CN102227783A - 前体的制造方法、超导线材的制造方法、前体和超导线材 - Google Patents

前体的制造方法、超导线材的制造方法、前体和超导线材 Download PDF

Info

Publication number
CN102227783A
CN102227783A CN2009801477091A CN200980147709A CN102227783A CN 102227783 A CN102227783 A CN 102227783A CN 2009801477091 A CN2009801477091 A CN 2009801477091A CN 200980147709 A CN200980147709 A CN 200980147709A CN 102227783 A CN102227783 A CN 102227783A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
metal
superconducting wire
precursor
intermediate layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2009801477091A
Other languages
English (en)
Inventor
太田肇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Toyo Kohan Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Toyo Kohan Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd, Toyo Kohan Co Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to CN201310741439.5A priority Critical patent/CN103824647B/zh
Publication of CN102227783A publication Critical patent/CN102227783A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00—Superconducting devices
    • H10N60/01—Manufacture or treatment
    • H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
    • H10N60/0296—Processes for depositing or forming superconductor layers
    • H10N60/0576—Processes for depositing or forming superconductor layers characterised by the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00—Superconducting devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B12/00—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
    • H01B12/02—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines characterised by their form
    • H01B12/06—Films or wires on bases or cores
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12944—Ni-base component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31678—Of metal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Wire Processing (AREA)

Abstract

超导线材的制造方法包括如下步骤。准备层叠金属，所述层叠金属具有第一金属层和形成于所述第一金属层上的Ni层。在层叠金属的Ni层上形成中间层(20)。在中间层(20)上形成超导层(30)。通过在形成中间层(20)的步骤和形成超导层(30)的步骤的至少任一个之后，对层叠金属进行热处理，由所述层叠金属形成非磁性Ni合金层(12)。

