專利名稱：釔鋇銅氧超導(dǎo)膜的溶膠－凝膠制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子及材料領(lǐng)域的一種膜材料，涉及有關(guān)超導(dǎo)膜及其制備方法，具體的說(shuō)，是一種釔鋇銅氧超導(dǎo)膜的溶膠-凝膠制備方法。
背景技術(shù)：
釔鋇銅氧的化學(xué)式為YBa2Cu3O7-x，簡(jiǎn)稱YBCO，是一種高溫超導(dǎo)材料。YBCO膜可用于微電子領(lǐng)域，制成的各種高，精，尖電子器件，比如超導(dǎo)量子干涉儀(SQUID)，超導(dǎo)耦合天線(Antenna-coupled)、超導(dǎo)探測(cè)器(Superconductor bolometric detectors)等。
目前制備YBCO膜主要采用PLD，MOCVD，磁控濺射等方法，但要涉及到價(jià)格昂貴的真空設(shè)備。近年來(lái)，溶膠凝膠(sol-gel)法，越來(lái)越受到人們的重視。然而，以金屬醇鹽或其他不含氟的無(wú)機(jī)鹽為起始原料制備YBCO膜時(shí)，在熱處理過(guò)程中，易于形成BaCO3相，導(dǎo)致Y2BaCuO5(211相)，CuO等雜相的產(chǎn)生，并阻礙YBCO相的形成，因而，利用三氟醋酸鹽(TFA)為先驅(qū)體制備YBCO膜的金屬有機(jī)物沉積(MOD)法，簡(jiǎn)稱TFA-MOD法，制備YBCO膜工藝越來(lái)越受到重視。然而TFA-MOD法具有本身的缺陷，該工藝將釔，鋇，銅三種金屬的三氟醋酸鹽溶于合適的溶劑后獲得先驅(qū)體溶液(all-TFA溶液)，在一定基底上涂敷得到的凝膠膜要經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段的熱處理。在熱處理過(guò)程的第一階段，既熱分解階段，凝膠膜分解產(chǎn)生大量的HF，影響膜的表面質(zhì)量，且在膜內(nèi)部產(chǎn)生大量的孔洞，甚至與基底發(fā)生反應(yīng)，最終影響膜的超導(dǎo)電性。因此，在熱分解過(guò)程中，需要采用慢速升溫的手段熱分解，以便獲得表面質(zhì)量良好且組織致密的膜。然而，這種慢速升溫的手段往往耗時(shí)長(zhǎng)，對(duì)于制備YBCO厚膜而言，需要多次重復(fù)“鍍膜—熱分解”過(guò)程，這樣使得制備工藝周期更長(zhǎng)。
另外一方面，無(wú)論是含氟溶膠，還是不含氟的溶膠，所獲得的YBCO凝膠膜在熱處理過(guò)程中會(huì)發(fā)生Cu的損失，凝膠膜越薄，Cu的損失越大，從而使得最終獲得的薄膜往往難以獲得良好的超導(dǎo)電性。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)溶膠-凝膠法制備釔鋇銅氧膜存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于，提供一種釔鋇銅氧超導(dǎo)膜的溶膠-凝膠制備方法，該方法以采用醋酸釔，醋酸鋇，醋酸銅為原料，在制備該溶膠的過(guò)程中，只有鋇鹽與三氟乙酸發(fā)生反應(yīng)，溶膠中含氟量較低，且在溶膠中添加了苯酰丙酮，有效抑制了Cu的損失，又為制備厚膜提供了條件，且獲得的溶膠還具有感光特性。所得溶膠化學(xué)穩(wěn)定性好，其溶膠制備過(guò)程簡(jiǎn)單，采用該溶膠制備的高溫超導(dǎo)膜，熱處理工藝時(shí)間顯著縮短，薄膜表面光滑，組織致密，具有良好的超導(dǎo)特性。
