JPH05250931A - 酸化物超電導導体 - Google Patents
酸化物超電導導体Info
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- JPH05250931A JPH05250931A JP4044956A JP4495692A JPH05250931A JP H05250931 A JPH05250931 A JP H05250931A JP 4044956 A JP4044956 A JP 4044956A JP 4495692 A JP4495692 A JP 4495692A JP H05250931 A JPH05250931 A JP H05250931A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 結晶配向性に優れた酸化物超電導層を備え、
かつ中間層の層厚を薄いものとすることが可能な酸化物
超電導線材の提供。 【構成】 酸化物超電導線材１０は、表面粗さＲmaxが
０．０５μｍ以下に平滑化された長尺板状基材Ａ上に、
安定化ジルコニア等の材料をＲＦスパッタ法等により蒸
着して形成された中間層Ｂが設けられ、該中間層Ｂ上に
レーザ蒸着法等により酸化物超電導層Ｃが形成された構
成となっている。 【効果】 平滑化された長尺板状基材Ａの上面に沿って
形成されている中間層Ｂの上面は平滑となるので、この
中間層Ｂの平滑な表面に沿って形成される酸化物超電導
層Ｃの結晶粒界は、結晶粒間に隙間（欠陥部分）のない
緻密なものとなり、酸化物超電導層Ｃの結晶配向性も良
好となって、その結果酸化物超電導線材１０の臨界電流
密度が向上する。
かつ中間層の層厚を薄いものとすることが可能な酸化物
超電導線材の提供。 【構成】 酸化物超電導線材１０は、表面粗さＲmaxが
０．０５μｍ以下に平滑化された長尺板状基材Ａ上に、
安定化ジルコニア等の材料をＲＦスパッタ法等により蒸
着して形成された中間層Ｂが設けられ、該中間層Ｂ上に
レーザ蒸着法等により酸化物超電導層Ｃが形成された構
成となっている。 【効果】 平滑化された長尺板状基材Ａの上面に沿って
形成されている中間層Ｂの上面は平滑となるので、この
中間層Ｂの平滑な表面に沿って形成される酸化物超電導
層Ｃの結晶粒界は、結晶粒間に隙間（欠陥部分）のない
緻密なものとなり、酸化物超電導層Ｃの結晶配向性も良
好となって、その結果酸化物超電導線材１０の臨界電流
密度が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、超電導コイルや電力
輸送用超電導線、超電導デバイス、超電導膜材などの超
電導利用機器に適用される酸化物超電導導体に係り、特
に臨界電流密度の向上を図った酸化物超電導導体に関す
る。
輸送用超電導線、超電導デバイス、超電導膜材などの超
電導利用機器に適用される酸化物超電導導体に係り、特
に臨界電流密度の向上を図った酸化物超電導導体に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年になって発見された酸化物超電導体
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、現在、この種の酸化物超電導体を実用的な
超電導体として使用するためには、種々の解決すべき問
題が存在している。その問題点の１つが、酸化物超電導
体の臨界電流密度が低いという問題である。
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、現在、この種の酸化物超電導体を実用的な
超電導体として使用するためには、種々の解決すべき問
題が存在している。その問題点の１つが、酸化物超電導
体の臨界電流密度が低いという問題である。
【０００３】前記酸化物超電導体の臨界電流密度が低い
という問題は、酸化物超電導体の結晶自体に電気的な異
方性が存在することが大きな原因となっており、特に酸
化物超電導体は、その結晶軸のａ軸方向とｂ軸方向には
電気を流し易いがｃ軸方向には電気を流しにくいことが
知られている。このような観点から酸化物超電導体を基
材上に形成して超電導体として使用するためには、基材
上に結晶配向性の良好な状態の酸化物超電導体を形成
し、しかも、電気を流そうとする方向に酸化物超電導体
の結晶のａ軸あるいはｂ軸を配向させ、その他の方向に
酸化物超電導体のｃ軸を配向させる必要がある。
という問題は、酸化物超電導体の結晶自体に電気的な異
方性が存在することが大きな原因となっており、特に酸
化物超電導体は、その結晶軸のａ軸方向とｂ軸方向には
電気を流し易いがｃ軸方向には電気を流しにくいことが
