專利名稱：低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交流損失的減少效果高的復(fù)合絲型超導(dǎo)線材及其制造方法。本申請基于2009年10月30日在日本申請的特愿2009-250785號主張優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容援引于此。
背景技術(shù)：
釔(Y)系氧化物等超導(dǎo)體能夠在以臨界溫度、臨界電流、臨界磁場規(guī)定的條件范圍內(nèi)維持超導(dǎo)狀態(tài)。另ー方面，已知超導(dǎo)體發(fā)生所謂失超現(xiàn)象，即，根據(jù)其狀態(tài)，在通電中局部區(qū)域成為常導(dǎo)狀態(tài)而發(fā)熱，進(jìn)而超導(dǎo)體整體轉(zhuǎn)移到常導(dǎo)狀態(tài)。產(chǎn)生失超現(xiàn)象時(shí)，超導(dǎo)體可能燒損。因此，為了防止燒損超導(dǎo)體，將由熱傳導(dǎo)性和導(dǎo)電性良好的金屬構(gòu)成的穩(wěn)定化層 (金屬穩(wěn)定化層)接觸配置于超導(dǎo)層進(jìn)行復(fù)合化。通過設(shè)置穩(wěn)定化層，從而即使通電中超導(dǎo)層的局部區(qū)域變?yōu)槌?dǎo)狀態(tài)，也能夠使電流流過(進(jìn)行分流)穩(wěn)定化層而將超導(dǎo)層的特性穩(wěn)定化。作為設(shè)置穩(wěn)定化層的方法，公開了利用濺射、蒸鍍等物理方法形成由銀(Ag)構(gòu)成的穩(wěn)定化層(銀穩(wěn)定化層)的方法(參照專利文獻(xiàn)1)和介由焊料在銀穩(wěn)定化層上形成由廉價(jià)的銅(Cu)構(gòu)成的穩(wěn)定化層(銅穩(wěn)定化層)的方法(參照專利文獻(xiàn)2)。為了將超導(dǎo)體提供到電纜、變壓器等實(shí)際應(yīng)用上，必須減少交流損失。對此，已知在利用了超導(dǎo)線材的線圈中，通過在超導(dǎo)層形成到達(dá)金屬基材的槽，將超導(dǎo)層分割成多個(gè)而細(xì)線化，從而能以與分割數(shù)成反比例的方式減少交流損失(參照專利文獻(xiàn)3、非專利文獻(xiàn) 1)。作為細(xì)線化的方法，通?？墒褂眉す庹丈?、光刻、蝕刻等。這樣，在為了使超導(dǎo)層穩(wěn)定化防止燒損而設(shè)置了金屬穩(wěn)定化層的超導(dǎo)線材中，為了減少交流損失，將超導(dǎo)層細(xì)線化很重要。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2006-236652號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2008-60074號公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開2007-141688號公報(bào)非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)1 =Supercond. Soc. Technol. ,20,822-826(2007)

發(fā)明內(nèi)容
但是，細(xì)線化吋，容易生成源于金屬穩(wěn)定化層的金屬屑。例如，用激光照射進(jìn)行細(xì)線化吋，由于激光照射而產(chǎn)生稱為渣滓的金屬熔融屑。此時(shí)，由于基板上成膜了的氧化物超導(dǎo)層的厚度較薄，所以源于金屬穩(wěn)定化層的金屬屑堵塞在以細(xì)線化分割了的多個(gè)超導(dǎo)層間的槽中，超導(dǎo)層間發(fā)生電連接。此時(shí)，由于變得不易得到超導(dǎo)層間的電阻，產(chǎn)生耦合損耗，所以存在交流損失的減少效果變得不充分的問題。
本發(fā)明鑒于上述情況而完成，其目的在于提供ー種交流損失的減少效果高的復(fù)合絲型超導(dǎo)線材。另外，本發(fā)明的目的在于提供能以良好的生產(chǎn)率制造交流損失的減少效果高的復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法。為了解決上述課題，本發(fā)明采用以下方式。(1)本發(fā)明的ー個(gè)方式的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材，具備長尺狀的基材、形成于該基材上的中間層、形成于該中間層上的超導(dǎo)層以及形成于該超導(dǎo)層上的金屬穩(wěn)定化層。對于該低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材，沿上述基材的長度方向從上述金屬穩(wěn)定化層介由上述超導(dǎo)層到達(dá)上述中間層且露出上述中間層的槽，在上述基材的寬度方向平行地形成多個(gè)，并且，上述超導(dǎo)層下部的上述槽的寬度dl與上述金屬穩(wěn)定化層下部的上述槽的寬度 d2 之差 δ d( = dl-d2)為 10 μ m 以下。(2)上述超導(dǎo)層下部的上述槽的寬度dl可以為10 μ m 500 μ m。(3)被多個(gè)上述槽分割成多個(gè)長絲(フィラメント)導(dǎo)體的上述超導(dǎo)層間的電阻可以為IO5 Ω/cm以上。(4)上述金屬穩(wěn)定化層可以為Ag層。(5)上述金屬穩(wěn)定化層可以包含Ag層和層疊于該Ag層上的Cu層。(6)本發(fā)明的ー個(gè)方式的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法具有在長尺狀的基材上依次層疊中間層、超導(dǎo)層以及金屬穩(wěn)定化層的エ序；在上述金屬穩(wěn)定化層的表面實(shí)施掩蔽形成掩蔽圖案，利用該掩蔽圖案設(shè)置沿上述基材的長度方向使上述金屬穩(wěn)定化層部分地露出而成為多個(gè)在上述基材的寬度方向平行的細(xì)線狀的露出部的エ序；用強(qiáng)堿系溶液腐蝕上述金屬穩(wěn)定化層的上述露出部，沿上述基材的長度方向在上述金屬穩(wěn)定化層形成第1槽而使上述超導(dǎo)層露出的エ序；用強(qiáng)酸系溶液腐蝕該露出的超導(dǎo)層，沿上述基材的長度方向形成第2槽而使上述中間層露出的エ序。使上述超導(dǎo)層下部的上述第2槽的寬度 dl與上述金屬穩(wěn)定化層下部的上述第1槽的寬度d2之差Sd( = dl-d2)為10 μ m以下。(7)在上述低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法中，上述金屬穩(wěn)定化層可以為Ag伝。(8)在上述低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法中，上述金屬穩(wěn)定化層可以包含Ag層和層疊于該Ag層上的Cu層。(9)在上述低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法中，上述掩蔽可以通過膠粘帶的粘貼而進(jìn)行。(10)在上述低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法中，上述掩蔽可以通過清漆涂布或噴涂而進(jìn)行。(11)在上述低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法中，上述掩蔽可以粘貼膠粘帯，向該膠粘帶表面照射激光來形成掩蔽圖案。(12)在上述低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法中，可以向進(jìn)行了清漆涂布或噴涂后的涂布面照射激光來形成掩蔽圖案。(13)在上述低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法中，上述強(qiáng)堿系溶液可以是雙氧水和氨水的混合溶液。(14)在上述低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法中，上述強(qiáng)堿系溶液也可以為過氧化氫氨=13 1 1 2(重量比)的雙氧水與氨水的混合溶液。
