KR101806651B1 - 필러블 초전도 도체, 필러블 초전도 도체의 제조 방법 및 초전도선의 보수 방법 - Google Patents

필러블 초전도 도체, 필러블 초전도 도체의 제조 방법 및 초전도선의 보수 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기재(20) 및 상기 기재의 한쪽의 주면 상에 형성된 초전도층(32)을 갖는 초전도 도체와, 상기 초전도 도체의 초전도층(32)이 형성된 면과 반대측의 주면에 형성된 박리 가능한 캐리어체(10)를 구비하는 핸들링이 용이한 필러블 초전도 도체(1)를 제공하는 것이다.

Description

필러블 초전도 도체, 필러블 초전도 도체의 제조 방법 및 초전도선의 보수 방법{PEELABLE SUPERCONDUCTOR, PEELABLE SUPERCONDUCTOR PRODUCTION METHOD, AND REPAIR METHOD FOR SUPERCONDUCTING WIRE}
본 발명은, 필러블 초전도 도체, 필러블 초전도 도체의 제조 방법 및 필러블 초전도 도체를 사용한 초전도선의 보수 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 보수용의 필러블 초전도 도체, 필러블 초전도 도체의 제조 방법 및 필러블 초전도 도체를 사용한 초전도선의 보수 방법에 관한 것이다.
테이프 형상의 기판의 편면에 초전도층을 형성한 테이프 형상의 초전도선의 초전도층에 생긴 결함부의 보수 방법으로서, 그 결함부에 대응한 안정화층의 표면에 대해, 테이프 형상의 보수용 초전도선을 땜납으로 접착하여, 초전도선의 초전도층의 결함부를 우회하도록 전류의 유로를 형성하는 방법이 개시되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2009-187743호 공보
그러나, 특허문헌 1에 개시되어 있는 보수 방법에 사용하는 보수용 초전도선에서는, 기판의 두께를 보수 대상의 초전도선의 기판보다도 얇게 하고 있고, 기판의 두께가 30㎛ 내지 50㎛로 얇으므로, 보수용 초전도선의 취급에 주의가 필요하며, 또한, 얇은 기판 상에 초전도층을 성막하는 것이 제조 핸들링상, 매우 어렵다고 하는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 캐리어체에 부착된, 얇은 기판을 갖는 핸들링이 용이한 필러블 초전도 도체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 필러블 초전도 도체의 특징은, 기재와, 상기 기재의 한쪽의 주면 상에 형성된 초전도층을 갖는 초전도 도체와, 그 초전도 도체의 초전도층이 형성된 면과 반대측의 주면에 형성된 박리 가능한 캐리어체를 구비하는 것을 요지로 한다.
이 필러블 초전도 도체는, 초전도선의 보수나 접속용으로, 매우 얇은 초전도 도체를 작성하고, 캐리어체로부터 그 초전도 도체를 박리할 수 있도록 조정해서 부착한 것이다. 보수 시에는, 캐리어체를 필러블 초전도 도체로부터 박리하고 나서 보수 대상으로 하는 초전도선에 접속하거나, 보수부에 필러블 초전도 도체를 부착하고 나서 캐리어체를 그 필러블 초전도 도체로부터 박리할 수 있다.
보수부에 필러블 초전도 도체를 부착하고 나서 캐리어체를 그 필러블 초전도 도체로부터 박리하는 경우에는, 특히 보수용 초전도 도체의 기판 두께가 30㎛ 미만인 경우라도, 보수용 초전도 도체에 손상을 주지 않고 보수를 행할 수 있다.
또한, 기판 이외의 구성(예를 들어, 중간층이나 초전도층, 보호층 등)에 대해서는 초전도 특성(특히 Ic값[임계 전류값])을 보수 또는 접속 대상의 초전도선과 동일 정도로 할 필요가 있으므로, 원칙적으로, 보수 또는 접속 대상의 초전도선과 동일한 구성으로 한다.
