CN103282975A - 超导线材用基板、超导线材用基板的制造方法以及超导线材 - Google Patents

超导线材用基板、超导线材用基板的制造方法以及超导线材 Download PDF

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Abstract

提供一种廉价且高性能的超导线材用基板、廉价且高性能的超导线材用基板的制造方法以及使用了廉价且高性能的超导线材用基板的超导线材。超导线材用基板(1)的特征在于,在超导线材用基板(1)的两个面中,一方的表面粗糙度Ra为10nm以下,另一方的表面粗糙度Ra比所述一方的表面粗糙度Ra大,所述另一方的表面粗糙度Ra为8nm以上且小于15nm。

Description

超导线材用基板、超导线材用基板的制造方法以及超导线材
技术领域
本发明涉及超导线材用基板、超导线材用基板的制造方法以及超导线材。
背景技术
以往,已知通过IBAD(Ion Beam Assisted Deposition:离子束辅助沉积)法在由哈氏合金(HASTELLOY)构成的带状的基板上形成中间层,并在该中间层上取向形成氧化物超导层而构成的超导线材(例如,参照专利文献1)。此外,还已知在2轴取向的基板上使中间层外延生长,并在该中间层上取向形成氧化物超导层而构成的超导线材(例如,参照专利文献2)。
另外,此处将作为超导线材使用的金属基板称作“超导线材用基板”。此外,通常将在超导线材用基板上通过IBAD法形成中间层的基板称作“IBAD基板”。
超导线材用基板的表面经过冷轧工序或高精密研磨工序等各工序,终加工成几nm级的表面粗糙度Ra(例如,参照专利文献3~9)。
“表面粗糙度Ra”是在JISB-0601-2001(依据ISO4287:1997)中规定的算术平均粗糙度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平4-329867号公报
专利文献2:日本特开2007-311234号公报
专利文献3:日本特开2008-200773号公报
专利文献4:日本特开2008-200775号公报
专利文献5:日本特开2007-200870号公报
专利文献6:日本特开2008-254044号公报
专利文献7:日本特开平4-110454号公报
专利文献8:日本特开2008-49451号公报
专利文献9:日本特开2008-36724号公报
发明内容
发明要解决的问题
此处,为了制造使用了IBAD基板的超导特性较高的超导线,IBAD基板的结晶取向度较高,作为IBAD基板的中间层,要求CeO2等氧化物层的外延生长。此时,如果存在在基板表层上分散地存在的缺陷和当表面粗糙度的分布变动等分散地存在时,到超导层的结晶生长被阻碍,存在局部的缺陷点,产生临界电流值特性下降的问题。这在2轴取向的基板上使用外延生长的中间层的超导线中也产生同样的问题。因此,超导线为了得到较高的超导特性,需要通过机械研磨和化学研磨等,重新将基板的轧制表面改质为表面粗糙度Ra为几nm~1nm以下的高性能。但是,在基板的背侧的表面粗糙度Ra与表面粗糙度Ra是相同程度的几nm的情况下,当在基板表面成膜中间层时,当基板背面与衬托器(susceptor)接触时容易刮花,不适合长尺寸制造。
在上述专利文献3~9中,对于基板的正面的表面粗糙度Ra进行了控制,但是没有进行背侧的表面粗糙度Ra的控制,并且,关于在之后的中间层成膜时使用的基板的背侧的表面粗糙度Ra,也没有任何记载。
本发明的课题在于提供一种高性能的长型超导线材用基板、高性能的长型超导线材用基板的制造方法以及使用了高性能的超导线材用基板的超导线材。
用于解决问题的手段
根据本发明,提供一种超导线材用基板,其特征在于,超导线材用基板的两个面中的一方的表面粗糙度Ra为10nm以下,另一方的表面粗糙度Ra比所述一方的表面粗糙度Ra大,所述另一方的表面粗糙度Ra为8nm以上且小于15nm。
此时,如果一方的表面粗糙度超过10nm,则在基板表面上形成的中间层的取向性降低,因此不优选。此外,在另一方的表面粗糙度Ra低于8nm的情况下,当之后在基板表面成膜中间层时,当基板的背面与衬托器接触时,容易刮伤,因此不优选。此外,在另一方的表面粗糙度Ra为15nm以上的情况下,当将基板卷取到卷轴上时,基板的表层粗糙的背侧会将正面的表层刮伤,因此不优选。
此外,根据本发明,提供一种超导线材用基板的制造方法,该超导线材用基板的制造方法包含以下工序:
对金属体进行冷轧的工序;以及
对所述冷轧后的金属体进行热处理的工序,
该超导线材用基板的制造方法的特征在于,
在所述冷轧的工序中,使用表面粗糙度Ra不同的上下一对轧辊。
此外,根据本发明,提供一种超导线材,其特征在于,该超导线材在超导线材用基板的两个面中的一方的面上形成中间层,并在该中间层上形成超导层而构成,其中,该超导线材用基板的两个面中的所述一方的表面粗糙度Ra为10nm以下,另一方的表面粗糙度Ra比所述一方的表面粗糙度Ra大,并且在8nm以上且小于15nm。
发明的效果
根据本发明,能够提供一种高性能的长尺超导线材用基板、高性能的长尺超导线材用基板的制造方法以及使用了高性能的超导线材用基板的超导线材。
附图说明
图1是超导线材用基板的概略剖面图。
图2是示出超导线材用基板的制造工序的流程图。
具体实施方式
使用附图详细地对本实施方式中的超导线材用基板、超导线材用基板的制造方法以及超导线材进行说明。另外,本实施方式只是一例,本发明不限于本实施方式。
图1示出超导线材10的概略剖面图。
超导线材10具有超导线材用基板1、中间层2以及超导层3而构成。此外,超导线材10在超导线材用基板1上依次层叠中间层2、超导层3。
作为超导线材用基板1的素材,可以使用哈氏合金(注册商标)、因科镍合金(注册商标)等的Ni基合金或者不锈钢等Fe基合金,优选被光亮退火处理后的BA(brightanneal)材料。
参照图2对超导线材用基板1的制造工序进行说明。
首先,对作为超导线材用基板1的金属体进行研磨(步骤S1)。
作为研磨方法,采用机械研磨、化学研磨或电解研磨或者它们的组合来进行研磨。另外,不是必须进行各种研磨,也可以不进行各种研磨而转移到步骤S2。
在机械研磨中,使用金刚石粒、氧化物粒等作为研磨粒。此外,使用水、表面活性剂、油、有机溶剂、它们的混合物、混合了水和甲酸、乙酸、硝酸等酸的溶液、混合了水和氢氧化钠等碱的溶液中的任意一种作为研磨液。另外,特别优选氧化铝、氧化铈、氧化锆、氧化铁等作为研磨粒,特别优选肥皂水作为研磨液。
在化学研磨中,使用与超导线材用基板1表面发生化学反应的化学溶液作为研磨液。化学溶液有例如硝酸、硫酸、甲酸、乙酸、氯、氟、铬过氧化氢、草酸、四氢萘酸、冰醋酸等液体,或它们的混合液。特别优选将在它们的混合液中混合了饱和醇或亚磺酸等促进剂的溶液作为研磨液。
在化学机械研磨中,使用与在上述机械研磨中使用的研磨粒同样的研磨粒作为研磨粒。此外,使用在上述化学研磨中使用的研磨液作为研磨液。