知られている。このような観点から酸化物超電導体を基
材上に形成して超電導体として使用するためには、基材
上に結晶配向性の良好な状態の酸化物超電導体を形成
し、しかも、電気を流そうとする方向に酸化物超電導体
の結晶のａ軸あるいはｂ軸を配向させ、その他の方向に
酸化物超電導体のｃ軸を配向させる必要がある。
【０００４】従来、基板や金属テープなどの基材上に結
晶配向性の良好な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きた。そのひとつの方法として、酸
化物超電導体と結晶構造の類似したＭｇＯあるいはＳｒ
ＴｉＯ3など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などの成膜法により酸化物超電導層
を形成する方法が実施されている。
晶配向性の良好な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きた。そのひとつの方法として、酸
化物超電導体と結晶構造の類似したＭｇＯあるいはＳｒ
ＴｉＯ3など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などの成膜法により酸化物超電導層
を形成する方法が実施されている。
【０００５】前記ＭｇＯやＳｒＴｉＯ3などの単結晶基
材を用いてスパッタリングなどの成膜法を行えば、酸化
物超電導体の結晶が単結晶基材の結晶を基に結晶成長す
るために、その結晶配向性を良好にすることが可能であ
り、これらの単結晶基材上に形成された酸化物超電導層
は、数十万〜数百万Ａ／ｃｍ2程度の十分に高い臨界電
流密度を発揮することが知られている。
材を用いてスパッタリングなどの成膜法を行えば、酸化
物超電導体の結晶が単結晶基材の結晶を基に結晶成長す
るために、その結晶配向性を良好にすることが可能であ
り、これらの単結晶基材上に形成された酸化物超電導層
は、数十万〜数百万Ａ／ｃｍ2程度の十分に高い臨界電
流密度を発揮することが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、酸化物超電
導体を導電体として使用するためには、テープ状などの
長尺の基板上に結晶配向性の良好な酸化物超電導層を形
成する必要がある。ところが、金属テープなどの基材上
に酸化物超電導層を直接形成すると、金属テープ自体が
多結晶体でその結晶構造も酸化物超電導体と大きく異な
るために、結晶配向性の良好な酸化物超電導層は到底形
成できないものである。しかも、酸化物超電導層を形成
する際に行う熱処理によって金属テープと酸化物超電導
層との間で拡散反応が生じて酸化物超電導層の結晶構造
が崩れ、超電導特性が劣化する問題がある。
導体を導電体として使用するためには、テープ状などの
長尺の基板上に結晶配向性の良好な酸化物超電導層を形
成する必要がある。ところが、金属テープなどの基材上
に酸化物超電導層を直接形成すると、金属テープ自体が
多結晶体でその結晶構造も酸化物超電導体と大きく異な
るために、結晶配向性の良好な酸化物超電導層は到底形
成できないものである。しかも、酸化物超電導層を形成
する際に行う熱処理によって金属テープと酸化物超電導
層との間で拡散反応が生じて酸化物超電導層の結晶構造
が崩れ、超電導特性が劣化する問題がある。
【０００７】そこで従来、金属基材を油引きした圧延ロ
ーラにかけてテープ状に成形して金属テープとし、さら
に圧延後脱脂した金属テープの表面にスパッタ装置を用
いてＭｇＯやＳｒＴｉＯ3などの中間層を被覆し、さら
にこの中間層上に酸化物超電導層を形成することが行わ
れている。ところがこの種の酸化物超電導層は、単結晶
基材上に形成された酸化物超電導層よりもかなり低い臨
界電流密度（例えば数百〜一千Ａ／ｃｍ2程度）しか示
さないという問題があった。これは、以下に示す問題に
よるものと考えられる。
ーラにかけてテープ状に成形して金属テープとし、さら
に圧延後脱脂した金属テープの表面にスパッタ装置を用
いてＭｇＯやＳｒＴｉＯ3などの中間層を被覆し、さら
にこの中間層上に酸化物超電導層を形成することが行わ
れている。ところがこの種の酸化物超電導層は、単結晶
基材上に形成された酸化物超電導層よりもかなり低い臨
界電流密度（例えば数百〜一千Ａ／ｃｍ2程度）しか示
さないという問題があった。これは、以下に示す問題に
よるものと考えられる。
【０００８】従来は、図３に示すように、表面粗さの粗
い（Ｒmaxが数μｍ程度）の基材１を用いていた。この
ような表面の粗い基材１上に中間層２を形成すると、中
間層２表面も基材１の表面粗さに影響されて表面粗さが
大きくなり、このような中間層２表面に酸化物超電導層
３を形成すると、酸化物超電導層３の結晶粒間に隙間
（欠陥部分）を生じやすく、この欠陥部分では酸化物超
電導層における電流の流れが悪くなる。
い（Ｒmaxが数μｍ程度）の基材１を用いていた。この
ような表面の粗い基材１上に中間層２を形成すると、中
間層２表面も基材１の表面粗さに影響されて表面粗さが
大きくなり、このような中間層２表面に酸化物超電導層
３を形成すると、酸化物超電導層３の結晶粒間に隙間
（欠陥部分）を生じやすく、この欠陥部分では酸化物超
電導層における電流の流れが悪くなる。
【０００９】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
結晶配向性に優れた酸化物超電導層を備え、かつ中間層
の層厚を薄いものとすることが可能な酸化物超電導線材
の提供を目的とする。
結晶配向性に優れた酸化物超電導層を備え、かつ中間層
の層厚を薄いものとすることが可能な酸化物超電導線材
の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、表面粗さＲmaxが０．０５μｍ以下に平滑
化された基材上に中間層を形成し、該中間層上に酸化物
超電導層を形成したものである。
決するため、表面粗さＲmaxが０．０５μｍ以下に平滑
化された基材上に中間層を形成し、該中間層上に酸化物
超電導層を形成したものである。
【００１１】また、上記中間層は、安定化ジルコニアの
多結晶薄膜からなるものであることが望ましい。
多結晶薄膜からなるものであることが望ましい。
【００１２】
【作用】本発明の酸化物超電線材にあっては、表面粗さ
Ｒmaxが０．０５μｍ以下に平滑化された基材を用いた
ので、この平滑化された基材表面に沿って形成されてい
る中間層の表面も平滑となり、さらにこの中間層の平滑
な表面に沿って形成される酸化物超電導層の結晶粒界
は、結晶粒間に隙間（欠陥部分）のない緻密なものとな
って、酸化物超電導層の結晶配向性も良好となる。
Ｒmaxが０．０５μｍ以下に平滑化された基材を用いた
ので、この平滑化された基材表面に沿って形成されてい
る中間層の表面も平滑となり、さらにこの中間層の平滑
な表面に沿って形成される酸化物超電導層の結晶粒界
は、結晶粒間に隙間（欠陥部分）のない緻密なものとな
って、酸化物超電導層の結晶配向性も良好となる。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は、本発明に係る酸化物超電導導体の
一実施例を示す図で、図中符号１０は酸化物超電導線材
である。酸化物超電導線材１０は、長尺板状基材Ａと、
この長尺板状基材Ａの上面に形成された中間層Ｂと、こ
の中間層Ｂの上面に形成された酸化物超電導層Ｃとから
なっている。
て説明する。図１は、本発明に係る酸化物超電導導体の
一実施例を示す図で、図中符号１０は酸化物超電導線材
である。酸化物超電導線材１０は、長尺板状基材Ａと、
この長尺板状基材Ａの上面に形成された中間層Ｂと、こ
の中間層Ｂの上面に形成された酸化物超電導層Ｃとから
なっている。
【００１４】長尺板状基材Ａは、例えば銀、白金、ステ
ンレス鋼、銅、ハステロイなどの金属材料や合金、ある
いは各種ガラス、セラミックスなどの材料を長尺板状、
テープ状等の形状としたものである。また、この長尺板
状基材Ａの上面は、表面粗さＲmaxが０．０５μｍ以下
となるように平滑化されている。
ンレス鋼、銅、ハステロイなどの金属材料や合金、ある
いは各種ガラス、セラミックスなどの材料を長尺板状、
テープ状等の形状としたものである。また、この長尺板
状基材Ａの上面は、表面粗さＲmaxが０．０５μｍ以下
となるように平滑化されている。
【００１５】中間層Ｂは、長尺板状基材Ａの平滑化され
た上面に、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ3、ＹＳＺ（安定化ジル
コニア）等の材料を、レーザ蒸着法、ＣＶＤ法（化学蒸
着法）、スパッタ法等の気相蒸着法を用いて蒸着させ成
長させた薄膜層である。この中間層Ｂの層厚は、０.３
〜１μｍ程度とするのが望ましい。この層の厚さが０.
３μｍより薄いと、中間層Ｂのバリヤ機能や、緩衝機能
が十分に発揮されない場合があり好ましくない。また、
逆に１μｍより厚くすると、中間層Ｂの成膜時間が長く
なり好ましくない。
た上面に、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ3、ＹＳＺ（安定化ジル
コニア）等の材料を、レーザ蒸着法、ＣＶＤ法（化学蒸
着法）、スパッタ法等の気相蒸着法を用いて蒸着させ成
長させた薄膜層である。この中間層Ｂの層厚は、０.３
〜１μｍ程度とするのが望ましい。この層の厚さが０.
