用于外延生长的基材、其制造方法、及用于超导线材的基材技术

本发明专利技术的目的是提供一种用于外延生长的铜基材及其制造方法，该铜基材具有较高的双轴晶体取向。该用于外延生长的基材包括双轴晶体取向的铜层，该基材的特征在于，基于铜层的极图的峰的半峰全宽Δφ为5°或更小，并且基于极图的峰的裙裾宽度Δβ为15°或更小。这种用于外延生长的基材通过第一步骤和第二步骤制造，其中第一步骤为执行铜层的热处理，使得Δφ为6°或更小并且裙裾宽度Δβ为25°或更小，第二步骤为在该第一步骤之后，以比第一步骤的热处理的温度高的温度执行铜层的热处理，使得Δφ为5°或更小并且裙裾宽度Δβ为15°或更小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于外延生长的基材、其制造方法、及用于超导线材的基材
本专利技术涉及一种用于外延生长的基材及用于制造该基材的方法。本专利技术还涉及一种用于超导线材的基材，其使用用于外延生长的基材来制造。
技术介绍
传统来讲，优异的高温氧化物超导线材通过以下来制造：通过溅射法等在金属基材上使氧化物诸如氧化铈(CeO2)、氧化钇稳定化的氧化锆(YSZ)、或氧化钇(Y2O3)的层作为中间层外延生长，并且然后通过激光烧蚀法等在金属基材上使超导化合物层(RE123膜、RE：Y、Gd、Ho等)外延生长。被称作用于获取晶体取向的超导化合物层的技术的方法为：离子束辅助沉积法(IBAD方法)，其包括在非织构金属基材诸如哈氏合金(Hastelloy)上沉积织构中间层，以便将晶体取向转移到超导化合物层；以及方法(例如，RABiTS(轧制辅助双轴织构基材)法)，其包括在使用双轴晶体取向金属基材将晶体取向转移至中间层并转移至超导化合物层的同时，进行沉积。从未来的生产效率因素诸如膜沉积速率来看，后一种方法比前一种方法更有利。金属基材的高双轴晶体取向需要改善超导性。被称作这样的金属基材(用于超导线材的基材)的基材通过在不锈钢基材上层压晶体取向的铜并且之后再在不锈钢基材上层压镍来制备。例如，专利文件1公开了一种用于形成外延薄膜的覆层织构金属基材，其包括金属层和键合到该金属层的至少一个表面的铜层。该铜层具有{100}<001>立方织构，其中结晶轴的倾角为Δφ≦6°。另外，作为用于制造双轴晶体取向的金属基材的方法，专利文件2公开了一种用于制造用于氧化物超导线材的金属层压基材的方法，其包括：通过表面活化键合来层压由不锈钢或类似物制成的非磁性金属板和由铜或铜合金制成的金属箔(其已以高变形量(highreduction)被冷轧)、在层压之后通过热处理使金属箔双轴晶体定向，并且因此提供在金属箔表面上的镍或镍合金外延生长膜。现有技术文件专利文件专利文件1：JP专利公布(Kokai)No.2008-266686A专利文件2：JP专利公布(Kokai)No.2010-118246A专利技术概述本专利技术将要解决的问题如上所述，用于外延生长的常规基材通过对已经以高变形量被冷轧的铜执行热处理以便执行晶体定向来制造。具体地，包括在高温下执行热处理使得铜被高度晶体取向的方法是已知的。但是，使用连续热处理炉来提高制造效率是有问题的，因为其不允许晶体取向被充分改善。其他问题是，增加用于退火的温度和时间导致铜表面的表面粗糙度劣化，以及例如当铜层上设有镍层时，采用得到平滑铜层的热处理条件导致镍层的表面粗糙度劣化。本专利技术的目的是提供一种用于外延生长的具有较高双轴晶体取向的铜基材及其制造方法。用于解决问题的方式作为对实现上述目标的深入研究的结果，本专利技术人已发现，控制基于在预定范围内由铜层的X射线衍射获得的极图的峰形状使得能够获得以下：铜层的最佳双轴晶体取向；以及铜层上所设置的保护层(例如镍层)的最佳双轴晶体取向和表面平滑度。因此，本专利技术人已经完成了本专利技术。另外，本专利技术人还发现，在制造基材时，通过对该铜层执行两级热处理，可以获得具有上述最佳双轴晶体取向的铜层，并且因此本专利技术人已经完成了本专利技术。具体地，本专利技术总结如下。(1)一种用于外延生长的基材，包含双轴晶体取向的铜层，其中基于铜层的极图的峰的半峰全宽Δφ在5°以内，并且基于极图的峰的峰尾宽度Δβ在15°以内。(2)根据上述(1)的用于外延生长的基材，还包括在铜层上的包含镍或镍合金的保护层，其中保护层具有1μm或更大和5μm或更小的厚度，基于保护层的极图的峰的半峰全宽Δφ在6°以内，并且表面粗糙度Ra为20nm或更小。