狭缝涂覆技术结合高分子辅助化学溶液沉积法动态制备涂层导体带材工艺中关键问题研究

基本信息
批准号:51202202
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:雷鸣
学科分类:
依托单位:西南交通大学
批准年份:2012
结题年份:2015
起止时间:2013-01-01 - 2015-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王文涛,兰纯纯,张欣,张敏,刘力源
关键词:
高分子辅助化学溶液沉积涂层导体带材动态制备狭缝涂覆技术
结项摘要

A continuous preparation system of high-temperature superconducting coated conductor has been home-made with independent intellectual property. Base on it, key problem in the process of dynamic continuous preparation of coated conductors tape will be studied in this project by combining polymer assisted chemical solution deposition (PACSD) method with slot-die coating technology. The project will focused on the geometric parameters which will affect the performance of tape, such as die lip, limit coating speed, solution viscosity, coating gap, coating stability, dynamic heat treatment curve, furnace atmosphere and other factors. Sartor finite element method will be combined with to analysis the flow field in the slit coating technique, the optimum coating parameters will be got and coating technology model could be built. By study of heat treatment parameters, the dynamic epitaxial growth mechanism of the tape made by combining PACSD method and slot-die coating technology will be explored , and the growth model will be established. The goal of Coated conductor tape: length of 1 meter, the thickness of buffer layer above 150nm, the surface of the buffer layer must be bi-axially textured, the overall texture of the tape > 90%, the surface must be complete , continuous and uniform, the average of ω, Φ scan maximum half high width <10 , surface roughness <5nm. YBCO superconducting layer (Ic> 100 A / cm, L> 1 m).

本项目在具有独立知识产权的高温超导涂层导体带材连续制备系统上,探索狭缝涂覆技术与高分子辅助化学溶液沉积法结合动态制备涂层导体带材工艺过程中关键问题。本项目着重研究模唇几何参数、涂覆限速、溶液粘度、涂覆间隙、涂覆稳定性、动态热处理工艺曲线、炉内气氛等因素对带材性能的影响,结合Sartor有限元方法分析狭缝涂覆技术中的流场,确定最佳涂覆工艺参数,建立涂覆技术模型。对热处理工艺参数进行研究,探索狭缝涂覆技术化学法动态制备涂层导体薄膜的动态外延生长机理,建立生长模型。涂层导体带材研发目标:涂层导体带材1米, 缓冲层表面双轴织构,厚度达到﹥150nm,整体织构度﹥90%,表面完整连续,均匀一致。整体平均ω、Φ扫描半高宽<10 。表面粗糙度<5nm。YBCO超导层( Ic>100 A/cm, L>1 m)。

项目摘要

为了获得一种低成本、连续化、易产业化的涂层导体带材制备技术,本项目采用狭缝涂覆技术与高分子辅助化学溶液沉积法相结合动态制备涂层导体带材。为获得稳定、可重复的工艺技术,探索工艺中重要影响因素。着重研究涂覆限速、溶液粘度、狭缝释放速度、动态热处理分解速率、热处理温度、热处理时间、炉内气氛等多种重要因素对带材性能的影响,确定最佳涂覆工艺参数,建立涂覆技术模型。制备110 cm Sm0.2Ce0.8O1.9长带,长带SCO(200)织构度达到90%。样品(200)方向ω扫描和(111)方向φ扫描的半高宽分别为5.1°和4.6°,双轴织构性能良好。薄膜表面平整致密,无微裂纹,薄膜厚度可达150 nm。并采用外延沉积方法在上面沉积制备了高性能的YBCO超导层,超导转变温度Tc=87 K,且临界电流密度在77 K自场下可达1.0 MA/cm2。在本项目执行期间,完成相关论文10 篇,其中SCI 收录论文9 篇。其间申请国家发明专利项4 项,目前已授权3 项。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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