[发明专利]一种高温涂层超导基带用织构在线检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明属于高温涂层超导基带检测技术领域，涉及一种用于基带织构的X射线在线检测装置及检测方法。

背景技术

钇钡铜氧涂层高温超导带材是通常生长在带有隔离层的双轴织构金属基带上制备而成的。基带的主要作用是外延生长过渡层和超导层，同时能够承受一定的应力应变。为了满足高性能超导带材的需求须具备以下性能指标：高的立方织构度，通过外延生长YBCO膜，使YBCO晶粒之间形成小角度晶界，克服大角度晶界造成的弱联结行为；优良的表面粗糙度和良好的机械强度，以确保在沉淀过程中足够支持脆性氧化膜和后续加工工艺。

织构金属基带的检测是制备YBCO涂层超导带材的关键，目前对于长带织构的检测装置和检测方法还未有报道。这里应用X射线在线检测技术，在不破坏长带的基础上进行快速检测，来表征产品的质量。本发明通过在线检测基带的θ或/和2θ衍射峰强度，来进行物相分析和晶胞参数计算，同时采用ω扫描（Rocking Curve）测定基带（200）晶面来表征样品的织构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种构造简单的X射线的在线检测装置和检测方法，能够在不破坏长带的基础上进行快速检测样品的织构。

为了达到以上的目的，本发明采用的方案是：

一种高温涂层超导基带用织构在线检测装置，包括收放带系统、X衍射仪、动力系统和工控机系统,如图1所示，其中X衍射仪包括X射线源、样品台配欧拉环、射线探测器，其特征在于，收放带系统包括收带轮、放带轮和导轮，收带轮和放带轮安装在X衍射仪的底座上,用于带材的导入和导出，基带由放带轮经导轮进入样品台中,动力系统包括伺服电机，动力系统中伺服电机与收带轮相连，工控机通过控制伺服电机从而带动收带轮收紧带材，由工控机控制提供走带牵引的动力。

将动态退火后基带通过收放带系统置于X衍射仪（XRD）的样品台上，工控机系统可以调节走带速度（1mm/s-100mm/s）、步长(1mm-5m)和等待时间（1s-600s），实现可视化操作，采用ω扫描（Rocking Curve）测定基带（200）晶面的面外织构，织构采样频率为每隔1mm～5m（即步长）采集一个信号对采集的面外织构信息作高斯拟合，得到摇摆曲线的半高宽，并以基带上的取样点位置为横坐标，摇摆曲线的半高宽值为纵坐标作图，由此得到长带整体的面外织构信息；同时检测θ或/和2θ的衍射峰强度，进行物相分析以及晶胞参数计算。从而可以精确测定物质的晶体结构、织构和进行物相分析。

试验结果表明，这种构造简单的X射线在线检查装置和检测方法可以满足样品织构检测的要求，经初步认定这种百米级的基带产品性能也符合进一步制备过渡层和超导层的需要。

附图说明

图1、XRD在线检测系统示意图；

图2、在线检测采样得到的面外织构高斯拟合曲线；

图3、基带2θ扫描XRD图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步说明。所用的在线检测装置示意图见图1。

实施例1：

将完全再结晶退火的基带经由动力系统和工控机系统控制的收放带系统置于XRD设备中，采用ω扫描（Rocking Curve）测定基带（200）晶面的面外织构，扫描步长选定为0.5°，扫描速度为24°/min，θ的扫描范围为10°～40°；基带传动装置的走带速度为100mm/s，织构采样频率为每隔5m采集一个信号，105m长的基带检测耗时总计68min；对采集到的20个点的面外织构信息作高斯拟合，得到摇摆曲线的半高宽，并以基带上的取样点位置为横坐标，摇摆曲线的半高宽值为纵坐标作图，由此得到长带整体的面外织构信息，如图2。

在线检测系统检测到的面外织构和2θ的衍射峰强度信息，如图3所示的XRD图，基带的晶格常数为3.5238A。从面外织构半高宽情况来看，这种百米级基带产品初步认定符合进一步制备过渡层和超导层的要求。