Description

前体的制造方法、超导线材的制造方法、前体和超导线材
技术领域
本发明涉及前体的制造方法、超导线材的制造方法、前体和超导线材。
背景技术
通常，使用具有基板、形成于基板上的中间层和形成于中间层上的超导层的超导线材。作为这种超导线材的基板，例如使用日本特开2006-127847号公报(专利文献1)、日本特表平11-504612号公报(专利文献2)等。
专利文献1公开了一种膜形成用取向基板，所述基板包括无取向非磁性的第一金属层和表层具有取向组织的第二金属层，其中第一金属层具有高于第二金属层的强度。专利文献2公开了一种具有合金化的双轴取向组织的金属基板。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-127847号公报
专利文献2：日本特表平11-504612号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，为了使用上述专利文献1和2的基板制造超导线材，必须在形成上述基板之后形成中间层和超导层。当专利文献1的第一金属层和专利文献2的金属基板是Ni(镍)合金时，如果要在该基板上形成中间层，则第一金属层和金属基板的表层会被氧化。存在如下问题：表层的氧化会不利地阻碍表层上中间层的形成。
当上述专利文献1的第一金属层是Ni时，则第一金属层的氧化被抑制。因此，可以在Ni层上形成中间层，因此能够形成超导线材。然而，因为Ni是铁磁性金属，所以由于Ni的磁滞损耗而使朝向超导线材横向端部的磁场集中。这导致超导线材的磁滞损耗增加的问题。
因此，完成了本发明以解决上述问题，本发明的目的是提供能够降低磁滞损耗的前体的制造方法、超导线材的制造方法、前体和超导线材。
解决问题的手段
本发明的前体制造方法包括如下步骤。准备层叠金属，所述层叠金属具有第一金属层和形成于所述第一金属层上的Ni层。在层叠金属的Ni层上形成中间层。在形成中间层的步骤之后，通过对层叠金属进行热处理，由所述层叠金属形成非磁性Ni合金层。
本发明的前体包括非磁性Ni合金层和形成于所述非磁性Ni合金层上的中间层。在非磁性Ni合金层中，Ni的浓度从与中间层的界面朝与所述界面相反的表面单调减少。
按照本发明的前体制造方法和前体，在Ni层上形成中间层。Ni难以被氧化，且显示优异的与中间层的晶格匹配。因此，可以容易地将中间层形成于Ni层上。通过在这种条件下对层叠金属进行热处理，使构成Ni层的Ni和构成第一金属层的第一金属合金化，从而能够形成Ni合金。能够使Ni合金的磁性小于Ni单质的磁性。换言之，可以由所述层叠金属形成非磁性Ni合金层。因此，当通过在前体的中间层上形成超导层而制造超导线材时，可以通过非磁性Ni合金层来减少朝向超导线材横向端部的磁场的集中。因此，能够实现能降低磁滞损耗的前体。
通过上述前体制造方法制造的前体，在形成中间层的步骤之后，通过对层叠金属进行热处理，由所述层叠金属形成非磁性Ni合金层。因此，在非磁性Ni合金层中，因为Ni在层叠金属中的扩散，Ni的浓度从与中间层的界面朝与所述界面相反的表面单调减少。
优选地，在上述前体制造方法中，在准备层叠金属的步骤中，准备了其中在第一金属层下方形成有强度高于第一金属层的第二金属层的层叠金属。
优选地，上述前体进一步包括形成于非磁性Ni合金层下方且强度高于非磁性Ni合金层的第二金属层。
因为第二金属层具有高于第一金属层的强度，所以与单独第一金属层的情况相比，可以改进前体的强度。
优选地，在上述前体制造方法中，在准备层叠金属的步骤中，Ni层的厚度为1μm以上且10μm以下。
当其是1μm以上时，抑制了在形成中间层的步骤中的Ni扩散，使得可以将Ni层难以被氧化且显示优异的与中间层的晶格匹配的功能有效地发挥出来。当其是10μm以下时，在形成非磁性Ni扩散层的步骤中，构成Ni层的Ni容易扩散至第一金属层，从而使得可以有效地抑制Ni作为Ni单质的残留。
本发明的超导线材的制造方法包括如下步骤。准备层叠金属，所述层叠金属具有第一金属层和形成于第一金属层上的Ni层。在层叠金属的Ni层上形成中间层。在中间层上形成超导层。通过在形成中间层的步骤和形成超导层的步骤的至少任一步骤之后，对层叠金属进行热处理，由所述层叠金属形成非磁性Ni合金层。
本发明的超导线材包括上述前体和形成于中间层上的超导层。
按照本发明的超导线材的制造方法和超导线材，在Ni层上形成中间层。Ni难以被氧化，且显示优异的与中间层的晶格匹配。因此，可以容易地在Ni层上形成中间层。通过在该状态和进一步形成有超导层的状态的至少任一个之后，对层叠金属进行热处理，使构成Ni层的Ni和构成第一金属层的第一金属合金化，从而能够形成Ni合金。能够使Ni合金的磁性小于Ni单质的磁性。换言之，可以由所述层叠金属形成非磁性Ni合金层。因此，可以通过非磁性Ni合金层来减少朝向超导线材横向端部的磁场集中。因此，能够实现能降低磁滞损耗的超导线材。
优选地，在上述超导线材的制造方法中，在准备层叠金属的步骤中，准备了其中在第一金属层下方形成有强度高于第一金属层的第二金属层的层叠金属。
因为第二金属层具有高于第一金属层的强度，所以与单独第一金属层的情况相比，可以改进超导线材的强度。
优选地，在上述超导线材的制造方法中，在准备层叠金属的步骤中，Ni层的厚度为1μm以上且10μm以下。