(3)一种用于制造根据上述(1)的用于外延生长的基材的方法，包括第一步骤和第二步骤，其中第一步骤为执行铜层的热处理，使得Δφ在6°以内并且峰尾宽度Δβ在25°以内，第二步骤为在第一步骤之后，以比第一步骤中热处理的温度高的温度执行铜层的热处理，使得Δφ在5°以内并且峰尾宽度Δβ在15°以内。(4)一种用于超导线材的基材，包括被层压在非磁性金属板上的根据上述(1)或(2)的用于外延生长的基材。另外，在本专利技术中，术语“用于外延生长的基材”是指这样的基材，另一层将通过在该基材上外延生长而设置在该基材上。另外，术语“基于极图的峰”是指通过使出现在通过X射线衍射制得的极图(111)的α＝35°处的4个峰平均所获得的峰。本说明书包括在日本专利申请第2012-223187号的说明书和/或附图中公开的内容的全部或部分，且本专利申请要求该日本专利申请的优先权。本专利技术的效果对本专利技术的用于外延生长的基材规定，基于铜层的极图的峰的半峰全宽Δφ在5°以内，并且峰尾宽度Δβ在15°以内。因此，可以获得铜层和设置在该铜层上的镍或类似物的保护层的高双轴晶体取向和表面平滑度。此外，铜层的热处理在2个阶段分开执行，使得能够制造出具有上述高双轴晶体取向和表面平滑度的用于外延生长的基材。附图简述图1示出实施例1中的Cu(111)极图的α＝35°处的β角和X射线强度的展开图。图2示出比较实施例1中的Cu(111)极图的α＝35°处的β角和X射线强度的展开图。实施本专利技术的方式在下文中，将更详细地描述本专利技术。本专利技术的用于外延生长的基材包含双轴晶体取向的铜层，其特征在于基于铜层的极图的峰的半峰全宽Δφ在5°以内、且优选地在4.5°以内，并且峰尾宽度Δβ在15°以内。在这里，在通过X射线衍射获得的Cu(111)极图中的术语“半峰全宽Δφ”指的是，如图1所示，在对应于峰高“H”(即为出现在α＝35°处的4个峰的平均值)的一半(H/2)的位置处的峰宽(°)，并且术语“峰尾宽度Δβ”指的是在对应于峰高的1/50位置处的峰宽(°)。优选使用铜箔作为这样的铜层。铜层的厚度一般优选为7μm或更大和70μm或更小，以便确保铜层自身的强度并在超导线材的后期处理时实现更好的可加工性。作为用于在预先确定的范围内控制从铜层的(111)极图中获取的Δφ和Δβ以便获取高双轴晶体取向的方法，例如，可以采用这样的方法，所述方法包括以至少90％的高变形量执行冷轧、为整个铜层提供均匀变形、以及然后执行用于重结晶的热处理。当变形量少于90％时，不可以通过后期待执行的热处理获得足够的双轴晶体取向。一般可以获得这样的大变形量轧制铜箔。其示例包括由日本矿业金属公司(JXNipponMining&MetalsCorp)制造的大变形量轧制铜箔(HA箔片(商品名))和由日立电线有限公司(HitachiCable,Ltd)制造的大变形量轧制铜箔(HX箔片(商品名))。在本专利技术中，优选在不同条件下分阶段地执行热处理，以便最终获得具有在5°以内的半峰全宽Δφ和在15°以内的峰尾宽度Δβ的铜层。因此，可以获得具有高双轴晶体取向的铜层。另外，当在铜层上设有由镍或类似物制成的保护层时，该保护层的双轴晶体取向和表面平滑度可以增强。具体地，本专利技术的方法优选包括第一步骤和第二步骤，其中第一步骤为执行热处理，使得铜层具有在6°以内的Δφ和在25°以内的峰尾宽度Δβ，第二步骤为在第一步骤之后，以比第一步骤中热处理的温度高的温度执行热处理，使得Δφ在5°以内并且峰尾宽度Δβ在15°以内。另外，当通过第一步骤和第二步骤执行铜层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于外延生长的基材，包含双轴晶体取向的铜层，其中基于所述铜层的极图的峰的半峰全宽Δφ在5°以内，并且基于所述极图的所述峰的峰尾宽度Δβ在15°以内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.05 JP 2012-2231871.一种用于外延生长的基材，包含双轴晶体取向的铜层，其中基于所述铜层的极图的峰的半峰全宽Δφ在5°以内，并且基于所述极图的所述峰的峰尾宽度Δβ在15°以内，并且其中所述铜层的所述极图通过X射线衍射获得，并且所述峰尾宽度Δβ是在对应于峰高的1/50位置处的峰宽。2.根据权利要求1所述的用于外延生长的基材，还包括在所述铜层上的包含镍或镍合金的保护层，其中所述保护层具有1μm或更大和5μm或更小的厚度，基...

【专利技术属性】
技术研发人员：神代贵史，冈山浩直，黑川哲平，南部光司，
申请(专利权)人：东洋钢钣株式会社，住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP