초록 ▼

본 연구는 값싼 제조방법인 전기증착법과 spray pyrolysis법, malic acid route screen printing법 등의 화학용액증착법으로 높은 임계전류밀도(Jc)를 갖는 Tl-1223상 고온초전도 코팅도체(coated conductor)를 개발하기 위하여, Tl-1223상을 위한 상평형과 생성 및 성장 열역학, 적정 화학조성 발견 및 각종 원소의 doping 효과 연구, 완충층이 필요 없는 코팅도체 개발을 위한 textured Ag 기판 개발 연구, $CeO_2/Ni$ template 개발을 위

본 연구는 값싼 제조방법인 전기증착법과 spray pyrolysis법, malic acid route screen printing법 등의 화학용액증착법으로 높은 임계전류밀도(Jc)를 갖는 Tl-1223상 고온초전도 코팅도체(coated conductor)를 개발하기 위하여, Tl-1223상을 위한 상평형과 생성 및 성장 열역학, 적정 화학조성 발견 및 각종 원소의 doping 효과 연구, 완충층이 필요 없는 코팅도체 개발을 위한 textured Ag 기판 개발 연구, $CeO_2/Ni$ template 개발을 위한 기초연구, 전기증착법과 spray pyrolysis법, malic acid route screen printing법에 의한 Tl-1223상 고온초전도 코팅도체 및 막 제조 연구와 이 코팅도체에서의 bulk 및 계면에서의 미세조직 연구를 수행하였는데, 그 결과 spray pyrolysis법으로는 77K에서 백만 $A/cm^2$의 $J_c$를 갖는 Tl-1223/untextured Ag 막을 개발하고, malic acid route screen printing법으로는 77K에서 팔만 $A/cm^2$의 $J_c$를 갖는 Tl-1223/untextured Ag 코팅도체를 개발하여, 고성능 고온초전도 코팅도체 개발을 위한 제조공정을 발견하였다. 그리고 계면 미세구조 연구를 통하여 Tl-1223 물질의 (001)면이 Ag의 (113)면 위에서 Tl-1223 물질의 [001]방향이 Ag의 [121] 방향과 평형하게 epitaxial growth하는 새로운 사실을 발견하여, (113)[121] textured Ag 기판 개발 연구를 수행하였는데, 그 결과 완전히 (113)[121] texture된 Ag 기판은 개발하지 못하고 이 texture가 강화된 Ag 기판을 개발할 수 있었는데, 이 (113)[121] 강화 Ag 기판을 사용함으로써 균일한 크기의 Tl-1223상 입자를 갖는 Tl-1223/Ag 코팅도체를 전기증착법을 사용하여 개발할 수 있어, 염가의 고온초전도 코팅도체 개발을 위한 기초과학기술을 확립하였음.

Abstract ▼

To develop Tl-1223 high temperature superconducting coated conductors with low production cost and excellent current-carrying capability, by using chemical solution deposition methods such as electro-deposition, spray pyrolysis deposition and malic acid route screen printing, the following studies h

To develop Tl-1223 high temperature superconducting coated conductors with low production cost and excellent current-carrying capability, by using chemical solution deposition methods such as electro-deposition, spray pyrolysis deposition and malic acid route screen printing, the following studies has been performed:
1. Phase diagram and thermodynamics related to formation and growth of Tl-1223 high temperature superconducting material
2. Optimal chemical composition for Tl-1223 material with high critical current density and effect of doping other elements to the Tl-1223.
3. Development of textured Ag substrates for high temperature superconducting coated conductors without oxide buffer layers
4. Development of $CeO_2/Ni$ template
5. Development of optimal processing conditions of electro-deposition, spray pyrolysis deposition and malic acid route screen printing for preparing high temperature superconducting coated conductors with excellent current-carrying capability and studies on microstructure of bulk and interface in the coated conductors
6. Change in critical current density of Tl-2212 film with grain boundary angle

목차 Contents

• $\circ$ 연구개발수행 내용 및 결과...26
• 제 1 장 T1-1223상 고온초전도체를 위한 상평형 및 열역학 연구...26
• 제 1 절 A study in phase equilibrium in Ba-Cu-O system...26
• 제 2절 A study on the ternary compounds of the BaO-CaO-CuO system...32
• 제 3 절 Crystal structures of $Ba_4CaCu_3O_{8+d}\;and\;Ba_6CaCu_3O_{10+d}$...41
• 제 4 절 Temperature dependence of the cell parameters of some phases related to high-Tc superconductors...52
• 제 2 장 적정 화학조성 연구...65
• 제 1 절 각 원소의 화학양론비 변화에 따른 특성 변화 연구...65
• 제 2 절 The influence of fluoride ions on the properties of (Tl, Pb)-1223 superconductors...86
• 제 3 절 Stabilizing the Tl-1223 phase by doping with tellurium...103
• 제 4 절 The influence of zinc on Tl-1223 superconductors...112
• 제 5 절 Effect of low level La(III) doping on bulk Tl-1223...122
• 제 6 절 Thallium-based cuprate superconductors doped with rare earth oxides...128
• 제 3 장 금속기판 개발 연구...138
• 제 1 절 서론...138
• 제 2 절 이축-정렬된 Ag 기판 및 Ag/비자성 고강도 강 복합기판 제조 연구...139
• 제 3 절 Ag/Cu/Ni/Cu/Ag 복합기판 개발 연구...160
• 제 4 절 Cube-textured pure Ni 기판 개발 연구...180
• 제 5 절 Texture된 Ag 기판의 개발...192
• 제 6 절 결론...264
• 제 4 장 CeO2/Ni-합금 template 개발을 위한 기초연구...265
• 제 1 절 Studies on phase equilibria in the ternary Ce-Ni-Cu system...265
• 제 2 절 Thermal treatments for biaxially textured Cu-Ni alloys for YBCO coated conductors...275
• 제 5 장 Tl-1223상 고온초전도 코팅도체의 제조와 그 특성 연구...286
• 제 1 절 전기증착법에 의한 Tl-1223/Ag 도체 제조와 특성 평가 연구...286
• 제 2 절 Preparation of Superconducting Tl-1223 films of Tl-Bi-Sr-Ba-Ca-Cu-O system by spray Pyrolysis deposition and their characteristics...376
• 제 3 절 Structural studies of electrodeposited and sprayed thallium oxide films...382
• 제 4 절 Preparation of Superconducting Tl-1223 films of Tl-Ba-Ca-Cu-O by spray pyrolysis method and their characteristics...395
• 제 5 절 Influence of different factors on the crystallization of Tl-2223/LAO superconducting films deposited by spray pyrolysis...406
• 제 6 절 Preparation and characterization of (Tl,Pb)(Ba,Sr)-1223 films on untextured silver...413
• 제 7 절 High-Resolution TEM analysis of the interface between a Tl-1223 (001) superconducting film and an untextured Ag substrate...424
• 제 6 장 Grain boundary properties of Tl-2212 thin films...434
• 제 1 절 Introduction...434
• 제 2 절 Aims:...436
• 제 3 절 Processing of Tl-2212 Thin Films...436
• 제 4 절 Results...438
• 제 5 절 Conclusions...440
• $\circ$ 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...442
• $\circ$ 연구개발결과의 활용계획...463