氧化物超导电线材转让专利

申请号 : CN201680002391.8

文献号 : CN106961829B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 栗原骏

申请人 : 株式会社藤仓

摘要 :

本发明的氧化物超导电线材具备层叠体和金属层,所述层叠体具备:基材;中间层,其层叠于上述基材的主面上并由具有取向性的1层以上的层构成,并且具有沿上述基材的长度方向延伸的一个以上的第1非取向区域;以及,氧化物超导电层,其层叠于上述中间层上并且通过上述中间层进行结晶取向控制,并且具有位于上述中间层的上述第1非取向区域上的第2非取向区域,所述金属层至少覆盖上述层叠体的上述氧化物超导电层的表面和侧面。

权利要求 :

1.一种氧化物超导电线材,具备:层叠体以及金属层,所述层叠体具备:

基材,

中间层,其层叠于所述基材的主面上,由具有取向性的1层以上的层构成,并且具有沿所述基材的长度方向延伸的一个以上的第1非取向区域,以及氧化物超导电层,其层叠于所述中间层上且通过所述中间层进行结晶取向控制,并且具有位于所述第1非取向区域上的第2非取向区域,所述金属层至少覆盖所述层叠体的所述氧化物超导电层的表面和侧面,所述氧化物超导电层在宽度方向被所述第2非取向区域划分。

2.根据权利要求1所述的氧化物超导电线材,其中,所述基材的主面或者所述中间层中任一层的主面具有取向阻碍区域,所述取向阻碍区域是阻碍层叠于所述取向阻碍区域上的层的结晶取向性而形成所述第1非取向区域和所述第2非取向区域的区域。

3.根据权利要求2所述的氧化物超导电线材,其中,所述取向阻碍区域是形成于所述基材的所述主面或所述中间层中任一层的所述主面的凹槽部。

4.根据权利要求3所述的氧化物超导电线材,其中,所述中间层具有取向层和层叠于所述取向层上的盖层,在所述盖层上层叠有所述氧化物超导电层,所述凹槽部被所述盖层覆盖。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的氧化物超导电线材,其中,所述层叠体具有层叠于所述氧化物超导电层上的金属稳定化层,所述金属层覆盖所述金属稳定化层而形成。

说明书 :

氧化物超导电线材

技术领域

[0001] 本发明涉及氧化物超导电线材。
[0002] 本申请基于2015年11月6日在日本申请的日本特愿2015-218911号主张优先权,这里援用其内容。

背景技术

[0003] RE-123系氧化物超导电体(REBa2Cu3O7-X:RE是含Y的稀土类元素)在液态氮温度下显示超导电性,电流损耗低,在实用上是极为有前景的材料,迫切希望将RE-123系的氧化物超导电体加工成线材来用作供电用的导体或电磁线圈等。
[0004] 作为RE-123系的氧化物超导电线材的结构的一个例子,已知有如下的氧化物超导电线材,即,使用机械强度高的金属制基材,利用离子束辅助沉积法(IBAD法)在基材的表面形成结晶取向性良好的中间层,利用成膜法在中间层的表面形成氧化物超导电层,在氧化物超导电层的表面形成由Ag等良导电材料构成的金属稳定化层。
[0005] 如果对氧化物超导电线材施加在与表面垂直的方向随时间变化的磁场成分,则在氧化物超导电层的面内流通环状的屏蔽电流。屏蔽电流导致以热的形式释放的磁损耗。因此当产生大的屏蔽电流时,氧化物超导电线材中存在能效降低这种问题。另外,将氧化物超导电线材加工成线圈状并通电而产生磁场时,由于磁场被屏蔽电流屏蔽而存在无法按设计产生磁场这种问题。
[0006] 另外,屏蔽电流会随着时间衰减。因此,在产生不随时间变动的静磁场的超导电装置中使用的情况下,存在因屏蔽电流的衰减而磁场经时变化这种问题。
[0007] 屏蔽电流和起因于屏蔽电流的磁损耗的大小取决于氧化物超导电层的宽度。因此,通过将氧化物超导电线材细线化,能减小屏蔽电流和磁损耗。另外,将氧化物超导电线利用于马达、变压器等交流应用设备的情况下,通过将氧化物超导电线材细线化,能够降低基于流通的交流电流产生的磁场导致的交流损耗。
[0008] 专利文献1、2中公开了通过将氧化物超导电层分割成多个来细线化的氧化物超导电线材。
[0009] 现有技术文献
[0010] 专利文献
[0011] 专利文献1:日本特开2007-141688号公报
[0012] 专利文献2:日本特开2011-96566号公报

发明内容

[0013] 然而,专利文献1或专利文献2中记载的氧化物超导电线材存在如下问题。
[0014] (1)被细线化的氧化物超导电层产生缺陷的情况下,缺陷的影响变大,因此即使是小的缺陷也容易引起淬灭。
[0015] (2)在形成用于将氧化物超导电层分割成多个的槽时,有时基板受损伤而降低线材的强度。
[0016] (3)有时因氧化物超导电层的侧面接触水分而使氧化物超导电层劣化。
[0017] (4)由于分割氧化物超导电层的同时稳定化层也被分割,因此稳定化层没有电流旁路功能,容易引起淬灭。
[0018] 本发明是鉴于上述课题而进行的,其目的在于提供一种氧化物超导电线材,其不降低氧化物超导电线材的特性的情况下防止淬灭且提高线材的强度,并且难以引起劣化。
[0019] 为了解决上述课题,本发明的一个方式的氧化物超导电线材具备层叠体和金属层,所述层叠体具备:基材;中间层,其层叠于上述基材的主面上且由取向性的1层以上的层构成,并且,具有沿上述基材的长度方向延伸的一个以上的第1非取向区域;氧化物超导电层,其层叠于上述中间层上且通过上述中间层进行结晶取向控制,并且,具有位于上述中间层的上述第1非取向区域上的第2非取向区域,所述金属层至少覆盖上述层叠体的上述氧化物超导电层的表面和侧面。
[0020] 根据上述方式的构成,起到如下效果。
[0021] (1)氧化物超导电层从超导电状态迁移到常导电状态时,金属层能够作为将氧化物超导电层的电流换流的旁路发挥功能。因此,即使因分割而形成的纤丝细的情况下,在有局部缺陷的情况下,能够抑制缺陷的负面影响,防止淬灭。
[0022] (2)由于能够形成金属层,所以能够弥补因槽部导致的基材的机械强度的降低,提高氧化物超导电线材的机械强度。
[0023] (3)因金属层形成于氧化物超导电线材上,所以没有露出氧化物超导电层,因此能够防止从外部浸入到氧化物超导电线材的水分使化物超导电层劣化。
[0024] (4)由于金属层作为将氧化物超导电层的电流换流的旁路发挥功能,因此即使将氧化物超导电线材分割成多个纤丝,也能够提高电流旁路功能,可靠地防止淬灭。
[0025] 在上述基材的主面或者上述中间层中的任一层的主面可以具有取向阻碍区域,上述取向阻碍区域是阻碍层叠于上述取向阻碍区域上的层的结晶取向性而形成上述第1非取向区域和上述第2非取向区域的区域。
[0026] 根据上述方式的构成,通过形成取向阻碍区域,能够在取向阻碍区域上的层形成非取向区域。因此,在层叠氧化物超导电层后无需进行直接加工,氧化物超导电线材中的非取向区域以外的区域的特性不会劣化。
[0027] 上述取向阻碍区域可以是形成于上述基材的上述主面或上述中间层中任一层的上述主面的凹槽部。
[0028] 根据上述方式的构成,通过在基材或中间层形成凹槽部,能够容易地将氧化物超导电线材细线化。
[0029] 上述中间层可以具有取向层和层叠于上述取向层上的盖层,在上述盖层上层叠有上述氧化物超导电层,上述凹槽部被上述盖层覆盖。
[0030] 根据上述方式的构成,凹槽部被盖层所覆盖,因此能够利用盖层抑制基材的金属材料向氧化物超导电层扩散。由于盖层的存在,能够抑制氧化物超导电层的特性劣化。
[0031] 上述层叠体可以具有层叠于上述氧化物超导电层上的金属稳定化层,上述金属层覆盖上述金属稳定化层而形成。
[0032] 根据上述方式的构成,在氧化物超导电层从超导电状态迁移到常导电状态时,金属稳定化层与金属层一起作为将氧化物超导电层的电流换流的旁路发挥功能。因此,能够提高防止淬灭的效果。
[0033] 上述方式的氧化物超导电线材具有金属层,因此起到以下效果。
[0034] (1)在氧化物超导电层从超导电状态要迁移到常导电状态时,金属层能够作为将氧化物超导电层的电流换流的旁路发挥功能。因此,即使在分割形成的纤丝细的情况下,也能在存在局部缺陷时抑制缺陷的负面影响并防止淬灭。
[0035] (2)由于形成了金属层,因此能够弥补因槽部导致的基材的机械强度的降低,并提高氧化物超导电线材的机械强度。
[0036] (3)通过在氧化物超导电线材形成金属层从而不使氧化物超导电层露出,因此能够防止从外部侵入到氧化物超导电线材的水分使氧化物超导电层劣化。
[0037] (4)由于金属层作为将氧化物超导电层的电流换流的旁路发挥功能,因此即使氧化物超导电线材被分割成多个纤丝,也能够提高电流旁路功能,可靠地防止淬灭。

