CN101548345A - 超导带及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种能够保持高容许张力和低接合电阻的超导带以及制造所述超导带的方法。所述超导带(1c)包括主体部分(7)和补强部分(9)。所述主体部分(7)具有超导体(3)，并且形成为带状。所述补强部分(9)形成在所述主体部分(7)的至少一个表面上，并且由析出硬化型铜合金或锡与铜的合金制成。

Description

超导带及其制造方法

技术领域

本发明涉及超导带及其制造方法，例如，涉及具有高容许张力和低接合电阻(splice resistance)的超导带及其制造方法。

背景技术

有一种由具有如下结构的多芯导线构成的带状超导线(超导带)：其中具有例如Bi2223相和另一相的氧化物超导体用由银等制成的护套(sheath)部分包覆。所述超导带在液氮温度下使用，具有相对高的临界电流密度，并能够相对容易地制成长的长度。因此，预期把超导带应用于超导线圈或超导磁体。

例如，当制造超导线圈时，超导带以线圈形状卷绕。此时，超导带经受高张力(弯曲应力)。因此，超导带需要具有高的容许张力，容许张力为能够保持超导体性能的最大张力。在超导带中，由陶瓷制成的护套部分起到确保容许张力的作用，以及赋予超导体以柔韧性的作用。

另一方面，护套部分还起到与超导体具有良好电接触的作用。这种状况阻碍了护套部分的材料的自由选择。因此，给超导带容许张力的增加带来了限制。考虑到上述情况，美国专利5801124(专利文献1)的说明书和美国专利6649280(专利文献2)的说明书，例如已经公开了能够增强超导带机械强度的技术。专利文献1和2已经公开了使用焊料把薄的不锈钢板焊接到超导带两个主面中的一个或每个上的结构。

专利文献1：美国专利5801124的说明书

专利文献2：美国专利6649280的说明书

发明内容

本发明要解决的问题

然而，在专利文献1和2中公开的超导带的问题在于，当把超导带接合在一起以获得更长的超导带时，在把焊接到超导带的薄不锈钢板接合在一起处的电阻(接合电阻)变高。为了降低接合电阻，可以想到如下方法：首先，在两个超导带接合位置处除去焊接在薄不锈钢板和超导带之间的焊料，然后，直接把超导带接合在一起。然而，当使用这种方法时，进行接合的操作变得复杂。因此，这种方法的问题在于，超导带劣化的可能性升高且接合部分的强度降低。因此，难以把超导带接合在一起。

而且，当使用固溶体硬化型的铜合金如黄铜的薄板时，其具有比薄不锈钢板低的接合电阻，使用这种板的问题在于，装备有这种板的超导带具有低于装备有薄不锈钢板的超导带的容许张力，因为固溶体硬化型铜合金具有比不锈钢低的机械强度。因此，当装备有固溶体硬化型铜合金薄板的超导带需要具有与装备有薄不锈钢板的超导带相当的容许张力时，必须增大固溶体硬化型铜合金薄板的厚度。然而，当固溶体硬化型薄板的厚度增大时，不仅接合电阻增大，而且在含固溶体硬化型铜合金薄板的单位横截面面积上的临界电流密度降低。

考虑到上述情况，本发明的目的是提供一种既保持高容许张力又保持低接合电阻的超导带以及制造所述超导带的方法。

解决所述问题的手段

本发明的超导带装备有具有带状并具有超导体的主体部分以及补强部分，所述补强部分由析出硬化型铜合金或锡(Sn)和铜(Cu)的合金构成并在所述主体部分的至少一个表面侧上形成。

本发明用于制造超导带的方法包括如下步骤：准备呈带状且具有超导体的主体部分，以及形成由析出硬化型铜合金或锡与铜的合金构成的且位于所述主体部分的至少一个表面侧上的补强部分。