(15)在上述低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法中，根據(jù)構(gòu)成上述金屬穩(wěn)定化層的金屬的種類，可以調(diào)節(jié)上述強(qiáng)堿系溶液的種類和成分組成的至少一方。(16)在上述低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法中，上述強(qiáng)酸系溶液可以是硝酸鈰銨溶液。(17)在照射上述激光形成上述掩蔽圖案的エ序中，可以對作為超導(dǎo)線材的搬運(yùn)速度的加工線速和激光的照射輸出功率的至少一方進(jìn)行調(diào)整，使上述超導(dǎo)層下部的槽寬度設(shè)為 10 μ m 500 μ m。利用沿基材的長度方向在基材的寬度方向形成的多個(gè)槽，將上述(1)中記載的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材分離成多個(gè)長絲導(dǎo)體，超導(dǎo)層下部的槽的寬度dl和金屬穩(wěn)定化層下部的槽的寬度d2之差Sd( = dl-d2)為ΙΟμπι以下。由此，能夠提供ー種交流損失的減少效果高的超導(dǎo)線材。上述(6)記載的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法中，在金屬穩(wěn)定化層的表面實(shí)施掩蔽，用強(qiáng)堿系溶液進(jìn)行腐蝕在金屬穩(wěn)定化層形成第1槽，用強(qiáng)酸系溶液進(jìn)行腐蝕在超導(dǎo)層形成第2槽。根據(jù)該制造方法，能夠短時(shí)間且高效地分離超導(dǎo)層同時(shí)除去Ag等殘留物。因此，能夠提供ー種可生產(chǎn)率良好地制造交流損失的減少效果高的超導(dǎo)線材的制造方法。另外，作為用于腐蝕金屬穩(wěn)定化層的溶液和用于腐蝕超導(dǎo)層的溶液，通過選擇各自適當(dāng)?shù)娜芤?，能夠短時(shí)間且高效地形成槽的同吋，防止稱為過度蝕刻的除去過量的超導(dǎo)層。


圖IA是表示本發(fā)明的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的第1實(shí)施方式的一個(gè)例子的簡要截面圖。圖IB是圖IA的部分放大截面圖。圖IC是圖IA的部分立體圖。圖2Α是用于說明本發(fā)明的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法的簡要エ序圖，是表示超導(dǎo)線材的橫截面的圖。圖2Β是用于說明本發(fā)明的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法的延續(xù)圖2Α 的簡要エ序圖，是表示超導(dǎo)線材的橫截面的圖。圖2C是用于說明同制造方法的延續(xù)圖2Β的簡要エ序圖，是表示超導(dǎo)線材的橫截面的圖。圖2D是用于說明同制造方法的延續(xù)圖2C的簡要エ序圖，是表示超導(dǎo)線材的橫截面的圖。圖2Ε是用于說明同制造方法的延續(xù)圖2D的簡要エ序圖，是表示超導(dǎo)線材的橫截面的圖。圖3是表示本發(fā)明的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的第2實(shí)施方式的一個(gè)例子的簡要截面圖。圖4是實(shí)施例1的復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的外觀照片。圖5是實(shí)施例4的復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的磁通觀察照片。圖6是表示改變激光照射輸出功率和超導(dǎo)線材的搬運(yùn)速度形成掩蔽圖案時(shí)形成的金屬穩(wěn)定化層的露出部的寬度的圖。
圖7A是表示實(shí)施例7中的雙氧水和氨水的混合比(體積比)與其混合溶液的PH 的關(guān)系的圖。圖7B是表示實(shí)施例7中的雙氧水和氨水的混合比(體積比)與利用其混合溶液蝕刻金屬穩(wěn)定化層的時(shí)間的關(guān)系的圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施方式的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材(以下，有時(shí)稱為本發(fā)明的實(shí)施方式的超導(dǎo)線材)具備長尺狀的基材、形成于該基材上的絕緣性的中間層、形成于該中間層上的超導(dǎo)層、形成于該超導(dǎo)層上的金屬穩(wěn)定化層。對于該超導(dǎo)線材，沿上述基材的長度方向從上述金屬穩(wěn)定化層介由上述超導(dǎo)層到達(dá)上述中間層且露出上述中間層的槽，在上述基材的寬度方向平行地形成多個(gè)。而且，上述超導(dǎo)層下部的槽的寬度dl和上述金屬穩(wěn)定化層下部的槽的寬度d2之差Sd( = dl-d2)為10 μ m以下。以下，邊參照附圖邊對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。圖IA IC是例示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的超導(dǎo)線材的簡要圖。圖IA是本實(shí)施方式的超導(dǎo)線材的橫截面圖，圖IB是同超導(dǎo)線材的部分放大截面圖，圖IC是同超導(dǎo)線材的部分立體圖。本實(shí)施方式的超導(dǎo)線材A(以及Al)中，在基材1上依次層疊中間層2、超導(dǎo)層3以及金屬穩(wěn)定化層4。在金屬穩(wěn)定化層4和超導(dǎo)層3上，按照中間層2露出的方式而形成沿基材1的長度方向在基材1的寬度方向平行地形成了多個(gè)的槽20。被該槽20分割的各長絲導(dǎo)體10在基材1的寬度方向以規(guī)定的間隔并列設(shè)置多個(gè)?；?只要是作為能夠用作通常的超導(dǎo)線材的基材的材料即可，優(yōu)選長尺狀的板狀或片狀，優(yōu)選由耐熱性的金屬構(gòu)成的材料。在耐熱性的金屬中，優(yōu)選合金，更優(yōu)選鎳(Ni) 合金或銅(Cu)合金。其中，如果是市售品則優(yōu)選Hastelloy (注冊商標(biāo)，Haynes公司制)， 也可以使用鉬(Mo)、鉻(Cr)、鐵0 )、鈷(Co)等成分量不同的、HaStell0yB、C、G、N、W等中任ー種?；?的厚度只要根據(jù)目的進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整即可，通常優(yōu)選為10 500 μ m，更優(yōu)選為20 200 μ m。通過設(shè)為10 μ m以上能夠更加提高超導(dǎo)線材A的強(qiáng)度，并且通過設(shè)為 500 μ m以下能夠更加提高超導(dǎo)線材A的臨界電流密度。