氧化物超導薄膜線材及其制造方法技術

一種氧化物超導薄膜線材包括金屬基底、層疊體和Cu穩定層。金屬基底包括支撐基材和位于支撐基材上的導電層。導電層包括用作內層的Cu層和雙軸取向的表面層。層疊體包括從金屬基底依次在金屬基底上堆疊的緩沖層、氧化物超導層和Ag穩定層。Cu穩定層形成為圍繞層疊體和金屬基底。將Cu穩定層和Ag穩定層的至少一個形成為與金屬基底的導層的至少一部分接觸并且與金屬基底的導電層導電。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及氧化物超導薄膜線材以及氧化物超導薄膜線材的制造方法。
技術介紹
由于發現了在液氮的溫度下，具有超導性的高溫超導材料，已經積極地開發了旨在應用于電力設備，諸如電纜、限流器和磁體的高溫超導線材。具體地，在基底上形成由稀土基氧化物超導材料制成的薄層(在下文中也稱為“氧化物超導層”)的氧化物超導薄膜線材已經受到關注。通常通過在具有雙軸取向的寬金屬基底上，形成由例如由REBCO(REBa2Cu3O7-δ：RE是指“稀土”)表示的氧化物超導材料制成的氧化物超導層，并且將該基底切割(縱切)為預定寬度，形成這種氧化物超導薄膜線材(例如，PTL 1至PTL 4)。具體地，首先，通過例如濺射法，在寬金屬基底上形成由Y2O3(氧化釔)、YSZ(釔穩定氧化鋯)、CeO2(二氧化鈰)等制成的氧化物層，作為緩沖層。然后，通過物理氣相沉積法(PVD法)，諸如脈沖激光沉積法(PLD法)、濺射法或離子鍍法或化學氣相沉積法(CVD法)，諸如金屬有機分解法(MOD法)，在緩沖層上形成氧化物超導層。然后，通過濺射法等，在氧化物超導層上形成銀(Ag)穩定層。通過這些工藝，制成寬氧化物超導線材。然后，通過使用機械縱切機、激光縱切機等，使寬氧化物超導線材經歷縱切以便具有預定寬度。圖4是示意性地示出由此縱切的氧化物超導薄膜線材的結構的示例的透視圖。氧化物超導薄膜線材1包括金屬基底B、緩沖層14、氧化物超導層15和Ag穩定層16。如圖4所示，包括用作支撐基材的不銹鋼(SUS)層11、用作取向層的銅(Cu)層12和用作防氧化層的鎳(Ni)層13的復合基底被廣泛用作金屬基底B。在本文中，Cu層12和Ni層13構成金屬基底B的導電層。引用列表專利文獻PTL 1：日本未審專利申請公開No.07-037444PTL 2：日本未審專利申請公開No.2003-308745PTL 3：日本未審專利申請公開No.2007-287629PTL 4：日本未審專利申請公開No.2013-12406
技術實現思路
技術問題然而，當高于臨界電流(Ic)的電流流過氧化物超導層15時，氧化物超導層15不保持在超導狀態并且改變成正常導電狀態。因此，在氧化物超導層15中產生高電阻以產生熱，最終可能會損壞(燒壞)氧化物超導層15。因此，即使當高于Ic的電流(過電流)臨時流過時，需要防止過電流流過氧化物超導層。由此，通過不僅沉積Ag穩定層16，而且沉積Cu穩定層17，提供圖4中所示的氧化物超導薄膜線材1。在這些穩定層中，電阻隨厚度增加而減小。因此，抑制由于過電流而導致的溫度升高，降低燒壞發生的可能性并且實現快速恢復至超導狀態。然而，隨著穩定層的厚度增加，變得更難以彎曲氧化物超導薄膜線材。因此，喪失氧化物超導薄膜線材的特征并且制造成本增加。因此，本專利技術的目的是提供一種氧化物超導薄膜線材，能充分地忍受大的過電流，同時能充分地保持氧化物超導薄膜線材易于彎曲，以及制造該氧化物超導薄膜線材的方法。解決問題的技術方案本專利技術的方面涉及一種氧化物超導薄膜線材，包括金屬基底、層疊體和Cu穩定層，其中，所述金屬基底包括支撐基材和位于所述支撐基材上的導電層；所述導電層包括用作內層的Cu層和雙軸取向的表面層；所述層疊體包括從所述金屬基底依次在所述金屬基底上堆疊的緩沖層、氧化物超導層和Ag穩定層，所述Cu穩定層形成為圍繞所述層疊體和所述金屬基底，以及將所述Cu穩定層和所述Ag穩定層的至少一個形成為與所述金屬基底的導電層的至少一部分接觸并且與所述金屬基底的導電層導電。