附图说明

[0038] 图1是示意表示第1实施方式的氧化物超导电线材的截面立体图。
[0039] 图2A是示意表示第1实施方式的氧化物超导电线材的截面图。
[0040] 图2B是示意表示第1实施方式的氧化物超导电线材的截面放大图。
[0041] 图3是第1实施方式的氧化物超导电线材的制造方法的第1凹槽部加工装置的简要图。
[0042] 图4A是示意表示第1实施方式的氧化物超导电线材的变形例的截面立体图。
[0043] 图4B是示意表示第1实施方式的氧化物超导电线材的变形例的截面图。
[0044] 图5A是示意表示第2实施方式的氧化物超导电线材的截面图。
[0045] 图5B是示意表示第2实施方式的氧化物超导电线材的截面放大图。
[0046] 图6是示意表示第2实施方式的氧化物超导电线材的变形例的截面图。

具体实施方式

[0047] 以下,基于附图对本发明的氧化物超导电线材的实施方式进行说明。应予说明,在以下的说明中使用的附图中,为了容易理解特征,在便利上有时将作为特征的部分放大示出,各构成要素的尺寸比率等并不限于与实际相同。另外,本发明并不限于以下的实施方式。
[0048] 应予说明,以下的说明中,采用XYZ正交坐标系。Y方向为线材的长边方向。X方向是在线材表面的面内的与Y方向正交的方向,是线材的宽度方向。Z方向是与X方向和Y方向正交的方向,是线材的厚度方向。
[0049] <第1实施方式>
[0050] 图1中示出了本实施方式的氧化物超导电线材8的截面立体图。图2A中示出了本实施方式的氧化物超导电线材8的横截面示意图。图2B是本实施方式的氧化物超导电线材8的截面放大图。
[0051] 如图1、图2A及图2B所示,本实施方式的氧化物超导电线材8具备层叠体5和形成于层叠体5的外周的金属层6。
[0052] 层叠体5中,在基材1的主面1b(第1面)依次层叠中间层2、氧化物超导电层3和金属稳定化层4(第1金属稳定化层),在基材1的背面1c(第2面)形成基底层(基材基底层)7而构成。换言之,层叠体5在基底层7上形成有基材1,在基材1上形成有中间层2,在中间层2上形成有氧化物超导电层3,在氧化物超导电层3上形成有金属稳定化层4。
[0053] 在基材1的主面1b形成有隔着间隔平行配置的多个第1凹槽部1a。第1凹槽部1a作为取向阻碍区域发挥功能。利用取向阻碍区域,阻碍形成于第1凹槽部1a上和中间层2和氧化物超导电层3的取向性,在第1凹槽部1a上的中间层2形成非取向区域(第1非取向区域)2b,在氧化物超导电层3形成非取向区域(第2非取向区域)3b。
[0054] 氧化物超导电层3的非取向区域3b不具有超导电特性,因此在使用时成为高电阻区域而电流变得难以流通。因此,氧化物超导电层3实质上被断开而细线化。氧化物超导电线材8因起因于非取向区域3b的断开·细线化而成为分割成并行的多个纤丝10的构成。
[0055] 应予说明,本说明书中,非取向区域意味着在包含结晶显示取向性的区域的层中不显示取向性的区域。另外,取向阻碍区域是指阻碍层叠于取向阻碍区域上的层的结晶取向性的区域。应予说明,取向阻碍区域在取向阻碍区域上层叠有其它层的情况下,介由其它层而阻碍层叠的层(例如,层叠于其它层上的层)的取向性。
[0056] 以下,对各部的构成进行详细说明。
[0057] 基材1只要是能够用作超导电线材的基材的材料即可,优选由耐热性的金属构成的材料。在具有耐热性的金属中,基材1优选为合金,更优选为镍(Ni)合金或铜(Cu)合金。其中,为市售品时,优选Hastelloy(商品名,Hanes公司制),也可以使用钼(Mo)、铬(Cr)、铁(Fe)、钴(Co)等的成分量不同的、HastelloyB、C、G、N、W等的任何一种。另外,作为基材1,可以使用整合了金属结晶的取向的取向基板。
[0058] 在本实施方式中,基材1的形状为长尺寸的带形状,但例如可以为片形状。基材1的厚度根据目的适当地调整即可,可以设为10~500μm的范围。
[0059] 在基材1的主面1b形成有多个第1凹槽部(取向阻碍区域)1a。
[0060] 第1凹槽部1a是形成于基材1的主面1b的槽,沿基材1的长边方向直线状延伸。多个第1凹槽部1a相互隔着间隔平行地形成。
[0061] 如图2A和图2B所示,第1凹槽部1a是具有对置的一对倾斜内侧面1d、1d的截面V字状的槽。倾斜内侧面1d、1d朝向槽深度方向相对于Z方向(氧化物超导电线材8的厚度方向)向内侧方向倾斜。
[0062] 在此所说的内侧方向是从一个倾斜内侧面(第1倾斜内侧面)1d看接近另一个倾斜内侧面(第2倾斜内侧面)1d的方向。
[0063] 第1凹槽部1a的深度D优选设为0.3μm~10μm,宽度W1优选设为10μm~500μm。
[0064] 通过将第1凹槽部1a的深度D设为0.3μm以上,从而能够在形成于第1凹槽部1a上的部分的中间层2形成非取向区域2b。另外,通过将第1凹槽部1a的深度D设为10μm以下,从而能够维持基材1的强度。
[0065] 通过将第1凹槽部1a的宽度W1设为10μm以上,从而能够形成具有充分的宽度的非取向区域2b。另外,通过将第1凹槽部1a的宽度W1设为500μm以下,从而能够将氧化物超导电层3的非取向区域3b的宽度变窄来确保线材整体的临界电流。
[0066] 应予说明,本实施方式中,第1凹槽部1a形成V字状的槽,但第1凹槽部1a的形状不限于V字状,只要是能够在中间层2形成非取向区域2b的形状,则第1凹槽部1a的形状没有限定。
[0067] 中间层2形成于基材1的主面1b上。中间层2可以使用依次层叠有基底层2A、取向层2B和盖层2C的结构。换言之,可以使用在基材1上形成基底层2A、在基底层2A上形成取向层
2B、在取向层2B上形成盖层2C的结构。
[0068] 基底层2A由扩散防止层和床层中的至少一个构成。
[0069] 扩散防止层发挥如下功能:在比扩散防止层还上面形成其他层时,进行加热处理的结果,基材1、其他层受到热历程,这种情况下,抑制基材1的构成元素的一部分扩散并作为杂质混入氧化物超导电层3。扩散防止层由Si3N4、Al2O3、GZO(Gd2Zr2O7)等构成,例如形成为厚度10~400nm。
[0070] 为了抑制基材1和氧化物超导电层3的界面的构成元素的反应并提高设置于比床层还上面的层的取向性而设置床层。床层是用于减小界面反应性而得到形成于床层上的膜的取向性的层,由Y2O3、Er2O3、CeO2、Dy2O3、Er2O3、Eu2O3、Ho2O3、La2O3等构成。床层的厚度例如为10~100nm。