中間層2控制超導(dǎo)層3的晶體取向性，防止基材1中的金屬元素向超導(dǎo)層3擴(kuò)散。 而且，作為緩和基材1和超導(dǎo)層3的物理特性(熱膨脹率、晶格常數(shù)等)之差的緩沖層發(fā)揮作用。作為該中間層2的材質(zhì)，優(yōu)選物理特性顯示在基材1和超導(dǎo)層3中間的值的金屬氧化物。作為中間層2的優(yōu)選材質(zhì)，具體而言，可例示Gd2Zr2O7, MgO, ZrO2-Y2O3 (YSZ)、SrTiO3, CeO2, Y2O3> Al2O3, Gd2O3, Zr2O3> Ho203、Nd2O3 等金屬氧化物。中間層2可以為單層、也可以為多層。例如，優(yōu)選中間層2的由上述金屬氧化物構(gòu)成的層(金屬氧化物層)具有晶體取向性，為多層吋，優(yōu)選最外層(與超導(dǎo)層3最接近層) 至少具有晶體取向性。中間層2可以是在上述金屬氧化物層上進(jìn)一步層疊有保護(hù)層的多層結(jié)構(gòu)。保護(hù)層具有控制超導(dǎo)層3的取向性的功能。另外，保護(hù)層具有抑制構(gòu)成超導(dǎo)層3的元素向中間層2 擴(kuò)散的功能和抑制層疊超導(dǎo)層3時(shí)使用的氣體與中間層2的反應(yīng)的功能等。而且，該保護(hù)層能夠利用上述金屬氧化物層控制取向性。優(yōu)選保護(hù)層經(jīng)過對上述金屬氧化物層的表面外延生長，其后在橫方向(面方向) 進(jìn)行晶粒長大(附晶生長)結(jié)晶粒在面內(nèi)方向選擇長大的這種過程而形成。這樣的保護(hù)層能夠得到比上述金屬氧化物層高的面內(nèi)配向比。保護(hù)層的材質(zhì)只要是能夠體現(xiàn)上述功能就沒有特別限定，但作為優(yōu)選的材質(zhì)，具體而言可例示Ce02、Y203、Al203、Gd203、Zr203、Ho203、Nd203等。保護(hù)層的材質(zhì)為時(shí)，保護(hù)層可以含有Ce的一部分被其它金屬原子或金屬離子取代了的Ce-M-O系氧化物。中間層2的厚度只要根據(jù)目的進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整即可，但通常為0. 1 5μπι。中間層2為在上述金屬氧化物層上層疊有保護(hù)層的多層結(jié)構(gòu)吋，保護(hù)層的厚度通常為0. 1 1. 5 μ m。中間層2可利用濺射法、真空蒸鍍法、激光蒸鍍法、電子束蒸鍍法、離子束輔助濺射法(以下，簡稱為IBAD法)、化學(xué)氣相沉積法(CVD法)等物理蒸鍍法；熱涂布分解法(MOD 法)；噴鍍等形成氧化物薄膜的公知的方法進(jìn)行層疊。特別是用IBAD法形成的上述金屬氧化物層，從晶體取向性高且控制超導(dǎo)層3、保護(hù)層的晶體取向性的效果高的方面考慮而優(yōu)選。IBAD法是指蒸鍍時(shí)以規(guī)定的角度對結(jié)晶的蒸鍍面照射離子束，使結(jié)晶軸取向的方法。 通常，使用氬(Ar)離子束作為離子束。例如，由于由Gd2Zr2O7, MgO或ZrO2-Y2O3 (YSZ)構(gòu)成的中間層2能夠減小作為表示IBAD法中的配向比的指標(biāo)的Δ Φ (FWHM 半峰全寬)的值， 因此特別優(yōu)選。超導(dǎo)層3可廣泛使用由通常已知的組成的超導(dǎo)體構(gòu)成的材料，優(yōu)選由氧化物超導(dǎo)體構(gòu)成的材料。具體而言，可例示由REBa2Cu3Oy(RE表示Y、La、Nd、Sm、Er、Gd等稀土類元素)形成的材質(zhì)的材料。超導(dǎo)層13可利用濺射法、真空蒸鍍法、激光蒸鍍法、電子束蒸鍍法、化學(xué)氣相沉積法(CVD法)等物理蒸鍍法；熱涂布分解法(MOD法)等進(jìn)行層疊，其中優(yōu)選激光蒸鍍法。超導(dǎo)層13的厚度例如為0. 5 9 μ m。金屬穩(wěn)定化層4是通過在超導(dǎo)層3的局部區(qū)域成為常導(dǎo)狀態(tài)時(shí)進(jìn)行通電而使超導(dǎo)層3穩(wěn)定化防止其燒損的主要構(gòu)成要素。優(yōu)選金屬穩(wěn)定化層4是由導(dǎo)電性良好的金屬構(gòu)成的材料，具體而言，可例示由銀或銀合金構(gòu)成的材料。金屬穩(wěn)定化層4可用公知的方法進(jìn)行層疊，其中優(yōu)選濺射法。另外，優(yōu)選在形成金屬穩(wěn)定化層4的最終エ序中，進(jìn)行氧熱處理。金屬穩(wěn)定化層4的厚度為例如3 10 μ m。在圖IB所示的實(shí)施方式的超導(dǎo)線材Al中，在超導(dǎo)層3以及金屬穩(wěn)定化層4形成有沿基材1的長度方向從金屬穩(wěn)定化層4到達(dá)中間層2(的表面)且使中間層2露出的槽 20。通過該槽20，超導(dǎo)層3和金屬穩(wěn)定化層4在基材1的寬度方向被分割3個(gè)長絲導(dǎo)體10、 IOUOo被槽20分割的3個(gè)超導(dǎo)層的、基材1的寬度方向的寬度W31、W32、W33各自可以相互相同也可以不同，但通常幾乎相同。另外，分割超導(dǎo)層3的槽20的寬度dl、dl各自可以相互相同也可以不同，但通常幾乎相同。超導(dǎo)層3下部的槽的寬度dl優(yōu)選設(shè)為10 500 μ m, 更優(yōu)選設(shè)為100 250 μ m。
被槽20分割的3個(gè)金屬穩(wěn)定化層4的、基材1的寬度方向的寬度W41、W42、W43各自可以相互相同也可以不同，但通常幾乎相同。另外，分割金屬穩(wěn)定化層4的槽20的金屬穩(wěn)定化層4下部的槽的寬度d2、d2各自可以相互相同也可以不同，但通常幾乎相同。超導(dǎo)層3下部的槽的寬度dl和金屬穩(wěn)定化層4下部的槽的寬度d2大體相同， 具體而言，優(yōu)選超導(dǎo)層3下部的槽的寬度dl和金屬穩(wěn)定化層4下部的槽的寬度d2之差 δ d(dl-d2)為 10 μ m 以下。這樣，在金屬穩(wěn)定化層4和超導(dǎo)層3中沿基材1的長度方向一體形成槽20，分割超導(dǎo)層3進(jìn)行細(xì)線化，從而能夠減少超導(dǎo)線材Al的交流損失。本實(shí)施方式的超導(dǎo)線材Al中，被多個(gè)槽20分割成多個(gè)長絲導(dǎo)體10的各超導(dǎo)層3 間的每Icm長的長絲電阻優(yōu)選為IO5 Ω/cm以上，進(jìn)ー步優(yōu)選IO6 Ω/cm以上。圖3表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的超導(dǎo)線材A10。如該例那樣，作為金屬穩(wěn)定化層 4，可以采用在第1金屬穩(wěn)定化層如上層疊了第2金屬穩(wěn)定化層4b的結(jié)構(gòu)。第1金屬穩(wěn)定化層如是用于使超導(dǎo)層3穩(wěn)定化的材料，可以是與作為上述第1實(shí)施方式的金屬穩(wěn)定化層4例示的內(nèi)容相同的化合物、成膜法以及膜厚。第2金屬穩(wěn)定化層4b是與第1金屬穩(wěn)定化層如同樣地使超導(dǎo)層3穩(wěn)定化的材料， 但不必有與第1金屬穩(wěn)定化層如同樣的導(dǎo)電性。作為第2金屬穩(wěn)定化層4b的優(yōu)選材料， 可例示由銅(Cu)、銅-鎳(Cu-Ni)合金、鎳-鉻(Ni-Cr)合金等鎳(Ni)合金、不銹鋼、銀合金等任一種材質(zhì)構(gòu)成的材料。通過用比第1金屬穩(wěn)定化層如廉價(jià)的材質(zhì)形成第2金屬穩(wěn)定化層4b，能夠得到低成本且高超導(dǎo)層的穩(wěn)定化效果。