專利名稱：多晶織構(gòu)銀基帶及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多晶織構(gòu)銀基帶及其制備方法和應(yīng)用，屬于高溫超導(dǎo)涂層韌性基帶及超導(dǎo)薄膜的制備技術(shù)領(lǐng)域。
將具有陶瓷脆性的高溫超導(dǎo)材料制成線、帶材是實(shí)現(xiàn)其實(shí)際應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。近幾年來，人們采用在多晶韌性金屬基帶上沉積超導(dǎo)膜以制備線、帶材的研究取得了很大的進(jìn)展，其主要突破是在鎳或鎳合金基帶上取得的。國內(nèi)外許多研究組在立方織構(gòu)(即{001}<001>)取向的鎳帶上，外延多層緩沖層，得到高Jc(臨界電流值)的高溫超導(dǎo)膜(索紅莉、周美玲等，北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，第24卷第2期，1998.2)。上述工藝中，由于鎳與氧化物超導(dǎo)體發(fā)生反應(yīng)，因此必須首先在鎳基帶上鍍隔離層，同時(shí)隔離層還必須外延鎳基帶的織構(gòu)取向，才能保證獲得高Jc的超導(dǎo)膜，致使超導(dǎo)材料的制備工藝復(fù)雜，速度緩慢，成本很高，不利于實(shí)用化。而銀是唯一一種在制備超導(dǎo)材料時(shí)不需要隔離層的基帶金屬，如能控制多晶銀帶的織構(gòu)，則可望在多晶銀帶上直接制備高Jc的高溫超導(dǎo)膜，從而可簡化工藝、降低成本。但由于銀屬于低層錯(cuò)能金屬，在軋制過程中孿晶和滑移機(jī)制同時(shí)起作用，對(duì)其經(jīng)普通軋制處理后只能得到并不適合任何超導(dǎo)系的織構(gòu)，而且取向非常不集中，不能作為超導(dǎo)基體。因此如何控制銀的織構(gòu)，得到比較純的適合于超導(dǎo)制備的織構(gòu)，是實(shí)際應(yīng)用銀基帶的關(guān)鍵所在。
本發(fā)明的目的在于提供一種多晶織構(gòu)銀基帶及其制備方法，并提供其在高溫超導(dǎo)薄膜制備中的應(yīng)用。
本發(fā)明所提出的多晶織構(gòu)銀基帶，其特征是，它具有單組分{110}雙軸織構(gòu)或立方織構(gòu)。
本發(fā)明多晶織構(gòu)銀基帶的制造方法，其特征是A、對(duì)于單組分{110}雙軸織構(gòu)，采用冷軋及再結(jié)晶退火的方法，它依次包括以下步驟(1)取高純度的厚銀板或粉末冶金制成的銀坯；(2)在室溫下對(duì)銀板或銀坯進(jìn)行冷軋，道次變形量為10～30％，總變形量大于75％；(3)在550～700℃真空退火20～50分鐘，B、對(duì)于單組分立方織構(gòu)，采用溫軋及再結(jié)晶退火的方法，它依次包括以下步驟(1)采用高純的厚銀板或粉末冶金制成的銀坯；(2)在120～150℃下對(duì)銀板或銀坯進(jìn)行溫軋，道次變形量為15～30％，總變形量為70～90％；(3)在600～800℃真空退火20～50分鐘。
本發(fā)明多晶織構(gòu)銀基帶的應(yīng)用，其特征是，不加過渡層，直接在多晶織構(gòu)銀基帶上沉積超導(dǎo)薄膜，它包括以下步驟(1)制備單組分織構(gòu)的銀帶；(2)將織構(gòu)銀帶進(jìn)行表面清洗；(3)在織構(gòu)銀帶上直接沉積超導(dǎo)薄膜。
實(shí)驗(yàn)證明用本發(fā)明的方法可以重復(fù)制備具有很強(qiáng)單組分{110}織構(gòu)和立方織構(gòu)的多晶銀基帶，并用此銀基帶可直接制備出具有高臨界電流值的超導(dǎo)薄膜。