在电解研磨中,将超导线材用基板1浸入电解液中,将超导线材用基板1作为阳极通电,通过电解反应对基板表面进行研磨。电解液可以是酸或碱,特别优选硝酸、磷酸、铬酸、过氧化氢、氢氧化钾、氰化钾等。
接着,对被研磨的金属体进行冷轧(步骤S2~4)。
在轧制工序中,进行粗轧工序(步骤S2)、中间轧(步骤S3)、终轧(步骤S4)各轧制工序。在轧制工序中,在轧制加工率为40%~99%的范围内进行冷轧。此外,至少分别进行一次以上的利用表面粗糙度Ra相同的轧辊进行的轧制和利用表面粗糙度Ra不同的轧辊进行的轧制。在后面详细叙述各轧制工序(参照样品1-1~1-4)。
接着,对冷轧后的金属体进行热处理(步骤S5)。
在氩气与0.5~5Vol.%的氢的混合气体氛围下,将超导线材用基板在850℃以下保持10秒以上,在张力施加状态下进行用于恢复平坦性的TA(张力退火)热处理。
接着,对热处理后的金属体进行终加工(步骤S6)。
在终加工中,切割加工成期望的尺寸。
最后,对终加工后的金属体进行终研磨(步骤S7)。
在终研磨中,通过在步骤S1中叙述的机械研磨、化学研磨或电解研磨或者组合了这些研磨的研磨方法进行研磨。
另外,步骤S7不是必需的,如果在步骤S5的时刻基板1的表面粗糙度Ra能够达到期望的值,则可以在步骤S6结束。
〔样品1-1〕
〔超导线材用基板的制造工序〕
在样品1-1中,对超导线材用基板1的制造工序进行说明,其特征在于,在终轧工序(参照步骤S4)中使用表面粗糙度Ra不同的轧辊。
为了制造超导线材用基板1,使用了表面粗糙度Ra为50nm、厚度0.3mm、宽75mm、纵深350m的BA材料(哈氏合金C-276)。另外,关于材质,不限于哈氏合金,也可以使用因科镍合金、不锈钢。
在研磨工序中(参照步骤S1),对BA材料进行研磨,使表面粗糙度Ra从50nm达到30nm左右。
在粗轧工序和中间轧工序中(参照步骤S2和S3),使用表面粗糙度Ra上下相同且辊径Φ为20mm的12级轧辊,对BA材料进行轧制,制造出厚度0.15mm、宽75mm、纵深690m的中间轧材。在粗轧时使用的轧辊的表面粗糙度Ra为66nm,在中间轧时使用的轧辊的表面粗糙度Ra为40nm。
此外,使用上下的表面粗糙度Ra为7nm的轧辊,将厚度0.15mm的中间轧材轧制成厚度为0.107mm。此时的中间轧材的表面粗糙度Ra为7nm~9nm。
在终轧工序中(参照步骤S4),使用表面粗糙度Ra为3nm的轧辊和表面粗糙度Ra为10nm的轧辊,对表面粗糙度Ra为7nm~9nm的中间轧材进行轧制,制造出长型轧材。上侧(正面)的轧辊使用表面粗糙度Ra为3nm的轧辊,下侧(背侧)的轧辊使用表面粗糙度Ra为10nm的轧辊。
利用JIS B0651―2001触针式表面粗糙度测定求出轧制中使用的辊表面粗糙度。
另外,希望下侧的轧辊的表面粗糙度Ra为最大10nm左右。如果表面粗糙度Ra大于10nm,则长型轧材的长度方向的表面粗糙度Ra有时会超过15nm。此外,被卷成线圈状的长型轧材的表背面的擦伤在高光泽侧(表面)的表层产生,留下表面缺陷。
此外,在上侧的轧辊的表面粗糙度Ra为3nm,且与下侧的轧辊的表面粗糙度Ra的差小于3nm的情况下,轧制时材料滑动的影响变大,形状控制变得困难。
此外,上侧的轧辊可以是在整个宽度上表面粗糙度Ra都为3nm,也可以是在限定为比中间轧材的宽度稍窄的宽度范围内表面粗糙度Ra为3nm。后者的情况下,上侧和下侧的轧辊端部的表面粗糙度Ra可以是10nm左右。
在TA热处理工序中(参照步骤S5),为了改善长型轧材的平坦性,在790℃×20秒的保持条件下,向长型轧材施加5kgf/mm2的张力,在氩气与氢气的混合气体的氛围下对长型轧材进行热处理。
在终加工工序中(参照步骤S6),以期望的终加工尺寸对长型轧材进行切割加工,制造出6个厚度0.10mm、宽10mm、纵深1030m的超导线材用基板1。确保了轧制工序的加工率为60%以上。
从超导线材用基板1的两端部采用样品,通过原子力显微镜(AFM)对10μm角的表面粗糙度Ra进行了测定。测定的结果,正面的两端部各自的10个部位的平均表面粗糙度Ra为3.2nm和3.8nm,全部的测定点的表面粗糙度Ra满足Ra<4nm。此外,背侧的面的两端部各自的10个部位的平均表面粗糙度Ra为10.2nm和10.6nm。
针对终加工工序后的超导线材用基板1,在室温下进行拉伸试验,0.2%弹性极限应力为1.6GPa。
以上,根据样品1-1的制造方法,能够制造高强度、高性能的超导线材用基板1。
〔样品2-1〕
对于在样品1-1中得到的终加工工序后的超导线材用基板1,在终研磨工序中(参照步骤S7),对超导线材用基板1的正面进行机械研磨,使表面粗糙度Ra成为0.9nm。另外,研磨方法可以是机械研磨、化学研磨或电解研磨中的任意一种。此外,由于在即将终研磨工序之前的超导线材用基板1的表层具有相同的质量,因此能够降低终研磨工序所耗费的研磨成本。
〔超导线材的制造工序〕
在样品2-1中制造的超导线材用基板1的正面上,使用IBAD法形成了中间层2。通过在超导线材用基板1上成膜约1μm的Gd-Zr氧化中间层(GZO),并且在其上通过PLD法形成厚度约450nm的CeO2氧化物中间层,从而构成中间层2。
在中间层2上,使用脉冲激光沉积法形成了超导层3。通过在中间层2上沉积约1μm的YBCO超导体,从而构成超导层3。
此外,在超导层3上,使用高频溅射装置蒸镀厚度约10μm的银,从而形成了保护层。此外,在氧气流气体中,在550℃的温度下进行氧气退火,制造出超导线材10。另外,在超导线材10的表层上形成具有铜的稳定层。
针对所制造的超导线材10,在将200m长的部分浸渍在液态氮中的状态下,使用四端子法对临界电流进行了测定。测定以1m为间距,电压端子设为1.2m。超导线材10的通电特性利用1μV/cm的定义,在全部测定位置确认临界电流值为307A以上,最小-最大差为8A。
〔样品1-2〕
〔超导线材用基板的制造工序〕
在样品1-2中,对超导线材用基板1的制造工序进行说明,其特征在于,在中间轧工序和终轧工序(参照步骤S3和S4)中使用表面粗糙度Ra不同的轧辊。
为了制造超导线材用基板1,使用了表面粗糙度Ra为50nm、厚度0.3mm、宽75mm、纵深350m的BA材料(哈氏合金C-276)。另外,不限于哈氏合金,也可以使用因科镍合金、不锈钢。
在研磨工序中(参照步骤S1),对BA材料进行研磨,使表面粗糙度Ra从50nm达到30nm左右。
在粗轧工序中(参照步骤S2),使用表面粗糙度Ra(45nm)上下相同且辊径Φ为20mm的12级轧辊,对BA材料进行轧制,制造出厚度0.15mm、宽75mm、纵深690m的粗轧材。使此时的粗轧材的表面粗糙度Ra成为15nm~25nm左右。
在中间轧工序中(参照步骤S3),使用表面粗糙度Ra为6nm的轧辊和表面粗糙度Ra为10nm的轧辊,对粗轧材进行轧制,制造出厚度0.107mm、宽75mm、纵深960m的中间轧材。上侧的轧辊使用表面粗糙度Ra为6nm的轧辊,下侧的轧辊使用表面粗糙度Ra为10nm的轧辊。
