JPH04149916A - 安定化材付き酸化物超電導導体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野Ｊ この発明は、安定化材を備えた酸化物超電導導体の製造
方法に関する。

「従来の技術Ｊ 近年、液体窒素温度で超電導状態となる酸化物系の超電
導体が多数発見され、これらの酸化物超電導体を導電線
として用いようとする試みか種々なされている。この種
の酸化物超電導体を導電線として用いる１こめには、臨
界温度か高く、臨界電流密度か高い上に、酸化物超電導
体か常電導状態に遷移しないように安定化かなされてい
なくてはならない。

このような超電導導体の安定化のために、従来の化合物
系や合金系の超電導導体にあっては、超電導体に良導電
性の安定化材を添設して設けることかなされている。従
って酸化物系の超電導導体に対し、良導電性の安定化材
を付設することが必要となってくる。このため例えば、
長尺のテープ状の基材上に酸化物超電導薄膜を形成して
なる酸化物超電導１体にあっては、酸化物超電導薄膜上
に電気メッキ法などにより良導電性の安定化材を被覆す
ることか検討されている。

「発明か解決しようとする課題」 ところが、酸化物系の超電導体は、セラミックスの１種
てゐり、常温ては数Ω・ｃｍ〜数＋００Ω・ｃｍの抵抗
を有する高抵抗体であるので、通常の電気メッキ法を用
いて酸化物超電導体に金属層を被覆することや金属層を
積層することは不可能である。まｆコ、酸化物超電導体
は、薄膜状のものであっても、バルク状のものであって
も、全体に均一の組成を有するもの、あるいは、全体に
均一の結晶構造を有するものを製造することは極めて難
しい問題かある。更に、酸化物超電導体にあ；ては、超
電導相の他に、他の相や不純物相などが混在することが
多く、部分的に電気抵抗値か異なるために、均一なメッ
キ層の形成は側底期待できないものである。

本発明は前記課題を解決するためになされたもので、十
分な厚さの導電体からなる安定化材を備えた酸化物超電
導導体を得ることができる安定化材付き酸化物超電導導
体の製造方法を提供することを目的とする。

「課題を解決するための手段Ｊ 本発明は前記課題を解決するために、酸化物超電導導体
を無電解メッキ液に接触させて酸化物超電導導体上に第
１導電層を形成し、次にこの第１導電層上に電解メッキ
法により第２導電層を形成して第１導電層と第２導電層
からなる安定化材を形成するものである。

「作用」 無電解メッキ？こより酸化物超電導体上に第１導電層を
形成するので、セラミック製の高抵抗体の酸化物超電導
体の上に第１導電層を形成子ることかできる。しかしな
がらこの第１導電層は薄くしか形成できないので、この
第１導電層を基に電気メッキを行って厚さの充分な第２
導電層を形成することで安定化材が得られる。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

本発明方法を実施するには、ます、第１図に示すように
、テープ状の長尺の基材ｌの上面にＭｇＯあるいはＳ　
ｒＴ　ｉｏ　３などからなるバッファ層２を形成する。

基材Ｉは、後述する熱処理に耐える必要があるので、ハ
ステロイなどの耐熱金属からなるものを用いることが好
ましい。この基材１の上に直接酸化物超電導薄膜を形成
すると、基材Ｉと酸化物超電導ＮＭとの整合性が悪くな
るとともに、結晶配向性の良好な酸化物超電導薄膜を形
成できないので好ましくない。このため、酸化物超電導
薄膜との結晶整合性に優れていることて知られるＭｇＯ
やＳ　ｒ　Ｔ　１０３からなるバッファ層２を基材１上
に形成する必要かある。このバッファ層２は厚さ０１μ
ｍ程度の薄いもので差し支えない。

また、バッファ層２を形成する手段は、ＣＶＤ法、物理
蒸着法、溶射法などのように広く知られている成膜法の
いずれかを用いれば良い。

基材１上にバッファ層２を形成したならば、このバッフ
ァ層２の上に酸化物超電導薄膜３を第２図に示すように
形成し、素導体４を形成する。前記の酸化物超電導薄膜
３は、Ｙ　−Ｂ　ａ−Ｃｕ−０系、Ｂ　ｉ−Ｓ　ｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−０系、Ｔ　１−Ｂ　ａ−Ｃａ−Ｃｕ−０系に
代表される酸化物超電導薄膜であれば、いずれのものを
用いても良い。また、ここで用いる酸化物超電導薄膜３
は前記のものに限らず、公知の組成の酸化物超電導薄膜
のいずれを用いても良い。更に、酸化物超電導薄膜３を
形成する手段は、ＣＶＤ法、レーザ蒸着法、スペック法
などの公知の成膜手段のいずれを用いても良い。