３μｍより薄いと、中間層Ｂのバリヤ機能や、緩衝機能
が十分に発揮されない場合があり好ましくない。また、
逆に１μｍより厚くすると、中間層Ｂの成膜時間が長く
なり好ましくない。
【００１６】酸化物超電導層Ｃは、中間層Ｂの上面に被
覆されたものであり、その結晶は、中間層Ｂを形成する
結晶に整合して形成され、配向性の良好な多結晶状態と
なっている。また、この酸化物超電導層Ｃを構成する酸
化物超電線材は、Ｙ1Ｂａ2Ｃｕ3Ｏx、Ｙ2Ｂａ4Ｃｕ
8Ｏx、Ｙ3Ｂａ3Ｃｕ6Ｏxなる組成、あるいは（Ｂｉ,Ｐ
ｂ）2Ｃａ2Ｓｒ2Ｃｕ3Ｏx、（Ｂｉ,Ｐｂ）2Ｃａ2Ｓｒ3
Ｃｕ4Ｏxなる組成、または、Ｔｌ2Ｂａ2Ｃａ2Ｃｕ
3Ｏx、Ｔｌ1Ｂａ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏx、Ｔｌ1Ｂａ2Ｃａ3Ｃｕ
4Ｏxなる組成などに代表される臨界温度の高い酸化物超
電線材である。この酸化物超電導層２の層厚は、０.８
〜３μｍ程度とするのが望ましい。
覆されたものであり、その結晶は、中間層Ｂを形成する
結晶に整合して形成され、配向性の良好な多結晶状態と
なっている。また、この酸化物超電導層Ｃを構成する酸
化物超電線材は、Ｙ1Ｂａ2Ｃｕ3Ｏx、Ｙ2Ｂａ4Ｃｕ
8Ｏx、Ｙ3Ｂａ3Ｃｕ6Ｏxなる組成、あるいは（Ｂｉ,Ｐ
ｂ）2Ｃａ2Ｓｒ2Ｃｕ3Ｏx、（Ｂｉ,Ｐｂ）2Ｃａ2Ｓｒ3
Ｃｕ4Ｏxなる組成、または、Ｔｌ2Ｂａ2Ｃａ2Ｃｕ
3Ｏx、Ｔｌ1Ｂａ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏx、Ｔｌ1Ｂａ2Ｃａ3Ｃｕ
4Ｏxなる組成などに代表される臨界温度の高い酸化物超
電線材である。この酸化物超電導層２の層厚は、０.８
〜３μｍ程度とするのが望ましい。
【００１７】以上述べたように、本実施例の酸化物超電
導線材１０にあっては、中間層Ｂを形成する基板とし
て、上面の表面粗さＲmaxが、０．０５μｍ以下に平滑
化された長尺板状基材Ａを用いたので、この平滑化され
た長尺板状基材Ａの上面に沿って形成されている中間層
Ｂの上面も平滑となる。従って、この中間層Ｂの平滑な
表面に沿って形成される酸化物超電導層Ｃの結晶粒界
は、結晶粒間に隙間（欠陥部分）のない緻密なものとな
り、酸化物超電導層Ｃの結晶配向性も良好となって、そ
の結果酸化物超電導線材１０の臨界電流密度が向上す
る。
導線材１０にあっては、中間層Ｂを形成する基板とし
て、上面の表面粗さＲmaxが、０．０５μｍ以下に平滑
化された長尺板状基材Ａを用いたので、この平滑化され
た長尺板状基材Ａの上面に沿って形成されている中間層
Ｂの上面も平滑となる。従って、この中間層Ｂの平滑な
表面に沿って形成される酸化物超電導層Ｃの結晶粒界
は、結晶粒間に隙間（欠陥部分）のない緻密なものとな
り、酸化物超電導層Ｃの結晶配向性も良好となって、そ
の結果酸化物超電導線材１０の臨界電流密度が向上す
る。
【００１８】また、本実施例の酸化物超電導線材１０に
あっては、基材Ａ表面が平滑化され、表面粗さがＲmax
０．０５μｍ以下なので、この基材Ａ上に形成される中
間層２は、均一な層厚となる。従って、この中間層２が
十分にバリヤ機能、緩衝機能等を発揮できる０.３μｍ
以上の層厚であれば最低限の層厚でよい。このため、中
間層２の形成を時間で行うことができ、さらに製造コス
トを抑えることもできる。
あっては、基材Ａ表面が平滑化され、表面粗さがＲmax
０．０５μｍ以下なので、この基材Ａ上に形成される中
間層２は、均一な層厚となる。従って、この中間層２が
十分にバリヤ機能、緩衝機能等を発揮できる０.３μｍ
以上の層厚であれば最低限の層厚でよい。このため、中
間層２の形成を時間で行うことができ、さらに製造コス
トを抑えることもできる。
【００１９】次に、本実施例の酸化物超電導線材１０の
製造例について説明する。本実施例の酸化物超電導線材
１０を製造するには、まず、長尺板状基材Ａを作製す
る。この長尺板状基材Ａは、例えば、長尺板状基材Ａ作
製用のハステロイを、ローラ面の表面粗さＲmaxが０．
０５μｍ以下に鏡面仕上げされた圧延ローラにかけ、テ
ープ状に圧延成形して作製する。この方法によれば、ハ
ステロイを、テープ状に圧延成形する工程と、その成形
されたハステロイテープの上面を表面粗さＲmax０．０
５μｍ以下に平滑化する工程とが同時にでき、長尺板状
基材Ａを簡単に作製することができる。
製造例について説明する。本実施例の酸化物超電導線材
１０を製造するには、まず、長尺板状基材Ａを作製す
る。この長尺板状基材Ａは、例えば、長尺板状基材Ａ作
製用のハステロイを、ローラ面の表面粗さＲmaxが０．
０５μｍ以下に鏡面仕上げされた圧延ローラにかけ、テ
ープ状に圧延成形して作製する。この方法によれば、ハ
ステロイを、テープ状に圧延成形する工程と、その成形
されたハステロイテープの上面を表面粗さＲmax０．０
５μｍ以下に平滑化する工程とが同時にでき、長尺板状
基材Ａを簡単に作製することができる。
【００２０】次に、作製した長尺板状基材Ａの平滑化さ
れた上面に、レーザ蒸着法を用いて、まずＹＳＺ（安定
化ジルコニア）からなる中間層Ｂを形成し、続いて形成
した中間層Ｂ上面に酸化物超電導層Ｃを形成する。図２
は、長尺板状基材Ａ上面に、ＹＳＺからなる中間層Ｂを
形成するのに好適なレーザ蒸着装置の一例を示す図で、
図中符号１１はレーザ蒸着装置である。
れた上面に、レーザ蒸着法を用いて、まずＹＳＺ（安定
化ジルコニア）からなる中間層Ｂを形成し、続いて形成
した中間層Ｂ上面に酸化物超電導層Ｃを形成する。図２
は、長尺板状基材Ａ上面に、ＹＳＺからなる中間層Ｂを
形成するのに好適なレーザ蒸着装置の一例を示す図で、
図中符号１１はレーザ蒸着装置である。
【００２１】このレーザ蒸着装置１１を用いて中間層Ｂ
を形成するには、まずターゲットＴとなるＹＳＺ板をタ
ーゲット設置板１２に設置し、作製した長尺板状基材Ａ
を基台１３に設置する。次に、真空排気ポンプ１４を作
動させて、レーザ蒸着装置１１内の雰囲気が、ターゲッ
トＴであるＹＳＺ板から発生させた粒子を長尺板状基板
Ａ上に蒸着させるのに最も適した雰囲気となるように排
気し、基台１３内に内蔵されているヒータのスイッチを
入れて上記長尺板状基材Ａを蒸着最適温度に加熱する。
次に、ＹＡＧレーザ、ＣＯ2レーザ、エキシマレーザ等
を用いたレーザ発光装置１５からレーザ光を発射し、こ
のレーザ光をターゲットＴであるＹＳＺ板に照射してＹ
ＳＺ粒子を叩き出し、このＹＳＺ粒子を長尺板状基板Ａ
上に蒸着させて中間層Ｂを形成する。次に、ターゲット
ＴをＹＳＺ板からＹ1Ｂａ2Ｃｕ3Ｏ7-x焼結体に取り替
え、中間層Ｂ形成する際と同様にレーザ発光装置１５か
ら発射されたレーザ光をターゲットであるＹ1Ｂａ2Ｃｕ
3Ｏ7-x焼結体に照射して構成粒子を叩き出し、この構成
粒子を中間層Ｂ上面に蒸着させて酸化物超電導層Ｃを形
成して、酸化物超電導線材を製造する。
を形成するには、まずターゲットＴとなるＹＳＺ板をタ
ーゲット設置板１２に設置し、作製した長尺板状基材Ａ
を基台１３に設置する。次に、真空排気ポンプ１４を作
動させて、レーザ蒸着装置１１内の雰囲気が、ターゲッ
トＴであるＹＳＺ板から発生させた粒子を長尺板状基板
Ａ上に蒸着させるのに最も適した雰囲気となるように排
気し、基台１３内に内蔵されているヒータのスイッチを
入れて上記長尺板状基材Ａを蒸着最適温度に加熱する。
次に、ＹＡＧレーザ、ＣＯ2レーザ、エキシマレーザ等
を用いたレーザ発光装置１５からレーザ光を発射し、こ
のレーザ光をターゲットＴであるＹＳＺ板に照射してＹ
ＳＺ粒子を叩き出し、このＹＳＺ粒子を長尺板状基板Ａ
上に蒸着させて中間層Ｂを形成する。次に、ターゲット
ＴをＹＳＺ板からＹ1Ｂａ2Ｃｕ3Ｏ7-x焼結体に取り替
え、中間層Ｂ形成する際と同様にレーザ発光装置１５か
ら発射されたレーザ光をターゲットであるＹ1Ｂａ2Ｃｕ
3Ｏ7-x焼結体に照射して構成粒子を叩き出し、この構成
粒子を中間層Ｂ上面に蒸着させて酸化物超電導層Ｃを形
成して、酸化物超電導線材を製造する。
【００２２】なお、本製造例では、ロール面を表面粗さ
Ｒmax０．０５μｍ以下に鏡面仕上げされた圧延ロール
を用いて圧延成形することにより、ハステロイをテープ
状に成形すると同時に、このテープ状成形体の表面に平
滑性を付与して、上面の表面粗さＲmaxが０．０５μｍ
以下に平滑化された長尺板状基材Ａを作製したが、長尺
板状基材Ａの作製法は、これに限定されることなく、通
常の圧延成形によりテープ状に成形した後、このテープ
状成形体の表面を表面粗さＲmax０．０５μｍ以下とな
るように研磨してもよい。この場合に使用される研磨法
としては、例えば強酸・強アルカリの電解溶液中に上記
テープ状成形体を浸漬し、このテープ状成形体を陽極と
して電流を通し、電解反応によってこのテープ状成形体
の表面を研磨する電解研磨法を用いてもよい。また、リ
ン酸・硝酸・硫酸・酢酸・フッ酸・クロム酸などの数種
を混合した液と、硫酸化高級アルコール・アルキルスル
ホン塩酸・アルキルアリルスルホン塩酸などの溶解促進
剤とを混合した溶液に上記テープ状成形体を浸漬し、こ
の溶液中の化学薬品とテープ状成形体との化学反応によ
り、テープ状成形体の表面を研磨する化学研磨法を用い
てもよい。
Ｒmax０．０５μｍ以下に鏡面仕上げされた圧延ロール
を用いて圧延成形することにより、ハステロイをテープ
状に成形すると同時に、このテープ状成形体の表面に平
滑性を付与して、上面の表面粗さＲmaxが０．０５μｍ
以下に平滑化された長尺板状基材Ａを作製したが、長尺
板状基材Ａの作製法は、これに限定されることなく、通
常の圧延成形によりテープ状に成形した後、このテープ
状成形体の表面を表面粗さＲmax０．０５μｍ以下とな
るように研磨してもよい。この場合に使用される研磨法
としては、例えば強酸・強アルカリの電解溶液中に上記
テープ状成形体を浸漬し、このテープ状成形体を陽極と
して電流を通し、電解反応によってこのテープ状成形体
の表面を研磨する電解研磨法を用いてもよい。また、リ
ン酸・硝酸・硫酸・酢酸・フッ酸・クロム酸などの数種
を混合した液と、硫酸化高級アルコール・アルキルスル
ホン塩酸・アルキルアリルスルホン塩酸などの溶解促進
剤とを混合した溶液に上記テープ状成形体を浸漬し、こ
の溶液中の化学薬品とテープ状成形体との化学反応によ
り、テープ状成形体の表面を研磨する化学研磨法を用い
てもよい。
【００２３】また、本製造例では、長尺板状基材Ａ上面
に中間層Ｂを形成し、中間層Ｂ上面に酸化物超電導層Ｃ
を形成するのに、レーザ蒸着法を用いたが、この方法に
限定されるこなく、例えば化学蒸着用チャンバ内に設置
された上記長尺板状基板Ａを一方側に移動させつつ、こ
のチャンバ内に中間層Ｂを構成する元素を気化させた原
料ガスを導入し、長尺板状基板Ａ上面に気化した元素粒
子を化学蒸着させて中間層Ｂを形成させた後、酸化物超
電導層Ｃを構成する酸化物超電導線材の各構成元素の化
合物を気化させた原料ガスを導入し、上記中間層Ｂ上面
に各構成元素の化合物粒子を化学蒸着させて酸化物超電
導層Ｃを形成する化学気相蒸着法（ＣＶＤ法）用いても
よい。また、スパッタ用チャンバ内に、ＹＳＺ板と長尺
板状基材Ａとを設置して真空引きした後、上記ＹＳＺ板
にプラズマイオンをぶつけてＹＳＺ粒子を叩き出し、こ
のＹＳＺ粒子を長尺板状基材Ａ上面に付着させて中間層
Ｂを形成した後、ＹＳＺ板をＹ1Ｂａ2Ｃｕ3Ｏ7-x焼結体
に取り替えて同様の操作を行い、中間層Ｂの上面に酸化
物超電導層Ｃを形成するスパッタ法を用いてもよい。
に中間層Ｂを形成し、中間層Ｂ上面に酸化物超電導層Ｃ
を形成するのに、レーザ蒸着法を用いたが、この方法に
限定されるこなく、例えば化学蒸着用チャンバ内に設置
された上記長尺板状基板Ａを一方側に移動させつつ、こ
のチャンバ内に中間層Ｂを構成する元素を気化させた原
料ガスを導入し、長尺板状基板Ａ上面に気化した元素粒
子を化学蒸着させて中間層Ｂを形成させた後、酸化物超
電導層Ｃを構成する酸化物超電導線材の各構成元素の化
合物を気化させた原料ガスを導入し、上記中間層Ｂ上面
に各構成元素の化合物粒子を化学蒸着させて酸化物超電
導層Ｃを形成する化学気相蒸着法（ＣＶＤ法）用いても
よい。また、スパッタ用チャンバ内に、ＹＳＺ板と長尺
板状基材Ａとを設置して真空引きした後、上記ＹＳＺ板
にプラズマイオンをぶつけてＹＳＺ粒子を叩き出し、こ
のＹＳＺ粒子を長尺板状基材Ａ上面に付着させて中間層
Ｂを形成した後、ＹＳＺ板をＹ1Ｂａ2Ｃｕ3Ｏ7-x焼結体
に取り替えて同様の操作を行い、中間層Ｂの上面に酸化
物超電導層Ｃを形成するスパッタ法を用いてもよい。
【００２４】また、本製造例では、中間層Ｂの形成手段
と酸化物超電導層Ｃの形成手段とが同一の手段である
が、これらは必ずしも同一でなくともよく、例えば中間
層Ｂの形成手段としてスパッタ法を行い、酸化物超電導
層Ｃの形成手段としてレーザ蒸着法を用いてもよい。
と酸化物超電導層Ｃの形成手段とが同一の手段である
が、これらは必ずしも同一でなくともよく、例えば中間
層Ｂの形成手段としてスパッタ法を行い、酸化物超電導
層Ｃの形成手段としてレーザ蒸着法を用いてもよい。
【００２５】（実験例）上述した製造例に従って、ま
ず、ハステロイをロール面の表面粗さＲmaxが各々異な
る圧延ロールを用いて、長さ３００ｍｍ、幅５ｍｍ、厚
さ０．１ｍｍのテープ状に成形し、上面の表面粗さＲ
maxがそれぞれ０．０５μｍ，０．１μｍ，０．１５μ
ｍ，１．０μｍである長尺板状基材Ａを作製した。次
に、所定の表面粗さとした上記長尺板状基材Ａ上に、Ｒ
Ｆスパッタ法を用いて厚さ０．４μｍのＹＳＺ中間層Ｂ
を形成し、さらにこのＹＳＺ中間層Ｂ上に、レーザ蒸着
法を用いて、厚さ０．８μｍのＹ1Ｂａ2Ｃｕ3Ｏ7-x酸化
物超電導層Ｃを形成して基材表面粗さの異なる各線材を
製造した。次に、作製した酸化物超電導線材各々につい
て臨界電流密度（Ｊc）を測定した。結果を表１に示
す。
ず、ハステロイをロール面の表面粗さＲmaxが各々異な
る圧延ロールを用いて、長さ３００ｍｍ、幅５ｍｍ、厚
さ０．１ｍｍのテープ状に成形し、上面の表面粗さＲ
maxがそれぞれ０．０５μｍ，０．１μｍ，０．１５μ
ｍ，１．０μｍである長尺板状基材Ａを作製した。次
に、所定の表面粗さとした上記長尺板状基材Ａ上に、Ｒ
Ｆスパッタ法を用いて厚さ０．４μｍのＹＳＺ中間層Ｂ
を形成し、さらにこのＹＳＺ中間層Ｂ上に、レーザ蒸着
法を用いて、厚さ０．８μｍのＹ1Ｂａ2Ｃｕ3Ｏ7-x酸化
物超電導層Ｃを形成して基材表面粗さの異なる各線材を
製造した。次に、作製した酸化物超電導線材各々につい
て臨界電流密度（Ｊc）を測定した。結果を表１に示
す。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【発明の効果】本発明の酸化物超電導体にあっては、表