[0071] 为了控制形成于取向层2B上的盖层2C、氧化物超导电层3的结晶取向性而设置取向层2B。取向层2B由为了控制取向层2B上的盖层2C的结晶取向性而进行双轴取向的物质形成。作为取向层2B的材质,可例示Gd2Zr2O7、MgO、ZrO2-Y2O3(YSZ)、SrTiO3、CeO2、Y2O3、Al2O3、Gd2O3、Zr2O3、Ho2O3、Nd2O3等金属氧化物。优选取向层2B利用IBAD(Ion-Beam-Assisted Deposition)法形成。
[0072] 为了将氧化物超导电层3的结晶取向性较强控制在与取向层2B同等以上而设置盖层2C。盖层2C由能够在上述取向层2B的表面成膜而晶粒在面内方向自取向的材料构成。具体而言,盖层2C由CeO2、Y2O3、Al2O3、Gd2O3、ZrO2、YSZ、Ho2O3、Nd2O3、LaMnO3等构成。盖层2C的膜厚能够在50~5000nm的范围形成。应予说明,盖层可以用多个层构成。
[0073] 中间层2中,特别是取向层2B和盖层2C是为了控制形成于中间层2上的氧化物超导电层3的取向性而设置。取向层2B和盖层2C具有取向性,从而能够控制中间层2上的氧化物超导电层3的取向性。因此,取向层2B和盖层2C不具有取向性的情况下,形成于中间层2上的氧化物超导电层3也无法具有取向性。
[0074] 中间层2的取向性取决于层叠有中间层2的基材1的主面1b的表面性状(表面的特性)。
[0075] 主面1b的表面倾斜或主面1b的表面粗糙的情况下,在中间层2的层内结晶生长方向收到干扰,中间层2不能成为具有作为氧化物超导电层3的基底优选的取向性的层。
[0076] 本实施方式中,在基材1的主面1b形成第1凹槽部1a,形成倾斜于被成膜面的面,因此形成于第1凹槽部1a上的中间层2的取向受到干扰。由于形成于第1凹槽部1a上的中间层2的取向的干扰,在中间层2中,在形成于基材1的第1凹槽部1a上的部分形成与第1凹槽部1a对应的非取向区域2b。另外,在形成于第1凹槽部1a上的中间层2中,以转印第1凹槽部1a的方式在第1凹槽部1a的表面形成第2凹槽部2a。第2凹槽部2a与第1凹槽部1a同样地为V字状的槽。
[0077] 当相对于中间层2的厚度基材1的第1凹槽部1a的深度D浅的情况下,因中间层2的层叠,第1凹槽部1a被埋,有时在中间层2的表面没有形成第2凹槽部2a。即使没有形成第2凹槽部2a的情况下,如果在中间层2的表面形成有非取向区域2b,则能够在氧化物超导电层3形成非取向区域3b。
[0078] 作为构成氧化物超导电层3的材料,可举出公知的材料,具体而言,可以例示被称为RE-123系的REBa2Cu3O7-X(RE表示作为稀土类元素的Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的1种或2种以上)。作为氧化物超导电层3,可以例示Y123(YBa2Cu3O7-X)或Gd123(GdBa2Cu3O7-X)等。
[0079] 氧化物超导电层3的厚度优选为为0.5~5μm左右,且为均匀的厚度。
[0080] 在氧化物超导电层3中,形成于中间层2的非取向区域2b上的部分成为结晶的取向受到干扰的非取向区域3b。另外,以转印中间层2的第2凹槽部2a的方式在非取向区域3b形成有第3凹槽部3a。
[0081] 氧化物超导电层3的取向性被中间层2(特别是取向层2B、盖层2C)控制。因此,形成于中间层2的非取向区域2b上的部分不具有充分的结晶取向性以显现超导电状态。
[0082] 此外,在中间层2的非取向区域2b的表面形成具有V字状的槽的线状的第2凹槽部2a。氧化物超导电层3的取向性不仅取决于中间层2的取向性,还取决于中间层2的表面性状。如此地通过在中间层2的非取向区域2b上形成第2凹槽部2a,构成形成于第2凹槽部2a上的氧化物超导电层3的结晶变得更难以取向。应予说明,即使在中间层2的表面没有形成第2凹槽部2a的情况下,只要形成非取向区域2b,在形成于非取向区域2b上的氧化物超导电层3也形成非取向区域3b。然而,通过具有第2凹槽部2a,使氧化物超导电层3的非取向区域3b的非取向性变得显著。
[0083] 非取向区域3b的取向性被干扰,因而不具有超导电特性,或者临界电流显著低。因此,如果在极低温下使电流在氧化物超导电线材8中流通,则电流难以在非取向区域3b流通,将氧化物超导电层3实质上进行断开。
[0084] 氧化物超导电层3在宽度方向被非取向区域3b划分,从而氧化物超导电层3作为被非取向区域3b细线化而成的多个超导电线发挥功能。
[0085] 非取向区域3b只要形成为在宽度方向划分氧化物超导电层3,则可以不是在第2凹槽部2a上的部分整体上形成。即,非取向区域3b只要能够阻碍夹持非取向区域3b而相邻的取向性高的氧化物超导电层3彼此的电流,则宽度可以部分变宽,也可以部分变窄。
[0086] 金属稳定化层(保护层)4由Ag或Ag合金等良好的导电性材料形成,并形成为对氧化物超导电层3的接触电阻低且密封度良好的层。金属稳定化层4利用溅射法等成膜法进行层叠,金属稳定化层4的厚度为1~30μm左右。
[0087] 以转印氧化物超导电层3的第3凹槽部3a的方式在金属稳定化层4的表面(主面4a)形成第4凹槽部4b。主面4a是在层叠体5的表面中的氧化物超导电层3侧的表面。
[0088] 应予说明,金属稳定化层可以设在层叠体5的侧面5b和背面5c。
[0089] 金属稳定化层设置于层叠体5的侧面5b的情况下,优选金属稳定化层以覆盖至少从氧化物超导电层3的侧面至基材1的侧面的区域的方式形成。
[0090] 基底层7由铜、铜合金、银、银合金等形成。基底层7的厚度例如设为0.1~10μm。基底层7可以利用溅射法等而形成。通过基底层7能够提高金属层6对层叠体5的密合性。
[0091] 金属层6(第2金属稳定化层)至少覆盖层叠体5的主面5a(金属稳定化层4的主面4a)和侧面5b(基材1、中间层2、氧化物超导电层3、金属稳定化层4以及基底层7的侧面)而形成。
[0092] 详细而言,如图1和图2A所示,金属层6具有主面部6a、侧面部6b、6b、背面部6c。主面部6a设置于金属稳定化层4的主面4a侧(主面4a上),并覆盖主面4a。侧面部6b设置于层叠体5的侧面5b并覆盖侧面5b。背面部6c设置于层叠体5的背面5c(基底层7的表面7c)并覆盖背面5c。
