无氟溶胶-凝胶法制备Tl-2212高温超导薄膜的研究

批准号:
51062001
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
28.0 万元
负责人:
谢清连
依托单位:
学科分类:
E0209.无机非金属类高温超导与磁性材料
结题年份:
2013
批准年份:
2010
项目状态:
已结题
项目参与者:
黄国华、王向红、李建映、蒙庆华、张晶、曾刘军、汪世龙
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中文摘要
本项目拟采用无氟sol-gel方法制备Tl-2212超导薄膜。实验计划以醋酸盐、氯化盐、硝酸盐、金属氧化物等为起始原料设计四个方案,通过选择适当和适量的有机溶剂及络合剂制备具有一定粘度的、稳定的、均匀的含Tl溶胶。采用旋转涂层和浸涂层方法获得凝胶膜,通过干燥和分解热处理工艺获得先驱膜。通过先驱膜在相对低温条件下后退火工艺处理,使先驱膜转化为Tl-2212超导相。通过本项目的研究,使采用化学方法制备Tl-2212超导薄膜的主要指标要接近、或达到采用物理方法所制备的Tl-2212超导薄膜的指标。研究方法可以应用于具有更高Tc和上临界磁场Hc2的Tl系其它相薄膜的制备,研究成果将丰富超导物理学的内容,促进Tl系高温超导带材、线材和高频器件的研制,推动超导材料在信息、能源、交通、医疗、国防和科研等领域里的应用。因此,本项目的研究具有重要的理论意义及实用价值。
英文摘要
超导薄膜是超导电子学应用的基础。Tl2Ba2CaCu2O8(Tl-2212)超导薄膜的临界温度(Tc)高,临界电流密度(Jc)大,微波表面电阻低(Rs),抗潮湿能力强,是制备高性能高温超导滤波器等无源器件的重要材料。采用无氟溶胶-凝胶方法制备Tl-2212超导薄膜,具有工艺设备简单、成本低、易于实现规模化生产等优点。研究方法可以应用于具有更高Tc和上临界磁场Hc2的Tl系其它相薄膜的制备,研究成果将丰富超导物理学的内容,促进Tl系高温超导带材、线材和高频器件的研制,推动超导材料在信息、能源、交通、医疗、国防和科研等领域里的应用。因此,项目的研究具有重要的理论意义及实用价值。本项目的研究内容及成果如下: .1.研究了TBCCO溶胶的制备方法。在实验中,采用了七个方案,其中两个方案可制备出具有良好超导性能的Tl-2212超导薄膜。一个方案是以乙酸铊、乙酸钡、乙酸钙、乙酸铜为起始原料,其中,Tl、Cu的含量要略高于Tl-2212超导相中的比例,并以乳酸、α-甲基丙烯酸、二乙烯三胺、三乙烯四胺、甲酰胺、甲醇为络合剂及溶剂,制得粘度合适的溶胶。采用该溶胶在铝酸镧所制备320nm厚的Tl-2212超导薄膜为纯c轴取向,面内织构,且具有平整致密的表面形貌,其Tc可达106K,Jc可达0.83 MA/cm2 (77 K, 0 T),Rs为916µΩ(77K,10GHz)。另一个方案是采用丙酸代替α-甲基丙烯酸及部分乳酸,采用该溶胶所制备400nm厚的Tl-2212薄膜具有良好的超导电性,其Tc可达105.5K,Jc可达0.96MA/cm2。.2.研究了凝胶膜的热分解工艺。包括甲酰胺的添加量对先驱膜及超导薄膜的形貌及性能影响,热分解温度、时间、气氛对先驱膜及超导薄膜的形貌及性能影响等。.3.研究了先驱膜的烧结工艺。包括陪烧靶的制备,烧结温度和烧结气氛对超导薄膜的形貌及性能影响等。发现把样品置于密闭靶中在氧气下烧结,可得到纯c轴取向、超导性能良好的Tl-2212薄膜。.4.研究了在蓝宝石、MgO、YSZ基片上采用磁控溅射技术制备CeO2隔离层及Tl-2212薄膜的方法。提出了原位双温工艺法在蓝宝石衬底上制备CeO2缓冲层。采用该方法制备的薄膜表面光滑,能有效地阻挡衬底对薄膜的扩散,随后制备的Tl-2212薄膜具有优越的电学性能,其Tc为108.3K,Jc为5.33 MA
期刊论文列表
专著列表
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专利列表
DOI:--
发表时间:2011
期刊:广西师范大学学报(自然科学版)
影响因子:--
作者:岳宏卫;谢清连;韦保林;晋良念;谢跃雷;李琦;周茜
通讯作者:周茜
DOI:--
发表时间:2012
期刊:稀有金属材料与工程
影响因子:--
作者:谢清连;季鲁;潘吟松;张玉婷;黄国华;赵新杰;方兰;阎少林
通讯作者:阎少林
DOI:--
发表时间:2010
期刊:人工晶体学报
影响因子:--
作者:谢清连;阎少林;黄国华;张玉婷;赵新杰;方兰
通讯作者:方兰
Effect of CeO2 Deposition Temperature on the Properties of Tl-2212 Superconducting Films Grown on MgO Substrates
CeO2 沉积温度对 MgO 基底上生长的 Tl-2212 超导薄膜性能的影响
DOI:10.4028/www.scientific.net/amr.287-290.188
发表时间:2011-07
期刊:Advanced Materials Research
影响因子:--
作者:Qinglian Xie;Guohua Huang;Yinsong Pan;Lu Ji;Hongwei Yue;Xinjie Zhao;Lan Fang;Shaolin Yan
通讯作者:Shaolin Yan
Growth of Double-Side Tl-2212 Thin Film on CeO2-Buffered MgO Substrate
CeO2 缓冲 MgO 基板上双面 Tl-2212 薄膜的生长
DOI:10.4028/www.scientific.net/amr.194-196.2384
发表时间:2011-02
期刊:Advanced Materials Research
影响因子:--
作者:Xie, Qinglian;Zhang, Yuting;Fang, Fengcai;Huang, Guohua;Ji, Lu;Zhao, Xinjie;Fang, Lan;Yan, Shaolin
通讯作者:Yan, Shaolin
Tl-1223高温超导薄膜和带材的制备及其性能研究
- 批准号:51962025
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:40.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:谢清连
- 依托单位:
国内基金
海外基金
