钆钡铜氧高温超导膜及其制备方法

231 编辑：中冶有色技术网来源：西南交通大学

2024-11-18 15:43:13

权利要求

1.一种钆钡铜氧高温超导膜的制备方法，其特征在于，包括：

按钆:钡:铜：锂的摩尔比为1:2:(3-X):X，0.001≤X≤0.05,将乙酸钆、乙酸钡、乙酸铜和乙酸锂溶解于丙酸中，获得前驱溶液;

向所述前驱溶液中添加高分子化合物，搅拌溶解后获得涂层溶液;

将所述涂层溶液涂覆于基片上，每涂覆一层后对所述涂层溶液进行干燥和热解，得到一层非晶膜;重复进行涂覆、干燥和热解，直到基片上非晶膜的总厚度达到目标厚度;

将覆有非晶膜的基片置于多温区管式炉中，在干燥的惰气/氮气和氧气混合气氛下，从室温以15-25℃/min的升温速度升至炉膛中心温度为800-850℃，同时控制氧分压为20-200ppm;炉膛中每差10℃为一个温区，共5个温区，让基片从800-810℃的温区逐渐向830-840℃的温区移动，并在每个温区烧结8-15min，再移动至840-850℃的温区烧结15-30min，得到织构的钆钡铜氧高温超导膜;

将所述织构的钆钡铜氧高温超导膜进行渗氧热处理，得到具有正交晶体结构的钆钡铜氧高温超导膜。

2.根据权利要求1所述的钆钡铜氧高温超导膜的制备方法，其特征在于，所述高分子化合物为聚乙烯醇缩丁醛。

3.根据权利要求1所述的钆钡铜氧高温超导膜的制备方法，其特征在于，所述热解包括：

将基片从室温升至100-150℃，保温10-20min;然后通入氧气和水蒸汽，再以5-15℃/min的升温速度升温至450-500℃，保温0.5-2小时;随后在干燥的氧气气氛中，自然冷却至室温。

4.根据权利要求3所述的钆钡铜氧高温超导膜的制备方法，其特征在于，所述水蒸汽的露点为10-20℃。

5.根据权利要求1所述的钆钡铜氧高温超导膜的制备方法，其特征在于，所述渗氧热处理包括：将所述织构的钆钡铜氧厚膜在350-500℃干燥的氧气气氛中保温2-5小时，然后冷却至室温。

6.根据权利要求1所述的钆钡铜氧高温超导膜的制备方法，其特征在于，所述目标厚度为1-2μm。

7.根据权利要求1所述的钆钡铜氧高温超导膜的制备方法，其特征在于，所述对所述涂层溶液进行干燥包括：将基片在75-85℃下干燥10-15min。

8.根据权利要求1所述的钆钡铜氧高温超导膜的制备方法，其特征在于，所述基片包括铝酸镧单晶基片或钛酸锶单晶基片中的一种。

9.一种钆钡铜氧高温超导膜，其特征在于，所述钆钡铜氧高温超导膜是由权利要求1-8任意一项所述的钆钡铜氧高温超导膜的制备方法所制得;

所述钆钡铜氧高温超导膜包括多层超导薄膜。

10.根据权利要求9所述的一种钆钡铜氧高温超导膜，其特征在于，每层所述超导薄膜的厚度为200-400nm。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及高温超导材料技术领域，具体而言，涉及一种钆钡铜氧高温超导膜及其制备方法。

背景技术

[0002]在超导带材多层结构中，REBCO超导膜是超导电流传输的主要通道，其制备方法通常包括原位真空沉积法和异位化学溶液法。相比于昂贵的原位真空沉积，化学溶液沉积法具有成本低廉、易于操作的优点，更适合大规模工业化生产。

[0003]目前，超导强电应用对二代高温超导带材的临界电流提出了更高的要求，带材的临界电流主要由REBCO超导膜的厚度和临界电流密度决定，因此在保持高临界电流密度的同时提高超导层的厚度是提升带材载流能力的关键。但超导厚膜制备过程中存在临界电流密度随膜厚增大而下降的“膜厚效应”，导致难以得到具有高临界电流的超导厚膜。

发明内容

[0004]本发明的目的在于提供一种钆钡铜氧高温超导膜及其制备方法，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