[0093] 作为构成金属层6的金属材料,可举出铜、铜合金、镍、金、银、铬、锡等,可以组合它们中的1种或2种以上使用。作为铜合金,有Cu-Zn合金、Cu-Ni合金等。铜和铜合金具有高的导电性且价廉,因而优选。
[0094] 氧化物超导电层3要从超导电状态迁移到常导电状态时,金属层6与金属稳定化层4一起作为将氧化物超导电层3的电流换流的旁路发挥功能。
[0095] 作为构成金属层6的金属材料,可以使用电阻比铜高的金属(高电阻金属),例如Ni-Cr合金。如果使用高电阻金属,则屏蔽电流和起因于屏蔽电流的磁损耗以及交流损耗变得容易减少。
[0096] 金属层6的厚度例如可以设为10~300μm。
[0097] 通过将金属层6的厚度设为10~300μm的范围,从而难以产生针孔,所以能够防止水分的浸入,并且能够抑制整体的厚度而将弯曲性变得良好。
[0098] 金属层6是通过镀覆形成的镀覆覆盖层。金属层6例如通过将层叠体5浸渍于由硫酸铜水溶液构成的镀覆浴中,通过电镀而形成。
[0099] 金属层6由于通过镀覆形成,因此能够在层叠体5的整周上确保充分的厚度。由此,金属层6在层叠体5的整周上可靠地覆盖,并能够有效地防止由水分导致的氧化物超导电层3的劣化。
[0100] 氧化物超导电线材8可以进一步用绝缘性的覆盖层覆盖整体(省略图示)。通过用覆盖层进行覆盖,保护整体,能够得到稳定的性能的氧化物超导电线材8。
[0101] 覆盖层可以是在例如氧化物超导电线材等绝缘覆盖中通常使用的由各种树脂、氧化物等公知材质构成的层。
[0102] 作为上述树脂,具体而言,可以例示聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、聚酯树脂、硅树脂、硅树脂、醇酸树脂、乙烯基树脂等。另外,优选为紫外线固化性树脂。
[0103] 作为上述氧化物,可以例示CeO2、Y2O3、Gd2Zr2O7、Gd2O3、ZrO2-Y2O3(YSZ)、Zr2O3、Ho2O3等。
[0104] 覆盖层的覆盖的厚度没有特别限定,根据覆盖对象部位等适当地调节即可。
[0105] 根据覆盖层的材质用公知的方法形成覆盖层即可,例如,将原料涂覆于氧化物超导电线材8并使被涂覆的原料固化即可。另外,能够得到片状的覆盖层的情况下,也可以使用片状的覆盖层,将其层叠于氧化物超导电线材8上。
[0106] 在氧化物超导电线材8的氧化物超导电层3上形成有隔着间隔并行延伸的多个非取向区域3b。利用非取向区域3b将氧化物超导电层3断开,氧化物超导电线材8被多个纤丝10分割。各纤丝10没有被机械断开,但由于在氧化物超导电层3上形成有非取向区域3b,因此在超导电状态下以各纤丝10为单位流通电流。由于非取向区域3b的存在,氧化物超导电线材8成为各超导电线(纤丝10)并行配置而成的构成。
[0107] 通过增加第1凹槽部1a的个数(即,形成于第1凹槽部1a上的非取向区域2b、3b的个数),从而增加形成于氧化物超导电线材8的纤丝10的个数,交流损耗与纤丝10的个数成反比例而减少。另外,纤丝10的个数如果增加,则屏蔽电流和起因于屏蔽电流的磁损耗减少。因此,优选使形成于线状的第1凹槽部1a的个数增加而形成。然而,如果过于细线化,则在氧化物超导电层3中,非取向区域3b所占的比例变多,临界电流密度变低。另外,氧化物超导电层3中,彼此相邻的非取向区域3b彼此连接,电流有可能沿长度方向不流通。
[0108] 因此,优选将形成于基材1的第1凹槽部1a和第1凹槽部1a上的非取向区域2b、3b所断开的纤丝10的宽度设为100μm以上。
[0109] 应予说明,各纤丝10的宽度彼此可以相同或不同,但通常几乎相同。
[0110] 这样,通过由非取向区域3b将氧化物超导电层3分割而细线化,从而减少氧化物超导电线材8的屏蔽电流和起因于屏蔽电流的磁损耗以及交流损耗。
[0111] 氧化物超导电线材8的被多个线状的非取向区域3b分割成多个纤丝10的各氧化物超导电层3之间的每1cm长的纤丝电阻为1Ω/cm以上。
[0112] 应予说明,多个纤丝10通过金属稳定化层4和金属层6彼此进行电连接,但由于金属稳定化层4和金属层6不具有超导电特性,因此在使用氧化物超导电线材8时成为相对高的电阻而变得难以流通电流。因此,氧化物超导电层3的分割了的状态不会受到损害。
[0113] 氧化物超导电线材8起到如下效果。
[0114] (1)氧化物超导电层3要从超导电状态迁移到常导电状态时,金属层6与金属稳定化层4一起作为将氧化物超导电层3的电流进行换流的旁路发挥功能。因此,通过分割而形成的多个纤丝10即使细,在有局部缺陷的情况下也能够抑制起因于局部缺陷的负面影响,防止淬灭。
[0115] (2)由于形成有金属层6,所以能够弥补由第1凹槽部1a导致的基材1的机械强度下降,能够提高氧化物超导电线材8的机械强度。
[0116] (3)通过在层叠体5的侧面5b形成金属层6而不会使氧化物超导电层3露出,因此能够防止从外部浸入的水分使氧化物超导电层3劣化。
[0117] (4)金属层6与金属稳定化层4一起作为将氧化物超导电层3的电流换流的旁路发挥功能,因此无论氧化物超导电线材8被分割成多个纤丝10,都能够提高电流旁路功能,可靠地防止淬灭。
[0118] 应予说明,作为其他的实施方式,金属稳定化层4可以为沿着第3凹槽部3a断开的构成。这样的金属稳定化层4例如通过在金属稳定化层4上进行掩蔽,进行蚀刻除去与第3凹槽部3a对应的部分的掩蔽而形成。由此,能够除去金属稳定化层4的与第3凹槽部3a对应的部分,成为仅在氧化物超导电层3中的取向性高的部分上层叠金属稳定化层4的状态。
[0119] 在这样的实施方式中,由于各纤丝10彼此进行电连接,因此能够更有效地减少屏蔽电流和起因于屏蔽电流的磁损耗以及交流损耗。
[0120] 接下来,本实施方式的氧化物超导电线材8的制造方法的一个例子进行说明。
[0121] 本实施方式的氧化物超导电线材8的制造方法具有在基材1上形成第1凹槽部1a的工序。以下说明具体的制造方法。
[0122] 首先,准备带状的基材1,对带状的基材1的主面1b进行研磨,将其算术平均粗糙度Ra设为3nm~4nm。进而,利用丙酮对上述基材的主面1b进行脱脂、清洗。经由以上工序,以将中间层2层叠于基材1上时基材1的主面容易得到中间层2的取向性的方式进行准备。