本專利技術的另一方面涉及一種制造氧化物超導薄膜線材的方法，所述方法包括：層疊體形成步驟，用于通過從金屬基底依次在寬的金屬基底上形成緩沖層、氧化物超導層和Ag穩定層，形成層疊體，所述金屬基底包括支撐基材和位于所述支撐基材上并且包括用作內層的Cu層和雙軸取向的表面層的導電層；縱切步驟，用于將所述金屬基底和所述層疊體切成預定寬度；導電層暴露步驟，用于從所述縱切金屬基底和層疊體，暴露所述金屬基底的導電層的一部分；以及Cu穩定層形成步驟，用于形成Cu穩定層，使得Cu穩定層圍繞所述層疊體和所述金屬基底，其中，在所述Cu穩定層形成步驟中，將所述Cu穩定層形成為與所述金屬基底的導電層的暴露部分接觸并且與所述導電層導電。本專利技術的又一方面涉及一種制造氧化物超導薄膜線材的方法，所述方法包括：層疊體形成步驟，用于通過從金屬基底依次在寬的金屬基底上形成緩沖層和氧化物超導層，形成層疊體，所述金屬基底包括支撐基材和位于所述支撐基材上并且包括用作內層的Cu層和雙軸取向的表面層的導電層；縱切步驟，用于將所述金屬基底和所述層疊體切成預定寬度；導電層暴露步驟，用于形成從所述縱切層疊體的表面延伸至所述金屬基底的導電層的至少一個通孔；Ag穩定層形成步驟，用于在所述層疊體上形成Ag穩定層；以及Cu穩定層形成步驟，用于形成Cu穩定層，使得Cu穩定層圍繞所述金屬基底和其上已經形成所述Ag穩定層的層疊體，其中，在所述Ag穩定層形成步驟中，將所述Ag穩定層形成為通過所述通孔，與所述金屬基底的導電層接觸并且與所述金屬基底的導電層導電。本專利技術的又一方面涉及一種制造氧化物超導薄膜線材的方法，所述方法包括：層疊體形成步驟，用于通過從金屬基底依次在寬的金屬基底上形成緩沖層和氧化物超導層，形成層疊體，所述金屬基底包括支撐基材和位于所述支撐基材上并且包括用作內層的Cu層和雙軸取向的表面層的導電層；縱切步驟，用于將所述金屬基底和所述層疊體切成預定寬度；導電層暴露步驟，用于從所述縱切層疊體和金屬基底的側端面暴露所述金屬基底的Cu層的至少一部分；Ag穩定層形成步驟，用于在所述層疊體和所述金屬基底上形成Ag穩定層；以及Cu穩定層形成步驟，用于形成Cu穩定層，使得Cu穩定層進一步圍繞所述層疊體和其上已經形成所述Ag穩定層的金屬基底，其中，在所述Ag穩定層形成步驟中，將所述Ag穩定層形成為所述Ag穩定層圍繞所述層疊體和所述金屬基底以實現所述金屬基底的Cu層的暴露部分和所述Ag穩定層之間的導電。本專利技術的有益效果根據本專利技術，能提供一種氧化物超導薄膜線材，能充分地承受大的過電流，同時充分地保持氧化物超導薄膜線材易于彎曲，以及制造該氧化物超導薄膜線材的方法。附圖說明圖1是示意性地示出縱切氧化物超導薄膜線材的切割端部的狀態的截面圖。圖2A是示意性地示出根據本專利技術的實施例的氧化物超導薄膜線材結構的示例的截面圖。圖2B是示意性地示出根據本專利技術的實施例的氧化物超導薄膜線材結構的示例的截面圖。圖2C是示意性地示出根據本專利技術的實施例的氧化物超導薄膜線材結構的示例的截面圖。圖3A是示意性地示出根據本專利技術的實施例的氧化物超導薄膜線材結構的示例的截面圖。圖3B是示意性地示出根據本專利技術的實施例的氧化物超導薄膜線材結構的示例的截面圖。圖3C是示意性地示出根據本專利技術的實施例的氧化物超導薄膜線材結構的示例的截面圖。圖4是示意性地示出氧化物超導薄膜線材的結構的示例的透視圖。具體實施方式[根據本專利技術的實施例的描述]首先，將列出和描述根據本專利技術的實施例的內容。(1)根據本專利技術的實施例的一種氧化物超導薄膜線材包括金屬基底、層疊體和Cu穩定層。