JP2009544144A - 線条安定材を有するマルチフィラメント耐ac伝導体を形成する方法、それに関連する物品、およびそれを組み込む装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、契約番号FA865004−C−2476の、米国空軍研究所(United States Air Force Research Laboratory)との契約の成果である。
つい最近、「第2世代」HTSテープが優れた商業的実行可能性を有することが示された。これらのテープは、一般的には層状構造からなり、典型的には機械的な支持を可能にする可撓性基板と、基板を覆う少なくとも1つのバッファ層と、バッファ膜を覆うHTS層と、HTS層を覆う、典型的には非貴金属で形成された少なくとも1つの安定材層とで構成される。一般に、複数の安定材層が使用され、敏感なHTS層を非貴金属安定材層と反応しないように絶縁するために、キャップ層、典型的には貴金属層が、HTSテープの側面を含めた全体に沿って付着される。
Claims (43)
- 相互に対向する第1及び第2対向面を有する基板と、
前記基板の第1対向面を覆うバッファ層と、
前記バッファ層を覆うマルチフィラメント超伝導体層と、
前記マルチフィラメント超伝導体層を覆う少なくとも一つの安定材層であって、前記一つの安定材層が少なくとも5.0ミクロンの厚みを有する層とからなることを特徴とする高温被覆超伝導体物品。 - 前記マルチフィラメント超伝導体層が、約77K以上の臨界温度を有する高温超伝導体材からなることを特徴とする請求項1記載の超伝導体物品。
- 前記マルチフィラメント超伝導体層が、REBa2Cu3O7−xからなり、ここで、REは希土類元素であることを特徴とする請求項1記載の超伝導体物品。
- 前記マルチフィラメント超伝導体層がYBCOであることを特徴とする請求項1記載の超伝導体物品。
- 前記バッファ層が2軸結晶方位を有する膜からなり、当該膜は、膜の平面(in-plane) 及び非平面(out-of-plane)の両方に略整列した結晶を有することを特徴とする請求項1記載の超伝導体物品。
- 前記基板が、103以上の寸法比を有することを特徴とする請求項1記載の超伝導体物品。
- さらに、非導電性絶縁層を有する請求項1記載の超伝導体物品。
- 前記少なくとも一つも安定材層が延びて前記マルチフィラメント超伝導体層をカプセル化する第1および第2側面を画定する請求項1記載の超電導体物品。
- 前記少なくとも一つも安定材層が第1及び第2安定材層からなりそれぞれが超伝導体層と基板の第2対向面を覆って前記超伝導体物品をカプセル化していることを特徴とする請求項1記載の超伝導体物品。
- 前記第1安定材層が約0.1ミクロンから約10.0ミクロン、より具体的には約1.5ミクロンから約3.0ミクロンの範囲内の厚みを有することを特徴とする特徴とする請求項9記載の方法。
- 前記第1安定材層が貴金属からなることを特徴とする請求項10記載の超伝導体物品。
- 前記貴金属が銀であることを特徴とする請求項11記載の超伝導体物品。
- 前記第2安定材層が非貴金属からなることを特徴とする請求項9記載の超伝導体物品。
- 前記非貴金属が銅、アルミニウム、これらの合金からなるグループから選択される材料であることを特徴とする請求項13記載の超伝導体物品。
- 前記非貴金属が銅であることを特徴とする請求項14記載の超伝導体物品。
- 前記第1及び第2安定材層が伸びて、超伝導テープの第1及び第2の側面を画定するとともに超伝導テープをカプセル化することを特徴とする請求項9記載の方法。
- 前記第2安定材層が電気メッキされていることを特徴とする請求項9記載の超伝導体物品。
- 前記超伝導物品が、両面構造からなり、前記基板が相互に対向する第1及び第2表面を有し、前記バッファ層がそれぞれ基板の第1及び第2表面を覆う第1及び第2バッファ層を有し、前記マルチフィラメント超伝導体層がそれぞれ第1及び第2バッファ層を覆う第1及び第2マルチフィラメント超伝導体層を有し、第1及び第2安定材層がそれぞれ第1及び第2マルチフィラメント超伝導体層を覆って、前記超伝動物品をカプセル化しており、前記第2安定材層が少なくとも5ミクロンの厚みを有していることを特徴とする請求項9記載の超伝導物品。
- a.第1及び第2の主表面を有する基板、前記基板の第1主表面上に設けられた少なくとも一つのバッファ層、及び、前記バッファ層に設けられた超伝導層からなる高温超伝導テープを用意する段階、
b.マルチフィラメントパターンを形成するためにパターン転写工程を行う段階、
c.少なくとも一つの安定材層を付着する段階、
d.前記マルチフィラメントパターンを取り除いて超伝導層の一部を露出する段階、
e.前記超伝導層の露出した部分をエッチングして超伝導層を通って延びる少なくとも一つの溝をつくる段階、