在终轧工序中(参照步骤S4),使用表面粗糙度Ra为3nm的轧辊和表面粗糙度Ra为9nm的轧辊,对中间轧材进行轧制,制造出长型轧材。上侧的轧辊使用表面粗糙度Ra为3nm的轧辊,下侧的轧辊使用表面粗糙度Ra为9nm的轧辊。
另外,优选下侧的轧辊的表面粗糙度Ra为最大10nm左右。如果表面粗糙度Ra大于10nm,则长型轧材的长度方向的表面粗糙度Ra有时会超过15nm。此外,在长型轧材的背面(表面粗糙度Ra较大的面)的表面粗糙度Ra超过了30nm的情况下,被卷成线圈状的长型轧材的表背面的擦伤在高光泽侧(表面)的表层产生,留下表面缺陷。
此外,在上侧的轧辊的表面粗糙度Ra为3nm,且与下侧的轧辊的表面粗糙度Ra的差小于3nm的情况下,轧制时材料滑动的影响变大,形状控制变得困难。
在TA热处理工序中(参照步骤S5),为了改善长型轧材的平坦性,在790℃×20秒的保持条件下,向长型轧材施加5kgf/mm2的张力,在氩气和氢气的混合气体的氛围下对长型轧材进行了热处理。
在终加工工序中(参照步骤S6),以期望的终加工尺寸对长型轧材进行切割加工,制造出6个厚度0.10mm、宽10mm、纵深1020m的超导线材用基板1。确保了轧制工序的加工率为60%以上。
从超导线材用基板1的两端部采用样品,通过原子力显微镜(AFM)对10μm角的表面粗糙度Ra进行了测定。测定的结果,正面的两端部各自的10个部位的平均表面粗糙度Ra为3.0nm和3.5nm,全部的测定点的表面粗糙度Ra满足Ra<4nm。此外,背侧的面的两端部各自的10个部位的平均表面粗糙度Ra为8.8nm和9.5nm。
针对终加工工序后的超导线材用基板1,在室温下进行拉伸试验,0.2%弹性极限应力为1.5GPa。
以上,根据样品1-2的制造方法,能够制造高强度、高性能的超导线材用基板1。
〔样品2-2〕
对于在样品1-2中得到的终加工工序后的超导线材用基板1,在终研磨工序中(参照步骤S7),对超导线材用基板1的正面进行机械研磨,使表面粗糙度Ra成为0.8nm。另外,研磨方法可以是机械研磨、化学研磨或电解研磨中的任意一种。此外,由于在即将终研磨工序之前的超导线材用基板1的表层均匀,因此能够降低研磨成本。
〔超导线材的制造工序〕
在样品2-2中制造的超导线材用基板1的正面上,使用IBAD法形成了中间层2。通过在超导线材用基板1上成膜约1μm的Gd-Zr氧化中间层(GZO),并且在其上通过PLD法形成厚度约500nm的CeO2氧化物中间层,从而构成中间层2。
在中间层2上,使用脉冲激光沉积法形成了超导层3。通过在中间层2上沉积约1μm的YBCO超导体,从而构成超导层3。
此外,在超导层3上,使用高频溅射装置蒸镀厚度约10μm的银,从而形成了保护层。此外,在氧气流气体中,在550℃的温度下进行氧气退火,制造出超导线材10。另外,在超导线材10的表层上形成具有铜的稳定层。
针对所制造的超导线材10,在将200m长的部分浸渍在液态氮中的状态下,使用四端子法对临界电流进行了测定。测定以1m为间距,电压端子设为1.2m。超导线材10的通电特性利用1μV/cm的定义,在全部测定位置确认临界电流值为326A以上,最小-最大差为9A。
〔样品1-3〕
〔超导线材用基板的制造工序〕
在样品1-3中,对超导线材用基板1的制造工序进行说明,其特征在于,在中间轧工序和终轧工序(参照步骤S3和S4)中使用表面粗糙度Ra不同的轧辊。
为了制造超导线材用基板1,使用了表面粗糙度Ra为50nm、厚度0.3mm、宽75mm、纵深350m的BA材料(哈氏合金C-276)。另外,不限于哈氏合金,也可以使用因科镍合金、不锈钢。
在研磨工序中(参照步骤S1),对BA材料进行研磨,使表面粗糙度Ra从50nm达到30nm左右。
在粗轧工序中(参照步骤S2),使用表面粗糙度Ra(45nm)上下相同且辊径Φ为20mm的轧制12级轧辊,对BA材料进行轧制,制造出厚度0.15mm、宽75mm、纵深690m的粗轧材。使此时的粗轧材的表面粗糙度Ra成为了15nm~25nm左右。
在中间轧工序中(参照步骤S3),使用表面粗糙度Ra为6nm的轧辊和表面粗糙度Ra为12nm的轧辊,对粗轧材进行轧制,制造出厚度0.107mm、宽75mm、纵深960m的中间轧材。上侧的轧辊使用表面粗糙度Ra为6nm的轧辊,下侧的轧辊使用表面粗糙度Ra为12nm的轧辊。
在终轧工序中(参照步骤S4),使用表面粗糙度Ra为4nm的轧辊和表面粗糙度Ra为9nm的轧辊,对中间轧材进行轧制,制造出长型轧材。上侧的轧辊使用表面粗糙度Ra为4nm的轧辊,下侧的轧辊使用表面粗糙度Ra为9nm的轧辊。
在TA热处理工序中(参照步骤S5),为了改善长型轧材的平坦性,在790℃×20秒的保持条件下,向长型轧材施加5kgf/mm2的张力,在氩气和氢气的混合气体的氛围下对长型轧材进行了热处理。
在终加工工序中(参照步骤S6),以期望的终加工尺寸对长型轧材进行切割加工,制造出6个厚度0.10mm、宽10mm、纵深1020m的超导线材用基板1。确保了轧制工序的加工率为60%以上。
从超导线材用基板1的两端部采用样品,通过原子力显微镜(AFM)对10μm角的表面粗糙度Ra进行了测定。测定的结果,正面的两端部各自的10个部位的平均表面粗糙度Ra为4.1nm和4.3nm,全部的测定点的表面粗糙度Ra满足Ra<5nm。此外,背侧面的两端部各自的10个部位的平均表面粗糙度Ra为9.7nm和8.9nm。
针对终加工工序后的超导线材用基板1,在室温下进行拉伸试验,0.2%弹性极限应力为1.6GPa。
以上,根据样品1-3的制造方法,能够制造高强度、高性能的超导线材用基板1。
〔样品2-3〕
对于在样品1-3中得到的终加工工序后的超导线材用基板1,在终研磨工序中(参照步骤S7),对超导线材用基板1的正面进行机械研磨,使表面粗糙度Ra成为1.2nm。另外,研磨方法可以是机械研磨、化学研磨或电解研磨中的任意一种。此外,由于在即将终研磨工序之前的超导线材用基板1的表层具有相同的质量,因此能够降低终研磨工序中的研磨成本。
〔超导线材的制造工序〕
在样品2-3中制造的超导线材用基板1上,使用IBAD法形成了中间层2。通过在超导线材用基板1上成膜约1μm的Gd-Zr氧化中间层(GZO),并且在其上通过PLD形成厚度约500nm的CeO2氧化物中间层,从而构成中间层2。
在中间层2上,使用脉冲激光沉积法形成了超导层3。通过在中间层2上沉积约1μm的YBCO超导体,从而构成超导层3。
此外,在超导层3上,使用高频溅射装置蒸镀厚度约10μm的银,从而形成了保护层。此外,在氧气流气体中,在550℃的温度下进行氧气退火,制造出超导线材10。另外,在超导线材10的表层上形成具有铜的稳定层。
针对所制造的超导线材10,在将200m长的部分浸渍在液态氮中的状态下,使用四端子法对临界电流进行了测定。测定以1m为间距,电压端子设为1.2m。超导线材10的通电特性利用1μV/cm的定义,在全部测定位置确认临界电流值为295A以上,最小-最大差为8A。
