[發(fā)明專利]一種雙軸織構(gòu)緩沖層結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510282201.X
• 申請(qǐng)日: 2015-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN104992777B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張賀;蔡淵;古宏偉;謝義元;莊維偉;張少斌;桑洪波;王延凱;戴輝;其他發(fā)明人請(qǐng)求不公開姓名
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州新材料研究所有限公司
• 主分類號(hào): H01B12/06
• 分類號(hào): H01B12/06;H01B13/00
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司32103
• 代理人: 范晴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功能材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙軸織構(gòu)緩沖層結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

第二代高溫超導(dǎo)帶材由于其制作方法主要是薄膜涂敷技術(shù)，所以又被稱作涂層導(dǎo)體。

超導(dǎo)材料在低溫下具有完全的零電阻和完全抗磁性特點(diǎn)。其無阻、抗磁特性在工業(yè)、國防、科學(xué)研究、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的巨大應(yīng)用前景使得各國政府都極為重視超導(dǎo)技術(shù)的開發(fā)研究。最早發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)材料的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度很低，在幾K到23K之間，只能在液氦下工作，維持液氦的溫度是需要很高的成本的，而且地球上的氦氣含量很低，液氦不可能大規(guī)模地應(yīng)用。因此盡管低溫超導(dǎo)材料已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了近100年，但其在工業(yè)上的應(yīng)用很少，主要是應(yīng)用在MRI的強(qiáng)磁體上。1986年液氮溫區(qū)的高溫超導(dǎo)材料的發(fā)現(xiàn)，改變了這一情況，高溫超導(dǎo)材料可以在液氮下應(yīng)用，而液氮的成本極低，并且是地球上最多的氣體，使得超導(dǎo)材料在工業(yè)上的大規(guī)模應(yīng)用有了可能。

相對(duì)于第一代鉍系高溫超導(dǎo)帶材，以釔系高溫超導(dǎo)材料為涂層的第二代高溫超導(dǎo)帶材具有高出兩個(gè)數(shù)量級(jí)的臨界電流密度、優(yōu)良的磁場(chǎng)下載流能力、高的機(jī)械強(qiáng)度和低成本潛力等優(yōu)勢(shì)，因而是最具產(chǎn)業(yè)化前景的超導(dǎo)材料。由其制成的超導(dǎo)電纜的載流能力是現(xiàn)在銅電纜的5-10倍，由其繞制的大型電機(jī)體積重量可縮小為原來的1/4，其制作的強(qiáng)磁體可以無損耗地長期運(yùn)行，利用其超導(dǎo)轉(zhuǎn)變特性的超導(dǎo)限流器可突破現(xiàn)有電力技術(shù)的極限。美國能源部認(rèn)為高溫超導(dǎo)技術(shù)是21世紀(jì)電力工業(yè)唯一的高技術(shù)儲(chǔ)備，有著廣闊的應(yīng)用前景和巨大的市場(chǎng)潛力。經(jīng)過十幾年的產(chǎn)品化開發(fā)，已經(jīng)有國外公司開始向市場(chǎng)提供商業(yè)帶材。二代高溫超導(dǎo)帶材及其應(yīng)用正在形成一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)，將在本世紀(jì)在許多重要領(lǐng)域如智能電網(wǎng)、能源、軍事工業(yè)、醫(yī)療、交通及科學(xué)研究，帶來革命性的影響。

二代高溫超導(dǎo)帶材的關(guān)鍵指標(biāo)是其載流電流(Ic)。二代高溫超導(dǎo)材料的相干長度只有納米量級(jí)，超導(dǎo)薄膜晶粒間的夾角大于4度時(shí)形成弱連接，導(dǎo)致通過晶界的超導(dǎo)電流會(huì)迅速下降。晶粒間夾角越大，載流能力下降越大。為了獲得高Ic，超導(dǎo)薄膜一般外延生長在單晶基底上，這樣獲得的薄膜晶粒排列整齊，沒有弱連接。但是單晶基底極貴，而且非柔性，無法成為商業(yè)化應(yīng)用。金屬薄帶是理想的基底，但金屬帶是多晶，生長在其上的超導(dǎo)薄膜是多晶的，形成大量弱連接，超導(dǎo)電流幾乎為0，所以要想獲得高載流能力的實(shí)用超導(dǎo)帶材，必須設(shè)法把薄膜中的晶粒排列整齊，形成極好的晶體織構(gòu)。如何低成本地得到具有高度雙軸織構(gòu)的基底是產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。