JP2866265B2 - 高臨界温度超伝導可撓性導体の製造方法 - Google Patents
高臨界温度超伝導可撓性導体の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＹＢａＣｕＯ、ＢｉＳ
ｒＣａＣｕＯ、ＴｌＢａＣａＣｕＯ等の型の超伝導性セ
ラミックをベースとする高臨界温度超伝導可撓性導体の
製造方法に係る。
ｒＣａＣｕＯ、ＴｌＢａＣａＣｕＯ等の型の超伝導性セ
ラミックをベースとする高臨界温度超伝導可撓性導体の
製造方法に係る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】超伝導
性酸化物粉末から出発して圧縮焼結ペレットを作成し、
レーザビームによりこれらのペレットを表面的に溶融さ
せ、溶融層を迅速に凝固させた後、アニールすることに
より、高臨界温度超伝導体を製造する方法は知られてい
る。これらの方法は以下の論文に記載されている。
性酸化物粉末から出発して圧縮焼結ペレットを作成し、
レーザビームによりこれらのペレットを表面的に溶融さ
せ、溶融層を迅速に凝固させた後、アニールすることに
より、高臨界温度超伝導体を製造する方法は知られてい
る。これらの方法は以下の論文に記載されている。
【０００３】−Ｈ．Ｎｏｍｕｒａ他著“Ｃｏｎｃｅｎｔ
ｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｕｒｒｅｎｔｔｏ ｔｈｅ ｓ
ｕｒｆａｃｅ ａｎｄ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｂ
ｙＣＯ2 ｌａｓｅｒ ｆｏｒ ｏｘｉｄｅ ｓｕｐｅ
ｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ”；２ｎｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉ
ｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｓｕｐｅｒｃｏ
ｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ Ｎｏｖ． １９８９， Ｔｓｕ
ｋｕｂａ （ｐ．４２３−４２６）。
ｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｕｒｒｅｎｔｔｏ ｔｈｅ ｓ
ｕｒｆａｃｅ ａｎｄ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｂ
ｙＣＯ2 ｌａｓｅｒ ｆｏｒ ｏｘｉｄｅ ｓｕｐｅ
ｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ”；２ｎｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉ
ｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｓｕｐｅｒｃｏ
ｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ Ｎｏｖ． １９８９， Ｔｓｕ
ｋｕｂａ （ｐ．４２３−４２６）。
【０００４】−Ｊ．Ｃ．Ｈｕａｎｇ他著“Ｔｈｅ ｍｉ
ｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄｓｕｐｅｒｃｏｎｄ
ｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＹＢａ2ＣｕＯ7-x ｒａｐｉ
ｄｌｙ ｓｏｌｉｄｉｆｉｅｄ ｂｙ ａ ｐｕｌｓｅ
ｌａｓｅｒ”； Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄ．Ｓｃｉ．Ｔｅ
ｃｈｎｏｌ． １， １９８８（ｐ．１１０−１１
２）。
ｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄｓｕｐｅｒｃｏｎｄ
ｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＹＢａ2ＣｕＯ7-x ｒａｐｉ
ｄｌｙ ｓｏｌｉｄｉｆｉｅｄ ｂｙ ａ ｐｕｌｓｅ
ｌａｓｅｒ”； Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄ．Ｓｃｉ．Ｔｅ
ｃｈｎｏｌ． １， １９８８（ｐ．１１０−１１
２）。
【０００５】−Ｋ．Ｉｓｈｉｇｅ他著“Ｌａｓｅｒ ｚ
ｏｎｅ ｍｅｌｔｉｎｇ ｏｆ Ｂｉ2Ｓｒ2ＣａＣｕｏ
x ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ”； ２ｎｄ Ｉ
ｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ
Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ Ｎｏｖ． １
９８９， Ｔｓｕｋｕｂａ （ｐ．３２１−３２４）。
ｏｎｅ ｍｅｌｔｉｎｇ ｏｆ Ｂｉ2Ｓｒ2ＣａＣｕｏ
x ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ”； ２ｎｄ Ｉ
ｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ
Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ Ｎｏｖ． １
９８９， Ｔｓｕｋｕｂａ （ｐ．３２１−３２４）。
【０００６】これらの文献に開示されている実験パラメ
ータによると、粒子が同一方向に配向された結晶配向化
（ｔｅｘｔｕｒａｔｉｏｎ）を得ることができない。更
に、記載されている全処理は１ミリメートル以上の厚さ
を有するペレットに実施されているので、可撓性超伝導
体の製造には全く不適合である。
ータによると、粒子が同一方向に配向された結晶配向化
（ｔｅｘｔｕｒａｔｉｏｎ）を得ることができない。更
に、記載されている全処理は１ミリメートル以上の厚さ
を有するペレットに実施されているので、可撓性超伝導
体の製造には全く不適合である。
【０００７】本質的な問題は、超伝導セラミックが相当
の長さにわたって可撓性の導体として製造することが困
難な機械的特性を有する弱性材料であるという点にあ
る。
の長さにわたって可撓性の導体として製造することが困
難な機械的特性を有する弱性材料であるという点にあ
る。
【０００８】これらの脆性の問題を解決するために、セ
ラミックを金属支持体に組み合わせる試みがなされてい
る。
ラミックを金属支持体に組み合わせる試みがなされてい
る。
【０００９】例えばモノフィラメント又はマルチフィラ
メント形態で金属シーズ線が製造されているが、この方
法は多数の機械的成形（特に引き抜き）段階と、中間加
熱段階を必要とするという欠点がある。更に、セラミッ
クとシースとの間に反応を生じる危険が大きく、セラミ
ック線の直径が非常に小さい場合には超伝導性を失う恐
れがある。
メント形態で金属シーズ線が製造されているが、この方
法は多数の機械的成形（特に引き抜き）段階と、中間加
熱段階を必要とするという欠点がある。更に、セラミッ
クとシースとの間に反応を生じる危険が大きく、セラミ
ック線の直径が非常に小さい場合には超伝導性を失う恐
れがある。
【００１０】日本国特許出願ＪＰ−Ａ−２２５７５２７
号に記載されている別の製造方法によると、Ｙ−Ｂａ−
Ｃｕ−Ｏ型の溶融酸化物浴に線を通して浸漬させること
により、金属線の周囲に非常に薄い層状にセラミックを
堆積する。浴の出口で線の周囲に超伝導層が形成される
ように、非常に低速で繰り出さなければならず、浴と線
の材料との間に生じるべきでない反応が生じる危険があ
る。
号に記載されている別の製造方法によると、Ｙ−Ｂａ−
Ｃｕ−Ｏ型の溶融酸化物浴に線を通して浸漬させること
により、金属線の周囲に非常に薄い層状にセラミックを
堆積する。浴の出口で線の周囲に超伝導層が形成される
ように、非常に低速で繰り出さなければならず、浴と線
の材料との間に生じるべきでない反応が生じる危険があ
る。
【００１１】著しく有望な方法として、可撓性金属リボ
ンに厚さ数百ミクロンの厚層としてセラミックを堆積す
る方法がある。
ンに厚さ数百ミクロンの厚層としてセラミックを堆積す
る方法がある。
【００１２】超伝導セラミック厚層を得るために既に種
々の方法が提案されており、バンド流延、セリグラフィ
ー、カレンダリング、アークスパッタリング、溶射など
を挙げることができる。得られる層は、使用される方法
に従って多少なりとも多孔質であり且つ多少なりとも高
度に結晶化しており、その後、アニールされる。プラズ
マを使用するこの型の方法は以下の文献に記載されてい
る。
々の方法が提案されており、バンド流延、セリグラフィ
ー、カレンダリング、アークスパッタリング、溶射など
を挙げることができる。得られる層は、使用される方法
に従って多少なりとも多孔質であり且つ多少なりとも高
度に結晶化しており、その後、アニールされる。プラズ
マを使用するこの型の方法は以下の文献に記載されてい
る。
【００１３】−Ｋ．Ｔａｃｈｉｋａｗａ他著“Ｈｉｇｈ
Ｔｃ ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｆｉｌｍｓ
ｏｆ ＹＢａＣｕ ｏｘｉｄｅｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ
ｂｙｌｏｗ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｐｌａｓｍａ ｓｐ
ｒａｙｉｎｇ”； Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５
２（１２）， １９８８。
Ｔｃ ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｆｉｌｍｓ
ｏｆ ＹＢａＣｕ ｏｘｉｄｅｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ
ｂｙｌｏｗ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｐｌａｓｍａ ｓｐ
ｒａｙｉｎｇ”； Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５
２（１２）， １９８８。
【００１４】−Ｙ．Ｗａｄａｙａｍａ他著“Ｆｏｒｍａ
ｔｉｏｎ ｏｆ ＹＢａＣｕＯ ｔｈｉｃｋ ｆｉｌｍ
