JP3428053B2 - Heater for producing oxide superconducting tape and method for producing oxide superconducting tape - Google Patents

Heater for producing oxide superconducting tape and method for producing oxide superconducting tape

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JP3428053B2 JP01663693A JP1663693A JP3428053B2 JP 3428053 B2 JP3428053 B2 JP 3428053B2 JP 01663693 A JP01663693 A JP 01663693A JP 1663693 A JP1663693 A JP 1663693A JP 3428053 B2 JP3428053 B2 JP 3428053B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、数m〜数kmオーダー
の長尺の酸化物超電導テープを製造する方法に用いる加
熱ヒータ及び酸化物超電導テープの製造方法に関するも
ので、この種の超電導テープは、電力輸送用、超電導マ
グネット用、超電導エネルギー貯蔵用などの分野で応用
開発が進められているものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heater and a method for producing an oxide superconducting tape used in a method for producing a long oxide superconducting tape of the order of several meters to several km. Is being applied and developed in fields such as power transportation, superconducting magnets, and superconducting energy storage.

【0002】[0002]

【従来の技術】酸化物超電導体は、液体窒素温度を超え
る臨界温度を示す優れた超電導体であるが、この酸化物
超電導体を前記のような実用的な超電導体として使用す
るためには、酸化物超電導体の結晶配向性を揃えて臨界
電流密度の高いものを得る必要がある。即ち、酸化物超
電導体は、その結晶構造の特定の方向に電気を流し易
く、特定の方向に電気を流しにくい性質があるために、
できるだけ結晶配向性の良好な酸化物超電導体を製造す
る必要がある。また、酸化物超電導体は、その組成が規
定の組成から多少でも外れたり、微量の不純物を含むよ
うであると、臨界電流密度が低下する傾向がある。
2. Description of the Related Art Oxide superconductors are excellent superconductors exhibiting a critical temperature exceeding liquid nitrogen temperature. In order to use this oxide superconductor as a practical superconductor as described above, It is necessary to obtain an oxide superconductor having a high critical current density by aligning the crystal orientations. That is, since the oxide superconductor has the property of easily passing electricity in a specific direction of its crystal structure and having difficulty in passing electricity in a specific direction,
It is necessary to manufacture an oxide superconductor having crystal orientation as good as possible. Further, when the composition of the oxide superconductor deviates from the specified composition to some extent or when a slight amount of impurities are included, the critical current density tends to decrease.

【0003】そこで従来、基板や金属テープなどの基材
上に、結晶配向性が良好で組成が整った酸化物超電導層
を形成するために、種々の手段が試みられている。その
1つの方法として、酸化物超電導体と結晶構造の類似し
たMgO、あるいはSrTiO3なとの単結晶基材を用
い、これらの単結晶基材上にスパッタリングやレーザ蒸
着法などの成膜法により酸化物超電導体の前駆体薄膜を
形成し、これを熱処理して酸化物超電導層を形成する方
法が実施されている。
Therefore, various means have heretofore been attempted in order to form an oxide superconducting layer having a good crystal orientation and a uniform composition on a substrate such as a substrate or a metal tape. As one of the methods, a single crystal base material such as MgO or SrTiO 3 having a crystal structure similar to that of the oxide superconductor is used, and a film forming method such as sputtering or laser deposition method is used on the single crystal base material. A method of forming a precursor thin film of an oxide superconductor and heat treating the precursor thin film to form an oxide superconducting layer is practiced.

【0004】前記MgOやSrTiO3などの単結晶材
料の基材上に成膜法により酸化物超電導層を形成するな
らば、基材の結晶に整合するように酸化物超電導層が生
成するので、結晶の配向性を良好にできるとともに薄膜
の組成を揃えることができるので、臨界電流密度の高い
酸化物超電導層を得ることができる。ところが、前述の
実用的な使用目的を考慮して長尺の酸化物超電導体を得
るためには、前記単結晶の基材ではなく、金属製のテー
プ状の基材上に成膜法により酸化物超電導層を形成して
長尺の超電導体を製造する必要がある。そして、このよ
うに長尺テープ状の基材上に酸化物超電導層を形成する
ためには、基材上に酸化物超電導体の前駆体薄膜を加熱
して薄膜の結晶構造を整えるとともに、前駆体薄膜中に
充分な量の酸素を供給する必要がある。
If an oxide superconducting layer is formed on a base material of a single crystal material such as MgO or SrTiO 3 by a film forming method, the oxide superconducting layer is formed so as to match the crystal of the base material. Since the crystal orientation can be improved and the thin film composition can be made uniform, an oxide superconducting layer having a high critical current density can be obtained. However, in order to obtain a long oxide superconductor in consideration of the above-mentioned practical use purpose, oxidation is performed by a film formation method on a metal tape-shaped substrate instead of the single crystal substrate. It is necessary to form a superconducting layer to manufacture a long superconductor. Then, in order to form the oxide superconducting layer on the long tape-shaped substrate as described above, the precursor thin film of the oxide superconductor is heated on the substrate to adjust the crystal structure of the thin film and the precursor. It is necessary to supply a sufficient amount of oxygen into the body thin film.

【0005】図4(a)〜図4(c)は、酸化物超伝導
体製造用のスパッタリング装置やレーザ蒸着装置などの
成膜装置に備えられる真空チャンバの内部に設けられ、
前記のようなテープ状の基材と前駆体薄膜を加熱するた
めの従来の加熱ヒータ30の一構造例を示すものであ
る。この加熱ヒータ30は、金属などの熱伝導体からな
るケース体31内部に加熱コイル等からなる発熱体32
を備え、前記ケース体31上面に、インコネル等の耐熱
金属等からなる熱板33が固定されてなり、加熱成膜装
置の真空チャンバの内底部に固定されているものであ
る。そして、上記構成からなる加熱ヒータ30はテープ
状の基材37を前記熱板33の上面に順次送り込み、接
触摺動させることができるように、そしてまた、その上
面から基材37を順次引き取ることができるように、加
熱ヒータ30の両側には図示略のテープ状基材の送出装
置と巻取装置が備えられている。また、加熱ヒータ30
の上方には、スパッタリング装置のターゲットやレーザ
蒸着装置のターゲットが設けられていて、これらのター
ゲットから発生させられた粒子を加熱ヒータ30上の基
材37の上面に順次堆積させて酸化物超電導体の前駆体
薄膜を形成できるようになっている。
4 (a) to 4 (c) are provided inside a vacuum chamber provided in a film forming apparatus such as a sputtering apparatus or a laser deposition apparatus for producing an oxide superconductor,
It shows one structural example of a conventional heater 30 for heating the tape-shaped base material and the precursor thin film as described above. This heater 30 has a case body 31 made of a heat conductor such as metal, and a heating element 32 made of a heating coil inside a case body 31.
A heat plate 33 made of a heat-resistant metal such as Inconel is fixed to the upper surface of the case body 31 and fixed to the inner bottom portion of the vacuum chamber of the heating film forming apparatus. Then, the heater 30 having the above-described structure sequentially feeds the tape-shaped base material 37 onto the upper surface of the hot plate 33 so that the tape-shaped base material 37 can be slid in contact with the base material 37, and the base material 37 can be sequentially drawn from the upper surface. In order to be able to perform, the heater 30 is provided on both sides with a tape-shaped substrate feeding device and a winding device (not shown). Also, the heater 30
A target of a sputtering apparatus and a target of a laser vapor deposition apparatus are provided above the above, and particles generated from these targets are sequentially deposited on the upper surface of the base material 37 on the heater 30 to form an oxide superconductor. The precursor thin film can be formed.