在圖3所示的第2實(shí)施方式的超導(dǎo)線材AlO中，也與第1實(shí)施方式同樣地，在由第 1金屬穩(wěn)定化層如及第2金屬穩(wěn)定化層4b構(gòu)成的金屬穩(wěn)定化層4和超導(dǎo)層3中，沿基材1 的長度方向形成從金屬穩(wěn)定化層4到達(dá)中間層2(的表面)且使中間層2露出的槽20a。利用該槽20a，超導(dǎo)層3和金屬穩(wěn)定化層4在基材1的寬度方向被分割成3個(gè)長絲導(dǎo)體10a、 IOaUOa0優(yōu)選被槽20a分割而成的3個(gè)超導(dǎo)層在基材1方向的寬度和槽寬度與第1實(shí)施方式相同。另外，優(yōu)選由第1金屬穩(wěn)定化層如及第2金屬穩(wěn)定化層4b構(gòu)成的金屬穩(wěn)定化層4在基材1的寬度方向的寬度和金屬穩(wěn)定化層4下部的槽寬度與第1實(shí)施方式的金屬穩(wěn)定化層4相同。在本實(shí)施方式中，超導(dǎo)層3下部的槽寬度也優(yōu)選為10 500 μ m，更優(yōu)選為 100 250 μ m。另外，優(yōu)選超導(dǎo)層3下部的槽寬度與金屬穩(wěn)定化層4下部的槽寬度之差為 10 μ m以下。在本實(shí)施方式的超導(dǎo)線材AlO中，被多個(gè)槽20分割成多個(gè)長絲導(dǎo)體10的各超導(dǎo)層3間的每Icm長的長絲電阻優(yōu)選為IO5 Ω/cm以上，進(jìn)ー步優(yōu)選為IO6 Ω/cm以上。這樣，在由第1金屬穩(wěn)定化層如及第2金屬穩(wěn)定化層4b構(gòu)成的金屬穩(wěn)定化層4 和超導(dǎo)層3中，沿基材1的長度方向一體形成槽20a，分割并細(xì)線化超導(dǎo)層3，由此能夠減少超導(dǎo)線材AlO的交流損失。并且，通過用比第1金屬穩(wěn)定化層如廉價(jià)的材質(zhì)形成第2金屬穩(wěn)定化層4b，能夠得到低成本且高超導(dǎo)層3的穩(wěn)定化效果。本發(fā)明的實(shí)施方式的超導(dǎo)線材Al、AlO的整體可以進(jìn)一歩被絕緣性的覆蓋層覆蓋 (省略圖示)。通過用覆蓋層覆蓋，尤其能夠保護(hù)槽加工部分，得到穩(wěn)定的性能的超導(dǎo)線材。覆蓋層例如可以是由通常用于超導(dǎo)線材等絕緣覆蓋的、由各種樹脂、氧化物等公知的材質(zhì)構(gòu)成的層。
作為上述樹脂，具體而言，可例示聚酰亞胺樹脂、聚酰胺樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、聚酯樹脂、硅樹脂、硅樹脂、醇酸樹脂、乙烯基樹脂等。另外，優(yōu)選紫外線固化性樹脂。作為上述氧化物，可例示、Y2O3、Gd2Zr2O7、Gd2O3、ZrO2-Y2O3 (YSZ)、Zr2O3、Ho2O3 等。覆蓋層的覆蓋厚度沒有特別限定，根據(jù)覆蓋對象部位等進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整即可。覆蓋層只要根據(jù)其材質(zhì)用公知的方法形成即可，例如，只要涂布原料使其固化即可。另外，能夠得到片狀材料吋，可以使用其進(jìn)行層疊。本發(fā)明的超導(dǎo)線材并不限定于到此處說明的內(nèi)容，在不損害本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)，可以變更、追加或削除一部分構(gòu)成。例如，在金屬穩(wěn)定化層4和超導(dǎo)層3形成的槽的個(gè)數(shù)沒有特別限定，只要根據(jù)目的進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整即可。接著，對本發(fā)明的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法(以下，稱為本發(fā)明的超導(dǎo)線材的制造方法)的一個(gè)例子進(jìn)行說明。圖2A 2E是用于說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的超導(dǎo)線材Al的制造方法的簡要圖，是超導(dǎo)線材Al的橫截面圖。制造上述構(gòu)造的超導(dǎo)線材Al吋，首先，如圖2A所示在基材1上將中間層2、超導(dǎo)層 3、金屬穩(wěn)定化層4依次成膜形成層疊體AO。接著，在該層疊體AO的金屬穩(wěn)定化層4的表面層疊掩蔽材料100。作為掩蔽材料100的層疊方法，可舉出粘貼膠粘帶、涂布清漆、噴涂丙烯酸樹脂等。作為膠粘帯，只要是帶有粘合劑的樹脂制的膠帶就沒有特別限定，可舉出聚酯膠帯、Kapton膠帶(聚酰亞胺膠帯)、聚乙烯膠帶、聚丙烯膠帶、氟樹脂膠帶等。其中，基于容易作為エ業(yè)用品獲得、能夠提供長尺狀的超導(dǎo)線材等理由，優(yōu)選聚酯膠帯、Kapton膠帶。作為清漆，也可使用以往公知的材料，例如，可舉出作為聚酰胺酰亞胺等優(yōu)選的材料。清漆的涂布方法，可通過噴涂、拉絲模、刮板等進(jìn)行。掩蔽材料100的厚度優(yōu)選設(shè)為10 100 μ m,更優(yōu)選設(shè)為20 70 μ m。通過使用在這樣范圍的厚度的掩蔽材料100，能夠在后述利用激光照射的掩蔽圖案形成時(shí)，不會過于損害金屬穩(wěn)定化層4，形成良好的形狀的圖案。接著，向掩蔽材料100照射激光光線，如圖2B所示的那樣，將沿基材1的長度方向的細(xì)線狀的露出部102在基材1的寬度方向并排設(shè)置多個(gè)而形成掩蔽圖案。向掩蔽材料 100照射激光光線時(shí)，被激光照射的部分的掩蔽材料100蒸發(fā)，在極少損傷金屬穩(wěn)定化層4 的狀態(tài)下，由在基材1的寬度方向具有寬度W103的露出部102露出金屬穩(wěn)定化層4。另ー 方面，不被激光照射的部分的掩蔽材料100，作為掩蔽部101殘留在金屬穩(wěn)定化層4表面。從掩蔽材料100露出的金屬穩(wěn)定化層4的各露出部102的寬度W103各自可以相互相同也可以不同，但通常幾乎相同。露出部102的寬度W103優(yōu)選與形成于金屬穩(wěn)定化層4和超導(dǎo)層3的槽20的寬度dl、d2大致相同，具體而言，優(yōu)選為10 500 μ m，更優(yōu)選為 100 250 μ m。這里，通過調(diào)整激光照射強(qiáng)度、激光光斑直徑及作為超導(dǎo)線材的搬運(yùn)速度的加工線速，能夠控制露出部102的寬度W103。激光源的種類(波長)、激光照射輸出功率沒有特別限定，例如可以為1 10W。另外，激光光斑直徑例如可以為10 200 μ m。為了成為所希望的露出部102的寬度W103，只要考慮激光的照射輸出功率適當(dāng)?shù)卦O(shè)定超導(dǎo)線材的搬運(yùn)速度即可，例如可以為1 20mm/s。另外，向掩蔽材料100照射激光線時(shí)，激光線相對于基材1的水平方向的照射角度沒有特別限定，可以從垂直方向照射，也可以相對于基材1的垂直方向傾斜例如45度左右。將這樣形成了掩蔽圖案的層疊體AO設(shè)置在未圖示的連續(xù)蝕刻裝置等中，用強(qiáng)堿系溶液腐蝕未覆蓋掩蔽部101的部分(由露出部102露出的部分)的金屬穩(wěn)定化層4來進(jìn)行蝕刻，形成第1槽103 (圖2C)。這里，作為腐蝕金屬穩(wěn)定化層4的強(qiáng)堿系溶液，可使用以往公知的溶液作為強(qiáng)堿系溶液，優(yōu)選可舉出雙氧水與氨水的混合溶液。作為該混合溶液，更優(yōu)選過氧化氫的25 35wt% (重量％ )水溶液與氨的28 30wt% (重量％ )水溶液的混合溶液，進(jìn)ー步優(yōu)選過氧化氫的30 35wt%水溶液與氨的28 30wt%水溶液的混合溶液。 