本發(fā)明涉及一種多層結(jié)構(gòu)YBCO超導(dǎo)厚膜的制備方法。

背景技術(shù)：

高溫超導(dǎo)電力技術(shù)在強(qiáng)電領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力促使其所依賴的高溫超導(dǎo)線帶材的制備技術(shù)成為各國(guó)研究的重點(diǎn)。早在在20世紀(jì)90年代末期，基于BiSrCaCuO(BSCCO)超導(dǎo)體系的第一代高溫超導(dǎo)帶材實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。然而，Bi系超導(dǎo)材料很低的不可逆場(chǎng)(0.5T，77K)和載流能力(10⁴～10⁵A/cm²)決定了該種超導(dǎo)材料的應(yīng)用條件非常嚴(yán)格，在稍微強(qiáng)的磁場(chǎng)環(huán)境下(77K)應(yīng)用極易失超。更為關(guān)鍵的是，在Bi帶材制備的過程中需采用銀作為套管材料，因此昂貴的材料成本極大低限制了其應(yīng)用范圍。與第一代超導(dǎo)帶材相比，以YBCO為代表的第二代高溫超導(dǎo)帶材具有較高的不可逆場(chǎng)(7T)和較高的載流能力(0.1～10MA/cm²)，并且第二代高溫超導(dǎo)帶材在制備的過程中不使用貴金屬，成本大幅度降低：第二代超導(dǎo)帶材的價(jià)格可下降至15～25美元/千安米。因此，世界各國(guó)政府實(shí)施了相關(guān)第二代高溫超導(dǎo)帶材的研究計(jì)劃，并給予了充分的資金支持。

近年來，美國(guó)、日本和韓國(guó)等國(guó)家在第二代高溫超導(dǎo)帶材的研究上已取得重要進(jìn)展。2004年，日本的Fujikura公司制備出世界首個(gè)百米級(jí)的YBCO超導(dǎo)帶材，隨后通過改變工藝，逐步提高帶材的長(zhǎng)度和臨界電流，在2008年，制備出504米，臨界電流350A/cm的超導(dǎo)帶材；在2010年，制備出長(zhǎng)度為615米，609A/cm的超導(dǎo)帶材。2011年2月12日，該公司制備出長(zhǎng)度達(dá)816.4米，臨界電流達(dá)到572A/cm的帶材。2014年，該公司制備出長(zhǎng)度高達(dá)1000米，平均電流高于600A/cm的YBCO涂層導(dǎo)體。2010年，美國(guó)超導(dǎo)公司生產(chǎn)的YBCO超導(dǎo)帶材的長(zhǎng)度已經(jīng)達(dá)到540米，臨界電流密度達(dá)到466A/cm。而Superpower公司早在2009年就制備出千米級(jí)的二代超導(dǎo)帶材，臨界電流達(dá)到282A/cm。韓國(guó)SuNAN公司近幾年在YBCO帶材的制備上也取得了顯著的成果，2012年該公司制備出長(zhǎng)達(dá)1000米的二代高溫超導(dǎo)帶材，臨界電流達(dá)到422A/cm。

然而，要實(shí)現(xiàn)第二代高溫超導(dǎo)帶材的規(guī)?；瘧?yīng)用還必須解決的重要問題是帶材成本非常昂貴。目前，美國(guó)SuperPower公司制備的YBCO超導(dǎo)帶材的價(jià)格為400美元/千安米，是銅線的50倍以上，想要它的應(yīng)用領(lǐng)域更加具有競(jìng)爭(zhēng)力，必須進(jìn)一步提高帶材超導(dǎo)性能進(jìn)而提高性價(jià)比才能滿足工業(yè)化的應(yīng)用需求。對(duì)于提高YBCO超導(dǎo)帶材的超導(dǎo)性能，在維持臨界電流密度(J_C)不變的情況下增加其厚度是提高超導(dǎo)帶材載流能力的主要途徑之一。因此，如何制備具有高臨界電流密度的厚膜就成為當(dāng)前YBCO高溫超導(dǎo)涂層應(yīng)用過程中亟待解決的關(guān)鍵問題。目前國(guó)內(nèi)只有中國(guó)專利CN 105648401 A(申請(qǐng)公開日2016年6月8日)提及了多層結(jié)構(gòu)YBCO厚膜的制備。該專利采用激光沉積法通過交替沉積YBCO層和SrTiO₃層制備具有多層結(jié)構(gòu)的YBCO/SrTiO₃超導(dǎo)厚膜。但由于激光沉積法需要昂貴的真空系統(tǒng)，導(dǎo)致YBCO帶材的制備成本較高，不利于帶材規(guī)?；墓I(yè)應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)不能采用成本低廉的化學(xué)溶液法制備YBCO多層結(jié)構(gòu)厚膜的缺點(diǎn)，提出一種多層結(jié)構(gòu)釔鋇銅氧超導(dǎo)厚膜的制備方法，本發(fā)明制備的多層結(jié)構(gòu)超導(dǎo)厚膜由YBCO層和與YBCO晶格適配度更小的插層CaTiO₃構(gòu)成。