【0006】そして、上記構成らかなる加熱ヒータ30
は、その酸化物超電導体の形成を真空チャンバ内部にて
1×10-1から1×101Torr程度の純O2雰囲気中
で行なうため、前記発熱体32の素材としては耐熱性に
優れ、融点の高いPt等が多く用いられている。
The heater 30 having the above structure
Because the oxide superconductor is formed in a vacuum chamber in a pure O 2 atmosphere of about 1 × 10 -1 to 1 × 10 1 Torr, it is excellent in heat resistance as a material of the heating element 32. Pt or the like having a high melting point is often used.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前記構成の装置におい
ては、加熱ヒータ30の上面側で基材37を移動させな
がら基材37の上面に、スパッタやレーザ蒸着により前
駆体薄膜を形成し、同時に加熱ヒータ30により、基材
37と前駆体薄膜とを加熱できるようになっている。し
かしながら、このような加熱ヒータ30で前駆体薄膜の
加熱を行なう際には、上述したように、前記基材37は
加熱ヒータ30の熱板33上面を接触摺動しながら加熱
されるため、前記基材37と熱板33との間で摩擦を生
じ、前記基材37の摺動速度が一定に維持できず、基材
37表面の温度が不均一となってしまう問題があった。
In the apparatus having the above structure, the precursor thin film is formed on the upper surface of the base material 37 by sputtering or laser vapor deposition while moving the base material 37 on the upper surface side of the heater 30. The heater 30 can heat the base material 37 and the precursor thin film. However, when the precursor thin film is heated by such a heater 30, the base material 37 is heated while sliding on the upper surface of the heating plate 33 of the heater 30 as described above. There is a problem that friction occurs between the base material 37 and the heating plate 33, the sliding speed of the base material 37 cannot be kept constant, and the temperature of the surface of the base material 37 becomes uneven.

【0008】例えば、上述した加熱ヒータ30の熱板3
3上で基材37を停止させて、この基材37の表面温度
が720℃になるまで加熱した後に、この基材37を1
時間で約200mm程度走行する速さで前記熱板33上
面を移動させながら、前記熱板33中央の基材摺動面に
おける温度変化を放射温度計によって測定したところ、
図5に示すような結果が得られた。
For example, the hot plate 3 of the heater 30 described above.
3, the base material 37 is stopped and heated until the surface temperature of the base material 37 reaches 720 ° C.
While moving the upper surface of the heating plate 33 at a speed of traveling about 200 mm in time, the temperature change on the base material sliding surface at the center of the heating plate 33 was measured by a radiation thermometer,
The results shown in FIG. 5 were obtained.

【0009】図5に示すように、前記基材37の表面の
温度は、その摺動開始とともに始めの設定温度の720
℃を境にして、±50℃の変動を示している。そして、
上記のように加熱により得られた酸化物超電導テープの
超電導特性を測定したところ臨界電流密度(Jc)は1
1〜102A/cm2程度の低い値しか得られないもの
であった。
As shown in FIG. 5, the temperature of the surface of the base material 37 is 720 which is the initial set temperature when the sliding starts.
A fluctuation of ± 50 ° C is shown at the boundary of ° C. And
When the superconducting properties of the oxide superconducting tape obtained by heating as described above were measured, the critical current density (J c ) was 1
Only a low value of about 0 1 to 10 2 A / cm 2 was obtained.

【0010】そしてまた、上記基材37を加熱する加熱
ヒータ30の発熱体32には、Pt等の耐熱性に優れ、
融点の高い素材が用いられるが、前記Ptは、上記のよ
うな減圧酸化雰囲気中で1000℃以上に加熱される
と、Ptの蒸発が誘発され、こうした蒸発により発生し
たPtは、発熱体32を収納したケース体31外壁に付
着して、前記発熱体32とケース体31との絶縁不良を
生じるといった問題を有していた。
Further, the heating element 32 of the heater 30 for heating the base material 37 has excellent heat resistance such as Pt,
Although a material having a high melting point is used, when the Pt is heated to 1000 ° C. or higher in the above-described reduced pressure oxidizing atmosphere, the evaporation of Pt is induced. There is a problem that it adheres to the outer wall of the housed case body 31 to cause insulation failure between the heating element 32 and the case body 31.

【0011】そこで、本発明は前記事情に鑑みてなされ
たものであり、基材上にスパッタリングやレーザ蒸着法
などの成膜法により酸化物超電導体の前駆体薄膜を形成
する際に、成膜された前駆体薄膜全体を一様に理想的な
成膜温度で加熱することができ、かつ減圧酸素雰囲気
中、高温加熱により生じる発熱体構成物質の蒸発を防止
して、この蒸気により生じるケース体との絶縁不良等を
回避するとともに、ケース体内のコンタミネーションを
防止して、発熱体自身の長寿命化を可能とした酸化物超
電導テープ用加熱ヒータを提供し、前駆体薄膜を理想的
な温度で加熱できて良好な臨界電流密度を示す酸化物超
電導テープを得ることができる方法を提供することを目
的としたものである。
Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and when a precursor thin film of an oxide superconductor is formed on a substrate by a film forming method such as sputtering or laser vapor deposition, a film is formed. The entire precursor thin film can be uniformly heated at an ideal film forming temperature, and the evaporation of the heating element constituents caused by high temperature heating in a reduced pressure oxygen atmosphere is prevented, so that the case body generated by this vapor is generated. We provide a heater for oxide superconducting tape that avoids insulation failure with the case, prevents contamination in the case body, and extends the life of the heating element itself. It is an object of the present invention to provide a method capable of obtaining an oxide superconducting tape which can be heated in a high temperature and exhibits a good critical current density.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の酸化物
超電導テープ製造用加熱ヒータは、上記課題を解決する
ために、基材上に酸化物超電導層の前駆体を成膜法によ
り形成するための真空チャンバの内部に設けられて上面
を通過するテープ状の基材を加熱する加熱ヒータにおい
て、前記加熱ヒータが、発熱体とこれを収納するケース
体と前記ケース体上面を覆う熱板とから構成され、前記
熱板の基材摺動部分に沿って、基材幅より狭い開口幅を
有する開口部が形成されており、前記基材摺動部分を開
口部を塞ぐように摺動する基材を、前記開口部を介して
前記発熱体により加熱自在としてなることを特徴とする
ものである。
A heater for manufacturing an oxide superconducting tape according to claim 1, wherein a precursor of an oxide superconducting layer is formed on a base material by a film forming method in order to solve the above problems. In a heater provided inside a vacuum chamber for heating a tape-shaped substrate passing through an upper surface thereof, the heating heater includes a heating element, a case body housing the heating element, and a heating plate covering the upper surface of the case body. And an opening having an opening width narrower than the width of the base material is formed along the base material sliding portion of the hot plate, and the base material sliding portion is opened.
The base material that slides so as to close the mouth is inserted through the opening.
It is characterized in that it can be freely heated by the heating element .

