JP2012004029A - Metal terminal joint structure of superconducting wire rod and method for joining superconducting wire rod and metal terminal - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal terminal joint structure of a superconducting wire rod that is joined well and capable of suppressing an increase in electric resistance at a solder joint, and a method for joining the superconducting wire rod to the metal terminal.SOLUTION: In a method of joining a superconducting wire rod to a metal terminal, a stabilizer tape 21 is joined on a protective layer 14 of a superconducting tape 1 comprising a substrate 11, an intermediate layer 12, a superconducting layer 13 and the protective layer 14 to form a stabilizer compounded superconducting tape 5, and a metal terminal 8 is joined on the stabilizer compounded superconducting tape 5. The stabilizer tape 21 has one surface plated with a first solder 21A and the other surface plated with a second solder 21B. The superconducting tape 1 is joined to the stabilizer tape 21 via the first solder 21A. The metal terminal 8 is joined on the stabilizer compounded superconducting tape 5 by the second solder 21B and a third solder 7 being intercalated in order. The second solder 21B and the third solder 7 have lower melting points than the first solder 21A.

Description

本発明は、超電導線材の金属端子接合構造体、および超電導線材と金属端子の接合方法に関する。   The present invention relates to a metal terminal bonding structure of a superconducting wire and a method for bonding a superconducting wire and a metal terminal.

近年になって発見されたRE−123系酸化物超電導体(REBaCu7−x:REはYを含む希土類元素)は、液体窒素温度以上で超電導性を示すことから実用上極めて有望な素材とされており、これを線材に加工して電力供給用の導体として用いることが強く要望されている。酸化物超電導体を線材として製造する方法として、高強度で耐熱性もあり、線材に加工することが容易な金属を長尺のテープ状に加工し、この金属基材上に酸化物超電導体を薄膜状に形成する方法が研究されている。
酸化物超電導体を線材として得るためには、酸化物超電導薄膜(超電導層)上に銀や銅のような良導電性の金属層よりなる安定化層を設けるのが一般的である。安定化層は、超電導層が超電導状態から常電導状態に遷移しようとした時に、該超電導層の電流を転流させるバイパスとして機能する。
The RE-123 oxide superconductor discovered recently (REBa 2 Cu 3 O 7-x : RE is a rare earth element including Y) is extremely promising in practice because it exhibits superconductivity at liquid nitrogen temperature or higher. There is a strong demand for processing this into a wire and using it as a conductor for power supply. As a method of manufacturing an oxide superconductor as a wire, a metal that has high strength and heat resistance and can be easily processed into a wire is processed into a long tape shape, and the oxide superconductor is formed on the metal substrate. A method for forming a thin film has been studied.
In order to obtain an oxide superconductor as a wire, it is common to provide a stabilizing layer made of a highly conductive metal layer such as silver or copper on an oxide superconducting thin film (superconducting layer). The stabilization layer functions as a bypass that commutates the current of the superconducting layer when the superconducting layer attempts to transition from the superconducting state to the normal conducting state.

このような酸化物超電導導体を、線材として実用機器に応用するには、外部電源や回路と酸化物超電導線材を電気的に接続するための金属端子と酸化物超電導線材の接続技術の確立が不可欠である。
酸化物超電導線材と金属端子の接続方法としては、酸化物超電導体上に形成した銀又は銀合金からなる層上に、ハンダを介して金属端子を接続する方法が開示されている(特許文献1参照)。また、金属端子の接続方法ではないが、酸化物超電導線材の接続技術として、テープ状の基材上に超電導層と安定化銀層とがこの順に設けられた2本の酸化物超電導線材同士を、安定化銀層の表面を対向させて、ハンダを介して接続する技術が開示されている(特許文献2参照)。
In order to apply such oxide superconducting conductors to practical equipment as wires, it is essential to establish a technology for connecting metal terminals and oxide superconducting wires to electrically connect external power sources and circuits to oxide superconducting wires. It is.
As a method of connecting an oxide superconducting wire and a metal terminal, a method of connecting a metal terminal via solder on a layer made of silver or a silver alloy formed on an oxide superconductor is disclosed (Patent Document 1). reference). Although it is not a method for connecting metal terminals, as a technique for connecting oxide superconducting wires, two oxide superconducting wires each having a superconducting layer and a stabilized silver layer provided in this order on a tape-like base material A technique is disclosed in which the surfaces of the stabilized silver layers are opposed to each other and connected via solder (see Patent Document 2).

特開平9−97637号公報JP-A-9-97637 特開2000−133067号公報JP 2000-133067 A

特許文献1に記載の技術のように、酸化物超電導線材に金属端子を接続する場合、ハンダを介して接続することが一般的である。
ハンダによる接続は簡便ではあるが、ハンダ接続部で電気抵抗(接続抵抗)が発生してしまうという問題がある。接続抵抗が大きくなると、抵抗が上昇してしまい、低損失という超電導線材が本来備えているべき特性を損なってしまう虞がある。また、接続抵抗によりハンダ接続部で発生するジュール熱が超電導層に伝導されると、超電導特性が低下してしまう可能性がある。接続抵抗によるジュール発熱の一例としては、酸化物超電導体が超電導状態となり抵抗が0になる液体窒素温度(約77K)において、1μΩの接続抵抗が金属端子と酸化物超電導線材との間に発生した場合、1kAの通電時には、1Wのジュール熱が発生することになる。そのため、ハンダの厚さをできるだけ薄くして接続抵抗を小さくすることが望まれる。
また、ハンダによる接続時に、ハンダの濡れ性が悪いと、良好な接続が得られにくくなり、接続抵抗が大きくなるという問題がある。
When a metal terminal is connected to an oxide superconducting wire as in the technique described in Patent Document 1, it is common to connect via a solder.
Although connection by solder is simple, there is a problem that electrical resistance (connection resistance) is generated at the solder connection portion. When the connection resistance is increased, the resistance is increased, and there is a possibility that the characteristic that the superconducting wire material has a low loss should be impaired. Further, when Joule heat generated in the solder connection portion by the connection resistance is conducted to the superconducting layer, the superconducting characteristics may be deteriorated. As an example of Joule heat generation due to connection resistance, a connection resistance of 1 μΩ was generated between the metal terminal and the oxide superconducting wire at a liquid nitrogen temperature (about 77 K) at which the oxide superconductor becomes superconductive and the resistance becomes 0. In this case, 1 W Joule heat is generated when 1 kA is energized. Therefore, it is desirable to reduce the connection resistance by reducing the thickness of the solder as much as possible.
In addition, when soldering is poor, if the wettability of the solder is poor, it is difficult to obtain a good connection and there is a problem that the connection resistance increases.

さらに、ハンダ接続時の加熱による接続部の熱が超電導層に伝わり、超電導特性が低下してしまう可能性もある。超電導特性の劣化を防ぐためには、短時間でのハンダ接続が望ましいが、短時間でのハンダ接続では良好な接続が得られにくくなり、接続抵抗の増加に繋がる場合がある。また、超電導層上に安定化層としての銀層が設けられ、該銀層上に銅テープがハンダを介して設けられているような酸化物超電導線材に対して、金属端子をハンダ接合する場合、ハンダ接続時の加熱により、銅テープと銀層のハンダ接合部が再溶融してしまい、銅テープが剥離してしまう可能性がある。   Furthermore, the heat of the connection part due to heating at the time of solder connection is transmitted to the superconducting layer, and the superconducting characteristics may be deteriorated. In order to prevent deterioration of superconducting characteristics, solder connection in a short time is desirable. However, in a short time solder connection, it becomes difficult to obtain a good connection, which may lead to an increase in connection resistance. When a metal terminal is solder-bonded to an oxide superconducting wire in which a silver layer as a stabilization layer is provided on the superconducting layer and a copper tape is provided on the silver layer via solder. By heating at the time of solder connection, the solder joint between the copper tape and the silver layer may be remelted, and the copper tape may be peeled off.

本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであり、剥離部分などの生じていない良好な接合状態であり、ハンダ接続部の電気抵抗の増加を抑制することが可能な超電導線材の金属端子接合構造体及び超電導線材と金属端子の接合方法を提供すること目的とする。   The present invention has been made in view of such conventional circumstances, and is a superconducting wire that is in a good bonded state in which no peeled portion or the like is generated and can suppress an increase in electrical resistance of a solder connection portion. An object of the present invention is to provide a metal terminal bonding structure and a method of bonding a superconducting wire and a metal terminal.

上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の超電導線材と金属端子の接合方法は、基材と、該基材上に中間層を介して設けられた超電導層と、該超電導層上に設けられた保護層とを備える超電導テープの該保護層上に、安定化材テープを接合して安定化材複合超電導テープとし、該安定化材複合超電導テープ上に金属端子を接合する超電導線材と金属端子の接合方法であって、前記安定化材テープは、一方の面に第1ハンダがメッキされ、且つ、他方の面に第2ハンダがメッキされており、前記超電導テープと前記安定化材テープは前記第1ハンダを介して接合され、
前記金属端子は、前記安定化材複合超電導テープ上に前記第2ハンダと第3ハンダとがこの順に介在されて接合されてなり、前記第2ハンダの融点T及び第3ハンダの融点Tが、前記第1ハンダの融点Tよりも低いことを特徴とする。
本発明の超電導線材と金属端子の接合方法において、前記第1ハンダの融点T、前記第2ハンダの融点T、前記第3ハンダの融点Tが、250℃>T>T=Tの関係を満たすことが好ましい。
本発明の超電導線材と金属端子の接合方法において、前記安定化材複合超電導テープは、前記超電導テープの前記保護層上に、前記安定化材テープを前記第1ハンダ側を接触させて重ね合わせ、一対の加熱・加圧ロールにより加熱及び加圧して形成され、前記第2ハンダの厚さが10μm以下であることも好ましい。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration.
The superconducting wire and metal terminal joining method of the present invention is a superconducting tape comprising a substrate, a superconducting layer provided on the substrate via an intermediate layer, and a protective layer provided on the superconducting layer. A stabilizing material tape is joined on the protective layer to form a stabilizing material composite superconducting tape, and a method of joining a superconducting wire and a metal terminal to join a metal terminal on the stabilizing material composite superconducting tape, wherein the stabilizing The chemical tape has a first solder plated on one surface and a second solder plated on the other surface, and the superconducting tape and the stabilizing tape are joined via the first solder. ,
The metal terminal is formed by joining the stabilizing material composite superconducting tape with the second solder and the third solder interposed in this order, and the melting point T 2 of the second solder and the melting point T 3 of the third solder. Is lower than the melting point T 1 of the first solder.
In the method for joining a superconducting wire and a metal terminal according to the present invention, the melting point T 1 of the first solder, the melting point T 2 of the second solder, and the melting point T 3 of the third solder are 250 ° C.> T 1 > T 2 = it is preferable to satisfy a relation of T 3.
In the method for joining a superconducting wire and a metal terminal according to the present invention, the stabilizing material composite superconducting tape is stacked on the protective layer of the superconducting tape with the stabilizing material tape in contact with the first solder side, It is also preferable that the second solder is formed by heating and pressing with a pair of heating / pressurizing rolls, and the thickness of the second solder is 10 μm or less.