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1實(shí)施例1中銀帶的再結(jié)晶織構(gòu)取向分布函數(shù)(ODF)截面圖；圖2實(shí)施例2中銀帶的再結(jié)晶織構(gòu)取向分布函數(shù)(ODF)截面圖；圖3實(shí)施例3中銀帶的再結(jié)晶織構(gòu)取向分布函數(shù)(ODF)截面圖；圖4實(shí)施例4中銀帶的再結(jié)晶織構(gòu)取向分布函數(shù)(ODF)截面圖；圖5實(shí)施例5中銀帶的再結(jié)晶織構(gòu)取向分布函數(shù)(ODF)截面圖；圖6實(shí)施例6中銀帶的再結(jié)晶織構(gòu)取向分布函數(shù)(ODF)截面圖。
實(shí)施例例1．將軋機(jī)的軋輥打磨拋光。采用純度為99.99％、氧含量小于1ppm厚度為0.48mm的銀板。先去除銀板表面的氧化皮，然后在室溫下進(jìn)行冷軋。第一道次變形量為24.5％，隨后的道次變形量為20.5～21％，總變形量79.5％。將軋后的銀帶置于真空爐中，緩慢加熱至550℃，然后保溫30分鐘，隨爐冷卻取出，形成了{(lán)110}<552>銀織構(gòu)，其取向分布函數(shù)f(g)=11，見圖1。
例2．將軋機(jī)的軋輥打磨拋光。采用純度為99.99％、氧含量小于1ppm厚度為3.70mm的銀板。先去除銀板表面的氧化皮，然后在室溫下進(jìn)行冷軋。第一道次變形量為28.8％，隨后的道次變形量為20～21％，總變形量90.6％。將軋后的銀帶置于真空爐中，緩慢加熱至650℃，然后保溫30分鐘，隨爐冷卻取出。形成了{(lán)110}<211>銀織構(gòu)，其取向分布函數(shù)f(g)=40.41，見圖2。
例3．將軋機(jī)的軋輥打磨拋光。采用純度為99.99％、氧含量小于1ppm厚度為4.00mm的銀板。先去除銀板表面的氧化皮，然后在室溫下進(jìn)行冷軋。第一道次變形量為27.5％，隨后的道次變形量為24.5～25％，總變形量95.2％。將軋后的銀帶置于真空爐中，緩慢加熱至700℃，然后保溫30分鐘，隨爐冷卻取出。形成了很強(qiáng)的{110}<211>銀織構(gòu)，其取向分布函數(shù)f(g)=57，見圖3。
例4．將軋機(jī)的軋輥打磨拋光。采用純度為99.99％、氧含量小于1ppm厚度為0.48mm的銀板。先去除銀板表面的氧化皮，然后在140.23℃下進(jìn)行溫軋。第一道次變形量為30％，隨后的道次變形量為20～21％，總變形量為79％。將軋后的銀帶置于真空爐中，緩慢加熱至700℃，然后保溫30分鐘，隨爐冷卻取出。
圖4為經(jīng)140.23℃溫軋和700℃退火后得到的銀帶的ODF圖，由圖可見形成了純的立方織構(gòu)，其取向分布函數(shù)f(g)=29。
例5．將軋機(jī)的軋輥打磨拋光。采用純度為99.99％、氧含量小于1ppm厚度為3.00mm的銀板。先去除銀板表面的氧化皮，然后在120.50℃下進(jìn)行溫軋。第一道次變形量為25％，隨后的道次變形量為22～24％，總變形量為83％。將軋后的銀帶置于真空爐中，緩慢加熱至750℃，然后保溫30分鐘，隨爐冷卻取出。
附圖5為經(jīng)120.50℃溫軋和750℃退火后得到的銀帶的ODF圖，由圖可見基本形成了立方織構(gòu)，其取向分布函數(shù)f(g)=37.39。
