[发明专利]提高第二代高温超导带材层间结合力的处理方法

说明书

本发明提供了一种提高第二代高温超导带材层间结合力的处理方法，其包括如下步骤：以织构柔性带材为基材，对带材表面的氧化物层进行刻蚀，控制刻蚀的深度、宽度以及图案；采用刻蚀后的织构柔性带材沉积超导薄膜。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：1、采用该制备技术获得第二代高温超导带材层间结合力提高1倍以上，且载流能力衰减在20％以下；2、采用该制备技术制备第二代高温超导带材，对后续制备超导薄膜的结构和制备工艺无影响。

技术领域

本发明涉及一种提高第二代高温超导带材层间结合力的处理方法，属于第二代高温超导带材制备技术领域。

背景技术

第二代高温超导带材为多层结构，包括保护层、超导层、隔离层和柔性基带四个主要部分。其中超导层和隔离层为氧化物陶瓷，保护层和柔性基带为金属材料。在第二代高温超导带材的制备和应用过程中，带材经历复杂的应力应变、冷热循环、弯曲、扭转、拉伸、紧箍力等。由于各层材料物理性质存在显著差异，且超导层、隔离层、金属基带的表面均为原子级平整，因此第二代高温超导带材在应力条件下，层间结合力较差。研究表明，采用现有的第二代高温超导带材制备工艺，带材的层间结合力较轴向拉伸强度低一到两个数量级。此外，层间结合力沿带材长度方向存在较大的不均匀性。随着应用进程的加快，人们越来越意识到第二代高温超导带材的弱层间结合力是限制其进一步应用的短板。这也严重影响后续加工工艺的鲁棒性，目前尚无有效解决手段。

发明内容

为了提高第二代高温超导带材层间结合力，本发明提供一种第二代高温超导带材的制备方法。本发明采用“刻蚀”柔性金属基带氧化物隔离层表面的技术路线。即选取未沉积超导薄膜的织构柔性带材为基材，对基材表面氧化物层进行刻蚀，然后沉积超导薄膜。本发明可显著提高第二代高温超导带材层间结合力，且最大程度地减少了超导带材载流能力的衰减，提高了超导带材的复杂工作环境中的使用性能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种提高第二代高温超导带材层间结合力的处理方法，其包括如下步骤：

以织构柔性带材为基材，对带材表面的氧化物层进行刻蚀，形成若干刻蚀区域；

在带有刻蚀区域的带材的表面进行超导薄膜的沉积，所述超导薄膜覆盖于带材的整个表面。

作为优选方案，所述刻蚀的方法为激光刻蚀和机械刻蚀中的一种或两种。

作为优选方案，所述刻蚀的深度不超过氧化物层的厚度，刻蚀区域的宽度之和不超过带材宽度的15％。

作为优选方案，所述刻蚀区域的形状为连续直线形、间断直线形、点状中的至少一种。

作为优选方案，所述沉积超导薄膜的方法选自物理气相沉积、化学气相沉积、热蒸发和化学溶液沉积中的一种。

作为优选方案，所述超导薄膜的材料为：REBa₂Cu₃O₇超导体，或以REBa₂Cu₃O₇为主含掺杂相(如)的复合超导体，其中RE为稀土元素。

作为优选方案，所述掺杂相包括BaZrO₃。

本发明的基本原理为：