為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案一種釔鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜溶膠，其特征在于，制得該溶膠有效成分的原料及其摩爾比為醋酸釔∶醋酸鋇∶醋酸銅∶三氟乙酸∶水∶丙烯酸∶二乙烯三胺∶甲醇∶苯酰丙酮＝1∶2∶(3～4)∶(4～10)∶(20～160)∶(6～40)∶(1～5)∶(60～240)∶(0.3～10)。
實(shí)現(xiàn)上述釔鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜溶膠的制備方法，其特征在于，包括下列步驟1)將醋酸釔溶解在甲醇中，添加少量二乙烯三胺及苯酰丙酮，使得醋酸釔∶甲醇∶二乙烯三胺∶苯酰丙酮＝1∶(10～40)∶(1～5)∶(0～2)，經(jīng)攪拌后形成溶液A；2)將醋酸鋇溶解在含有水和三氟乙酸的混合溶液中，使得Ba2+∶水∶三氟乙酸＝1∶(10～80)∶(2～5)，攪拌溶解后，經(jīng)過(guò)65℃～85℃烘干，將所得產(chǎn)物溶解到甲醇溶液中，使得摩爾比Ba2+∶甲醇＝1∶(10～40)，得到溶液B；3)將醋酸銅溶解在甲醇中，加入少量的丙烯酸及苯酰丙酮，使得Cu2+∶甲醇∶丙烯酸∶苯酰丙酮＝1∶(10～40)∶(2～10)∶(0.1～2)，經(jīng)過(guò)微熱攪拌后形成溶液C；4)將上述步驟1)～步驟3)得到的溶液A、B、C混合，攪拌，使得釔、鋇、銅三種金屬離子的摩爾比為Y3+∶Ba2+∶Cu2+＝1∶2∶(3～4)，即可得到所需要溶膠。
一種釔鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜的制備方法，其特征在于，該方法包括下列步驟1)釔鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜溶膠為前驅(qū)液，結(jié)合浸漬提拉法或旋涂法涂覆在鋁酸鑭單晶等基板上，即可得到凝膠膜。該凝膠膜可在空氣或其他氣體保護(hù)下150-280℃烘干，得到干膜。為獲得較厚的膜，可再重復(fù)以上涂覆及烘干過(guò)程1-4次。
2)再將制備好的干膜進(jìn)行如下方式的熱處理A.將獲得的干膜進(jìn)行第一階段熱處理，即熱分解處理，其方法是在水蒸氣壓為1～10％的流動(dòng)純O2氣氛中，以2-10℃/min的速度升溫到400℃～450℃，并保溫0～30分鐘，隨后關(guān)閉氧氣，并隨爐降溫到室溫；還可重復(fù)上述步驟1)和步驟2)A若干次，以增加膜的厚度；B.將經(jīng)過(guò)上述步驟A處理后的膜在高純N2或含有少量氧氣的氧氮混合氣體中，快速升溫到700℃～850℃，在水蒸氣壓為1～10％的條件下保溫1～6小時(shí)，隨后，將氣氛切換成干燥的氣體，繼續(xù)保溫10-30分鐘后，隨爐降溫到550℃，并將氣體切換成純O2，并在450℃保溫2-8小時(shí)，最后隨爐降溫到室溫，即可獲得臨界溫度80～90K的YBCO超導(dǎo)膜。
本發(fā)明的釔鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜溶膠，可以用于制備釔鋇銅氧超導(dǎo)膜，該溶膠制備過(guò)程簡(jiǎn)單，氟含量低，成分易調(diào)，化學(xué)穩(wěn)定性好，從而使得膜的熱處理時(shí)間大大縮短，工藝重復(fù)性高，可用于制備大面積YBCO膜，獲得的YBCO膜孔隙率低，表面光潔度好。


