【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超导材料，具体涉及一种提升高温超导涂层导体磁通钉扎性能的方法。
技术介绍
1、第二代高温超导材料rebco(yba2cu3o7-x,re＝y,dy等单个或多个混合的稀土元素)，由于临界电流高，不可逆场高等优点，使其在超导磁体等电力领域具有广泛的应用。rebco在实际应用中大多是在外磁场下进行的，在外磁场下，rebco的临界电流密度jc∝h-α，通过引入人工钉扎中心，来进一步地提升其在场的载流能力；
2、为了提高rebco超导薄膜处于外加磁场中的电输运性能，研究者们通过人工手段在rebco超导薄膜内引入磁通钉扎中心，用于抑制或者阻止钉扎磁通涡旋线的移动。其中因为成本和规模化生产便利需求的原因，最常用的引入人工钉扎中心(artificial pinningcenters，apcs)的方法是通过元素掺杂的方式引入第二相纳米颗粒，包括bamo3(m＝zr,hf,sn等)钙钛矿结构化合物及其衍生化合物；
3、目前对钇钡铜氧超导薄膜的异种元素掺杂主要是单元素掺杂，即选择ti、zr、hf、sn、mn、nb、ta等其中一种进行掺杂，进而在薄膜中形成对应的纳米二次相颗粒，单一元素掺杂在随掺杂浓度增加时，不易在高温结晶阶段对对应的掺杂纳米相进行尺寸控制，当掺杂量过高时容易破坏rebco的成相，形成a轴取向生长的ybco，导致其性能下降，此外，高浓度掺杂的rebco的异质相容易长大，不利于其在场性能的提升。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种提升高温超导涂
2、本专利技术采取的技术方案具体如下：
3、一种提升高温超导涂层导体磁通钉扎性能的方法，包括以下步骤：
4、步骤1：配制ybco前驱液，称取能在钇钡铜氧化物中形成第二相或异质相的多种掺杂元素及其对应的金属有机盐，配制成多种异质相元素共同掺杂的ybco前驱液；
5、步骤2：涂敷，将ybco前驱液涂敷在生长衬底上，形成薄膜；
6、步骤3：低温热解处理，将涂敷后的薄膜放入管式炉中，通入湿氧进行低温热解；
7、步骤4：高温晶化处理，将低温热解处理后的薄膜放置进入高温炉膛中，通入气氛湿的氮氧混合气，进行高温热处理，然后随炉降温，得到高温晶化的ybco薄膜；
8、步骤5：吸氧处理，将高温晶化的ybco薄膜在氧气气氛和吸氧温度下保温，再自然降温，得到吸氧后的高温超导导体。
9、进一步地，所述异质相的掺杂元素包括钛、锆、铪、锡、锰、铁、钴、钨、钼、铅、钒、铌、钽，所述掺杂元素相对应的金属有机盐包括乙酰丙酮钛、乙酰丙酮锆、乙酰丙酮铪、乙酸锡、乙酸锰、乙酸铁、乙酸钴、乙醇钨、乙酰丙酮钼、乙酸铅、乙酰丙酮钒、乙醇铌、乙醇钽。
10、进一步地，所述步骤1包括以下步骤：
11、称取原料乙酸钇、乙酸钡、乙酸铜及其相对应的金属有机盐溶解；
12、将乙酸钇、乙酸钡和金属有机盐溶解在去离子水和三氟乙酸中搅拌，形成第一溶液；
13、将乙酸铜溶解在去离子水和丙酸中搅拌，形成第二溶液；
14、向第一溶液和第二溶液中加入甲醇进行降压蒸馏，然后混合定容，配制成ybco前驱液。
15、进一步地，所述步骤1中按照1：2：3的比例称取乙酸钇、乙酸钡、乙酸铜，同时称取摩尔量各为乙酸钇的1.25mol％的乙酰丙酮锆、乙酰丙酮铪、乙酸锡、乙酸锰。
16、进一步地，所述步骤1中按照1：2：3的比例称取乙酸钇、乙酸钡、乙酸铜，同时称取摩尔量各为乙酸钇的2mol％的乙酰丙酮锆、乙酰丙酮铪、乙酸锡、乙酸锰、乙醇坦。
17、进一步地，所述低温热解处理的温度低于400℃，所述高温晶化处理温度为780-820℃，所述吸氧处理温度为400-500℃。
18、进一步地，所述步骤3包括以下步骤：
19、将涂敷好的薄膜放入管式炉中进行低温热解处理，70min升温至350℃，保温2h后，随炉降温，反应气氛为通过35℃水的湿氧气；
20、所述步骤4包括以下步骤：
21、将低温热解处理好的薄膜放置进入高温炉膛中进行高温处理，以25℃/min升温至780℃，保温2h，其中，前90min内通入气氛为氧含量150ppm的湿氮氧混合气，后30min内通入干燥的150ppm氮氧混合气，保温结束后随炉降温，得到高温晶化的ybco薄膜；
22、所述步骤5包括以下步骤：
23、将高温晶化的ybco薄膜在氧气气氛和吸氧温度下保温，气氛为纯氧气氛，吸氧处理温度为450℃，保温60min，随炉自然降温至室温，得到高温超导涂层。
24、本专利技术取得的技术效果为：