本発明の超電導線材の金属端子接合構造体は、基材と、該基材上に中間層を介して設けられた超電導層と、該超電導層上に設けられた保護層とを備える超電導テープと、該超電導テープの前記保護層上に第1ハンダを介して設けられた安定化材テープと、該安定化材テープ上に第2ハンダと第3ハンダとをこの順に介在させて設けられた金属端子とを備えてなり、前記安定化材テープは、一方の面に前記第1ハンダがメッキされ、且つ、他方の面に前記第2ハンダがメッキされており、前記第2ハンダの融点T及び第3ハンダの融点Tが、前記第1ハンダの融点Tよりも低いことを特徴とする。
本発明の超電導線材の金属端子接合構造体において、前記第1ハンダの融点T、前記第2ハンダの融点T、前記第3ハンダの融点Tが、250℃>T1>T2=T3の関係を満たすことが好ましい。
本発明の超電導線材の金属端子接合構造体において、前記第2ハンダの厚さが10μm以下であることも好ましい。
The superconducting wire metal terminal junction structure of the present invention comprises a base material, a superconducting tape provided on the base material via an intermediate layer, and a protective layer provided on the superconducting layer; A stabilizer tape provided on the protective layer of the superconducting tape via a first solder, and a metal provided on the stabilizer tape with a second solder and a third solder interposed in this order. The stabilizer tape has one surface plated with the first solder and the other surface plated with the second solder, and the melting point T 2 of the second solder. The melting point T 3 of the third solder is lower than the melting point T 1 of the first solder.
In the metal terminal junction structure of the superconducting wire of the present invention, the melting point T 1 of the first solder, the melting point T 2 of the second solder, and the melting point T 3 of the third solder are 250 ° C.>T1> T2 = T3. It is preferable to satisfy the relationship.
In the superconducting wire metal terminal bonding structure according to the present invention, it is also preferable that the thickness of the second solder is 10 μm or less.

本発明の超電導線材と金属端子の接合方法は、超電導テープ上に、予め一方の面に第1ハンダがメッキされ、他方の面に第2ハンダがメッキされた安定化材テープを、第1ハンダを介して設け、さらに、安定化材テープ上の第2ハンダ上に第3ハンダを介して金属端子を接続する構成とした。安定化材テープ上の第2ハンダは、従来の方法のように手ハンダではなく安定化材テープ上において薄く均一にメッキされているため、第3ハンダの濡れ性が向上して、金属端子を安定して良好に接続することができる。従って、従来の方法のように手ハンダによりハンダを介して金属端子を接続する場合と比較して、良好な接合状態として接続部の電気抵抗が増加することを抑制することができる。
また、本発明の超電導線材と金属端子の接合方法は、安定化材テープと金属端子とを接合する第2ハンダ及び第3ハンダの融点が、超電導テープと安定化材テープとを接合する第1ハンダの融点よりも低くなる構成とした。これにより、金属端子のハンダ接合時の加熱により、第1ハンダが溶融して安定化材テープが超電導テープより剥離することを抑制することができる。
The superconducting wire and metal terminal joining method according to the present invention includes a stabilizer tape in which a first solder is pre-plated on one surface and a second solder is plated on the other surface on the superconducting tape. In addition, a metal terminal is connected to the second solder on the stabilizer tape via the third solder. Since the second solder on the stabilizer tape is thinly and uniformly plated on the stabilizer tape instead of hand solder as in the conventional method, the wettability of the third solder is improved and the metal terminal is attached. It can be connected stably and satisfactorily. Therefore, it is possible to suppress an increase in the electrical resistance of the connection portion as a good bonded state as compared with the case where the metal terminal is connected via solder by hand solder as in the conventional method.
Further, in the method for joining the superconducting wire and the metal terminal of the present invention, the melting points of the second solder and the third solder for joining the stabilizer tape and the metal terminal are the first ones for joining the superconducting tape and the stabilizer tape. It was set as the structure which becomes lower than melting | fusing point of solder. Thereby, it can suppress that a 1st solder fuse | melts and the stabilization material tape peels from a superconducting tape by the heating at the time of solder joining of a metal terminal.

さらに、本発明の超電導線材と金属端子の接合方法において、第1ハンダの融点T、第2ハンダの融点T、第3ハンダの融点Tが、250℃>T>T=Tの関係を満たすような構成とした場合、第1〜第3ハンダの接合時の加熱が伝熱して超電導層が劣化し、超電導特性が低下することを抑制することができる。
本発明の超電導線材と金属端子の接合方法において、超電導テープと安定化材テープとを第1ハンダを介して重ね合わせて一対の加熱・加圧ロールにより加熱及び加圧して接合する場合、第2ハンダの厚さを10μm以下の構成とすることが好ましい。このような構成とすることにより、超電導テープと安定化材テープとを加熱・加圧ロールに通過させる際に、第1ハンダよりも融点の低い第2ハンダが溶融して流動して安定化材テープの側部や超電導テープ側へと流出することを抑制することができる。また、第2ハンダの厚さを10μm以下とすることにより、ハンダ接合部の接続抵抗の増大を抑えることもでき、かつ、超電導線材を薄型化して機械的強度の悪化を抑制することもできる。
Furthermore, in the method for joining a superconducting wire and a metal terminal according to the present invention, the melting point T 1 of the first solder, the melting point T 2 of the second solder, and the melting point T 3 of the third solder are 250 ° C.> T 1 > T 2 = T When it is set as the structure which satisfy | fills the relationship of 3 , it can suppress that the heating at the time of joining of 1st-3rd solder transfers heat, a superconducting layer deteriorates, and a superconducting characteristic falls.
In the method for joining a superconducting wire and a metal terminal according to the present invention, the superconducting tape and the stabilizing material tape are superposed via a first solder and joined by heating and pressurizing with a pair of heating / pressurizing rolls. The solder thickness is preferably 10 μm or less. By adopting such a configuration, when the superconducting tape and the stabilizing material tape are passed through the heating / pressurizing roll, the second solder having a melting point lower than that of the first solder is melted and fluidized to stabilize the stabilizing material. Outflow to the side of the tape or the superconducting tape can be suppressed. Further, by setting the thickness of the second solder to 10 μm or less, it is possible to suppress an increase in connection resistance of the solder joint portion, and it is also possible to reduce the thickness of the superconducting wire and suppress the deterioration of the mechanical strength.

本発明の超電導線材の金属端子接合構造体は、安定化材テープ上にメッキされた第2ハンダ上に、第3ハンダを介して金属端子を設ける構成とした。安定化材テープ上の第2ハンダは、メッキにより広く均一に形成されているため、その上に設けられる第3ハンダの濡れ性が向上し、金属端子の接続状態を安定して良好な状態とすることができる。従って、接続部の電気抵抗の増加を抑制可能な超電導線材の金属端子接合構造体とすることができる。
また、本発明の超電導線材の金属端子接合構造体において、第2ハンダの厚さを10μm以下の構成とした場合、ハンダ接合部の接続抵抗の増大を抑えることもでき、かつ、超電導線材を薄型化して機械的強度の悪化を抑制することもできる。
The metal terminal junction structure of the superconducting wire of the present invention has a configuration in which a metal terminal is provided via a third solder on a second solder plated on a stabilizer tape. Since the second solder on the stabilizer tape is widely and uniformly formed by plating, the wettability of the third solder provided thereon is improved, and the connection state of the metal terminals is stable and in a good state. can do. Therefore, it can be set as the metal terminal junction structure of the superconducting wire which can suppress the increase in the electrical resistance of the connection part.
In the superconducting wire metal terminal bonding structure according to the present invention, when the thickness of the second solder is 10 μm or less, it is possible to suppress an increase in the connection resistance of the solder bonding portion, and to make the superconducting wire thin. And deterioration of mechanical strength can be suppressed.

本発明の超電導線材の金属端子接合構造体の第1実施形態を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows 1st Embodiment of the metal terminal junction structure of the superconducting wire of this invention. 本発明の本発明の超電導線材と金属端子の接合方法に使用される製造装置の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the manufacturing apparatus used for the joining method of the superconducting wire of this invention of this invention, and a metal terminal.

以下、本発明に係る超電導線材の金属端子接合構造体の一実施形態について説明する。
図1は、本発明に係る超電導線材の金属端子接合構造の第1実施形態を示す概略斜視図である。図1に示す本実施形態の超電導線材の金属端子接合構造10は、長尺の超電導テープ1と、超電導テープ1上に設けられたハンダ付き安定化材テープ2より構成される安定化材複合超電導テープ5と、安定化材複合超電導テープ(超電導線材)5の端部上に、第3ハンダ7を介して設けられた金属端子8とを備えて構成されている。
Hereinafter, an embodiment of a metal terminal bonding structure of a superconducting wire according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a first embodiment of a metal terminal bonding structure of a superconducting wire according to the present invention. The superconducting wire metal terminal joint structure 10 of the present embodiment shown in FIG. 1 is a stabilizing material composite superconducting composed of a long superconducting tape 1 and a soldering stabilizing tape 2 provided on the superconducting tape 1. A tape 5 and a metal terminal 8 provided on the end portion of the stabilizing material composite superconducting tape (superconducting wire) 5 via a third solder 7 are provided.