ｓ ｂｙ ｐｌａｓｍａ ｓｐｒａｙｉｎｇ”； ２ｎ
ｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ
ｏｎ ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ Ｎｏ
ｖ．１９８９ Ｔｓｕｋｕｂａ。
ｔｉｏｎ ｏｆ ＹＢａＣｕＯ ｔｈｉｃｋ ｆｉｌｍ
ｓ ｂｙ ｐｌａｓｍａ ｓｐｒａｙｉｎｇ”； ２ｎ
ｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ
ｏｎ ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ Ｎｏ
ｖ．１９８９ Ｔｓｕｋｕｂａ。
【００１５】これらの２種類の方法により夫々得られる
最大電流密度は、６９０Ａ／ｃｍ2及び１１２０Ａ／ｃ
ｍ2に過ぎず、これでは不十分である。
最大電流密度は、６９０Ａ／ｃｍ2及び１１２０Ａ／ｃ
ｍ2に過ぎず、これでは不十分である。
【００１６】最後に、日本国特許出願ＪＰ−Ａ−６３−
２９２５３０号及び仏国特許公開第２６４７２６６号に
は、超伝導材料前駆物質を粉末状態で基板に堆積し、そ
の後、基板に接着する層を形成するようにレーザビーム
により加熱する方法が提案されている。レーザビームが
前駆物質粉末の全厚に沿って作用する場合にしか結合で
きないので、基板が厚さ数十ミリメートルの可撓性材料
である場合には特に有害であり、別の実施態様による
と、レーザビームを介して基板に粉末をスパッタする。
２９２５３０号及び仏国特許公開第２６４７２６６号に
は、超伝導材料前駆物質を粉末状態で基板に堆積し、そ
の後、基板に接着する層を形成するようにレーザビーム
により加熱する方法が提案されている。レーザビームが
前駆物質粉末の全厚に沿って作用する場合にしか結合で
きないので、基板が厚さ数十ミリメートルの可撓性材料
である場合には特に有害であり、別の実施態様による
と、レーザビームを介して基板に粉末をスパッタする。
【００１７】この方法では超伝導層の結晶配向化に達す
ることができない。更に、基板に堆積された粉末材料の
稠密度を３０％以上にすることができないので、レーザ
処理により稠密化させると、この材料中に非常に強い応
力が生じ、この応力は亀裂により解放され、電流の通過
を妨げる。
ることができない。更に、基板に堆積された粉末材料の
稠密度を３０％以上にすることができないので、レーザ
処理により稠密化させると、この材料中に非常に強い応
力が生じ、この応力は亀裂により解放され、電流の通過
を妨げる。
【００１８】本発明の目的は、既知の可撓性導体よりも
著しく高い電流密度を輸送し得る結晶配向化材料に到達
することが可能な、可撓性超伝導体の方法を実現するこ
とである。
著しく高い電流密度を輸送し得る結晶配向化材料に到達
することが可能な、可撓性超伝導体の方法を実現するこ
とである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明は、厚さ０．１ｍ
ｍ〜１ｍｍの金属リボンに超伝導セラミック堆積物を付
設することにより、高臨界温度可撓性超伝導導体を製造
する方法に係り、該方法は、繰り出し方向に結晶配向化
された稠密度約１００％、厚さ１０μｍ〜１００μｍの
表面超伝導層を前記堆積物に与えるように、赤外ビーム
により処理されたゾーンが繰り出し方向に１０ｍｍ以下
の幅及び１２００℃以上の表面温度を有するように、厚
さ５０μｍ〜３００μｍ、７０％以上の稠密度の前記堆
積物を５ｃｍ／分以上の速度で赤外ビーム内に繰り出す
段階と、その後、酸素雰囲気下でアニールする段階とを
含むことを特徴とする。
ｍ〜１ｍｍの金属リボンに超伝導セラミック堆積物を付
設することにより、高臨界温度可撓性超伝導導体を製造
する方法に係り、該方法は、繰り出し方向に結晶配向化
された稠密度約１００％、厚さ１０μｍ〜１００μｍの
表面超伝導層を前記堆積物に与えるように、赤外ビーム
により処理されたゾーンが繰り出し方向に１０ｍｍ以下
の幅及び１２００℃以上の表面温度を有するように、厚
さ５０μｍ〜３００μｍ、７０％以上の稠密度の前記堆
積物を５ｃｍ／分以上の速度で赤外ビーム内に繰り出す
段階と、その後、酸素雰囲気下でアニールする段階とを
含むことを特徴とする。
【００２０】本発明は更に、前記方法により得られた可
撓性導体にも係る。
撓性導体にも係る。
【００２１】有利には、前記リボンに前記堆積物を付設
する段階は、例えばバンド流延、カレンダリング、アー
クスパッタリング、溶射、レーザスパッタリングにより
実施され、その直後に連続方法により、本発明の赤外処
理及び上記アニーリングを実施する。堆積物中の機械的
応力はこうして低下する。
する段階は、例えばバンド流延、カレンダリング、アー
クスパッタリング、溶射、レーザスパッタリングにより
実施され、その直後に連続方法により、本発明の赤外処
理及び上記アニーリングを実施する。堆積物中の機械的
応力はこうして低下する。
【００２２】好ましくは、前記表面温度は１２００〜１
５００℃であり、赤外ビームは、１００〜１０００Ｗ／
ｃｍ2、有利には４００〜８００Ｗ／ｃｍ2の電力で５０
〜１０００Ｈｚの周波数で発振するＣＯ2レーザから発
生され、前記超伝導層の厚さは１０μｍ〜５０μｍであ