酸化物超電導薄膜３を形成したならば、必要に応して熱
処理を行って酸化物超電導薄膜３の結晶構造を整え、均
質化する。

この後に、素導体４を以下に説明するメッキ液に浸漬し
て無電解メッキを行い、酸化物超電導薄膜３上に第３図
に示すように銀などの良導電体からなる第１導電層５を
形成する。無電解メッキは、還元剤の存在下において酸
化・還元反応を利用して、金属塩水溶液中の金属イオン
を他の物体の表面に析出させる方法として知られている
もので、セラミックのような非金属材上にもメッキをす
ることができ、ピンホールの無いメッキをすることがで
きる。メッキ液として硝酸銀とアンモニアと水を混合し
たＡ液に、ロッセル塩と水とからなるＢ液を混合して行
う場合、あるいは、ファン化銀ナトリウムとファン化ナ
トリウムと水酸化ナトリウムとジメチルアミンホランを
混合してなる液を用いる場合なとがある。

素導体４の酸化物超電導薄膜３の上面のみに第１導電層
５を形成するには、酸化物超電導ＦｉＭ３の上面を除く
部分にテープを貼着してマスキングしてから無電解メッ
キを行い、メッキ後に貼着したテープを剥かすようにす
れば良い。

前記の液に素導体４を浸漬して形成した第１導電層５は
厚さは、０．１〜１．０μｍ程度の厚さの薄いものであ
る。従って、この程度の厚きの第１導電層５では、超電
導特性の安定化用としては厚さ不足である。

そこで、ｍｌ記第１導電層５を基にこの第１導電層５の
上に電気メッキ法により第２導電層を形成し、第４図に
示す安定化材付きの酸化物超電導導体８を得る。前記電
気メッキ法によれば、メッキ液に浸漬して付加する電流
密度を高くすると、安定化材として充分な厚さの第２導
電層６を形成することができ、第１導電層５と第２導電
Ｈ６とによって安定化材７を形成することができる。

以上説明しｆ二ように製造された酸化物超電導導体８は
、銀からなる良導電性の安定化材６を備えているので、
液体窒素で冷却することで超電導導体として使用するこ
とかできる。そして、酸化物超電導薄膜６に通電してい
る場合、何等かの原因で部分的に発熱し、超電導状態が
破れようとしても安定化材６に電気を流すことで超電導
薄膜６を安定化することができる。従って酸化物超電導
導体８が安定化され、臨界電流密度を向上させることが
できる。

なお、前記実施例において第１導電層５と第２導電層６
を別々の種類の良導電性金属で形成しても良いのは勿論
である。

「実施例１　」 厚さＯ、ｌ　ａｇ＋のハステロイテープ上に厚さ０．１
μｍのＳｒＴｉＯ３からなるバッファ層を形成して基材
を形成し、この基材をＡｒ−Ｆエキンマレーザ蒸着装置
の真空容器内にセットした。また、エキンマレーザ蒸着
装置の真空容器の内部に、Ｙ：Ｂａ・Ｃｕ；ｌ：２・３
の組成比としたターゲットをセットし、真空容器の内部
を真空排気した後にエキシマレーザをパルス照射しつつ
前記バッファ層上にＹ　ＩＢ　ａｚｃ　ｕ３０　？−５
なる組成の厚さ０．３μｍの酸化物超電導薄膜を形成し
た。この際、真空容器の酸素雰囲気を０．２Ｔｏｒｒ、
基板温度を７４０℃に設定して成膜した酸化物超電導薄
膜は、以下の特性を発揮した。

Ｔｃ＝８９Ｋ。

Ｊ　ｃ＝　１．５　Ｘ　Ｉ　０５Ａ／ｃｍ”（外部磁場
ＯＴ１７７Ｋにおいて） 次に、下記の液組成のＡ液とＢ液を混合した無電解メッ
キ液を作成した。

Ａ液 硝酸銀　　　　　　　３０ｇ／Ｑ アンモニア水・・・・・・　　５０ｃｃ水　　　　　　
　　・・・・・・　　　　６００ｃｃＢ液 ロッセル塩　・・・・・・　　３０ｇ／（１水　　　　
　　　・・・・・・　　　　４００ｃｃこの電解メッキ
液に前記酸化物超電導薄膜を浸漬して引き上げ、続いて
水洗と乾燥処理を手早く行っ１こ。この段階で酸化物超
電導層の上には厚さ０．５μｍの薄い銀層が形成されて
いた。