圖1是凝膠膜熱分解過(guò)程示意圖；圖2是膜的煅燒及退火過(guò)程示意圖。
以下結(jié)合附圖和發(fā)明人給出的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的釔鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜溶膠，其有效成分的原料及其摩爾比為醋酸釔∶醋酸鋇∶醋酸銅∶三氟乙酸∶水∶丙烯酸∶二乙烯三胺∶甲醇∶苯酰丙酮＝1∶2∶(3～4)∶(4～10)∶(20～160)∶(6～40)∶(1～5)∶(60～240)∶(0.3～10)。
上述釔鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜溶膠的制備方法，包括下列步驟1)將醋酸釔溶解在甲醇中，添加少量二乙烯三胺及苯酰丙酮，使得醋酸釔∶甲醇∶二乙烯三胺∶苯酰丙酮＝1∶(10～40)∶(1～5)∶(0～2)，經(jīng)攪拌后形成溶液A；2)將醋酸鋇溶解在含有水和三氟乙酸的混合溶液中，使得醋酸鋇∶水∶三氟乙酸＝1∶(10～80)∶(2～5)，攪拌溶解后，經(jīng)過(guò)65℃～85℃烘干，將所得產(chǎn)物溶解到甲醇溶液中，使得摩爾比Ba2+∶甲醇＝1∶(10～40)，得到溶液B；3)將醋酸銅溶解在甲醇中，加入少量的丙烯酸和苯酰丙酮，使得醋酸銅∶甲醇∶丙烯酸∶苯酰丙酮＝1∶(10～40)∶(2～10)∶(0.1～2)，經(jīng)過(guò)微熱攪拌后形成溶液C；4)將上述步驟2)～步驟4)得到的溶液A、B、C混合，攪拌，使得釔、鋇、銅三種金屬離子的摩爾比為Y3+∶Ba2+∶Cu2+＝1∶2∶(3～4)，即可得到所需要溶膠。
上述的丙烯酸可由α-甲基丙烯酸或丙酸替代，甲醇可由乙醇替代，二乙烯三胺可由乙醇胺或二乙醇或三乙醇胺替代。
釔鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜的制備方法，采用該溶膠為前驅(qū)液，能夠制備釔鋇銅氧超導(dǎo)膜，結(jié)合浸漬提拉法或旋涂法涂覆在鋁酸鑭單晶等基板上，即可得到凝膠膜；隨后在空氣或其他氣體保護(hù)下150-280℃烘干，得到干膜。
將獲得的干膜進(jìn)行第一階段熱處理，即熱分解處理，其方法是在水蒸氣壓為1～10％的流動(dòng)純O2氣氛中，以2-10℃/min的速度升溫到400℃～450℃，并保溫0～30分鐘，隨后關(guān)閉氧氣，并隨爐降溫到室溫，如圖1所示；為了增加膜厚，為獲得較厚的膜，可再重復(fù)以上涂覆及烘干過(guò)程1-4次。
經(jīng)過(guò)熱分解后，就可以獲得表面光潔的無(wú)機(jī)膜，隨后進(jìn)行第二階段熱處理在高純N2或含有少量氧氣的氧氮混合氣體中，快速升溫到700℃～850℃，在水蒸氣壓為1～10％的條件下保溫1～6小時(shí)，隨后，將氣氛切換成干燥的氣體，繼續(xù)保溫10-30分鐘后，隨爐降溫到550℃，并將氣體切換成純O2，并在450℃保溫2-8小時(shí)，最后隨爐降溫到室溫，如圖2所示。
下面是發(fā)明人給出的具體實(shí)施例。
實(shí)施例1將醋酸釔溶解在甲醇中，添加二乙烯三胺，使各組分的摩爾比為醋酸釔∶甲醇∶二乙烯三胺＝1∶27∶1.5，經(jīng)攪拌澄清后形成溶液A。