り、前記堆積物の厚さは１００μｍ〜２００μｍであ
り、前記金属リボンの厚さは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍで
あり、金属リボンの材料は銅、銀、ステンレス鋼、ニッ
ケルをベースとする超合金、コバルトをベースとする超
合金から選択される。
５００℃であり、赤外ビームは、１００〜１０００Ｗ／
ｃｍ2、有利には４００〜８００Ｗ／ｃｍ2の電力で５０
〜１０００Ｈｚの周波数で発振するＣＯ2レーザから発
生され、前記超伝導層の厚さは１０μｍ〜５０μｍであ
り、前記堆積物の厚さは１００μｍ〜２００μｍであ
り、前記金属リボンの厚さは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍで
あり、金属リボンの材料は銅、銀、ステンレス鋼、ニッ
ケルをベースとする超合金、コバルトをベースとする超
合金から選択される。
【００２３】上記本発明の方法のパラメータを好適に選
択することにより、レーザ走査軸内で堆積物の表面に１
００〜１０００℃／ｍｍの熱勾配と、５０００〜１００
００℃／秒の冷却速度が得られる。堆積物の表面溶融及
び溶融層の冷却が迅速に行われるため、リボン−堆積物
界面及びリボン自体の過熱を避けることができる。こう
して、堆積物の剥離、堆積物とリボンの反応及びリボン
の酸化の危険を減らすことができる。
択することにより、レーザ走査軸内で堆積物の表面に１
００〜１０００℃／ｍｍの熱勾配と、５０００〜１００
００℃／秒の冷却速度が得られる。堆積物の表面溶融及
び溶融層の冷却が迅速に行われるため、リボン−堆積物
界面及びリボン自体の過熱を避けることができる。こう
して、堆積物の剥離、堆積物とリボンの反応及びリボン
の酸化の危険を減らすことができる。
【００２４】更に、表面層は高密度で亀裂がなく、レー
ザ走査方向に平行即ち前記リボンの長さ方向に結晶配向
性及び結晶方位を有する。
ザ走査方向に平行即ち前記リボンの長さ方向に結晶配向
性及び結晶方位を有する。
【００２５】前記アニール操作は、超伝導相を復元し、
再酸化するために不可欠である。この操作は、８５０〜
９５０℃の温度までに加熱し、この温度に１〜６時間維
持し、１０℃／時〜１００℃／時、好ましくは１０℃／
時〜５０℃／時の速度で冷却することからなる。
再酸化するために不可欠である。この操作は、８５０〜
９５０℃の温度までに加熱し、この温度に１〜６時間維
持し、１０℃／時〜１００℃／時、好ましくは１０℃／
時〜５０℃／時の速度で冷却することからなる。
【００２６】操作条件は、臨界電流密度が約１００Ａ／
ｍｍ2、即ち従来技術の超伝導リボンよりも著しく高い
値に達するように選択され得る。
ｍｍ2、即ち従来技術の超伝導リボンよりも著しく高い
値に達するように選択され得る。
【００２７】本発明は、更に、堆積物の接着性を改善
し、特に熱処理中に膨張率を調和させ、リボンと堆積物
との間の化学的反応を制限するために、前記リボンに下
層を設ける。下層は銀又はＮｉＣｒＡｌＹ，ＣｏＣｒＡ
ｌＹ，ＮｉＡｌ型の合金から形成される。下層の厚さは
１０μｍ〜２００μｍ、好ましくは１０μｍ〜１００μ
ｍである。
し、特に熱処理中に膨張率を調和させ、リボンと堆積物
との間の化学的反応を制限するために、前記リボンに下
層を設ける。下層は銀又はＮｉＣｒＡｌＹ，ＣｏＣｒＡ
ｌＹ，ＮｉＡｌ型の合金から形成される。下層の厚さは
１０μｍ〜２００μｍ、好ましくは１０μｍ〜１００μ
ｍである。
【００２８】また、前記堆積物の組成は超伝導相に対し
て化学量論的組成であってもよいし、レーザ処理中に揮
発し得る成分、例えば銅の含有量が多くてもよい。
て化学量論的組成であってもよいし、レーザ処理中に揮
発し得る成分、例えば銅の含有量が多くてもよい。
【００２９】本発明の他の特徴及び利点は、非限定的な
以下の実施態様及び実施例の説明により明示される。
以下の実施態様及び実施例の説明により明示される。
【００３０】図１は、本発明の連続方法を実施する装置
の概略図である。ドラム９に巻き付けられた可撓性金属
リボン１は、厚さ５０μｍ〜３００μｍ、稠密度７０％
以上の堆積物を形成するように、超伝導セラミック組成
物１２をこのリボン１上にスパッタするアークトーチ２
の下に繰り出され、金属リボン１への組成物１２の接着
を改善するための材料１２’を予めスパッタするよう
に、このトーチ２の前に同一型のトーチ２’を配置して
もよい。堆積物を付設した可撓性リボンを参照符号３で
示す。リボン３は次に、ビーム均質化システム４に連合
する赤外レーザ１０からのビーム５の下に速度Ｖで進行
する。可撓性リボン３に垂直な軸６に沿ってレーザを調
節することにより、ビーム５の直径を調節することがで
きる。迅速応答二色性高温計（図示せず）は、ビーム５
により処理された堆積物のゾーン３の表面温度を測定す
る。
の概略図である。ドラム９に巻き付けられた可撓性金属
リボン１は、厚さ５０μｍ〜３００μｍ、稠密度７０％
以上の堆積物を形成するように、超伝導セラミック組成
物１２をこのリボン１上にスパッタするアークトーチ２
の下に繰り出され、金属リボン１への組成物１２の接着
を改善するための材料１２’を予めスパッタするよう
に、このトーチ２の前に同一型のトーチ２’を配置して
もよい。堆積物を付設した可撓性リボンを参照符号３で