その後、シアン化銀浴（シアン化銀１００ｇ＃！、シア
ン化カリウム１１０ｇ／ρ、炭酸カリウム５０ｇ＃！、
水酸化カリウム３０ｇ／ρ）中で電気メッキ処理を行い
、厚さ３μｍの銀層を形成した。これにより酸化物超電
導層に安定化材としての銀層を形成することができた。

「実施例２」 Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝　　１　．７　５　　
二　〇、２　５　　＋２．０・２．０：３の割合になる
ように配合した混合粉末を仮焼した仮焼粉末を銀製の管
に挿入し、圧延加工を加えて厚さＯ，１５＋ａａ＋のテ
ープ状に加工した。

この圧延物においては、仮焼粉末の圧密体とその周囲を
覆う銀シースとからなっている。

この後、８７０℃に１００時間加熱する熱処理を加え１
こ後、硝酸に浸漬してテープ状の圧延物の片面側の銀被
覆部分を削除した。前記熱処理によって銀シースの内部
には、Ｂ　ｉ＋、ｔｓＰ　ｂｏ、ｔｓｓ　ｒｙＣａｔＣ
ｕ３０Ｘなる組成の酸化物超電導体が生成する。

なお、前記のような削除作業を行った理由は、銀シース
は圧延加工だけでは内部の圧密体と完全に密着していな
いためである。このような不完全密着状態で後述する最
終熱処理を行うと、熱膨張率の違いから銀シースと圧密
体との間に隙間ができ易くなる。このように隙間を生じ
ると、安定化材が酸化物超電導体と完全に接合している
とは言えない状態になり、安定化に寄与しなくなるので
好ましくない。

次に、前記銀シース面をテープで覆い、銀ソースを除去
した面を裸にして下記の組成を有する無電解メッキ液に
浸漬して通過させ、酸化物超電導体の表面に約Ｉμｍ厚
のＡｕメッキ層を生成させた。

Ａｕメッキ液組成 シアン化金カリウム　　　２ｇ／（ シュウ酸ナトリウム　　５０ｇ、Ｑ 塩化アンモニウム　　　７５ｇ／ρ 亜リン酸ナトリウム　　１０ｇ／（！ その後、電気メッキにより前記Ａｕメッキ層の表面に厚
さ５μｍのＡｇ層を生成させた。

Ａｇメッキ液組成 シアン化銀　　　　　　３６ｇ／Ｑ シアン化カリウム　　　６０ｇ／（！ 炭酸カリウム　　　　　４５ｇ／ｌ これにより、（Ａｕ＋Ａｇ）メッキ層に安定化材として
充分な厚さを持たせろことかできた。

Ｕ発明の効果コ 以上説明しｆこように本発明は、直接電気メッキを施す
ことかできない酸化物超電導体に文１し、無電界メッキ
で薄いメッキの第１導電層を形成してから電気メッキに
より厚い第２導電層を形成して安定化材とするので、充
分な厚さの安定化材を有する酸化物超電導導体を得るこ
とかできる。

無電解メッキと電気メッキはいずれも長尺の物体に連続
的にメッキ処理できる方法であるので、これらの方法を
用いることで長尺の酸化物超電導導体にも容易７こ対応
することができる。

無電解メッキと電気メッキで形成した安定化材は、酸化
物超電導体に対して強い密着力で均一に密着し、ミクロ
的な剥Ｍ部分ら生じていないので、酸化物超電導体と安
定化材は電気的接続も完全になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は基材上にバッファ層を形成した状態を示す断面
図、第２図はバッファ層上に酸化物超電導層を形成した
状態を示す断面図、第３図は酸化物超電導層上に第１ｇ
ｌ電層を形成した状態を示す断面図、第４図は安定化材
を備えた酸化物超電導導体の断面図である。 １・・・基材、２・・・バッファ層、３・・・酸化物超
電導薄膜、４・・・素導体、５・・・第１導電層、６・
・・第２導電層、７・・安定化材、８・・・酸化物超電
導導体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 酸化物超電導導体を無電解メッキ液に接触させて酸化物
   超電導導体上に第１導電層を被覆し、次にこの第１導電
   層上に電解メッキ法により導電体からなる第２導電層を
   形成して第１導電層と第２導電層からなる安定化材を形
   成することを特徴とする安定化材付き酸化物超電導導体
   の製造方法。