1、涂層超導材料是一種具有廣泛應用前景，卓越性能優(yōu)勢的功能材料。獲得高性能的韌性金屬模板層是制備高載流能力涂層導體線帶材的基礎。目前，韌性金屬模板層存在的主要問題是，現(xiàn)有織構Ni-5at．％W(Ni5W)合金基帶的力學性能和磁性能不能滿足涂層導體應用的廣泛要求、高鎢含量(≥7at．％)NiW合金基帶的立方織構質量不高以及涂層導體過渡層結構過于復雜等。針對以上問題，本論文開展了壓延輔助雙軸織構基板技術制備用于涂層超導織構模板層的研究。采用粉末

2、冶金技術路線設計并獲得了一系列高強度、低磁性且具有銳利立方織構的NiW合金基帶，討論了其立方織構的演變，并采用金屬有機鹽沉積方法在織構NiW合金基板上獲得了性能改進的摻雜CeO2過渡層。論文獲得了以下創(chuàng)新性研究成果。 采用熔煉和粉末冶金方法制備Ni5W合金坯錠，經冷軋和“兩步退火”工藝，獲得了具有優(yōu)良表面質量和高立方織構含量的Ni5W合金基板。并在該織構Ni5W合金基帶上獲得了表面平整，具有尖銳雙軸織構的CeO2/La2Zr2O

3、7過渡層：同時采用粉末冶金制坯技術，經冷軋和優(yōu)化“多步退火”熱處理，獲得了具有高立方織構含量的Ni-7at．％W(Ni7W)和Ni-9．3at．％W(Ni9W)合金基帶，兩者立方織構含量(≤10°)分別達到了99．8％和88．8％，較熔煉坯錠所制得基帶的立方織構水平均有大幅度提高，其中Ni7W合金基帶的立方織構含量為目前國際上報同類材料的最高值。研究提出的粉末冶金制坯技術路線以及對冷軋基帶的優(yōu)化熱處理工藝簡單可行，能夠大規(guī)模生產高強度織

4、構金屬基帶，為高鎢含量NiW帶材在涂層導體中的應用奠定了基礎。 區(qū)別于現(xiàn)有的“套管法”和“共軋制法”，在國際上首次提出采用“復合坯錠法”制備復合基帶的新思路。通過對復合坯錠設計和復合基帶熱處理工藝的研究，成功地獲得了一系列表面具有強立方織構，整體具有高強度低磁性的復合基帶，實現(xiàn)了復合基帶“織構”與“強度和磁性”協(xié)調統(tǒng)一的目標。其中結構為Ni7W/Ni12W/NiW的復合基帶，表面立方織構含量(≤100)為97．5％，與商業(yè)出售的

5、Ni5W合金基帶立方織構水平相當。復合基帶室溫屈服強度值達到330 MPa，比Ni5W合金基帶提高了一倍以上；飽和磁化強度降低到5．0 emu/g，僅為Ni5W合金基帶的18％。此外，10米長復合基帶的成功制備表明“復合坯錠法”技術路線工業(yè)化生產高性能復合基帶的可行性。 采用背散射電子衍射和X射線四環(huán)衍射技術，對高鎢含量NiW合金基帶形變織構和再結晶織構進行深入研究，在粉末冶金制坯獲得的Ni7W合金基帶中，首次揭示梯度分布的形變

6、織構對其立方晶粒形核和長大的作用；并討論粉末冶金和熔煉制坯技術獲得的兩種高鎢含量NiW合金基帶再結晶織構存在差異的原因。此外在復合基帶外層Ni5W的研究中發(fā)現(xiàn)，“梯度分布的形變織構”和“多層材料之間的擴散”是決定復合基帶外層Ni5W織構演變的兩個主要因素。這為進一步研究金屬合金復合材料各層之間的織構形成及其關聯(lián)性奠定了基礎。 在采用金屬有機鹽沉積方法制備摻雜CeO2薄膜的研究中，以金屬有機鹽和丙酸為原料，獲得了均一穩(wěn)定的前驅液。

7、經優(yōu)化的涂敷和“快速熱處理”工藝，在YSZ單晶和NiW合金基帶上獲得了具有雙軸織構的純CeO2薄膜和La或Zr摻雜CeO2薄膜。通過改變前驅液中的摻雜物及其含量，可以調整薄膜的晶格常數。同時采用“多次涂覆”和快速熱處理相結合的工藝首次制備了120 nm厚的Ce0．9La0．1O2雙層膜。該雙層膜面內外取向銳利，表面致密平整。在Ce0．9La0．1O2/NiW金屬韌性模板上，采用脈沖激光沉積方法沉積了YBCO超導薄膜，其起始臨界轉變溫度為

8、90．5 K，臨界電流密度為1．6×104A/cm2(77 K，sf)。這表明該Ce0．9La0．1O2薄膜能夠起到“傳遞織構”和“阻止擴散”的作用。 總之，本論文著眼于目前涂層導體材料的研究熱點，提出解決韌性金屬模板層中存在問題的思路和方案。首先采用簡單易行的傳統(tǒng)粉末冶金技術制備路線和“多步退火”熱處理相結合的工藝，大幅度提高了高鎢含量NiW合金基帶中立方織構的含量，這對降低涂層導體原材料使用成本、改善其綜合性能有著極為重要的

9、現(xiàn)實意義。其次本文提出采用“復合坯錠法”制備具有多層結構復合基帶的全新思路，獲得復合基帶的綜合性能大大優(yōu)于Ni5W合金基帶，能夠滿足涂層導體應用的更高要求。另外值得指出的是無論是高鎢含量NiW合金基帶，還是具有多層結構的復合基帶，都在形變織構向再結晶織構的演變中表現(xiàn)出相互關聯(lián)的梯度變化，這為豐富中低層錯能面心立方金屬和多元復合材料的形變和再結晶機制提供了實驗依據。最后論文制備了不同的摻雜CeO2薄膜，獲得了這一系列薄膜品格常數的變化規(guī)律