本发明人对将其用作在主体部分表面上形成的补强部分时能够保持高容许张力和低接合电阻的材料进行了坚持不懈的研究，所述主体部分呈带状且具有超导体。结果，本发明人发现了析出硬化型铜合金或锡与铜的合金的用途。在使用超导带的低温环境下，析出硬化型铜合金以及锡与铜的合金不仅具有接近于不锈钢的机械强度，而且具有低于不锈钢约两个数位(two digits)的电阻率。因此，根据本发明的超导带以及制造超导带的方法两者，不仅能够保持高的容许张力而且能保持低的接合电阻。另外，因为能够保持高的容许张力，所以能够降低补强部分的厚度。因此，能够抑制临界电流密度的降低。

在上述超导带中，期望所述析出硬化型铜合金由铜与至少一种选自银(Ag)、铬(Cr)和锆(Zr)中的物质的合金构成。

在上述制造超导带的方法中，期望形成补强部分的步骤包括准备由析出硬化型铜合金构成的补强部分的步骤，所述铜合金由铜与至少一种选自银、铬和锆中的物质的合金构成。

因为铜与至少一种选自银、铬和锆中的物质的合金具有极低的电阻率，所以能够降低接合电阻。

在前述超导带中，期望所述超导带还具有在主体部分和补强部分之间形成的焊料层。

在前述制造超导带的方法中，期望所述方法还包括在主体部分和补强部分之间形成焊料层的步骤。

提供焊料层能够确保主体部分和补强部分之间的焊接。常用于把薄不锈钢板焊接到超导带的焊料层包含强酸性焊剂。与此相比，用于把由析出硬化型铜合金或锡与铜的合金构成的本发明的补强部分焊接到主体部分的焊料层在即使不含强酸性焊剂的条件下，也能把补强部分焊接到主体部分。因此，即使在使用焊料层把补强部分焊接到主体部分的情况下，焊接后也不存在保持的强酸性焊剂。因此，本发明的方法能够防止随着时间的流逝在超导带内部的腐蚀发生。另外，所述方法能够防止超导带制造设备的腐蚀。

在本说明书中，术语“析出硬化型铜合金”是指经过老化处理通过析出添加的元素或由添加元素与铜构成的金属间化合物而获得的强度升高的铜合金。前述合金是有利的，因为其能够具有高强度和低电阻率。术语“固溶体硬化型铜合金”是指具有添加的元素与铜形成固溶体的状态的铜合金。所述固溶体硬化型铜合金的种类包括黄铜，其为铜与锌的合金。

发明效果

根据本发明的超导带和制造超导带的方法，所述超导带不仅能够保持高的容许张力而且能够保持低的接合电阻。

附图说明

图1为示意性显示本发明实施方案1中超导带结构的部分横截面透视图。

图2为显示制造本发明实施方案1中超导带的方法的流程图。

图3为示意性显示本发明实施方案2中超导带结构的部分横截面透视图。

图4为显示制造本发明实施方案2中超导带的方法的流程图。

图5为示意性显示本发明实施方案3中超导带结构的部分横截面透视图。

图6为示意性显示本发明实施方案4中超导带结构的部分横截面透视图。

图7为示意性显示本发明实施方案5中超导带结构的部分横截面透视图。

图8为用于说明测量实施例中接合电阻的方法的横截面图。

附图标记说明

1a、1b、1c、1d和1e：超导带；

3：超导体；

3a和7a：上面；

4：缓冲层；

5：护套部分；

6：衬底；

6b和7b：下面；

7：主体部分；

9：补强部分；

11：焊料层；

x：搭接部分

具体实施方式

下面根据附图对本发明的实施方案进行说明。在下列附图中，为了省略重复说明，相同的附图标记表示相同或相应部分。

实施方案1

图1为示意性显示本发明实施方案1中超导带结构的部分横截面透视图。如图1中所示，该实施方案中的超导带1a具有主体部分7和补强部分9。所述补强部分9位于主体部分7的上面7a侧上，使得沿主体部分7的长度放置。

主体部分7呈带状且具有多个沿纵向延伸的超导体3以及包覆所述多个超导体3整个外周的护套部分5。所述护套部分5与超导体3相接触。期望多个超导体3的每一个为具有例如Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O基组合物的铋基超导体。特别地，最期望使用含Bi2223相的物质，其中(铋和铅)：锶：钙：铜的原子比例近似表示为约2:2:2:3。所述护套部分5的材料由例如银或银合金构成。

