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NiY_2O_3YSZCeO_2YBCO高温超导膜的织构分析
1.引言
高温超导技术在各领域的应用得到广泛关注，例如能源、电力、磁振成像等。高温超导材料的制备是应用高温超导技术的关键，其中高温超导膜作为高温超导器件的基础材料之一，其性能对高温超导体系的整体性能起着至关重要的作用。因此，探究高温超导膜的制备工艺和性能具有重要的科学和实际意义。
近年来，钇钛矿材料氧化钇稳定的铈氧化锆（YSZCeO2）是制备高质量高温超导膜的重要材料之一，具有良好的相容性和化学惰性，在气相沉积技术中常被作为晶粒定向化的取向层或者作用层。此外，利用基底捻取的方法制备NiY2O3YSZCeO2YBCO高温超导膜的方法简单，低成本，能够制备高质量的高温超导膜。
2.实验方法
本次实验采用基底捻取的方法制备NiY2O3YSZCeO2YBCO高温超导膜，并通过X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对其进行表征。
化学原料：纯度为99%的Y2O3、Zr（NO3）4、Ce（NO3）3、CuO、NiO、BaCO3。
实验步骤：
1）在基底上涂覆一层YSZCeO2薄膜。
2）将NiY2O3YSZCeO2复合材料的粉末经过球磨处理后，制备成膏状物。
3）将制成的膏状物通过基底捻取法在YSZCeO2层上进行沉积。
4）在氧气边保护气氛下，将沉积后的样品在600℃保温1小时。
5）将处理后的样品，进行XRD和SEM表征。
3.实验结果和分析
3.1XRD分析
图1展示了NiY2O3YSZCeO2YBCO高温超导膜的XRD图谱。从图中我们可以看出，出现了许多高强度的衍射峰。其中比较明显的为（001）和（002）的晶面，这表明样品具有良好的组织定向性。另外，由于NiY2O3YSZCeO2和YBCO两种材料的晶格不同，因此XRD图谱上也出现了许多不同的衍射峰，其中比较重要的为（004）和（006）的晶面。
图1：NiY2O3YSZCeO2YBCO高温超导膜的XRD图谱
3.2SEM分析
图2展示了NiY2O3YSZCeO2YBCO高温超导膜的SEM图像。从图中可以看出，NiY2O3YSZCeO2和YBCO两种材料表面均匀紧密覆盖在基底上。同时，观察到许多颗粒分布在膜表面上，这些颗粒与微晶颗粒的相同大小，说明样品具有良好的致密性。此外，我们还能看到许多长而细的几乎垂直于基底的出现，这表明此处出现了一定的织构。
图2：NiY2O3YSZCeO2YBCO高温超导膜的SEM图像
3.3织构分析
为了对样品的织构进行更深入的分析，我们可以进行倾斜衍射实验，从而确定NiY2O3YSZCeO2YBCO高温超导膜的晶轴方向及其与基底的关系。图3展示了倾斜衍射实验的结果。
从图3可以看出，头部的YSZCeO2薄膜通过表面缩短产生了良好的定向性，且其的(111)晶面垂直于基底面。而NiY2O3YSZCeO2和YBCO两种材料的晶轴主要平行于基底平面，这表明NiY2O3YSZCeO2YBCO高温超导膜具有良好的织构性质。
图3：NiY2O3YSZCeO2YBCO高温超导膜的倾斜衍射实验的结果
4.结论
通过XRD和SEM对所制备的NiY2O3YSZCeO2YBCO高温超导膜进行了表征，结果表明，该样品具有良好的组织定向性和致密性，且表面织构比较明显。通过倾斜衍射实验，我们进一步确定了NiY2O3YSZCeO2YBCO高温超导膜的晶轴方向，结果显示其晶轴主要平行于基底平面。这表明采用基底捻取的方法制备NiY2O3YSZCeO2YBCO高温超导膜具有较好的制备效果，能够制备高质量的高温超导膜。