解热处理工艺中进行的。本论文则分别对这两个历程的机理进行探讨并优化其热处理工艺。本论文在除去溶剂阶段采取快速挥发工艺,即将涂敷后的薄膜直接置于略低于溶剂沸点的温度进行保温,缩短挥发时间。在薄膜的分解阶段,本论文首先采取差热浅析手段对各原料组分在分解历程中的热力学行为进行浅析,以探讨在传统分解工艺中导致其升温速率缓慢的理由。根据差热浅析的结果,发现乙酸铜的熔点温度远低于其分解温度。按照传统分解工艺处理,薄膜将处于大面积熔融状态。本论文认为正是这个理由导致低温分解工艺的升温速率无法提升。由此,本论文将快速挥发后的薄膜置于乙酸铜分解温度以上温区使其在固相条件下迅速分解,避开薄膜发生大面积熔融。在固相分解之后,薄膜的成分处于完全固态。所以,分解得以远高于传统分解工艺的升温速率完成分解的升温历程。本论文中最优快速分解工艺案例如下：138℃保温30min,290℃保温10min,最后以8℃/min的升温速度升温至500℃。分解后的薄膜表面平整致密,而且快速分解工艺总耗时在1h左右。与传统工艺相比(13h),工艺耗时低一个数量级以上。快速分解工艺处理后的样品,再进行成相和渗氧热处理。处理后样品的XRD测试结果显示强烈的c轴织构衍射峰,SEM图像呈现标准的c轴织构,超导转变温度Tc达92K。关键词：快速分解论文无氟论文化学溶液沉积法论文YBCO薄膜论文
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Abstract7-10
第1章 绪论10-23

1.1 超导材料概述10-15

1.1 超导材料的进展历史10-13

1.2 超导材料的划分13-14

1.3 超导材料的特点参数14-15

1.2 高温超导材料15-18

1.2.1 高温超导材料系统15-17

1.2.2 高温铜氧基超导氧化物材料的结构17-18

1.3 YBCO超导材料18-21

1.3.1 YBCO涂层导体介绍及其结构18-19

1.3.2 YBCO的晶体结构19-20

1.3.3 YBCO薄膜的制备策略20-21

1.4 本论文探讨出发点及思路21-23

1.4.1 论文的出发点21-22

1.4.2 论文的思路22-23

第2章 实验案例、相关设备和浅析表征策略23-31

2.1 实验机理、相关设备及案例23-26

2.

1.1 外延薄膜生长论述23-24

2.

1.2 实验相关设备24-25

2.

1.3 实验案例25-26

2.2 浅析表征策略26-31

2.1 差热浅析26

2.2 高分辨率光学显微镜26-27

2.3 X射线衍射仪27-28

2.4 扫描电子显微镜28-29

2.5 超导转变温度和电磁特性测量系统29-31

第3章 传统无氟CSD法制备YBCO薄膜31-38

3.1 单晶衬底的选择与清洗31-32

3.2 YBCO超导薄膜胶体的制备32-33

3.3 YBCO超导薄膜的旋涂33-35

3.4 YBCO超导薄膜胶体的传统热处理工艺35-37

3.5 本章小结37-38

第4章 差热浅析结果及快速挥发分解机理38-42

4.1 原料组分的差热浅析结果38-39

4.2 快速挥发分解机理39-41

4.

2.1 快速挥发机理39-40

4.

2.2 快速分解机理40-41

4.3 本章小结41-42
第5章 快速挥发热处理工艺探讨42-46

5.1 快速挥发热处理工艺42-43

5.2 快速挥发热处理工艺实验结果与讨论43-45

5.3 本章小结45-46

第6章 快速分解热处理工艺探讨46-54

6.1 固相分解热处理工艺46-49

6.

1.1 固相分解热处理工艺的探讨46-47

6.

1.2 固相分解热处理工艺实验结果与讨论47-49

6.2 快速分解热处理工艺49-53
6.

2.1 快速分解热处理最佳升温速率的探讨49-50

6.

2.2 快速分解热处理最佳升温速率实验结果与讨论50-53

6.3 本章小结53-54
第7章 YBCO薄膜成相外延工艺探讨54-58

7.1 不同成相温度的结果与讨论54-56

7.2 最佳成相温度下的结果与讨论56-57

7.3 本章小结57-58

结论58-59
致谢59-60
参考文献60-66
攻读硕士学位期间发表的论文和探讨成果66