將醋酸鋇溶解在含有水和三氟乙酸的混合液中，使得醋酸鋇∶水∶三氟乙酸＝1∶40∶3。攪拌溶解后，經(jīng)過(guò)80℃烘干后所得物質(zhì)，重新溶解在甲醇溶液中，使得摩爾比Ba2+∶甲醇＝1∶20，攪拌澄清后得到溶液B。
將醋酸銅溶解在甲醇中，加入少量的丙烯酸和苯酰丙酮，使得醋酸銅∶甲醇∶丙烯酸∶苯酰丙酮＝1∶22∶2∶0.2，經(jīng)過(guò)微熱攪拌后形成溶液C。
將上述溶液A、B、C混合，攪拌，使得Y3+∶Ba2+∶Cu2+＝1∶2∶3.2，形成所需要的溶膠。
利用該溶膠，在單晶LAO(001)基底上，室溫條件下，以提拉法涂覆一層凝膠膜。隨后，在空氣中250℃保溫10分鐘，并重新提拉一層薄膜并在250℃保溫10分鐘，然后在水蒸氣壓為4％的O2氣氛中，以2℃/min的速度升溫到450℃，并保溫10分鐘。隨后將所得無(wú)機(jī)膜，在高純N2氣中，快速升溫到780℃，在水蒸氣含量為4％的條件下保溫2小時(shí)。隨后，將氣氛切換成干燥的高純N2氣。繼續(xù)保溫30分鐘后，隨爐降溫到550℃，將氣體切換成干O2，并在450℃保溫3小時(shí)，最后隨爐降溫到室溫后，即可獲得臨界轉(zhuǎn)變溫度為90K的YBCO膜。
實(shí)施例2將醋酸釔溶解在甲醇中，添加二乙烯三胺和苯酰丙酮，使各組分的摩爾比為醋酸釔∶甲醇∶二乙烯三胺∶苯酰丙酮＝1∶25∶1.5∶0.2，經(jīng)攪拌澄清后形成溶液A。
將醋酸鋇溶解在水和三氟乙酸的混合溶液中，使得醋酸鋇∶水∶三氟乙酸＝1∶40∶3，攪拌溶解后，經(jīng)過(guò)75℃烘干，形成粘稠狀玻璃態(tài)物質(zhì)。并重新溶解在甲醇溶液中，使得摩爾比Ba2+∶甲醇＝1∶16，攪拌澄清后得到溶液B。
以醋酸銅為原料，溶解在甲醇中，加入少量的丙酸和苯酰丙酮，使得醋酸銅∶甲醇∶丙酸＝1∶25∶3∶0.2，經(jīng)過(guò)微熱攪拌后形成溶液C。
將上述三種溶液A、B、C混合，攪拌，使得Y3+∶Ba2+∶Cu2+＝1∶2∶4，形成所需要溶膠。上述醋酸銅可用氫氧化銅替代。
利用上述方法制備的溶膠，通過(guò)提拉法，在(010)取向的LaAlO3的單晶基底上涂覆一層凝膠膜。經(jīng)250℃烘干后，再重復(fù)提拉一層，并繼續(xù)烘干，然后在氧氣保護(hù)下，凝膠膜在250℃開(kāi)始，水蒸氣含量為4％的O2氣氛中，以3℃/min的升溫速度升溫到450℃，并保溫10分鐘，爐冷后取出。再重復(fù)上述“涂覆-熱分解”工藝2次，以增加膜的厚度。隨后，將獲得的無(wú)機(jī)膜在氧含量為1％的N2/O2混合氣氛中，快速升溫到750℃，并切換成含水蒸氣8％的同樣氣體，并保溫3小時(shí)。保溫結(jié)束后，將氣體切換成氧含量為1％的干燥的N2/O2混合氣，隨爐降溫到550℃時(shí)，將氣體切換成干O2，降溫到450℃保溫4小時(shí)，保溫結(jié)束爐冷至室溫后，即得到超導(dǎo)臨界轉(zhuǎn)變溫度為88K的YBCO膜。
實(shí)施例3將醋酸釔溶解在乙醇中，添加二乙烯三胺，使各組分的摩爾比為醋酸釔∶乙醇∶二乙烯三胺＝1∶20∶1.5，經(jīng)攪拌澄清后形成溶液A。
將醋酸鋇溶解在水和三氟乙酸的混合溶液中，使得醋酸鋇∶水∶三氟乙酸＝1∶50∶4，攪拌溶解后，經(jīng)過(guò)75℃烘干，形成粘稠狀玻璃態(tài)物質(zhì)。并重新溶解在乙醇溶液中，使得摩爾比Ba2+∶乙醇＝1∶15，攪拌澄清后得到溶液B。