[0123] 接下来,在带状的基材1的主面1b形成线状的第1凹槽部1a。
[0124] 图3是表示在本实施方式中在基材1的主面1b形成第1凹槽部1a的第1凹槽部加工装置109的简要图。
[0125] 第1凹槽部加工装置109主要由送出滑轮106、卷绕滑轮107、配置于送出滑轮106和卷绕滑轮107之间的中转滑轮108A以及加工工具108构成。
[0126] 基材1卷绕于送出滑轮106。在卷绕滑轮107安装有马达(省略图示)等搬运装置。在卷绕滑轮107卷绕基材1的一端,通过使搬运装置工作而将基材1从送出滑轮106向卷绕滑轮107送出,介由中转滑轮108A用卷绕滑轮107卷绕基材1。
[0127] 加工工具108是加工工具108的前端朝向中转滑轮108A的金属加工用的刀具。加工工具108的前端例如具有V字状且为尖锐的形状。
[0128] 将基材1边卷绕于卷绕滑轮107,边将加工工具108的前端按压于沿中转滑轮108A的外周搬运的基材1,从而能够在基材1形成直线状的槽(第1凹槽部1a,参照图1)。
[0129] 应予说明,通过将加工工具108沿图3的深度方向(X轴方向)并列配置多个加工工具,从而沿着带状的基材1的长边方向形成平行的多个第1凹槽部1a。
[0130] 这样,将中间层2利用以往公知的方法层叠于形成第1凹槽部1a的氧化物超导电线材8(层叠工序)。进而,在中间层2的主面层叠氧化物超导电层3。
[0131] 在中间层2的成膜工序中,在第1凹槽部1a上形成不具有取向性的非取向区域2b。同样地在氧化物超导电层3的成膜工序中,在中间层2的非取向区域2b上形成氧化物超导电层3的非取向区域3b。
[0132] 在氧化物超导电层3上层叠金属稳定化层4。接着,在基材1的背面1c利用溅射法等形成基底层7。
[0133] 由此,制作以具有多个纤丝10的方式利用非取向区域3b进行细线化的层叠体5。
[0134] 在层叠体5的外周形成金属层6。金属层6通过将例如层叠体5浸渍于由硫酸铜水溶液构成的镀覆浴中,利用电镀而形成。
[0135] 本实施方式的氧化物超导电线材8的制造方法中,由于在氧化物超导电层3层叠后不施加利用激光等的机械加工或者利用蚀刻等的化学加工,因此氧化物超导电层3的取向区域以外的区域的超导电特性不会变差。另外,出于相同的理由,各层的密合性不会变差。
[0136] <第1实施方式的变形例>
[0137] 在图4A和图4B中示出作为第1实施方式的氧化物超导电线材8的变形例的氧化物超导电线材18的截面图。
[0138] 氧化物超导电线材18使用由金属带构成的金属层16代替利用镀覆形成的金属层6,其在该点上与图1所示的氧化物超导电线材8不同。以下,关于第1实施方式的与氧化物超导电线材8相同的构成,标记相同符号并省略说明。
[0139] 金属层16至少覆盖层叠体5的主面5a和侧面5b而形成。
[0140] 详细而言,如图4B所示,金属层16具有主面部16a、侧面部16b、16b、背面部16c。主面部16a设置于金属稳定化层4的主面4a侧,覆盖主面4a。侧面部16b设置于层叠体5的侧面5b侧,覆盖侧面5b。背面部16c设置于层叠体5的背面5c侧,覆盖背面5c。
[0141] 作为构成金属层16的金属材料,可举出铜、铜合金、铝、铝合金、不锈钢等,可以组合它们中的1种或者组合2种以上使用。作为铜合金,有Cu-Zn合金、Cu-Ni合金等。铜和铜合金具有高导电性且价廉,因而优选。
[0142] 在氧化物超导电层3要从超导电状态迁移到常导电状态时,金属层16与金属稳定化层4一起作为将氧化物超导电层3的电流换流的旁路发挥功能。
[0143] 作为构成金属层16的金属材料,可以使用电阻比铜高的金属(高电阻金属),例如Ni-Cr合金。如果使用高电阻金属,则屏蔽电流和起因于屏蔽电流的磁损耗以及交流损耗变得容易减少。
[0144] 金属层16的厚度例如设为10~300μm。
[0145] 通过将金属层16的厚度设为10~300μm的范围,从而难以产生针孔,因此能防止水分浸入氧化物超导电线材18中,并且能够抑制氧化物超导电线材18的整体厚度来将弯曲性变得良好。
[0146] 金属层16介由焊料层9与层叠体5的表面(主面5a、侧面5b、背面5c)接合。
[0147] 金属层16例如可以如下形成。利用镀覆在层叠体5的表面形成焊料层后,在焊料层上配置金属带,以金属带使横截面呈大致C字型的方式包住层叠体5进行折叠弯曲加工。使焊料层加热熔融的同时,利用焊料层将金属带与层叠体5接合。由此,得到介由焊料层9与层叠体5接合的金属层16。
[0148] 由于金属层16通过金属带形成,因此在层叠体5的整周上能够确保充分的厚度。由此,在层叠体5的整周上可靠地覆盖,能够有效地防止由水分导致的氧化物超导电层3的劣化。
[0149] <第2实施方式>
[0150] 接着,对第2实施方式进行说明。
[0151] 图5A中示出了第2实施方式的氧化物超导电线材28的截面图。另外,图5B是氧化物超导电层33的非取向区域33b的放大图。以下,以图5A和图5B为基础,对氧化物超导电线材28进行说明。
[0152] 第2实施方式的氧化物超导电线材28与第1实施方式的氧化物超导电线材8相比,凹槽部32Ba的构成不同。以下,对第1实施方式和作为第1实施方式的变形例的氧化物超导电线材8、18的同样的构成标记相同符号并省略说明。
[0153] 如图5A和图5B所示,氧化物超导电线材28具备层叠体15和形成于层叠体15的外周的金属层6。
[0154] 层叠体15在基材31的主面31b(第1面)依次层叠中间层32(基底层32A、取向层32B、盖层32C)、氧化物超导电层33以及金属稳定化层34,在基材31的背面31c(第2面)形成基底层7而构成。换言之,在层叠体15中,在基底层7上形成基材31,在基材31上形成中间层32,在中间层32上形成氧化物超导电层33,在氧化物超导电层33上形成金属稳定化层34。
[0155] 基材31采用与第1实施方式的氧化物超导电线材8的基材1同样的构成。
[0156] 基底层32A与第1实施方式的氧化物超导电线材8的基底层2A同样地由扩散防止层和床层中的至少一个构成。基底层32A采用与基底层2A同样的构成。
[0157] 形成有凹槽部32Ba的部分的基底层32A在宽度方向(X方向)可以不连续。即,基底层32A可以在宽度方向(X方向)断开。