当其是1μm以上时，能够抑制在形成中间层的步骤中的Ni扩散，使得可以将Ni层难以被氧化且显示优异的与中间层的晶格匹配的功能有效地发挥出来。当其是10μm以下时，在形成非磁性Ni合金层的步骤中，构成Ni层的Ni容易扩散至第一金属层，从而使得可以有效地抑制Ni作为Ni单质的残留。
发明效果
如上所述，按照本发明的前体的制造方法、超导线材的制造方法、前体和超导线材，可以降低磁滞损耗。
附图说明
图1是示意性地示出本发明实施方式1中的前体的截面图。
图2是示出本发明实施方式1中的前体的制造方法的流程图。
图3是示意性地示出本发明实施方式1中的层叠基板的截面图。
图4是示意性地示出在本发明实施方式1中将中间层形成于层叠金属上的状态的截面图。
图5是示意性地示出本发明实施方式2中的超导线材的截面图。
图6是示出本发明实施方式2中的超导线材的制造方法的流程图。
图7是示出本发明实施方式3中的超导线材的制造方法的流程图。
图8是示意性地示出在本发明实施方式3中形成超导层的状态的截面图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述本发明实施方式。在如下附图中，由相同的附图标记表示相同或相当的部分，且将不再重复其描述。
(实施方式1)
图1是示意性地示出本发明一个实施方式中的前体的截面图。参考图1，将描述本实施方式的前体。如图1中所示，所述前体具有包含第二金属层11和形成于第二金属层11上的非磁性Ni合金层12的基板10，以及形成于非磁性Ni合金层12上的中间层20。
基板10具有长带形。基板10包含第二金属层11和非磁性Ni合金层12。
非磁性Ni合金层12是非磁性金属。构成非磁性Ni合金层12的Ni合金没有特别限制，然而，其优选是Cu(铜)-Ni合金和Ag(银)-Ni合金。优选地，对非磁性Ni合金层进行了取向。
非磁性Ni合金层12的磁性低于Ni单质。换言之，包括如下两种情况：磁性是0J/m3，和具有超过0J/m3但为Ni单质的磁性以下的低磁性。
在非磁性Ni合金层12中，存在Ni浓度分布。具体地，在非磁性Ni合金层12中，Ni的浓度从与中间层20的界面朝与所述界面相反的表面单调减少。单调减少是指，Ni浓度从与中间层20的界面朝与所述界面相反的表面不变或减少，且Ni浓度在与所述界面相反的表面低于在与中间层20的界面。就是说，单调减少排除了Ni浓度朝该方向增加的部分。
第二金属层11形成于非磁性Ni合金层12下方且具有高于非磁性Ni合金层12的机械强度。优选地，该第二金属层11具有使得其不会在超导层形成期间在高温下在拉力下伸长的强度。作为这种第二金属层11，优选使用不锈钢。第二金属层11可以省略。
中间层20是为了在其表面上形成超导层而设置的层。中间层20由一层或两层以上构成。当中间层20由多个层构成时，构成中间层20的各个层可以由不同材料构成。中间层20可以是具有选自岩盐型、萤石型、钙钛矿型和烧绿石型的至少一种晶体结构的氧化物。具有这种晶体结构的材料的实例包括稀土元素氧化物如二氧化铈(CeO2)、氧化钬(Ho2O3)、氧化钇(Y2O3)和氧化镱(Yb2O3)，氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)，氧化镁(MgO)，和Ln-M-O化合物(Ln表示一种以上镧系元素，M表示选自Sr、Zr和Ga的一种以上元素，且O表示氧)如钛酸锶(SrTiO3)、BZO(BaZrO3)和氧化铝(Al2O3)。
并且，中间层20优选地具有优异的晶体取向。而且，中间层20优选是能够防止与构成超导层的元素的反应和扩散的材料。这种材料的实例包括CeO2。构成中间层20的材料并不特别限于上面的材料。
图2是示出本实施方式中的前体的制造方法的流程图。接下来参考图2，将描述本实施方式中的前体的制造方法。
图3是示意性地示出本实施方式中的层叠基板的截面图。如图2和图3中所示，首先，准备层叠金属，所述层叠金属具有第一金属层13，和形成于第一金属层13上的Ni层14(步骤S10)。在本实施方式中，准备层叠金属，所述层叠金属包括形成于第一金属层13下方且强度高于第一金属层13的第二金属层11。
具体地，首先，准备第二金属层11(步骤S11)。第二金属层11是用于赋予强度的层。作为这种第二层11，例如可以使用如上所述的材料。第二金属层11的厚度为例如100μm。
接着，在第二金属层11上形成第一金属层13(步骤S12)。第一金属层13优选是具有优异的取向的金属如Cu或Ag。第一金属层13优选也进行了取向。第一金属层13的厚度为例如18μm。
形成第一金属层13的方法没有特别限制，例如可以采用粘贴第一金属层13和第二金属层11的方法。
其后，在第一金属层13上形成Ni层14(步骤S13)。Ni层14是用于在中间层形成期间防止氧化的层。在第一金属层13进行了取向的情形下，对形成于其上的Ni层14也进行取向。Ni层14的厚度为例如1μm。用于形成Ni层14的方法没有特别限制，例如可以采用电镀法。
Ni层14的厚度优选是1μm以上且10μm以下。当其是1μm以上时，即使当在后述形成中间层20的步骤S20中施加约600℃的热，也可以抑制Ni扩散。因此，可以将Ni层14难以被氧化且显示优异的与中间层的晶格匹配的功能有效地发挥出来。当其是10μm以下时，因为在后述形成非磁性Ni合金层12的步骤S30中，构成Ni层14的Ni容易扩散至第一金属层13中，所以可以有效地抑制Ni作为Ni单质的残留。
通过上述步骤S11～S13，能够准备图3中所示的层叠金属(步骤S10)。
图4是示意性地示出在本实施方式中将中间层形成于层叠金属上的状态的截面图。如图2和图4中所示，接着，在层叠金属的Ni层14上形成中间层20(步骤S20)。因为Ni层14难以被氧化，所以可以容易地形成中间层20。
在对第一金属层13进行了取向的情形下，对形成于其上的Ni层14进行了取向，因而对形成于Ni层14上的中间层20也进行取向。因此，可以形成具有优异取向的中间层20。
形成中间层20的方法没有特别限制，例如可以采用溅射法。并且，形成例如上述材料的中间层20。
如图2中所示，接着，在形成中间层20的步骤(步骤S20)之后，通过对层叠金属进行热处理，由所述层叠金属形成非磁性Ni合金层12(步骤S30)。通过该步骤S30，使Ni层14的Ni朝第一金属层13扩散而获得Ni和第一金属的合金，从而形成非磁性Ni合金层12。当构成第一金属层13的第一金属是Cu或Ag时，非磁性Ni合金层12是Ni-Cu合金或Ni-Ag合金。
热处理的条件没有特别限制，只要在层叠金属中使构成Ni层14的Ni和构成第一金属层13的第一金属合金化即可。作为热处理条件的一个实例，例如，在600℃以上且800℃以下的温度下，在含有Ar(氩)的气氛中，在10Pa以下的压力下，进行处理约1小时。
当第一金属层13是Cu时，在通过热处理进行的合金化中，能够形成这样的非磁性Ni-Cu合金层，其中相对于构成第一金属层13的Cu，构成Ni层14的Ni的含量为50％以下。
通过进行上述步骤S10～S30，可以制造图1中所示的前体。此处，所制造的前体还包括在步骤S30中一部分第一金属层13并未因热处理合金化的情况。换言之，本发明的前体可以具有第二金属层11、形成于第二金属层11上的第一金属层13、形成于第一金属层13上的非磁性Ni合金层12和形成于非磁性Ni合金层12上的中间层20。
如上所述，按照本实施方式中的前体及其制造方法，在形成中间层20的步骤S20之后，通过对层叠金属进行热处理，由所述层叠金属形成非磁性Ni合金层12(步骤S30)。
Ni难以被氧化，且显示优异的与中间层20的晶格匹配。因此，可以在Ni层14上容易地形成中间层20。通过在该状态下对层叠金属进行热处理，构成Ni层14的Ni和构成第一金属层13的第一金属被合金化，从而能够形成Ni合金。能够使Ni合金的磁性小于Ni单质的磁性。换言之，可以由所述层叠金属形成非磁性Ni合金层12。因此，当通过在前体的中间层20上形成超导层而制造超导线材时，可以通过非磁性Ni合金层12来减少朝向超导线材横向端部的磁场的集中。因此，能够实现能降低磁滞损耗的前体。
而且，在中间层20形成期间可以抑制Ni层14的表层被氧化。因此，可以抑制在抑制了氧化的表层上形成的中间层的取向劣化。换言之，当第一金属层13具有优异的取向时，形成于其上的中间层20的取向也优异。因此，可以形成具有优异结晶度的中间层20和超导层。因此，通过利用该前体制造超导线材，能够抑制超导特性的劣化。
(实施方式2)
图5是示意性地示出本实施方式中的超导线材的截面图。参考图5，将描述本实施方式中的超导线材。如图5中所示，本实施方式中的超导线材具有实施方式1中的前体以及形成于前体的中间层20上的超导层30。就是说，超导线材具有第二金属层11、形成于第二金属层11上的非磁性Ni合金层12、形成于非磁性Ni合金层12上的中间层20和形成于中间层20上的超导层30。
超导层30具有长带形。超导层30是由REBa2Cu3Oy(y是6～8，更优选是约7，且RE是指稀土元素如Y(钇)，或Gd(钆)，Sm(钐)，Ho(钬)等)表示的超导体等，且优选包括例如GdBCO。GdBCO以GdBa2Cu3Oy(y是6～8，更优选是约7)表示。
超导线材可以进一步具有形成于超导层30上的稳定化层(未示出)。所述稳定化层是在保护超导层30的同时，与外部电极的接触部分。稳定化层的材料没有特别限制，然而，例如可以使用Ag(银)、Cu(铜)等。
图6是示出本实施方式中的超导线材的制造方法的流程图。接下来参考图6，将描述本实施方式中的超导线材的制造方法。
首先，与实施方式1相似地制造图1中所示的前体(步骤S10～S30)。
接着，如图6中所示，在中间层20上形成超导层30(步骤S40)。形成超导层30的方法没有特别限制，例如能够采用PLD(脉冲激光淀积)法、MOD(金属有机淀积)法等。并且，形成例如如上所述的材料的超导层30。
接着，在超导层30上，可以形成如上所述的材料的稳定化层(未示出)。该步骤可以省略。
通过进行步骤S10～S40，可以制造图5中所示的超导线材。
如上所述，在本实施方式中的超导线材及其制造方法中，在形成中间层的步骤S20之后，通过对层叠金属进行热处理，由所述层叠金属形成非磁性Ni合金层12(步骤S30)。
如上所述，可以在Ni层14上容易地形成中间层20。通过在形成中间层20(步骤S20)之后，对层叠金属进行热处理(步骤S30)，可以形成非磁性Ni合金层12。因为在该状态下形成超导层30(步骤S40)，所以可以容易地形成超导层30。因此，可以通过非磁性Ni合金层12来减少朝向超导线材横向端部的磁场的集中。因此，能够实现能降低磁滞损耗的超导线材。
(实施方式3)
因为本实施方式中的超导线材与图5中所示的实施方式2中的超导线材相似，所以将不再重复其描述。