更具體而言，優(yōu)選雙氧水(30 !35wt%)氨水( 30wt%) =9 1 1 3(體積比) 的混合溶液，更優(yōu)選雙氧水(30 )氨水08 30wt% )=4 1 1 1 (體積比)的混合溶液。此時(shí)，作為強(qiáng)堿系溶液的雙氧水與氨水的混合溶液中的過氧化氫與氨的重量比優(yōu)選為過氧化氫氨=13 1 1 2，更優(yōu)選5. 8 1 1.4 1。通過使用這樣的組成的強(qiáng)堿系溶液作為蝕刻溶液，能夠縮短腐蝕金屬穩(wěn)定化層4形成第1槽103的蝕刻所需要的時(shí)間。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)率的提高。另外，通過使用該蝕刻溶液，沒有腐蝕至超導(dǎo)層3，能夠形成所希望的形狀的第1槽103。形成該第1槽103的エ序中的利用強(qiáng)堿系溶液的處理溫度優(yōu)選15 80°C，更優(yōu)選20 60°C。蝕刻的處理時(shí)間可根據(jù)超導(dǎo)線材的長度、蝕刻槽的長度進(jìn)行調(diào)整。例如，對具備厚度20 μ m的金屬穩(wěn)定化層4的長度1cm、寬度 Icm的超導(dǎo)線材進(jìn)行處理時(shí)，蝕刻的處理時(shí)間為10 40秒，更優(yōu)選為10 20秒。這樣， 通過利用強(qiáng)堿系溶液腐蝕金屬穩(wěn)定化層4進(jìn)行蝕刻，從而金屬穩(wěn)定化層4的槽103在基材 1的寬度方向的槽寬度能夠形成為與掩蔽圖案的露出部102的寬度W103大致相同的寬度。另外，如第2實(shí)施方式的超導(dǎo)線材AlO那樣，金屬穩(wěn)定化層4為在第1金屬穩(wěn)定化層如上層疊有第2金屬穩(wěn)定化層4b的構(gòu)造吋，通過適當(dāng)?shù)剡x擇蝕刻使用的強(qiáng)堿系溶液的組成以及濃度，從而以ニ步形成槽。首先腐蝕第2金屬穩(wěn)定化層4b形成槽，接著腐蝕第1 金屬穩(wěn)定化層如形成槽。第1金屬穩(wěn)定化層如的蝕刻溶液與第2金屬穩(wěn)定化層4b的蝕刻溶液可以相同也可以不同，但通過根據(jù)構(gòu)成第1金屬穩(wěn)定化層如和第2金屬穩(wěn)定化層4b 的金屬的種類適當(dāng)?shù)剡x擇不同的組成和濃度的蝕刻液，能夠縮短蝕刻時(shí)間，所以優(yōu)選。作為使用的蝕刻溶液，第1金屬穩(wěn)定化層如由Ag (銀)形成吋，優(yōu)選上述雙氧水與氨水的混合溶液，例如可以選擇過氧化氫氨=2 1的混合溶液(對水的濃度30wt% )。第2金屬穩(wěn)定化層4b由Cu(銅)形成吋，優(yōu)選使用與上述相同的組成的雙氧水與氨水的混合溶液、 和氧化劑。作為該氧化劑，例如，可以選擇三氯化鐵水溶液(5 13wt% )。雙氧水與氨水的混合溶液和氧化劑的混合比沒有特別限制，例如可以設(shè)為1 4 4 1，通過并用氧化劑，能夠提高蝕刻效果。此時(shí)，例如，第2金屬穩(wěn)定化層4b的蝕刻溫度為15 80°C，蝕刻具有厚度IOym的第2金屬穩(wěn)定化層4b的長度1cm、寬度Icm的超導(dǎo)線材時(shí)，蝕刻所需要的時(shí)間為10 15秒。第1金屬穩(wěn)定化層如的蝕刻溫度例如為15 90°C，蝕刻具有厚度 20 μ m的第1金屬穩(wěn)定化層如的長度1cm、寬度Icm的超導(dǎo)線材時(shí)，蝕刻所需要的時(shí)間可以設(shè)定成10 30秒。蝕刻結(jié)束后，利用流水等沖洗強(qiáng)堿系溶液及被腐蝕了的銀。
這樣在金屬穩(wěn)定化層4形成第1槽103吋，由仿效了掩蔽圖案的槽寬度的第1槽 103露出超導(dǎo)層3的一部分。接著，針對該層疊體，在保持掩蔽圖案層疊于金屬穩(wěn)定化層4 上的狀態(tài)下，用強(qiáng)酸系溶液腐蝕通過腐蝕除去金屬穩(wěn)定化層4而露出的部分的超導(dǎo)層3，對其進(jìn)行蝕刻，形成與第1槽103 —體化了的第2槽104(圖2D)。這里，作為腐蝕超導(dǎo)層3的強(qiáng)酸系溶液，可使用以往公知的溶液作為強(qiáng)酸系溶液，其中，優(yōu)選硝酸鈰銨水溶液。通過使用這樣組成的強(qiáng)酸系溶液作為蝕刻溶液，能夠縮短腐蝕超導(dǎo)層3形成第2槽104的蝕刻所需要的時(shí)間。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)率的提高。以往使用1種蝕刻溶液吋，有時(shí)引起稱為過度蝕刻的情況，即引起除去過量的超導(dǎo)層的情況。但是，本發(fā)明的復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法中，分別選擇適當(dāng)?shù)娜芤鹤鳛榈?1槽103的形成エ序的蝕刻溶液和第2槽104的形成エ序的蝕刻溶液。S卩，第1槽103的形成エ序中，通過使用強(qiáng)堿系溶液優(yōu)選氨過氧化氫水溶液，從而不影響超導(dǎo)層3而只對金屬穩(wěn)定化層4進(jìn)行蝕刻；在第2槽104的形成エ序中，通過使用強(qiáng)酸系溶液，從而不影響金屬穩(wěn)定化層4而只對超導(dǎo)層3進(jìn)行蝕刻。因此，能夠抑制超導(dǎo)層3的過度蝕刻的產(chǎn)生，井能夠使超導(dǎo)層3下部的槽寬度dl與金屬穩(wěn)定化層4下部的槽寬度d2之差δ d( = dl-d2)在 10 μ m以下。形成第2槽104的エ序中的利用強(qiáng)酸系溶液的處理溫度優(yōu)選為15 40°C，更優(yōu)選為15 35°C。利用該強(qiáng)酸系溶液的處理時(shí)間，例如，對具有厚度20 μ m的超導(dǎo)層3的長度 lcm、寬度Icm的超導(dǎo)線材進(jìn)行蝕刻吋，優(yōu)選為5 30秒，更優(yōu)選為5 20秒。這樣，利用強(qiáng)酸系溶液腐蝕超導(dǎo)層3進(jìn)行蝕刻，由此在超導(dǎo)層3形成第2槽104，該第2槽104與形成于金屬穩(wěn)定化層4的第1槽103的槽寬度大致相同、更詳細(xì)而言超導(dǎo)層3下部的槽寬度dl 與金屬穩(wěn)定化層4下部的槽寬度d2之差Sd( = dl-d2)為ΙΟμπι以下。因此，能夠形成與形成于掩蔽材料100的掩蔽圖案的露出部102的寬度W103大致相等的槽寬度的槽104。形成了第2槽104后，可以利用流水等沖洗不需要的蝕刻溶液，通過送風(fēng)等進(jìn)行干燥，進(jìn)行掩蔽圖案101的除去(圖2 制造本發(fā)明的超導(dǎo)線材Al。本發(fā)明的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法中，在金屬穩(wěn)定化層的表面實(shí)施掩蔽形成掩蔽圖案，用強(qiáng)堿系溶液進(jìn)行腐蝕在金屬穩(wěn)定化層形成第1槽，用強(qiáng)酸系溶液進(jìn)行腐蝕在超導(dǎo)層形成第2槽。由此，能夠短時(shí)間且高效地分離超導(dǎo)層的同時(shí)能夠除去Ag 等殘留物，所以能夠提供可生產(chǎn)率良好地制造交流損失的減少效果高的超導(dǎo)線材的制造方法。另外，根據(jù)本發(fā)明的制造方法，通過分別選擇適當(dāng)?shù)娜芤鹤鳛橛糜诮饘俜€(wěn)定化層的腐蝕的溶液和用于超導(dǎo)層的腐蝕的溶液，能夠短時(shí)間且高效地形成槽的同時(shí)能夠防止稱為過度蝕刻的除去過量的超導(dǎo)層。