【0013】請求項2に記載の酸化物超電導テープ製造
用加熱ヒータは、上記課題を解決するために、請求項1
に記載の酸化物超電導テープ製造用加熱ヒータの発熱体
に、石英管内に発熱体が封入されてなる赤外線加熱方式
のランプヒータが使用され、該ランプヒータが前記熱板
により覆われるように前記ケース体内部に配置されてな
ることを特徴とするものである。請求項3に記載の酸化
物超電導テープ製造用加熱ヒータは、上記課題を解決す
るために、請求項2に記載の酸化物超電導テープ製造用
加熱ヒータのランプヒータが、前記開口部に沿ってその
両側に配置されてなることを特徴とするものである。
A heater for producing an oxide superconducting tape according to claim 2 is intended to solve the above-mentioned problems.
The heating element of the oxide superconducting tape for manufacturing a heater according to the lamp heater of the infrared heating method heating elements in a quartz tube is sealed is used, the lamp heater is a hot plate
It is arranged inside the case body so as to be covered by . Oxidation according to claim 3.
A heater for manufacturing superconducting tape solves the above problems.
In order to manufacture the oxide superconducting tape according to claim 2,
The lamp heater of the heating heater is installed along the opening.
It is characterized by being arranged on both sides.

【0014】請求項に記載の酸化物超電導テープの製
造方法は、上記課題を解決するために、発熱体とこれを
収納するケース体と前記ケース体上面を覆う熱板とから
構成され、前記熱板の基材摺動部分に沿って、基材幅よ
り狭い開口幅を有する開口部が形成されてなる酸化物超
電導テープ製造用加熱ヒータを真空チャンバ内に設置
し、この加熱ヒータの開口部上面を塞いだ状態で通過す
るようにテープ状の基材を摺動させて、前記開口部上を
摺動する基材を成膜時に望まれる所定の成膜温度に加熱
しつつ、基材上方から成膜物質を堆積させて基材上面に
酸化物超電導層の前駆体薄膜を形成することを特徴とす
るものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a method for manufacturing an oxide superconducting tape according to a fourth aspect of the present invention comprises a heating element, a case body for accommodating the heating element, and a heating plate covering the upper surface of the case body. A heating heater for producing an oxide superconducting tape, in which an opening having an opening width narrower than the width of the base material is formed along the base material sliding portion of the hot plate, is installed in a vacuum chamber. by sliding the tape-shaped base material to pass in a state of blocking the upper surface, while heating the substrate slides over the opening to the predetermined deposition temperature desired at the time of film formation, the substrate upward Is deposited to form a precursor thin film of the oxide superconducting layer on the upper surface of the base material.

【0015】請求項に記載の酸化物超電導テープの製
造方法は、上記課題を解決するために、請求項に記載
の酸化物超電導テープの製造方法における発熱体に、石
英管内に発熱体が封入されてなる赤外線加熱方式のラン
プヒータを使用し、該ランプヒータを前記熱板により覆
われるように前記ケース体内部に配置するとともに、前
記熱板の開口部を介して前記ランプヒータの放射熱を前
記基材の下面に照射して前記基材を加熱することを特徴
とするものである。請求項6に記載の酸化物超電導テー
プの製造方法は、請求項5に記載の酸化物超電導テープ
の製造方法において、前記ランプヒータを前記開口部に
沿ってその両側に配置し、該ランプヒータにより前記開
口部を介して前記基材を加熱することを特徴とするもの
である。
In order to solve the above-mentioned problems, the method for producing an oxide superconducting tape according to a fifth aspect is such that the heating element in the method for producing an oxide superconducting tape according to the fourth aspect has a heating element in a quartz tube. An enclosed infrared heating lamp heater is used , and the lamp heater is covered with the hot plate.
Place it inside the case so that
The radiant heat of the lamp heater is transferred through the opening of the heat storage plate.
The lower surface of the base material is irradiated to heat the base material . The oxide superconducting tape according to claim 6.
The oxide superconducting tape according to claim 5,
In the manufacturing method of, the lamp heater is provided in the opening.
Along the sides of the lamp heater, the lamp heater
Characterized by heating the substrate through the mouth
Is.

【0016】[0016]

【作用】以上説明したように本発明に係る加熱ヒータ
は、発熱体とこれを収納するケース体と前記ケース体上
面を覆う熱板とから構成され、前記熱板の基材摺動部分
沿って基材幅より狭い開口幅を有する開口部が設けら
れてなるものであって、この加熱ヒータの上記開口部上
面に、テープ状の基材を前記熱板の側辺部に接触させつ
つ摺動させ、前記発熱体から放射された熱により基材を
加熱しつつ、酸化物超電導体の前駆体薄膜が成膜される
ことにより、前記基材は一様にむら無く加熱されて、前
駆体に雰囲気中の酸素を充分に取り込ませることがで
き、結晶性の良好な酸化物超電導体の前駆体の生成が可
能である。また、基材が前記熱板の側辺部に接触されて
いて、基材により前記開口部は塞がれるので、基材上に
酸化物超電導体の前駆体薄膜を成膜する際に、成膜物質
が発熱体に付着されないようにすることができる。
Heater according to the present invention as [act above description is composed of a heating element and a heat plate case body and covering the case body top surface for accommodating this, along the base sliding portion of the hot plate And an opening having an opening width narrower than the width of the base material is provided, and a tape-shaped base material is slid on the upper surface of the opening of the heater while contacting the side portion of the hot plate. The precursor thin film of the oxide superconductor is formed while the substrate is heated by the heat radiated from the heating element, so that the substrate is uniformly heated and the precursor is Oxygen in the atmosphere can be sufficiently taken in, and a precursor of an oxide superconductor having good crystallinity can be produced. Also, when the base material is in contact with the side portion of the hot plate,
The base material closes the opening,
When forming a precursor thin film of an oxide superconductor, a film forming substance
Can be prevented from adhering to the heating element.

【0017】また、前記のように基材全体を一様に加熱
することによって基材と前駆体薄膜の間の熱膨張の差異
に起因する熱応力も低減することが可能で、前駆体薄膜
にクラックを生じさせることがない。よって、この前駆
体薄膜を酸素雰囲気中において熱処理するならば、臨界
電流密度の高い超電導特性の優れた酸化物超電導層を備
えた超電導テープを得ることができる。
Further, by uniformly heating the entire base material as described above, it is possible to reduce the thermal stress due to the difference in thermal expansion between the base material and the precursor thin film. Does not cause cracks. Therefore, if this precursor thin film is heat-treated in an oxygen atmosphere, a superconducting tape having an oxide superconducting layer having a high critical current density and excellent superconducting properties can be obtained.

【0018】またさらに、上記基材が開口部上を上述し
たように摺動する際に、その摺動速度あるいは前記発熱
体の放射熱を調節することで、加熱温度を所望の温度に
自在にコントロールすることができ、前記酸化物超電導
体の前駆体、あるいは基材の組成等を考慮しつつ、その
成膜温度の設定を行なうことが可能である。従って、多
用途に対応した酸化物超電導テープを作製することがで
きる。
Furthermore, when the base material slides on the opening as described above, the sliding speed or the radiant heat of the heating element is adjusted to freely set the heating temperature to a desired temperature. It can be controlled, and the film forming temperature can be set in consideration of the precursor of the oxide superconductor or the composition of the substrate. Therefore, it is possible to produce an oxide superconducting tape which is versatile.