本發(fā)明通過采用化學(xué)溶液法交替沉積YBCO層和CaTiO₃層，制備具有多層結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)厚膜。

本發(fā)明的具體步驟順序如下：

(1)按照Y:Ba:Cu＝1:2:3的摩爾比，把乙酸釔、三氟乙酸鋇和乙酸銅混合于丙酸和去離子水的混合溶液中，配成金屬有機(jī)鹽的低氟溶液，所述溶液中的溶質(zhì)與溶劑的摩爾比為1:80；

(2)將步驟(1)配制的溶液經(jīng)磁力攪拌器攪拌1-3h后，再通過真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓提純?yōu)樗{(lán)色凝膠；

(3)將步驟(2)得到的藍(lán)色凝膠溶解于甲醇中，凝膠與甲醇的體積比為1:20，經(jīng)磁力攪拌器攪拌1-3h后，在通過真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓提純?yōu)槟z；

(4)將步驟(3)得到的凝膠溶解于10-13.5mL的甲醇，配制成YBCO前驅(qū)液，所述的YBCO前驅(qū)液中，Y、Ba和Cu三種金屬離子的總濃度為1.5-2mol/L；

(5)將步驟(4)制成的YBCO前驅(qū)液采用旋涂或浸涂方法涂覆在基片上；

(6)將經(jīng)步驟(5)涂覆后的基片置于高溫管式石英爐中，在400-600℃溫度下進(jìn)行4h的低溫?zé)崽幚?，分解金屬有機(jī)鹽；該步驟的升溫速率為5～10℃/min；

(7)將經(jīng)過步驟(6)熱處理后的基片置于750-850℃的高溫下熱處理2-3h，生成四方相的YBCO薄膜；此步驟的升溫速率為10℃/min；

(8)將步驟(7)的得到的樣品在450-500℃的溫度下進(jìn)行吸氧處理，制備出YBCO薄膜；

(9)將四水合硝酸鈣溶解于冰醋酸和2-甲氧基乙醇的混合溶液中，四水合硝酸鈣與冰醋酸的摩爾比為1:4；并按照Ti：Ca＝1:1的摩爾比將鈦酸四丁酯添加到該混合溶液中，配制成濃度為0.3-0.9mol/L的CaTiO₃前驅(qū)液；

(10)將步驟(9)得到的CaTiO₃前驅(qū)液采用旋涂或浸涂的方式涂覆到上述步驟(8)得到的YBCO薄膜上；

(11)將步驟(10)涂覆有CaTiO₃前驅(qū)液的YBCO膜置于高溫管式石英爐中，在400℃的溫度下進(jìn)行熱處理30min，分解硝酸鈣和鈦酸四丁酯；此步驟的升溫速率為10℃/min；

(12)將步驟(11)得到樣品在800-850℃的高溫下熱處理1-1.5h，然后爐冷至室溫，在YBCO薄膜上制備出具有贗立方結(jié)構(gòu)的CaTiO₃薄膜，形成YBCO/CaTiO₃雙層結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)膜；

(13)將步驟(4)制成的YBCO前驅(qū)液涂覆于步驟(12)制得的CaTiO₃薄膜上，重復(fù)步驟(6)至步驟(8)的熱處理過程，制備出YBCO/CaTiO₃/YBCO三層結(jié)構(gòu)的膜；

(14)重復(fù)1-2次步驟(10)至步驟(13)的涂覆和熱處理過程，制備出YBCO/CaTiO₃多層結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)厚膜。