所述补强部分9由析出硬化型铜合金或锡与铜的合金构成。析出硬化型铜合金的类型包括：铜-铍合金、铜-铬合金、铜-钛合金、铜-锆合金、铜-铬-钛合金、铜-铬-锆合金以及铜-铬-锆-钛合金。因为在不高于液氮温度的低温下能够获得低电阻率，且因为能够获得耐热性，耐热性在使用焊料把超导带1a接合在一起时，防止了因热而造成的强度降低，所以期望所述补强部分9由铜与至少一种选自银、铬、锡和锆中的物质的合金构成，更期望锡与铜的合金、添加银的铜、铜-铬合金、铜-锆合金或铜-铬-锆合金。

因为具有比主体部分7高的机械强度，所以补强部分起到增强超导带1a的机械强度以保持高容许张力的作用。

在上述说明中，对主体部分7具有多重超导体3(多芯导线)的结构给出了解释。然而，也可以使用另外的结构，其中主体部分7仅具有单一超导体(单芯导线)。

下面给出了一个超导带1a具体尺寸的例子。补强部分9的厚度(图1中的纵向尺寸)为0.02mm，宽度(图1中的横向尺寸)为4.3mm。主体部分7的厚度为0.22mm，宽度为4.2mm。

图2为显示了制造本发明实施方案1中超导带的方法的流程图。下面通过使用图1和2对制造该实施方案中超导带1a的方法进行了说明。

如图1和2中所示，首先，准备了呈带状且具有超导体3的主体部分7(步骤S10)。更具体地，混合氧化物或碳酸盐的材料粉末，使得Bi、Pb、Sr、Ca和Cu具有特定的组成比。对所述混合粉末进行热处理和磨碎的反复加工。这种工艺制造了由Bi2233相、Bi2212相和非超导相构成的前体粉末。其次，把前体粉末填入金属管中。随后，通过拉伸对填有前体粉末的金属管进行加工。在该工艺中，重复进行拉伸操作和中间退火处理。由此，制造了包覆金属的导线，其中前体细丝作为线芯被金属管包覆。然后，多根包覆金属的导线捆在一起，再插入到另一根金属管中，不留间隙。这种操作制造了具有例如55根细丝的多芯导线。通过拉伸对所述多芯导线进行加工。所述拉伸工艺制造了具有如下形式的导线，其中护套部分5包覆了含Bi2233相的氧化物超导体的前体粉末。对多芯导线进行多次轧制操作和热处理的重复加工。所述热处理在氧气分压为0.01MPa以下的含氧气氛中进行。通过这种工艺，所述前体粉末转变成超导体3。轧制操作把导线转变成带状。上述步骤形成了呈带状且具有超导体3和护套部分5两者的主体部分7，所述护套部分5包覆了超导体3的整个外周。

接下来，在主体部分7的至少一个表面侧上形成由析出硬化型铜合金或锡与铜的合金构成的补强部分(步骤S20)。更具体地，首先，准备了板形补强部分9，其由析出硬化型铜合金或锡与铜的合金构成。然后，把补强部分9放置于主体部分7的上面7a侧上，使得结合到主体部分7上。未对把补强部分9结合到主体部分7上的方法作特殊限制。可以使用通常熟知的方法如加热或加压。上述步骤(步骤S10和S20)能够制造图1中所示的超导带1a。

期望形成补强部分9的步骤(步骤S20)包括准备由铜与至少一种选自银、铬、锡和锆的物质的合金构成的补强部分9的步骤。

如上所述，该实施方案中的超导带1a装备有具有带状且具有超导体3和补强部分9两者的主体部分7，所述补强部分9由析出硬化型铜合金或锡与铜的合金构成且在所述主体部分7的至少一个表面侧上形成。

制造该实施方案中超导带1a的方法具有两个步骤：准备呈带状且具有超导体3的主体部分7的步骤(S10)；及在主体部分7的至少一个表面侧上形成由析出硬化型铜合金或锡与铜的合金构成的补强部分9的步骤(S20)。