另外，能夠抑制超導(dǎo)層的過度蝕刻的產(chǎn)生，所以超導(dǎo)層下部的槽寬度dl與金屬穩(wěn)定化層下部的槽寬度d2之差Sd( = dl-d2)可為IOym以下。因此，能夠提供抑制由超導(dǎo)層被過度除去所引起的超導(dǎo)特性的降低、交流損失的減少效果高的超導(dǎo)線材。實(shí)施例以下，通過具體的實(shí)施例，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。(實(shí)施例1)使用離子束輔助濺射法(IBAD法)將0. 5 μ m厚的Gd2Zr2O7(GZO)形成在IOmm寬度的帯狀的Hastelloy (注冊商標(biāo))制的基板的單面，在其上利用激光蒸鍍法(PLD法)使 1 μ m厚的( 成膜。這里，GZO和( 是存在于無取向金屬的Hastelloy與雙軸取向的超導(dǎo)層之間的被稱為中間層或緩沖層的層。利用激光蒸鍍法(PLD法)在該中間層上形成 1. 5 μ m厚的GdBa2Cu3O7 (RE123)超導(dǎo)層，進(jìn)而利用濺射法以10 μ m厚使銀成膜作為金屬穩(wěn)定化層。為了易于使用，將IOmm寬度的超導(dǎo)帶線材利用激光切割切斷成5mm寬度。在已成膜的銀層(銀穩(wěn)定化層)上粘貼帶有粘合材料的寬度5mm、厚度25 μ m的聚酯膠帶進(jìn)行表面掩蔽。按照使形成的槽寬度為200 μ m、能將寬度方向分割為5份的方式對距離端部840 μ m的位置照射激光，形成第一槽的位置。這里，線材ー邊以8mm/s的速度移動ー邊照射激光(激光輸出功率5W、脈沖頻率10kHz、激光光斑直徑80 μ m)。對于第二槽的位置，考慮槽寬度200 μ m,在距離第一槽940 μ m內(nèi)側(cè)的位置、即距離端部1780 μ m的位置照射激光。同樣地在應(yīng)成為第3、4的槽的位置照射激光。照射了激光的部分成為聚酯膠帶蒸發(fā)且銀穩(wěn)定化層帶有深度10 μ m左右的傷痕的狀態(tài)。接著，使用連續(xù)蝕刻裝置，在雙氧水(35wt% )和氨水(30wt% )的1 1 (體積比)混合溶液中，室溫腐蝕除去照射了激光的部分的銀穩(wěn)定化層，利用流水沖洗不需要的蝕刻液。蝕刻所需要的時(shí)間為45秒。用硝酸鈰銨液(30wt%水溶液)在室溫腐蝕除去通過除去銀穩(wěn)定化層而露出的超導(dǎo)層，利用流水沖洗不需要的蝕刻液。蝕刻所需要的時(shí)間為50 秒。接著，邊利用送風(fēng)使其干燥邊卷繞至卷軸，最后進(jìn)行掩蔽材料的除去。將在如上的エ序中得到的5mm寬度的Has te 11 oy (注冊商標(biāo))/GZ0/Ce02/RE 123/ Ag的層疊體成為復(fù)合絲型的超導(dǎo)線材的外觀照片示于圖4。超導(dǎo)層下部的槽寬度的平均為230 μ m,銀穩(wěn)定化層下部的槽寬度的平均為220 μ m。各長絲間的電阻顯示每Icm長度為 2ΜΩ以上的良好的絕緣性。(實(shí)施例2)使用離子束輔助濺射法(IBAD法)將0. 5 μ m厚的Gd2Zr2O7(GZO)形成在IOmm寬度的帯狀的Hastelloy(注冊商標(biāo))制的基板的單面，在其上利用激光蒸鍍法(PLD法)使Ιμπι 厚的CeO2成膜(中間層的成膜)。這里，為了易于使用而利用切條機(jī)切斷成4. 5mm寬度。利用 TFA-MOD 法(Trifluoroacetate-metalorganic deposition)在中間層上形成 1. 2 μ m厚的TOa2Cu3O7(RE123)超導(dǎo)層，進(jìn)而利用濺射法以20 μ m的厚度使銀成膜作為金屬穩(wěn)定化層。在已成膜的銀層(銀穩(wěn)定化層)上粘貼帶有粘合材料的寬度5mm、厚度12μπι的 Kapton膠帶進(jìn)行表面掩蔽。按照使形成的槽寬度為140 μ m、將寬度方向分割為3份的方式在距離端部1477 μ m的位置照射激光，成為第一槽的位置。這里，線材ー邊以6mm/s的速度移動ー邊照射激光(激光輸出功率4. 5W、脈沖頻率10kHz、激光光斑直徑70 μ m)。對于第二槽的位置，考慮槽寬度140 μ m,在距離第一槽1547 μ m內(nèi)側(cè)的位置、即在距離端部30 μ m 的位置照射激光。照射了激光的部分成為Kapton膠帶蒸發(fā)且銀穩(wěn)定化層帶有深度10 μ m 左右的傷痕的狀態(tài)。接著，使用連續(xù)蝕刻裝置，用雙氧水(35wt% )和氨水(30wt% )的1 1 (體積比)的混合溶液，在室溫腐蝕除去照射了激光的部分的銀穩(wěn)定化層，利用流水沖洗不需要的蝕刻液。蝕刻所需要的時(shí)間為50秒。用硝酸鈰銨液(30wt%水溶液)在室溫腐蝕除去通過除去銀穩(wěn)定化層而露出的超導(dǎo)層，利用流水沖洗不溶的蝕刻液。蝕刻所需要的時(shí)間為50 秒。接著，邊利用送風(fēng)使其干燥邊卷繞至卷軸，最后進(jìn)行掩蔽材料的除去。
測定如上エ序中得到的4. 5mm寬度的Hastelloy (注冊商標(biāo))/GZ0/Ce02/RE123/Ag 復(fù)合絲型的超導(dǎo)線材的各長絲在零磁場中且液氮溫度下的臨界電流Ic。其結(jié)果，長絲1 (被第一槽分割形成的長絲)的臨界電流Ic為28. 8A，長絲2 (被第一槽和第二槽分割形成的長絲)的臨界電流Ic為27. 4A，長絲3 (被第二槽分割形成的長絲)的臨界電流Ic為觀.OA。 細(xì)線加工(細(xì)線加工)前的臨界電流Ic為95A，所以臨界電流Ic的降低率為11%。交流應(yīng)用中，最小Ic成為限速，所以最小IcX3與細(xì)線加工前的Ic比較時(shí)，實(shí)質(zhì)上Ic的降低率成為14%。這里，槽寬度為140μπι，所以面積降低率成為9%?？紤]該面積降低率吋，結(jié)果因細(xì)線加工導(dǎo)致的Ic的劣化只是2%。各長絲間的電阻以IOcm長度計(jì)為10.5ΜΩ (長絲 1-2間)、5· 5ΜΩ (長絲2-3間)、4· 8ΜΩ (長絲3-1間)，顯示良好的絕緣性。超導(dǎo)層下部的槽寬度的平均為135 μ m，銀穩(wěn)定化層下部的槽寬度的平均為140 μ m。(實(shí)施例3)利用濺射法將無取向的Gd2Zr2O7(GZO)床層以0. 1 μ m厚形成在IOmm寬度的帯狀的Hastelloy (注冊商標(biāo))制的基板的單面，在其上使用離子束輔助濺射法(IBAD法)以 0. Olym厚使MgO雙軸取向，利用激光蒸鍍法(PLD法)在其上使0. 1 μ m厚的La2MnO4 (LMO) 成膜，進(jìn)而在其上使0.5μπι厚的CeO2成膜。這里，從GZO床層到CeO2層為中間層。利用激光蒸鍍法(PLD法)在該中間層上形成Ι.Ομπι厚的GdBa2Cu3O7 (RE12!3)超導(dǎo)層，進(jìn)而利用濺射法以10 μ m的厚度使銀成膜作為金屬穩(wěn)定化層。為了易于使用，利用激光切割將IOmm寬度的超導(dǎo)帶線材切斷成5mm寬度。在已成膜的銀層(銀穩(wěn)定化層)上粘貼帶有粘合材料的寬度5mm、厚度25 μ m的聚酯膠帶進(jìn)行表面掩蔽。按照使形成的槽寬度為220 μ m、將寬度方向分割為3份的方式在距離端部1630 μ m的位置照射激光，形成第一槽的位置。這里，線材ー邊以8mm/s的速度移動 ー邊照射激光(激光輸出功率4W、激光頻率20kHz、激光光斑直徑80 μ m)。對于第二槽的位置，考慮槽寬度220 μ m,在距離第一槽1740 μ m內(nèi)側(cè)的位置、即距離端部3070 μ m的位置照射激光。照射了激光的部分成為聚酯膠帶蒸發(fā)且銀穩(wěn)定化層帶有深度10 μ m左右的傷痕的狀態(tài)。