超電導テープ1は、長尺テープ状の基材11上に、中間層12、超電導層13及び保護層14がこの順に積層されて構成されている。   The superconducting tape 1 is configured by laminating an intermediate layer 12, a superconducting layer 13, and a protective layer 14 in this order on a long tape-like base material 11.

基材11は、通常の超電導線材の基材として使用し得るものであれば良く、長尺のプレート状又はシート状であることが好ましく、耐熱性の金属からなるものが好ましい。耐熱性の金属の中でも、合金が好ましく、ニッケル(Ni)合金又は銅(Cu)合金がより好ましい。なかでも、市販品であればハステロイ(商品名、ヘインズ社製)が好適であり、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、コバルト(Co)等の成分量が異なる、ハステロイB、C、G、N、W等のいずれの種類も使用できる。
基材11の厚さは、目的に応じて適宜調整すれば良く、通常は、10〜500μmであることが好ましく、20〜200μmであることがより好ましい。下限値以上とすることで強度が一層向上し、上限値以下とすることでオーバーオール臨界電流密度を一層向上させることができる。
The base material 11 may be any material that can be used as a base material for ordinary superconducting wires, and is preferably in the form of a long plate or sheet, and is preferably made of a heat-resistant metal. Among heat resistant metals, an alloy is preferable, and a nickel (Ni) alloy or a copper (Cu) alloy is more preferable. Among them, Hastelloy (trade name, manufactured by Haynes Co., Ltd.) is suitable for commercial products, and has different amounts of components such as molybdenum (Mo), chromium (Cr), iron (Fe), cobalt (Co), etc. Any type of C, G, N, W, etc. can be used.
What is necessary is just to adjust the thickness of the base material 11 suitably according to the objective, Usually, it is preferable that it is 10-500 micrometers, and it is more preferable that it is 20-200 micrometers. By setting the lower limit value or more, the strength is further improved, and by setting the upper limit value or less, the overall critical current density can be further improved.

中間層12は、超電導層13の結晶配向性を制御し、基材11中の金属元素の超電導層13への拡散を防止するものであり、また、基材11と超電導層13との物理的特性(熱膨張率や格子定数等)の差を緩和するバッファー層として機能する。中間層12の材質は、物理的特性が基材11と超電導層13との中間的な値を示す金属酸化物が好ましい。中間層12の好ましい材質として具体的には、GdZr、MgO、ZrO−Y(YSZ)、SrTiO、CeO、Y、Al、Gd、Zr、Ho、Nd等の金属酸化物が例示できる。
中間層12は、単層でも良いし、複数層でも良い。例えば、前記金属酸化物からなる層(金属酸化物層)は、結晶配向性を有していることが好ましく、複数層である場合には、最外層(最も超電導層13に近い層)が少なくとも結晶配向性を有していることが好ましい。
The intermediate layer 12 controls the crystal orientation of the superconducting layer 13 to prevent the metal element in the base material 11 from diffusing into the superconducting layer 13, and the physical layer between the base material 11 and the superconducting layer 13. It functions as a buffer layer that alleviates the difference in characteristics (thermal expansion coefficient, lattice constant, etc.). The material of the intermediate layer 12 is preferably a metal oxide whose physical characteristics show intermediate values between the substrate 11 and the superconducting layer 13. Specifically, preferred materials for the intermediate layer 12 are Gd 2 Zr 2 O 7 , MgO, ZrO 2 —Y 2 O 3 (YSZ), SrTiO 3 , CeO 2 , Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , Gd 2. Examples thereof include metal oxides such as O 3 , Zr 2 O 3 , Ho 2 O 3 , and Nd 2 O 3 .
The intermediate layer 12 may be a single layer or a plurality of layers. For example, the layer made of the metal oxide (metal oxide layer) preferably has crystal orientation, and when it is a plurality of layers, the outermost layer (layer closest to the superconducting layer 13) is at least It preferably has crystal orientation.

中間層12と基材11との間には、ベッド層が介在されていてもよい。ベッド層は、耐熱性が高く、界面反応性を低減するためのものであり、その上に配される膜の配向性を得るために用いる。このようなベッド層は、必要に応じて配され、例えば、イットリア(Y)、窒化ケイ素(Si)、酸化アルミニウム(Al、「アルミナ」とも呼ぶ)等から構成される。このベッド層は、例えばスパッタリング法等の成膜法により形成され、その厚さは例えば10〜200nmである。 A bed layer may be interposed between the intermediate layer 12 and the base material 11. The bed layer has high heat resistance and is used for reducing interfacial reactivity, and is used for obtaining the orientation of a film disposed thereon. Such a bed layer is arranged as necessary, and is made of, for example, yttria (Y 2 O 3 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 , also referred to as “alumina”), or the like. Is done. The bed layer is formed by a film forming method such as a sputtering method, and has a thickness of 10 to 200 nm, for example.

さらに、本発明においては、基材11とベッド層との間に拡散防止層が介在された構造としても良い。拡散防止層は、基材11の構成元素拡散を防止する目的で形成されたもので、窒化ケイ素(Si)、酸化アルミニウム(Al)、あるいは希土類金属酸化物等から構成され、その厚さは例えば10〜400nmである。なお、拡散防止層の結晶性は問われないので、通常のスパッタ法等の成膜法により形成すればよい。
このように基材11とベッド層との間に拡散防止層を介在させることにより、後述する中間層12や超電導層13等の他の層を形成する際に、必然的に加熱されたり、熱処理される結果として熱履歴を受ける場合に、基材11の構成元素の一部がベッド層を介して超電導層13側に拡散することを効果的に抑制することができる。基材11とベッド層との間に拡散防止層を介在させる場合の例としては、拡散防止層としてAl、ベッド層としてYを用いる組み合わせを例示することができる。
Furthermore, in this invention, it is good also as a structure where the diffusion prevention layer was interposed between the base material 11 and the bed layer. The diffusion preventing layer is formed for the purpose of preventing the diffusion of the constituent elements of the substrate 11, and is composed of silicon nitride (Si 3 N 4 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), rare earth metal oxide, or the like. The thickness is, for example, 10 to 400 nm. Note that since the crystallinity of the diffusion preventing layer is not questioned, it may be formed by a film forming method such as a normal sputtering method.
In this way, by interposing the diffusion preventing layer between the base material 11 and the bed layer, when forming other layers such as an intermediate layer 12 and a superconducting layer 13 which will be described later, inevitably heating or heat treatment is performed. As a result, when receiving a thermal history, it is possible to effectively suppress a part of the constituent elements of the base material 11 from diffusing to the superconducting layer 13 side through the bed layer. As an example of the case where a diffusion preventing layer is interposed between the base material 11 and the bed layer, a combination using Al 2 O 3 as the diffusion preventing layer and Y 2 O 3 as the bed layer can be exemplified.

また中間層12は、前記金属酸化物層の上に、さらにキャップ層が積層された複数層構造でも良い。キャップ層は、超電導層13の配向性を制御する機能を有するとともに、超電導層13を構成する元素の中間層12への拡散や、超電導層13積層時に使用するガスと中間層12との反応を抑制する機能等を有するものである。また、キャップ層は前記金属酸化物層により配向性が制御される。   The intermediate layer 12 may have a multi-layer structure in which a cap layer is further laminated on the metal oxide layer. The cap layer has a function of controlling the orientation of the superconducting layer 13, diffuses the elements constituting the superconducting layer 13 into the intermediate layer 12, and reacts the gas used when the superconducting layer 13 is laminated with the intermediate layer 12. It has a function to suppress. Further, the orientation of the cap layer is controlled by the metal oxide layer.

キャップ層は、前記金属酸化物層の表面に対してエピタキシャル成長し、その後、横方向(面方向)に粒成長(オーバーグロース)して、結晶粒が面内方向に選択成長するという過程を経て形成されたものが好ましい。このようなキャップ層は、前記金属酸化物層よりも高い面内配向度が得られる。
キャップ層の材質は、上記機能を発現し得るものであれば特に限定されないが、好ましいものとして具体的には、CeO、Y、Al、Gd、Zr、Ho、Nd等が例示できる。キャップ層の材質がCeOである場合、キャップ層は、Ceの一部が他の金属原子又は金属イオンで置換されたCe−M−O系酸化物を含んでいても良い。
The cap layer is formed through a process of epitaxially growing on the surface of the metal oxide layer, and then growing the grains in the lateral direction (plane direction) (overgrowth) and selectively growing the crystal grains in the in-plane direction. The ones made are preferred. Such a cap layer has a higher degree of in-plane orientation than the metal oxide layer.
The material of the cap layer is not particularly limited as long as it can exhibit the above functions, but specifically, preferred examples include CeO 2 , Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , Gd 2 O 3 , and Zr 2 O. 3 , Ho 2 O 3 , Nd 2 O 3 and the like. When the material of the cap layer is CeO 2 , the cap layer may contain a Ce—M—O-based oxide in which part of Ce is substituted with another metal atom or metal ion.

中間層12の厚さは、目的に応じて適宜調整すれば良いが、通常は、0.1〜5μmである。
中間層12が、前記金属酸化物層の上にキャップ層が積層された複数層構造である場合には、キャップ層の厚さは、通常は、0.1〜1.5μmである。
The thickness of the intermediate layer 12 may be appropriately adjusted according to the purpose, but is usually 0.1 to 5 μm.
When the intermediate layer 12 has a multi-layer structure in which a cap layer is laminated on the metal oxide layer, the thickness of the cap layer is usually 0.1 to 1.5 μm.