示す。リボン３は次に、ビーム均質化システム４に連合
する赤外レーザ１０からのビーム５の下に速度Ｖで進行
する。可撓性リボン３に垂直な軸６に沿ってレーザを調
節することにより、ビーム５の直径を調節することがで
きる。迅速応答二色性高温計（図示せず）は、ビーム５
により処理された堆積物のゾーン３の表面温度を測定す
る。
【００３１】こうして処理された可撓性導体１１はドラ
ム７に巻き取られた後、アニール炉８（例えばトンネル
炉）に導入される（位置７’）。
ム７に巻き取られた後、アニール炉８（例えばトンネル
炉）に導入される（位置７’）。
【００３２】図２Ａ及び２Ｂは、トーチ２及び２’の下
を通過後であって、元の金属リボン１、下層２１及び超
伝導セラミック堆積物２２を有する可撓性リボン３を示
す。
を通過後であって、元の金属リボン１、下層２１及び超
伝導セラミック堆積物２２を有する可撓性リボン３を示
す。
【００３３】図３は、可撓性リボン３が速度Ｖで繰り出
されるときの堆積物２２上のレーザビーム５の飛跡を示
す。中心処理ゾーン２０と、レーザビーム５の縁部によ
り走査される両縁部２６を示す。
されるときの堆積物２２上のレーザビーム５の飛跡を示
す。中心処理ゾーン２０と、レーザビーム５の縁部によ
り走査される両縁部２６を示す。
【００３４】図４は、中心ゾーン２０におけるこのレー
ザビーム５の効果の横断面図である。金属リボン１上に
下層２１を示したが、セラミック堆積物２２はレーザ処
理により著しく加工されている。次のゾーンが認められ
る。
ザビーム５の効果の横断面図である。金属リボン１上に
下層２１を示したが、セラミック堆積物２２はレーザ処
理により著しく加工されている。次のゾーンが認められ
る。
【００３５】−下層２１とセラミックとの間の反応ゾー
ン２３。このゾーンは非超伝導性である。
ン２３。このゾーンは非超伝導性である。
【００３６】−レーザビーム５により処理されず、所謂
堆積物２２と同一性質を維持するセラミックゾーン２
４。このゾーンは低伝導性である。
堆積物２２と同一性質を維持するセラミックゾーン２
４。このゾーンは低伝導性である。
【００３７】−レーザビームにより溶融し、リボン１の
進行方向に結晶配向化された高稠密度超伝導層２５。
進行方向に結晶配向化された高稠密度超伝導層２５。
【００３８】ゾーン２５の両縁部２６はこの層２５に対
してほぼ４５°に結晶配向化されていることに留意され
たい。
してほぼ４５°に結晶配向化されていることに留意され
たい。
【００３９】
【実施例】実施例１ 厚さ０．３ｍｍ及び幅１０ｍｍのステンレス鋼ＮＳ２２
５のリボン１から出発した。このリボンに厚さ１００μ
ｍのＮｉＣｒＡｌＹ合金下層２１を設けた。
５のリボン１から出発した。このリボンに厚さ１００μ
ｍのＮｉＣｒＡｌＹ合金下層２１を設けた。
【００４０】ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏxの組成を有する１００μ
ｍの堆積物２２をプラズマトーチで形成した。サンプル
を抽出し、酸素雰囲気下で６時間９００℃でアニール
し、２０℃／時で冷却した。
ｍの堆積物２２をプラズマトーチで形成した。サンプル
を抽出し、酸素雰囲気下で６時間９００℃でアニール
し、２０℃／時で冷却した。
【００４１】この堆積物２２（図５）の表面には多数の
亀裂が観察された。得られた導体に銀接点を形成し、臨
界電流を測定した。横軸を電流Ｉ（アンペア）及び縦軸
を電圧（μＶ）とすると、図８に示すような曲線Ｂが得
られた。輸送臨界電流は７７Ｋで２Ａ（１μＶ／ｃ
ｍ）、即ち４Ａ／ｍｍ2であった。図９は、この導体の
臨界温度（曲線Ｄ）が８４Ｋであることを示す。
亀裂が観察された。得られた導体に銀接点を形成し、臨
界電流を測定した。横軸を電流Ｉ（アンペア）及び縦軸
を電圧（μＶ）とすると、図８に示すような曲線Ｂが得
られた。輸送臨界電流は７７Ｋで２Ａ（１μＶ／ｃ
ｍ）、即ち４Ａ／ｍｍ2であった。図９は、この導体の
臨界温度（曲線Ｄ）が８４Ｋであることを示す。
【００４２】本発明に従い、１０％の誤差の均質な電力
分布に万華鏡で調節した直径５ｍｍのＣＯ2レーザから
のビーム５を堆積物２２に照射した。この電力は８００
Ｗ／ｃｍ2である。パルス周波数は５００Ｈｚ、走査速
度Ｖは２０ｃｍ／分とした。表面温度は二色性高温計に
より常に１５００℃に調節した。
分布に万華鏡で調節した直径５ｍｍのＣＯ2レーザから
のビーム５を堆積物２２に照射した。この電力は８００
Ｗ／ｃｍ2である。パルス周波数は５００Ｈｚ、走査速
度Ｖは２０ｃｍ／分とした。表面温度は二色性高温計に
より常に１５００℃に調節した。
【００４３】溶融層２５の厚さは４０μｍとした。上記
サンプルと同様にアニールを行った。図６に示す層２５
は亀裂がなかった。その稠密度はほぼ１００％であっ
た。非常に特徴的な結晶配向化を図７に示す。粒子はリ
ボン１の進行方向（矢印Ｖ）に結晶配向化していた。
サンプルと同様にアニールを行った。図６に示す層２５
は亀裂がなかった。その稠密度はほぼ１００％であっ
た。非常に特徴的な結晶配向化を図７に示す。粒子はリ
ボン１の進行方向（矢印Ｖ）に結晶配向化していた。
【００４４】得られた導体の臨界電流及び臨界温度を先
のサンプルと同様に測定した（図８の曲線Ｃ及び図９の
曲線Ｅ）。７７Ｋで測定した臨界電流は１０Ａ即ち５０
