用于激光烧蚀的靶及其制造方法技术

本发明专利技术涉及激光烧蚀用靶及其制造方法，其作为不需要与衬板结合而能够适于激光烧蚀法用靶使用，本发明专利技术还提供ＲＥ类氧化物超导烧结体的制造方法。准备各种粉末或者溶液，用组成式ＲＥ↓［ａ］Ｂａ↓［ｂ］Ｃｕ↓［ｃ］Ｏ↓［ｘ］来表示ＲＥ类氧化物超导体时，称量混合各种粉末或溶液，使ａ＋ｂ＋ｃ＝６，０．９５＜ａ＜１．０５，１．５０５≤ｃ／ｂ＜１．６，进行预烧成、粉碎、烧成、粉碎和成形而得到ＲＥ类氧化物超导烧结体，将该ＲＥ类氧化物超导烧结体作为靶使用于激光烧蚀中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，该靶用来制造氧化物超导薄膜。
技术介绍
迄今为止，制造氧化物超导薄膜的方法有，以溅射法为代表的物理气相沉积法、以CVD法为代表的化学气相沉积法等。而且，为了在得到的氧化 物超导薄膜的超导特性良好的情况下，也可得到组成均匀的氧化物超导薄 膜，使用在规定的条件下烧固氧化物超导粉末而制得的烧结体作为靶的溅射 法是有效的。(例如，参考专利文献l)近年来，使用以YBa2Cii30x为代表的RE类氧化物超导薄膜来制造线材 的应用成为研发热点之一。(其中，RE是指钇和/或Sm、 Nd、 Gd、 Ho等稀 土元素)，然而，该线材在电缆中的应用，还是在励磁线圈中的应用，都要 求至少lkm以上连续的超导薄膜。因此，提高超导薄膜的制膜速度的课题已 成为必须解决的技术间题。在上述的技术背景下，用'减射法时制膜速度的提高具有局限性，因此， 制膜速度远大于溅射法的PLD法(脉沖激光沉积法)等为代表的激光烧蚀法 的技术备受关注，对其的技术研发也成为了研究热点。在该激光烧蚀法中， 在规定的条件下烧固氧化物超导粉末而形成的烧结体用作靶，向该靶直接照 射激光，通过在该靶上立起的羽状物(:/A—厶，Plume)上配置线材基板，连 续形成超导薄膜。专利文献l:特开平1 - 141867号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在溅射法中使用的靶，通常是粘贴在由金属Cu等制造的村板上来使用(以下，称为结合(bonding))。这种村板的作用在于，除了向溅射装置主体上 固定靶之外，在进行賊射时，可以向外部有效地扩散累积在靶中的热量。此 外，对该累积热量而被加热的靶上施加变形应力时，即使在单纯(单体)的靶 会发生破损的情况下，因为结合在衬板上，因此结构上得以增强，断裂强度 变大。与如上所迷的溅射法的情况相同，在激光烧蚀法中，也可以使用结合在 衬板上的靶作为激光烧蚀用靶而使用。然而，将氧化物超导烧结体结合在衬板上时，存在以下的问题，这些问 题中的任意一个在实际应用阶段、大量生产阶段都是突出的问题。(1) 结合操作需要繁多的步骤，因此，生产性变差、制作耗时、交货时间 变长等；(2) 结合材料通常使用铟、铟合金，不但材料成本高，也产生衬板制作费 用、结合加工费用等诸多费用，因此生产成本高；(3) 只是在靶的单个面上实施结合，因此，基本上只能使用靶的单面。为了解决上述问题，本专利技术者们尝试了不将RE类氧化物超导烧结体结 合在衬板上，而作为激光烧蚀用靶使用。此处，在賊射法的场合，作为靶在 由通式REaBabCucOx表示时，使用具有所述的a + b + c = 6, a= 1.00， c/b = 1.50的组成的RE类氧化物超导烧结体。这是因为，具有上述组成的RE类 氧化物超导烧结体，构成该烧结体的氧化物在该氧化物超导晶粒之间，几乎 不存在析出相，并具有优异的超导特性，因此，只要将该烧结体作为靶使用 时，就可以认为能得到具有优异特性的超导薄膜。但是，如上所迷，若没有进行有效散热的衬板，并且激光直接照射的结 果，在羽状物立起的状态下的激光烧蚀用靶的表面温度急剧升高，在该靶内 部因热膨胀差而产生热变形应力，因此，该靶会被破碎。说起来，在激光烧 蚀法中，为了大幅度提高制膜速度，需要对靶赋予比上述溅射法更大的能量。 因此，耙所承受的热负荷显然增大，但是由于未设置具有降低上述热负荷作 用的衬板，因此更容易被碎掉。本专利技术要解决的课题是提供一种不用与衬板结合、而可适用于激光烧蚀 法的激光烧蚀用耙，以及其制造方法。