中間層12は、スパッタ法、真空蒸着法、レーザ蒸着法、電子ビーム蒸着法、イオンビームアシストスパッタ法(以下、IBAD法と略記する)、化学気相成長法(CVD法)等の物理的蒸着法;熱塗布分解法(MOD法);溶射等、酸化物薄膜を形成する公知の方法で積層できる。特に、IBAD法で形成された前記金属酸化物層は、結晶配向性が高く、超電導層13やキャップ層の結晶配向性を制御する効果が高い点で好ましい。IBAD法とは、蒸着時に、結晶の蒸着面に対して所定の角度でイオンビームを照射することにより、結晶軸を配向させる方法である。通常は、イオンビームとして、アルゴン(Ar)イオンビームを使用する。例えば、GdZr、MgO又はZrO−Y(YSZ)からなる中間層12は、IBAD法における配向度を表す指標であるΔΦ(FWHM:半値全幅)の値を小さくできるため、特に好適である。 The intermediate layer 12 is formed by physical vapor deposition such as sputtering, vacuum vapor deposition, laser vapor deposition, electron beam vapor deposition, ion beam assisted sputtering (hereinafter abbreviated as IBAD method), chemical vapor deposition (CVD), or the like. Method: Thermal coating decomposition method (MOD method); It can be laminated by a known method for forming an oxide thin film such as thermal spraying. In particular, the metal oxide layer formed by the IBAD method is preferable in that the crystal orientation is high and the effect of controlling the crystal orientation of the superconducting layer 13 and the cap layer is high. The IBAD method is a method of orienting crystal axes by irradiating an ion beam at a predetermined angle with respect to a crystal deposition surface during deposition. Usually, an argon (Ar) ion beam is used as the ion beam. For example, the intermediate layer 12 made of Gd 2 Zr 2 O 7 , MgO, or ZrO 2 —Y 2 O 3 (YSZ) can reduce the value of ΔΦ (FWHM: full width at half maximum) that is an index representing the degree of orientation in the IBAD method. Therefore, it is particularly suitable.

超電導層13は通常知られている組成の超電導体からなるものを広く適用することができ、酸化物超電導体からなるものが好ましい。具体的には、REBaCu(REはY、La、Nd、Sm、Er、Gd等の希土類元素を表す)なる材質のものが例示できる。また、その他の酸化物超電導体、例えば、BiSrCan−1Cu4+2n+δなる組成等に代表される臨界温度の高い他の酸化物超電導体からなるものを用いても良いのは勿論である。
超電導層13は、スパッタ法、真空蒸着法、レーザ蒸着法、電子ビーム蒸着法等の物理的蒸着法、化学気相成長法(CVD法)、熱塗布分解法(MOD法)等で積層でき、なかでもレーザ蒸着法が好ましい。
超電導層13の厚みは、0.5〜5μm程度であって、均一な厚みであることが好ましい。
The superconducting layer 13 can be widely applied to those composed of a superconductor having a generally known composition, and is preferably composed of an oxide superconductor. Specifically, a material made of REBa 2 Cu 3 O y (RE represents a rare earth element such as Y, La, Nd, Sm, Er, Gd) can be exemplified. Further, other oxide superconductors, for example, Bi 2 Sr 2 Ca n- 1 Cu n for O 4 + 2n + δ becomes may be used in compositions such as those made of other oxide superconductors having high critical temperatures representative Of course.
The superconducting layer 13 can be laminated by physical vapor deposition such as sputtering, vacuum vapor deposition, laser vapor deposition, electron beam vapor deposition, chemical vapor deposition (CVD), thermal coating decomposition (MOD), etc. Of these, laser vapor deposition is preferred.
The superconducting layer 13 has a thickness of about 0.5 to 5 μm and preferably a uniform thickness.

超電導層13上に積層されている保護層14はAgなどの良電導性かつ超電導層13と接触抵抗が低くなじみの良い金属材料からなる層として形成される。保護層14の厚さは1〜30μmとすることが好ましい。保護層14は、公知の方法で形成することができるが、中でもスパッタ法で形成することが好ましい。   The protective layer 14 laminated on the superconducting layer 13 is formed as a layer made of a metal material having good conductivity, such as Ag, and low contact resistance with the superconducting layer 13. The thickness of the protective layer 14 is preferably 1 to 30 μm. The protective layer 14 can be formed by a known method, but it is preferable to form the protective layer 14 by a sputtering method.

超電導テープ1の保護層14上に積層されているハンダ付き安定化材テープ2は、安定化材テープ21と、安定化材テープ21の一方の面にメッキされた第1ハンダ21Aと、安定化材テープ21の他方の面にメッキされた第2ハンダ21Bとで構成されている。ハンダ付き安定化材テープ2は、超電導テープ1の保護層14上に、第1ハンダ21A、安定化材テープ21、第2ハンダ21Bの順となるよう積層されている。   The soldered stabilizer tape 2 laminated on the protective layer 14 of the superconducting tape 1 includes a stabilizer tape 21, a first solder 21A plated on one surface of the stabilizer tape 21, and a stabilizer. The second solder 21B is plated on the other surface of the material tape 21. The soldered stabilizer tape 2 is laminated on the protective layer 14 of the superconducting tape 1 in the order of the first solder 21A, the stabilizer tape 21 and the second solder 21B.

安定化材テープ21は、長尺テープ状である良導電性の金属材料からなり、超電導層13が超電導状態から常電導状態に遷移しようとしたときに、保護層14とともに、超電導層13の電流が転流するバイパスとして機能する。
長尺テープ状の安定化テープ21を構成する金属材料としては、良導電性を有するものであればよく、特に限定されないが、銅、黄銅(Cu−Zn合金)等の銅合金、ステンレス等の比較的安価なものを用いるのが好ましく、中でも高い導電性を有し、安価であることから銅がより好ましい。安定化テープ21の厚さは10〜300μmとすることが好ましい。下限値以上とすることにより超電導層13を安定化する一層高い効果が得られ、上限値以下とすることで超電導線材を薄型化できる。
The stabilizer tape 21 is made of a highly conductive metal material that is in the form of a long tape. When the superconducting layer 13 attempts to transition from the superconducting state to the normal conducting state, the current of the superconducting layer 13 together with the protective layer 14 is obtained. Functions as a bypass to commutate.
The metal material constituting the long tape-shaped stabilization tape 21 is not particularly limited as long as it has good electrical conductivity, but copper alloy such as copper and brass (Cu-Zn alloy), stainless steel, and the like. It is preferable to use a relatively inexpensive material, and copper is more preferable because it has high conductivity and is inexpensive. The thickness of the stabilizing tape 21 is preferably 10 to 300 μm. By setting the lower limit value or more, a higher effect of stabilizing the superconducting layer 13 can be obtained, and by setting the upper limit value or less, the superconducting wire can be thinned.

第1ハンダ21の融点T、第2ハンダ21Bの融点T、第3ハンダ7の融点Tは、T>T、Tの関係を満たすことが好ましく、250℃>T>T=Tの関係を満たすことが好ましい。 The melting point T 1 of the first solder 21, the melting point T 2 of the second solder 21 B, and the melting point T 3 of the third solder 7 preferably satisfy the relationship of T 1 > T 2 , T 3 , and 250 ° C.> T 1 > It is preferable to satisfy the relationship of T 2 = T 3 .

第1ハンダ21Aは、後述する第2ハンダ21Bよりも融点Tが高いものであれば特に限定されないが、融点Tが250℃以下のハンダを用いることが好ましい。第1ハンダ21Aの融点Tが250℃以下のハンダを用いることにより、後述の超電導テープ1とハンダ付き安定化材テープ2との複合化時に、ハンダ付けの熱により超電導層13が劣化することを抑止することができる。第1ハンダ21Aとしては、例えば、Sn−Cu系合金、Sn−Ag系合金等の無鉛ハンダが挙げられる。第1ハンダ21Aは、安定化材テープ21の一方の面にメッキ法により形成されている。第1ハンダ21Aの厚さは適宜調整可能であり、特に限定されないが、10μm以下とすることにより、線材を薄型化することができるため好ましい。 First solder 21A is not particularly limited as long as the melting point T 1 is higher than the second solder 21B to be described later, the melting point T 1 is preferable to use a solder of 250 ° C. or less. By melting point T 1 of the first solder 21A is used solder 250 ° C. or less, when complexed with the superconducting tape 1 and the solder with stabilizing material tape 2 described later, the superconducting layer 13 is deteriorated by soldering heat Can be suppressed. Examples of the first solder 21A include lead-free solders such as Sn—Cu based alloys and Sn—Ag based alloys. The first solder 21A is formed on one surface of the stabilizing material tape 21 by a plating method. The thickness of the first solder 21A can be adjusted as appropriate, and is not particularly limited, but is preferably 10 μm or less because the wire can be thinned.