Ａ／ｍｍ2、臨界温度は８８Ｋであった。
のサンプルと同様に測定した（図８の曲線Ｃ及び図９の
曲線Ｅ）。７７Ｋで測定した臨界電流は１０Ａ即ち５０
Ａ／ｍｍ2、臨界温度は８８Ｋであった。
【００４５】実施例２ 実施例１の堆積物２２の組成をやや変更した。銅含有率
の高いＹ1Ｂａ2Ｃｕ4Ｏx型の材料１２を使用し、レーザ
処理中の所定量の銅の分離を補償できるようにした。
の高いＹ1Ｂａ2Ｃｕ4Ｏx型の材料１２を使用し、レーザ
処理中の所定量の銅の分離を補償できるようにした。
【００４６】パルス周波数３００Ｈｚ、電力６００Ｗ／
ｃｍ2及び走査速度５ｃｍ／分の条件下でレーザ処理を
行った。
ｃｍ2及び走査速度５ｃｍ／分の条件下でレーザ処理を
行った。
【００４７】表面温度は１３００℃、溶融層２５の厚さ
は４０μｍとした。アニールは実施例１と同様に走査し
た。測定臨界電流は２０Ａ即ち１００Ａ／ｍｍ2であっ
た。
は４０μｍとした。アニールは実施例１と同様に走査し
た。測定臨界電流は２０Ａ即ち１００Ａ／ｍｍ2であっ
た。
【００４８】実施例３ 堆積物２２を１００μｍでなく１５０μｍとした。
【００４９】パルス周波数５００Ｈｚ、電力１０００Ｗ
／ｃｍ2及び走査速度３０ｃｍ／分の条件下でレーザ処
理を行った。表面温度は１６００℃、溶融層２５は厚さ
１００μｍとした。アニールは実施例１及び２と同様に
行った。臨界電流は５Ａ即ち１０Ａ／ｍｍ2であった。
／ｃｍ2及び走査速度３０ｃｍ／分の条件下でレーザ処
理を行った。表面温度は１６００℃、溶融層２５は厚さ
１００μｍとした。アニールは実施例１及び２と同様に
行った。臨界電流は５Ａ即ち１０Ａ／ｍｍ2であった。
【００５０】当然のことながら、本発明は以上の実施例
に限定されない。先述のように種々の層の材料及び厚さ
を変更することができ、レーザ処理パラメータはこれら
の変更に応じて最適化される。
に限定されない。先述のように種々の層の材料及び厚さ
を変更することができ、レーザ処理パラメータはこれら
の変更に応じて最適化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の連続方法を実施する装置の非常に簡単
な概略図である。
な概略図である。
【図２】図２Ａ及び２Ｂは夫々図１の装置のアークトー
チの下を通過後の本発明の可撓性金属リボンの平面図及
び断面図である。
チの下を通過後の本発明の可撓性金属リボンの平面図及
び断面図である。
【図３】レーザビーム中を通過中の図２Ａのリボンの平
面図である。
面図である。
【図４】レーザビームにより表面が結晶配向化されたゾ
ーンを限定的に示す図３のリボンの横断面図である。
ーンを限定的に示す図３のリボンの横断面図である。
【図５】本発明のレーザ処理を実施していない超伝導層
の表面のセラミック材料の組織の写真（１００倍）であ
る。
の表面のセラミック材料の組織の写真（１００倍）であ
る。
【図６】本発明の超伝導層の表面のセラミック材料の組
織の写真（１００倍）である。
織の写真（１００倍）である。
【図７】レーザ走査方向の結晶配向化を示す図６の層の
ゾーンのセラミック材料の組織の写真（７５０倍）であ
る。
ゾーンのセラミック材料の組織の写真（７５０倍）であ
る。
【図８】図５及び図６の層に夫々対応する臨界電流曲線
を示す。
を示す。
【図９】図５及び図６の層に夫々対応する臨界温度曲線
を示す。
を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｂ 12/06 ＺＡＡ Ｈ０１Ｂ 12/06 ＺＡＡ Ｈ０１Ｌ 39/24 ＺＡＡ Ｈ０１Ｌ 39/24 ＺＡＡＢ (56)参考文献 特開 昭63−292530（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−255505（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−17217（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01B 13/00 565 C23C 14/10 C23C 14/24 C30B 29/22 501 H01B 12/06 ZAA H01L 39/24 ZAA
Claims (14)
- 【請求項１】 厚さ０．１ｍｍ〜１ｍｍの金属リボンに
超伝導セラミック堆積物を付設することにより、高臨界
温度可撓性超伝導導体を製造する方法であって、繰り出
し方向に結晶配向化された稠密度約１００％、厚さ１０
μｍ〜１００μｍの表面超伝導層を前記堆積物に与え、
赤外ビームにより処理されたゾーンが繰り出し方向に１
０ｍｍ以下の幅及び１２００℃以上の表面温度を有する
ように、厚さ５０μｍ〜３００μｍで７０％以上の稠密
度の前記堆積物を５ｃｍ／分以上の速度で赤外ビーム内
に繰り出す段階と、その後、酸素雰囲気下でアニールす
る段階とを含み、前記堆積物を形成する前に、銀及びＮ
ｉＣｒＡｌＹ，ＣｏＣｒＡｌＹ，ＮｉＡｌ型の合金から
選択される材料からなる厚さ１０μｍ〜２００μｍの下
層を前記リボンに付設することを特徴とする方法。 - 【請求項２】 前記リボンに前記堆積物を付設する段階
が、バンド流延、カレンダリング、アークスパッタリン
グ、溶射、レーザスパッタリングから選択される連続法