第一方面，本申请提供了钆钡铜氧高温超导膜的制备方法，包括：

按钆:钡:铜：锂的摩尔比为1:2:(3-X):X，0.001≤X≤0.05,将乙酸钆、乙酸钡、乙酸铜和乙酸锂溶解于丙酸中，获得前驱溶液;

向所述前驱溶液中添加高分子化合物，搅拌溶解后获得涂层溶液;

将覆有非晶膜的基片置于多温区管式炉中，在干燥的惰气/氮气和氧气混合气氛下，从室温以15-25℃/min的升温速度升至炉膛中心温度为800-850℃，同时控制氧分压为20-200ppm;炉膛中每差10℃为一个温区，共5个温区(800-810℃、810-820℃、820-830℃、830-840℃和840-850℃)，让基片从800-810℃的温区逐渐向830-840℃的温区移动，并在每个温区烧结8-15min，再移动至840-850℃的温区烧结15-30min，得到织构的钆钡铜氧高温超导膜;

将所述织构的钆钡铜氧高温超导膜进行渗氧热处理，得到具有正交晶体结构的钆钡铜氧高温超导膜。

[0005]可选的，所述高分子化合物为聚乙烯醇缩丁醛。

[0006]可选的，所述热解包括：

[0007]可选的，所述水蒸汽的露点为10-20℃。

[0008]可选的，所述渗氧热处理包括：将所述织构的钆钡铜氧厚膜在350-500℃干燥的氧气气氛中保温2-5小时，然后冷却至室温。

[0009]可选的，所述目标厚度为1-2μm。

[0010]可选的，所述对所述涂层溶液进行干燥包括：将基片在75-85℃下干燥10-15min。

[0011]可选的，所述基片包括铝酸镧单晶基片或钛酸锶单晶基片中的一种。

[0012]第二方面，本申请还提供一种钆钡铜氧高温超导膜，所述钆钡铜氧高温超导膜是由上述的制备方法所制得;

所述钆钡铜氧高温超导膜包括多层超导薄膜。

[0013]可选的，每层所述超导薄膜的厚度为200-400nm。

[0014]本发明的有益效果为：

本发明提供了一种钆钡铜氧高温超导膜的制备方法，其中的热解和外延生长的热处理工艺可使得多层厚膜的每一层均达到最佳生长工艺条件，弱化层与层之间的界面对厚膜生长的影响，有效提升厚膜的织构、改善其微结构和表面粗糙度，从而可以得到具有高临界电流的超导厚膜。

[0015]本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。

附图说明

[0016]图1为本申请实施例1制备的钆钡铜氧高温超导膜的截面形貌;

图2为本申请对比例1制备的超导厚膜样品的SEM图;

图3为本申请实施例1制备的超导厚膜样品的SEM图;

图4为本申请对比例1制备的超导厚膜样品的XRD图谱;

图5为本申请实施例1制备的超导厚膜样品的XRD图谱;

图6为本申请实施例1和对比例1制备的超导厚膜样品的Jc-B曲线。

具体实施方式

[0017]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

[0018]本申请中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。

[0019]本申请中，涉及到数值区间，如无特别说明，上述数值区间内视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。

[0020]REBCO高温超导涂层导体即第二代高温超导带材因具有高超导转变温度、临界电流密度和低运行成本，在超导电缆、高场磁体和微电子器件等方面具有巨大的应用潜力，涉及电力、交通、医学、军工等多个技术领域。

[0021]在超导带材多层结构中，REBCO超导膜是超导电流传输的主要通道，其制备方法通常包括原位真空沉积法和异位化学溶液法。相比于昂贵的真空方法，化学溶液沉积法具有成本低廉、易于操作的优点，更适合大规模工业化生产。目前，超导强电应用对二代高温超导带材的载流能力提出了更高的要求，如何制备高临界电流的REBCO带材对其实际应用至关重要。带材的临界电流主要由REBCO超导膜的厚度和临界电流密度决定，因此在保持高临界电流密度的同时提高超导层的厚度是提升带材载流能力的关键。超导厚膜制备过程中存在的主要问题是临界电流密度随膜厚增大而下降的“膜厚效应”。如何克服“膜厚效应”带来的问题是制备高质量高温超导厚膜面临的主要挑战之一。大量研究表明，随超导层厚度增加，其结晶度降低、表面粗糙度增大和微观结构恶化是“膜厚效应”的关键诱因，因而在厚膜制备中，如何控制其高质量成核及外延生长是提高临界电流密度的关键。