〔样品1-4(2-4)〕
〔超导线材用基板的制造工序〕
在样品1-4(2-4)中,对超导线材用基板1的制造工序进行说明,其特征在于,在终轧工序(参照步骤S4)中使用表面粗糙度Ra不同的轧辊,并且不进行终研磨工序。
为了制造超导线材用基板1,使用了表面粗糙度Ra为50nm、厚度0.3mm、宽75mm、纵深350m的哈氏合金BA材料(哈氏合金C-276)。另外,不限于哈氏合金,也可以使用因科镍合金、不锈钢。
在研磨工序中(参照步骤S1),对BA材料进行研磨,使表面粗糙度Ra从50nm达到30nm左右。
在粗轧工序和中间轧工序中(参照步骤S2和S3),使用表面粗糙度Ra上下相同且辊径Φ为20mm的轧制12级轧辊,对BA材料进行轧制,制造出厚度0.15mm、宽75mm、纵深690m的中间轧材。在粗轧时使用的轧辊的表面粗糙度Ra为66nm,在中间轧时使用的轧辊的表面粗糙度Ra为40nm。
此外,使用上下的表面粗糙度Ra为7nm的轧辊,将厚度0.15mm的中间轧材轧制到厚度为0.107mm。此时的中间轧材的表面粗糙度Ra为7nm~9nm。
在终轧工序中(参照步骤S4),使用表面粗糙度Ra为2nm的轧辊和表面粗糙度Ra为10nm的轧辊,对表面粗糙度Ra为7nm~9nm的中间轧材进行轧制,制造出长型轧材。上侧的轧辊使用表面粗糙度Ra为2nm的轧辊,下侧的轧辊使用表面粗糙度Ra为10nm的轧辊。
另外,优选下侧的轧辊的表面粗糙度Ra为最大10nm左右。如果表面粗糙度Ra大于10nm,则长型轧材的长度方向的表面粗糙度Ra有时会超过15nm。此外,被卷成线圈状的长型轧材的表背面的擦伤在高光泽侧(表面)的表层产生,留下表面缺陷。
此外,在上侧的轧辊的表面粗糙度Ra为3nm,且与下侧的轧辊的表面粗糙度Ra的差小于3nm的情况下,轧制时材料滑动的影响变大,形状控制变得困难。
此外,上侧的轧辊可以是在整个宽度范围内表面粗糙度Ra为3nm,也可以是在限定为比中间轧材的宽度稍窄的宽度范围内表面粗糙度Ra为3nm。后者的情况下,上侧和下侧的轧辊端部的表面粗糙度Ra可以是10nm左右。
在TA热处理工序中(参照步骤S5),为了改善长型轧材的平坦性,在790℃×20秒的保持条件下,向长型轧材施加5kgf/mm2的张力,在氩气与氢气的混合气体的氛围下对长型轧材进行了热处理。
在终加工工序中(参照步骤S6),以期望的终加工尺寸对长型轧材进行切割加工,制造出6个厚度0.10mm、宽10mm、纵深1030m的超导线材用基板1。确保了轧制工序的加工率为60%以上。
从超导线材用基板1的两端部采用样品,通过原子力显微镜(AFM)对10μm角的表面粗糙度Ra进行了测定。测定的结果,正面的两端部各自的10个部位的平均表面粗糙度Ra为2.4nm和2.8nm,全部的测定点的表面粗糙度Ra满足Ra<3nm。此外,背侧的面的两端部各自的10个部位的平均表面粗糙度Ra为9.8nm和10.8nm。
省略了终研磨工序(参照步骤S7)。由于省略了终研磨工序,因此能够大幅降低成本。
针对终加工工序后的超导线材用基板1,在室温下进行拉伸试验,0.2%弹性极限应力为1.5GPa。
以上,根据样品1-4的制造方法,能够制造高强度、高性能、廉价的超导线材用基板1。
〔超导线材的制造工序〕
在样品1-4(2-4)中制造的超导线材用基板1的正面上,使用IBAD法形成了中间层2。通过在超导线材用基板1上成膜约1μm的Gd-Zr氧化中间层(GZO),并且在其上通过PLD形成厚度约480nm的CeO2氧化物中间层,从而构成中间层2。
在中间层2上,使用脉冲激光沉积法形成了超导层3。通过在中间层2上沉积约1μm的YBCO超导体,从而构成超导层3。
此外,在超导层3上,使用高频溅射装置蒸镀厚度约10μm的银,从而形成了保护层。此外,在氧气流气体中,在550℃的温度下进行氧气退火,制造出超导线材10。另外,在超导线材10的表层上形成具有铜的稳定层。
针对所制造的超导线材10,在将200m长的部分浸渍在液态氮中的状态下,使用四端子法对临界电流进行了测定。测定以1m为间距,电压端子设为1.2m。超导线材10的通电特性利用1μV/cm的定义,在全部测定位置确认临界电流值为261A以上,最小-最大差为12A。
〔样品1-5〕
〔超导线材用基板的制造工序〕
在样品1-5中,对超导线材用基板1的制造工序进行说明,其特征在于,在终轧工序(参照步骤S4)中使用表面粗糙度Ra不同的轧辊。
为了制造超导线材用基板,使用了表面粗糙度Ra为50nm、厚度0.3mm、宽75mm、纵深350m的BA材料(哈氏合金C-276)。
在研磨工序中(参照步骤S1),对BA材料进行研磨,使表面粗糙度Ra从50nm达到30nm左右。
在粗轧工序和中间轧工序中(参照步骤S2和S3),使用表面粗糙度Ra上下相同且辊径Φ为20mm的轧制12级轧辊,对BA材料进行轧制,制造出厚度0.107mm、宽75mm、纵深970m的中间轧材。在粗轧时使用的轧辊的表面粗糙度Ra为40nm,在中间轧时使用的轧辊的表面粗糙度Ra为13nm。
在终轧工序中(参照步骤S4),使用表面粗糙度Ra为3nm的轧辊和表面粗糙度Ra为13nm的轧辊,对中间轧材进行轧制,制造出长型轧材。上侧的轧辊使用表面粗糙度Ra为3nm的轧辊,下侧的轧辊使用表面粗糙度Ra为13nm的轧辊。
在TA热处理工序中(参照步骤S5),为了改善长型轧材的平坦性,在790℃×20秒的保持条件下,向哈氏合金施加5kgf/mm2的张力,在氩气与氢气的混合气体的氛围下对哈氏合金进行了热处理。
在终加工工序中(参照步骤S6),以期望的终加工尺寸对长型轧材进行切割加工,制造出6个厚度0.10mm、宽10mm、纵深1030m的超导线材用基板。确保了轧制工序的加工率为60%以上。
从超导线材用基板的两端部采用样品,通过原子力显微镜(AFM)对10μm角的表面粗糙度Ra进行了测定。测定的结果,正面的两端部各自的10个部位的平均表面粗糙度Ra为3.7nm和3.9nm,此外,背面的两端部各自的10个部位的平均表面粗糙度Ra为13.3nm和13.6nm。
针对终加工工序后的超导线材用基板,在室温下进行拉伸试验,0.2%弹性极限应力为1.6GPa。
〔样品2-5〕
对于在样品1-5中得到的终加工工序后的超导线材用基板1,在终研磨工序中(参照步骤S7),对超导线材用基板的正面进行机械研磨,使表面粗糙度Ra成为2.4nm。另外,研磨方法可以是机械研磨、化学研磨或电解研磨中的任意一种。
〔超导线材的制造工序〕
在样品2-5中制造的超导线材用基板1上,使用IBAD法形成了中间层。通过在超导线材用基板上成膜约1μm的Gd-Zr氧化中间层(GZO),并且在其上通过PLD形成厚度约480nm的CeO2氧化物中间层,从而构成中间层。
在中间层上,使用脉冲激光沉积法形成了超导层。通过在中间层上沉积约1μm的YBCO超导体,从而构成超导层。