接著，使用連續(xù)蝕刻裝置，用雙氧水(35wt% )和氨水(30wt% )的2 1 (體積比)的混合溶液，在室溫腐蝕除去照射了激光的部分的銀穩(wěn)定化層，利用流水沖洗不需要的蝕刻液。蝕刻所需要時(shí)間為60秒。用硝酸鈰銨液(30wt%水溶液)在室溫腐蝕除去通過除去銀穩(wěn)定化層而露出的超導(dǎo)層，利用流水沖洗不溶的蝕刻液。蝕刻所需要的時(shí)間為70 秒。接著，邊利用送風(fēng)使其干燥邊卷繞至卷軸，最后進(jìn)行掩蔽材料的除去。測定如上エ序中得到的5mm寬度的Hastelloy (注冊商標(biāo))/GZ0/Mg0/LM0/Ce02/ RE123Ag復(fù)合絲型的超導(dǎo)線材的各長絲在零磁場中且液氮溫度下的臨界電流Ic。其結(jié)果， 長絲1 (被第一槽分割形成的長絲)的臨界電流Ic為54. OA,長絲2 (被第一槽和第二槽分割形成的長絲)的臨界電流Ic為50. 5A，長絲3 (被第二槽分割形成的長絲)的臨界電流Ic 為44. OA。細(xì)線加工前的臨界電流Ic為175A，所以Ic的降低率成為15%。交流應(yīng)用中，最小Ic成為限速，所以最小IcX3與細(xì)線加工前的Ic比較時(shí)，實(shí)質(zhì)上Ic降低率變?yōu)?5%。 這里，槽寬度為220 μ m，所以面積降低率變?yōu)?1.5%?？紤]該面積降低率吋，結(jié)果由細(xì)線加 エ導(dǎo)致的Ic的劣化只是3. 6%。各長絲間的電阻以IOcm長度計(jì)為1. 0ΜΩ (長絲1-2間)、 1.6ΜΩ (長絲2-3間)、2. IMΩ (長絲3-1間)，顯示良好的絕緣性。超導(dǎo)層下部的槽寬度的平均為220 μ m,銀穩(wěn)定化層下部的槽寬度的平均為225 μ m。(實(shí)施例4)使用離子束輔助濺射法(IBAD法)將0. 5 μ m厚的Gd2Zr2O7(GZO)形成在IOmm寬度的帯狀的Hastelloy (注冊商標(biāo))制的基板的單面，在其上利用激光蒸鍍法(PLD法)使 1 μ m厚的( 成膜。這里，GZO和( 是存在于無取向金屬的Hastelloy與雙軸取向的超導(dǎo)層之間的被稱為中間層或緩沖層的層。利用激光蒸鍍法(PLD法)在該中間層上形成 1.5μπι厚的TOa2Cu3O7 (RE123)系超導(dǎo)層，進(jìn)而利用濺射法以10 μ m厚使銀成膜作為金屬穩(wěn)定化層。為了易于使用，利用激光切割將IOmm寬度的超導(dǎo)帶線材切斷成5mm寬度。在已成膜的銀層(銀穩(wěn)定化層)上粘貼帶有粘合材料的寬度5mm、厚度25 μ m的聚酯膠帶進(jìn)行表面掩蔽之后進(jìn)行激光照射。銀穩(wěn)定化層和超導(dǎo)層的分割數(shù)為20，且按照它們的寬度均等的方式照射激光(線材移動速度10mm/s、激光輸出功率4W、脈沖頻率20kHz、激光光斑直徑60 μ m)。使用連續(xù)蝕刻裝置，利用ニ步蝕刻得到腐蝕除去了銀穩(wěn)定化層和超導(dǎo)層的復(fù)合絲型線材。作為銀穩(wěn)定化層的蝕刻溶液，使用雙氧水(35wt%)氨水(30wt%) =2 1(體積比)的混合溶液，蝕刻所需要時(shí)間為40秒(室溫)。作為超導(dǎo)層的蝕刻溶液，使用硝酸鈰銨水溶液(30wt% )，蝕刻所需要的時(shí)間為40秒(室溫)。超導(dǎo)層下部的槽的寬度的平均為85 μ m,銀穩(wěn)定化層下部的槽的寬度的平均為80 μ m。將如上エ序中得到的5mm寬度的Hastelloy (注冊商標(biāo))/GZ0/Ce02/RE123/Ag的層疊體成為復(fù)合絲型的超導(dǎo)線材的磁通觀察照片示于圖5。圖5是將在20mT、40K條件下一邊使超導(dǎo)線材沿長度方向毎次IOmm地移動ー邊拍攝的連續(xù)拍攝照片連接起來顯示的照片。圖5中，沿長度方向走向的明亮的位置(白線)表示弱結(jié)合的超導(dǎo)部分，與該白線平行地走向的暗的位置(黑線)為槽。由于蝕刻至超導(dǎo)層，所以可知磁通沿著成為常導(dǎo)的槽選擇性地侵入。(實(shí)施例5)“槽寬度的控制試驗(yàn)1”在作為與實(shí)施例1相同構(gòu)成的超導(dǎo)線材的Hastelloy (注冊商標(biāo))/GZ0(IBAD)/ CeO2 (PLD) /RE123 (PLD) /Ag(濺射)線材中，使用輸出功率5W且波長355nm的UV激光(光斑直徑20·香j)，改變激光輸出功率和線材的搬運(yùn)速度(線速)形成寬度不同的槽。這里，使用厚度25 ·高フ的聚酯膠粘帶作為掩蔽材料，激光輸出功率通過使用了起偏器的衰減器進(jìn)行控制。圖6是表示改變激光輸出功率與基材的搬運(yùn)速度(線速)形成掩蔽圖案、 將銀穩(wěn)定化層(厚度10 ·香j和超導(dǎo)層(厚度1 ·香AGdBii2Cu3O7 (RE 123))在以下條件下進(jìn)行蝕刻形成的超導(dǎo)層下部的槽寬度的值(単位 香j的圖。圖6中，例如激光輸出功率40% (輸出功率2W)、基材的搬運(yùn)速度(線速)lOmm/s吋，可知超導(dǎo)層下部的槽寬度為 190 ·高ノ。由圖6的結(jié)果可知，由于激光輸出功率與線速的差異，所以能夠制成從40 ·高 ゥら到260 ·高ヮ的超導(dǎo)層下部的槽寬度的復(fù)合絲型線材。<銀穩(wěn)定化層的蝕刻條件>使用雙氧水(35wt% )氨水(30wt% )=2: 1(體積比)的混合溶液作為蝕刻溶液。蝕刻所需要的時(shí)間為15秒，蝕刻的溫度設(shè)為25°C。〈超導(dǎo)層的蝕刻條件〉使用硝酸鈰銨水溶液(30wt% )作為蝕刻溶液。蝕刻所需要的時(shí)間為15秒，蝕刻的溫度設(shè)為25で。
(實(shí)施例6)“槽寬度的控制試驗(yàn)2”對于與實(shí)施例1相同構(gòu)成的超導(dǎo)線材，比較用不同的蝕刻液腐蝕除去金屬穩(wěn)定化層和超導(dǎo)層的情況與只用ー種蝕刻液進(jìn)行腐蝕除去的情況的兩種復(fù)合絲線材。只使用ー種蝕刻液吋，直至確保良好的絕緣性(每Icm為1ΜΩ)的蝕刻所需要的時(shí)間為15分鐘。得到的超導(dǎo)線材的截面觀察中，在超導(dǎo)層觀察到200 μ m的過度蝕刻。另ー方面，ニ步的蝕刻中， 蝕刻所需要的時(shí)間總計(jì)不到2分鐘(第1步45秒、第2步50秒)。得到的超導(dǎo)線材的截面觀察中，在超導(dǎo)層僅觀察到數(shù)μ m的過度蝕刻。蝕刻條件如下。<用不同的蝕刻液腐蝕除去金屬穩(wěn)定化層和超導(dǎo)層的情況>“金屬穩(wěn)定化層的蝕刻條件”使用雙氧水(35wt% )氨水(30wt% )=2: 1(體積比)的混合溶液作為蝕刻溶液。蝕刻的溫度設(shè)為25で。“超導(dǎo)層的蝕刻條件”蝕刻溶液硝酸鈰銨水溶液(30Wt% )蝕刻溫度25°C<只用一種蝕刻液腐蝕除去金屬穩(wěn)定化層和超導(dǎo)層的情況>使用硝酸水溶液(25wt% )作為蝕刻溶液。蝕刻的溫度設(shè)為25°C。(實(shí)施例7)“蝕刻時(shí)間控制試驗(yàn)”對于Hastelloy (注冊商標(biāo))/GZO (IBAD) /CeO2 (PLD) /RE123 (PLD) (RE = Gd) /Ag (濺射)的層疊結(jié)構(gòu)的寬度1cm、長度Icm的線材，調(diào)查用強(qiáng)堿系溶液在25°C對厚度20 μ m的銀穩(wěn)定化層進(jìn)行腐蝕蝕刻時(shí)的強(qiáng)堿系溶液的組成與蝕刻時(shí)間的關(guān)系。不進(jìn)行掩蔽圖案的形成，將到銀穩(wěn)定化層完全消失為止的時(shí)間作為蝕刻時(shí)間。作為強(qiáng)堿系溶液，使用改變雙氧水 (35wt%)和氨水(30wt%)的混合比(體積比)的溶液，將各強(qiáng)堿系溶液的pH和蝕刻所需要時(shí)間制成曲線。結(jié)果示于圖7A和7B。圖7A、7B中，將作為雙氧水和氨水的混合比的NHノ (HA+NH3)(體積比)以及NH3 H2O2 (體積比)、與該混合溶液中的作為過氧化氫和氨比例的NH3 H2O2(重量比)的關(guān)系示于以下的表1中。表 權(quán)利要求