[0022]本申请提供一种钆钡铜氧高温超导膜的制备方法，包括：

步骤S1、按钆:钡:铜：锂的摩尔比为1:2:(3-X):X，0.001≤X≤0.05,将乙酸钆、乙酸钡、乙酸铜和乙酸锂溶解于丙酸中，获得前驱溶液;前驱体溶液中阳离子的浓度优选为1-3mol/L;

步骤S2、向所述前驱溶液中添加高分子化合物，搅拌溶解后获得涂层溶液;

步骤S3、将所述涂层溶液涂敷于基片上，每涂覆一层后对基片进行干燥和热解，得到一层非晶膜;重复进行涂覆、干燥和热解，直到基片上非晶膜的总厚度达到目标厚度;

步骤S4、将覆有非晶膜的基片置于多温区管式炉中，在干燥的惰气/氮气和氧气混合气氛下(“惰气/氮气”指惰气和/或氮气)，从室温以15-25℃/min的升温速度升至炉膛中心温度为800-850℃，同时控制氧分压为20-200ppm;炉膛中每差10℃为一个温区，共5个温区，让基片从800-810℃的温区逐渐向830-840℃的温区移动，并在每个温区烧结8-15min，再移动至840-850℃的温区烧结15-30min，得到织构的钆钡铜氧高温超导膜;

步骤S5、将所述织构的钆钡铜氧高温超导膜进行渗氧热处理，得到具有正交晶体结构的钆钡铜氧超导膜。

[0023]本发明提出一种分层生长的超导厚膜制备方法，通过对热解和外延生长过程的工艺控制可使得多层厚膜的每一层均达到最佳生长工艺条件，弱化层与层之间的界面对厚膜生长的影响，有效提升厚膜的织构、改善其微结构和表面粗糙度。本发明采用无氟化学溶液法沉积厚膜，成本低且对环境友好，适合规模化应用。

[0024]作为一种可选的实施方式，所述高分子化合物为聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。所述高分子化合物是用于调节涂层溶液的粘度，同时聚乙烯醇缩丁醛还可减少铜盐在热解过程中的挥发，降低非晶前驱膜的内应力和减少膜内缺陷。除此之外，高分子化合物还可以采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或聚乙二醇(PEG)。加入的高分子化合物与前驱溶液的质量比优选为(2-8)∶100。

[0025]作为一种可选的实施方式，所述热解包括：

将基片置于管式炉中，从室温升至100-150℃，保温10-20min;然后向炉中通入氧气和水蒸汽，形成潮湿的保护气氛，再以5-15℃/min的升温速度升温至450-500℃，保温0.5-2小时;随后在干燥的氧气气氛中，自然冷却至室温。优选的，所述水蒸汽的露点为10-20℃。

[0026]作为一种可选的实施方式，所述渗氧热处理包括，将所述织构的钆钡铜氧厚膜在350-500℃干燥的氧气气氛中保温2-5小时，然后冷却至室温。

[0027]一般而言，多晶体各晶粒在空间的取向是任意的，各晶粒之间没有一定的位向关系。而经过冷加工，或者其他一些冶金，热处理过程后，多晶体的取向分布状态可以明显偏离随机分布状态，呈现一定的规则性。这样一种位向分布就称为织构，或者择优取向(Preferred Orientation)。本申请通过热处理工艺的控制形成强c轴织构，可有效提高临界电流密度值。

[0028]作为一种可选的实施方式，所述目标厚度为1-2μm。

[0029]作为一种可选的实施方式，所述对基片进行干燥包括：将基片在75-85℃下干燥10-15min，涂层溶液干燥后在基片上形成薄膜。

[0030]作为一种可选的实施方式，所述基片包括铝酸镧单晶基片或钛酸锶单晶基片中的一种。

[0031]基于同一发明构思，本申请还提供一种钆钡铜氧高温超导膜，所述钆钡铜氧高温超导膜是由上述的制备方法所制得;