본 발명의 필러블 초전도 도체의 제조 방법의 특징은, 기재의 한쪽의 주면에 박리 가능한 캐리어체를 형성하는 공정과, 기재의 캐리어체가 형성된 면과 반대측의 주면 상에 초전도층을 성막하는 공정을 구비하는 것을 요지로 한다.
이 필러블 초전도 도체의 제조 방법은, 성막 시에 캐리어체를 부착하는 방법이며, 얻어진 초전도 도체 및 캐리어체는 그대로 보수용으로 사용하고, 그 캐리어체는 보수 시에 박리한다.
이 캐리어체는 초전도 성막 시의 고온에 견디고, 또한 열전도성이 좋은 것이 바람직하므로, 성막용의 극박 기판과 동일한 재료를 사용하는 것이 좋지만, 비용이 싼 합금을 사용하는 것도 가능하다.
본 발명의 필러블 초전도 도체의 다른 제조 방법의 특징은, 기재의 한쪽의 주면에 핸들링용 캐리어체를 형성하는 공정과, 기재의 핸들링용 캐리어체가 형성된 면과 반대측의 주면 상에 초전도층을 성막하는 공정과, 핸들링용 캐리어체를 제거하는 공정과, 핸들링용 캐리어체를 제거한 측의 주면에, 박리 가능한 캐리어체를 형성하는 공정을 구비하는 것을 요지로 한다.
이 필러블 초전도 도체의 제조 방법은, 성막 시에 부착한 핸들링용 캐리어체를 박리해서 보수용의 다른 캐리어체에 다시 부착하는 방법이다.
핸들링용 캐리어체도, 초전도 성막 시의 고온에 견디고, 또한 열전도성이 좋은 것이 바람직하므로, 성막용의 극박 기판과 동일한 재료를 사용하는 것이 좋지만, 비용이 싼 합금을 사용하는 것도 가능하다. 한편, 보수용의 캐리어체는 열 이력을 받지 않으므로, 금속제라도 플라스틱제라도 좋다.
본 발명의 초전도선의 보수 방법의 특징은, 기재의 한쪽의 주면 상에 초전도층이 형성되고, 다른 쪽의 주면에 박리 가능한 캐리어체가 형성된 필러블 초전도 도체를 준비하는 공정과, 일부에 Ic 열화부를 갖는 초전도선의 Ic 열화부를 특정하는 공정과, 캐리어체를 초전도 도체로부터 제거하는 공정과, Ic 열화부를 덮도록 캐리어체를 제거한 초전도 도체를 초전도선에 전기적으로 접속시키는 공정을 구비하는 것을 요지로 한다.
Ic 열화부에 캐리어체를 제거한 보수용의 초전도 도체를 접속시킴으로써, 용이하게 얇은 초전도 도체를 Ic 열화의 해당 개소에 부착할 수 있어, Ic 열화부를 우회하도록 전류의 유로를 형성하는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 따르면, 캐리어체에 부착된, 얇은 기판을 갖는 핸들링이 용이한 필러블 초전도 도체를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 초전도 도체의 적층 구조를 도시하는 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 성막용 기판을 핸들링용 캐리어체에 부분적으로 접합하는 방법에 있어서, 폭 방향 양단부에 접합부가 있는 경우를 설명하는 도면이다.
도 2b는 도 2a의 접합부를 절단한 상태를 설명하는 도면이다.
도 2c는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 성막용 기판을 핸들링용 캐리어체에 부분적으로 접합하는 방법에 있어서, 폭 방향 중앙부에 접합부가 있는 경우를 설명하는 도면이다.
도 2d는 도 2c의 접합부를 절단한 상태를 설명하는 도면이다.
도 3a는 본 발명의 제1 실시 형태, 제2 실시 형태에 관한 성막용 기판과 핸들링용 캐리어체를 전체면 접합하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 3b는 도 3a의 다음 공정을 설명하는 도면이다.
도 3c는 도 3b의 다음 공정을 설명하는 도면이다.
도 3d는 도 3c의 다음 공정을 설명하는 도면이다.
도 4a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 핸들링용 캐리어체를 코오킹하여 성막용 기판과 일체화되는 방법을 설명하는 도면이다.