により実施され、その後、同一製造工程で前記赤外ビー
ム処理及び前記アニーリングを実施することを特徴とす
る請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記表面温度が１２００〜１５００℃で
あることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。 - 【請求項４】 １００〜１０００Ｗ／ｃｍ2の出力で５
０〜１０００Ｈｚの周波数で発振するＣＯ2レーザから
発生される赤外ビームを使用することを特徴とする請求
項１から３のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項５】 レーザの出力が４００〜８００Ｗ／ｃｍ
2であることを特徴とする請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 前記超伝導層の厚さが１０μｍ〜５０μ
ｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の方
法。 - 【請求項７】 前記堆積物の厚さが１００μｍ〜２００
μｍであることを特徴とする請求項１、２又は６のいず
れか一項に記載の方法。 - 【請求項８】 前記金属リボンの厚さが０．１ｍｍ〜
０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記
載の方法。 - 【請求項９】 前記金属リボンの材料が、銅、銀、ステ
ンレス鋼、ニッケルをベースとする超合金、コバルトを
ベースとする超合金から選択されることを特徴とする請
求項１又は２に記載の方法。 - 【請求項１０】 酸素雰囲気下の前記アニールが、８５
０〜９５０℃の温度までに加熱する段階と、この温度に
１〜６時間維持する段階と、１０℃／時〜１００℃／時
の速度で冷却する段階とを含むことを特徴とする請求項
１又は２に記載の方法。 - 【請求項１１】 前記冷却速度が１０℃／時〜５０℃／
時であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。 - 【請求項１２】 前記堆積物の組成が、レーザ処理中に
揮発可能な成分を多量に含有することを特徴とする請求
項１又は２に記載の方法。 - 【請求項１３】 請求項１から１２のいずれか一項に記
載の方法により得られた高臨界温度超伝導可撓性導体。 - 【請求項１４】 厚さ０．１ｍｍ〜１ｍｍの金属リボン
と下層と超伝導セラミック堆積物とからなる高臨界温度
可撓性超伝導導体であって、前記堆積物が５０μｍ〜３
００μｍの厚さを有しており且つ前記リボンの長さ方向
に結晶配向化された厚さ１０μｍ〜１００μｍの稠密な
表面超伝導層を備え、前記下層が前記リボンに付設され
た、銀及びＮｉＣｒＡｌＹ、ＣｏＣｒＡｌＹ、ＮｉＡｌ
型の合金から選択される材料からなる厚さ１０μｍ〜２
００μｍの層であることを特徴とする高臨界温度超伝導
可撓性導体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9113313A FR2683086B1 (fr) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | Procede de fabrication d'un conducteur souple supraconducteur a haute temperature critique. |
| FR9113313 | 1991-10-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06318411A JPH06318411A (ja) | 1994-11-15 |
| JP2866265B2 true JP2866265B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=9418397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4290368A Expired - Lifetime JP2866265B2 (ja) | 1991-10-29 | 1992-10-28 | 高臨界温度超伝導可撓性導体の製造方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5312804A (ja) |
| EP (1) | EP0540416B1 (ja) |
| JP (1) | JP2866265B2 (ja) |
| AU (1) | AU658016B2 (ja) |
| CA (1) | CA2081612C (ja) |
| DE (1) | DE69209225T2 (ja) |
| ES (1) | ES2086099T3 (ja) |
| FR (1) | FR2683086B1 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5830828A (en) * | 1994-09-09 | 1998-11-03 | Martin Marietta Energy Systems, Inc. | Process for fabricating continuous lengths of superconductor |