步驟6中YBCO薄膜的低溫?zé)崽幚硎窃跐駶?rùn)的氧氣條件下進(jìn)行，通過將500sccm的氧氣經(jīng)過裝有蒸餾水的玻璃瓶把水蒸氣帶入反應(yīng)爐中，使反應(yīng)爐中水蒸氣壓為100hPa，從室溫平均以5-10℃/min的升溫速率升溫至400-600℃，然后再爐冷至室溫。低溫?zé)崽幚淼哪康氖欠纸饨饘儆袡C(jī)鹽，形成無定型的前驅(qū)膜并排出有害的殘余物質(zhì)。

步驟7中YBCO薄膜的高溫?zé)崽幚硎窃跐駶?rùn)的氧氣和氬氣混合氣氛下進(jìn)行，將500sccm含有400ppm氧氣的氬氣混合氣體經(jīng)過裝有蒸餾水的玻璃瓶把水蒸氣帶入反應(yīng)爐，使反應(yīng)爐中水蒸氣壓為100hPa，以10℃/min的升溫速率升至最高溫度750-850℃，在最高溫度保溫2-3h后，以10℃/min的速率降溫至450-500℃，在純氧氣氛圍下保溫100min，使YBCO由四方相轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂谐瑢?dǎo)性能的正交相，最后使樣品在氧氣氛圍下爐冷至室溫。

所述步驟(10)中，將與YBCO晶格失配度為0.8％的CaTiO₃作為多層結(jié)構(gòu)中的夾層。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(shì)：

本發(fā)明采用成本低廉的化學(xué)溶液法制備YBCO超導(dǎo)厚膜。由于CaTiO₃與YBCO晶格常數(shù)非常接近，并且CaTiO₃在高溫下十分穩(wěn)定，因此通過交替沉積YBCO超導(dǎo)層和CaTiO₃非超導(dǎo)夾層能夠制備出高載流能力的具有多層結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)厚膜。

附圖說明

圖1是實(shí)施例1制備的YBCO/CaTiO₃/YBCO三層結(jié)構(gòu)超導(dǎo)厚膜的XRD衍射圖譜；

圖2是實(shí)施例2制備的YBCO/CaTiO₃/YBCO三層結(jié)構(gòu)超導(dǎo)厚膜表面的場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡圖片；

圖3是實(shí)施例2制備的YBCO/CaTiO₃/YBCO三層結(jié)構(gòu)超導(dǎo)厚膜表面的場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡圖片；

圖4是實(shí)施例2制備的YBCO/CaTiO₃/YBCO三層結(jié)構(gòu)超導(dǎo)厚膜表面的場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡圖片；

圖5是實(shí)施例3制備的YBCO/CaTiO₃/五層結(jié)構(gòu)超導(dǎo)厚膜厚度的場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡圖片。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

(1)采用高精度電子天平稱取0.0025mol的乙酸釔、0.005mol的三氟乙酸鋇和0.0075mol的乙酸銅，室溫下將它們?nèi)芙庥诒岷腿ルx子水的混合溶液中，配成金屬有機(jī)鹽的低氟溶液，溶液中的溶質(zhì)與溶劑的摩爾比為1:80；

(2)將步驟(1)制得的溶液經(jīng)磁力攪拌器攪拌1h后，通過采用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓提純?yōu)樗{(lán)色凝膠；

(3)將甲醇加入上述步驟(2)制得的凝膠中，凝膠與甲醇的體積比為1:20，再經(jīng)磁力攪拌器攪拌1h后，采用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)一步去除水分，得到純凈的凝膠；

(4)將步驟(3)制得的藍(lán)色凝膠加入10mL甲醇，攪拌均勻后，配制成YBCO前驅(qū)液，所述的YBCO前驅(qū)液中，Y、Ba和Cu三種金屬離子的總濃度為1.5mol/L的YBCO前驅(qū)液；

(5)將步驟(4)制得的YBCO前驅(qū)液以1mm/s的速率浸涂在鈦酸鍶單晶基片上；

(6)將經(jīng)步驟(5)涂覆有YBCO前驅(qū)液的基片置于高溫管式石英爐中，在400℃溫度下進(jìn)行4h的低溫?zé)崽幚?，分解金屬有機(jī)鹽；該步驟的升溫速率為10℃/min；