第2ハンダ21Bは、第1ハンダ21Aよりも融点Tが低いものであれば特に限定されず、例えば、Pb−Sn系合金等の共晶ハンダ、Sn−Bi系合金等の無鉛ハンダが挙げられる。第1ハンダ21Bは、安定化材テープ21の第1ハンダ21Aがメッキされた面とは反対側の面(他方の面)にメッキ法により形成されている。第2ハンダ21Bを設けることにより、超電導テープ1とハンダ付き安定化材テープ2とを一体化した安定化材複合超電導テープ(超電導線材)5に、金属端子8を第3ハンダ7を介して接合する際に、超電導線材5の最上面に形成された第2ハンダ21B上に第3ハンダ7が安定して均一に濡れ広がり、第3ハンダ7の濡れ性を向上させることができ、超電導線材5と金属端子8との接続状態が良好となり、接続抵抗の増大を抑制することができる。
第2ハンダ21Bの厚さは10μm以下とすることが好ましい。第2ハンダ21Bの厚さを10μm以下とすることにより、後述する超電導線材と金属端子の接合方法において、超電導テープ1とハンダ付き安定化材テープ2とを重ね合わせて加熱・加圧ロールを通過させる際に、第1ハンダ21Aよりも融点の低い第2ハンダ21Bが溶融して流動し、安定化材テープ21の側部や超電導テープ1側へと流出することを抑制することができる。また、第2ハンダ21Bの厚さを10μm以下とすることにより、線材を薄型化できるだけでなく、ハンダ接合部の接続抵抗の増大も抑えることができる。
Second solder 21B is not particularly limited as long as a low melting point T 2 than the first solder 21A, for example, eutectic solder such as Pb-Sn-based alloy, the lead-free solder such as Sn-Bi alloy thereof It is done. The first solder 21B is formed by plating on the surface (the other surface) opposite to the surface on which the first solder 21A of the stabilizing material tape 21 is plated. By providing the second solder 21B, the metal terminal 8 is joined via the third solder 7 to the stabilizing material composite superconducting tape (superconducting wire) 5 in which the superconducting tape 1 and the stabilizing material tape 2 with solder are integrated. In this case, the third solder 7 can stably and uniformly spread on the second solder 21B formed on the uppermost surface of the superconducting wire 5, and the wettability of the third solder 7 can be improved. And the metal terminal 8 are in a good connection state, and an increase in connection resistance can be suppressed.
The thickness of the second solder 21B is preferably 10 μm or less. By setting the thickness of the second solder 21B to 10 μm or less, in the superconducting wire and metal terminal joining method described later, the superconducting tape 1 and the soldered stabilizer tape 2 are overlapped and passed through the heating / pressure roll. In doing so, it is possible to suppress the second solder 21B having a melting point lower than that of the first solder 21A from melting and flowing and flowing out to the side of the stabilizing tape 21 or the superconducting tape 1 side. Further, by setting the thickness of the second solder 21B to 10 μm or less, not only can the wire be thinned, but also an increase in the connection resistance of the solder joint can be suppressed.

第3ハンダ7は、第1ハンダ21Aよりも融点Tが低いものであれば特に限定されず、第2ハンダ21Bと同様のものを用いることができる。中でも、第2ハンダ21Bと同じ組成のハンダより形成されていることにより、製造コストを抑え、簡便に製造することができるため好ましい。第3ハンダ7は手ハンダにより形成されていてもよく、金属端子8の一方の面にメッキ法により形成されていてもよい。第3ハンダ7の厚さは特に限定されないが、厚さが薄い方が、メッキ接合部の接続抵抗の増加を抑えることができるため好ましく、例えば2〜10μmとすることが好ましい。
第2ハンダ21Bの融点Tおよび第3ハンダ7の融点Tを第1ハンダ21Aの融点Tよりも低く設定することにより、安定化材複合超電導テープ(超電導線材)5に金属端子8を接合する際の加熱時に、第1ハンダ21Aが溶融して安定化材テープ21が超電導テープ1から剥離することを抑止することができる。
The third solder 7 is not particularly limited as long as a low melting point T 3 than the first solder 21A, may be the same as the second solder 21B. Among these, it is preferable that the second solder 21B is formed of a solder having the same composition as the second solder 21B because the manufacturing cost can be suppressed and the manufacturing can be easily performed. The third solder 7 may be formed by hand solder, or may be formed on one surface of the metal terminal 8 by a plating method. The thickness of the third solder 7 is not particularly limited, but a thinner one is preferable because it can suppress an increase in connection resistance of the plated joint, and is preferably 2 to 10 μm, for example.
By setting lower than the melting point T 1 of the melting point T 3 of the melting point T 2 and the third solder 7 first solder 21A of the second solder 21B, the metal terminal 8 to the stabilizer complex superconducting tape (superconducting wire) 5 It is possible to prevent the first solder 21 </ b> A from being melted and peeling the stabilizing material tape 21 from the superconducting tape 1 during heating at the time of joining.

金属端子8は、高い導電性を有する金属より形成されていることが好ましく、例えば、金、白金、銀、銅、またはこれらの金属を少なくとも1種含む合金が挙げられ、中でも銅が好ましい。金属端子3のサイズは、特に限定されず、適宜調整可能である。また、金属端子8には、金属端子8と外部励磁用電源を導通させるためのリード部(図示略)が形成されていることが好ましい。   The metal terminal 8 is preferably formed of a metal having high conductivity, and examples thereof include gold, platinum, silver, copper, or an alloy containing at least one of these metals, and copper is particularly preferable. The size of the metal terminal 3 is not particularly limited and can be adjusted as appropriate. The metal terminal 8 is preferably formed with a lead portion (not shown) for conducting the metal terminal 8 and the external excitation power source.

本実施形態の超電導線材の金属端子接合構造体10は、安定化材テープ21上にメッキされた第2ハンダ21B上に、第3ハンダ7を介して金属端子8を設ける構成とした。安定化材テープ21上の第2ハンダ21Bは、メッキにより安定化材テープ21の上面全部に均一に形成されているため、その上に設けられる第3ハンダ7の濡れ性が向上し、金属端子8の接続状態を安定して良好な状態とすることができる。従って、接続部の電気抵抗の増加を抑制可能な超電導線材の金属端子接合構造体とすることができる。
また、本実施形態の超電導線材の金属端子接合構造体において、第2ハンダ21Bの厚さを10μm以下の構成とした場合、ハンダ接合部の接続抵抗の増大を抑えることもでき、かつ、超電導線材5を薄型化して機械的強度の悪化を抑制することもできる。
The superconducting wire metal terminal joint structure 10 of the present embodiment is configured such that the metal terminals 8 are provided on the second solder 21B plated on the stabilizing material tape 21 via the third solder 7. Since the second solder 21B on the stabilizing material tape 21 is uniformly formed on the entire upper surface of the stabilizing material tape 21 by plating, the wettability of the third solder 7 provided thereon is improved, and the metal terminal The connection state of 8 can be made stable and good. Therefore, it can be set as the metal terminal junction structure of the superconducting wire which can suppress the increase in the electrical resistance of the connection part.
In the superconducting wire metal terminal joint structure of the present embodiment, when the thickness of the second solder 21B is 10 μm or less, an increase in the connection resistance of the solder joint can be suppressed, and the superconducting wire 5 can be made thin to suppress the deterioration of the mechanical strength.

次に、本発明の超電導線材の金属端子接続構造体の製造方法である、本発明の超電導線材と金属端子の接合方法の一実施形態について説明する。
まず、前述した構成の超電導テープ1と、ハンダ付き安定化材テープ2を用意する。次いで、超電導テープ1とハンダ付き安定化材テープ2とを、超電導テープ1の保護層14と、ハンダ付き安定化材テープ2の第1ハンダ21Aとが接するように重ね合わせて接合する。超電導テープ1とハンダ付き安定化材テープ2との接合には、図2に示すような構成の製造装置を用いることが好ましい。
Next, an embodiment of a method for joining a superconducting wire of the present invention and a metal terminal, which is a method for producing a superconducting wire metal terminal connecting structure of the present invention, will be described.
First, the superconducting tape 1 having the above-described configuration and the soldering stabilizer tape 2 are prepared. Next, the superconducting tape 1 and the soldered stabilizer tape 2 are overlapped and joined so that the protective layer 14 of the superconducting tape 1 and the first solder 21A of the soldered stabilizer tape 2 are in contact with each other. For joining the superconducting tape 1 and the soldered stabilizer tape 2, it is preferable to use a manufacturing apparatus having a configuration as shown in FIG.

図2は、本実施形態の超電導線材と金属端子の接合方法において、安定化材複合超電導テープの製造に使用される製造装置の一例を示す概略構成図である。
図2に示す製造装置は、超電導テープ1を送り出す送出リール9aと、ハンダ付き安定化材テープ9bを送り出す送出リール9bと、送出リール9a及び送出リール9bより送り出された超電導テープ1とハンダ付き安定化材テープ2とを加熱する予熱炉3と、予熱炉3で加熱された超電導テープ1とハンダ付き安定化材テープ2とが重ね合わせられた被複合化材6を加熱及び加圧する一対の加熱・加圧ロール4、4と、加熱・加圧ロール4、4により加熱及び加圧された安定化材複合超電導テープ(超電導線材)5を巻き取る巻き取りリール(図示略)より構成されている。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of a manufacturing apparatus used for manufacturing a stabilizing material composite superconducting tape in the method of bonding a superconducting wire and a metal terminal according to the present embodiment.
The manufacturing apparatus shown in FIG. 2 has a delivery reel 9a for feeding the superconducting tape 1, a delivery reel 9b for feeding a soldering stabilizing tape 9b, a superconducting tape 1 sent from the delivery reel 9a and the delivery reel 9b, and a soldered stable. A pair of heatings for heating and pressurizing a preheating furnace 3 for heating the chemical tape 2, and a composite material 6 in which the superconducting tape 1 heated in the preheating furnace 3 and the stabilizing material tape 2 with solder are superposed. It is composed of pressure rolls 4 and 4 and a take-up reel (not shown) for winding the stabilizing material composite superconducting tape (superconducting wire) 5 heated and pressurized by the heating and pressure rolls 4 and 4. .

超電導テープ1とハンダ付き安定化材テープ2とを一体化させて安定化材複合超電導テープ(超電導線材)5を製造するには、超電導テープ1の保護層14と、ハンダ付き安定化材テープ2の第1ハンダ21Aとが向かい合わせになる状態として、予熱炉3内に搬送し、これらのテープ1、2を第1ハンダ21Aの融点T以上に加熱し、予熱炉で加熱されて重ね合わせられた超電導テープ1とハンダ付き安定化材テープ2である被複合化材6を、一対の加熱・加圧ロール4、4を通過させ加圧すると共に、第1ハンダ21Aの融点T以下に冷却し、加熱下で第1ハンダ21Aを凝固させ、超電導テープ1とハンダ付き安定化材テープ2を接合し、安定化材複合超電導テープ(超電導テープ)5を高速で連続生産することができる。 In order to produce the stabilizing material composite superconducting tape (superconducting wire) 5 by integrating the superconducting tape 1 and the soldering stabilizing tape 2, the protective layer 14 of the superconducting tape 1 and the soldering stabilizing tape 2 are used. as a state to be opposed to the first solder 21A it is, transported into the preheating furnace 3, and heating these tapes 1,2 to melting point above T 1 of the first solder 21A, overlay is heated in the preheating furnace The superconducting tape 1 and the material to be composited 6 which is the soldering stabilizing tape 2 are pressed through a pair of heating / pressurizing rolls 4 and 4 and cooled to a melting point T 1 or less of the first solder 21A. Then, the first solder 21A is solidified under heating, the superconducting tape 1 and the stabilizing material tape 2 with solder are joined, and the stabilizing material composite superconducting tape (superconducting tape) 5 can be continuously produced at high speed.