此外,在超导层上,使用高频溅射装置蒸镀厚度约10μm的银,从而形成了保护层。此外,在氧气流气体中,在550℃的温度下进行氧气退火,制造出超导线材。另外,在超导线材10的表层上形成具有铜的稳定层。
针对所制造的超导线材,在将200m长的部分浸渍在液态氮中的状态下,使用四端子法对临界电流进行了测定。测定以1m为间距,电压端子设为1.2m。超导线材的通电特性利用1μV/cm的定义,在全部测定位置确认临界电流值为268A以上,最小-最大差为37A。
〔样品1-6〕
〔超导线材用基板的制造工序〕
在样品1-6中,对超导线材用基板的制造工序进行说明,其中,在全部的轧制工序(参照步骤S2~4)中使用表面粗糙度Ra上下相同的轧辊。
为了制造超导线材用基板,使用了表面粗糙度Ra为50nm、厚度0.3mm、宽75mm、纵深350m的BA材料(哈氏合金C-276)。
在研磨工序中(参照步骤S1),对BA材料进行研磨,使表面粗糙度Ra从50nm达到30nm左右。
在粗轧工序和中间轧工序中(参照步骤S2和S3),使用表面粗糙度Ra上下相同且辊径Φ为20mm的轧制12级轧辊,对BA材料进行轧制,制造出厚度0.107mm、宽75mm、纵深970m的中间轧材。在粗轧时使用的轧辊的表面粗糙度Ra为40nm,在中间轧时使用的轧辊的表面粗糙度Ra为13nm。
在终轧工序中(参照步骤S4),使用表面粗糙度Ra为7nm的上下相同的轧辊对中间轧材进行轧制,制造出长型轧材。
此时,轧制时材料滑动的影响变大,长型轧材成为平坦性差的端部延伸形状。
在TA热处理工序中(参照步骤S5),为了改善长型轧材的平坦性,在790℃×20秒的保持条件下,向哈氏合金施加5kgf/mm2的张力,在氩气与氢气的混合气体的氛围下对哈氏合金进行了热处理。
在终加工工序中(参照步骤S6),以期望的终加工尺寸对长型轧材进行切割加工,制造出6个厚度100μm、宽10mm、纵深1030m的超导线材用基板。确保了轧制工序的加工率为60%以上。另外,制造出的6个超导线材用基板中的两个的平坦性的变动不连续,是不适合中间层的成膜的形状质量。
从超导线材用基板的两端部采用样品,通过原子力显微镜(AFM)对10μm角的表面粗糙度Ra进行了测定。测定的结果,正面的两端部各自的10个部位的平均表面粗糙度Ra为7.2nm和7.8nm,此外,背面的两端部各自的10个部位的平均表面粗糙度Ra为7.9nm和8.2nm。
针对终加工工序后的超导线材用基板,在室温下进行拉伸试验,0.2%弹性极限应力为1.6GPa。
〔样品2-6〕
对于在样品1-6中得到的终加工工序后的超导线材用基板1,在终研磨工序中(参照步骤S7),对超导线材用基板的正面进行机械研磨,使表面粗糙度Ra成为2.9nm。另外,研磨方法可以是机械研磨、化学研磨或电解研磨中的任意一种。
〔超导线材的制造工序〕
在样品2-6中制造的超导线材用基板的正面上,使用IBAD法形成了中间层。通过在超导线材用基板上成膜约1μm的Gd-Zr氧化中间层(GZO),并且在其上通过PLD形成厚度约480nm的CeO2氧化物中间层,从而构成中间层。
在中间层上,使用脉冲激光沉积法形成了超导层。通过在中间层上沉积约1μm的YBCO超导体,从而构成超导层。
此外,在超导层上,使用高频溅射装置蒸镀厚度约10μm的银,从而形成了保护层。此外,在氧气流气体中,在550℃的温度下进行氧气退火,制造出超导线材。另外,在超导线材10的表层上形成具有铜的稳定层。
针对所制造的超导线材,在将200m长的部分浸渍在液态氮中的状态下,使用四端子法对临界电流进行了测定。测定以1m为间距,电压端子设为1.2m。超导线材的通电特性利用1μV/cm的定义,在全部测定位置确认临界电流值为240A以上,最小-最大差为28A。
[样品1-7~1-13]
在样品1-7~1-13中,与样品1-1同样,进行了超导线材用基板1的制造工序,其特征在于,在终轧工序(参照步骤S4)中使用表面粗糙度Ra不同的轧辊。在各样品中使用的终轧工序(步骤S4)的上侧(正面)和下侧(背侧)的轧辊的表面粗糙度Ra如表1所示。
在表1中汇总示出了上述样品1-1~1-13的超导线材用基板的特性、终轧工序的上侧(正面)和下侧(背侧)的轧辊的表面粗糙度Ra以及终轧工序后的基板表背面的表面粗糙度Ra。
另外,表1中的形状不良率表示在所制造的超导线材用基板中,不适合适合于中间层的成膜的形状(以厚度0.1mm、宽10mm、纵深200m为单位)的质量的基板的比例。该形状不良率越小,越能够制造出长型的超导线材用基板。
【表1】
Figure BDA00002694640200161
在样品1~5、1-7~1-13中,是终轧工序中的上侧(正面)和下侧(背侧)的轧辊的表面粗糙度Ra不同的情况,样品1-6是上侧和下侧的轧辊的表面粗糙度Ra相同的情况。
在样品1-6中,得到的超导线材用基板的形状不良率较高。考虑这是因为,在样品1-6中,由于上侧和下侧的轧辊的表面粗糙度Ra相同,因此轧制时超导线材用基板滑动,形状的平坦性不连续地变动。因此,可知上侧(正面)和下侧(背侧)的轧辊的表面粗糙度Ra必须不同。
在样品1-7中,将上侧(正面)的轧辊的表面粗糙度Ra设为小于3nm,但是与样品1-6同样,得到的超导线材用基板的形状不良率较高。考虑这是因为,上侧的表面粗糙度Ra过小,此外,下侧(背侧)的轧辊的表面粗糙度Ra低于7nm,因此轧制时超导线材用基板滑动,产生了与样品1-6同样的现象。
另一方面,在样品1-13中,将上侧(正面)的轧辊的表面粗糙度Ra设为70nm以上,但是得到的超导线材用基板的形状不良率较高。考虑这是因为,表面粗糙度Ra较大,以粗糙的面进行了轧制,因此在超导线材用基板上分布了不均匀的内部应力,因此通过之后的热处理工序(步骤S5),得到的超导线材用基板中产生了变形。
据此,要求轧辊中表面粗糙度Ra较小的轧辊的表面粗糙度Ra为3nm以上,且小于70nm。
此外,如样品1-12那样,轧辊中表面粗糙度Ra较小的轧辊的表面粗糙度Ra是60nm以上,与样品1-13的表面粗糙度Ra为70nm相比,形状不良率降低,但是形状不良率没有变为0%,因为优选小于60nm。
在样品1-9中,将轧辊的上侧(正面)与下侧(背侧)的表面粗糙度Ra的差设为10nm以上。确认得到的超导线材用基板的表面,在表面粗糙度Ra较小的上侧的表层形成了被认为是擦伤的表面缺陷。考虑这是因为,在样品1-9中,与轧辊的上侧(正面)相比,下侧(背侧)的表面粗糙度Ra比较粗糙,因此当将带状的超导线材用基板卷取到卷轴上时,基板的表层粗糙的背侧将正面的表层刮伤。
因此,优选在上下一对轧辊中使用表面粗糙度Ra的差大于2nm,且小于10nm的轧辊。
此处,希望基板的上侧(正面)的表面粗糙度Ra能够尽量小,此外,希望下侧(背侧)的表面粗糙度Ra也不要极端地粗糙,因此,如样品1-1~1-5、1-8那样,优选将终轧工序中的下侧(背侧)的轧辊的表面粗糙度Ra设为小于15nm,更优选设为10nm以下。