以醋酸銅為原料，溶解在乙醇中，加入少量的α-甲基丙烯酸及苯酰丙酮，使得醋酸銅∶乙醇∶α-甲基丙烯酸∶苯酰丙酮＝1∶25∶3∶3，經(jīng)過(guò)微熱攪拌后形成溶液C。
將上述三種溶液A，B，C混合，攪拌，使得Y3+∶Ba2+∶Cu2+＝1∶2∶3.4，形成所需要溶膠。
利用上述方法制備的溶膠，通過(guò)提拉法，在(010)取向的LaAlO3的單晶基底上，涂覆一層凝膠膜。在氧氣保護(hù)下，在水蒸氣含量為5％的O2氣氛中，從250℃開(kāi)始，先預(yù)烘10分鐘，然后以5℃/min的升溫速度升溫到450℃，并保溫10分鐘，爐冷后取出。再重復(fù)上述“涂覆-熱分解”工藝1次，以增加膜的厚度。隨后，將獲得的無(wú)機(jī)膜在氧含量為2％的N2/O2混合氣氛中，快速升溫到750℃，并切換成含水蒸氣含量為4％的相同氣體，緩慢升溫到780℃，并保溫70小時(shí)。保溫結(jié)束后的最后10分鐘，將氣體切換成氧含量為2％的干燥的N2/O2混合氣，隨爐降溫到550℃時(shí)，將氣體切換成干O2，降溫到450℃保溫4小時(shí)，保溫結(jié)束爐冷至室溫后，取出樣品。所得樣品的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為90K。
實(shí)施例4將醋酸釔溶解在乙醇中，添加二乙烯三胺，使各組分的摩爾比為醋酸釔∶乙醇∶二乙烯三胺＝1∶25∶2，經(jīng)攪拌澄清后形成溶液A。
將醋酸鋇溶解在水和三氟乙酸的混合溶液中，使得醋酸鋇∶水∶三氟乙酸＝1∶50∶4，攪拌溶解后，經(jīng)過(guò)75℃烘干，形成粘稠狀玻璃態(tài)物質(zhì)。并重新溶解在乙醇溶液中，使得摩爾比Ba2+∶乙醇＝1∶20，攪拌澄清后得到溶液B。
以醋酸銅為原料，溶解在乙醇中，加入少量的丙烯酸和苯酰丙酮，使得醋酸銅∶甲醇∶丙烯酸∶苯酰丙酮＝1∶20∶3∶0.1，經(jīng)過(guò)微熱攪拌后形成溶液C。
將上述三種溶液A、B、C混合，攪拌，使得Y3+∶Ba2+∶Cu2+＝1∶2∶3.6，形成所需要溶膠。
利用上述方法制備的溶膠，通過(guò)提拉法，在(010)取向的LaAlO3的單晶基底上，涂覆一層凝膠膜。經(jīng)過(guò)280℃烘干后，再重復(fù)提拉并烘干，隨后在水蒸氣含量為5％的O2氣氛中，以4℃/min的升溫速度升溫到450℃，并保溫10分鐘，爐冷后取出。再重復(fù)上述“涂覆-熱分解”工藝2次，以增加膜的厚度。隨后，將獲得的無(wú)機(jī)膜在氧含量為2％，水蒸氣含量為3％的N2/O2混合氣氛中，快速升溫到800℃，并保溫2小時(shí)。保溫結(jié)束后，將氣體切換成干O2，降溫到450℃保溫4小時(shí)，保溫結(jié)束爐冷至室溫后，取出樣品。所得樣品的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為90K。
實(shí)施例5將醋酸釔溶解在甲醇中，添加二乙烯三胺，使各組分的摩爾比為醋酸釔∶甲醇∶二乙烯三胺＝1∶25∶1.5，經(jīng)攪拌澄清后形成溶液A。
將醋酸鋇溶解在水和三氟乙酸的混合溶液中，使得醋酸鋇∶水∶三氟乙酸＝1∶60∶5，攪拌溶解后，經(jīng)過(guò)75℃烘干，形成粘稠狀玻璃態(tài)物質(zhì)。并重新溶解在甲醇溶液中，使得摩爾比Ba2+∶甲醇＝1∶25，攪拌澄清后得到溶液B。
以醋酸銅為原料，溶解在甲醇中，加入少量的丙烯酸，使得醋酸銅∶甲醇∶丙烯酸＝1∶25∶3，經(jīng)過(guò)微熱攪拌后形成溶液C。
