CN104947084A

CN104947084A - 一种在导电金属基底上制备超导材料的方法

Info

Publication number: CN104947084A
Application number: CN201510399374.XA
Authority: CN
Inventors: 付裕
Original assignee: Chengdu Dianshi Chuangxiang Technology Co Ltd
Current assignee: Chengdu Dianshi Chuangxiang Technology Co Ltd
Priority date: 2015-07-09
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2015-09-30

Abstract

本发明公开了一种在导电金属基底上制备超导材料的方法，包括以下具体工艺步骤：1）从放线轴以连续的方式分送基底；2）提供至少一种化学沉积材料到位于所述基底上方的分配头；3）从被从所述分配头导向所述基底的至少一面的反应物气体层流执行化学气相沉积工艺；4）用紫外或可见光源将所述基底加热到足以允许沉积超导材料的温度，其中所述紫外或可见光源使用反射器将光导向正位于所述分配头下面且位于所述基底的表面上方的反应区上；所述超导材料选自：Nb₃Sn、V₃Ga、Nb-1Zr、三元合金、铜氧化物和稀土金属氧化物中的一种或多种；在金属条或带或线上以连续的方式形成的超导体，从而形成连续的很长的超导体条或带或线。

Description

一种在导电金属基底上制备超导材料的方法

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，具体的说，是一种在导电金属基底上制备超导材料的方法。

背景技术

通过固体传播的电子因与理想平移对称的偏差而分散，造成金属电阻升高。这些偏差或者由杂质或者由声子晶格振动产生。杂质对电阻形成与温度无关的贡献，而振动形成温度相关的贡献。

在电力传输中，由于电阻的原因，将引起功率耗散；在正常的导线中，功率耗散与电流成正比，即P＝I²R，因此在进行大电流的传输时，在导线上就耗散大量的功率，由于导线的电阻与导线的长度成正比，使得在较大的变压器或马达或长距离电力传输过程中，耗散在导线上的功率将会占据很大一部分，造成功率因数大幅度的降低。

发明内容

本发明的目的在于设计出一种在导电金属基底上制备超导材料的方法，在金属条或带或线上以连续的方式形成的超导体，从而形成连续的很长的超导体条或带或线。

本发明通过下述技术方案实现：一种在导电金属基底上制备超导材料的方法，包括以下具体工艺步骤：

1）从放线轴以连续的方式分送基底；

2）提供至少一种化学沉积材料到位于所述基底上方的分配头；

3）从被从所述分配头导向所述基底的至少一面的反应物气体层流执行化学气相沉积工艺；

4）用紫外或可见光源将所述基底加热到足以允许沉积超导材料的温度，其中所述紫外或可见光源使用反射器将光导向正位于所述分配头下面且位于所述基底的表面上方的反应区上；

5）在所述基底上沉积超导材料的连续层，从而形成被覆盖的基底；以及

6）在卷线轴上收集所述被覆盖的基底；

所述基座选自导电金属条、导电金属带或导电金属线，且所述导电金属选自金、银、铜、铁、锡、铝、镍、钯、铂、钨、钽、钒、铬、锌、钼、钛及其合金；

所述超导材料选自：Nb₃Sn、V₃Ga、Nb-1Zr、三元合金、铜氧化物和稀土金属氧化物中的一种或多种。

进一步的为更好的实现本发明，所述超导材料的连续层的沉积厚度为1000至4000nm。

进一步的为更好的实现本发明，在步骤5）中的在所述基底上沉积超导材料的连续层之前对所述基底进行预处理。

进一步的为更好的实现本发明，还包括在步骤1）之前使用蒸汽或机械或液体化学对所述基座进行清洁处理。

进一步的为更好的实现本发明，在步骤4）中，所述紫外或可见光源为石英卤素灯、氙放电灯、汞蒸汽灯以及准分子激光器中的一种或多种组合，且产生的光为UV光、可见光或UV光和可见光的组合光。

进一步的为更好的实现本发明，还包括沉积至少一个缓冲层到所述基座上，所述沉积至少一个缓冲层到所述基座上是在步骤5）中沉积所述超导材料的连续层之前，或在步骤5）中沉积所述超导材料的连续层之后，或在步骤5）中沉积所述超导材料的连续层之前和之后完进行。

进一步的为更好的实现本发明，所述沉积至少一个缓冲层到所述基座上是在步骤5）中沉积所述超导材料的连续层之后进行的方法还包括在所述缓冲层上沉积至少一个另外的超导材料连续层，从而形成多层结构。

