CN1235204A - 多晶织构银基带及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多晶织构银基带及其制备方法和应用,属于高温超导涂层韧性基带及超导薄膜的制备技术领域。本发明多晶织构银基带具有单组分{110}双轴织构或立方织构。对于单组分{110}双轴织构,采用冷轧及再结晶退火的方法,对于单组分立方织构,采用温轧及再结晶退火的方法,都可得到多晶织构银基带。不加过渡层,直接在多晶织构银基带上沉积超导薄膜,Jc值可达(2～6)×105A/cm2(77K,OT)。
Description
本发明涉及一种多晶织构银基带及其制备方法和应用，属于高温超导涂层韧性基带及超导薄膜的制备技术领域。
将具有陶瓷脆性的高温超导材料制成线、带材是实现其实际应用的重要环节。近几年来，人们采用在多晶韧性金属基带上沉积超导膜以制备线、带材的研究取得了很大的进展，其主要突破是在镍或镍合金基带上取得的。国内外许多研究组在立方织构(即{001}<001>)取向的镍带上，外延多层缓冲层，得到高Jc(临界电流值)的高温超导膜(索红莉、周美玲等，北京工业大学学报，第24卷第2期，1998.2)。上述工艺中，由于镍与氧化物超导体发生反应，因此必须首先在镍基带上镀隔离层，同时隔离层还必须外延镍基带的织构取向，才能保证获得高Jc的超导膜，致使超导材料的制备工艺复杂，速度缓慢，成本很高，不利于实用化。而银是唯一一种在制备超导材料时不需要隔离层的基带金属，如能控制多晶银带的织构，则可望在多晶银带上直接制备高Jc的高温超导膜，从而可简化工艺、降低成本。但由于银属于低层错能金属，在轧制过程中孪晶和滑移机制同时起作用，对其经普通轧制处理后只能得到并不适合任何超导系的织构，而且取向非常不集中，不能作为超导基体。因此如何控制银的织构，得到比较纯的适合于超导制备的织构，是实际应用银基带的关键所在。
本发明的目的在于提供一种多晶织构银基带及其制备方法，并提供其在高温超导薄膜制备中的应用。
本发明所提出的多晶织构银基带，其特征是，它具有单组分{110}双轴织构或立方织构。
本发明多晶织构银基带的制造方法，其特征是：A、对于单组分{110}双轴织构，采用冷轧及再结晶退火的方法，它依次包括以下步骤：(1)取高纯度的厚银板或粉末冶金制成的银坯；(2)在室温下对银板或银坯进行冷轧，道次变形量为10～30％，总变形量大于75％；(3)在550～700℃真空退火20～50分钟，B、对于单组分立方织构，采用温轧及再结晶退火的方法，它依次包括以下步骤：(1)采用高纯的厚银板或粉末冶金制成的银坯；(2)在120～150℃下对银板或银坯进行温轧，道次变形量为15～30％，总变形量为70～90％；(3)在600～800℃真空退火20～50分钟。
本发明多晶织构银基带的应用，其特征是，不加过渡层，直接在多晶织构银基带上沉积超导薄膜，它包括以下步骤：(1)制备单组分织构的银带；(2)将织构银带进行表面清洗；(3)在织构银带上直接沉积超导薄膜。
实验证明：用本发明的方法可以重复制备具有很强单组分{110}织构和立方织构的多晶银基带，并用此银基带可直接制备出具有高临界电流值的超导薄膜。
下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明：
图1：实施例1中银带的再结晶织构取向分布函数(ODF)截面图；
图2：实施例2中银带的再结晶织构取向分布函数(ODF)截面图；
图3：实施例3中银带的再结晶织构取向分布函数(ODF)截面图；
图4：实施例4中银带的再结晶织构取向分布函数(ODF)截面图；
图5：实施例5中银带的再结晶织构取向分布函数(ODF)截面图；
图6：实施例6中银带的再结晶织构取向分布函数(ODF)截面图。
实施例：
例1．将轧机的轧辊打磨抛光。采用纯度为99.99％、氧含量小于1ppm厚度为0.48mm的银板。先去除银板表面的氧化皮，然后在室温下进行冷轧。第一道次变形量为24.5％，随后的道次变形量为20.5～21％，总变形量79.5％。将轧后的银带置于真空炉中，缓慢加热至550℃，然后保温30分钟，随炉冷却取出，形成了{110}<552>银织构，其取向分布函数f(g)=11，见图1。
