无氟化学溶液法制备YBCO超导焊料的高温生长工艺研究

doi:10.11901/1005.3093.2024.381

材料研究学报 DOI: 10.11901/1005.3093.2024.381

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无氟化学溶液法制备YBCO超导焊料的高温生长工艺研究

韩磊磊,王文涛,吴赟,陈嘉俊,赵勇

西南交通大学

High temperature growth process of YBCO superconducting solder by fluorine-free chemical solution method

引用本文:

韩磊磊王文涛吴赟陈嘉俊赵勇. 无氟化学溶液法制备YBCO超导焊料的高温生长工艺研究[J]. 材料研究学报, 10.11901/1005.3093.2024.381.

全文: PDF(9013 KB)

摘要: 超导磁体的闭环持续电流模式运行离不开超导接头，而高品质钇钡铜氧（YBCO）超导焊料是提升接头超导性能的关键。本文主要采用无氟化学溶液法在YGdBCO带材超导层表面制备YBCO超导焊料，研究高温热处理工艺对焊料结构和带材超导性能的影响。研究发现，非晶前驱膜在795℃烧结1 h可获得（103）衍射峰较强且晶粒均匀分布的YBCO多晶膜。将多晶膜在820℃烧结30 min后可将其转化为具有（00l）取向的YBCO单晶膜即焊料。通过氧退火热处理后，沉积有YBCO单晶膜的带材的临界电流Ic与原带材接近，说明超导焊料的生长过程不会影响带材自身的电流传输性能。

关键词 ：无机非金属材料, 高温生长工艺, 外延生长, YBCO膜, 微观形貌, 临界电流

Abstract：The closed-loop persistent current mode operation of superconducting magnets strongly depends on superconducting joints, and high-quality YBCO superconducting solders determine the properties of the joints. In this work, YBCO solders were prepared on YGdBCO superconducting layer of tapes by fluorine-free chemical solution method. The effect of high temperature processing on solders structure and superconducting properties of the tapes was investigated comprehensively. It is found that the YBCO polycrystalline film with strong (103) diffraction peak and uniform grain distribution was obtained by sintering the amorphous precursor film at 795℃ for 1 h. Then the polycrystalline film was transformed into YBCO single crystal film (solders) with (00l) orientation by sintering at 820℃ for 30 min. After oxygen annealing, the critical current Ic of the tape deposited with YBCO single crystal film is close to that of the original tape, indicating that the growth process of superconducting solders has not affected the current transmission of the tape.

Key words： inorganic nonmetallic materials, high temperature growth process, epitaxial growth, YBCO film, microstructure, critical current

收稿日期: 2024-09-05

ZTFLH:

TB34

基金资助:四川省自然科学基金;中央高校基本科研基金;四川省自然科学基金

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