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以YBa2Cu3O7-δ(YBCO)为代表的第二代高温涂层导体因其在电力、交通等领域具有广阔的应用前景而受到广泛的关注。随着对YBCO薄膜的研究日趋深入,涂层超导的实用化也日趋临近,为了实现YBCO超导带材的实用化生产,必须在进一步降低制备成本的同时提高其在外加磁场下的性能。本文利用成本低廉的低氟金属有机盐沉积(MOD)工艺在带有过渡层的金属基带上制备了性能良好的YBCO薄膜;通过引入双纳米颗粒掺杂,在铝酸镧单晶上制备了具有高钉扎性能的YBCO薄膜,改善了YBCO薄膜的场性能。论文主要得到了如下结果: 首先对在金属基带上制备YBCO薄膜的低氟MOD工艺进行了优化,结果表明,在低温热解工艺方面,升温速率为2.5℃/min,湿氧气氛流量为0.12L/min时有利于获得平整均匀的热解膜,避免出现褶皱及局部爆裂;在高温热处理工艺方面,高温晶化温度过高会导致界面反应和基带氧化现象的出现,导致YBCO织构变差,最佳的高温晶化温度为770℃。利用此优化的低氟MOD工艺,在CeO2/YSZ/Y2O3/Ni5W模板和CeO2/MgO/Y2O3/Al2O3/Hastelloy C-276模板上制备了YBCO超导薄膜,其77K自场条件下的临界电流密度Jc值分别为0.88MA/cm2和1.21MA/cm2。对比分析了在两种模板上制备的YBCO薄膜的微观结构、表面形貌及超导性能,发现原始织构提供层的织构和过渡层表面形貌对后续YBCO薄膜的生长有较大的影响。 其次,利用低氟MOD工艺制备了Ba2YTaO6(BYTO)、LaAlO3(LAO)单一纳米颗粒掺杂及BYTO和LAO双纳米颗粒共掺杂的YBCO复合薄膜。其中BYTO和LAO分别与YBCO具有正错配度和负错配度。单一纳米颗粒掺杂的薄膜中,BYTO掺杂量为6%时YBCO复合薄膜的场性能达到最佳。而双纳米颗粒掺杂的薄膜中分别与YBCO相具有正和负错配度的纳米颗粒可以使得局部畸变增大,整体应力抵消,将有效的总掺杂量提高至10%并且保持薄膜的织构,更大程度地提高了薄膜的外场性能,这是单一纳米颗粒掺杂所无法达到的。其中6%BYTO+4%LAO掺杂的YBCO复合薄膜的样品在外加磁场为2T时,Jc值高达0.27MA/cm2,分别是单一掺杂BYTO的YBCO复合薄膜的3.8倍,纯YBCO薄膜的61倍。最大钉扎力为5.6GN/m3,最大钉扎力所在磁场由单一掺杂的1.2T提高至1.6T,使得YBCO复合薄膜可以在更高磁场下得到应用。 综上,YBCO涂层导体因其优异的本征性能和应用前景受到广泛的关注,目前主要的研究方向为降低制备成本和提高场性能。本文采用低氟MOD工艺,在带有过渡层的基带上制备了性能良好的YBCO薄膜,有利于涂层导体的产业化推进。制备了具有高钉扎性能的BYTO和LAO双纳米颗粒掺杂的YBCO复合薄膜,为提高YBCO复合薄膜在外加磁场下的导电性提供了新的方案。