將上述三種溶液A，B，C混合，攪拌，使得Y3+∶Ba2+∶Cu2+＝1∶2∶3.2，形成所需要溶膠。
利用上述方法制備的溶膠，通過(guò)提拉法，在(010)取向的LaAlO3的單晶基底上，涂覆一層凝膠膜。凝膠膜在200℃保溫10分鐘，隨后在水蒸氣含量為4％的O2氣氛中，以8℃/min的升溫速度升溫到450℃，并保溫10分鐘，爐冷后取出。再重復(fù)上述“涂覆-熱分解”工藝1次，以增加膜的厚度。隨后，將獲得的無(wú)機(jī)膜在氧含量為1％，水蒸氣含量為4％的N2/O2混合氣氛中，快速升溫到800℃，并保溫2小時(shí)。保溫結(jié)束后，將氣體切換成干O2，降溫到450℃保溫4小時(shí)，保溫結(jié)束爐冷至室溫后，取出樣品。所得樣品的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為90K。
上述實(shí)施例中的二乙烯三胺可由乙醇胺或二乙醇或三乙醇胺替代。
上述實(shí)施例只是一些較佳的例子，按照本發(fā)明的技術(shù)方案，上述實(shí)施例還可以列舉很多，在此不一一列舉，只要在本發(fā)明的溶膠材料及其比例范圍，均可以得到釔鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜用的溶膠。
權(quán)利要求
1.一種釔鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜溶膠，其特征在于，制得該溶膠的有效成分的原料及其摩爾比為醋酸釔∶醋酸鋇∶醋酸銅∶三氟乙酸∶水∶丙烯酸∶二乙烯三胺∶甲醇∶苯酰丙酮＝1∶2∶(3～4)∶(4～10)∶(20～160)∶(6～40)∶(1～5)∶(60～240)∶(1～10)。
2.如權(quán)利要求1所述的溶膠，其特征在于，所述的丙烯酸由α-甲基丙烯酸或丙酸替代，所述的甲醇由乙醇替代，所述的二乙烯三胺由乙醇胺或二乙醇胺或三乙醇胺替代。
3.如權(quán)利要求1所述的溶膠，其特征在于，所述的醋酸銅由氫氧化銅替代。
4.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1的釔鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜溶膠的制備方法，其特征在于，包括下列步驟1)原料及其摩爾比為醋酸釔∶醋酸鋇∶醋酸銅∶三氟乙酸∶水∶丙烯酸∶二乙烯三胺∶甲醇∶苯酰丙酮＝1∶2∶(3～4)∶(4～10)∶(20～160)∶(6～40)∶(1～5)∶(60～240)∶(0.3～10)；2)將醋酸釔溶解在甲醇中，添加少量二乙烯三胺及苯酰丙酮，使得醋酸釔∶甲醇∶二乙烯三胺∶苯酰丙酮＝1∶(10～40)∶(1～5)∶(0～2)，經(jīng)攪拌后形成溶液A；3)將醋酸鋇溶解在含有水和三氟乙酸的混合溶液中，使得醋酸鋇∶水∶三氟乙酸＝1∶(10～80)∶(2～5)，攪拌溶解后，經(jīng)過(guò)65℃～85℃烘干，將所得產(chǎn)物溶解到甲醇溶液中，使得摩爾比Ba2+∶甲醇＝1∶(10～40)，得到溶液B；4)將醋酸銅溶解在甲醇中，加入少量的丙烯酸和苯酰丙酮，使得醋酸銅∶甲醇∶丙烯酸∶苯酰丙酮＝1∶(10～40)∶(2～10)∶(0.1～2)，經(jīng)過(guò)微熱攪拌后形成溶液C；5)將上述步驟2)～步驟4)得到的溶液A、B、C混合，攪拌，使得釔、鋇、銅三種金屬離子的摩爾比為∶Y3+∶Ba2+∶Cu2+＝1∶2∶(3～4)，即可得到所需要溶膠。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述的丙烯酸由α-甲基丙酸或丙酸替代，所述的甲醇由乙醇替代，所述的二乙烯三胺可由乙醇胺或二乙醇胺或三乙醇胺替代。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述的醋酸銅由氫氧化銅替代。