另外,在基板的轧制完成的表面粗糙度Ra与精密研磨后的表面粗糙度Ra差异非常大的情况下,表示研磨后的基板表面的最大高度的Rz较大,难以降低深度方向的表层伤的覆盖或轧制伤。因此,优选基板的轧制完成的表面粗糙度Ra为几nm。
[样品2-7~2-13]
在样品2-7~2-13中,使用终加工工序后或者终研磨工序后得到的超导线材用基板1,在超导线材用基板1的正面上,使用IBAD法形成了中间层2。通过在超导线材用基板1上成膜约1μm的Gd-Zr氧化中间层(GZO),并且在其上通过PLD形成厚度约450nm的CeO2氧化物中间层,从而构成中间层2。
在中间层2上,使用脉冲激光沉积法形成了超导层3。通过在中间层2上沉积约1μm的YBCO超导体,从而构成超导层3。
此外,在超导层3上,使用高频溅射装置蒸镀厚度约10μm的银,从而形成了保护层。此外,在氧气流气体中,在550℃的温度下进行氧气退火,制造出超导线材10。另外,在超导线材10的表层上形成具有铜的稳定层。
针对所制造的超导线材10,在将200m长的部分浸渍在液态氮中的状态下,使用四端子法对临界电流进行了测定。测定以1m为间距,电压端子设为1.2m。此时使用的超导线材用基板1的表背面的表面粗糙度Ra如表2所示。
表2汇总示出上述样品2-1~2-13的超导线材用基板的表背面的表面粗糙度Ra和得到的超导线材的特性。
此处,关于表面状态,通过CCD相机检查装置和目视来观察沉积了中间层的基板表面,确认了是否存在颜色不均或线状伤等缺陷。另外,在表2中,A表示不存在缺陷,B表示存在颜色不均或点状缺陷,C表示存在线状缺陷。
此外,临界电流特性是在将200m长的部分浸渍在液态氮中的状态下使用四端子法对临界电流进行测定的结果。测定以1m为间距,电压端子设为1.2m。超导线材10的通电特性利用1μV/cm的定义来进行。
密合状态对基板的背侧表层与稳定层(包含保护层)的密合状态进行了评价。此时的密合状态通过弯曲试验法进行了确认。在该弯曲试验中,对形成了稳定层的超导线材(厚度t=0.2mm),使用圆柱状物(直径),对超导线材的表背面的两个方向逐次地施加弯曲应变ε=2%
Figure BDA00002694640200191
以使超导线材的长度方向沿着圆柱状物的外周面的弯曲,从而对基板的背侧表层的剥离状态进行了评价。此时的弯曲试验是在不对超导线材施加张力的无张力条件下进行的。另外,在表2中,A表示在基板的背侧表层中未检测到剥离部分的密合性良好状态,B表示在基板的背侧表层中检测到微小的剥离部分的状态,C表示在基板的背侧表层中检测到在超导线材的宽度方向上存在一半以上的剥离部分的状态。
【表2】
Figure BDA00002694640200201
样品2-1~2-8中,正面的表面粗糙度Ra为10nm以下,背侧的表面粗糙度Ra为8nm以上且小于15nm。
另一方面,在样品2-11~2-13中,背侧的表面粗糙度Ra小于8nm,样品2-9和样品2-10中,背侧的表面粗糙度Ra为15nm以上。
此处,在样品2-11~2-13的超导线材用基板的背侧表面上,产生了深度0.1μm~0.5μm左右的凹凸状的线状缺陷,它们被认为是在成膜中间层等时形成的。考虑这是因为,背侧面的表面粗糙度Ra较小,因此当为了在基板上沉积中间层而使其移动时,在衬托器与基板的背侧表面接触时产生了线状缺陷。此外,在正面表面也产生了细微的线状缺陷。考虑这是因为,正面的表面粗糙度Ra较小,为光滑的状态,因此,当将基材卷到卷轴上时,背侧表面与正面表面摩擦,因此形成在背侧的表面上的线状缺陷被转印到正面的表面上。
样品2-11~2-13中,在基板的正面表面上形成了线状缺陷,由此临界电流下降。
此外,样品2-11~2-13中,在背面上形成的稳定层与基板的密合性不好。考虑这是因为基板的背侧表面上附着的因衬托器与基板接触而产生的凹凸状的线状缺陷和微小的金属粉。
由此,如样品2-1~2-10那样,优选背侧的表面粗糙度Ra为8nm以上。
另一方面,在样品2-9、2-10的超导线材用基板中,将背侧的表面粗糙度Ra设为了15nm以上。与样品2-11~2-13相比,改善了基板的背侧表面状态,但是基板的正面表面状态中产生了少量的点状缺陷。考虑这是因为,正面的表面粗糙度Ra具有以高取向性为目标的较低的Ra值(3nm以下),因此由于背侧的较高的Ra值而在背侧的表面上形成的凹凸被转印到正面的表面上。
由此,如样品2-1~2-8那样,优选背侧的表面粗糙度Ra为8nm以上且小于15nm。
另外,基板正面的表面粗糙度Ra越小,在基板正面上形成的中间层的取向性越高,临界电流也提高,基板正面的表面粗糙度Ra优选为6nm以下。特别地,如样品2-1~2-5那样,在正面的表面粗糙度Ra为3nm以下的情况下,中间层的取向性提高,临界电流值也成为260A以上的较高的值。另一方面,样品2-7的正面的表面粗糙度超过了3nm,因此与样品2-5等相比,临界电流值成为稍低的值。
此外,在样品2-6和样品2-8中,背面的稳定层的密合性不好,因此受到局部的热量不稳定性的影响,临界电流值与其他的样品相比也成为稍低的值。这通过与表面粗糙度Ra相同的样品2-1、2-4相比能很好地判定出。
另外,在样品2-4中不进行终研磨工序,在样品2-1~2-3、2-5、2-6中进行了终研磨工序。该终研磨工序的目的不仅是控制正面的表面粗糙度Ra,其目的还在于,除去在轧制工序中压入的细微的金属粒、除去固着在表层上、渗透的油分、除去表层中的不均匀层等,进行表层的清洁度改善。因此,优选实施终研磨工序。此外,在超导线材用基板制造工序的流程图中示出的,在研磨工序中(参照步骤S1),具有减轻在从铸造工序到粗轧工序的原料的上工序中产生的表层缺陷的效果,该表层缺陷例如是压入了基板的原料片或杂质片而产生的缺陷或局部成分变动而产生的缺陷。因此,在超导线材用基板的制造工序中,优选实施研磨工序,此外,更优选实施多次研磨工序。
在以上样品中,使用了非取向基板,但是本实施方式还能够应用于至少基板表面进行了取向的状态的取向基板中。
另外,以往,已知通过减小超导线材用基板的表面粗糙度Ra来提高超导线材的特性,但是,在配合正面将背侧面的表面粗糙度Ra减小的情况下,如样品2-11~2-13那样,在超导线材用基板的背侧面容易形成缺陷,因此不优选。
例如专利文献4中记载的那样,当通过镜面辊进行了终轧时,不控制背侧的表面粗糙度Ra,在之后的研磨中与作为研磨对象的正面同样地进行轧制,由此,产生难以进行超过km数量级的长型的超导线材用基板的均匀的形状控制这样的问题。
此外,如专利文献8中记载的那样,背侧在镜面辊等终轧前的状态的情况下,与通过镜面辊的终轧后的表面状态相比,背侧的表面状态为陡峻的凹凸。因此,在通过对正面进行研磨而改善了表面粗糙度Ra后,当将基板卷取到卷轴上时,基板的表面状态粗糙的背侧会刮伤正面的表层。
如上所述,根据本实施方式,能够制造高强度、高取向且超导特性优异的批量生产的廉价且长型的超导线材用基板。此外,能够制造使用了该超导线材用基板的超导线材。
产业上的可用性
本发明根据以上那样的结构,能够利用于超导线材用基板和超导线材用基板的制造方法以及超导线材。
标号说明