例6．將軋機(jī)的軋輥打磨拋光。采用純度為99.99％、氧含量小于1ppm厚度為3.70mm的銀板。先去除銀板表面的氧化皮，然后在149.50℃下進(jìn)行溫軋。第一道次變形量為23％，隨后的道次變形量為25～25.5％，總變形量為89.5％。將軋后的銀帶置于真空爐中，緩慢加熱至650℃，然后保溫30分鐘，隨爐冷卻取出。
附圖6為經(jīng)149.50℃溫軋和650℃退火后得到的銀帶的ODF圖，由圖可見基本形成了立方織構(gòu)，其取向分布函數(shù)f(g)=39.52。
采用上述銀帶為基帶，進(jìn)行表面清洗后，采用準(zhǔn)分子激光方法在其上直接沉積超導(dǎo)薄膜。
以例3制出的銀帶為基帶制備釔鋇銅氧(YBCO)超導(dǎo)薄膜為例，將其進(jìn)行表面清洗后，在700℃下預(yù)沉積1分鐘(真空度為3×10-3Pa)，然后在750℃沉積30分鐘(氧氣壓力20Pa)，最后在500℃退火30分鐘(氧氣壓力1atm)，YBCO超導(dǎo)薄膜的Jc值為6×105A/cm2(77K,OT)。
權(quán)利要求
1.一種多晶織構(gòu)銀基帶，其特征在于它具有單組分{110}雙軸織構(gòu)或立方織構(gòu)。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶織構(gòu)銀基帶的制造方法，其特征在于A、對(duì)于單組分{110}雙軸織構(gòu)，采用冷軋及再結(jié)晶退火的方法，它依次包括以下步驟(1)取高純度的厚銀板或粉末冶金制成的銀坯；(2)在室溫下對(duì)銀板或銀坯進(jìn)行冷軋，道次變形量為10～30％，總變形量大于75％；(3)在550℃～850℃真空退火20～50分鐘，B、對(duì)于單組分立方織構(gòu)，采用溫軋及再結(jié)晶退火的方法，它依次包括以下步驟(1)采用高純的厚板或粉末冶金制成的銀坯；(2)在120～150℃下對(duì)銀板或銀坯進(jìn)行溫軋，道次變形量為15～30％，總變形量為70～90％；(3)在600～800℃真空退火20～50分鐘。
3.一種如權(quán)利要求1所述的多晶織構(gòu)銀基帶的應(yīng)用，其特征在于不加過渡層，直接在多晶織構(gòu)銀基帶上沉積超導(dǎo)薄膜，它包括以下步驟(1)制備單組分織構(gòu)的銀帶；(2)將織構(gòu)銀帶進(jìn)行表面清洗；(3)在織構(gòu)銀帶上直接沉積超導(dǎo)薄膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多晶織構(gòu)銀基帶及其制備方法和應(yīng)用,屬于高溫超導(dǎo)涂層韌性基帶及超導(dǎo)薄膜的制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明多晶織構(gòu)銀基帶具有單組分{110}雙軸織構(gòu)或立方織構(gòu)。對(duì)于單組分{110}雙軸織構(gòu),采用冷軋及再結(jié)晶退火的方法,對(duì)于單組分立方織構(gòu),采用溫軋及再結(jié)晶退火的方法,都可得到多晶織構(gòu)銀基帶。不加過渡層,直接在多晶織構(gòu)銀基帶上沉積超導(dǎo)薄膜,Jc值可達(dá)(2～6)×10
文檔編號(hào)H01L39/24GK1235204SQ9910745
公開日1999年11月17日 申請(qǐng)日期1999年5月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月21日
發(fā)明者劉丹敏, 周美玲, 胡延槽, 翟樂恒, 郭漢生 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)