[0158] 取向层32B与第1实施方式的氧化物超导电线材8的取向层2B同样,是为了控制形成于取向层32B上的盖层32C、氧化物超导电层33的结晶取向性而设置。
[0159] 在取向层32B的主面32Bb形成有到达基材31的多个凹槽部32Ba。凹槽部32Ba在基材31的长边方向直线状地延伸。多个凹槽部32Ba相互隔着间隔平行地形成。凹槽部32Ba通过将加工工具按压在取向层32B的主面32Bb并使基材31移动而形成。凹槽部32Ba的形成方法与第1实施方式的第1凹槽部1a的形成方法相同。
[0160] 如图5B所示,凹槽部32Ba的截面形状例如为大致圆弧状。凹槽部32Ba具有对置的一对的内侧面32Bd、32Bd。内侧面32Bd、32Bd的至少一部分朝向槽深度方向相对于Z方向(氧化物超导电线材28的厚度方向)向内侧方向倾斜。这里所说的内侧方向是指从一个内侧面(第1内侧面)32Bd来看接近于另一个内侧面(第2内侧面)32Bd的方向。
[0161] 形成有凹槽部32Ba的部分的取向层32B成为弯曲成截面圆弧状的形状。
[0162] 通过形成凹槽部32Ba,凹槽部32Ba的正下方和凹槽部32Ba的周围的取向层32B的取向性受到干扰,在取向层32B形成非取向区域。如图5B放大所示,在凹槽部32Ba的边缘部形成取向层32B隆起的隆起部32Bc。隆起部32Bc在将加工工具按压在取向层32B而形成凹槽部32Ba时,被加工工具挤压的取向层32B、基底层32A以及基材31的一部分通过向凹槽部32Ba的外侧挤压隆起而形成。因此,取向层32B在凹槽部32Ba和隆起部32Bc不具有取向性。
即,形成有凹槽部32Ba和隆起部32Bc的区域作为非取向区域发挥功能。另外,凹槽部32Ba和隆起部32Bc作为阻碍层叠于凹槽部32Ba和隆起部32Bc上的氧化物超导电层33的取向性的取向阻碍区域发挥功能。
[0163] 凹槽部32Ba的宽度W2优选设为0.3μm~40μm。
[0164] 通过将凹槽部32Ba的宽度W2设为0.3μm以上,从而能够在氧化物超导电层33可靠地形成非取向区域33b。另外,通过将凹槽部32Ba的宽度W2设为40μm以下,从而氧化物超导电层33的非取向区域33b的宽度变窄而能够确保临界电流密度。
[0165] 应予说明,本说明书中,凹槽部32Ba意味着取向层32B凹陷而变得比成膜厚度更薄的区域。因此,隆起部32Bc不包含在凹槽部32Ba,而成为形成于凹槽部32Ba的两侧的区域。凹槽部32Ba的宽度W2不包括隆起部32Bc,是取向层32B凹陷的部分的宽度。凹槽部32Ba的深度D4是取向层32B的从主面32Bb直至凹槽部32Ba的最深部分的深度方向的距离。
[0166] 凹槽部32Ba的深度D4优选设为0.3μm~10μm。
[0167] 通过将凹槽部32Ba的深度D4设为0.3μm以上,从而能够在氧化物超导电层33可靠地形成非取向区域33b。另外,通过将凹槽部32Ba的深度D4设为10μm以下,从而能够维持基材31的强度。
[0168] 关于其他构成,取向层32B可以采用与氧化物超导电线材8的取向层2B相同的构成。
[0169] 应予说明,凹槽部32Ba的截面形状不限于图5A、图5B所示的大致圆弧形状,例如可以为V字状。
[0170] 如图5B所示,在基材31的主面31b,在与凹槽部32Ba对应的位置形成有与凹槽部32Ba的形状对应的具有截面圆弧状的第1凹槽部31a。
[0171] 第1凹槽部31a具有对置的一对内侧面31d、31d。内侧面31d、31d的至少一部分,朝向槽深度方向,相对于Z方向(氧化物超导电线材28的厚度方向)向内侧方向倾斜。在此所说的内侧方向是从一个内侧面(第一内侧面)31d来看接近于另一内侧面(第二内侧面)31d的方向。
[0172] 关于其他构成,基材31可以采用与氧化物超导电线材8的基材1相同的构成。
[0173] 应予说明,第1凹槽部31a的截面形状不限于大致圆弧形状,例如可以为V字状。
[0174] 形成有凹槽部32Ba的部分的取向层32B可以在凹槽部32Ba的宽度方向(X方向)连续地形成,但也可以在凹槽部32Ba的方向(X方向)不连续。即,取向层32B可以在第1凹槽部31a内在宽度方向(X方向)上断开。另外,取向层32B可以不形成在第1凹槽部31a内。
[0175] 盖层32C中,层叠于取向层32B的凹槽部32Ba和隆起部32Bc上的部分不具有取向性。中间层32整体具有非取向区域32b。另外,非取向区域32b是与凹槽部32Ba和位于凹槽部32Ba的边缘部的32Bc对应的区域。
[0176] 形成有凹槽部32Ba的部分的盖层32C成为与凹槽部32Ba的形状对应的弯曲成截面圆弧状的形状。形成有凹槽部32Ba的部分的盖层32C在凹槽部32Ba的宽度方向(X方向)不断开,在凹槽部32Ba的宽度方向连续地形成。
[0177] 关于其他构成,盖层32C可以采用与氧化物超导电线材8的盖层2C相同的构成。
[0178] 氧化物超导电层33通过中间层32(特别是取向层32B、盖层32C)控制取向性,因此形成于中间层32的非取向区域32b上的部分无法具有取向性。在氧化物超导电层33中,形成于中间层32的非取向区域32b上的部分成为不具有取向性的非取向区域33b。
[0179] 形成有凹槽部32Ba的部分的氧化物超导电层33成为与凹槽部32Ba的形状对应的弯曲成截面圆弧状的形状。形成有凹槽部32Ba的部分的氧化物超导电层33在凹槽部32Ba的宽度方向(X方向)不断开,在凹槽部32Ba的宽度方向连续地形成。
[0180] 关于其他构成,氧化物超导电层33可以采用与氧化物超导电线材8的氧化物超导电层3相同的构成。
[0181] 形成有凹槽部32Ba的部分的金属稳定化层34成为与凹槽部32Ba的形状对应的弯曲成截面圆弧状的形状。形成有凹槽部32Ba的部分的金属稳定化层34在凹槽部32Ba的宽度方向(X方向)不断开,在凹槽部32Ba的宽度方向连续地形成。
[0182] 在金属稳定化层(保护层)34的表面(主面34a)以转印取向层32B的凹槽部32Ba的方式形成有具有与凹槽部32Ba的形状对应的截面圆弧状的第4凹槽部34b。
[0183] 主面34a是层叠体15的表面中的氧化物超导电层33侧的表面。
[0184] 关于其他构成,金属稳定化层34采用与氧化物超导电线材8的金属稳定化层4相同的构成。