图7是示出本实施方式中的超导线材的制造方法的流程图。接下来参考图7，将描述本实施方式中的超导线材的制造方法。
如图7中所示，首先，准备层叠金属，所述层叠金属具有第一金属层13和形成于第一金属层13上的Ni层14(步骤S10)。接着，在层叠金属的Ni层14上形成中间层20(步骤S20)。因为该步骤S10和S20与实施方式1中的步骤相似，所以将不再重复其描述。
图8是示意性地示出形成本实施方式中的超导层的状态的截面图。如图7和图8中所示，接着，在中间层20上形成超导层30(步骤S40)。因为该步骤S40与实施方式2中的步骤相似，所以将不再重复其描述。
接着，在形成超导层30的步骤S40之后，通过对层叠金属进行热处理，由所述层叠金属形成非磁性Ni合金层12(步骤S30)。因为该步骤S30与实施方式1中的步骤相似，所以将不再重复其描述。
通过进行上述步骤S10～S40，能够制造图5中所示的超导线材。
在形成中间层20之后，可以对层叠金属进行热处理。换言之，在形成中间层20的步骤S20和形成超导层30的步骤S40之后，可以实施进行热处理的步骤S30。
如上所述，在本实施方式中的超导线材及其制造方法，在形成超导层的步骤S40之后，通过对层叠金属进行热处理，由所述层叠金属形成非磁性Ni合金层12(步骤S30)。
如上所述，可以在Ni层14上容易地形成中间层20。因此，可以在该中间层20上容易地形成超导层30。通过在形成该超导层30(步骤S40)之后，对层叠金属进行热处理(步骤S30)，可以形成非磁性Ni合金层12。因此，可以通过非磁性Ni合金层12来减少朝向超导线材横向端部的磁场的集中。因此，能够实现能降低磁滞损耗的超导线材。
实施例
在本实施例中，对具有如下步骤的效果进行检验：在形成中间层的步骤和形成超导层的步骤的至少任一个之后，通过对层叠金属进行热处理，由所述层叠金属形成非磁性Ni合金层。
(发明例1)
按照实施方式2制造发明例1的超导线材。具体地，首先，作为第一金属层13，准备厚度为18μm的Cu基板(步骤S12)。通过电镀，在第一金属层13上形成厚度为1μm的Ni层14(步骤S13)。结果，形成层叠金属，其中作为第一金属层13的Cu基板和Ni层14层叠在一起。
接着，通过溅射在Ni层14上形成CeO2作为中间层20(步骤S20)。
接着，在10Pa以下的压力和在700℃的温度下，在含有Ar的气氛中，对层叠基板进行热处理(步骤S30)。以这种方式，由所述层叠金属形成非磁性Ni-Cu合金层。
接着，通过PLD方法，在中间层20上形成GdBCO作为超导层30(步骤S40)。
通过进行上述步骤S10～S40，制造了发明例1的超导线材，其中在非磁性Ni合金层中，Ni浓度从与中间层的界面朝与所述界面相反的表面单调减少。
(发明例2)
发明例2的超导线材的制造方法与发明例1的超导线材的制造方法基本相似，但是不同之处在于，按照实施方式3中的超导线材的制造方法制造超导线材。换言之，发明例2的超导线材的制造方法与发明例1的不同之处在于，在形成超导层30的步骤S40之后实施进行热处理的步骤S30。
(比较例1)
比较例1的超导线材的制造方法与发明例1的超导线材的制造方法基本相似，但是不同之处在于，未实施进行热处理的步骤S30。
(测量方法)
对发明例1、2和比较例1的各超导线材的磁滞损耗和临界电流Ic进行测量。将结果示于表1中。
具体地，在77K的温度下，在自磁场(self-magnetic field)中，对发明例1、2和比较例1的各超导线材的临界电流Ic进行测量。将产生10-6V/cm电场时的电流确定为临界电流Ic。
对于发明例1、2和比较例1的超导线材，利用振动样品磁强计(VSM)，在室温下对沿与超导线材带面平行的方向施加磁场时的磁滞损耗进行测量。
[表1]
  热处理   磁滞损耗   临界电流Ic
  发明例1   在形成中间层之后   0J/m3   250A/cm
  发明例2   在形成超导层之后   0J/m3   250A/cm
  比较例1   未实施   53J/m3   250A/cm
(测量结果)
在发明例1、2和比较例1中，能够抑制Ni层的氧化，这是因为在Ni层上形成了中间层。因此，可以容易地形成中间层。
并且，如表1中所示，其中在形成中间层之后进行热处理的发明例1和其中在形成超导层之后进行热处理的发明例2的超导线材，通过合金化Ni和Cu，能够形成非磁性Ni-Cu合金层。因此，发明例1和2的超导线材的磁滞损耗是0J/m3。另一方面，其中未进行热处理的比较例1的超导线材的磁滞损耗是52J/m3。因此证实了，在形成中间层的步骤S20和形成超导层的步骤S40的至少任一个之后，通过对层叠金属进行热处理，能够降低磁滞损耗。
并且如表1中所示，发明例1和2的超导线材的临界电流Ic是250A/cm，其与比较例1的超导线材的临界电流Ic相同。因此证实了，即使当在形成中间层的步骤S20和形成超导层的步骤S40的至少任一个之后进行热处理时，也未损害超导层的超导特性。
应理解，本文中公开的实施方式和实施例全部是用于例示性而不是限制性的目的。本发明的范围由权利要求书限定而不是由上述实施方式限定，且旨在包含与权利要求书等价的含义和在所述范围内的所有修改。
附图标记
10基板，11第二金属层，12非磁性Ni合金层，13第一金属层，14Ni层，20中间层，30超导层