予熱炉3における加熱温度は、第1ハンダ21Aの融点T以上であれば特に限定されないが、加熱による超電導テープ1の超電導層13の劣化や、ハンダ付き安定化材テープ2の第2ハンダ21Bの流動損失を抑制することができるため、240〜300℃とすることが好ましい。 Heating temperature in the preheating furnace 3 is not particularly limited as long as the melting point above T 1 of the first solder 21A, deterioration of the superconducting tape 1 of the superconducting layer 13 by heating, the second solder 21B of solder with a stabilizing material tape 2 It is preferable to set the temperature to 240 to 300 ° C.

加熱・加圧ロール4、4における加熱温度は、第1ハンダ21Aの融点T以下であれば特に限定されないが、160〜220℃とすることが好ましい。
加熱・加圧ロール4、4の材質としては、加圧ロールとして通常使用されるものを用いることができるが、超電導テープ1の超電導層13の加圧による劣化を抑制することができるため、シリコーンゴム等の軟材質のものが好ましい。また、シリコーンゴム等の軟材質のものより加熱・加圧ロール4、4が形成されていることにより、ゴムの硬さを調整することにより、第1ハンダ21Aの凝固位置の最適化が容易となり、良好な接合界面を得ることができる。
加熱・加圧ロール4、4における加圧時の圧力は、特に限定されないが、超電導テープ1の超電導層13の劣化を防ぐことができるため、10〜200MPaとすることが好ましい。
The heating temperature in the heat and pressure roll 4, 4 is not particularly limited as long as the melting point T 1 than the first solder 21A, preferably made 160 to 220 ° C..
As the material of the heating / pressurizing rolls 4 and 4, a material usually used as a pressurizing roll can be used. However, since deterioration due to pressurization of the superconducting layer 13 of the superconducting tape 1 can be suppressed, silicone is used. A soft material such as rubber is preferred. Further, since the heating / pressurizing rolls 4 and 4 are formed from a soft material such as silicone rubber, the solidification position of the first solder 21A can be easily optimized by adjusting the hardness of the rubber. A good bonding interface can be obtained.
Although the pressure at the time of the pressurization in the heating / pressurizing rolls 4 and 4 is not particularly limited, it is preferable to set the pressure to 10 to 200 MPa since deterioration of the superconducting layer 13 of the superconducting tape 1 can be prevented.

本実施形態においては、前述の如く、安定化材テープ21にメッキされた第2ハンダ21Bの厚さを10μm以下とすることにより、被複合化材6が加熱・加圧ロール4、4を通過する際に、第1ハンダ21Aよりも融点の低い第2ハンダ21Bが溶融して流動し、安定化材テープ1の側面や、被複合化材6の周囲に流出し、第2ハンダ21Bが損失してしまうことを抑止することができる。さらに、第1ハンダ21Aの厚さを10μm以下とすることにより、超電導線材5を薄型化することができる。   In the present embodiment, as described above, the thickness of the second solder 21B plated on the stabilizing material tape 21 is set to 10 μm or less, so that the composite material 6 passes through the heating / pressurizing rolls 4 and 4. In doing so, the second solder 21B having a melting point lower than that of the first solder 21A melts and flows, flows out to the side surface of the stabilizing material tape 1 and around the composite material 6, and the second solder 21B loses. Can be prevented. Furthermore, the superconducting wire 5 can be thinned by setting the thickness of the first solder 21A to 10 μm or less.

加熱・加圧ロール4、4による加圧下での第1ハンダ21Aの凝固を効果的に行うためには、第1ハンダ21Aが凝固温度に下がるタイミングで、被複合化材1が加熱・加圧ロール4、4付近に来るように、温度勾配とテープ線速(搬送速度)とを調整する必要がある。図2に示す本実施形態の製造装置では、予熱炉3の出口側を嘴状に細く延ばし、加熱・加圧ロール4、4の噛み合い位置の手前20mm以内の位置で、予熱した被複合化材6が予熱炉3から出て、直ちに、加熱・加圧ロール4、4に巻き込まれる構造としている。これにより、予熱炉3内で融点T以上に加熱された第1ハンダ21Aが、加熱・加圧ロール4、4の手前で凝固しない構造となっている。また、テープ線速を上げることにより、第1ハンダ21Aの凝固位置をより下流側にすることができる。テープ線速は、50m/h以上とすることが好ましい。 In order to effectively solidify the first solder 21A under pressure by the heating / pressurizing rolls 4 and 4, the composite material 1 is heated / pressurized at the timing when the first solder 21A is lowered to the solidification temperature. It is necessary to adjust the temperature gradient and the tape linear speed (conveyance speed) so that the rolls 4 and 4 come near. In the manufacturing apparatus of the present embodiment shown in FIG. 2, the outlet side of the preheating furnace 3 is elongated in a bowl shape, and the precombined material to be preheated at a position within 20 mm before the meshing position of the heating and pressure rolls 4 and 4 is obtained. 6 comes out of the preheating furnace 3 and is immediately wound around the heating / pressure rolls 4 and 4. Thus, the first solder 21A which has been heated to melting point above T 1 in the preheating furnace 3, has a structure that does not coagulate before the heating and pressing roll 4,4. Moreover, the solidification position of the 1st solder 21A can be made more downstream by raising a tape linear velocity. The tape linear velocity is preferably 50 m / h or more.

また、本実施形態において安定化材複合超電導テープ(超電導線材)5の製造にしようされる製造装置は、図2に示す製造装置に限定されず、加熱・加圧ロール4、4の後段に、段差ロールを設けることもできる。段差ロールを設けることにより、接合された安定化材複合超電導テープ(超電導線材)5が、加熱・加圧ロール4、4上で接地した状態でテンションがかかる長さ(接地領域)を確保することができる。これにより、第1ハンダ21Aの凝固位置が、ロール4、4の噛み合い位置よりも後方になってしまった場合にも、大きな剥がれを生じることなく、被複合化材6を接合することができる。
以上により、安定化材複合超電導テープ(超電導線材)5を製造することができる。
Moreover, the manufacturing apparatus used for manufacturing the stabilizing material composite superconducting tape (superconducting wire) 5 in this embodiment is not limited to the manufacturing apparatus shown in FIG. A step roll can also be provided. By providing a step roll, a length (grounding region) where tension is applied while the bonded stabilizing material composite superconducting tape (superconducting wire) 5 is grounded on the heating / pressurizing rolls 4 and 4 is secured. Can do. Thereby, even when the solidification position of the first solder 21A is behind the meshing position of the rolls 4 and 4, the composite material 6 can be joined without causing large peeling.
As described above, the stabilizing material composite superconducting tape (superconducting wire) 5 can be manufactured.

次いで、安定化材複合超電導テープ(超電導線材)5の第2ハンダ21B上に、第3ハンダ7を介して金属端子8を接合する。
超電導線材5への第3ハンダ7により金属端子8は、通常のハンダ付けにより行うことができ、手ハンダで接合してもよいし、金属端子8の接合面に第3ハンダ7を予めメッキしておき、超電導線材5の第2ハンダ21B面上へ第3ハンダ7が形成された面が接するように金属端子8を設置して加熱後に冷却して接合してもよい。
Next, the metal terminal 8 is joined via the third solder 7 on the second solder 21 </ b> B of the stabilizing material composite superconducting tape (superconducting wire) 5.
The metal terminal 8 can be formed by ordinary soldering by the third solder 7 to the superconducting wire 5 and may be joined by hand soldering, or the third solder 7 is plated on the joining surface of the metal terminal 8 in advance. The metal terminal 8 may be installed so that the surface on which the third solder 7 is formed is in contact with the surface of the second solder 21B of the superconducting wire 5 and then cooled and joined after heating.

本実施形態の超電導線材と金属端子の接合方法では、超電導線材5の上面に、メッキ法により形成された第2ハンダ21Bが形成されているため、第2ハンダ21B上に第3ハンダ7を均一に濡れ広がらせることができるため、第3ハンダ7の濡れ性を向上させることができ、超電導線材5と金属端子8とのハンダ接合面が均一となり、良好な接続状態とすることができる。これにより、従来の方法のように、手ハンダで直接接合する場合と比較して、製造工程による接合状態のばらつきが起こることを抑制し、安定して均一に良好な接続状態で超電導線材5と金属端子8とを接合することができる。また、超電導線材と金属端子の接続状態を良好とすることができるため、接続抵抗の増大を抑制することができる。
さらに、本実施形態の超電導線材と金属端子の接続方法では、第2ハンダ21Bの融点Tおよび第3ハンダ7の融点Tを第1ハンダ21Aの融点Tよりも低く設定することにより、超電導線材5に金属端子8を接合する際の加熱時に、第1ハンダ21Aが溶融して安定化材テープ21が超電導テープ1から剥離することを抑止することができる。
In the superconducting wire and metal terminal joining method of the present embodiment, since the second solder 21B formed by plating is formed on the upper surface of the superconducting wire 5, the third solder 7 is uniformly formed on the second solder 21B. Since the wettability of the third solder 7 can be improved, the solder joint surface between the superconducting wire 5 and the metal terminal 8 can be made uniform, and a good connection state can be obtained. Thereby, compared with the case where it joins directly by hand solder like the conventional method, it suppresses that the dispersion | variation in the joining state by a manufacturing process arises, and with the superconducting wire 5 in a stable good connection state stably. The metal terminal 8 can be joined. Moreover, since the connection state of a superconducting wire and a metal terminal can be made favorable, an increase in connection resistance can be suppressed.
Furthermore, the method of connecting the superconducting wire and the metal terminal of this embodiment, by setting lower than the melting point T 1 of the melting point T 3 of the melting point T 2 and the third solder 7 of the second solder 21B first solder 21A, It is possible to prevent the first solder 21 </ b> A from melting and the stabilizing material tape 21 from being peeled from the superconducting tape 1 during heating when joining the metal terminal 8 to the superconducting wire 5.