根据该实施方案中的超导带1a及其制造方法两者，因为析出硬化型铜合金和锡与铜的合金具有与不锈钢相当的机械强度，所以通过在主体部分7上形成由析出硬化型铜合金或锡与铜的合金构成的补强部分9，能够保持高的容许张力。因此，为了获得所需要的容许张力，不必增加补强部分9的厚度。结果，能够抑制超导带1a的临界电流密度的下降。而且，析出硬化型铜合金和锡与铜的合金具有比不锈钢高的电导率。因此，当在多根超导带1a中把补强部分9相互接合在一起时，能够保持低的接合电阻。

实施方案2

图3为示意性显示本发明实施方案2中超导带结构的部分横截面透视图。如图3中所示，除了超导带1b还装备有在主体部分7和补强部分9之间形成的焊料层11以外，该实施方案中的超导带1b具有与实施方案1中的超导带1a基本上相同的结构。

对焊料层11的材料未作特殊限制，只要其能够将主体部分7与补强部分9焊接起来。例如，可以使用通常熟知的焊料如Sn-Pb(铅)易熔质焊料和Sn-Cu基或Sn-Ag-Cu基不含铅的焊料。焊料层11的厚度为例如2.0～5.0μm。

图4为显示了制造本发明实施方案2中超导带的方法的流程图。下面通过使用图3和4对制造该实施方案中超导带1b的方法进行了说明。

如图3和4中所示，首先准备了呈带状且具有超导体3的主体部分7(步骤S10)。因为步骤S10与实施方案1的步骤S10相同，所以省略了对所述步骤的说明。

其次，形成焊料层11(步骤S30)。更具体地，使用例如金属镀覆法(metal-plating method)或气相淀积法，在主体部分7上形成焊料层11。

步骤S30不限于在主体部分7上形成焊料层11的步骤。例如，通过预先准备补强部分9，可以在补强部分9的面对主体部分7的表面上形成焊料层11。作为选择，可以在主体部分7的面对补强部分9的表面和补强部分9的面对主体部分7的表面的每个表面上形成用于形成焊料层11的层。

接下来，形成补强部分9(步骤S20)。更具体地，例如通过对在主体部分7或补强部分9上形成的焊料层11加热然后通过使其硬化，把主体部分7和补强部分9焊接在一起。

步骤S20和S30不特别限于上述方法。期望实际上同时进行上述步骤S20和S30。更具体地，首先，使主体部分7和补强部分9通过熔化了焊料层11的材料的熔化焊料槽。随后，使它们通过汇集模具以使它们成为一体。由此，所述主体部分7和补强部分9通过焊料层11而焊接在一起。在这种情况下，主体部分7和补强部分9在它们的除了用于焊接的表面以外的其它表面上镀覆了焊料层11。因此，它们的耐腐蚀性提高了，且在末端处使用焊料进行的接合变得更容易了。

在上述步骤S30中，焊剂可以与焊料层11一起使用。更具体地，例如，在把主体部分7和补强部分9导入熔化焊料槽之前，使它们通过焊剂槽以激活补强部分9的表面。期望所述焊剂由提高焊料和补强部分9之间焊接性能的物质制成。另外，为了避免对护套部分5和制造装置的不利影响，期望使用弱酸性焊剂。弱酸性焊剂的类型包括有机酸基焊剂和树脂基焊剂。

如上所述，该实施方案中的超导带1b还装备有在主体部分7和补强部分9之间形成的焊料层11。制造该实施方案中超导带1b的方法还具有形成位于主体部分7和补强部分9之间的焊料层11的步骤(步骤S30)。所述焊料层11能够确保主体部分7和补强部分9之间的焊接。

通常用于把薄不锈钢板焊接到超导带上的焊料层包含强酸性焊剂的残余物。原因解释如下。不锈钢中所包含的铬与空气中的氧键合，产生氧化铬。在不锈钢的表面上形成氧化铬的钝化膜。所述氧化铬的钝化膜对焊料层具有差的润湿性。因此，不能容易地实现超导带和不锈钢之间的焊接。为了便于制造与薄不锈钢带焊接起来的超导带，使用强酸性焊剂除去氧化铬的钝化膜。然而，这种方法的问题在于，焊接后残留的焊剂随着时间的流逝引起超导带的主体部分的腐蚀。通过焊接后从外部进行清洗，不能除去残存在焊接部分内部的焊剂。

另一方面，由析出硬化型铜合金或锡与铜的合金构成的该实施方案中的补强部分9不会形成呈现在不锈钢上的坚固的钝化膜。因此，在使用焊料层11进行焊接时，不必使用强酸性焊剂。因此，即使不含强酸性焊剂，用于补强部分9和主体部分7之间焊接的焊料层11也能够除去在析出硬化型铜合金或锡与铜的合金表面上形成的钝化膜。结果，即使当使用焊料层11把补强部分9和主体部分7焊接在一起时，在焊接后也不会存在剩余的强酸性焊剂。这种方法能够阻止随着时间的流逝护套部分5所发生的腐蚀。这种方法还能阻止对用于制造超导带1b的设备的腐蚀发生。

实施方案3

图5为示意性显示本发明实施方案3中超导带结构的部分横截面透视图。如图5中所示，除了超导带1b还装备有用于覆盖主体部分7的整个外周而形成的焊料层11和位于主体部分7的下面7b侧上的另一个补强部分9以外，该实施方案中的超导带1b具有与实施方案1中的超导带1a基本上相同的结构。

除了在形成焊料层11的步骤S30中形成焊料层11以覆盖主体部分7的整个外周以外，制造该实施方案中超导带1c的方法基本上与制造实施方案2中超导带1b的方法相同。

更具体地，在形成焊料层11的步骤S30中，形成焊料层11以覆盖主体部分7的整个表面。

该实施方案显示了在主体部分7的整个外周上形成焊料层11的情况。然而，因为补强部分9位于主体部分7的上面7a侧和下面7b侧上，所以焊料层11仅需要至少形成在主体部分7的上面7a和下面7b上。

如上所述，根据该实施方案中的超导带1c及其制造方法两者，在主体部分7的整个外周上形成焊料层11且补强部分9位于主体部分7的上面7a侧和下面7b侧上。通过在主体部分7的上面7a侧和下面7b侧上放置补强部分9，进一步增强了超导带1c的机械强度。因此，能够增大容许张力。

实施方案4

图6为示意性显示本发明实施方案4中超导带结构的部分横截面透视图。如图6中所示，除了超导带1b具有由薄膜超导带构成的主体部分7以外，该实施方案中的超导带1b具有与实施方案2中的超导带1b基本上相同的结构。

如图6中所示，该实施方案中的主体部分7具有由衬底6、直接放置在衬底6上的缓冲层4以及直接放置在缓冲层4上的超导体3构成的层。

衬底6由金属如不锈钢、镍合金(例如，哈司特镍合金(Hastelloy))或银合金制成。缓冲层由例如钇稳定的氧化锆、氧化铈、氧化镁或钛酸锶制成。尽管上面做了描述，但是缓冲层4可以省略。

超导体3例如由RE123基超导体构成。术语“RE123基超导体”是指在分子式RE_xBa_yCu_zO_7-d中满足条件0.7≤x≤1.3、1.7≤y≤2.3和2.7≤z≤3.3的超导体。RE123基超导体中的术语“RE”是指含稀土元素、元素钇或含两者的物质。稀土元素的种类包括钕(Nd)、钆(Gd)、钬(Ho)和钐(Sm)。RE123基超导线是有利的，因为在液氮温度(77.3K)下它具有比铋基超导线高的临界电流密度。它也是有利的，因为在相同的低温和磁场条件下，它具有比铋基超导线高的临界电流值。另一方面，尽管铋基超导体能够用护套部分覆盖，但是RE123基超导体能够不用其覆盖。因此，通过其中仅通过气相法或仅通过液相法在织构化金属衬底上淀积超导体膜(薄膜超导材料)的方法，制造了RE123基超导体。

主体部分7还可以具有在由超导体3构成的层上的稳定层(未示出)。稳定层提供用来保护超导体3的表面，并且由例如银或铜制成。

通过焊料层11，在由超导体3构成的层的上面3a侧上提供补强部分9。因此，由析出硬化型铜合金或锡与铜的合金构成的补强部分9能够具有与由超导体3构成的层的良好的电连接。补强部分9可以提供在衬底6的下面6b侧上。

除了准备主体部分的步骤(步骤S10)以外，制造该实施方案中超导带1d的方法基本上与制造实施方案2中超导带1b的方法相同。

更具体地，首先准备衬底6。随后，通过例如气相淀积法在衬底6上形成缓冲层4。然后，通过例如气相淀积法在所述缓冲层4上形成由超导体3构成的层。

如上所述，根据该实施方案中的超导带1d及其制造方法两者，通过使用薄膜超导带形成了主体部分7。装备有通过使用薄膜超导带形成的主体部分7的超导带1d还装备有由析出硬化型铜合金或锡与铜的合金构成的补强部分9。因此，与其它实施方案中的超导带一样，所述超导带1d具有保持高容许张力和低接合电阻的效果。对构成该实施方案中主体部分7的一部分的超导体3未作特殊限制。因此，能够使用任何超导材料。换句话说，能够根据应用领域来选择超导体。

实施方案5

图7为示意性显示了本发明实施方案5中超导带结构的部分横截面透视图。如图7中所示，除了通过使用薄膜超导带形成主体部分7以外，该实施方案中的超导带1e具有与实施方案3中的超导带1c基本上相同的结构。另外，除了超导带1e装备有用于覆盖主体部分7的整个外周而形成的焊料层11以及放置于主体部分7的上面7a侧和下面7b侧上的补强部分9以外，该实施方案中的超导带1e具有与实施方案4中的超导带1d基本上相同的结构。

除了在准备主体部分7的步骤(步骤S10)中该实施方案准备了薄膜超导带以外，制造该实施方案中超导带1e的方法基本上与制造实施方案3中超导带1c的方法相同。另外，除了在形成焊料层11的步骤(步骤S30)中该实施方案形成焊料层11使其覆盖主体部分7的整个外周，以及在形成补强部分9的步骤(步骤S20)中该实施方案形成放置于主体部分7的上面7a侧和下面7b侧上的补强部分9以外，制造该实施方案中超导带1e的方法基本上与制造实施方案4中超导带1d的方法相同。

根据该实施方案中的超导带1e及其制造方法两者，把薄膜超导带用作构成主体部分7的一部分的超导体3，并在所述主体部分7的上面7a侧和下面7b侧上形成补强部分9。即使在把薄膜超导带用作主体部分7的情况下，通过进一步提高机械强度，也能够获得具有增加的容许张力的超导带1e。

实施例

在实施例中，本发明人研究了提供由析出硬化型铜合金或锡与铜的合金构成的补强部分的效果。更具体地，在本发明的实施例1和2以及比较例1～3中，逐个制造了超导带以测量各个超导带的容许张力和接合电阻。

本发明的实施例1

在本发明的实施例1中，根据制造图5中所示的实施方案3中超导带1c的方法，制造了超导带1c。更具体地，在准备主体部分7的步骤(步骤S10)中，准备了主体部分7，所述主体部分7呈带状且具有超导体3和由银制成的护套部分5，所述超导体3为由Bi2223相形成的主相及由Bi2212相和非超导相形成的余相所构成。所述主体部分7的厚度为0.22mm，宽度为4.2mm。

接下来，在形成补强部分9的步骤(步骤S20)和形成焊料层11的步骤(步骤S30)中，首先，准备了两个补强部分9，其由析出硬化型铜合金形成，所述铜合金由97％的铜以及3％的银构成。两个补强部分9的厚度均为0.02mm，宽度均为4.3mm。使它们通过具有有机酸基焊剂的槽及熔化了由99.3％的Sn和0.7％的铜构成的焊料的熔化焊料槽。随后，为了使得超导带1c成为一体，把主体部分7和两个补强部分9通过收集模具。由此，补强部分9通过焊料层11分别焊接到主体部分7的上面7a和下面7b上。焊料层11的厚度为约3μm。

本发明的实施例2

本发明的实施例2的超导带与本发明的实施例1的超导带的不同之处在于，补强部分由向铜中添加了0.15％的锡的铜合金构成。在形成补强部分的步骤中，使用0.02mm厚、4.3mm宽的铜-锡合金带。