25、本专利技术的一种提升高温超导涂层导体磁通钉扎性能的方法通过对高温超导涂层ybco进行多种元素共同添加的方式，使掺杂的多种元素能够在ybco超导薄膜带材中分相独立地形成对应不同的氧化物纳米颗粒，能够打破原有的掺杂窗口，同等条件下获得织构较好的纯c轴取向的高温超导涂层，这种多种元素共同添加共掺的方式可以在单个元素的相对掺杂量很小的情况下大大增加异种元素掺杂总量，不仅有利于纳米异质相颗粒均匀分布，且形成尺寸较小的作为ybco超导薄膜带材中有效的钉扎中心，提高ybco超导薄膜带材的在场载流能力，可大规模地应用到高温超导带材中，具有很大的商业价值。
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1.一种提升高温超导涂层导体磁通钉扎性能的方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种提升高温超导涂层导体磁通钉扎性能的方法，其特征在于：所述异质相的掺杂元素包括钛、锆、铪、锡、锰、铁、钴、钨、钼、铅、钒、铌、钽，所述掺杂元素相对应的金属有机盐包括乙酰丙酮钛、乙酰丙酮锆、乙酰丙酮铪、乙酸锡、乙酸锰、乙酸铁、乙酸钴、乙醇钨、乙酰丙酮钼、乙酸铅、乙酰丙酮钒、乙醇铌、乙醇钽。
3.根据权利要求2所述的一种提升高温超导涂层导体磁通钉扎性能的方法，其特征在于：所述步骤1包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种提升高温超导涂层导体磁通钉扎性能的方法，其特征在于：所述步骤1中按照1：2：3的比例称取乙酸钇、乙酸钡、乙酸铜，同时称取摩尔量各为乙酸钇的1.25mol％的乙酰丙酮锆、乙酰丙酮铪、乙酸锡、乙酸锰。
5.根据权利要求3所述的一种提升高温超导涂层导体磁通钉扎性能的方法，其特征在于：所述步骤1中按照1：2：3的比例称取乙酸钇、乙酸钡、乙酸铜，同时称取摩尔量各为乙酸钇的2mol％的乙酰丙酮锆、乙酰丙酮铪、乙酸锡、乙酸锰、乙醇
6.根据权利要求1所述的一种提升高温超导涂层导体磁通钉扎性能的方法，其特征在于：所述步骤2中将YBCO前驱液涂敷在生长衬底上的手段为旋涂、提拉和流延中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种提升高温超导涂层导体磁通钉扎性能的方法，其特征在于：所述生长衬底为LaMnO3/MgO/Al2O3/Y2O3/Hastalloy金属基底、LaAlO3单晶衬底和SrTiO3单晶衬底中的任意一种。
8.根据权利要求4-5中任一项所述的一种提升高温超导涂层导体磁通钉扎性能的方法，其特征在于：所述步骤3-4中低温热解处理的温度低于400℃，所述高温晶化处理温度为780-820℃，所述吸氧处理温度为400-500℃。
9.根据权利要求8所述的一种提升高温超导涂层导体磁通钉扎性能的方法，其特征在于：所述步骤3包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种提升高温超导涂层导体磁通钉扎性能的方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种提升高温超导涂层导体磁通钉扎性能的方法，其特征在于：所述异质相的掺杂元素包括钛、锆、铪、锡、锰、铁、钴、钨、钼、铅、钒、铌、钽，所述掺杂元素相对应的金属有机盐包括乙酰丙酮钛、乙酰丙酮锆、乙酰丙酮铪、乙酸锡、乙酸锰、乙酸铁、乙酸钴、乙醇钨、乙酰丙酮钼、乙酸铅、乙酰丙酮钒、乙醇铌、乙醇钽。
3.根据权利要求2所述的一种提升高温超导涂层导体磁通钉扎性能的方法，其特征在于：所述步骤1包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种提升高温超导涂层导体磁通钉扎性能的方法，其特征在于：所述步骤1中按照1：2：3的比例称取乙酸钇、乙酸钡、乙酸铜，同时称取摩尔量各为乙酸钇的1.25mol％的乙酰丙酮锆、乙酰丙酮铪、乙酸锡、乙酸锰。
5.根据权利要求3所述的一种提升高温超导涂层导体磁通钉扎性能的方法，其特征在于：所述步骤1中按照1：2：3的...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡传兵，陈静，黄荣铁，豆文芝，柴芳芳，刘志勇，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：
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