以上、本発明の超電導線材の金属端子接続構造体、及び、超電導線材と金属端子の接合方法について説明したが、上記実施形態において、超電導線材の金属端子接続構造体の各部、超電導線材と金属端子の接合方法に使用される装置の各部の構成は一例であって、本発明の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。   The superconducting wire metal terminal connection structure and the superconducting wire and metal terminal joining method of the present invention have been described above. In the above embodiment, each part of the superconducting wire metal terminal connection structure, the superconducting wire and the metal terminal. The configuration of each part of the apparatus used in this joining method is an example, and can be appropriately changed without departing from the scope of the present invention.

以下、実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is shown and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited to these Examples.

(実施例1)
「超電導テープの作製」
幅10mm、厚さ0.1mmのテープ状のハステロイ(米国ヘインズ社製商品名)製の基板上に、イオンビームアシストスパッタ法(IBAD法)により1.2μm厚のGdZr(GZO:中間層)を形成した上に、パルスレーザー蒸着法(PLD法)により1.0μm厚のCeO(キャップ層)を成膜した。次いでCeO層上にPLD法により1.0μm厚のGdBaCu(超電導層)を形成し、さらに超電導層上にスパッタ法により10μm厚の銀層(保護層)を形成して超電導テープを作製した。
Example 1
"Production of superconducting tape"
Gd 2 Zr 2 O 7 (GZO) having a thickness of 1.2 μm is formed on a tape-shaped Hastelloy (trade name, manufactured by Haynes, USA) substrate having a width of 10 mm and a thickness of 0.1 mm by an ion beam assisted sputtering method (IBAD method). : Intermediate layer) was formed, and then CeO 2 (cap layer) having a thickness of 1.0 μm was formed by a pulse laser deposition method (PLD method). Next, a 1.0 μm-thick GdBa 2 Cu 3 O 7 (superconducting layer) is formed on the CeO 2 layer by the PLD method, and a 10 μm-thick silver layer (protective layer) is further formed on the superconducting layer by the sputtering method. A tape was prepared.

「超電導線材(安定化材複合超電導テープ)の作製」
厚さ100μm、幅10mmの銅製テープの一方の面に、第1ハンダとしてSn−Cu合金(融点235℃)を厚さ2〜4μmでメッキし、第2ハンダとしてSn−Pb−Ag合金(融点180〜190℃)を厚さ2〜4μmでメッキしたハンダ付き安定化材テープを準備した。
次に、図2に示す装置を用いて、超電導テープの銀層(保護層)上にハンダ付き安定化材テープの第1ハンダ側を接合して超電導線材を作製した。なお、超電導テープとハンダ付き安定化材テープの接合は、熱炉温度260℃とし、加熱・加圧ロールはシリコーンゴム製として、加熱温度220℃、圧力100MPaで加熱及び加圧し、線速100m/hで行った。作製後の超電導線材の第2ハンダ面を観察したところ、剥がれや損失もなく、均一な状態であった。
"Production of superconducting wire (stabilized composite superconducting tape)"
One surface of a copper tape having a thickness of 100 μm and a width of 10 mm is plated with Sn—Cu alloy (melting point 235 ° C.) as a first solder at a thickness of 2 to 4 μm, and Sn—Pb—Ag alloy (melting point) as the second solder. A soldered stabilizer tape plated with a thickness of 180 to 190 ° C. at a thickness of 2 to 4 μm was prepared.
Next, using the apparatus shown in FIG. 2, the first solder side of the soldering stabilizer tape was joined onto the silver layer (protective layer) of the superconducting tape to produce a superconducting wire. Incidentally, the superconducting tape and the bonding of the solder with a stabilizing material tape, the pre-heat oven temperature 260 ° C., the heat and pressure roll as silicone rubber, heating temperature 220 ° C., heated and pressed at a pressure 100 MPa, linear velocity 100m / H. When the second solder surface of the superconducting wire after fabrication was observed, it was in a uniform state with no peeling or loss.

「超電導線材と金属端子の接合」
上記で作製した超電導線材の第2ハンダ上の端部に、幅10mm、高さ1mm、長さ50mmの銅製金属端子の一部を第3ハンダとしてSn−Pb−Ag合金(融点180〜190℃)を用い、厚さ約10μmで手ハンダにより接合した。なお、ハンダ接合部は、超電導線材の端部より幅1.0mm、長さ50mmの領域とした。
また、上記と同じ手順により、さらに3個の超電導線材と金属端子接合構造体を作製し、計4個の超電導線材と金属端子接合構造体を得た。
"Joining superconducting wire and metal terminal"
A Sn-Pb-Ag alloy (melting point: 180 to 190 ° C.) with a part of a copper metal terminal having a width of 10 mm, a height of 1 mm, and a length of 50 mm as a third solder at the end portion of the superconducting wire produced above. ) And was joined by hand soldering at a thickness of about 10 μm. The solder joint was an area having a width of 1.0 mm and a length of 50 mm from the end of the superconducting wire.
In addition, by the same procedure as described above, three superconducting wires and metal terminal joint structures were further produced, and a total of four superconducting wires and metal terminal joint structures were obtained.

(比較例1)
実施例1と同様の方法で超電導テープを作製し、この超電導テープの銀層(保護層)上に、幅10mmの銅製テープをSn−Cu合金(融点234℃)のハンダを介して接合することにより超電導線材を作製した。
次に、作製した超電導線材の銅製テープ上の端部に、幅10mm、高さ1mm、長さ50mmの銅製金属端子の一部を、Sn−Pb−Ag合金(融点180〜190℃)を用い、厚さ約10μmで手ハンダにより接合した。なお、ハンダ接合部は、超電導線材の端部より幅1.0mm、長さ50mmの領域とした。
また、上記と同じ手順により、さらに3個の超電導線材と金属端子接合構造体を作製し、計4個の超電導線材と金属端子接合構造体を得た。
(Comparative Example 1)
A superconducting tape is produced in the same manner as in Example 1, and a copper tape having a width of 10 mm is joined onto the silver layer (protective layer) of this superconducting tape via solder of Sn—Cu alloy (melting point 234 ° C.). A superconducting wire was prepared.
Next, a part of a copper metal terminal having a width of 10 mm, a height of 1 mm, and a length of 50 mm is used at the end of the produced superconducting wire on a copper tape, using a Sn—Pb—Ag alloy (melting point: 180 to 190 ° C.). The film was joined by hand soldering at a thickness of about 10 μm. The solder joint was an area having a width of 1.0 mm and a length of 50 mm from the end of the superconducting wire.
In addition, by the same procedure as described above, three superconducting wires and metal terminal joint structures were further produced, and a total of four superconducting wires and metal terminal joint structures were obtained.

「評価」
実施例1および比較例2で作製した超電導線材と金属端子接合構造体について、超電導線材と金属端子を機械的に力を加えることで剥離させ、ハンダ接合部(幅1.0mm×長さ50mm)の光沢の違いを顕微鏡で観察し、ハンダ接合部における接合部の面積Pと非接合部の面積Q(光沢の異なる部分)を求め、ハンダ接合部における接合面積の割合P/(P+Q)×100(%)を算出した。結果を表1に示す。なお、表1において、サンプル1〜4は、上記実施例及び比較例において、1回目〜4回目に作製した各超電導線材と金属端子接合構造体を示す。
"Evaluation"
The superconducting wire and the metal terminal joint structure produced in Example 1 and Comparative Example 2 were peeled off by applying mechanical force to the superconducting wire and the metal terminal, and the solder joint (width 1.0 mm × length 50 mm). The difference in gloss of the solder joints is observed with a microscope, the joint area P in the solder joints and the non-joint area Q (parts with different gloss) are obtained, and the ratio P / (P + Q) × 100 of the joint areas in the solder joints. (%) Was calculated. The results are shown in Table 1. In Table 1, Samples 1 to 4 show the respective superconducting wires and metal terminal bonded structures produced in the first to fourth times in the above Examples and Comparative Examples.

Figure 2012004029
Figure 2012004029

本発明に係る実施例1の超電導線材と金属端子の接続方法では、比較例1よりも、ハンダ接合部に広い面積で接合されており、また、製造工程によるばらつきも少なく、良好な接合状態が安定して得られることが明らかである。   In the connection method between the superconducting wire and the metal terminal according to the first embodiment of the present invention, the solder joint is bonded in a wider area than in the first comparative example, and there is less variation due to the manufacturing process, and a good bonding state is obtained. It is clear that it can be obtained stably.