所述钆钡铜氧高温超导膜包括多层超导薄膜。

[0032]作为一种可选的实施方式，每层所述超导薄膜的厚度为150-400nm。钆钡铜氧高温超导膜的总厚度可达1-2um,如图1所示。

[0033]本发明制备的钆钡铜氧高温超导膜具有平整、致密的微观形貌，且基本未观察到除c轴以外的其它取向生长的晶粒。

[0034]以下通过具体实施例说明本发明的实施方式。

[0035]实施例1：

一种钆钡铜氧高温超导膜的制备方法，包括：

步骤S1、按钆:钡:铜：锂的摩尔比为1:2:2.98:0.02，将乙酸钆、乙酸钡、乙酸铜和乙酸锂溶解于丙酸中，获得前驱溶液;前驱体溶液中阳离子的浓度为1mol/L。

[0036]步骤S2、向所述前驱溶液中添加聚乙烯醇缩丁醛，加入的聚乙烯醇缩丁醛与前驱溶液的质量比为4∶100，搅拌溶解后获得涂层溶液;

步骤S3、将所述涂层溶液涂敷于铝酸镧单晶基片上，每涂覆一层后对基片进行干燥和热解，得到一层非晶膜;重复进行涂覆、干燥和热解，直到基片上非晶膜的总厚度达到1.5μm;

其中，干燥的操作为将基片在75℃干燥10min;

热解的操作为，将基片置于管式炉中，从室温升至100℃，保温20min;然后向炉中通入氧气和露点为10℃的水蒸汽，形成潮湿的保护气氛，再以10℃/min的升温速度升温至450℃，保温2小时;随后在干燥的氧气气氛中，自然冷却至室温。

[0037]步骤S4、将覆有非晶膜的基片置于多温区管式炉中，在干燥的氩气和氧气混合气氛中，从室温以15℃/min的升温速度升至炉膛中心温度为800-850℃，同时控制氧分压为80ppm;让基片从800-810℃的温区逐渐向830-840℃的温区移动，并在每个温区烧结8min，再移动至840-850℃的温区烧结15min，得到织构的钆钡铜氧高温超导膜;

步骤S5、将所述织构的钆钡铜氧高温超导膜进行渗氧热处理，即在350℃干燥的氧气气氛中保温3小时，然后冷却至室温，得到具有正交晶体结构的钆钡铜氧超导膜，其截面形貌如图1所示。

[0038]实施例2：

一种钆钡铜氧高温超导膜的制备方法，包括：

步骤S1、按钆:钡:铜：锂的摩尔比为1:2:2.95:0.05，将乙酸钆、乙酸钡、乙酸铜和乙酸锂溶解于丙酸中，获得前驱溶液;前驱体溶液中阳离子的浓度为1.5mol/L。

[0039]步骤S2、向所述前驱溶液中添加聚乙烯醇缩丁醛，加入的聚乙烯醇缩丁醛与前驱溶液的质量比为5∶100，搅拌溶解后获得涂层溶液;

步骤S3、将所述涂层溶液涂敷于铝酸镧单晶基片上，每涂覆一层后对基片进行干燥和热解，得到一层非晶膜;重复进行涂覆、干燥和热解，直到基片上非晶膜的总厚度达到1.8μm;

其中，干燥的操作为将基片在80℃干燥12min;

热解的操作为，将基片置于管式炉中，从室温升至150℃，保温10min;然后向炉中通入氧气和露点为20℃的水蒸汽，形成潮湿的保护气氛，再以15℃/min的升温速度升温至480℃，保温1小时;随后在干燥的氧气气氛中，自然冷却至室温。

[0040]步骤S4、将覆有非晶膜的基片置于多温区管式炉中，在干燥的氩气和氧气混合气氛中，从室温以20℃/min的升温速度升至炉膛中心温度为800-850℃，同时控制氧分压为150ppm;让基片从800-810℃的温区逐渐向830-840℃的温区移动，并在每个温区烧结10min，再移动至840-850℃的温区烧结18min，得到织构的钆钡铜氧高温超导膜;

步骤S5、将所述织构的钆钡铜氧高温超导膜进行渗氧热处理，即在420℃干燥的氧气气氛中保温4小时，然后冷却至室温，得到具有正交晶体结构的钆钡铜氧超导膜。

[0041]实施例3：

一种钆钡铜氧高温超导膜的制备方法，包括：

步骤S1、按钆:钡:铜：锂的摩尔比为1:2:2.999:0.001，将乙酸钆、乙酸钡、乙酸铜和乙酸锂溶解于丙酸中，获得前驱溶液;前驱体溶液中阳离子的浓度为2mol/L。