(7)將經(jīng)過步驟(6)熱處理后的基片置于750℃的高溫下熱處理2h，生成四方相的YBCO薄膜；此步驟的升溫速率為10℃/min；

(8)將步驟(7)的得到的樣品在450℃的溫度下進(jìn)行吸氧處理，制備出YBCO薄膜；

(9)將0.003mol的四水合硝酸鈣溶解于冰醋酸和2-甲氧基乙醇的混合溶液中，硝酸鈣與冰醋酸的摩爾比為1:4；并按照Ti：Ca＝1:1的摩爾比將0.003mol的鈦酸四丁酯添加到該混合溶液中，配制成濃度為0.3mol/L的CaTiO₃前驅(qū)液，所述的CaTiO₃前驅(qū)液中，2-甲氧基乙醇的體積為20mL。

(10)將步驟(9)得到的CaTiO₃前驅(qū)液采用旋涂的方式涂覆到上述步驟(8)得到的YBCO薄膜上；

(11)將步驟(10)涂覆有CaTiO₃前驅(qū)液的YBCO膜置于高溫管式石英爐中，在400℃的溫度下進(jìn)行熱處理30min，分解硝酸鈣和鈦酸四丁酯；此步驟的升溫速率為10℃/min；

(12)將步驟(11)得到樣品在800℃的高溫下熱處理1h，然后爐冷至室溫，制備出YBCO/CaTiO₃結(jié)構(gòu)的雙層超導(dǎo)膜；

(13)將步驟(4)制成的YBCO前驅(qū)液涂覆于步驟(12)的制得的CaTiO₃薄膜上，重復(fù)步驟(6)至步驟(8)的熱處理過程，得到Y(jié)BCO/CaTiO₃/YBCO三層結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)膜。

步驟6中YBCO薄膜的低溫?zé)崽幚硎窃跐駶?rùn)的氧氣條件下進(jìn)行，通過將500sccm的氧氣經(jīng)過裝有蒸餾水的玻璃瓶把水蒸氣帶入反應(yīng)爐中，使反應(yīng)爐中水蒸氣壓為100hPa，從室溫平均以10℃/min的升溫速率升溫至400℃，然后再爐冷至室溫。低溫?zé)崽幚淼哪康氖欠纸饨饘儆袡C(jī)鹽，形成無定型的前驅(qū)膜并排出有害的殘余物質(zhì)。

步驟7中YBCO薄膜的高溫?zé)崽幚硎窃跐駶?rùn)的氧氣和氬氣混合氣氛下進(jìn)行，將500sccm含有400ppm氧氣的氬氣混合氣體經(jīng)過裝有蒸餾水的玻璃瓶把水蒸氣帶入反應(yīng)爐，使反應(yīng)爐中水蒸氣壓為100hPa，顯示以10℃/min的升溫速率升至最高溫度750℃，在750℃保溫2h后，以10℃/min的速率降溫至450℃，在純氧氣氛圍下保溫100min，使YBCO由四方相轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂谐瑢?dǎo)性能的正交相，最后使樣品在氧氣氛圍下爐冷至室溫。

實(shí)施例2

(1)采用高精度電子天平稱取0.003mol的乙酸釔、0.006mol的三氟乙酸和0.009mol的乙酸銅，室溫下將它們?nèi)芙庥诒岷腿ルx子水的混合溶液中，配成金屬有機(jī)鹽的低氟溶液，溶液中的溶質(zhì)與溶劑的摩爾比為1:80；

(2)將步驟(1)制得的溶液經(jīng)磁力攪拌器攪拌1.5h后，通過采用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓提純?yōu)樗{(lán)色凝膠；

(3)將甲醇加入上述步驟(2)制得的凝膠中，凝膠與甲醇的體積比為1:20，再經(jīng)磁力攪拌器攪拌1.5h后，采用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)一步去除水分，得到純凈的凝膠；

(4)將步驟(3)制得的凝膠加入11mL甲醇，攪拌均勻后，配制成YBCO前驅(qū)液，所述的YBCO前驅(qū)液中，Y、Ba和Cu三種金屬離子的總濃度為1.6mol/L的溶液；

