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基于BiSrCaCuO超导体的第一代HTS带材(1G)使用氧化物粉末管装法OPIT已经能够制备出上千米的带材。但由于1G带材300美元每千安培米的高昂价格,使科学家们将研究目标转向YBaCuO涂层超导带材——第二代HTS带材(2G)。第二代高温超导带材2G-YBaCuO具有较好的高温磁场性能,潜在的低制备成本和较少的交流损耗比1G-Bi系带材具有明显的优势。 YBaCuO带材主要通过在柔性金属基底上沉积超导层获得,多层缓冲层加工的复杂工艺以及YBaCuO厚膜沉积的真空条件,使YBaCuO带材的实际价格远远高于预测价格。Ag与Y123在高温下无化学扩散,采用Ag合金做基带材料,可以实现直接涂覆超导膜,摒弃了以Ni作基底时复杂的缓冲层制备过程,在一定程度上节省了时间和成本。电泳沉积法具有设备简单、操作容易等优点,能够实现快速连续地沉积,因此在Ag基带上电泳沉积YBaCuO厚膜可以很大程度地降低YBaCuO带材的制备成本。 YBaCuO长带制备的障碍之一就是晶粒间的弱连接,熔化工艺是唯一被证明可以基本上消除弱连接行为的工艺,但由于涉及高温处理,Ag基底会熔化变形。因此降低YBaCuO的熔化温度到银熔点以下,或者将Ag基底的熔点提高到YBaCuO的熔化温度以上,是解决YBaCuO带材热处理温度问题两条可行的途径。 掺杂一直是人们探索高温超导电性机制和寻找新的超导体系的有效方法之一,本文通过掺杂的方法降低了YBaCuO的熔点。实验证明,Ag和PbO的掺杂都可以降低YBaCuO的温度,15wt%Ag将YBaCuO的熔化温度降至970℃,10wt%PbO掺杂可以将YBaCuO熔化温度降低到980℃,但在高温下会与Y123反应生成BaPbO3,导致超导相的减少,削弱了样品的超导电性。产物BaPbO3具有良好的导电性,作为独立物质掺杂时并不与Y123发生物理化学反应,对Y123超导电性几乎无影响,但不能降低YBaCuO的熔点。空气下5wt%Na2CO3掺杂会将YBaCuO的熔化温度降至965℃,而10wt%Na2CO3使之降至960℃。XRD分析表明Na取代了Y位,而不是Cu(2)位,因此Na2CO3对