氧化物超导线材的制造方法技术

本发明专利技术提供氧化物超导线材的制造方法，该氧化物超导线材具有以铜保护层覆盖超导层的结构，能够在实现低成本化的同时不会使超导特性劣化而适宜地制造。该氧化物超导线材的制造方法包括：在形成于带状的基板上的中间层上形成超导层的工序；在超导层上形成银稳定层的工序；以及使用从供带盘(31)供给并利用收带盘(32)收卷的卷盘方式，在将在金属基板上形成有超导层和银稳定层的线材主体(16)拉伸架设在供带盘(31)与收带盘之间的状态下，将所述线材主体(16)浸渍在硫酸铜的水溶液(25)中，从而在银稳定层上形成铜保护层的工序。将形成铜保护层时的水溶液(25)中的线材主体(16)的张力设为使拉伸应变为0.6％以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氧化物超导线材的制造方法，尤其涉及将在超导层上形成有稳定层的带状的氧化物超导线材主体用铜的保护膜覆盖来制造氧化物超导线材的氧化物超导线材的制造方法。
技术介绍
氧化物超导体的临界温度(Tc)超过液氮温度(77K)，因此期待其在超导磁体、超导电缆、电力设备及器件等的应用，报告有许多研究成果。为了将氧化物超导体应用于上述领域，需要制造临界电流密度(Jc)较高且具有较高的临界电流(以Ic表示，与Jc一起表示超导特性)的较长的线材。另一方面，为了得到较长的线材，从强度和可挠性的观点来看需要在金属带上形成氧化物超导体。另外，为了能够与Nb3Sn或Nb3Al等金属系超导体同等地在实用水平下使用，需要Ic是500A/cm(77K，自磁场中)左右的值。作为具备满足这些条件的氧化物超导体的线材，已知有REBayCu3Oz类(RE表示选自Y、Nd、Sm、Eu、Gd及Ho中的一种以上的元素，y≤2及z＝6.2～7，以下，也称为“RE类”)的氧化物超导线材。该氧化物超导线材(以下，也称为“超导线材”)中，超导体的结晶为双轴取向，因此与众所周知的铋系的银表皮线材相比临界电流(Ic)较高，液氮温度下的磁场特性优异。由此，RE类超导线材适用于当前在液氦温度附近的低温下使用的超导设备，具有能够在高温状态下使用的优点。RE类超导线材在基板上依次对中间层、超导层进行制膜，并且使用导电性较高的银在该超导层上形成稳定层。对于该构成，已知为了确保更高的超导特性(临界电流)Ic，而使稳定层的膜厚变厚，但是，稳定层的材料是银，因此若使银的稳定层的膜厚变厚则需要高成本。由此，对于超导线材，已知为了实现银稳定层的成本低廉化，通过构成为在层叠到银稳定层的基板上，以使用比银成本便宜的铜的镀铜层形成层，从而实现稳定层的低成本化(例如，参照专利文献1)。如专利文献2所示，在具有超导层的带状材料上实施镀铜处理而形成铜层的情况下，在送出带状材料的卷盘与收卷带状材料的卷盘之间，将带状材料配置在铜镀槽，在该铜镀槽内使带状材料通过的、使用所谓的卷盘至卷盘方式来形成铜层。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许4934155号公报专利文献2：日本特许5085931号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题这样具备铜层的超导线材的以往的制造方法中，在以卷盘至卷盘方式在作为超导线材的带状材料上形成基于镀铜层的铜保护层时，当在卷盘之间架设的带状材料的张力(拉伸应力)过高的情况下，有可能产生带状材料伸长、在超导层产生裂缝等损伤，所制造的超导线材的超导特性Ic降低。另一方面，在形成镀铜层时，若在卷盘之间架设的带状材料的张力过低，则带状材料松弛，带状材料的传送速度也不为一定，所形成的镀铜层变得不均匀，制造的超导线材的超导特性Ic劣化。从而，期望制造具有优异的超导特性的超导线材，作为具备铜保护层的超导线材。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供具有以铜保护层覆盖超导层的构成，实现低成本化的同时，不会使超导特性劣化而能够适宜地制造的超导线材的制造方法。解决问题的方案将本专利技术的氧化物超导线材的制造方法的一个形态包括以下工序：在形成于带状的基板上的中间层上形成超导层的工序；在所述超导层上形成银稳定层的工序；以及使用从供带盘供给并利用收带盘收卷的卷盘方式，在将形成有所述超导层及所述银稳定层的所述基板拉伸架设在所述供带盘与所述收带盘之间的状态下，将所述基板浸渍在铜保护层形成用的水溶液中而在所述银稳定层上形成铜保护层的工序，形成所述铜保护层时的所述水溶液中的所述基板的张力是使该基板的拉伸应变为0.6％以下的张力。专利技术效果根据本专利技术，能够在实现低成本化的同时不会使超导特性劣化而适宜地制造具有以铜保护层覆盖超导层的构成的氧化物超导线材。附图说明图1是表示以本专利技术的一实施方式的氧化物超导线材的制造方法制造的氧化物超导线材的与带体的轴向垂直的剖面的概略图。