面粗さＲmaxが０．０５μｍ以下に平滑化された基材を
用いたので、この平滑化された基材表面に沿って形成さ
れている中間層の表面も平滑となる。従って、中間層の
平滑な表面に沿って、基板に形成される酸化物超電導層
の結晶粒界は、結晶粒間に隙間（欠陥部分）のない緻密
なものとなり、酸化物超電導層の結晶配向性も良好とな
って、その結果酸化物超電導導体の臨界電流密度が向上
する。
面粗さＲmaxが０．０５μｍ以下に平滑化された基材を
用いたので、この平滑化された基材表面に沿って形成さ
れている中間層の表面も平滑となる。従って、中間層の
平滑な表面に沿って、基板に形成される酸化物超電導層
の結晶粒界は、結晶粒間に隙間（欠陥部分）のない緻密
なものとなり、酸化物超電導層の結晶配向性も良好とな
って、その結果酸化物超電導導体の臨界電流密度が向上
する。
【００２８】また、本発明の酸化物超電導導体にあって
は、表面粗さＲmaxが０．０５μｍ以下となるように平
滑化した基材を用いたので、この基材表面上に形成され
る中間層は均一な厚さに成膜でき、十分にバリヤ機能、
緩衝機能等を発揮できる層厚であれば良く、中間層２の
形成を短時間で行うことができ、生産効率の向上及び製
造コストの低減化を図ることができる。
は、表面粗さＲmaxが０．０５μｍ以下となるように平
滑化した基材を用いたので、この基材表面上に形成され
る中間層は均一な厚さに成膜でき、十分にバリヤ機能、
緩衝機能等を発揮できる層厚であれば良く、中間層２の
形成を短時間で行うことができ、生産効率の向上及び製
造コストの低減化を図ることができる。
【図１】 本発明に係る酸化物超電導導体の一実施例を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】 図１に示す酸化物超電導導体を製造する際好
適に用いられるレーザ蒸着装置の示す概略図である。
適に用いられるレーザ蒸着装置の示す概略図である。
【図３】 従来の酸化物超電導導体の拡大断面図であ
る。
る。
１０…酸化物超電導導体、Ａ…長尺板状基材、Ｂ…中間
層、Ｃ…酸化物超電導層
層、Ｃ…酸化物超電導層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 定方 伸行 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)発明者 斉藤 隆 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)発明者 河野 宰 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 表面粗さＲmaxが０．０５μｍ以下に平
滑化された基材上に中間層が形成され、該中間層上に酸
化物超電導層が形成されたことを特徴とする酸化物超電
導導体。 - 【請求項２】 上記中間層が、安定化ジルコニアの多結
晶薄膜からなることを特徴とする請求項１記載の酸化物
超電導導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4044956A JPH05250931A (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 酸化物超電導導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4044956A JPH05250931A (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 酸化物超電導導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05250931A true JPH05250931A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=12705940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4044956A Pending JPH05250931A (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 酸化物超電導導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05250931A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006082747A1 (ja) * | 2005-02-03 | 2006-08-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 超電導薄膜材料、超電導線材およびこれらの製造方法 |