比较例1

通过仅进行准备本发明实施例1中主体部分的步骤(步骤S10)，制造了比较例1的超导带。因此，制造的超导带的厚度为0.22mm且宽度为4.2mm，而没有补强部分9和焊料层11。

比较例2

比较例2的超导带与本发明实施例1的超导带的不同之处在于，补强部分由不锈钢构成且使用无机酸基焊剂作为焊剂。在形成补强部分的步骤中，使用0.02mm厚、4.3mm宽的不锈钢带。

比较例3

比较例3的超导带与本发明实施例1的超导带的不同之处在于，补强部分由黄铜(在JIS C2680中规定的第2类黄铜，其由34％的铜与66％的锌构成)构成。在形成补强部分的步骤中，使用0.02mm厚、4.3mm宽的黄铜带。

测量方法

对本发明实施例1和2以及比较例1～3的超导带，测量了容许张力和接合电阻。测量了容许张力，以获得把在室温下施加了张力的超导带的临界电流值降至在施加张力之前超导带临界电流值的95％时的张力。

图8为用于说明测量实施例中接合电阻的方法的横截面图。图8显示了测量本发明实施例1中超导带1c的接合电阻的条件。如图8中所示，关于本发明实施例1和2以及比较例1～3的各种试样，将两个超导带的边缘部分重叠使得搭接部分“x”为50mm。然后，进行接合操作。在这种条件下，在77K下测量接合电阻以获得电阻值。测量结果示于表I中。

表I

 

	容许张力(N)	接合电阻(nΩ)
			本发明的实施例1	300	25
本发明的实施例2	260	29
			比较例1	104	20
比较例2	380	160
			比较例3	210	40

测量结果

如表I中所示，本发明的实施例1和2的超导带具有的容许张力不仅高于比较例1和3的容许张力，而且足够高至紧挨着比较例2的容许张力。本发明的实施例1和2的超导带具有的接合电阻不仅远低于比较例2的接合电阻，而且与比较例1的接合电阻相当。

如上所述，所述实施例证明，提供由析出硬化型铜合金或锡与铜的合金构成的补强部分能够保持高的容许张力和低的接合电阻。另外，因为本发明的实施例1和2的补强部分的厚度与比较例2的补强部分的厚度相同，所以证明，即使当超导带装备有补强部分9时，也能够抑制单位横截面面积上临界电流密度降低。

应当理解，上面公开的实施方案和实施例在各个方面都是示例性的而不是限制性的。本发明的范围由所附的权利要求书的范围给出，而不是由上述实施方案给出。因此，本发明意在覆盖与权利要求书的范围等同的含义和范围内所包括的所有修改和变化。

工业实用性

本发明的超导带尤其适用于关于具有铋基超导材料的超导带的技术。

Claims (6)

1.一种超导带(1a、1b、1c、1d和1e)，其包含：

(a)呈带状且具有超导体(3)的主体部分(7)；以及

(b)由析出硬化型铜合金或锡和铜的合金构成的且在所述主体部分(7)的至少一个表面侧上形成的补强部分(9)。

2.如权利要求1所述的超导带(1a、1b、1c、1d和1e)，其中所述析出硬化型铜合金由铜和至少一种选自银、铬和锆中的物质的合金构成。

3.如权利要求1所述的超导带(1a、1b、1c、1d和1e)，所述超导带还包括在所述主体部分(7)和所述补强部分(9)之间形成的焊料层(11)。

4.一种制造超导带的方法，所述方法包括如下步骤：

(a)准备呈带状且具有超导体(3)的主体部分(7)；以及

(b)形成由析出硬化型铜合金或锡和铜的合金构成的且位于所述主体部分(7)的至少一个表面侧上的补强部分(9)。

5.如权利要求4所述的制造超导带的方法，其中形成补强部分(9)的步骤包括准备由所述析出硬化型铜合金构成的所述补强部分(9)的步骤，所述析出硬化型铜合金由铜和至少一种选自银、铬和锆中的物质的合金构成。

6.如权利要求4所述的制造超导带的方法，所述方法还包括在所述主体部分(7)和所述补强部分(9)之间形成焊料层(11)的步骤。

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