| US5741377A (en) * | 1995-04-10 | 1998-04-21 | Martin Marietta Energy Systems, Inc. | Structures having enhanced biaxial texture and method of fabricating same |
| JP2869858B2 (ja) * | 1995-10-05 | 1999-03-10 | 株式会社日立製作所 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
| US5964966A (en) * | 1997-09-19 | 1999-10-12 | Lockheed Martin Energy Research Corporation | Method of forming biaxially textured alloy substrates and devices thereon |
| US6022832A (en) * | 1997-09-23 | 2000-02-08 | American Superconductor Corporation | Low vacuum vapor process for producing superconductor articles with epitaxial layers |
| US6027564A (en) * | 1997-09-23 | 2000-02-22 | American Superconductor Corporation | Low vacuum vapor process for producing epitaxial layers |
| US6428635B1 (en) | 1997-10-01 | 2002-08-06 | American Superconductor Corporation | Substrates for superconductors |
| US6458223B1 (en) | 1997-10-01 | 2002-10-01 | American Superconductor Corporation | Alloy materials |
| US6296701B1 (en) | 1998-09-30 | 2001-10-02 | Ut-Battelle, Llc | Method of depositing an electrically conductive oxide film on a textured metallic substrate and articles formed therefrom |
| US6114287A (en) * | 1998-09-30 | 2000-09-05 | Ut-Battelle, Llc | Method of deforming a biaxially textured buffer layer on a textured metallic substrate and articles therefrom |
| US6475311B1 (en) | 1999-03-31 | 2002-11-05 | American Superconductor Corporation | Alloy materials |
| US6698715B2 (en) | 1999-12-15 | 2004-03-02 | University Of Alabama | Valve having ceramic components and associated fabrication method |
| US6460559B2 (en) | 1999-12-15 | 2002-10-08 | University Of Alabama In Huntsville | Valve having ceramic components and associated fabrication method |
| US6716545B1 (en) * | 2001-11-21 | 2004-04-06 | The Regents Of The University Of California | High temperature superconducting composite conductors |
| KR100830116B1 (ko) * | 2001-12-21 | 2008-05-20 | 주식회사 포스코 | 고강도 용융아연도금강판의 제조방법 |
| US7618923B2 (en) | 2002-01-29 | 2009-11-17 | Jochen Dieter Mannhart | Method for making a superconductor with improved microstructure |
| FR3001160B1 (fr) * | 2013-01-18 | 2016-05-27 | Saint Gobain | Procede d'obtention d'un substrat muni d'un revetement |
Family Cites Families (9)
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