进一步的为更好的实现本发明，所述缓冲层的材料选自氧化铈、二氧化铈、氧化钆、氧化铕、氧化镱、二氧化钌、氧化镁中的一种。

进一步的为更好的实现本发明，还包括用密封层覆盖步骤5）中的所述超导材料的连续层，其中所述密封层包括选自金属、金属氧化物、聚合物以及电介质的至少一种材料。

进一步的为更好的实现本发明，所述超导材料的连续层具有至少为每平方厘米100,000安培的临界电流密度；且所述超导材料的连续层的长度为至少10米。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明在金属条或带或线上以连续的方式形成的超导体，从而形成连续的很长的超导体条或带或线。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

一种在导电金属基底上制备超导材料的方法，包括以下具体工艺步骤：

1）从放线轴以连续的方式分送基底；

6）在卷线轴上收集所述被覆盖的基底；

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，所述超导材料的连续层的沉积厚度为1000至4000nm。

实施例3：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，在步骤5）中的在所述基底上沉积超导材料的连续层之前对所述基底进行预处理。

实施例4：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，还包括在步骤1）之前使用蒸汽或机械或液体化学对所述基座进行清洁处理。

实施例5;

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，在步骤4）中，所述紫外或可见光源为石英卤素灯、氙放电灯、汞蒸汽灯以及准分子激光器中的一种或多种组合，且产生的光为UV光、可见光或UV光和可见光的组合光。

实施例6：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，还包括沉积至少一个缓冲层到所述基座上，所述沉积至少一个缓冲层到所述基座上是在步骤5）中沉积所述超导材料的连续层之前，或在步骤5）中沉积所述超导材料的连续层之后，或在步骤5）中沉积所述超导材料的连续层之前和之后完进行。

实施例7：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，所述沉积至少一个缓冲层到所述基座上是在步骤5）中沉积所述超导材料的连续层之后进行的方法还包括在所述缓冲层上沉积至少一个另外的超导材料连续层，从而形成多层结构。

实施例8：

本实施例是在实施例6或7的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，所述缓冲层的材料选自氧化铈、二氧化铈、氧化钆、氧化铕、氧化镱、二氧化钌、氧化镁中的一种。

实施例9：

本实施例是在实施例6或7或8的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，还包括用密封层覆盖步骤5）中的所述超导材料的连续层，其中所述密封层包括选自金属、金属氧化物、聚合物以及电介质的至少一种材料。

实施例10：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，所述超导材料的连续层具有至少为每平方厘米100,000安培的临界电流密度；且所述超导材料的连续层的长度为至少10米。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种在导电金属基底上制备超导材料的方法，其特征在于：包括以下具体工艺步骤：

1）从放线轴以连续的方式分送基底；

6）在卷线轴上收集所述被覆盖的基底；

2.根据权利要求1所述的一种在导电金属基底上制备超导材料的方法，其特征在于：所述超导材料的连续层的沉积厚度为1000至4000nm。

3.根据权利要求1或2所述的一种在导电金属基底上制备超导材料的方法，其特征在于：在步骤5）中的在所述基底上沉积超导材料的连续层之前对所述基底进行预处理。

4.根据权利要求1所述的一种在导电金属基底上制备超导材料的方法，其特征在于：还包括在步骤1）之前使用蒸汽或机械或液体化学对所述基座进行清洁处理。

5.根据权利要求1所述的一种在导电金属基底上制备超导材料的方法，其特征在于：在步骤4）中，所述紫外或可见光源为石英卤素灯、氙放电灯、汞蒸汽灯以及准分子激光器中的一种或多种组合，且产生的光为UV光、可见光或UV光和可见光的组合光。

6.根据权利要求1所述的一种在导电金属基底上制备超导材料的方法，其特征在于：还包括沉积至少一个缓冲层到所述基座上，所述沉积至少一个缓冲层到所述基座上是在步骤5）中沉积所述超导材料的连续层之前，或在步骤5）中沉积所述超导材料的连续层之后，或在步骤5）中沉积所述超导材料的连续层之前和之后完进行。

7.根据权利要求6所述的一种在导电金属基底上制备超导材料的方法，其特征在于：所述沉积至少一个缓冲层到所述基座上是在步骤5）中沉积所述超导材料的连续层之后进行的方法还包括在所述缓冲层上沉积至少一个另外的超导材料连续层，从而形成多层结构。

8.根据权利要求6或7所述的一种在导电金属基底上制备超导材料的方法，其特征在于：所述缓冲层的材料选自氧化铈、二氧化铈、氧化钆、氧化铕、氧化镱、二氧化钌、氧化镁中的一种。

9.根据权利要求6或7所述的一种在导电金属基底上制备超导材料的方法，其特征在于：还包括用密封层覆盖步骤5）中的所述超导材料的连续层，其中所述密封层包括选自金属、金属氧化物、聚合物以及电介质的至少一种材料。

10.根据权利要求1所述的一种在导电金属基底上制备超导材料的方法，其特征在于：所述超导材料的连续层具有至少为每平方厘米100,000安培的临界电流密度；且所述超导材料的连续层的长度为至少10米。