1.ー種低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材，其特征在于，具備 長尺狀的基材，形成于所述基材上的中間層， 形成于所述中間層上的超導(dǎo)層，以及形成于所述超導(dǎo)層上的金屬穩(wěn)定化層；沿所述基材的長度方向從所述金屬穩(wěn)定化層介由所述超導(dǎo)層到達(dá)所述中間層且露出所述中間層的槽，在所述基材的寬度方向平行地形成多個(gè)，并且，所述超導(dǎo)層下部的所述槽的寬度dl與所述金屬穩(wěn)定化層下部的所述槽的寬度d2之差 δ d 即 dl-d2 為 ΙΟμπι 以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材，其特征在于，所述超導(dǎo)層下部的所述槽的寬度dl為10 μ m 500 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材，其特征在干，被多個(gè)所述槽分割成多個(gè)長絲導(dǎo)體的所述超導(dǎo)層間的電阻為105Q/cm以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材，其特征在干，所述金屬穩(wěn)定化層為Ag層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材，其特征在干，所述金屬穩(wěn)定化層包含Ag層和層疊于所述Ag層上的Cu層。
6.ー種低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法，其特征在干，具有 在長尺狀的基材上依次層疊中間層、超導(dǎo)層以及金屬穩(wěn)定化層的エ序，在所述金屬穩(wěn)定化層的表面實(shí)施掩蔽形成掩蔽圖案，利用該掩蔽圖案設(shè)置露出部的エ 序，所述露出部是沿所述基材的長度方向使所述金屬穩(wěn)定化層部分地露出而成為多個(gè)在所述基材的寬度方向平行的細(xì)線狀，用強(qiáng)堿系溶液腐蝕所述金屬穩(wěn)定化層的所述露出部，沿所述基材的長度方向在所述金屬穩(wěn)定化層形成第1槽而使所述超導(dǎo)層露出的エ序，和用強(qiáng)酸系溶液腐蝕所述露出的超導(dǎo)層，沿所述基材的長度方向形成第2槽而使所述中間層露出的エ序；所述超導(dǎo)層下部的所述第2槽的寬度dl與所述金屬穩(wěn)定化層下部的所述第1槽的寬度d2之差δ d即dl-d2為10 μ m以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法，其特征在干，所述金屬穩(wěn)定化層為Ag層。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法，其特征在干，所述金屬穩(wěn)定化層包含Ag層和層疊于所述Ag層上的Cu層。
9.根據(jù)權(quán)利要求6 8中任一項(xiàng)所述的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法，其特征在干，所述掩蔽通過膠粘帶的粘貼而進(jìn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求6 8中任一項(xiàng)所述的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法，其特征在干，所述掩蔽通過清漆涂布或噴涂而進(jìn)行。
11.根據(jù)權(quán)利要求6 8中任一項(xiàng)所述的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法，其特征在干，所述掩蔽是粘貼膠粘帶并向該膠粘帶表面照射激光來形成掩蔽圖案。
12.根據(jù)權(quán)利要求6 8中任一項(xiàng)所述的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法，其特征在干，所述掩蔽是向進(jìn)行清漆涂布或噴涂后的涂布面照射激光來形成掩蔽圖案。
13.根據(jù)權(quán)利要求6 12中任一項(xiàng)所述的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法， 其特征在干，所述強(qiáng)堿系溶液為雙氧水與氨水的混合溶液。
14.根據(jù)權(quán)利要求6 13中任一項(xiàng)所述的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法， 其特征在干，所述強(qiáng)堿系溶液是以重量比計(jì)為過氧化氫氨=13 1 1 2的雙氧水與氨水的混合溶液。
15.根據(jù)權(quán)利要求6 14中任一項(xiàng)所述的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法， 其特征在干，根據(jù)構(gòu)成所述金屬穩(wěn)定化層的金屬的種類，調(diào)節(jié)所述強(qiáng)堿系溶液的種類和成分組成的至少一方。
16.根據(jù)權(quán)利要求6 15中任一項(xiàng)所述的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法， 其特征在干，所述強(qiáng)酸系溶液為硝酸鈰銨溶液。
17.根據(jù)權(quán)利要求11 16中任一項(xiàng)所述的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材的制造方法， 其特征在干，在照射所述激光來形成所述掩蔽圖案的エ序中，對作為超導(dǎo)線材的搬運(yùn)速度的加工線速和激光的照射輸出功率的至少一方進(jìn)行調(diào)整而使所述超導(dǎo)層下部的槽的寬度 ) 10 μ m ~ 500 μ m。
全文摘要
本發(fā)明的低交流損失復(fù)合絲型超導(dǎo)線材具備長尺狀的基材、形成于該基材上的中間層、形成于該中間層上的超導(dǎo)層以及形成于該超導(dǎo)層上的金屬穩(wěn)定化層；沿上述基材的長度方向從上述金屬穩(wěn)定化層介由上述超導(dǎo)層到達(dá)上述中間層而露出上述中間層的槽，在上述基材的寬度方向平行地形成多個(gè)，并且，上述超導(dǎo)層下部的上述槽的寬度d1與上述金屬穩(wěn)定化層下部的上述槽的寬度d2之差δd(＝d1-d2)為10μm以下。
文檔編號H01B12/06GK102598156SQ201080048288
公開日2012年7月18日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者和泉輝郎, 田邊圭一, 町敬人, 飛田浩史, 高橋保夫 申請人:公益財(cái)團(tuán)法人國際超電導(dǎo)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究中心, 昭和電線電纜系統(tǒng)株式會社, 株式會社藤倉