からなる高温被覆超伝導体の作製方法。 - 前記少なくとも一つの安定材層が少なくとも5.0ミクロンの厚みを有することを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記少なくとも一つの安定材層が延伸して、超伝導テープの第1及び第2の側面を画定するとともに超伝導テープをカプセル化することを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記超伝導層が約77K以上の臨界温度TCを有する高温超伝導材からなることを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記超伝導層がREBa2Cu3O7−xからなり、ここで、REは希土類元素であることを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記超伝導層がYBCOであることを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記バッファ層が2軸結晶方位を有する膜からなり、当該膜は、膜の平面(in-plane) 及び非平面(out-of-plane)の両方に略整列した結晶を有することを特徴とする請求項19記載の方法。
- さらに、前記第2安定材層上であって、超伝導層を介して延びる前記少なくとも一つの溝に、非導電性絶縁材を付着する段階を含む請求項19記載の方法。
- 前記少なくとも一つの安定材層が、それぞれ超伝導体層及び基板の第2対向面覆う第1及び第2安定材層を有し、超伝導物品をカプセル化していることを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記第1安定材層が貴金属からなることを特徴とする請求項27記載の方法。
- 前記貴金属が銀であることを特徴とする請求項28記載の方法。
- 前記第1安定材層が約0.1ミクロンから約10.0ミクロン、より具体的には、約1.5ミクロンから3.0ミクロンの範囲内の厚みを有することを特徴とする請求項27記載の方法。
- 前記第2安定材層が非貴金属からなることを特徴とする請求項27記載の方法。
- 前記非貴金属が銅、アルミニウム、これらの合金からなるグループから選択される材料であることを特徴とする請求項31記載の方法。
- 前記非貴金属が銅であることを特徴とする請求項31記載の方法。
- 前記第2安定材層が、約1ミクロンから約1,000ミクロンの範囲内、もっとも典型的には約5ミクロンから約400ミクロンの範囲内の厚みを有することを特徴とする請求項27記載の方法。
- 前記第2安定材層が電気メッキ技術を使用して付着されていることを特徴とする請求項27記載の方法。
- 前記パターン転写行程がフォトリソグラフィであることを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記パターン転写ステップが
フォトレジスト層を付着するステップ、及び
前記フォトレジスト層の選択した部分を取り除いてその下にある超伝導層を露出させ、少なくとも一部のフォトレジスト部分を保持してその下にある超伝導体層をマスクするステップからなることを特徴とする請求項36記載の方法。 - さらに、前記高温被覆超伝導体からなる、キロメーター長さのテープ、ケーブル又はコイルを作成する段階を含む請求項19記載の方法。
- さらに、少なくとも電力ケーブル、電力伝送、電力発電及び電力グリッドの一つにおいて、前記高温被覆超伝導体を使用する段階からなる請求項38記載の方法。
- 前記電力ケーブルが、冷却流動体の通路用導管からなり、前記高温被覆超伝導体が導管に近接して設けられていることを特徴とする請求項39記載の方法。
- 前記電力ケーブルが、電力移送ケーブル及び電力配給ケーブルの少なくとも一つからなることを特徴とする請求項39記載の方法。
- a.第1及び第2の主表面を有する基板、前記基板の第1主表面上に設けられた少なくとも一つのバッファ層、及び、前記バッファ層上に設けられた超伝導層によって特徴付けられる高温超伝導テープを用意する段階、
b.前記超伝導層上に第1安定材層を付着する段階、
c.パターン転写ステップを行う段階、
d.第2安定材層を付着する段階、
e.残留パターンを取り除いて第1安定材層を露出させる段階、及び、
f.第1安定材層の露出部分と超伝導層をエッチングして、前記超伝導層を通って延在する少なくとも一つの溝を作りだす段階
からなる高温被覆超伝導体の作製方法。 - 少なくとも5.0ミクロンの厚みの安定材層を有する耐ACマルチフィラメント超伝導体テープからなる高温被覆超伝導体物品。
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