【0019】また、上記加熱ヒータの発熱体を石英管内
に封入し、赤外線方式のヒータにすることにより、これ
を減圧酸化雰囲気中で1000℃以上に加熱しても、前
記発熱体を形成するPt等の構成物質の蒸発を防止する
ことができ、ケース体内のコンタミネーションを防止す
ることができるとともに、前記発熱体本体の長寿命化を
図ることができる。
Further, by enclosing the heating element of the heating heater in a quartz tube and using it as an infrared type heater, Pt which forms the heating element even if it is heated to 1000 ° C. or higher in a reduced pressure oxidizing atmosphere. It is possible to prevent the evaporation of constituent substances such as the above, prevent contamination in the case body, and prolong the life of the heating element body.

【0020】[0020]

【実施例】以下に本発明の酸化物超電導テープ製造用加
熱ヒータ及び酸化物超電導テープの製造方法における一
実施例について説明する。図1(a)は、酸化物超電導
体製造用のレーザ蒸着装置やスパッタリング装置などの
成膜装置の真空チャンバの内部に設置される本発明に係
る加熱ヒータの一例を示している。なお、前記成膜装置
の真空チャンバは真空排気装置に接続されて内部を減圧
雰囲気中にできるようになっているとともに、酸素ガス
供給源に接続されていて減圧雰囲気下に所望量の酸素ガ
スを供給できるようになっている。
EXAMPLE An example of the heater for producing an oxide superconducting tape and the method for producing an oxide superconducting tape of the present invention will be described below. FIG. 1 (a) shows an example of a heater according to the present invention installed inside a vacuum chamber of a film forming apparatus such as a laser vapor deposition apparatus or a sputtering apparatus for producing an oxide superconductor. The vacuum chamber of the film forming apparatus is connected to a vacuum exhaust apparatus so that the inside of the vacuum chamber can be in a reduced pressure atmosphere, and is connected to an oxygen gas supply source to supply a desired amount of oxygen gas under the reduced pressure atmosphere. It can be supplied.

【0021】この例の加熱ヒータ1は、横長のもので、
横長のケース体2の内部には石英管3内に発熱体4を真
空封入した赤外線加熱式のランプヒータ5が収納されて
おり、前記ケース体2の上面には、これを覆う2枚の熱
板6a、6bが設けられてなるものである。そして、前
記2枚の熱板6a、6bの間には、テープ状の基材7が
摺動する位置に沿って、テープ幅Hよりやや小さい間隔
を有する開口部8が形成されている。
The heater 1 in this example is a horizontally long heater,
An infrared heating type lamp heater 5 in which a heating element 4 is vacuum-sealed in a quartz tube 3 is housed inside a horizontally long case body 2, and the upper surface of the case body 2 is provided with two heat-shielding lamps. The plates 6a and 6b are provided. An opening 8 having a space slightly smaller than the tape width H is formed along the position where the tape-shaped substrate 7 slides between the two hot plates 6a and 6b.

【0022】前記ランプヒータ5の発熱体4は、タング
ステン(W)等から形成された加熱コイルであり、前記
ケース体2は耐熱性に優れ融点の高いインコネル等から
形成されたものであって、ランプヒータ5が発生させた
熱を上方に均一に放射するものである。また、前記蓋体
6a、6bは前記ケース体2と同素材のインコネルから
形成されたものである。
The heating element 4 of the lamp heater 5 is a heating coil formed of tungsten (W) or the like, and the case body 2 is formed of Inconel or the like having excellent heat resistance and a high melting point. The heat generated by the lamp heater 5 is uniformly radiated upward. The lids 6a and 6b are made of Inconel made of the same material as the case body 2.

【0023】そして、上記構成からなる加熱ヒータ1の
熱板6a、6b間に形成された開口部8の上を、前記熱
板6a、6b両者の側辺部にW=5mm程度接触摺動す
るような状態でテープ状の基材7が図1(a)の右側か
ら左側に向けて平行移動されるようになっている。この
基材7が前記熱板6a、6bの両側辺部にて接触する幅
W、Wは、できるだけ少なくして、基材7と熱板6a、
6bとの摩擦を限りなく小さくする必要があるが、前記
基材7上に酸化物超電導体の前駆体薄膜を蒸着させる際
に、前記蒸着物質が前記ランプヒータ5に蒸着されない
程度に、ある程度の接触幅W、Wを保持する必要があ
る。
Then, on the opening 8 formed between the heat plates 6a and 6b of the heater 1 having the above-mentioned structure, the side portions of both the heat plates 6a and 6b are slid in contact with each other by about W = 5 mm. In such a state, the tape-shaped substrate 7 is moved in parallel from the right side to the left side in FIG. The widths W, W at which the base material 7 contacts on both side portions of the hot plates 6a, 6b are made as small as possible, and the base material 7 and the heat plates 6a,
It is necessary to reduce friction with 6b as much as possible, but when vapor-depositing a precursor thin film of an oxide superconductor on the base material 7, the vapor deposition material is not evaporated to the lamp heater 5 to a certain extent. It is necessary to maintain the contact widths W and W.

【0024】前記基材7としては、ハステロイや貴金属
などからなる金属テープを用いても良く、更には、金属
テープの上に中間層としてのYSZ(イットリウム安定
化ジルコニア)層やMgO層などを被覆したものを用い
てもよい。更に、前記基材7の移動機構としては、加熱
ヒータ1の両側方にテープ状の基材7の送出装置が設け
られ、加熱ヒータ1の左側方にテープ状の基材7の巻取
装置が設けられていて、前記送出装置から巻取装置側に
基材7を送り出して移動できるようになっている。
As the base material 7, a metal tape made of Hastelloy or a noble metal may be used, and a YSZ (yttrium-stabilized zirconia) layer or an MgO layer as an intermediate layer is coated on the metal tape. You may use what was done. Further, as a moving mechanism of the base material 7, a tape-shaped base material 7 feeding device is provided on both sides of the heater 1, and a tape-shaped base material 7 winding device is provided on the left side of the heater 1. It is provided so that the base material 7 can be sent out and moved from the delivery device to the winding device side.

【0025】よって、前記構成の加熱ヒータ1において
は、ランプヒータ5に通電することにより発生した熱
を、ケース体2で上方に均一に放射するとともに、基材
7を前記ケース体2の上面を覆う熱板6a、6bのそれ
ぞれの側辺部に5mm程度接触した状態で、前記開口部
8上を移動させることにより、前記基材7を加熱するも
のである。ここで、前記基材7は、ランプヒータ5より
発生した熱を熱板6a、6bの開口部8より直接受ける
ことができるものであって、さらに、前記基材7が熱板
6a、6bのそれぞれの側辺部に接触摺動することによ
り発生する摩擦は無視できる程度に小さく、基材7の摺
動速度に何等影響するものではないので、前記基材7表
面の温度制御は、前記ランプヒータ5の放射熱及び前記
基材7の摺動速度のコントールにより自由に調製するこ
とができる。
Therefore, in the heater 1 having the above structure, the heat generated by energizing the lamp heater 5 is uniformly radiated upward by the case body 2, and the base material 7 is placed on the upper surface of the case body 2. The base material 7 is heated by moving on the opening 8 while being in contact with each side of the heating plates 6a and 6b for about 5 mm. Here, the base material 7 can directly receive the heat generated from the lamp heater 5 from the openings 8 of the heat plates 6a and 6b, and the base material 7 can be the heat plates 6a and 6b. The friction generated by the sliding contact with each side is negligibly small and has no influence on the sliding speed of the base material 7. Therefore, the temperature control of the surface of the base material 7 is performed by the lamp. It can be freely adjusted by controlling the radiant heat of the heater 5 and the sliding speed of the substrate 7.