1:超导线材用基板
2:中间层
3:超导体层
10:超导层线材
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种超导线材用基板,其特征在于,
超导线材用基板的两个面中的一方的表面粗糙度Ra为10nm以下,另一方的表面粗糙度Ra比所述一方的表面粗糙度Ra大,所述另一方的表面粗糙度Ra为8nm以上且小于15nm。
2.根据权利要求1所述的超导线材用基板,其特征在于,
所述另一方的表面粗糙度Ra为9nm以上且小于15nm。
3.根据权利要求1或2所述的超导线材用基板,其特征在于,
所述一方的表面粗糙度Ra为6nm以下。
4.根据权利要求1或2所述的超导线材用基板,其特征在于,
所述一方的表面粗糙度Ra为3nm以下。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的超导线材用基板,其特征在于,
所述超导线材用基板是以Ni基合金或Fe基合金作为原料的基板。
6.一种超导线材用基板的制造方法,包含以下工序:
对金属体进行冷轧的工序;以及
对所述冷轧后的金属体进行热处理的工序,
该超导线材用基板的制造方法的特征在于,
在所述冷轧的工序中,使用表面粗糙度Ra不同的上下一对轧辊。
7.根据权利要求6所述的超导线材用基板的制造方法,其特征在于,
所述上下一对轧辊中的表面粗糙度Ra较小的轧辊的表面粗糙度Ra为3nm以上,且小于70nm。
8.根据权利要求7所述的超导线材用基板的制造方法,其特征在于,
在所述冷轧的工序中,使用满足表面粗糙度Ra的差大于2nm且小于10nm的条件的上下一对轧辊。
9.根据权利要求7所述的超导线材用基板的制造方法,其特征在于,
所述表面粗糙度Ra较小的轧辊中的表面粗糙度Ra为3nm以上且小于70nm的部分具有材料宽度的0.8倍以上的宽度范围。
10.(修改后)根据权利要求6至9中任意一项所述的超导线材用基板的制造方法,其特征在于,
在所述冷轧的工序中,使用轧辊的外径差在1.5μm以内的上下一对轧辊。
11.(修改后)根据权利要求6至10中任意一项所述的超导线材用基板的制造方法,其特征在于,
在所述冷轧的工序中,分别包含至少一次以上的以下工序:
使用所述表面粗糙度Ra不同的上下一对轧辊进行轧制的工序和使用表面粗糙度Ra相同的上下一对轧辊进行轧制的工序。
12.一种超导线材,该超导线材具有:
超导线材用基板,超导线材用基板的两个面中的一方的表面粗糙度Ra为10nm以下,另一方的表面粗糙度Ra大于所述一方的表面粗糙度Ra,所述另一方的表面粗糙度Ra为8nm以上且小于15nm;
在所述超导线材用基板的所述一方的面上形成的中间层;以及
在所述中间层上形成的超导层。
说明或声明(按照条约第19条的修改)
根据专利合作条约第19条的修改声明
权利要求10:将“根据权利要求5至9中任意一项所述的超导线材用基板的制造方法”的记载修改成“根据权利要求6至9中任意一项所述的超导线材用基板的制造方法”。
权利要求11:将“根据权利要求5至10中任意一项所述的超导线材用基板的制造方法”的记载修改成“根据权利要求6至10中任意一项所述的超导线材用基板的制造方法”。
这些修改消除了显然是误记的对文理上无法引用的权利要求5的引用。
另外权利要求1-9和权利要求12没有修改。

Claims (12)

1.一种超导线材用基板,其特征在于,
超导线材用基板的两个面中的一方的表面粗糙度Ra为10nm以下,另一方的表面粗糙度Ra比所述一方的表面粗糙度Ra大,所述另一方的表面粗糙度Ra为8nm以上且小于15nm。
2.根据权利要求1所述的超导线材用基板,其特征在于,
所述另一方的表面粗糙度Ra为9nm以上且小于15nm。
3.根据权利要求1或2所述的超导线材用基板,其特征在于,
所述一方的表面粗糙度Ra为6nm以下。
4.根据权利要求1或2所述的超导线材用基板,其特征在于,
所述一方的表面粗糙度Ra为3nm以下。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的超导线材用基板,其特征在于,
所述超导线材用基板是以Ni基合金或Fe基合金作为原料的基板。
6.一种超导线材用基板的制造方法,包含以下工序:
对金属体进行冷轧的工序;以及
对所述冷轧后的金属体进行热处理的工序,
该超导线材用基板的制造方法的特征在于,
在所述冷轧的工序中,使用表面粗糙度Ra不同的上下一对轧辊。
7.根据权利要求6所述的超导线材用基板的制造方法,其特征在于,
所述上下一对轧辊中的表面粗糙度Ra较小的轧辊的表面粗糙度Ra为3nm以上,且小于70nm。
8.根据权利要求7所述的超导线材用基板的制造方法,其特征在于,
在所述冷轧的工序中,使用满足表面粗糙度Ra的差大于2nm且小于10nm的条件的上下一对轧辊。
9.根据权利要求7所述的超导线材用基板的制造方法,其特征在于,
所述表面粗糙度Ra较小的轧辊中的表面粗糙度Ra为3nm以上且小于70nm的部分具有材料宽度的0.8倍以上的宽度范围。
10.根据权利要求5至9中任意一项所述的超导线材用基板的制造方法,其特征在于,
在所述冷轧的工序中,使用轧辊的外径差在1.5μm以内的上下一对轧辊。
11.根据权利要求5至10中任意一项所述的超导线材用基板的制造方法,其特征在于,
在所述冷轧的工序中,分别包含至少一次以上的以下工序:
使用所述表面粗糙度Ra不同的上下一对轧辊进行轧制的工序和使用表面粗糙度Ra相同的上下一对轧辊进行轧制的工序。
12.一种超导线材,该超导线材具有:
超导线材用基板,超导线材用基板的两个面中的一方的表面粗糙度Ra为10nm以下,另一方的表面粗糙度Ra大于所述一方的表面粗糙度Ra,所述另一方的表面粗糙度Ra为8nm以上且小于15nm;
在所述超导线材用基板的所述一方的面上形成的中间层;以及
在所述中间层上形成的超导层。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106816228A (zh) * 2016-12-16 2017-06-09 上海超导科技股份有限公司 第二代高温超导带材无织构金属薄带的制备方法
CN110797148A (zh) * 2019-10-08 2020-02-14 上海交通大学 适用于无绝缘线圈的超导带材、无绝缘线圈及其制备方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103658172B (zh) * 2013-12-09 2015-05-13 北京工业大学 一种涂层导体用百米级Ni-5at.%W合金基带的轧制方法
WO2017105029A1 (ko) * 2015-12-14 2017-06-22 한국전기연구원 금속기판 결함에 의해 자기 정렬된 초전도 스트립을 구비하는 초전도 선재의 제조 방법