7.一種釔鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜的制備方法，其特征在于，該方法包括下列步驟1)采用權(quán)利要求1的釔鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜用的溶膠為前驅(qū)液，結(jié)合浸漬提拉法或旋涂法涂覆在鋁酸鑭單晶等基板上，即可得到凝膠膜，隨后在空氣或其他氣體保護(hù)下150-280℃烘干，得到干膜；為了獲得較厚的膜，可再重復(fù)以上涂覆及烘干過(guò)程1-4次；2)再將制備好的干膜進(jìn)行如下方式的熱處理A.將獲得的干膜進(jìn)行第一階段熱處理，即熱分解處理，其方法是在水蒸氣壓為1～10％的流動(dòng)純O2氣氛中，以2-10℃/min的速度升溫到400℃～450℃，并保溫0～30分鐘，隨后關(guān)閉氧氣，并隨爐降溫到室溫；還可重復(fù)上述步驟1)和步驟2)A若干次，以增加膜的厚度；B.將經(jīng)過(guò)上述步驟A處理后的膜在高純N2或含有少量氧氣的氧氮混合氣體中，快速升溫到700℃～850℃，在水蒸氣壓為1～10％的條件下保溫1～6小時(shí)，隨后，將氣氛切換成干燥的氣體，繼續(xù)保溫10-30分鐘后，隨爐降溫到550℃，并將氣體切換成純O2，并在450℃保溫2-8小時(shí)，最后隨爐降溫到室溫，即可獲得臨界溫度80～90K的YBCO超導(dǎo)膜。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種釔鋇銅氧超導(dǎo)膜的溶膠－凝膠制備方法，該方法采用醋酸釔，醋酸鋇，醋酸銅為原料，制得該溶膠有效成分的原料及其摩爾比為醋酸釔∶醋酸鋇∶醋酸銅∶三氟乙酸∶水∶丙烯酸∶二乙烯三胺∶甲醇∶苯酰丙酮＝1∶2∶(3～4)∶(4～10)∶(20～160)∶(6～40)∶(1～5)∶(60～240)∶(1～10)。其溶膠具有氟含量低，成分易調(diào)，化學(xué)穩(wěn)定性好，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，采用該溶膠制備釔鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜，容易獲得超導(dǎo)厚膜，工藝重復(fù)性提高，該方法可用于制備大面積釔鋇銅氧膜，獲得的釔鋇銅氧膜孔隙率低，表面光潔度好，具有良好的超導(dǎo)特性。
文檔編號(hào)C04B35/622GK1850723SQ20061004276
公開(kāi)日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2006年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月30日
發(fā)明者趙高揚(yáng), 陳源清, 張黃莉 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)