(5)將步驟(4)制得的YBCO前驅(qū)液以3000rpm的速率旋涂在鈦酸鍶單晶基片上；

(6)將經(jīng)步驟(5)涂覆有YBCO前驅(qū)液的基片置于高溫管式石英爐中，在450℃溫度下進(jìn)行4h的低溫?zé)崽幚?，分解金屬有機(jī)鹽；該步驟的升溫速率為9℃/min；

(7)將經(jīng)過步驟(6)熱處理后的基片置于770℃的高溫下熱處理2.5h，生成四方相的YBCO薄膜；此步驟的升溫速率為10℃/min；

(8)將步驟(7)的得到的樣品在460℃的溫度下進(jìn)行吸氧處理，制備出YBCO薄膜；

(9)將0.0035mol的四水合硝酸鈣溶解于冰醋酸和2-甲氧基乙醇的混合溶液中，硝酸鈣與冰醋酸的摩爾比為1:4；并按照Ti：Ca＝1:1的摩爾比將0.0035mol的鈦酸四丁酯添加到該混合溶液中，配制成濃度為0.5mol/L的CaTiO₃前驅(qū)液，所述的CaTiO₃前驅(qū)液中，2-甲氧基乙醇的體積為14mL。

(10)將步驟(9)得到的CaTiO₃前驅(qū)液采用浸涂的方式涂覆到上述步驟(8)得到的YBCO薄膜上；

(11)將步驟(10)涂覆有CaTiO₃前驅(qū)液的YBCO膜置于高溫管式石英爐中，在400℃的溫度下進(jìn)行熱處理30min，分解硝酸鈣和鈦酸四丁酯；此步驟的升溫速率為10℃/min；

(12)將步驟(11)得到樣品在810℃的高溫下熱處理1h，然后爐冷至室溫，制備出YBCO/CaTiO₃的結(jié)構(gòu)雙層超導(dǎo)膜；

(13)將步驟(4)制成的YBCO前驅(qū)液涂覆于步驟(12)制得的CaTiO₃薄膜上，重復(fù)步驟(6)至步驟(8)的熱處理過程，得到Y(jié)BCO/CaTiO₃/YBCO三層結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)膜。

步驟6中YBCO薄膜的低溫?zé)崽幚硎窃跐駶?rùn)的氧氣條件下進(jìn)行，通過將500sccm的氧氣經(jīng)過裝有蒸餾水的玻璃瓶把水蒸氣帶入反應(yīng)爐中，使反應(yīng)爐中水蒸氣壓為100hPa，從室溫平均以9℃/min的升溫速率升溫至450℃，然后再爐冷至室溫。低溫?zé)崽幚淼哪康氖欠纸饨饘儆袡C(jī)鹽，形成無定型的前驅(qū)膜并排出有害的殘余物質(zhì)。

步驟7中YBCO薄膜的高溫?zé)崽幚硎窃跐駶?rùn)的氧氣和氬氣混合氣氛下進(jìn)行，將500sccm含有400ppm氧氣的氬氣混合氣體經(jīng)過裝有蒸餾水的玻璃瓶把水蒸氣帶入反應(yīng)爐，使反應(yīng)爐中水蒸氣壓為160hPa，顯示以10℃/min的升溫速率升至最高溫度770℃，在770℃保溫2.5h后，以10℃/min的速率降溫至460℃，在純氧氣氛圍下保溫100min，使YBCO由四方相轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂谐瑢?dǎo)性能的正交相，最后使樣品在氧氣氛圍下爐冷至室溫。

實(shí)施例3

(1)采用高精度電子天平稱取0.0035mol的乙酸釔、0.007mol的三氟乙酸和0.0105mol的乙酸銅，室溫下將它們?nèi)芙庥诒岷腿ルx子水的混合溶液中，配成金屬有機(jī)鹽的低氟溶液，溶液中的溶質(zhì)與溶劑的摩爾比為1:80；

(2)將步驟(1)制得的溶液經(jīng)磁力攪拌器攪拌2h后，通過采用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓提純?yōu)樗{(lán)色凝膠；

(3)將甲醇加入上述步驟(2)制得的凝膠中，凝膠與甲醇的體積比為1:20，再經(jīng)磁力攪拌器攪拌2h后，采用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)一步去除水分，得到純凈的凝膠；

(4)將步驟(3)制得的凝膠加入12.4mL甲醇，攪拌均勻后，配制成YBCO前驅(qū)液，所述的YBCO前驅(qū)液中，Y、Ba和Cu三種金屬離子的總濃度為1.7mol/L；