[0185] 如图5A所示,金属层6是利用镀覆形成的镀覆覆盖层,至少覆盖层叠体15的主面15a(金属稳定化层34的主面34a)及侧面15b(基材31、中间层32、氧化物超导电层33、金属稳定化层34以及基底层7的侧面)而形成。
[0186] 金属层6的主面部6a设置于金属稳定化层34的主面34a侧,覆盖主面34a。侧面部6b设置于层叠体15的侧面15b侧,覆盖侧面15b。背面部6c设置于层叠体15的背面15c(基底层7的表面7c)侧,覆盖背面15c。
[0187] 金属层6利用镀覆而形成,因此能够在层叠体15的整周上确保充分的厚度。由此,能够可靠地覆盖层叠体15的整周,有效地防止由水分导致的氧化物超导电层33的劣化。
[0188] 第2实施方式的氧化物超导电线材28的氧化物超导电层33中,因非取向区域33b,将氧化物超导电层33实质上断开。由于非取向区域33b的存在,氧化物超导电线材28成为分割成多个纤丝40的并行配置的构成。由此,通过非取向区域33b将氧化物超导电层33分割而细线化,从而可以减少氧化物超导电线材28的屏蔽电流和起因于屏蔽电流的磁损耗以及交流损耗。
[0189] 另外,第2实施方式的氧化物超导电线材28中,将控制氧化物超导电层33的取向性的中间层32的一部分直接加工而形成有凹槽部32Ba。通过凹槽部32Ba的存在,能够在中间层32可靠地形成非取向区域32b。
[0190] 本实施方式的氧化物超导电线材28中,在氧化物超导电层33层叠后不施加利用激光等的机械加工或者利用蚀刻等的化学加工,因此氧化物超导电层33中的取向区域以外的区域的超导电特性不会变差。另外,各层的间的密合性不会变差。
[0191] 已知通常层叠的氧化物超导电层33对下面的层的密合性弱。本实施方式的氧化物超导电线材28能够提高氧化物超导电层33与设置于氧化物超导电层33下的中间层32的密合性。即,能够抑制氧化物超导电层33的剥离。将加工工具按压在取向层32B的主面32Bb而形成取向层32B中的凹槽部32Ba,在表面形成有起因于加工的微细凹凸。形成于具有凹凸的凹槽部32Ba上的盖层32C仿效取向层32B的微细凹凸而在表面形成有微细凹凸。如果在盖层32C上形成氧化物超导电层33,则利用微细凹凸的锚固效果使盖层32C与氧化物超导电层33的接合强度变大,因此盖层32C与氧化物超导电层33的密合性提高。由此,氧化物超导电层
33因盖层32C上的微细凹凸而难以从盖层32C剥离。
[0192] 氧化物超导电线材28与第1实施方式的氧化物超导电线材8同样地起到以下效果。
[0193] (1)金属层6与金属稳定化层34一起作为将氧化物超导电层33的电流换流的旁路发挥功能,因此在有局部缺陷的情况下能够抑制局部缺陷的负面影响,防止淬灭。
[0194] (2)通过金属层6能够弥补由第1凹槽部31a导致的基材31的强度降低,提高氧化物超导电线材28的机械强度。
[0195] (3)因金属层6而氧化物超导电层33没有露出,因此能够防止氧化物超导电层33因水分而劣化。
[0196] (4)金属层6与金属稳定化层34一起作为将氧化物超导电层3的电流换流的旁路发挥功能,因此能够提高电流旁路功能,可靠地防止淬灭。
[0197] 应予说明,在本实施方式中,中间层32中例示了在取向层32B形成凹槽部32Ba的构成。形成于中间层32的凹槽部形成于中间层32中任一层的主面即可。由此,凹槽部能够在中间层32构成非取向区域32b。即,中间层32的非取向区域32b只要是因形成于中间层32中的任一层的凹槽部而其取向被干扰的区域即可。
[0198] 另外,如本实施方式所示,通过在取向层32B形成凹槽部32Ba,凹槽部32Ba被形成于取向层32B上的盖层32C覆盖。在取向层32B形成有凹槽部32Ba的情况下,凹槽部32Ba的部分中的取向层32B和取向层32B的下方的中间层的各层变薄,或者取向层32B部分被除去而基材31露出,从而使基材31的元素容易扩散到氧化物超导电层33。通过在凹槽部32Ba形成盖层32C,从而基材31与氧化物超导电层33在凹槽部32Ba的区域内不会直接接触。通过盖层32C的形成,能够抑制基材31的金属材料向氧化物超导电层33扩散。因此,凹槽部32Ba优选形成于取向层32B且被盖层32C覆盖凹槽部32Ba的结构。
[0199] <第2实施方式的变形例>
[0200] 图6中示出了作为第2实施方式的氧化物超导电线材28的变形例的氧化物超导电线材38的截面图。以下,对与第2实施方式的氧化物超导电线材28相同的构成标记相同的符号并省略说明。
[0201] 氧化物超导电线材38使用由金属带构成的金属层16来代替由镀覆形成的金属层6,在该点上与图5A和图5B所示的氧化物超导电线材28不同。
[0202] 如图6所示,金属层16覆盖至少层叠体15的主面15a和侧面15b而形成。
[0203] 金属层16的主面部16a设置于金属稳定化层34的主面34a侧,覆盖主面34a。侧面部16b设置于层叠体15的侧面15b侧,覆盖侧面15b。背面部16c设置于层叠体15的背面15c侧,覆盖背面15c。
[0204] 金属层16介由焊料层9与层叠体5的表面(主面15a、侧面15b、背面15c)接合。
[0205] 金属层16例如可以如下形成。利用镀覆在层叠体15的表面形成焊料层后,在焊料层上配置金属带,以使金属带形成横截面大致C字型的方式包住层叠体15而进行折叠弯曲加工。使焊料层加热熔融的同时,利用焊料层将金属带与层叠体15接合。由此,介由焊料层9得到接合于层叠体15的金属层16。
[0206] 由于金属层16利用金属带而形成,因此能够在层叠体15的整周上确保充分的厚度。由此,能够在层叠体15的整周上可靠地覆盖,有效地防止由水分导致的氧化物超导电层3的劣化。
[0207] [实施例]
[0208] 以下,示出实施例而进一步详细地说明本发明,但本发明不限于这些实施例。
[0209] <试样的制作>
[0210] <样品No.1>
[0211] 首先,使用平均粒径3μm的氧化铝对由HastelloyC-276(美国Hanes公司商品名)构成的宽度4mm、厚度0.075mm、长度1000mm的带状的基材的主面进行研磨。接下来,利用丙酮对上述基材的表面进行脱脂、清洗。
[0212] 利用溅射法在清洗后的基材的主面上将Al2O3(扩散防止层;膜厚100nm)成膜,在成膜的Al2O3上,利用离子束溅射法将Y2O3(床层;膜厚30nm)成膜。