Claims (9)

1.一种前体的制造方法，所述方法包括如下步骤：
准备层叠金属，所述层叠金属具有第一金属层(13)和形成于所述第一金属层(13)上的镍层(14)；
在所述层叠金属的所述镍层(14)上形成中间层(20)；和
在所述形成中间层(20)的步骤之后，通过对所述层叠金属进行热处理，由所述层叠金属形成非磁性镍合金层(12)。
2.如权利要求1所述的前体的制造方法，其中在所述准备层叠金属的步骤中，准备其中在所述第一金属层(13)下方形成有强度高于所述第一金属层(13)的第二金属层(11)的所述层叠金属。
3.如权利要求1所述的前体的制造方法，其中在所述准备层叠金属的步骤中，所述镍层(14)的厚度为1μm以上且10μm以下。
4.一种超导线材的制造方法，所述方法包括如下步骤：
准备层叠金属，所述层叠金属具有第一金属层(13)和形成于所述第一金属层(13)上的镍层(14)；
在所述层叠金属的所述镍层(14)上形成中间层(20)；
在所述中间层(20)上形成超导层(30)；和
通过在所述形成中间层(20)的步骤和所述形成超导层(30)的步骤的至少任一步骤之后，对所述层叠金属进行热处理，由所述层叠金属形成非磁性镍合金层(12)。
5.如权利要求4所述的超导线材的制造方法，其中在所述准备层叠金属的步骤中，准备其中在所述第一金属层(13)下方形成有强度高于所述第一金属层(13)的第二金属层(11)的所述层叠金属。
6.如权利要求4所述的超导线材的制造方法，其中在所述准备层叠金属的步骤中，所述镍层(14)的厚度为1μm以上且10μm以下。
7.一种前体，所述前体包含：
非磁性镍合金层(12)；和
形成于所述非磁性镍合金层(12)上的中间层(20)，其中
在所述非磁性镍合金层(12)中，镍的浓度从与所述中间层(20)的界面朝与所述界面相反的表面单调减少。
8.如权利要求7所述的前体，进一步包含形成于所述非磁性镍合金层(12)下方且强度高于所述非磁性镍合金层(12)的第二金属层(11)。
9.一种超导线材，其包含：
权利要求7的前体，和
形成于中间层(20)上的超导层(30)。
CN2009801477091A 2008-11-28 2009-11-18 前体的制造方法、超导线材的制造方法、前体和超导线材 Pending CN102227783A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310741439.5A CN103824647B (zh) 2008-11-28 2009-11-18 前体的制造方法、超导线材的制造方法、前体和超导线材