例2．将轧机的轧辊打磨抛光。采用纯度为99.99％、氧含量小于1ppm厚度为3.70mm的银板。先去除银板表面的氧化皮，然后在室温下进行冷轧。第一道次变形量为28.8％，随后的道次变形量为20～21％，总变形量90.6％。将轧后的银带置于真空炉中，缓慢加热至650℃，然后保温30分钟，随炉冷却取出。形成了{110}<211>银织构，其取向分布函数f(g)=40.41，见图2。
例3．将轧机的轧辊打磨抛光。采用纯度为99.99％、氧含量小于1ppm厚度为4.00mm的银板。先去除银板表面的氧化皮，然后在室温下进行冷轧。第一道次变形量为27.5％，随后的道次变形量为24.5～25％，总变形量95.2％。将轧后的银带置于真空炉中，缓慢加热至700℃，然后保温30分钟，随炉冷却取出。形成了很强的{110}<211>银织构，其取向分布函数f(g)=57，见图3。
例4．将轧机的轧辊打磨抛光。采用纯度为99.99％、氧含量小于1ppm厚度为0.48mm的银板。先去除银板表面的氧化皮，然后在140.23℃下进行温轧。第一道次变形量为30％，随后的道次变形量为20～21％，总变形量为79％。将轧后的银带置于真空炉中，缓慢加热至700℃，然后保温30分钟，随炉冷却取出。
图4为经140.23℃温轧和700℃退火后得到的银带的ODF图，由图可见：形成了纯的立方织构，其取向分布函数f(g)=29。
例5．将轧机的轧辊打磨抛光。采用纯度为99.99％、氧含量小于1ppm厚度为3.00mm的银板。先去除银板表面的氧化皮，然后在120.50℃下进行温轧。第一道次变形量为25％，随后的道次变形量为22～24％，总变形量为83％。将轧后的银带置于真空炉中，缓慢加热至750℃，然后保温30分钟，随炉冷却取出。
附图5为经120.50℃温轧和750℃退火后得到的银带的ODF图，由图可见：基本形成了立方织构，其取向分布函数f(g)=37.39。
例6．将轧机的轧辊打磨抛光。采用纯度为99.99％、氧含量小于1ppm厚度为3.70mm的银板。先去除银板表面的氧化皮，然后在149.50℃下进行温轧。第一道次变形量为23％，随后的道次变形量为25～25.5％，总变形量为89.5％。将轧后的银带置于真空炉中，缓慢加热至650℃，然后保温30分钟，随炉冷却取出。
附图6为经149.50℃温轧和650℃退火后得到的银带的ODF图，由图可见：基本形成了立方织构，其取向分布函数f(g)=39.52。
采用上述银带为基带，进行表面清洗后，采用准分子激光方法在其上直接沉积超导薄膜。
以例3制出的银带为基带制备钇钡铜氧(YBCO)超导薄膜为例，将其进行表面清洗后，在700℃下预沉积1分钟(真空度为3×10-3Pa)，然后在750℃沉积30分钟(氧气压力20Pa)，最后在500℃退火30分钟(氧气压力1atm)，YBCO超导薄膜的Jc值为6×105A/cm2(77K,OT)。
Claims (3)
1、一种多晶织构银基带，其特征在于：它具有单组分{110}双轴织构或立方织构。
2、一种根据权利要求1所述的多晶织构银基带的制造方法，其特征在于：A、对于单组分{110}双轴织构，采用冷轧及再结晶退火的方法，它依次包括以下步骤：(1)取高纯度的厚银板或粉末冶金制成的银坯；(2)在室温下对银板或银坯进行冷轧，道次变形量为10～30％，总变形量大于75％；(3)在550℃～850℃真空退火20～50分钟，B、对于单组分立方织构，采用温轧及再结晶退火的方法，它依次包括以下步骤：(1)采用高纯的厚板或粉末冶金制成的银坯；(2)在120～150℃下对银板或银坯进行温轧，道次变形量为15～30％，总变形量为70～90％；(3)在600～800℃真空退火20～50分钟。
3、一种如权利要求1所述的多晶织构银基带的应用，其特征在于：不加过渡层，直接在多晶织构银基带上沉积超导薄膜，它包括以下步骤：(1)制备单组分织构的银带；(2)将织构银带进行表面清洗；(3)在织构银带上直接沉积超导薄膜。
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