도 4b는 도 4a의 다음 공정을 설명하는 도면이다.
도 4c는 도 4b의 다음 공정을 설명하는 도면이다.
도 4d는 도 4c의 다음 공정을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 관한 필러블 초전도 도체를 접속용 초전도 도체로서 사용한 사용예를 도시하는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태(이하, 실시 형태라고 함)에 대해 상세하게 설명한다.
(제1 실시 형태)
본 발명의 제1 실시 형태의 필러블 초전도 도체는, 성막 시에 성막용 기판에 「핸들링용 캐리어체」를 부착해서 초전도층을 성막한 후, 「핸들링용 캐리어체」를 박리해서 「보수용 캐리어체」에 다시 부착함으로써 얻어진다. 이하, 3개의 방법에 대해 설명한다.
<성막용 기판을 핸들링용 캐리어체에 부분적으로 접합하는 방법>
성막용 기판을 핸들링용 캐리어체에 부분적으로 접합하여, 성막용 기판에 중간층, 초전도층, 보호층을 성막한 후, 접합부를 제거(절단)하여, 핸들링용 캐리어체를 박리해서 보수용 캐리어체에 다시 부착함으로써, 보수용 초전도 도체를 제조한다.
도 2a, 도 2c에 도시한 바와 같이, 성막용 기판(20)으로서 하스텔로이나 스테인리스 등의 Ni기나 Fe기 합금으로 이루어지는 테이프 형상의 극박 기판(3 내지 50㎛의 두께)을 준비하고, 이 성막용 기판(20) 상의 한쪽의 면에, 성막용 기판(20)과 합계 두께가 70 내지 120㎛가 되는 두께의 황동 등의 금속으로 이루어지는 핸들링용 캐리어체(10)를 겹치고, 폭 방향에 있어서의 양단부 및／또는 폭 방향으로 1군데 이상을 길이 방향으로 연속 또는 불연속으로 접합한다. 보수용(접속용) 초전도 도체에 사용하는 기판은, 보수(접속) 개소의 두께를 억제하기 위해 50㎛ 이하의 것이 바람직하다.
도 2a는 양단부에 접합부가 있는 경우, 도 2c는 중앙부에 접합부가 있는 경우를 도시한 것이다.
이 성막용 기판(20)의, 핸들링용 캐리어체(10)를 접착한 면과는 반대인 면에 기계 연마나 전계 연마에 의해 표면 연마를 실시한다. 이때, 표면 연마를 행한 성막용 기판(20)의 표면의 산술 평균 거칠기 Ra는 5㎚ 이하, 적합하게는 2㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다.
그리고, 표면 연마된 성막용 기판(20) 상에, 스퍼터링 장치를 사용해서 예를 들어, Gd2Zr2O7로 이루어지는 두께 100㎚의 베드층을 성막하고, 이 베드층 상에, IBAD법이 의해 MgO로 이루어지는 배향층(IBAD-MgO층)을, 상온에서 10 내지 200Å(angstrom) 성막하고, 또한 배향층의 위에는, 조성식이 LaMnO3 +δ(δ는 산소 부정비량)로 표시되는 결정 재료로 구성된 산화물층인 LMO층을 RF 스퍼터링법에 의해 4 내지 100㎚ 성막했다. 또한, LMO층은 LMO의 결정격자가 입방정이 되는 상전이 온도를 낮게 할 수 있다고 하는 관점에서, 조성식이 Laz(Mn1-xMx)wO3 +δ(M=Cr, Al, Co 및 Ti로부터 선택되는 적어도 1개이며, δ는 산소 부정비량이며, 0<z/w<2, 0<x≤1임)로 표시되는 결정 재료로 구성된 산화물층인 것이 바람직하다. 또한, δ의 값은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 -1<δ<1이다. 또한 산화물층 상에는 CeO2로 이루어지는 캡층을, 스퍼터법에 의해 650℃에서 200㎚ 성막하여 3층의 중간층(31)으로 했다. 또한, 배향층과 캡층 사이에 형성된 LMO층은, 캡층의 격자 정합성을 향상시키는 기능을 갖고 있다. 캡층 상에는, YBCO 등의 조성식이 REBa2Cu3O7 -λ로 표시되는 RE계 초전도체(RE는, Y, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb나 Lu 등의 단일의 희토류 원소 또는 복수의 희토류 원소이며, λ는, 산소 부정비량이며, 예를 들어 0 이상 1 이하임)로 이루어지는 초전도층(32)을, MOCVD법에 의해 845℃에서 두께 1㎛ 성막하고, 또한, 초전도층 상에 스퍼터법을 사용해서 두께 20㎛의 보호층(안정화층)(33)으로서의 Ag 또는 Ag 합금층을 성막하여 초전도 도체(1)로 한다.
또한, 베드층으로서는, Gd2Zr2O7 외에 YAlO3(이트륨 알루미네이트), YSZ(이트리아 안정화 지르코니아), Y2O3, Gd2O, Al2O3, B2O3, Sc2O3, Cr2O3, REZrO, CeO2, PrO2 및 RE2O3 등을 사용할 수 있다. 여기서, RE는, 단일의 희토류 원소 또는 복수의 희토류 원소를 나타낸다.
성막층(30)은 중간층(31), 초전도층(32), 보호층(안정화층)(33)으로 이루어진다.
도 2b, 도 2d에 도시한 바와 같이, 얻어진 초전도 도체(1)로부터, 기판(20)과 핸들링용 캐리어체(10)의 접합부를 길이 방향으로 절단(가위나 커터라도 좋지만, 긴 경우는 슬리터나 레이저를 사용해서 절단)하고, 핸들링용 캐리어체(10)를 제거하여, 극박 초전도 도체를 얻는다. 이 극박 초전도 도체를, 점착력이 매우 약한 양면 테이프(예를 들어, 재생지 양면 테이프 「나이스 태크(등록 상표) 리무카(등록 상표)」, 상품명)를 접착층으로서 사용해서 보수용 캐리어체[금속판 또는 수지판, 예를 들어 스테인리스판이나 폴리프로필렌판이나 폴리프로필렌테레프탈레이트(PPT) 수지판]에 부착한다.
이들 보수용 캐리어체 중, 보수용 캐리어체가 접속된 상태의 보수용(접속용) 초전도체(필러블 초전도체)를 보수(접속) 대상의 초전도선에 땜납 등에 의해 접속하는 경우는, 땜납 접속 시의 열에 대한 내열성을 갖는 것을 선택하면 좋다. 구체적으로는, 금속판(스테인리스판)이나 PPT 수지판을 보수용 캐리어체에 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 보수용 캐리어체가 접속된 상태에서 땜납 접속을 행하는 경우는, 보수용의 초전도 도체의 기판 두께가 30㎛ 미만인 극박의 것이어도, 보수용의 초전도 도체에 손상을 주지 않고 접속이 가능하다. 기판이 극박인 경우, 보수용 캐리어체는 고강도의 것이 바람직하므로, 특히 금속판(하스텔로이판이나 스테인리스판)을 보수용 캐리어체로 하는 것이 바람직하다.
또한, 보수용 캐리어체의 편면이 점착면인 테이프 형상 시트(예를 들어, 마스킹 테이프, 양생 테이프 등)이어도 좋고, 그 경우에는, 전술한 접착층은 불필요하게 된다. 양면 테이프나, 편면이 점착면인 테이프 형상 시트의 성막용 기판(20)에 대한 점착력은, 0.5 내지 5N의 범위에 들어가는 것이 바람직하다.
성막용 기판(20)과 핸들링용 캐리어체(10)의 접합은, 레이저 용접, 스폿 용접, 고온 내성이 있는 금속용 접착제[예를 들어, 파이로 덕트(927℃), Durabond 952(1090℃) 등]에 의한 접합, 납재[예를 들어, Cu-ABA(1000℃ 이상), CUSIL-ABA(850℃) 등]에 의한 접합, 확산 접합(접합재를 진공 상태 또는 아르곤 분위기 하에 가열, 압축하고, 원자의 확산을 이용해서 접합하는 방법) 등에 의해 행할 수 있다.
또한, 이 핸들링용 캐리어체는, 초전도 성막 시의 고온에 견디고, 또한 열전도성이 좋은 것이 바람직하므로, 성막용의 극박 기판과 동일한 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
<성막용 기판과 핸들링용 캐리어체를 전체면 접합하는 방법>
성막용 기판과 핸들링용 캐리어체를 압접 접합하여, 성막용 기판에 중간층, 초전도층, 보호층을 성막한 후, 산에 침지하여 핸들링용 캐리어체를 용해 제거하고, 보수용 캐리어체에 다시 부착함으로써, 보수용 초전도 도체를 제조한다.
도 3a와 같이, 성막용 기판(20)으로서 하스텔로이나 스테인리스 등의 Ni기 또는 Fe기 합금으로 이루어지는 테이프 형상의 극박 기판을 준비하고, 이 성막용 기판(20) 상의 한쪽의 면에, 예를 들어 황동제 등의 금속으로 이루어지는 핸들링용 캐리어체(10)를 겹치고, 도 3b와 같이, 압연기로 온간 또는 냉간에서 압연을 행하여, 합계 두께를 70 내지 120㎛로 마무리한 후 650℃ 정도의 온도에서 열처리를 실시하여 2개의 금속이 전체면 접합된 기판을 작성한다. 성막용 기판(20)과 핸들링용 캐리어체(10) 사이에 금속 접합 방지를 위한 박리재를 사이에 두고 압연해도 좋다. 계속해서, 도 3c와 같이, 성막용 기판(20) 상에 상기와 마찬가지의 방법에 의해 중간층(31), 초전도층(32), 보호층(33)을 성막하고, 초전도 도체(1)를 제조한다. 도 3d와 같이, 얻어진 초전도 도체(1)를 황산 등의 핸들링용 캐리어체(10)만을 용해하는 산의 용액에 침지하여, 핸들링용 캐리어체(10)를 용해 제거하고, 극박 초전도 도체를 얻는다.
이 극박 초전도 도체를, 상기와 마찬가지로, 점착력이 매우 약한 양면 테이프(예를 들어, 재생지 양면 테이프 「나이스 태크(등록 상표) 리무카(등록 상표)」, 상품명)를 접착층으로서 사용해서 보수용 캐리어체[금속판 또는 수지판, 예를 들어 스테인리스판이나 폴리프로필렌판이나 폴리프로필렌테레프탈레이트(PPT) 수지판]에 부착한다.
이들 보수용 캐리어체 중, 보수용 캐리어체가 접속된 상태의 보수용(접속용) 초전도체(필러블 초전도체)를 보수(접속) 대상의 초전도선에 땜납 등에 의해 접속하는 경우는, 땜납 접속 시의 열에 대한 내열성을 갖는 것을 선택하면 좋다. 구체적으로는, 금속판(스테인리스판)이나 PPT 수지판을 보수용 캐리어체에 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 보수용 캐리어체가 접속된 상태에서 땜납 접속을 행하는 경우는, 보수용의 초전도 도체의 기판 두께가 30㎛ 미만인 극박의 것이어도, 보수용의 초전도 도체에 손상을 주지 않고 접속이 가능하다. 기판이 극박인 경우, 보수용 캐리어체는 고강도의 것이 바람직하므로, 특히 금속판(하스텔로이판이나 스테인리스판)을 보수용 캐리어체로 하는 것이 바람직하다.
또한, 보수용 캐리어체의 편면이 점착면인 테이프 형상 시트(예를 들어, 마스킹 테이프, 양생 테이프 등)이어도 좋고, 그 경우에는, 전술한 접착층은 불필요하게 된다. 양면 테이프나, 편면이 점착면인 테이프 형상 시트의 성막용 기판(20)에 대한 점착력은, 0.5 내지 5N의 범위에 들어가는 것이 바람직하다.
<핸들링용 캐리어체를 코오킹하여 성막용 기판과 일체화하는 방법>
도 4a와 같이, 성막용 기판(20)으로서 하스텔로이나 스테인리스 등의 Ni기 또는 Fe기 합금으로 이루어지는 테이프 형상의 극박 성막용 기판을 준비하고, 이 극박 성막용 기판 상의 한쪽의 면에, 극박 성막용 기판보다도 조금 큰 황동 등으로 이루어지는 핸들링용 캐리어체(10)를 겹치고, 도 4b와 같이, 코오킹용의 펀치를 사용해서 2개의 금속의 일부를 코오킹한 기판을 작성한다. 도 4c와 같이, 성막용 기판(20) 상에 상기와 마찬가지의 방법에 의해 중간층(31), 초전도층(32), 보호층(33)을 성막하고, 초전도 도체(1)를 제조한다. 도 4d와 같이, 얻어진 초전도 도체의 핸들링용 캐리어체의 코오킹부를 기계적으로 펴서 핸들링용 캐리어체를 제거하고, 극박 초전도 도체를 얻는다.
이 극박 초전도 도체를, 상기와 마찬가지로, 점착력이 매우 약한 양면 테이프(예를 들어, 재생지 양면 테이프 「나이스 태크(등록 상표) 리무카(등록 상표)」, 상품명)를 접착층으로서 사용해서 보수용 캐리어체[금속판 또는 수지판, 예를 들어 스테인리스판이나 폴리프로필렌판이나 폴리프로필렌테레프탈레이트(PPT) 수지판]에 부착한다.
이들 보수용 캐리어체 중, 보수용 캐리어체가 접속된 상태의 보수용(접속용) 초전도체(필러블 초전도체)를 보수(접속) 대상의 초전도선에 땜납 등에 의해 접속하는 경우는, 땜납 접속 시의 열에 대한 내열성을 갖는 것을 선택하면 좋다. 구체적으로는, 금속판(스테인리스판)이나 PPT 수지판을 보수용 캐리어체에 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 보수용 캐리어체가 접속된 상태에서 땜납 접속을 행하는 경우는, 보수용의 초전도 도체의 기판 두께가 30㎛ 미만인 극박의 것이어도, 보수용의 초전도 도체에 손상을 주지 않고 접속이 가능하다. 기판이 극박인 경우, 보수용 캐리어체는 고강도의 것이 바람직하므로, 특히 금속판(하스텔로이판이나 스테인리스판)을 보수용 캐리어체로 하는 것이 바람직하다.
또한, 보수용 캐리어체의 편면이 점착면인 테이프 형상 시트(예를 들어, 마스킹 테이프, 양생 테이프 등)이어도 좋고, 그 경우에는, 전술한 접착층은 불필요하게 된다. 양면 테이프나, 편면이 점착면인 테이프 형상 시트의 성막용 기판(20)에 대한 점착력은, 0.5 내지 5N의 범위에 들어가는 것이 바람직하다.
(제2 실시 형태)
본 발명의 제2 실시 형태의 필러블 초전도 도체는, 성막 시에 성막용 기판에 핸들링용 캐리어체를 부착해서 중간층, 초전도층, 보호층을 성막하고, 핸들링용 캐리어체를 그대로 보수용 캐리어체로서 사용함으로써 얻어진다. 이하, 2개의 방법에 대해 설명한다.
<성막용 기판과 핸들링용 캐리어체를 전체면 접합하는 방법>
성막용 기판과 핸들링용 캐리어체를 압접 접합하여, 성막용 기판에 중간층, 초전도층, 보호층을 성막하고, 그대로 보수용 초전도 도체로 한다. 이 경우, 핸들링용 캐리어체는, 그대로 보수용 캐리어체가 된다.
제1 실시예와 마찬가지로, 도 3a에 도시한 바와 같이, 성막용 기판(20)으로서 하스텔로이 등의 Ni기 합금으로 이루어지는 테이프 형상의 극박 기판을 준비하고, 이 성막용 기판(20) 상의 한쪽의 면에, 예를 들어 황동제의 핸들링용 캐리어체(10)를 겹치고, 도 3b에 도시한 바와 같이, 압연기로 온간 또는 냉간에서 압연을 행하여, 합계 두께를 70 내지 120㎛로 마무리한 후 650℃ 정도의 온도에서 열처리를 실시하여 2개의 금속이 전체면 접합된 기판을 제작한다. 도 3c에 도시한 바와 같이, 이 기판 상에 제1 실시 형태와 마찬가지의 방법에 의해 중간층(31), 초전도층(32), 보호층(33)을 성막하여 초전도 도체(1)를 제조하고, 이를 보수용의 필러블 초전도 도체로 한다.
<성막용 기판과 핸들링용 캐리어체의 사이에 박리층을 끼우는 방법>
성막용 기판과 핸들링용 캐리어체의 사이에, 박리층을 끼울 수 있다. 박리층으로서는, Ta(융점 2996℃), Nb(융점 2500℃), Zr(융점 2127℃), Ni(융점 1455℃), Cr(융점 1900℃), Ti(융점 1727℃), Fe(융점 1539℃), Si(융점 1410℃), Mo(융점 2622℃), Co(융점 1478℃), V(융점 1697℃), W(융점 3382℃)의 금속 단체, 합금, 산화물, 수산화물 등 융점이 높아, 내열성을 갖는 재료를 사용할 수 있다. 핸들링용 캐리어체에 박리층의 물질을 도금법에 의해 붙이고, 성막용 기판도 도금법에 의해 형성할 수도 있다. 상기 성막용 기판과 핸들링용 캐리어체를 전체면 접합하는 방법에 있어서, 압연 시의 동안에 탄소 등의 개재물을 끼워 둠으로써 의도적으로 박리되기 쉽게 하는 것도 가능하다.
제1 실시 형태, 제2 실시 형태에서 얻어진 필러블 초전도 도체를 사용해서, Ic 열화부를 갖는 초전도선의 Ic 열화부를 보수하는 경우, 필러블 초전도 도체로부터 보수용 캐리어체를 용이하게 박리 제거할 수 있어, 얇은 성막용 기판 등으로 이루어지는 초전도 도체를 Ic 열화부에 땜납 등에 의해 접합해서 전류의 우회로를 형성할 수 있다. 이와 같이 보수한 초전도선의 보수부의 두께 증가는 최소한으로 억제할 수 있어, 코일 등으로 가공할 때에 두께가 문제가 되는 일은 없다.
구체적으로는, 어느 일정한 길이를 갖는 초전도선의 Ic 측정을 행하고[예를 들어, THEVA사제의 TAPESTAR(등록 상표)을 사용하면 되고], Ic 열화부가 발생하고 있는 경우에는, 그 열화부를 특정하고, 그 열화부에 초전도 도체를, 땜납을 사용해서 부착하면 된다. 이때, 필러블 초전도 도체는 Ic 열화부에 대해, 열화부 주위를 오버랩시키도록 배치해서 부착하는 것이 바람직하다. 또한, 부착하는 경우에는, 초전도선의 초전도층측과 필러블 초전도 도체의 초전도층측이 대향하도록 배치하면 된다.
또한, 초전도선끼리의 접속의 경우에, 그 필러블 초전도 도체를 접속용 초전도 도체로서 사용해도 좋다.
구체적으로는, 도 5와 같이, 초전도선(50, 50)끼리를 서로 맞대어, 초전도선(50, 50)을 걸치도록 필러블 초전도 도체(100)를 배치한다. 보수용 캐리어체는 초전도선의 핸들링 시에는 그 보강용으로서 박리하지 않고 보유 지지해 두고, 최종적인 제품(코일이나 케이블)으로 하는 경우에, 그 캐리어체를 박리해도 좋다. 이 경우에는, 보강용으로 하는 캐리어체로서는 하스텔로이나 스테인리스 등의 강도가 높은 재질을 사용하는 것이 바람직하다.
이상, 실시 형태를 사용해서 본 발명을 설명했지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시 형태에 기재된 범위에는 한정되지 않는 것은 물론이다. 상기 실시 형태에, 다양한 변경 또는 개량을 추가하는 것이 가능한 것이 당업자에게 자명하다. 또한 그와 같은 변경 또는 개량을 추가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있는 것이, 특허 청구 범위의 기재로부터 명백하다.