【0026】そこで、上記構成からなる加熱ヒータ1を
用いて、酸化物超電導テープを製造する方法について説
明する。まず、図1に示すように、基材7を加熱ヒータ
1の開口部8上に配し、酸化物超電導体の前駆体を成膜
するのであるが、前記前駆体薄膜を成膜する前に、中間
層として前記基材7上にYSZ(イットリウム安定化ジ
ルコニア)などの多結晶薄膜を形成した場合を例にとっ
て説明する。前記基材7上に、中間層としてのYSZの
多結晶薄膜を形成するためには、YSZのターゲットを
用いてパッタリング装置、あるいはレーザ蒸着装置によ
り前記基材7上に多結晶薄膜を形成する。この多結晶薄
膜の中間層は、それ自身の結晶構造が酸化物超電導体の
結晶構造に類似しているので、結晶整合性を配慮して設
けるとともに、基材7とその上に形成される酸化物超電
導体の前駆体薄膜との元素拡散反応を制御し、基材7と
前駆体薄膜の熱膨張率の差異に起因する熱応力の解消を
狙うためのものである。
Therefore, a method of manufacturing an oxide superconducting tape using the heater 1 having the above structure will be described. First, as shown in FIG. 1, the base material 7 is placed on the opening 8 of the heater 1 and the precursor of the oxide superconductor is formed into a film. Before forming the precursor thin film, An example will be described in which a polycrystalline thin film such as YSZ (yttrium-stabilized zirconia) is formed on the base material 7 as an intermediate layer. In order to form a polycrystalline thin film of YSZ as an intermediate layer on the base material 7, a polycrystalline thin film is formed on the base material 7 by a sputtering device using a YSZ target or a laser deposition device. . Since the intermediate layer of this polycrystalline thin film has a crystal structure similar to that of the oxide superconductor, the intermediate layer is provided in consideration of crystal conformity, and the base material 7 and the oxidation formed on the base material 7 are taken into consideration. The purpose of this is to control the element diffusion reaction between the superconductor and the precursor thin film, and to eliminate the thermal stress caused by the difference in the coefficient of thermal expansion between the base material 7 and the precursor thin film.

【0027】そして、上記のように基材7上にYSZの
多結晶薄膜を形成したならば、この多結晶薄膜上に酸化
物超電導体の前駆体薄膜を形成する。この前駆体薄膜を
多結晶薄膜上に形成するには、図2に示すレーザ蒸着装
置10を使用する。
After the YSZ polycrystal thin film is formed on the base material 7 as described above, the oxide superconductor precursor thin film is formed on the polycrystal thin film. To form this precursor thin film on the polycrystalline thin film, the laser deposition apparatus 10 shown in FIG. 2 is used.

【0028】このレーザ蒸着装置10は、処理容器11
を有し、この処理容器11の内部の蒸着処理室12に、
基材7とターゲット13を設置できるようになってい
る。即ち、蒸着処理室12の底部には、基台14が設け
られ、この基台14の上部に加熱ヒータ1が設けられ、
その上方において基材7を水平状態で移動できるように
なっているとともに、加熱ヒータ1の斜め上方に支持ホ
ルダ15によって支持されたターゲット13傾斜状態で
設けられている。処理容器11は、排気孔16を介して
図示略の真空排気装置に接続されて内部を減圧できるよ
うになっている。
The laser deposition apparatus 10 includes a processing container 11
In the vapor deposition processing chamber 12 inside the processing container 11,
The base material 7 and the target 13 can be installed. That is, the base 14 is provided at the bottom of the vapor deposition processing chamber 12, and the heater 1 is provided above the base 14.
The base material 7 can be moved horizontally above it, and the target 13 supported by a support holder 15 is provided obliquely above the heater 1 in an inclined state. The processing container 11 is connected to a vacuum exhaust device (not shown) via an exhaust hole 16 so that the inside pressure can be reduced.

【0029】前記ターゲット13は、形成しようとする
酸化物超電導薄膜と同等または近似した組成、あるい
は、成膜中に逃避しやすい成分を多く含有させた複合酸
化物の結焼体あるいは酸化物超電導体などの板体からな
っている。前記基台14は加熱ヒータ1を支持するため
のものであり、この加熱ヒータ1は、先の例で説明した
ように、石英管3内に封入された発熱体4と熱板6a、
6bとからなり、前記熱板6a、6bにより開口部8が
形成されてなり、この開口部8上に基材6a、6bを摺
動させることにより、前記基材7を所望の温度に穏やか
に加熱することができるようになっている。
The target 13 has a composition similar to or close to that of the oxide superconducting thin film to be formed, or a complex oxide sintered body or oxide superconductor containing a large amount of components that easily escape during film formation. It consists of a plate such as. The base 14 is for supporting the heater 1, and the heater 1 has the heating element 4 and the heating plate 6a enclosed in the quartz tube 3 as described in the previous example.
6b, and the openings 8 are formed by the heat plates 6a and 6b. By sliding the base materials 6a and 6b on the openings 8, the base material 7 is gently heated to a desired temperature. It can be heated.

【0030】また、前記加熱ヒータ1の右側には、テー
プ状の基材7を送り出すの送出装置22が設けられてい
て、加熱ヒータ1の左側にはテープ状の基材7の巻取装
置23が設けられており、前記送出装置22から基材7
を加熱ヒータ1の上面側に送り込み、加熱ヒータ1の開
口部8を通過させた後に、巻取装置23で巻取ることが
できることになっている。そして、前記基材7の加熱温
度は、前記発熱体3からの放射熱及び基材の摺動速度に
より適宜調製することができるものである。
A feeding device 22 for feeding the tape-shaped substrate 7 is provided on the right side of the heater 1 and a winding device 23 for the tape-shaped substrate 7 is provided on the left side of the heater 1. Is provided, and the base material 7 is provided from the delivery device 22.
Is sent to the upper surface side of the heater 1, and after passing through the opening 8 of the heater 1, it can be wound by the winding device 23. The heating temperature of the base material 7 can be appropriately adjusted by the radiation heat from the heating element 3 and the sliding speed of the base material.

【0031】一方、処理容器11の側方には、レーザ発
光装置17と第一反射板18と集光レンズ19と第二反
射鏡20とが設けられ、レーザ発光装置17が発生させ
たレーザビームを処理容器11の側壁に透明窓21を介
してターゲット13に集光照射できるようになってい
る。レーザ発光装置17はターゲット13から構成粒子
をえぐり出すか、蒸発させることができるものであれ
ば、YAGレーサ、CO2レーザ、エキシマレーザなど
のいずれのものを用いても良い。
On the other hand, a laser emitting device 17, a first reflecting plate 18, a condenser lens 19 and a second reflecting mirror 20 are provided on the side of the processing container 11, and a laser beam generated by the laser emitting device 17 is provided. The target 13 can be focused and irradiated on the side wall of the processing container 11 through the transparent window 21. The laser emitting device 17 may be any one of a YAG laser, a CO 2 laser, an excimer laser, etc. as long as it can scoop out or evaporate the constituent particles from the target 13.