解决课题的方案5为了解决上述i果题，本专利技术者们进行研究的结果首次发现，将构成所述激光烧蚀用靶中所含的RE类氧化物超导烧结体的氧化物超导晶粒，和在所述氧化物超导晶粒之间析出的析出相的存在比例控制在规定的范围内，则可大幅度增加所述RE类氧化物超导烧结体因温度变化引起的对应于变形应力 的强度，由于对应于该变形应力的强度增加，即使不与衬板结合也可以将该 RE类氧化物超导烧结体作为激光烧蚀用靶使用，于是完成了本专利技术。即，为解决上述课题，本专利技术的第一方案涉及的是激光烧蚀用靶，所述 激光烧蚀用靶包含由通式REaBabCiicCM;其中，RE为钇和/或稀土类元素)所表 示的RE类氧化物超导烧结体，其中，a + b + c = 6， 0.95 <a< 1.05, 1.505^c/b < 1.6,该氧化物超导烧结体所含有的氧化物超导晶粒的晶粒界面上具有氧化 铜和/或含铜氧化物和/或Ba-Cu化合物的析出相。第二方案涉及的是第一方案所述的激光烧蚀用靶，其中，上述氧化物超 导晶粒与上述析出相的存在比例为98:2 - 85:15的范围。本专利技术的第三方案涉及的是制造第一方案或第二方案所述的激光烧蚀 用靶的方法，该方法包括以下步骤称量并混合含有RE元素的原料、含有Ba的原料、含有Cu的原料，制 得混合物的步骤；在含有10 ~ 30%氧的气氛中,在88CTC — 960。C下加热该混合物5 20小 时，得到预烧成粉末的步骤；将该预烧成粉末压缩成形，得到成形体的步骤；在含有10~30%氧的气氛中，在900°C - 980。C下加热该成形体10 50 小时，得到RE类氧化物超导烧结体的步骤，在称量并混合上述含有RE元素的原料、含有Ba的原料、含有Cu的原 料而制得混合物的步骤中，在设定该原料中所含有的RE元素的摩尔数为a、 Ba的摩尔凄t为卩、Cu的摩尔凄t为y时，以满足01=6_(3 —y, 0.95<a<1.05， 1.6卩〉1.505(3地进4亍称量混合。本专利技术的第四方案涉及的是制造第一方案或第二方案所述的激光烧蚀 用靶的方法，该方法包括以下步骤称量并混合含有RE元素的原料溶液、含有Ba的原料溶液、含有Cu的 原料溶液，制得混合溶液的步骤；通过湿式共沉淀法，从该混合溶液中沉淀出含有RE、 Ba、 Cu各元素的 混合物的沉淀步骤；在含有10 ~ 30%氧的气氛中，在880°C ~ 960。C下加热上述混合物5~20 小时，得到预烧成粉末的步骤；将该预烧成粉末压缩成形，得到成形体的步骤；在含有10 ~ 30。/。氧的气氛中，在900°C ~ 980。C下加热该成形体10 50 小时，得到RE类氧化物超导烧结体的步骤，在称量并混合上述含有RE元素的原料溶液、含有Ba的原料溶液、含 有Cu的原料溶液而制得混合溶液的步骤中，在设定该原料溶液中所含有的 RE元素的摩尔数为a、 Ba的摩尔数为卩、Cu的摩尔数为Y时，以满足a-6 —卩—Y， 0.95 <a< 1.05， 1.6卩> 1.505卩i也进4亍3尔量〉'昆合。本专利技术的第五方案涉及的是第三方案或者第四方案中所述的激光烧蚀 用輩巴的制造方法，该方法还包括以下步骤在含有10~30%氧的气氛中，在880°C-960。C下加热上述预烧成粉末 5 50小时，得到烧成粉末的步骤；粉碎该烧成粉末，使烧成粉末的中值粒径(乂f、 7乂径)为20jim以下 的粉碎步骤；将该粉碎得到的烧成粉末进行加压成形而得到成形体的步骤。 本专利技术的第六方案涉及的是第三方案至第五方案中任一方案所述的激 光烧蚀用靶的制造方法，其中，加热所述成形体，并在制得RE类氧化物超 导烧结体的步骤中，在加热结束后的降温过程时，将气氛本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光烧蚀用靶，该激光烧蚀用靶包含由通式ＲＥ↓［ａ］Ｂａ↓［ｂ］Ｃｕ↓［ｃ］Ｏ↓［ｘ］（其中，ＲＥ为钇和／或稀土元素）表示的ＲＥ类氧化物超导烧结体，其中，ａ＋ｂ＋ｃ＝６，０．９５＜ａ＜１．０５，１．５０５≤ｃ／ｂ＜１．６，该氧化物超导烧结体中含有的氧化物超导晶粒的晶界，有氧化铜和／或含铜氧化物和／或Ｂａ－Ｃｕ化合物的析出相存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：小嶋正大，
申请(专利权)人：同和电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]