[0042]步骤S2、向所述前驱溶液中添加聚乙烯醇缩丁醛，加入的聚乙烯醇缩丁醛与前驱溶液的质量比为4∶100，搅拌溶解后获得涂层溶液;

步骤S3、将所述涂层溶液涂敷于铝酸镧单晶基片上，每涂覆一层后对基片进行干燥和热解，得到一层非晶膜;重复进行涂覆、干燥和热解，直到基片上非晶膜的总厚度达到2.2μm;

其中，干燥的操作为将基片在75℃干燥15min;

热解的操作为，将基片置于管式炉中，从室温升至120℃，保温15min;然后向炉中通入氧气和露点为15℃的水蒸汽，形成潮湿的保护气氛，再以5℃/min的升温速度升温至500℃，保温0.5小时;随后在干燥的氧气气氛中，自然冷却至室温。

[0043]步骤S4、将覆有非晶膜的基片置于多温区管式炉中，在干燥的氩气和氧气混合气氛中，从室温以25℃/min的升温速度升至炉膛中心温度为800-850℃，同时控制氧分压为200ppm;让基片从800-810℃的温区逐渐向830-840℃的温区移动，并在每个温区烧结12min，再移动至840-850℃的温区烧结20min，得到织构的钆钡铜氧高温超导膜;

步骤S5、将所述织构的钆钡铜氧高温超导膜进行渗氧热处理，即在500℃干燥的氧气气氛中保温2小时，然后冷却至室温，得到具有正交晶体结构的钆钡铜氧超导膜。

[0044]实施例4：

一种钆钡铜氧高温超导膜的制备方法，包括：

步骤S1、按钆:钡:铜：锂的摩尔比为1:2:2.992:0.008，将乙酸钆、乙酸钡、乙酸铜和乙酸锂溶解于丙酸中，获得前驱溶液;前驱体溶液中阳离子的浓度为2.5mol/L。

[0045]步骤S2、向所述前驱溶液中添加聚乙烯醇缩丁醛，加入的聚乙烯醇缩丁醛与前驱溶液的质量比为3∶100，搅拌溶解后获得涂层溶液;

其中，干燥的操作为将基片在85℃干燥10min;

热解的操作为，将基片置于管式炉中，从室温升至110℃，保温18min;然后向炉中通入氧气和露点为12℃的水蒸汽，形成潮湿的保护气氛，再以8℃/min的升温速度升温至410℃，保温1.5小时;随后在干燥的氧气气氛中，自然冷却至室温。

[0046]步骤S4、将覆有非晶膜的基片置于多温区管式炉中，在干燥的氩气和氧气混合气氛中，从室温以18℃/min的升温速度升至炉膛中心温度为800-850℃，同时控制氧分压为20ppm;让基片从800-810℃的温区逐渐向830-840℃的温区移动，并在每个温区烧结12min，再移动至840-850℃的温区烧结20min，得到织构的钆钡铜氧高温超导膜;

步骤S5、将所述织构的钆钡铜氧高温超导膜进行渗氧热处理，即在480℃干燥的氧气气氛中保温2.5小时，然后冷却至室温，得到具有正交晶体结构的钆钡铜氧超导膜。

[0047]实施例5：

一种钆钡铜氧高温超导膜的制备方法，包括：

步骤S1、按钆:钡:铜：锂的摩尔比为1:2:2.96:0.04，将乙酸钆、乙酸钡、乙酸铜和乙酸锂溶解于丙酸中，获得前驱溶液;前驱体溶液中阳离子的浓度为3mol/L。

[0048]步骤S2、向所述前驱溶液中添加聚乙烯醇缩丁醛，加入的聚乙烯醇缩丁醛与前驱溶液的质量比为3∶100，搅拌溶解后获得涂层溶液;

步骤S3、将所述涂层溶液涂敷于铝酸镧单晶基片上，每涂覆一层后对基片进行干燥和热解，得到一层非晶膜;重复进行涂覆、干燥和热解，直到基片上非晶膜的总厚度达到3μm;

其中，干燥的操作为将基片在80℃干燥10min;

热解的操作为，将基片置于管式炉中，从室温升至140℃，保温12min;然后向炉中通入氧气和露点为15℃的水蒸汽，形成潮湿的保护气氛，再以15℃/min的升温速度升温至440℃，保温1小时;随后在干燥的氧气气氛中，自然冷却至室温。

