Разработки материалов для ВТСП провода на основе YBCO
2007, Tом 4, выпуск 1
Тематика: ВТСП провода и кабели
Разработки материалов для ВТСП провода на основе YBCO
Продолжаются исследования текстурированния холоднокатаных сплавов - основы для получения ВТСП лент 2-го поколения (2G) по технологии RABiTS. Группа из Италии [1] изучала процесс образования текстуры и ее стабильность для широко используемого сплава Ni c 5 ат.%W. Ленты подвергали отжигу в высоком вакууме при температурах от 200 до 1300°C. Установлено, что процесс рекристаллизации начинается при 600°C, а образование острой кубической текстуры наблюдали уже при 800°C. Повышение температуры отжига до 1000°C привело лишь к незначительному улучшению текстуры, а при температуре около 1300°C наблюдали активную вторичную рекристаллизацию. Текстури-рование сопровождается закономерным уменьшением микронапряжений и твёрдости сплава (рис.1).
Рис.1. Основные характеристики лент Ni-5%W, отожженных в вакууме при различных температурах (данные работы [1]).
Кинетические исследования показали, что границы зерен в лентах, отожженных при 900°C менее 20 минут, всё ещё подвижны при последующем 30-минутном отжиге при 850°C, моделирующем осаждение слоя ВТСП. При временах отжига более часа наблюдают образование полностью стабильной морфологии. Анализируя данные, авторы приходят к интересному выводу: зарождение зерен с кубической текстурой происходит уже при относительно низкой температуре, причем кубическая ориентация является единственной. Этот факт уже отмечали, например, исследователи из Дрездена, предложившие двухстадийный метод получения текстурированных лент (получасовой отжиг при 700°C с последующей обработкой при более высокой температуре [2]).
Группа из Oak Ridge Natl. Lab. (ORNL) опубликова-ла новые данные по повышению плотности тока в слоях YBCO за счет внедрения центров пиннинга. Объединены два метода: образование нановключений BaZrO3 и переслаивание ВТСП тонкими слоями когерентного материала (рис. 2). Напомним, что с использованием последнего подхода получены ВТСП пленки с током выше 1000 А на 1 см ширины. Описанная комбинация позволяет получить дефекты как в плоскости ab, так и вдоль оси c YBCO. Интересно, что идея с переслаиванием проходит даже при использовании в качестве прослойки "чистого" YBCO: случай (с) на рисунке, ранее такое поведение демонстрировали для гетероструктур YBCO с CeO2.
Рис. 2. Тонкопленочные структуры YBCO (BaZrO3; CeO2) [3] и их свойства.
Любопытный метод разработали корейские исследователи [4]. Суть разработки состоит в отделении слоя ВТСП от основы - металлической ленты: для этого первый буферный слой делают из растворимого в воде оксида (авторы применили BaO). Если на такой слой нанести всю структуру, упрочнив ее сверху новой металлической основой (например, медью), то её можно отделить от RABiTS растворением буферного слоя в воде. Теоретически, RABiTS после этого можно использовать снова, как темплат для получения следующих образцов.