| JP2007179827A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Fujikura Ltd | 酸化物超電導導体用金属基材の製造方法、酸化物超電導導体の製造方法 |
| JP2007280710A (ja) * | 2006-04-05 | 2007-10-25 | Fujikura Ltd | 酸化物超電導導体 |
| JP2008200775A (ja) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Nihon Micro Coating Co Ltd | 超電導体用テープ基材の製造方法及びテープ基材 |
| JP2008266686A (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Chubu Electric Power Co Inc | エピタキシャル薄膜形成用のクラッド配向金属基板及びその製造方法 |
| WO2011052552A1 (ja) * | 2009-10-27 | 2011-05-05 | 古河電気工業株式会社 | 超電導線材用テープ基材及び超電導線材 |
| WO2013002410A1 (ja) | 2011-06-30 | 2013-01-03 | 古河電気工業株式会社 | 超電導薄膜用基材及び超電導薄膜、並びに超電導薄膜用基材の製造方法 |
-
1992
- 1992-03-02 JP JP4044956A patent/JPH05250931A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006082747A1 (ja) * | 2005-02-03 | 2006-08-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 超電導薄膜材料、超電導線材およびこれらの製造方法 |
| JP2006216365A (ja) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導薄膜材料、超電導線材およびこれらの製造方法 |
| JP2007179827A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Fujikura Ltd | 酸化物超電導導体用金属基材の製造方法、酸化物超電導導体の製造方法 |
| JP4739015B2 (ja) * | 2005-12-27 | 2011-08-03 | 株式会社フジクラ | 酸化物超電導導体用金属基材の製造方法、酸化物超電導導体の製造方法 |
| JP2007280710A (ja) * | 2006-04-05 | 2007-10-25 | Fujikura Ltd | 酸化物超電導導体 |
| JP2008200775A (ja) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Nihon Micro Coating Co Ltd | 超電導体用テープ基材の製造方法及びテープ基材 |
| JP2008266686A (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Chubu Electric Power Co Inc | エピタキシャル薄膜形成用のクラッド配向金属基板及びその製造方法 |
| WO2011052552A1 (ja) * | 2009-10-27 | 2011-05-05 | 古河電気工業株式会社 | 超電導線材用テープ基材及び超電導線材 |
| CN102598155A (zh) * | 2009-10-27 | 2012-07-18 | 古河电气工业株式会社 | 超导线材用的带状基材及超导线材 |
| WO2013002410A1 (ja) | 2011-06-30 | 2013-01-03 | 古河電気工業株式会社 | 超電導薄膜用基材及び超電導薄膜、並びに超電導薄膜用基材の製造方法 |
| CN103069508A (zh) * | 2011-06-30 | 2013-04-24 | 古河电气工业株式会社 | 超导薄膜用基材、超导薄膜以及超导薄膜用基材的制造方法 |
| US9608191B2 (en) | 2011-06-30 | 2017-03-28 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Substrate for superconductor thin film, superconductor thin film, and method for producing substrate for superconductor thin film |
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