目前，世界范圍內(nèi)能源供應(yīng)越來(lái)越緊張，而電能有大量浪費(fèi)在傳輸線上，如果使用高溫超導(dǎo)線材，不僅可避免這些損失，還可以節(jié)約大量的金屬材料。因?yàn)橥瑯又睆降母邷爻瑢?dǎo)材料的導(dǎo)體能力高于普通銅導(dǎo)線的100倍以上。高溫超導(dǎo)線材制成的超導(dǎo)器件具有損耗低、體積小、重量輕和效率高等特點(diǎn)。因此，超導(dǎo)技術(shù)越來(lái)越成為一種不可替代的具有經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略意義和巨大發(fā)展?jié)摿Φ母咝录夹g(shù)，將會(huì)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人類社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生巨大推動(dòng)作用。

近年來(lái)研發(fā)成功的以YBa2Cu3O7-x(YBCO)為代表的新一代高溫超導(dǎo)帶材較之第一代Bi系帶材，擁有更高的磁通釘扎能力，在磁場(chǎng)下的性能遠(yuǎn)優(yōu)于Bi系帶材。同時(shí)，YBCO帶材是將YBCO薄膜生長(zhǎng)在柔性的金屬基帶上，形成可卷繞、可承載大電流、具有層狀結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)帶，其載體材料一般為鎳金屬或合金基帶，無(wú)需使用貴金屬材料，因此其制備成本可以大幅降低。目前，新一代高溫超導(dǎo)帶材已成為全世界超導(dǎo)材料研究的熱點(diǎn)。

研究表明，晶粒間夾角對(duì)YBCO薄膜臨界電流密度的影響很大，當(dāng)晶界角超過(guò)5°后薄膜電流承載能力會(huì)大幅下降，這就要求帶材結(jié)構(gòu)中的超導(dǎo)層晶粒排列相當(dāng)整齊，這使得高性能YBCO長(zhǎng)帶材的制備條件非?？量?，必須使用薄膜沉積方法制備。迄今，各研究機(jī)構(gòu)都在不斷探索以期得到成本更低、性能更高、長(zhǎng)度更長(zhǎng)的YBCO帶材。

我國(guó)電子科技大學(xué)的科研人員最近研發(fā)出一種雙面高溫超導(dǎo)帶材，這種帶材是在合金基帶的兩面同時(shí)制備緩沖層和超導(dǎo)層薄膜。由于帶材的厚度主要取決于基帶，如能實(shí)現(xiàn)緩沖層和超導(dǎo)層薄膜良好的均勻性和雙面一致性，將在幾乎相同厚度的帶材上實(shí)現(xiàn)其電流承載能力的成倍增長(zhǎng)。因此雙面高溫超導(dǎo)帶材的研制成功是進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，提高帶材電流承載能力的一個(gè)重要突破。

他們采用軋制輔助雙軸織構(gòu)基帶作為襯底，采用反應(yīng)濺射法來(lái)制備雙面Y2O3雙面種子層，通過(guò)引入水汽使Y原子在基帶上氧化成膜，同時(shí)有效避免基帶的氧化。通過(guò)對(duì)工藝參數(shù)的優(yōu)化，他們成功地制備出了高質(zhì)量的Y2O3種子層，其內(nèi)外位向差在幾度之內(nèi)，大大改善了金屬基帶的雙軸織構(gòu)特性。同時(shí)，薄膜表面的粗糙度僅為2.8nm。在所制備的高質(zhì)量種子層上采用濺射方法外延生長(zhǎng)YSZ阻擋層和CeO2模板層，薄膜表面光滑，并具有良好的均勻性和雙面一致性。采用雙倒筒靶濺射法制備YBCO超導(dǎo)層，采用旋轉(zhuǎn)結(jié)合軸向自動(dòng)進(jìn)退，改善了薄膜受熱不均的現(xiàn)象，獲得了高質(zhì)量的雙面高溫超導(dǎo)帶材。其中短樣雙面臨界電流Ic之和超過(guò)了400A/cm-w，同時(shí)成功制備了長(zhǎng)度超過(guò)1米，Ic＞210A/cm-w的雙面高溫超導(dǎo)帶材。已有的結(jié)果表明，隨著緩沖層制備效率的進(jìn)一步提升，有望在不久的將來(lái)實(shí)現(xiàn)百米級(jí)高性能高溫超導(dǎo)帶材的規(guī)?；a(chǎn)。

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