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008304153A JP5474339B2 (ja) 2008-11-28 2008-11-28 超電導線材の前駆体の製造方法、超電導線材の製造方法
JP2008-304153 2008-11-28
PCT/JP2009/069528 WO2010061757A1 (ja) 2008-11-28 2009-11-18 前駆体の製造方法、超電導線材の製造方法、前駆体および超電導線材

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310741439.5A Division CN103824647B (zh) 2008-11-28 2009-11-18 前体的制造方法、超导线材的制造方法、前体和超导线材

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102227783A true CN102227783A (zh) 2011-10-26

Family

ID=42225633

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310741439.5A Active CN103824647B (zh) 2008-11-28 2009-11-18 前体的制造方法、超导线材的制造方法、前体和超导线材
CN2009801477091A Pending CN102227783A (zh) 2008-11-28 2009-11-18 前体的制造方法、超导线材的制造方法、前体和超导线材

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310741439.5A Active CN103824647B (zh) 2008-11-28 2009-11-18 前体的制造方法、超导线材的制造方法、前体和超导线材

Country Status (7)

Country Link
US (3) US20110245084A1 (zh)
EP (1) EP2372722B1 (zh)
JP (1) JP5474339B2 (zh)
KR (1) KR101612149B1 (zh)
CN (2) CN103824647B (zh)
RU (1) RU2011126343A (zh)
WO (1) WO2010061757A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103718256B (zh) * 2012-04-16 2016-11-16 古河电气工业株式会社 超导成膜用基材和超导线以及超导线的制造方法
CN111969102B (zh) * 2020-09-11 2023-10-27 中国科学院紫金山天文台 一种改善超导钛-铌薄膜接触电极的制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040132624A1 (en) * 2001-12-10 2004-07-08 Mitsunobu Wakata Metal base material for oxide superconducting thick films and manufacturing method thereof