(5)將步驟(4)制得的YBCO前驅(qū)液以1mm/s的速率浸涂在鈦酸鍶單晶基片上；

(6)將經(jīng)步驟(5)涂覆有YBCO前驅(qū)液的基片置于高溫管式石英爐中，在500℃溫度下進(jìn)行4h的低溫?zé)崽幚恚纸饨饘儆袡C(jī)鹽；該步驟的升溫速率為8℃/min；

(7)將經(jīng)過步驟(6)熱處理后的基片置于790℃的高溫下熱處理3h，生成四方相的YBCO薄膜；此步驟的升溫速率為10℃/min；

(8)將步驟(7)的得到的樣品在470℃的溫度下進(jìn)行吸氧處理，制備出YBCO薄膜；

(9)將0.004mol的四水合硝酸鈣溶解于冰醋酸和2-甲氧基乙醇的混合溶液中，硝酸鈣與冰醋酸的摩爾比為1:4；并按照Ti：Ca＝1:1的摩爾比將0.004mol的鈦酸四丁酯添加到該混合溶液中，配制成濃度為0.7mol/L的CaTiO₃前驅(qū)液，所述的CaTiO₃前驅(qū)液中，2-甲氧基乙醇的體積為11.4mL。

(10)將步驟(9)得到的CaTiO₃前驅(qū)液采用旋涂的方式涂覆到上述步驟(8)得到的YBCO薄膜上；

(11)將步驟(10)涂覆有CaTiO₃前驅(qū)液的YBCO膜置于高溫管式石英爐中，在400℃的溫度下進(jìn)行熱處理30min，分解硝酸鈣和鈦酸四丁酯；此步驟的升溫速率為10℃/min；

(12)將步驟(11)得到樣品在820℃的高溫下熱處理1.5h，然后爐冷至室溫，制備出YBCO/CaTiO₃結(jié)構(gòu)的雙層超導(dǎo)膜；

(13)將步驟(4)制成的YBCO前驅(qū)液涂覆于步驟(12)制得的CaTiO₃薄膜上，重復(fù)步驟(6)至步驟(8)的熱處理過程，得到Y(jié)BCO/CaTiO₃/YBCO三層結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)膜。

步驟6中YBCO薄膜的低溫?zé)崽幚硎窃跐駶?rùn)的氧氣條件下進(jìn)行，通過將500sccm的氧氣經(jīng)過裝有蒸餾水的玻璃瓶把水蒸氣帶入反應(yīng)爐中，使反應(yīng)爐中水蒸氣壓為100hPa，從室溫平均以8℃/min的升溫速率升溫至500℃，然后再爐冷至室溫。低溫?zé)崽幚淼哪康氖欠纸饨饘儆袡C(jī)鹽，形成無定型的前驅(qū)膜并排出有害的殘余物質(zhì)。

步驟7中YBCO薄膜的高溫?zé)崽幚硎窃跐駶?rùn)的氧氣和氬氣混合氣氛下進(jìn)行，將500sccm含有400ppm氧氣的氬氣混合氣體經(jīng)過裝有蒸餾水的玻璃瓶把水蒸氣帶入反應(yīng)爐，使反應(yīng)爐中水蒸氣壓為100hPa，顯示以10℃/min的升溫速率升至最高溫度790℃，在790℃保溫3h后，以10℃/min的速率降溫至470℃，在純氧氣氛圍下保溫100min，使YBCO由四方相轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂谐瑢?dǎo)性能的正交相，最后使樣品在氧氣氛圍下爐冷至室溫。

實(shí)施例4

(1)采用高精度電子天平稱取0.004mol的乙酸釔、0.008mol的三氟乙酸和0.012mol的乙酸銅，室溫下將它們?nèi)芙庥诒岷腿ルx子水的混合溶液中，配成金屬有機(jī)鹽的低氟溶液，溶液中的溶質(zhì)與溶劑的摩爾比為1:80；

(2)將步驟(1)制得的溶液經(jīng)磁力攪拌器攪拌2.5h后，通過采用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓提純?yōu)樗{(lán)色凝膠；

(3)將甲醇加入上述步驟(2)制得的凝膠中，凝膠與甲醇的體積比為1:20，再經(jīng)磁力攪拌器攪拌2.5h后，采用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)一步去除水分，得到純凈的凝膠；

