第二代钇系高温超导带材具有不可逆场高、载流能力强以及机械性能好的优势,因此在强电领域具有巨大的应用潜力和价值。目前,如何进一步优化性能、提高制备效率以及降低成本是国际上(YBa₂Cu₃O_7-δ)YBCO超导带材的研究重点,而其中的关键在于YBCO超导层的制备。鉴于此,本文改造自主设计的金属有机化学气相沉积（MOCVD）系统,并在“离子束辅助沉积（IBAD）-MgO”模板基带上,进行高质量Y（Gd）BCO超导薄膜高效低成本制备的研究。具体内容如下:1、对MOCVD系统进行优化。首先,重新设计MOCVD系统的蒸发器,提高金属有机源的蒸发效率,并延长金属有机源在蒸发器中的流通时间,使得金属有机源气体可以均匀稳定地流出。然后,改进通电加热电极装置,使每个电极棒与金属基带都能保持良好的电接触,同时增加电极棒的数量,使每个电极流过的电流远小于总电流,保证通电加热的稳定性。最后,重新设计系统的冷凝单元,采用多孔金属冷凝滤芯代替铜板大大增加有效冷凝面积,可以将通过的金属有机源和金属氧化物充分冷凝下来,保证真空管道的通畅和机械泵组的稳定。2、基带加热温度、金属有机源配比、加热方式、多层膜结构以及Zr掺杂对Y（Gd）BCO超导层生长规律的影响研究。研究表明,当Y（Gd）源比例过高时,薄膜表面易形成针状的杂相;当加热电流较低时,薄膜中会形成沿a轴生长的晶粒;当加热电流过高时,薄膜中易形成Y-Cu-O等非超导杂相;当前驱体Cu/Ba比值偏离时,薄膜中也会形成非超导的杂相。基于通电自加热的技术,采用多层膜结构制备Y（Gd）BCO厚膜,通过调整每层薄膜沉积时的加热电流,克服厚膜单次生长温度不足的缺点。同时也验证了SmBCO夹层优化Y（Gd）BCO表面形貌的可行性,为多层超导厚膜的制备提供一个良好的方案。通过Y和Gd的过量以及10%Zr的掺杂在Y（Gd）BCO薄膜中形成纳米尺寸的钉扎中心,提高了其超导性能。基于实验中所使用的缓冲层基带,当加热电流为26.8 A、Cu/Ba比值为1.1时,Y（Gd）BCO薄膜的面外面内半高宽分别为1.3°和2.5°,且表面呈现鱼鳞状的形貌,非常平坦致密,其临界电流密度J_c（77 K,0 T）可以达到7.0 MA/cm²以上。由于基带缓冲层厚度的差别,当加热电流和（Gd,Y）/Ba分别为27.0 A和0.6时,制备出表面平整致密且微波表面电阻为0.581 mΩ（77 K,10 GHz）的Y（Gd）BCO薄膜样品。在优化的工艺条件下,制备出厚度为1μm临界电流I_c为328 A/cm的Y（Gd）BCO多层膜。最后,通过10%的Zr掺杂,Y（Gd）BCO薄膜中形成了纳米尺寸的钉扎中心,其面外和面内半高宽分别为0.93°和2.0°,I_c（77 K,0 T）达到了431 A/cm。3、对Y（Gd）BCO薄膜的高效低成本制备进行研究。首先,基于通电自加热的方法,减小基带与喷淋头的距离,通过调整制备工艺,可以将Y（Gd）BCO薄膜的沉积速率提高至1μm/min,且制备出的Y（Gd）BCO薄膜具有良好的双轴织构、表面形貌以及超导性能,使超导带材的制备效率得到了大幅提升。然后,与通电加热方式相结合,提出一种新的窄流道反应腔,其Y（Gd）BCO薄膜的沉积速率可以达到每面1μm/min,同时,还可以将金属有机源的利用率提高到31%,为Y（Gd）BCO薄膜的高效低成本制备提供良好的方案。4、对Y（Gd）BCO薄膜制备的均匀性和稳定性进行研究。首先,对比研究狭缝式喷淋头、多孔式喷淋头以及窄流道反应腔对薄膜沉积均匀性的影响。当基带衬底与喷淋头之间的距离小于10 mm时,基于1 mm宽单狭缝喷淋头制备的Y（Gd）BCO薄膜在横向上的沉积速率不同,造成了其结构和性能的差异。鉴于此,可以采用多孔式喷淋头或者窄流道反应腔代替狭缝式喷淋头,以保证Y（Gd）BCO薄膜的横向均匀性。然后,在保证薄膜制备均匀性的基础上,采用IBAD-MgO缓冲层模板进行百米长Y（Gd）BCO超导带材的研制。其面外和面内半高宽分别为1.1°-1.3°和2.6°-3.1°,J_c（77 K,0 T）为4.0-4.4 MA/cm²。而且,在双面IBAD-MgO模板基带上实现了双面Y（Gd）BCO薄膜的制备,两面的I_c（77 K,0 T）分别为280 A/cm和329 A/cm,相应的双面I_c之和为609 A/cm。与单面超导带材相比,该双面带材的I_c得到了大幅地提升。