[0049]步骤S4、将覆有非晶膜的基片置于多温区管式炉中，在干燥的氩气和氧气混合气氛中，从室温以22℃/min的升温速度升至炉膛中心温度为800-850℃，同时控制氧分压为110ppm;让基片从800-810℃的温区逐渐向830-840℃的温区移动，并在每个温区烧结15min，再移动至840-850℃的温区烧结30min，得到织构的钆钡铜氧高温超导膜;

步骤S5、将所述织构的钆钡铜氧高温超导膜进行渗氧热处理，即在450℃干燥的氧气气氛中保温4小时，然后冷却至室温，得到具有正交晶体结构的钆钡铜氧超导膜。

[0050]对比例1：

一种钆钡铜氧高温超导膜的制备方法，包括：

步骤S1、按钆:钡:铜：锂的摩尔比为1:2:2.98:0.02，将乙酸钆、乙酸钡、乙酸铜和乙酸锂溶解于丙酸中，获得前驱溶液;前驱体溶液中阳离子的浓度为1mol/L。

[0051]步骤S2、向所述前驱溶液中添加聚乙烯醇缩丁醛，加入的聚乙烯醇缩丁醛与前驱溶液的质量比为4∶100，搅拌溶解后获得涂层溶液;

其中，干燥的操作为将基片在75℃干燥10min;

热解的操作为，将基片置于管式炉中从室温升至100℃，保温20min;然后向炉中通入露点为10℃的水蒸汽，形成潮湿的保护气氛，再以10℃/min的升温速度升温至450℃，保温2小时;随后在干燥的氧气气氛中，自然冷却至室温。

[0052]步骤S4、将热解处理后的基片置于管式炉中，通入干燥的氩气，将炉温以20℃/min快速升温至850℃，保温10分钟，对薄膜进行短时的高温热处理;再以10℃/min降温至760℃，保温2小时;然后在干燥的氩气保护气氛中，降温至450℃;最后将炉中气氛转变为干燥的氧气，保温4小时，进行低温渗氧退火处理，然后冷却至室温，得到超导厚膜。

[0053]对比例1的步骤S4的外延生长热处理工艺为申请人在之前的研究(中国专利CN101456726B)中提出的工艺，而其他传统的厚膜的外延生长工艺也都是让多层膜同时在一个温区下热处理。

[0054]对实施例1和对比例1制备的超导厚膜进行SEM检测，结果如图2-3所示，图2为对比例1制备的样品SEM图，图3为实施例1制备的样品SEM图;由图2可知，对比例1制备的样品表面除了局部显示出c轴外延生长形貌外，大部分区域可观察到任意取向的多晶晶粒和杆状的a轴晶粒，说明在生长过程中随膜厚增加其微观形貌出现了明显劣化。采用本发明热处理工艺制备的样品，如图3所示，具有更加平整、致密的微观形貌，且基本未观察到除c轴以外的其它取向生长的晶粒，表明本发明热处理工艺可明显改善厚膜的微观形貌。

[0055]对实施例1和对比例1制备的超导厚膜进行XRD检测，结果如图4-5所示，其中，横坐标为2Theta(deg.),纵坐标为Log Intensity(a.u.)，图4为对比例1制备的样品XRD图谱，图5为实施例1制备的样品XRD图谱;由图4可知，对比例1制备的厚膜样品中可明显检测到(103)多晶衍射峰、(200)a轴取向晶粒的衍射峰和其它杂相峰，表明厚膜在外延生长过程中出现了明显的织构退化。采用本发明热处理工艺制备的样品(图5)，其(001)单晶衍射峰的峰强明显高于对比例1的样品，且样品具有纯的c轴取向生长，基本检测不到多晶、a轴晶粒等杂相，表明本申请的热处理方法能够促进c轴取向晶粒的生长，同时抑制其它晶粒的生长。

[0056]对实施例1和对比例1制备的超导厚膜进行临界电流密度检测，图6所示为对比例1和实施例1的超导厚膜的临界电流密度随磁场变化的Jc-B曲线。由图6可知，本发明方法制备的厚膜样品在零场下的Jc为1.21 MA/cm2，约是对比例1(0.43 MA/cm2)的3倍，且在磁场下的Jc也明显高于对比例1制备的样品，表明本发明的热处理工艺可有效提升厚膜的临界电流密度。

[0057]以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

说明书附图(6)