金屬基底包括支撐基材和位于支撐基材上的導電層。導電層包括用作內層的Cu層和雙軸取向的表面層。層疊體包括從金屬基底依本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種氧化物超導薄膜線材，包括金屬基底、層疊體和Cu穩定層，其中，所述金屬基底包括支撐基材和位于所述支撐基材上的導電層，所述導電層包括用作內層的Cu層和雙軸取向的表面層，所述層疊體包括從所述金屬基底依次在所述金屬基底上堆疊的緩沖層、氧化物超導層和Ag穩定層，所述Cu穩定層被形成為圍繞所述層疊體和所述金屬基底，以及所述Cu穩定層和所述Ag穩定層中的至少一個被形成為與所述金屬基底的所述導電層的至少一部分接觸并且與所述金屬基底的所述導電層導電。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.03.07 JP 2014-045047;2014.03.07 JP 2014-045061.一種氧化物超導薄膜線材，包括金屬基底、層疊體和Cu穩定層，其中，所述金屬基底包括支撐基材和位于所述支撐基材上的導電層，所述導電層包括用作內層的Cu層和雙軸取向的表面層，所述層疊體包括從所述金屬基底依次在所述金屬基底上堆疊的緩沖層、氧化物超導層和Ag穩定層，所述Cu穩定層被形成為圍繞所述層疊體和所述金屬基底，以及所述Cu穩定層和所述Ag穩定層中的至少一個被形成為與所述金屬基底的所述導電層的至少一部分接觸并且與所述金屬基底的所述導電層導電。2.根據權利要求1所述的氧化物超導薄膜線材，其中，至少一個通孔被形成為從所述層疊體的表面延伸至所述金屬基底的所述導電層，并且所述Cu穩定層形成為通過所述通孔與所述金屬基底的所述導電層接觸并且與所述金屬基底的所述導電層導電。3.根據權利要求1所述的氧化物超導薄膜線材，其中，所述Cu穩定層與所述金屬基底的所述Cu層的側端面的至少一部分接觸并且與所述金屬基底的所述Cu層導電。4.根據權利要求1所述的氧化物超導薄膜線材，其中，至少一個通孔被形成為從所述層疊體的表面延伸至所述金屬基底的所述導電層，并且所述Ag穩定層被形成為通過所述通孔與所述金屬基底的所述導電層接觸并且與所述金屬基底的所述導電層導電。5.根據權利要求1所述的氧化物超導薄膜線材，其中，所述Ag穩定層與所述金屬基底的所述Cu層的側端面的至少一部分接觸并且與
\t所述金屬基底的所述Cu層導電。6.一種制造氧化物超導薄膜線材的方法，所述方法包括：層疊體形成步驟，用于通過從寬的金屬基底依次在所述金屬基底上形成緩沖層、氧化物超導層和Ag穩定層，來形成層疊體，所述金屬基底包括支撐基材和導電層，所述導電層位于所述支撐基材上并且包括用作內層的Cu層和雙軸取向的表面層；縱切步驟，用于將所述金屬基底和所述層疊體切成預定寬度；導電層暴露步驟，用于從縱切的所述金屬基底和所述層疊體暴露所述金屬基底的所述導電層的一部分；以及Cu穩定層形成步驟，用于形成Cu穩定層，使得所述Cu穩定層圍繞所述層疊體和所述金屬基底，其中，在所述Cu穩定層形成步驟中，所述Cu穩定層被形成為與所述金屬基底的所述導電層的暴露部分接觸并且與所述導電層導電。7.根據權利要求6所述的制造氧化物超導薄膜線材的方法，其中，所述導電層暴露步驟是形成從縱切的所述層疊體的表面延伸至所述金屬基底的所述導電層的至少一個通孔的導電層暴露步驟，以及在所述Cu穩定層形成步驟中，所述Cu穩定層被形成為通過所述通孔與所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：山口高史，永石龍起，小西昌也，大木康太郎，本田元氣，
申請(專利權)人：住友電氣工業株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP