CN108342757A - 一种电镀铜制备高温超导带材保护层的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电镀铜制备高温超导带材保护层的方法，包括以下步骤：步骤1，对高温超导带材采用电镀铜工艺制备铜保护层；步骤2，对超导层背面基带电镀铜。本发明具有以下优势：(1)解决了某些高温超导带材的最后保护层不能采用层压工艺制备铜保护层的难题；(2)简化了薄膜制备工艺，避免形成金属氧化物颗粒，进而避免了金属氧化物的影响；(3)本发明提供的电镀铜制备高温超导带材保护层的方法填补了行业内用电镀铜制备铜保护层的空白。

Description

一种电镀铜制备高温超导带材保护层的方法
技术领域
本发明涉及一种电镀铜制备高温超导带材保护层的方法，属于高温超导带材制电镀技术领域。
背景技术
高温超导带材的基本结构包括基带、过渡层、超导层和保护层几个部分。其中，超导层是高温超导带材的核心，保护层是对超导层作用。高温超导带材的制备最后一道工序是制备厚度为15-20微米的金属铜保护层。目前采用的铜层制备工艺是层压和电镀；层压工艺适用于部分高温超导基带的应用，在某些高温超导带材的应用中，其最后铜保护层不能采用层压工艺，例如高温超导基带在磁场中的应用；目前应用于电镀铜工艺的超导基带，其表面均采用磁控溅射工艺制备银层，作用于超导基带的双面，所以电镀铜工艺只要满足在银表面形成铜保护层即可；对于采用银蒸发技术在超导基带单面形成银薄膜，而其背面是哈氏合金基带的超导基带，经过了七次薄膜制备工艺，期间对背面会产生多种影响，形成金属氧化物的颗粒，所以不能与表面银层一起电镀铜。因此，如何采用电镀铜工艺制备铜保护层，目前在本领域还是空白。
发明内容
有鉴于现有技术领域的空白，本方面要解决的问题是提供一种电镀铜制备高温超导带材保护层的方法。
为了实现上述目的，本方面提供了一种电镀铜制备高温超导带材保护层的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对高温超导带材采用电镀铜工艺制备铜保护层；步骤2，对超导层背面基带电镀铜。
进一步地，步骤1中所述对高温超导带材采用电镀铜工艺制备铜保护层为对高温超导带材银层电镀铜。
进一步地，在步骤1中配制电镀铜溶液，将1000mL去离子水加入3L玻璃烧杯中，加热至40℃，称取50～500g CuSO4·5H2O，80～200g H2SO4，0.1～10g NaCl，1～10gNaC12H25SO4，1～10g CH4N2S加入所述玻璃烧杯中并不断搅拌直到上述所加溶质完全溶解。
进一步地，加热步骤1中配制好的所述电镀铜溶液至30～60℃后在空气中搅拌1h。
进一步地，在步骤1中设置电镀仪阴极电流密度Dk为2～3A/dm2，将准备好的高温超导带放入所述电镀铜溶液中，电镀3～15min后，用高纯水洗净完成电镀银层的超导带表面并进行干燥，得到具有15-20μm厚度铜镀层的高温超导带。
进一步地，在步骤2中配制电镀镍溶液，将1000mL去离子水加入3L玻璃烧杯中，加热所述去离子水至40℃，称取80～200g NiCl2，30～100g NiSO4，30～100g H3BO3，30～100gHCl加入所述去离子水中并不断搅拌直到上述所加溶质完全溶解。
进一步地，将步骤1中得到的具有铜镀层高温超导带的背面基带进行机械打磨，去除所述基带表面氧化层，擦洗并干燥后备用。
进一步地，加热所述电镀镍溶液至30～60℃后，在空气中搅拌1h，设置电镀仪阴极电流密度Dk为2～5A/dm2，将备用高温超导带放入电镀镍溶液中进行电镀1～10min后，用高纯水洗净其表面并进行干燥，得到具有镍镀层的高温超导带。
进一步地，在步骤2中将所述具有镍镀层的高温超导带放入步骤1中所述电镀铜溶液中，加热电镀铜溶液至30～60℃，在空气中进行搅拌1h。
进一步地，在步骤2中设置阴极电镀仪阴极电流密度Dk为2～3A/dm2，电镀3～15min后可得到具有铜镀层的高温超导带。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)解决了某些高温超导带材的最后保护层不能采用层压工艺制备铜保护层的难题；
(2)简化了薄膜制备工艺，避免形成金属氧化物颗粒，进而避免了金属氧化物的影响；
(3)本发明提供的电镀铜制备高温超导带材保护层的方法填补了行业内用电镀铜制备铜保护层的空白。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果做进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的一种电镀铜制备高温超导带材保护层的方法的流程示意图；
图2是本发明的一个较佳实施例的一种电镀铜制备高温超导带材保护层的方法所用的高温超导带材基本结构示意图；
图3是本发明的一个较佳实施例的一种电镀铜制备高温超导带材保护层的方法制得的具有铜镀层的高温超导带。
具体实施方式
下面将结合本发明的一种电镀铜制备高温超导带材保护层的一个较佳具体实施例，详细地论述本发明的一种电镀铜制备高温超导带材保护层的方法的操作步骤。
图1为本发明的一个较佳实施例的一种电镀铜制备高温超导带材保护层的方法的流程示意图，图2为本发明的一个较佳实施例的一种电镀铜制备高温超导带材保护层的方法所用的高温超导带材基本结构示意图，其中1为铜保护层，2为银层，3为超导层，4为过渡层，5为基带。本发明的一种电镀铜制备高温超导带材保护层的方法中具体有两次电镀操作，对高温超导带银层进行电镀铜和对高温超导层背面基带进行电镀铜，其中对高温超导带银层进行电镀铜的操作具体包括以下步骤：