[0213] 接着,利用离子束辅助沉积法(IBAD法)在床层上将MgO(取向层;膜厚5~10nm)成膜,在成膜的MgO上利用脉冲激光沉积法(PLD法)将500nm厚的CeO2(盖层)成膜。接着,利用PLD法在CeO2层上形成2.0μm厚的GdBa2Cu3O7-X层(氧化物超导电层)。利用溅射法在氧化物超导电层上形成由Ag构成的金属稳定化层(膜厚2μm),进而在500℃进行10小时的氧气退火,炉冷26小时后取出。
[0214] 经由以上顺序得到样品No.1的氧化物超导电线材。
[0215] <样品No.2>
[0216] 在样品No.1的氧化物超导电线材的制作顺序中,形成MgO层(取向层;膜厚5~10nm)而得到层叠结构物(基材、扩散防止层、床层、以及取向层)后,使用图3所示的第1凹槽部加工装置在层叠结构物的表面形成沿基材的长边方向延伸的第1凹槽部(凹槽部)。
[0217] 使用厚度100μm的刀具作为加工工具。一边将层叠结构物在送出滑轮和卷绕滑轮之间搬运,一边将刀具按压在层叠结构物上,形成沿长边方向延伸的伤痕(具有截面V字状的第1凹槽部)。利用伤痕将层叠结构物的氧化物超导电层等在宽度方向分割4份。伤痕的宽度约为20μm,深度约为10μm。
[0218] 接着,与样品No.1同样地,在MgO层上形成CeO2层(盖层)、GdBa2Cu3O7-X层(氧化物超导电层)、金属稳定化层,进行氧气退火。
[0219] 经由以上的顺序得到样品No.2的氧化物超导电线材。
[0220] <样品No.3>
[0221] 制作与样品No.1的氧化物超导电线材同样的氧化物超导电线材,在基材的背面利用溅射形成由Cu构成的基底层(膜厚1μm)而得到层叠体。
[0222] 在层叠体的外周以覆盖层叠体的整周上的方式利用电镀形成由Cu构成的金属层(膜厚20μm)。
[0223] 经由以上的顺序得到样品No.3的氧化物超导电线材。
[0224] <样品No.4>
[0225] 制作与样品No.2的氧化物超导电线材同样的氧化物超导电线材,在基材的背面利用溅射形成由Cu构成的基底层(膜厚1μm)而得到层叠体。
[0226] 在层叠体的外周以覆盖层叠体的整周上的方式利用电镀形成由Cu构成的金属层(膜厚20μm)。
[0227] 经由以上的顺序得到样品No.4的氧化物超导电线材。
[0228] <样品No.5>
[0229] 制作与样品No.1的氧化物超导电线材同样的氧化物超导电线材,在基材的背面利用溅射形成由Cu构成的基底层(膜厚1μm)而得到层叠体。
[0230] 在层叠体的外周以覆盖层叠体的整周的方式利用电镀形成由Cu构成的金属层(膜厚20μm),得到氧化物超导电线材。
[0231] 在氧化物超导电线材中,在金属层的主面部的表面用聚酰亚胺带形成沿线材的长边方向延伸的缝隙而进行掩蔽。接下来,使用硝酸对金属层、金属稳定化层和氧化物超导电层进行蚀刻来形成槽,由此在宽度方向进行分割,从而得到分割成4个纤丝(宽度约1mm)的氧化物超导电线材。
[0232] 经由以上的顺序得到样品No.5的氧化物超导电线材。
[0233] <评价>
[0234] <拉伸强度>
[0235] 测定样品No.1~No.4的氧化物超导电线材的拉伸强度。
[0236] 拉伸强度的测定在液氮中进行,求得Ic不可逆应力(拉伸前的临界电流Ic0与拉伸后的临界电流Ic1之比(Ic1/Ic0)小于0.99。
[0237] 求得具有金属层的样品No.3、No.4拉伸强度之比(样品No.4/样品No.3)。同样地,求得不具有金属层的样品No.1、No.2拉伸强度之比(样品No.2/样品No.1)。将结果示于表1。
[0238] 表1
[0239]  拉伸强度比
具有金属层(样品No.4/样品No.3) 0.98
不具有金属层(样品No.2/样品No.1) 0.87
[0240] 如表1所示,基于拉伸强度的比,评价线材的细线化对线材的拉伸强度的影响。
[0241] 具有金属层的情况下,2个样品的拉伸强度之差小,所以可知即使进行线材的细线化也难以发生强度降低。
[0242] 与此相对,不具有金属层的情况下,如果进行线材的细线化,则容易引起强度降低。
[0243] <由水分导致的劣化的有无>
[0244] 关于样品No.4、No.5的氧化物超导电线材,按以下顺序进行试验。
[0245] (1)采用四端子法测定样品的临界电流Ic0。
[0246] (2)将样品在纯水中浸渍1小时。
[0247] (3)对于从纯水中取出的样品,采用四端子法测定临界电流Ic1。
[0248] 对各样品求得Ic1/Ic0。将结果示于表2。
[0249] [表2]
[0250]  Ic1/Ic0
样品No.4 0.99
样品No.5 0.74
[0251] 由表2可知在形成了金属层的样品No.4中,Ic1/Ic0高且难以引起由水分导致的劣化。
[0252] 以上说明了本发明的实施方式,但实施方式中的各构成和它们的组合等只是一个例子,在不脱离本发明的主旨的范围内,可以进行构成的增加、省略、置换以及其他的变更。另外,本发明并不受实施方式限定。
[0253] 例如,在上述的实施方式中,例示了在特定的层形成取向阻碍区域的情况。然而,形成取向阻碍区域的层可以为基材或者中间层中的任一层。即,只要是形成于氧化物超导电层的下方的层,任何层均可。
[0254] 图1等中,氧化物超导电线材8被多个第1凹槽部1a分割成多个纤丝10,但也可以为1个凹槽部。凹槽部为1个的情况下,氧化物超导电线材被分割成2个纤丝。
[0255] 应予说明,图1等所示的氧化物超导电线材8、18、28、38具有基底层7,但本发明的氧化物超导电线材也可以没有基底层。
[0256] 符号说明
[0257] 1、31…基材
[0258] 1a、32Ba…(第1)凹槽部(取向阻碍区域)
[0259] 1b、31b…主面
[0260] 2、32…中间层
[0261] 2A、32A…基底层
[0262] 2B、32B…取向层
[0263] 2C、32C…盖层
[0264] 2b、3b、32b、33b…非取向区域
[0265] 3、33…氧化物超导电层
[0266] 4、34…金属稳定化层
[0267] 5、15…层叠体
[0268] 6、16…金属层
[0269] 8、18、28、38…氧化物超导电线材
[0270] 10、40…纤丝