(4)將步驟(3)制得的凝膠加入13.3mL甲醇，攪拌均勻后，配制成YBCO前驅(qū)液，所述的YBCO前驅(qū)液中，Y、Ba和Cu三種金屬離子的總濃度為1.8mol/L的YBCO前驅(qū)液；

(5)將步驟(4)制得的YBCO前驅(qū)液以4000rpm的速率旋涂在鈦酸鍶單晶基片上；

(6)將經(jīng)步驟(5)涂覆有YBCO前驅(qū)液的基片置于高溫管式石英爐中，在550℃溫度下進(jìn)行4h的低溫?zé)崽幚?，分解金屬有機(jī)鹽；該步驟的升溫速率為7℃/min；

(7)將經(jīng)過步驟(6)熱處理后的基片置于800℃的高溫下熱處理3h，生成四方相的YBCO薄膜；此步驟的升溫速率為10℃/min；

(8)將步驟(7)的得到的樣品在480℃的溫度下進(jìn)行吸氧處理，制備出YBCO薄膜；

(9)將0.0045mol的四水合硝酸鈣溶解于冰醋酸和2-甲氧基乙醇的混合溶液中，硝酸鈣與冰醋酸的摩爾比為1:4；并按照Ti：Ca＝1:1的摩爾比將0.0045mol的鈦酸四丁酯添加到該混合溶液中，配制成濃度為0.9mol/L的CaTiO₃前驅(qū)液，所述的CaTiO₃前驅(qū)液中，2-甲氧基乙醇的體積為10mL。

(10)將步驟(9)得到的CaTiO₃前驅(qū)液采用浸涂的方式涂覆到上述步驟(8)得到的YBCO薄膜上；

(11)將步驟(10)涂覆有CaTiO₃前驅(qū)液的YBCO膜置于高溫管式石英爐中，在400℃的溫度下進(jìn)行熱處理30min，分解硝酸鈣和鈦酸四丁酯；此步驟的升溫速率為10℃/min；

(12)將步驟(11)得到樣品在840℃的高溫下熱處理1.5h，然后爐冷至室溫，制備出YBCO/CaTiO₃的結(jié)構(gòu)雙層超導(dǎo)膜；

(13)將步驟(4)制成的YBCO前驅(qū)液涂覆于步驟(12)制得的CaTiO₃薄膜上，重復(fù)步驟(6)至步驟(8)的熱處理過程，得到Y(jié)BCO/CaTiO₃/YBCO三層結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)膜。

步驟6中YBCO薄膜的低溫?zé)崽幚硎窃跐駶?rùn)的氧氣條件下進(jìn)行，通過將500sccm的氧氣經(jīng)過裝有蒸餾水的玻璃瓶把水蒸氣帶入反應(yīng)爐中，使反應(yīng)爐中水蒸氣壓為100hPa，從室溫平均以7℃/min的升溫速率升溫至550℃，然后再爐冷至室溫。低溫?zé)崽幚淼哪康氖欠纸饨饘儆袡C(jī)鹽，形成無定型的前驅(qū)膜并排出有害的殘余物質(zhì)。

步驟7中YBCO薄膜的高溫?zé)崽幚硎窃跐駶?rùn)的氧氣和氬氣混合氣氛下進(jìn)行，將500sccm含有400ppm氧氣的氬氣混合氣體經(jīng)過裝有蒸餾水的玻璃瓶把水蒸氣帶入反應(yīng)爐，使反應(yīng)爐中水蒸氣壓為160hPa，顯示以10℃/min的升溫速率升至最高溫度800℃，在800℃保溫3h后，以10℃/min的速率降溫至480℃，在純氧氣氛圍下保溫100min，使YBCO由四方相轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂谐瑢?dǎo)性能的正交相，最后使樣品在氧氣氛圍下爐冷至室溫。

實(shí)施例5

(1)采用高精度電子天平稱取0.0045mol的乙酸釔、0.009mol的三氟乙酸和0.0135mol的乙酸銅，室溫下將它們?nèi)芙庥诒岷腿ルx子水的混合溶液中，配成金屬有機(jī)鹽的低氟溶液，溶液中的溶質(zhì)與溶劑的摩爾比為1:80；