图2是用于对本专利技术的一实施方式的超导线材的制造方法进行说明的流程图。图3是示意性地表示铜保护层形成的工序的图。图4是用于对镀铜形成工序进行说明的图。图5是表示超导线材主体的拉伸应变与使用该超导线材主体的氧化物超导线材的超导特性的变化的关系的图。图6是表示线材特性的一例的图。附图标记说明10 超导线材11 金属基板(基板)12 中间层13 超导层14 银稳定层15 铜保护层16 线材主体20 铜保护层形成装置21、23 水洗部22 镀部24 干燥部25 水溶液26 张力调整部27 泵31 供带盘32 收带盘33 转向引导部221 镀槽224 受液槽261 辊对264 驱动部具体实施方式下面，参照附图对本专利技术的实施方式详细地进行说明。首先，对以本实施方式的氧化物超导线材的制造方法制造的氧化物超导线材的一例进行说明。<氧化物超导线材>图1是表示以本专利技术的一实施方式的氧化物超导线材的制造方法制造的氧化物超导线材的与带体的轴向垂直的剖面的概略图。例如，通过将在带状的金属基板11上依次层叠中间层12、氧化物超导层(以下，称为“超导层”)13、银稳定层14而形成的线材主体16的周围以铜保护层15覆盖，来形成氧化物超导线材(以下，称为“超导线材”)10。由此，超导线材10成带状，并具有可挠性。此外，线材主体16与形成有超导层13和银稳定层14的基板11，且是形成铜保护层15时的水溶液中的基板相对应。金属基板11能够使用强度和耐热性优异的、Cu、Ni、Ti、Mo、Nb、Ta、W、Mn、Fe、Ag等金属或这些的合金。例如，作为金属基板11，使用Ni或在Ni中含有选自W、Mo、Cr、Fe、Co、V及Mn中选择的一种以上的添加元素的Ni基合金。另外，若将金属基板11设为强压延加工后的金属基板，则也能够使用将Ni基合金与从不锈钢、哈氏合金(注册商标)、因科镍合金(注册商标)、及镍铬合金中选择的任意一种的耐热金属层叠后的复合基板。具体而言，金属基板11优选以Ni-Cr类(具体而言，Ni-Cr-Fe-Mo类的哈氏合金(注册商标)B、C、X等)、W-Mo类、Fe-Cr类(例如，奥氏体类不锈钢)、或者Fe-Ni类(例如，非磁性的组成类的物质)等材料代表的低磁性的晶粒无取向、耐热高强度金属基板。金属基板11的厚度例如是0.1mm以下。中间层12例如具有用于防止自金属基板11的元素扩散达到超导层13的第一中间层(扩散防止层)和用于使超导层13的结晶取向为一定方向的第二中间层(取向层)等多层的中间层。也可以用一层以上的多层来构成中间层12。例如，通过在金属基板11上，依次层叠基于氧化铝(Al2O3)层、镓掺杂氧化锌层(Gd2Zr2O7：GZO)、或者钇稳定的氧化锆(YSZ)等的第一层、作为Y2O3或LaMnO3等的层的第二层、由氧化镁(MgO)等构成的第三层、作为酸化镁镧(LaMnO3)等的层的第四层、作为氧化铈(CeO2)层的第五层来构成中间层12。通过溅射法对第一层和第二层进行制膜。另外，通过离子束辅助沉积法(IBAD：Ion Beam Assisted Deposition)对MgO层(第三层)进行制膜，通过溅射法对其上的LaMnO3层(第四层)进行制膜，并且也可以通过溅射法(也可以是PLD法)对其上的CeO2层(第五层)进行制膜。此外，构成中间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化物超导线材的制造方法，其包括以下工序：在形成于带状的基板上的中间层上形成超导层的工序；在所述超导层上形成银稳定层的工序；以及使用从供带盘供给并利用收带盘收卷的卷盘方式，在将形成有所述超导层和所述银稳定层的所述基板拉伸架设在所述供带盘与所述收带盘之间的状态下，将所述基板浸渍在铜保护层形成用的水溶液中，从而在所述银稳定层上形成铜保护层的工序，形成所述铜保护层时的所述水溶液中的所述基板的张力，是使该基板的拉伸应变为0.6％以下的张力。

【技术特征摘要】
2015.03.06 JP 2015-0448301.一种氧化物超导线材的制造方法，其包括以下工序：在形成于带状的基板上的中间层上形成超导层的工序；在所述超导层上形成银稳定层的工序；以及使用从供带盘供给并利用收带盘收卷的卷盘方式，在将形成有所述超导层和所述银稳定层的所述基板拉伸架设在所述供带盘与所述收带盘之间的状态下，将所述基板浸渍在铜保护层形成用的水溶液中，从而在所述银稳定层上形成铜保护层的工序，形成所述铜保护层时的所述水溶液中的所述基板的张力，是使该基板的拉伸应变为0.6％以下的张力。...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥保夫，小泉勉，木村一成，广长隆介，
申请(专利权)人：昭和电线电缆系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP