Abstract
Although the electrophoretic deposition method has the advantage of simple processing procedure, less fabrication facilities, and easier control for deposition thickness and wire length, providing economical and technical merits, it also has the disadvantages of cracking and porosity phenomena, requiring an improved processing method for higher particle density and constant particle orientation. we have developed an optimization method to increase the particle density and to unify its orientation, and have performed a study to overcome the cracking and porosity problems in the fabricated superconductor. In order to improve the surface uniformity and the conduction properties of the fabricated YBCO thick films, a system that applies alternate voltage vertically has been developed for the first time and applied to the electrophoretic deposition process. The applied alternate electric field caused a force to be exerted on each YBCO particle and resulted in a rotation of the particle in the direction of applied electric field, accomplishing a uniform particle orientation. We name this process as the shaky-aligned electrophoretic deposition method. For commercial utilization and efficiency, in this dissertation, alternating voltage of 60 Hz and 25 ∼ 120 V/cm was proposed to apply it as a subsidiary source for shaky-flow deposition so that the fabricated thin film showed uniform surface morphology with less voids and cracks and Tc,zero of 90 K and the critical current density of 3419 A/$cm^2$.
전기영동전착법은 제작장치와 공정이 간단하고 두께제어 및 다양한 형태의 초전도 막과 선재 제작이 가능한 경제적 효율성과 기술적 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 전착공정 개발을 통한 분말의 치밀성 및 배향성 향상을 위한 최적화 방안과, 건조 및 열처리 과정에서의 크랙 및 기공현상과 같은 문제점을 극복할 수 있는 균일한 표면의 확보에 관한 연구를 수행하였으며 전기영동전착 초전도 후 막 테이프 제조를 위한 공정의 최적화 방안에 대하여 연구하였다. YBCO 초전도 후막의 균일한 표면과 초전도특성 향상을 위한 공정개선방법으로는 수직방향 교류전계 인가 방식을 적용한 시스템을 최초로 개발하여 전기영동전착 공정에 적용하였다. 본 연구에서 제안한 수직방향 교류전계 인가 방식은 경제적 효율성을 위하여 60 Hz의 25∼120 V/cm의 상용전원을 사용하였으며, 제작된 후막은 기공과 크랙현상이 제거된 균일한 후막으로 여기서 얻어진 대표적인 특성 값들은 임계온도(Tc,zero) 90 K, 임계전류밀도 3419 A/$\textrm{cm}^2$의 값을 얻었다. 직류 전착전계만을 사용하여 제작된 후막의 임계전류밀값인 2354 A/$\textrm{cm}^2$에 비하여 45% 이상 향상된 특성을 확보하였다.