【0032】以上説明したような図2に示す構成からな
るレーザ蒸着装置17において、送出装置22に多結晶
薄膜を形成した基材7をセットした後、蒸着処理室12
を真空ポンプで減圧する。ここで、蒸着処理室12に酸
素ガスを導入して、蒸着処理室12を酸素雰囲気とす
る。また、送出装置22を作動させて基材7を加熱ヒー
タ1の上方側に順次送り出し、開口部8上を摺動させる
とともに、加熱ヒータ1を作動させて基材7を所望の温
度に加熱する。
In the laser vapor deposition apparatus 17 having the configuration shown in FIG. 2 as described above, after the base material 7 on which the polycrystalline thin film is formed is set in the delivery apparatus 22, the vapor deposition processing chamber 12
Is depressurized with a vacuum pump. Here, oxygen gas is introduced into the vapor deposition processing chamber 12 so that the vapor deposition processing chamber 12 has an oxygen atmosphere. In addition, the delivery device 22 is operated to sequentially deliver the base material 7 to the upper side of the heater 1, and the base material 7 is slid on the opening 8 and the heater 1 is operated to heat the base material 7 to a desired temperature. .

【0033】次に、レーザ発光装置17から発生させた
レーザビームを蒸着処理室12のターゲット13に集光
照射する。これによってターゲット13の構成粒子がえ
ぐり出されるか蒸発されて、その粒子が基材7上の多結
晶薄膜上に堆積する。この粒子の堆積は、加熱ヒータ1
の開口部8上の基材7に対して行なわれる。
Next, the laser beam generated from the laser emitting device 17 is focused and irradiated on the target 13 in the vapor deposition processing chamber 12. As a result, the constituent particles of the target 13 are scooped out or evaporated, and the particles are deposited on the polycrystalline thin film on the base material 7. The deposition of the particles is performed by the heater 1
Is performed on the base material 7 on the opening 8.

【0034】前記基材7は、加熱ヒータ1のランプヒー
タ5から放射熱により加熱され、所定の成膜温度に維持
された状態で、前述のように粒子の堆積が行なわれて前
駆体薄膜が形成される。従って、基材7上に堆積された
前駆体薄膜は前述した好適な加熱条件で加熱処理される
ので、成膜後に前駆体薄膜中に雰囲気中の酸素を充分に
取り込ませることができる。また、前述のように基材7
を加熱するならば、むら無く一様に前記基材7を所定の
成膜温度に加熱することができるので、前記基材7と前
駆体の間に生じる熱応力を少なくすることができ、前駆
体薄膜に負荷される熱応力も少なくすることが可能でク
ラックを生じさせることもない。よって、この前駆体薄
膜を熱処理するならば、良好な超電導特性を発揮する超
電導層を備えた酸化物超電導体を製造することができ
る。
The substrate 7 is heated by the radiant heat from the lamp heater 5 of the heater 1 and is maintained at a predetermined film forming temperature, and particles are deposited as described above to form a precursor thin film. It is formed. Therefore, since the precursor thin film deposited on the base material 7 is heat-treated under the above-mentioned suitable heating conditions, oxygen in the atmosphere can be sufficiently taken into the precursor thin film after the film formation. In addition, as described above, the base material 7
If the base material 7 is heated, the base material 7 can be uniformly heated to a predetermined film forming temperature, so that the thermal stress generated between the base material 7 and the precursor can be reduced. The thermal stress applied to the body thin film can be reduced, and cracks will not occur. Therefore, if this precursor thin film is heat-treated, an oxide superconductor having a superconducting layer exhibiting excellent superconducting properties can be manufactured.

【0035】そしてまた、前記加熱ヒータ1に使用した
ランプヒータ5は発熱体4を石英管3内に封入した赤外
線方式のヒータであるために、これを減圧酸化雰囲気中
で1000℃以上に加熱しても、前記発熱体4を構成す
るPt等の構成物質自身の蒸発を防止することができ、
ケース体2内のコンタミネーションを防止することがで
きるとともに、前記発熱体4自身の長寿命化を図ること
ができる。
Since the lamp heater 5 used for the heating heater 1 is an infrared type heater in which the heating element 4 is enclosed in the quartz tube 3, it is heated to 1000 ° C. or higher in a reduced pressure oxidizing atmosphere. However, it is possible to prevent evaporation of the constituent material itself such as Pt that constitutes the heating element 4,
Contamination in the case body 2 can be prevented, and the life of the heating element 4 itself can be extended.

【0036】そこで、上記のような構成からなる本発明
における加熱ヒータについて、以下のような試験を行な
った。 (試験例)図1(a)〜図1(c)に示すようなインコ
ネルからなるケース体2に収納されたランプヒータ5、
5によりケース体2内を720℃に設定した後、このケ
ース体2を覆うように設けられたインコネルからなる熱
板6a、6bにより形成された開口部8上に基材7を配
して、これを800mm/時間で前記開口部7上を摺動
させ、基材7上面に配置した熱電対で前記基材7の温度
を計測した結果を図3に示す。前記基材7は、長さ1
m、幅5m、厚さ0.1mmのハステロイからなる金属
テープにスパッタリングにより中間層として厚さ0.5
μmのYSZの中間層を形成したものであり、レーザ蒸
着用のターゲットはY1Ba2Cu37-Xなる組成の酸化
物ターゲットを用いたものである。
Therefore, the following test was conducted on the heater of the present invention having the above-mentioned structure. (Test Example) A lamp heater 5 housed in a case body 2 made of Inconel as shown in FIGS. 1 (a) to 1 (c),
After setting the inside of the case body 2 to 720 ° C. by 5, the base material 7 is placed on the opening 8 formed by the heat plates 6a and 6b made of Inconel provided so as to cover the case body 2, This is slid on the opening 7 at 800 mm / hour and the temperature of the base material 7 is measured by a thermocouple arranged on the upper surface of the base material 7. The result is shown in FIG. The base material 7 has a length of 1
m as a middle layer by sputtering on a metal tape made of Hastelloy with a width of 5 m and a thickness of 0.1 mm.
An intermediate layer of YSZ of μm is formed, and a target for laser vapor deposition is an oxide target having a composition of Y 1 Ba 2 Cu 3 O 7 -X .

【0037】図3に示す結果から明らかなように、本発
明による加熱ヒータ1によれば、この開口部8上に基材
7を配し、これをケース体2内に収納されたランプヒー
タ5、5による放射熱により直接加熱することで、前記
基材7を一様にむら無く加熱することができ、所定の温
度に維持することができる。従って、上記のように本発
明の加熱ヒータ1によれば、テープ状の基材7を酸化物
超電導体製造用として理想的な条件に加熱し、その温度
を維持することができるものである。なお、前記基材7
の摺動速度については、200mm/時間から800m
m/時間の各速度について、様々な速度で上記と同様な
試験を行なったが、上記試験例と同様に、基材7は全て
一様にむら無く加熱され、所定の成膜温度に維持するこ
とがてきた。
As is apparent from the results shown in FIG. 3, according to the heater 1 of the present invention, the base material 7 is arranged on the opening 8 and the lamp heater 5 housed in the case body 2 is provided. By directly heating with the radiant heat from 5, the base material 7 can be uniformly heated and evenly maintained at a predetermined temperature. Therefore, as described above, according to the heater 1 of the present invention, the tape-shaped base material 7 can be heated under ideal conditions for producing an oxide superconductor and the temperature can be maintained. The base material 7
Sliding speed of 200mm / hour to 800m
The same tests as above were performed at various speeds of m / hour, but all the base materials 7 were uniformly heated and maintained at a predetermined film forming temperature, as in the above test example. Has come.

【0038】そこで、上記のような加熱ヒータ1を用い
た酸化物超電導テープの製造例について、以下に説明す
る。 (製造例)まず、長さ1m、幅5mm、厚さ0.1mm
のハステロイからなる金属テープにスパッタリングによ
り中間層として厚さ0.5μmのYSZを形成した後、図
1(a)〜図1(c)に示すように加熱ヒータ1の開口
部8上に配した。レーザ蒸着用のターゲットはY1Ba2
Cu37-xなる組成の酸化物ターゲットを用いた。
Therefore, an example of manufacturing an oxide superconducting tape using the above heater 1 will be described below. (Production example) First, length 1 m, width 5 mm, thickness 0.1 mm
After forming YSZ having a thickness of 0.5 μm as an intermediate layer on the metal tape made of Hastelloy of No. 3, it was placed on the opening 8 of the heater 1 as shown in FIGS. 1 (a) to 1 (c). . The target for laser deposition is Y 1 Ba 2
An oxide target having a composition of Cu 3 O 7-x was used.

【0039】そして前記基材7を摺動速度200mm/
時間に設定し、前記と同等の条件で加熱ヒータ1による
加熱を行ないつつ、図2に示す装置を用いて、蒸着処理
室12の内部を10-5Torr以下に減圧し、0.2T
orrの酸素ガス雰囲気としてから厚さ1.0μmの酸化
物超電導体の前駆体薄膜を成膜した。次いで、この前駆
体薄膜に760Torrの酸素ガス雰囲気中において7
20℃×2時間の熱処理を施してY1Ba2Cu37-x
る組成の酸化物超電導層を有する超電導テープを得た。
Then, the substrate 7 is slid at a speed of 200 mm /
The time is set and the inside of the vapor deposition processing chamber 12 is depressurized to 10 -5 Torr or less by using the apparatus shown in FIG.
A precursor thin film of an oxide superconductor having a thickness of 1.0 μm was formed in an oxygen gas atmosphere of orr. Then, the precursor thin film was exposed to 760 Torr in an oxygen gas atmosphere at 7
Heat treatment was carried out at 20 ° C. for 2 hours to obtain a superconducting tape having an oxide superconducting layer having a composition of Y 1 Ba 2 Cu 3 O 7-x .

【0040】得られた超電導テープの臨界温度を測定し
たところ、全長1mにわたり、臨界温度(Tc)は88
〜89Kを示し、臨界電流密度(Jc)は1×103〜1
4A/cm2(77K、0ステラ)の高い特性を発揮し
た。
When the critical temperature of the obtained superconducting tape was measured, the critical temperature (T c ) was 88 over the entire length of 1 m.
˜89 K, and the critical current density (J c ) is 1 × 10 3 −1.
High performance of 0 4 A / cm 2 (77K, 0 stella) was exhibited.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る加熱ヒ
ータは、発熱体とこれを収納するケース体と前記ケース
体上面を覆う熱板とから構成され、前記熱板の基材摺動
部分に沿って、基材幅より狭い幅を有する開口部が設け
られてなるものであって、この加熱ヒータの上記開口部
上面に、テープ状の基材を前記蓋体の側辺部に接触させ
つつ摺動させ、前記発熱体から放射された熱により基材
を加熱しつつ、酸化物超電導体の前駆体薄膜が成膜され
ることにより、前記基材は一様にむら無く加熱されて、
前駆体に雰囲気中の酸素を充分に取り込ませることがで
き、結晶性の良好な酸化物超電導体の前駆体の生成が可
能である。また、前記基材が開口部を塞ぐので、酸化物
超電導体の前駆体を成膜する際の成膜物質が発熱体に付
着しないようにすることができる。また、前記のように
基材全体を一様に加熱することによって基材と前駆体薄
膜の間の熱膨張の差異に起因する熱応力も低減すること
が可能で、前駆体薄膜にクラックを生じさせることがな
い。よって、この前駆体薄膜を酸素雰囲気中において熱
処理するならば、臨界電流密度の高い超電導特性の優れ
た酸化物超電導層を備えた超電導テープを得ることがで
きる。
As described above, the heater according to the present invention comprises a heating element, a case body for accommodating the heating element, and a hot plate that covers the upper surface of the case body. An opening having a width narrower than the width of the base material is provided along with, and a tape-shaped base material is brought into contact with the side portion of the lid on the upper surface of the opening of the heater. While sliding, while heating the base material by the heat radiated from the heating element, by forming a precursor thin film of the oxide superconductor, the base material is uniformly heated,
Oxygen in the atmosphere can be sufficiently taken into the precursor, and the precursor of the oxide superconductor having good crystallinity can be generated. Further, since the base material blocks the opening, the oxide
When the precursor of the superconductor is deposited, the deposition material is attached to the heating element.
You can avoid wearing it. Further, by uniformly heating the entire base material as described above, it is possible to reduce the thermal stress caused by the difference in thermal expansion between the base material and the precursor thin film, and the precursor thin film is cracked. There is nothing to do. Therefore, if this precursor thin film is heat-treated in an oxygen atmosphere, a superconducting tape having an oxide superconducting layer having a high critical current density and excellent superconducting properties can be obtained.

【0042】またさらに、上記基材が開口部上を上述し
たように摺動する際に、その摺動速度あるいは前記発熱
体の放射熱を調節することで、加熱温度を所望の温度に
自在にコントロールすることができ、前記酸化物超電導
体の前駆体、あるいは基材の組成等を考慮しつつ、その
成膜温度の設定を行なうことが可能である。従って、多
用途に対応した酸化物超電導テープを作製することがで
きる。
Furthermore, when the base material slides on the opening as described above, the sliding speed or the radiant heat of the heating element is adjusted to freely set the heating temperature to a desired temperature. It can be controlled, and the film forming temperature can be set in consideration of the precursor of the oxide superconductor or the composition of the substrate. Therefore, it is possible to produce an oxide superconducting tape which is versatile.

【0043】また、上記加熱ヒータの発熱体を石英管内
に封入し、赤外線方式のヒータにすることにより、これ
を減圧酸化雰囲気中で1000℃以上に加熱しても、前
記発熱体を形成するPt等の構成物質の蒸発を防止する
ことができ、ケース体内のコンタミネーションを防止す
ることができるとともに、前記発熱体本体の長寿命化を
図ることができる。
Further, by enclosing the heating element of the heating heater in a quartz tube and using it as an infrared type heater, Pt which forms the heating element even if it is heated to 1000 ° C. or higher in a reduced pressure oxidizing atmosphere. It is possible to prevent the evaporation of constituent substances such as the above, prevent contamination in the case body, and prolong the life of the heating element body.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 (a)は、本発明の酸化物超電導テープ製造
用加熱ヒータを示す斜視図である。(b)は、図1
(a)の上面図である。(c)は、図1(a)の側面図
である。
FIG. 1A is a perspective view showing a heater for producing an oxide superconducting tape of the present invention. (B) is shown in FIG.
It is a top view of (a). FIG. 1C is a side view of FIG.

【図2】 図1に示す本発明の酸化物超電導テープ製造
用加熱ヒータを酸化物超電導体製造用のレーザ蒸着装置
やスパッタリング装置などの成膜装置の真空チャンバの
内部に設置された状態の全体図を示す図である。
FIG. 2 is an overall state in which the heater for producing an oxide superconducting tape of the present invention shown in FIG. 1 is installed inside a vacuum chamber of a film forming apparatus such as a laser vapor deposition apparatus or a sputtering apparatus for producing an oxide superconductor. It is a figure which shows a figure.