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6489113A (en) * 1987-09-29 1989-04-03 Fujikura Ltd Manufacture of oxide superconductive material
DE3744145A1 (de) * 1987-12-24 1989-07-06 Asea Brown Boveri Supraleiter und verfahren zu seiner herstellung
US4996187A (en) * 1988-10-17 1991-02-26 Allied-Signal Inc. Epitaxial Ba-Y-Cu-O superconductor film
US5006507A (en) * 1989-04-14 1991-04-09 General Atomics Nickel-based substrate for ceramic superconductor
US5741377A (en) 1995-04-10 1998-04-21 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Structures having enhanced biaxial texture and method of fabricating same
US6077344A (en) * 1997-09-02 2000-06-20 Lockheed Martin Energy Research Corporation Sol-gel deposition of buffer layers on biaxially textured metal substances
JP3587956B2 (ja) * 1997-06-10 2004-11-10 古河電気工業株式会社 酸化物超電導線材およびその製造方法
JP4619475B2 (ja) * 2000-02-21 2011-01-26 株式会社フジクラ 酸化物超電導導体
US6670308B2 (en) * 2002-03-19 2003-12-30 Ut-Battelle, Llc Method of depositing epitaxial layers on a substrate
JP5123462B2 (ja) 2004-10-27 2013-01-23 住友電気工業株式会社 膜形成用配向基板および超電導線材ならびに膜形成用配向基板の製造方法
KR100624665B1 (ko) * 2005-01-20 2006-09-19 한국기계연구원 자기이력 손실이 적은 이축 배향성 금속 테이프 및 그제조방법
JP4794886B2 (ja) * 2005-03-31 2011-10-19 古河電気工業株式会社 酸化物超電導用高強度多結晶金属基板とそれを用いた酸化物超電導線材
US8795854B2 (en) * 2005-08-01 2014-08-05 Amit Goyal Semiconductor-based, large-area, flexible, electronic devices on {110}<100> oriented substrates
US20070238619A1 (en) * 2005-09-06 2007-10-11 Superpower, Inc. Superconductor components
JP4800740B2 (ja) 2005-10-21 2011-10-26 財団法人国際超電導産業技術研究センター 希土類系テープ状酸化物超電導体及びその製造方法
JP4716324B2 (ja) * 2005-12-26 2011-07-06 古河電気工業株式会社 超電導体用基材およびその製造方法
JP4268645B2 (ja) * 2007-02-26 2009-05-27 財団法人国際超電導産業技術研究センター 希土類系テープ状酸化物超電導体及びそれに用いる複合基板
JP5382911B2 (ja) * 2008-11-12 2014-01-08 東洋鋼鈑株式会社 酸化物超電導線材用金属積層基板の製造方法及び該基板を用いた酸化物超電導線材

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040132624A1 (en) * 2001-12-10 2004-07-08 Mitsunobu Wakata Metal base material for oxide superconducting thick films and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
EP2372722B1 (en) 2016-03-16
US20140342917A1 (en) 2014-11-20
EP2372722A1 (en) 2011-10-05
JP5474339B2 (ja) 2014-04-16
US8865627B2 (en) 2014-10-21
US9570215B2 (en) 2017-02-14
RU2011126343A (ru) 2013-01-10
KR101612149B1 (ko) 2016-04-12
JP2010129432A (ja) 2010-06-10
KR20110091789A (ko) 2011-08-12
EP2372722A4 (en) 2013-02-27
US20140287928A1 (en) 2014-09-25
US20110245084A1 (en) 2011-10-06
CN103824647B (zh) 2019-07-12
CN103824647A (zh) 2014-05-28
WO2010061757A1 (ja) 2010-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101680756B1 (ko) 산화물 초전도 선재용 금속 적층 기판의 제조 방법
US9082530B2 (en) Superconducting thin film material and method of manufacturing same
EP2031605A1 (en) Superconducting thin film material and method for producing superconducting thin film material
JP6104757B2 (ja) 酸化物超電導線材及びその製造方法
CN102227783A (zh) 前体的制造方法、超导线材的制造方法、前体和超导线材
EP2453447B1 (en) Substrate, method of producing substrate superconducting wire and method of producing of superconducting wire
KR101056227B1 (ko) 초전도체 및 그 제조방법
US9306147B2 (en) Method of producing substrate and superconducting wire
CN108140457B (zh) 氧化物超导线材
WO2020165939A1 (ja) 超電導線材接続構造
JP6262304B2 (ja) 酸化物超電導線材の製造方法
WO2020161909A1 (ja) 超電導線材接続構造
JP6167443B2 (ja) 超電導線及びその製造方法
JP2022169922A (ja) 高温超電導線材の接続構造
JP2014067725A (ja) 超電導線材の前駆体および超電導線材
JPWO2022219857A5 (zh)
JP2019125436A (ja) 酸化物超電導線材

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20111026