KR102632410B1 (ko) * 2015-12-14 2024-02-05 한국전기연구원 금속기판 결함에 의해 자기 정렬된 초전도 스트립을 구비하는 초전도 선재의 제조 방법
JP6751054B2 (ja) * 2017-06-07 2020-09-02 株式会社フジクラ 酸化物超電導線材、超電導コイル、および酸化物超電導線材の製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02251301A (ja) * 1989-03-27 1990-10-09 Nippon Steel Corp 金属薄板の圧延方法
CN1191780A (zh) * 1997-02-25 1998-09-02 中国科学院力学研究所 普通冷轧机轧制薄金属板的异步轧制方法
CN101496118A (zh) * 2006-08-01 2009-07-29 日本微涂料株式会社 氧化物超导体用带基材的研磨方法、氧化物超导体以及氧化物超导体用基材
CN102140670A (zh) * 2011-03-11 2011-08-03 西北有色金属研究院 涂层导体用合金基带的连续电解抛光装置及方法
CN102224552A (zh) * 2008-11-21 2011-10-19 财团法人国际超电导产业技术研究中心 超导膜成膜用基板、超导线材和它们的制造方法
CN102230211A (zh) * 2011-06-16 2011-11-02 北京工业大学 一种用于改善Ni5at.%W合金基带表面质量的电解抛光液及其使用方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4571274A (en) * 1982-10-28 1986-02-18 Kawasaki Steel Corporation Method for continuous annealing of a metal strip
JP2616181B2 (ja) 1990-08-31 1997-06-04 住友金属工業株式会社 成形性に優れた高光沢チタン箔の製造方法
JP2670391B2 (ja) 1991-04-30 1997-10-29 株式会社フジクラ 多結晶薄膜の製造装置
US5746081A (en) * 1993-03-27 1998-05-05 Sms Schloemann-Siegmag Aktiengesellschaft Reversing compact installation for cold rolling strip-shaped rolling material
JP3148159B2 (ja) * 1997-08-28 2001-03-19 日鉱金属株式会社 ステンレス条のトヨ形成方法及びトヨ形成用圧延装置
AU2001237001A1 (en) * 2000-02-14 2001-08-27 Sadler Love And Associates, Inc. Method and apparatus for the descaling of metal
JP2005056754A (ja) * 2003-08-06 2005-03-03 Sumitomo Electric Ind Ltd 超電導線材およびその製造方法
JP2007200870A (ja) 2006-01-26 2007-08-09 Ls Cable Ltd 超伝導ケーブル用基板の製造方法
JP4690246B2 (ja) 2006-05-19 2011-06-01 住友電気工業株式会社 超電導薄膜材料およびその製造方法
JP5252792B2 (ja) 2006-08-25 2013-07-31 日本ミクロコーティング株式会社 酸化物超伝導体用テープ基材の研磨方法並びに酸化物超伝導体及び酸化物超伝導体用基材
JP2008200773A (ja) 2007-02-16 2008-09-04 Nihon Micro Coating Co Ltd 超電導体用テープ基材の製造方法及びテープ基材
JP5049611B2 (ja) 2007-02-16 2012-10-17 日本ミクロコーティング株式会社 超電導体用テープ基材の製造方法及びテープ基材
JP4695618B2 (ja) 2007-04-06 2011-06-08 新日本製鐵株式会社 3ピース缶用鋼板とその製造方法及びその製造に用いる装置
DE102007024166B4 (de) * 2007-05-24 2011-01-05 Zenergy Power Gmbh Verfahren zum Bearbeiten eines Metallsubstrats und Verwendung dessen für einen Hochtemperatur-Supraleiter
JP5435448B2 (ja) * 2008-12-24 2014-03-05 古河電気工業株式会社 超電導線材用テープ状基材、その製造方法、及び超電導線材

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02251301A (ja) * 1989-03-27 1990-10-09 Nippon Steel Corp 金属薄板の圧延方法
CN1191780A (zh) * 1997-02-25 1998-09-02 中国科学院力学研究所 普通冷轧机轧制薄金属板的异步轧制方法
CN101496118A (zh) * 2006-08-01 2009-07-29 日本微涂料株式会社 氧化物超导体用带基材的研磨方法、氧化物超导体以及氧化物超导体用基材
CN102224552A (zh) * 2008-11-21 2011-10-19 财团法人国际超电导产业技术研究中心 超导膜成膜用基板、超导线材和它们的制造方法
CN102140670A (zh) * 2011-03-11 2011-08-03 西北有色金属研究院 涂层导体用合金基带的连续电解抛光装置及方法
CN102230211A (zh) * 2011-06-16 2011-11-02 北京工业大学 一种用于改善Ni5at.%W合金基带表面质量的电解抛光液及其使用方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106816228A (zh) * 2016-12-16 2017-06-09 上海超导科技股份有限公司 第二代高温超导带材无织构金属薄带的制备方法
CN110797148A (zh) * 2019-10-08 2020-02-14 上海交通大学 适用于无绝缘线圈的超导带材、无绝缘线圈及其制备方法
CN110797148B (zh) * 2019-10-08 2021-07-30 上海交通大学 适用于无绝缘线圈的超导带材、无绝缘线圈及其制备方法

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