(2)將步驟(1)制得的溶液經(jīng)磁力攪拌器攪拌3h后，通過采用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓提純?yōu)樗{(lán)色凝膠；

(3)將甲醇加入上述步驟(2)制得的凝膠中，凝膠與甲醇的體積比為1:20，再經(jīng)磁力攪拌器攪拌3h后，采用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)一步去除水分，得到純凈的凝膠；

(4)將步驟(3)制得的凝膠加入13.5mL甲醇，攪拌均勻后，配制成YBCO前驅(qū)液，所述的YBCO前驅(qū)液中，Y、Ba和Cu三種金屬離子的總濃度為2mol/L；

(5)將步驟(4)制得的YBCO前驅(qū)液以1mm/s的速率浸涂在鈦酸鍶單晶基片上；

(6)將經(jīng)步驟(5)涂覆后基片置于高溫管式石英爐中，在600℃溫度下進(jìn)行4h的低溫?zé)崽幚?，分解金屬有機(jī)鹽；該步驟的升溫速率為5℃/min；

(7)將經(jīng)過步驟(6)熱處理后的基片置于850℃的高溫下熱處理3h，生成四方相的YBCO薄膜；此步驟的升溫速率為10℃/min；

(8)將步驟(7)的得到的樣品在500℃的溫度下進(jìn)行吸氧處理，制備出YBCO薄膜；

(9)將0.005mol的四水合硝酸鈣溶解于冰醋酸和2-甲氧基乙醇的混合溶液中，硝酸鈣與冰醋酸的摩爾比為1:4；并按照Ti：Ca＝1:1的摩爾比將0.005mol的鈦酸四丁酯添加到該混合溶液中，配制成濃度為0.3mol/L的CaTiO₃前驅(qū)液，所述的CaTiO₃前驅(qū)液中，2-甲氧基乙醇的體積為33.3mL。

(10)將步驟(9)得到的CaTiO₃前驅(qū)液采用旋涂的方式涂覆到上述步驟(8)得到的YBCO薄膜上；

(11)將步驟(10)涂覆有CaTiO₃前驅(qū)液的YBCO膜置于高溫管式石英爐中，在400℃的溫度下進(jìn)行熱處理30min，分解硝酸鈣和鈦酸四丁酯；此步驟的升溫速率為10℃/min；

(12)將步驟(11)得到樣品在850℃的高溫下熱處理1.5h，然后爐冷至室溫，在YBCO薄膜上制備出具有贗立方結(jié)構(gòu)的CaTiO₃薄膜，形成YBCO/CaTiO₃雙層結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)膜；

(13)將步驟(4)制成的YBCO前驅(qū)液涂覆于步驟(12)制得的CaTiO₃薄膜上，重復(fù)步驟(6)至步驟(8)的熱處理過程，制備出YBCO/CaTiO₃/YBCO三層結(jié)構(gòu)的膜；

(14)重復(fù)1次步驟(10)至步驟(13)的涂覆和熱處理過程，制備出YBCO/CaTiO₃五層結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)厚膜。

步驟6中YBCO薄膜的低溫?zé)崽幚硎窃跐駶?rùn)的氧氣條件下進(jìn)行，通過將500sccm的氧氣經(jīng)過裝有蒸餾水的玻璃瓶把水蒸氣帶入反應(yīng)爐中，使反應(yīng)爐中水蒸氣壓為100hPa，從室溫平均以5℃/min的升溫速率升溫至600℃，然后再爐冷至室溫。低溫?zé)崽幚淼哪康氖欠纸饨饘儆袡C(jī)鹽，形成無定型的前驅(qū)膜并排出有害的殘余物質(zhì)。

步驟7中YBCO薄膜的高溫?zé)崽幚硎窃跐駶?rùn)的氧氣和氬氣混合氣氛下進(jìn)行，將500sccm含有400ppm氧氣的氬氣混合氣體經(jīng)過裝有蒸餾水的玻璃瓶把水蒸氣帶入反應(yīng)爐，使反應(yīng)爐中水蒸氣壓為160hPa，顯示以10℃/min的升溫速率升至最高溫度850℃，在850℃保溫3h后，以10℃/min的速率降溫至500℃，在純氧氣氛圍下保溫100min，使YBCO由四方相轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂谐瑢?dǎo)性能的正交相，最后使樣品在氧氣氛圍下爐冷至室溫。