步骤1：配制电镀铜溶液，具体地，将1000mL去离子水加入3L容量的玻璃烧杯中，用水浴加热或者其他加热方式对去离子水进行加热至40℃，称取若干50～500g之间的CuSO4·5H2O和80～200g的H2SO4，以及0.1～10g，NaCl，1～10g NaC12H25SO4，1～10g CH4N2S加入到去离子水中并不断搅拌直到所加上述溶质完全溶解；
步骤2：将上一步配制好的电镀铜溶液加热至40℃后，在空气中搅拌1h，设置电镀仪阴极电流密度Dk为8.3A/dm2，在此条件下，将事先准备好的高温超导带放入电镀铜溶液中进行电镀，10min后，用高纯水洗净高温超导带的表面并进行干燥，得到具有铜保护层的高温超导带，这一步骤实质上是对高温超导带的银层进行电镀铜操作。
对高温超导层背面基带的电镀铜保护，具体包括以下步骤：
步骤1：配制电镀镍溶液，具体地，将1000mL去离子水加入3L容量的玻璃烧杯中，用水浴加热或者其他加热方式加热去离子水至40℃，称取80～200g NiCl2，30～100g NiSO4，30～100g H3BO3，30～100g HCl加入去离子水中并不断搅拌直到所加上述溶质完全溶解；
步骤2：将具有铜镀层的高温超导带进行处理，即用120/200目砂纸打磨其背面，去除其背面基带表面的氧化层，然后擦洗干燥后备用。将电镀镍溶液进行加热至30-60℃后搅拌1h，将打磨好的镀铜高温超导带放入配制好的电镀镍液中，设置电镀仪阴极电流密度Dk为3.5A/dm2，在此条件下，对打磨好背面基带的高温超导带进行电镀1min后，用高纯水洗净其表面并干燥，得到具有镍镀层的高温超导带；
步骤3：将上一步骤得到的具有镍镀层的高温超导带放入事先配制好的电镀铜溶液中，对溶液进行加热至30-60℃，在空气中进行搅拌1h，设置电镀仪阴极电流密度Dk为8.3A/dm2，在此条件下电镀10min后，即可得到具有15-20μm厚度铜保护层的高温超导带。
图3是本发明的一个较佳实施例的一种电镀铜制备高温超导带材保护层的方法制得的具有15-20μm铜镀层的高温超导带，由图中可以看出，高温超导带表面光滑，没有形成金属氧化物颗粒，从而避免了金属氧化物的影响。
以上详细描述了本发明的一个较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电镀铜制备高温超导带材保护层的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对高温超导带材采用电镀铜工艺制备铜保护层；步骤2，对超导层背面基带电镀铜。
2.根据权利要求1所述的一种电镀铜制备高温超导带材保护层的方法，其特征在于，步骤1中所述对高温超导带材采用电镀铜工艺制备铜保护层为对高温超导带材银层电镀铜。
3.根据权利要求1所述的一种电镀铜制备高温超导带材保护层的方法，其特征在于，在步骤1中配制电镀铜溶液，将1000mL去离子水加入3L玻璃烧杯中，加热至40℃，称取50～500g CuSO4·5H2O，80～200g H2SO4，0.1～10g NaCl，1～10g NaC12H25SO4，1～10g CH4N2S加入所述玻璃烧杯中并不断搅拌直到上述所加溶质完全溶解。
4.根据权利要求1所述的一种电镀铜制备高温超导带材保护层的方法，其特征在于，加热步骤1中配制好的所述电镀铜溶液至30～60℃后在空气中搅拌1h。
5.根据权利要求1所述的一种电镀铜制备高温超导带材保护层的方法，其特征在于，在步骤1中设置电镀仪阴极电流密度Dk为2～3A/dm2，将准备好的高温超导带放入所述电镀铜溶液中，电镀3～15min后，用高纯水洗净完成电镀银层的超导带表面并进行干燥，得到具有铜镀层的高温超导带。
6.根据权利要求1所述的一种电镀铜制备高温超导带材保护层的方法，其特征在于，在步骤2中配制电镀镍溶液，将1000mL去离子水加入3L玻璃烧杯中，加热所述去离子水至40℃，称取80～200g NiCl2，30～100g NiSO4，30～100g H3BO3，30～100g HCl加入所述去离子水中并不断搅拌直到上述所加溶质完全溶解。
7.根据权利要求1所述的一种电镀铜制备高温超导带材保护层的方法，其特征在于，将步骤1中得到的具有铜镀层高温超导带的背面基带进行机械打磨，去除所述基带表面氧化层，擦洗并干燥后备用。
8.根据权利要求1所述的一种电镀铜制备高温超导带材保护层的方法，其特征在于，加热所述电镀镍溶液至30～60℃后，在空气中搅拌1h，设置电镀仪阴极电流密度Dk为2～5A/dm2，将备用高温超导带放入电镀镍溶液中进行电镀1～10min后，用高纯水洗净其表面并进行干燥，得到具有镍镀层的高温超导带。
9.根据权利要求1所述的一种电镀铜制备高温超导带材保护层的方法，其特征在于，在步骤2中将所述具有镍镀层的高温超导带放入步骤1中所述电镀铜溶液中，加热电镀铜溶液至30～60℃，在空气中进行搅拌1h。
10.根据权利要求9所述的一种电镀铜制备高温超导带材保护层的方法，其特征在于，在步骤2中设置阴极电镀仪阴极电流密度Dk为2～3A/dm2，电镀3～15min后可得到具有铜镀层的高温超导带。
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