JP5094335B2 - 安定化材複合酸化物超電導テープの製造方法 - Google Patents
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酸化物超電導テープの超電導特性が向上するにつれて、安定化材として必要な銀の厚さは厚くなり、現段階では100〜200μmの厚さが必要となるといわれている。これを全て銀で構成すると、酸化物超電導テープが非常に高価になるため、銀は数μm以下の厚さに抑え、その上に銅を積層し、十分な厚さの安定化材を複合化した安定化材複合酸化物超電導テープを構成することが検討されている。
また、従来、一般的なラミネート方法及びラミネータとしては、例えば、特許文献4〜11に開示された技術が提案されている。
さらに、特許文献12には、酸化物超電導層上にAgの下地安定化薄膜を形成し、続いてメッキ法によりCuの安定化層を形成する製造方法が開示されている。
一方、フレキシブルなプリント基板などを作製する際は、導電性が必要ないので、ハンダではなく熱硬化性樹脂を用いた貼り合わせ装置(ラミネータ)が用いられる。この場合、加熱・加圧だけで硬化し、元に戻ることはないため、加熱・加圧ロールに貼り合わせる材料を一度通すだけで、充分な貼り合わせが可能であることから、簡単な設備で高いスループットが得られる(特許文献5〜特許文献11)。
従って、IBAD法線材においても、高抵抗の金属を貼り合わせた構造が求められていた。
また本発明は、IBAD法線材において、高抵抗の金属を貼り合わせた安定化材複合酸化物超電導テープの提供を目的とする。
本発明は、前記加熱・加圧ロールとして金属ロールを用い、ロール圧を100MPa以下として加圧することを特徴とする。
本発明は、前記加熱・加圧ロールとして、ゴムロールを用い、ロール圧を10MPa以下として加圧することを特徴とする。
本発明は、前記加熱・加圧ロールを通過させる際のテープ線速を50m/h以上とすることを特徴とする。
本発明は、酸化物超電導体層の表面に銀からなるコーティング層が設けられた酸化物超電導テープと安定化材テープとを、ハンダを介して接合して安定化材複合酸化物超電導テープを製造する方法であって、酸化物超電導テープと安定化材テープとをハンダを挟んで重ね合わせた被複合化材を、一対の加熱・加圧ロールのみによって加圧して安定化材複合酸化物超電導テープを製造する際、被複合化材を加熱・加圧ロールに通す前に、予熱炉を通過させて予めハンダ溶融温度以上に加熱するとともに、予熱炉の端部を細長く伸ばして先端位置が加熱・加圧ロール噛合い位置から20mm以内となるように構成したことを特徴とする安定化材複合酸化物超電導テープの製造方法に関する。
また、IBAD法線材において、貼り合わせ金属として、熱膨張係数が金属基板と同等の高抵抗金属を利用することにより、良好な貼り合わせ状態を得ることができる。
図1は、本発明の安定化材複合酸化物超電導テープの製造方法の一実施形態を説明する製造装置の構成図である。図1中、符号1は安定化材テープ、2は酸化物超電導テープ、3は予熱炉、4は加熱・加圧ロール、5は安定化材複合酸化物超電導テープ、6は被複合化材である。
さらに、ゴムロール7を用いる場合、ゴムの硬さを調整することによって、ハンダ凝固位置の最適化が容易となり、良好な接合界面が得られる。
本発明の安定化材複合酸化物超電導テープは、金属基板の表面に、IBAD法によって酸化物からなる中間層が成膜され、該中間層の表面に酸化物超電導薄膜が成膜され、該酸化物超電導薄膜上に銀からなるコーティング層が成膜された酸化物超電導テープと、銅よりも高抵抗且つ低熱伝導性の金属からなる安定化材テープとが、ハンダを介して接合されてなることを特徴とする。本発明の安定化材複合酸化物超電導テープは、前述した本発明に係る安定化材複合酸化物超電導テープの製造方法によって製造することが好ましい。
一方、厚さ100μmの銅テープの片面に、ハンダ(スズに微量のCu、銀等を添加したもの、融点230℃)を厚さ2μmとなるようにメッキした安定化材テープ1を用意した。
(1)厚さ0.1mmのハステロイC276製テープ、
(2)厚さ0.1mmのステンレス鋼製テープ、
(3)厚さ0.1mmのNi−Cr合金(NCH1)製テープ、
を用意し、これら(1)〜(3)のテープの片面に、ハンダ(スズに微量のCu、銀等を添加したもの、融点230℃)を厚さ2μmとなるようにメッキした安定化材テープを用意した。
その結果、(1)ハステロイC276製テープと、(3)Ni−Cr合金製テープについては良好な結果が得られた。(2)ステンレス鋼製テープは基板との熱膨張率が異なるほか、酸化に弱いため、ハンダがうまく乗らなかった可能性がある。
Claims (10)
- 酸化物超電導体層の表面に銀からなるコーティング層が設けられた酸化物超電導テープと安定化材テープとを、ハンダを介して接合して安定化材複合酸化物超電導テープを製造する方法であって、酸化物超電導テープと安定化材テープとをハンダを挟んで重ね合わせた被複合化材を、一対の加熱・加圧ロールのみによって加圧して安定化材複合酸化物超電導テープを製造する際、被複合化材を加熱・加圧ロールに通す前に、予熱炉を通過させて予めハンダ溶融温度より30℃以上高い温度に加熱した後、ロール温度をハンダ溶融温度以下の160℃〜220℃とした加熱・加圧ロールに通すことを特徴とする安定化材複合酸化物超電導テープの製造方法。
- 前記加熱・加圧ロールとして金属ロールを用い、ロール圧を100MPa以下として加圧することを特徴とする請求項1に記載の安定化材複合酸化物超電導テープの製造方法。
- 前記加熱・加圧ロールとして、ゴムロールを用い、ロール圧を10MPa以下として加圧することを特徴とする請求項1に記載の安定化材複合酸化物超電導テープの製造方法。
- 前記加熱・加圧ロールを通過させる際のテープ線速を50m/h以上とすることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の安定化材複合酸化物超電導テープの製造方法。
- 酸化物超電導体層の表面に銀からなるコーティング層が設けられた酸化物超電導テープと安定化材テープとを、ハンダを介して接合して安定化材複合酸化物超電導テープを製造する方法であって、酸化物超電導テープと安定化材テープとをハンダを挟んで重ね合わせた被複合化材を、一対の加熱・加圧ロールのみによって加圧して安定化材複合酸化物超電導テープを製造する際、被複合化材を加熱・加圧ロールに通す前に、予熱炉を通過させて予めハンダ溶融温度以上に加熱するとともに、予熱炉の端部を細長く伸ばして先端位置が加熱・加圧ロール噛合い位置から20mm以内となるように構成したことを特徴とする安定化材複合酸化物超電導テープの製造方法。
- ハンダの厚さが10μm以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の安定化材複合酸化物超電導テープの製造方法。
- 安定化材テープの片面に予めハンダをメッキしておき、このハンダ面を酸化物超電導テープのコーティング層と接するように重ね合わせることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の安定化材複合酸化物超電導テープの製造方法。
- 安定化材テープとして、銅よりも高抵抗且つ低熱伝導性の金属からなる安定化材テープを用いる場合に、被複合化材を加熱・加圧ロールに通す前に、予熱炉を通過させて予めハンダ溶融温度より30℃以上高温に加熱することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の安定化材複合酸化物超電導テープの製造方法。
- 加熱・加圧ロールの後段に、高さに差を持たせて複数のロールを設けることによって、加熱・加圧ロール上でのテープの接地長を長くすることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の安定化材複合酸化物超電導テープの製造方法。
- 各テープのテンションを5MPa以上とすることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の安定化材複合酸化物超電導テープの製造方法。
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