【図3】 図1に示す本発明の酸化物超電導テープ製造
用加熱ヒータ上に基材を摺動させて基材の加熱温度変化
を測定した試験例の結果を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a result of a test example in which a base material is slid on a heater for manufacturing an oxide superconducting tape of the present invention shown in FIG. 1 to measure a heating temperature change of the base material.

【図4】 (a)は、従来の酸化物超電導テープ製造用
加熱ヒータを示す斜視図である。(b)は、図4(a)
の上面図である。(c)は、図4(a)の側面図であ
る。
FIG. 4A is a perspective view showing a conventional heater for producing an oxide superconducting tape. (B) is FIG. 4 (a)
FIG. FIG. 4C is a side view of FIG.

【図5】 図4に示す従来の酸化物超電導テープ製造用
加熱ヒータ上に基材を摺動させて基材の加熱温度変化を
測定した測定結果を示す図である。
5 is a diagram showing a measurement result of measuring a heating temperature change of a base material by sliding the base material on the conventional heater for producing an oxide superconducting tape shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、30…酸化物超電導テープ製造用加熱ヒータ 2、
31…ケース体 3…石英管 4、32…発熱体 5…ランプヒータ 6
a、6b…熱板 7、37…基材 8…開口部 10
…レーザ装置 11…処理容器 12…蒸着処理室 1
3…ターゲット 14…基台 15…支持ホルダ 16
…排気孔 17…レーザ蒸着装置 18…第一反射板
19…集光レンズ 20…第二反射鏡 21…透明窓 22…送出装置 23…巻取装置
1, 30 ... Heater for manufacturing oxide superconducting tape 2,
31 ... Case body 3 ... Quartz tube 4, 32 ... Heating element 5 ... Lamp heater 6
a, 6b ... Hot plate 7, 37 ... Base material 8 ... Opening portion 10
... Laser device 11 ... Processing container 12 ... Deposition chamber 1
3 ... Target 14 ... Base 15 ... Support Holder 16
... Exhaust hole 17 ... Laser vapor deposition device 18 ... First reflector
19 ... Condensing lens 20 ... Second reflecting mirror 21 ... Transparent window 22 ... Sending device 23 ... Winding device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 宰 東京都江東区木場一丁目5番1号 株式 会社フジクラ内 (56)参考文献 特開 平2−307808(JP,A) 特開 昭62−130275(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 14/00 - 14/58 H01B 13/00 H01B 12/06 H05B 3/64 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Osamu Kono 1-5-1 Kiba, Koto-ku, Tokyo Fujikura Ltd. (56) References JP-A-2-307808 (JP, A) JP-A-62- 130275 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C23C 14/00-14/58 H01B 13/00 H01B 12/06 H05B 3/64

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基材上に酸化物超電導層の前駆体を成膜
法により形成するための真空チャンバの内部に設けられ
て上面を通過するテープ状の基材を加熱する加熱ヒータ
において、前記加熱ヒータが、発熱体とこれを収納する
ケース体と前記ケース体上面を覆う熱板とから構成さ
れ、前記熱板の基材摺動部分に沿って、基材幅より狭い
開口幅を有する開口部が形成されており、 前記基材摺動部分を開口部を塞ぐように摺動する基材
を、前記開口部を介して前記発熱体により加熱自在とし
てなる ことを特徴とする酸化物超電導テープ製造用ヒー
タ。
1. A heating heater for heating a tape-shaped base material which is provided inside a vacuum chamber for forming a precursor of an oxide superconducting layer on a base material by a film forming method and which passes through an upper surface, The heater comprises a heating element, a case body that houses the heating element, and a hot plate that covers the upper surface of the case body. An opening having an opening width narrower than the width of the base material along the base material sliding portion of the hot plate. parts are formed, the substrate to slide the base sliding portion so as to close the opening
Is freely heated by the heating element through the opening.
A heater for manufacturing oxide superconducting tape, which is characterized by:
【請求項2】 発熱体に、石英管内に発熱体が封入され
てなる赤外線加熱方式のランプヒータが使用され、該ラ
ンプヒータが前記熱板により覆われるように前記ケース
体内部に配置されてなることを特徴とする請求項1に記
載の酸化物超電導テープ製造用加熱ヒータ。
2. An infrared heating type lamp heater having a quartz tube in which the heating element is enclosed is used as the heating element.
Case so that the heater is covered by the hot plate
The heater for producing an oxide superconducting tape according to claim 1, wherein the heater is arranged inside the body .
【請求項3】 前記ランプヒータが、前記開口部に沿っ
てその両側に配置されてなることを特徴とする請求項2
記載の酸化物超電導テープ製造用加熱ヒータ。
3. The lamp heater is provided along the opening.
3. It is arranged on both sides of the lever.
A heater for producing the oxide superconducting tape as described above.
【請求項4】 発熱体とこれを収納するケース体と前記
ケース体上面を覆う熱板とから構成され、前記熱板の基
材摺動部分に沿って、基材幅より狭い開口幅を有する開
口部が形成されてなる酸化物超電導テープ製造用加熱ヒ
ータを真空チャンバ内に設置し、この加熱ヒータの開口
部上面を塞いだ状態で通過するようにテープ状の基材を
摺動させて、前記開口部上を摺動する基材を成膜時に望
まれる所定の成膜温度に加熱しつつ、基材上方から成膜
物質を堆積させて基材上面に酸化物超電導層の前駆体薄
膜を形成することを特徴とする酸化物超電導テープの製
造方法。
4. A heating element, a case body for accommodating the heating element, and a heat plate covering the upper surface of the case body, and having an opening width narrower than the base material width along the base material sliding portion of the heat plate. A heater for manufacturing oxide superconducting tape having an opening formed therein is installed in a vacuum chamber, and a tape-shaped base material is slid so that the heating heater passes through the opening in a closed state . Film formation from above the base material while heating the base material that slides on the opening to the predetermined film formation temperature desired during film formation
A method for producing an oxide superconducting tape, which comprises depositing a substance to form a precursor thin film of an oxide superconducting layer on an upper surface of a substrate.
【請求項5】発熱体に、石英管内に発熱体が封入されて
なる赤外線加熱方式のランプヒータを使用し、該ランプ
ヒータを前記熱板により覆われるように前記ケース体内
部に配置するとともに、前記熱板の開口部を介して前記
ランプヒータの放射熱を前記基材の下面に照射して前記
基材を加熱することを特徴とする請求項3に記載の酸化
物超電導テープの製造方法。
5. A heating element, heating element using lamp heater infrared heating system that is put into a quartz tube, the lamp
Inside the case so that the heater is covered by the hot plate
And is placed through the opening of the hot plate.
The radiant heat of the lamp heater is applied to the lower surface of the base material to
The method for producing an oxide superconducting tape according to claim 3, wherein the base material is heated .
【請求項6】 前記ランプヒータを前記開口部に沿って
その両側に配置し、該ランプヒータにより前記開口部を
介して前記基材を加熱することを特徴とする請求項5記
載の酸化物超電導テープの製造方法。
6. The lamp heater is provided along the opening.
They are arranged on both sides, and the opening is made by the lamp heater.
6. The substrate is heated via the
Manufacturing method of the above-mentioned oxide superconducting tape.
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