(実施例2)
上記実施例1と同様にして超電導テープを複数本作製した。
次に、厚さ100μm、幅10mmの銅製テープの一方の面に、第1ハンダとしてSn−Cu合金(融点234℃)を厚さ2〜4μmでメッキし、第2ハンダとしてSn−Pb−Ag合金(融点180〜190℃)を表2記載の厚さでメッキしたサンプル1〜5のハンダ付き安定化材テープを準備した。
次に、図2に示す装置を用いて、超電導テープの銀層(保護層)上にサンプル1〜5のハンダ付き安定化材テープの第1メッキ側を接合してサンプル1〜5の超電導線材を作製した。なお、超電導テープとハンダ付き安定化材テープの接合は、予熱炉温度260℃とし、加熱・加圧ロールはシリコーンゴム製として、加熱温度220℃、圧力100MPaで加熱及び加圧し、線速100m/hで行った。
作製したサンプル1〜5の各超電導線材の第2ハンダ面を観察することにより、以下の基準で判定した。結果を表2に示す。
○:剥がれや損失もなく、均一な状態であった。
×:剥がれや損失(線材側面部へのハンダの流動)があり、不均一な状態であった。
(Example 2)
A plurality of superconducting tapes were produced in the same manner as in Example 1 above.
Next, Sn—Cu alloy (melting point 234 ° C.) as a first solder is plated at a thickness of 2 to 4 μm on one surface of a copper tape having a thickness of 100 μm and a width of 10 mm, and Sn—Pb—Ag as a second solder. Soldered stabilizer tapes of Samples 1 to 5 in which an alloy (melting point: 180 to 190 ° C.) was plated at a thickness shown in Table 2 were prepared.
Next, using the apparatus shown in FIG. 2, the first plated side of the soldered stabilizer tape of Samples 1 to 5 is joined onto the silver layer (protective layer) of the superconducting tape, and the superconducting wires of Samples 1 to 5 are joined. Was made. The superconducting tape and soldered stabilizer tape are joined at a preheating furnace temperature of 260 ° C., and the heating / pressurizing roll is made of silicone rubber, heated and pressurized at a heating temperature of 220 ° C. and a pressure of 100 MPa, and a linear velocity of 100 m / h.
By observing the second solder surface of each of the produced superconducting wires of Samples 1 to 5, the following criteria were used. The results are shown in Table 2.
○: There was no peeling or loss, and it was in a uniform state.
X: There was peeling and loss (solder flow to the side surface of the wire), and it was in a non-uniform state.

Figure 2012004029
Figure 2012004029

表2の結果より、第2ハンダの厚さを10μm以下とすることにより、加熱・加圧ロールを通過させて超電導テープとハンダ付き安定化材テープとを接合する際に、第2ハンダが溶融して流動し、当該テープ側面側へと流動するなどし、第2ハンダの形成不良が起こることを抑制できることが確認された。   From the results in Table 2, when the thickness of the second solder is 10 μm or less, the second solder is melted when the superconducting tape and the soldered stabilizer tape are joined by passing the heating / pressurizing roll. Thus, it was confirmed that the formation failure of the second solder can be suppressed by flowing to the side surface side of the tape.

さらに、上記で作製したサンプル1〜3の超電導線材の第2ハンダ上の端部に、幅10mm、高さ1mm、長さ50mmの銅製金属端子の一部を第3ハンダとしてSn−Pb−Ag合金(融点180〜190℃)を用い、厚さ約10μmで手ハンダにより接合することにより、サンプル1〜5の超電導線材と金属端子接合構造体を作製した。なお、ハンダ接合部は、超電導線材の端部より幅10mm、長さ50mmの領域とした。
次に、実施例1と同様の手法により、サンプル1〜3の超電導線材と金属端子接合構造体の接合状態を観察した。その結果、第2ハンダの厚さを10μm以下とすることにより、加熱・加圧ロールを使用して製造される安定化材複合超電導テープの安定化材テープ上面には、剥がれや損失もなく均一な状態で第2ハンダが形成された状態にあるため、第2ハンダ上に第3ハンダを介して金属端子を接合すると、第3ハンダの濡れ性が向上してハンダ接合部が良好な接合状態となることが確認された。
Furthermore, Sn-Pb-Ag with a part of a copper metal terminal having a width of 10 mm, a height of 1 mm, and a length of 50 mm as a third solder at the end on the second solder of the superconducting wires of Samples 1 to 3 prepared above. By using an alloy (melting point: 180 to 190 ° C.) and joining by hand solder with a thickness of about 10 μm, samples 1 to 5 of superconducting wires and metal terminal joined structures were produced. The solder joint was an area having a width of 10 mm and a length of 50 mm from the end of the superconducting wire.
Next, the bonding state of the superconducting wires of Samples 1 to 3 and the metal terminal bonding structure was observed by the same method as in Example 1. As a result, by making the thickness of the second solder 10 μm or less, the surface of the stabilizing material composite superconducting tape manufactured using a heating / pressurizing roll is uniform on the upper surface of the stabilizing material tape without peeling or loss. Since the second solder is formed in such a state, when the metal terminal is joined to the second solder via the third solder, the wettability of the third solder is improved and the solder joint portion is in a good joined state. It was confirmed that

1…超電導テープ、2…ハンダ付き安定化材テープ、3…予熱炉、4…加熱・加圧ロール、5…安定化材複合超電導テープ(超電導線材)、6…被複合化材、7…第3ハンダ、8…金属端子、10…金属端子接合構造体、11…基材、12…中間層、13…超電導層、14…保護層、21…安定化材テープ、21A…第1ハンダ、21B…第2ハンダ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Superconducting tape, 2 ... Soldered stabilizer tape, 3 ... Preheating furnace, 4 ... Heating / pressurizing roll, 5 ... Stabilizing material composite superconducting tape (superconducting wire), 6 ... Composite material, 7 ... No. 3 solder, 8 ... metal terminal, 10 ... metal terminal bonding structure, 11 ... base material, 12 ... intermediate layer, 13 ... superconducting layer, 14 ... protective layer, 21 ... stabilizer tape, 21A ... first solder, 21B ... second solder.

Claims (6)

基材と、該基材上に中間層を介して設けられた超電導層と、該超電導層上に設けられた保護層とを備える超電導テープの該保護層上に、安定化材テープを接合して安定化材複合超電導テープとし、
該安定化材複合超電導テープ上に金属端子を接合する超電導線材と金属端子の接合方法であって、
前記安定化材テープは、一方の面に第1ハンダがメッキされ、且つ、他方の面に第2ハンダがメッキされており、
前記超電導テープと前記安定化材テープは前記第1ハンダを介して接合され、
前記金属端子は、前記安定化材複合超電導テープ上に前記第2ハンダと第3ハンダとがこの順に介在されて接合されてなり、
前記第2ハンダの融点T及び第3ハンダの融点Tが、前記第1ハンダの融点Tよりも低いことを特徴とする超電導線材と金属端子の接合方法。
A stabilizer tape is bonded onto the protective layer of the superconducting tape comprising a base material, a superconducting layer provided on the base material via an intermediate layer, and a protective layer provided on the superconducting layer. And stabilizing material composite superconducting tape,
A method of joining a superconducting wire and a metal terminal to join a metal terminal on the stabilizing material composite superconducting tape,
The stabilizer tape has a first solder plated on one surface and a second solder plated on the other surface,
The superconducting tape and the stabilizer tape are joined via the first solder,
The metal terminal is formed by joining the second solder and the third solder in this order on the stabilizing material composite superconducting tape,
The second solder melting point T 2 and the third solder melting point T 3 is the bonding method of the superconducting wire and a metal terminal, characterized in that below the melting point T 1 of the first solder.
前記第1ハンダの融点T、前記第2ハンダの融点T、前記第3ハンダの融点Tが、250℃>T>T=Tの関係を満たすことを特徴とする請求項1に記載の超電導線材と金属端子の接合方法。 The melting point T 1 of the first solder, the melting point T 2 of the second solder, and the melting point T 3 of the third solder satisfy a relationship of 250 ° C.> T 1 > T 2 = T 3. A method of joining the superconducting wire and the metal terminal according to 1. 前記安定化材複合超電導テープは、前記超電導テープの前記保護層上に、前記安定化材テープを前記第1ハンダ側を接触させて重ね合わせ、一対の加熱・加圧ロールにより加熱及び加圧して形成され、
前記第2ハンダの厚さが10μm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の超電導線材と金属端子の接合方法。
The stabilizing material composite superconducting tape is formed by superimposing the stabilizing material tape on the protective layer of the superconducting tape while contacting the first solder side, and heating and pressing with a pair of heating / pressurizing rolls. Formed,
The method of bonding a superconducting wire and a metal terminal according to claim 1 or 2, wherein the thickness of the second solder is 10 µm or less.
基材と、該基材上に中間層を介して設けられた超電導層と、該超電導層上に設けられた保護層とを備える超電導テープと、
該超電導テープの前記保護層上に第1ハンダを介して設けられた安定化材テープと、
該安定化材テープ上に第2ハンダと第3ハンダとをこの順に介在させて設けられた金属端子とを備えてなり、
前記安定化材テープは、一方の面に前記第1ハンダがメッキされ、且つ、他方の面に前記第2ハンダがメッキされており、
前記第2ハンダの融点T及び第3ハンダの融点Tが、前記第1ハンダの融点Tよりも低いことを特徴とする超電導線材の金属端子接合構造体。
A superconducting tape comprising a substrate, a superconducting layer provided on the substrate via an intermediate layer, and a protective layer provided on the superconducting layer;
A stabilizer tape provided on the protective layer of the superconducting tape via a first solder;
A metal terminal provided with the second solder and the third solder interposed in this order on the stabilizer tape;
The stabilizing material tape has the first solder plated on one surface and the second solder plated on the other surface,
The second solder melting point T 2 and the third solder melting point T 3 is replaced by a metal terminal connection structure of the superconducting wire, characterized in that below the melting point T 1 of the first solder.
前記第1ハンダの融点T、前記第2ハンダの融点T、前記第3ハンダの融点Tが、250℃>T1>T2=T3の関係を満たすことを特徴とする請求項4に記載の超電導線材の金属端子接合構造体。 5. The melting point T 1 of the first solder, the melting point T 2 of the second solder, and the melting point T 3 of the third solder satisfy a relationship of 250 ° C.> T 1> T 2 = T 3. Metal terminal junction structure of superconducting wire. 前記第2ハンダの厚さが10μm以下であることを特徴とする請求項4または5に記載の超電導線材の金属端子接合構造体。   The metal terminal junction structure of a superconducting wire according to claim 4 or 5, wherein the thickness of the second solder is 10 µm or less.
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