본 발명은, 필러블 초전도 도체, 필러블 초전도 도체의 제조 방법 및 초전도선의 보수 방법이며, 보수용의 초전도 도체에 이용할 수 있다.
1 : 초전도 도체
10 : 핸들링용 캐리어체
20 : 성막용 기판
30 : 성막층
31 : 중간층
32 : 초전도층
33 : 보호층(안정화층)
50 : 초전도선
100 : 필러블 초전도 도체

Claims (11)

  1. 초전도 도체와,
    박리 가능한 캐리어체
    를 구비하며,
    상기 초전도 도체는, 기재와, 상기 기재의 한쪽의 표면 상에 형성된 초전도층을 가지며,
    상기 박리 가능한 캐리어체는, 상기 초전도 도체의 상기 초전도층이 형성된 면과 반대측의 표면에 형성된 것을 특징으로 하는 필러블 초전도 도체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어체와 상기 초전도 도체는 접착층을 개재하여 접속되어 있는 필러블 초전도 도체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기재는 금속 기판을 갖고, 상기 캐리어체는 금속으로 이루어지고, 상기 금속 기판과 상기 캐리어체가 부분적으로 코오킹 접합되어 있는 필러블 초전도 도체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재는 금속 기판을 갖고, 상기 금속 기판의 두께가, 50㎛ 이하인 필러블 초전도 도체.
  5. 기재의 한쪽의 표면에 박리 가능한 캐리어체를 형성하는 공정과,
    상기 기재의 상기 캐리어체가 형성된 면과 반대측의 표면 상에 초전도층을 성막하는 공정
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 필러블 초전도 도체의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 캐리어체는, 상기 기재와 동일한 재료로 이루어지는 필러블 초전도 도체의 제조 방법.
  7. 기재의 한쪽의 표면에 핸들링용 캐리어체를 형성하는 공정과,
    상기 기재의 상기 핸들링용 캐리어체가 형성된 면과 반대측의 표면 상에 초전도층을 성막하는 공정과,
    상기 핸들링용 캐리어체를 제거하는 공정과,
    상기 핸들링용 캐리어체를 제거한 측의 표면에, 박리 가능한 캐리어체를 형성하는 공정
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 필러블 초전도 도체의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 핸들링용 캐리어체와 상기 기재는 부분적으로 접합한 접합부를 갖고, 상기 핸들링용 캐리어체를 제거하는 공정에 있어서, 상기 접합부를 제거하는 것을 특징으로 하는 필러블 초전도 도체의 제조 방법.
  9. 기재의 한쪽의 표면 상에 초전도층이 형성되고, 다른 쪽의 표면에 박리 가능한 캐리어체가 형성된 필러블 초전도 도체를 준비하는 공정과,
    일부에 Ic 열화부를 갖는 초전도선의 상기 Ic 열화부를 특정하는 공정과,
    상기 캐리어체를 상기 필러블 초전도 도체로부터 제거하는 공정과,
    상기 Ic 열화부를 덮도록 상기 캐리어체를 제거한 상기 필러블 초전도 도체를 상기 초전도선에 전기적으로 접속하는 공정
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 초전도선의 보수 방법.
  10. 기재의 한쪽의 표면 상에 초전도층이 형성되고, 다른 쪽의 표면에 박리 가능한 캐리어체가 형성된 필러블 초전도 도체를 준비하는 공정과,
    일부에 Ic 열화부를 갖는 초전도선의 상기 Ic 열화부를 특정하는 공정과,
    상기 Ic 열화부를 덮도록 상기 필러블 초전도 도체를, 초전도층측끼리가 대향하도록 배치하고, 전기적으로 접속하는 공정과,
    상기 캐리어체를 상기 필러블 초전도 도체로부터 제거하는 공정
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 초전도선의 보수 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기재를 구성하는 금속 기판의 두께가 30㎛ 미만인 초전도선의 보수 방법.
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