超導(dǎo)導(dǎo)體的制造方法和超導(dǎo)導(dǎo)體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于超導(dǎo)線纜或超導(dǎo)磁體等超導(dǎo)設(shè)備的超導(dǎo)線材導(dǎo)體和超導(dǎo)導(dǎo)體的 制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往多次提出在基材上成膜超導(dǎo)層來(lái)制造超導(dǎo)線材的嘗試。另外，為了獲得具有 期望的線材寬度的超導(dǎo)線材而具有如下的方法：對(duì)金屬板通過(guò)切縫加工等進(jìn)行切斷，準(zhǔn)備 期望的寬度的金屬基板，在該金屬基板的表面上形成中間層，還在該中間層表面成膜結(jié)晶 取向性良好的超導(dǎo)層。另一方面，有時(shí)還會(huì)使在寬度比期望的寬度寬的金屬基板上成膜中 間層、超導(dǎo)層而獲得的超導(dǎo)線材進(jìn)一步細(xì)線化。這種情況下，采取激光切斷的方法、或通過(guò) 切縫加工進(jìn)行切斷的方法（例如參照專利文獻(xiàn)1)。
[0003] 作為激光切斷的例子，公開(kāi)有如下的方法：在低交流損耗的氧化物超導(dǎo)導(dǎo)體中，在 沿著導(dǎo)體的長(zhǎng)度方向形成的細(xì)線化槽中形成高電阻氧化物，通過(guò)沿著該細(xì)線化槽照射激光 而使超導(dǎo)層在導(dǎo)體的寬度方向上形成多個(gè)細(xì)絲導(dǎo)體（例如，參照專利文獻(xiàn)2)。
[0004] 另外，作為從被細(xì)線化的超導(dǎo)線獲得期望的臨界電流容量的超導(dǎo)導(dǎo)體的方法，公 開(kāi)有下面的方法。在具有比超導(dǎo)線的抗彎剛性低的抗彎剛性的母材上確保均等的間隙而連 續(xù)地接合被細(xì)線化的多個(gè)超導(dǎo)線的金屬基板的背面的方法（例如，參照專利文獻(xiàn)3)。將被 細(xì)線化成〇.48mm~1. 8mm的寬度的超導(dǎo)線以在外徑(卩丨.3~5mm的芯線的周圍不重疊于的 方式卷繞成螺旋狀的方法（例如，參照專利文獻(xiàn)4)。將被切縫加工成寬度為0. 5~2. 0_ 的超導(dǎo)線的表面涂布銀之后，在垂直方向上層疊，之后，通過(guò)用銅較厚地鍍敷而形成截面為 圓形的超導(dǎo)導(dǎo)體的方法（例如，參照專利文獻(xiàn)5)。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)平6-68727號(hào)公報(bào)
[0008] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2007-141688號(hào)公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)2009-151993號(hào)公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開(kāi)2009-110668號(hào)公報(bào)
[0011] 專利文獻(xiàn)5 :日本特開(kāi)2010-135295號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 發(fā)明要解決的課題
[0013] 但是，在用激光切斷的方法中，在激光的切斷面上產(chǎn)生發(fā)熱造成的熔斷痕跡，切斷 面的形狀產(chǎn)生不均勻，結(jié)果存在超導(dǎo)導(dǎo)體的絕緣特性由于切斷面的局部的突起的原因而劣 化的問(wèn)題、或者超導(dǎo)特性（臨界電流特性）由于切斷時(shí)的受熱經(jīng)歷而劣化的問(wèn)題。另外，在 通過(guò)切縫加工進(jìn)行切斷的方法中也與以激光切斷產(chǎn)生的熔斷痕跡同樣地，在切斷部位產(chǎn)生 由于剪切造成的突起痕跡（所謂的飛邊），切斷面的形狀不均勻，結(jié)果存在超導(dǎo)導(dǎo)體的絕緣 特性劣化的問(wèn)題、或者由剪切應(yīng)力造成的超導(dǎo)特性劣化的問(wèn)題。
[0014] 此外，不僅切斷金屬基板和形成于金屬基板上的所有各層的情況，在只切斷保護(hù) 層、超導(dǎo)層以及中間層等層疊于金屬基板上的層而在一塊金屬基板上形成具有分割的超導(dǎo) 層的超導(dǎo)導(dǎo)體的情況也同樣使用激光切斷的方法等。在這種情況下也存在上述的產(chǎn)生熔斷 痕跡和與其相伴的臨界電流特性的局部下降等的作為超導(dǎo)導(dǎo)體的問(wèn)題。
[0015] 因此，本發(fā)明就是鑒于上述問(wèn)題點(diǎn)而完成的，其目的在于提供一種不存在局部的 突起等形狀問(wèn)題、且具有良好的超導(dǎo)特性的超導(dǎo)導(dǎo)體及其制造方法。
[0016] 用于解決課題的手段
[0017] 本發(fā)明的超導(dǎo)導(dǎo)體的制造方法的特征的主旨在于，包括如下工序：準(zhǔn)備多個(gè)成膜 用基板的工序；準(zhǔn)備將這些多個(gè)成膜用基板連結(jié)并一體化的連結(jié)基材的工序；使多個(gè)成膜 用基板與連結(jié)基材一體化的工序；以及在多個(gè)成膜用基板上成膜出超導(dǎo)層和保護(hù)層的工 序。
[0018] 通過(guò)使多個(gè)具有期望的寬度的成膜用基板與連結(jié)基材一體化且之后進(jìn)行成膜，在 成膜后不需要使用激光切斷或切縫加工的切斷工序就能夠形成具有期望的寬度的超導(dǎo)線 材。
[0019] 本發(fā)明的超導(dǎo)導(dǎo)體具有：芯材，其具有芯和形成于所述芯的外周的穩(wěn)定化層；以 及多個(gè)超導(dǎo)線材，它們被配置于芯材的穩(wěn)定化層的外周，芯由強(qiáng)度比穩(wěn)定化層高的材料構(gòu) 成，多個(gè)超導(dǎo)線材借助穩(wěn)定化層被一體化。
[0020] 通過(guò)使多個(gè)超導(dǎo)線材一體化而能夠防止當(dāng)卷繞到芯時(shí)超導(dǎo)線材一根一根發(fā)生卷 繞偏離。
[0021] 發(fā)明效果
[0022] 根據(jù)本發(fā)明能夠提供不存在局部的突起等形狀問(wèn)題、且具有良好的超導(dǎo)特性的超 導(dǎo)導(dǎo)體及其制造方法。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的超導(dǎo)導(dǎo)體的制造工序的流程圖。
[0024] 圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的向嵌設(shè)于連結(jié)基板的窄幅的成膜用基板上 成膜的狀態(tài)的剖面圖。
[0025] 圖3是示出本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的超導(dǎo)導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0026] 圖4是示出本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的超導(dǎo)導(dǎo)體的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面參照附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式（以下稱之為"實(shí)施方式"）進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō) 明。
[0028] 在本發(fā)明的實(shí)施方式中，窄幅的成膜用基板上按順序成膜中間層、超導(dǎo)層、保護(hù)層 而進(jìn)行層疊，將分離成獨(dú)立的狀態(tài)的超導(dǎo)導(dǎo)體稱為"超導(dǎo)線材"，將在寬幅的基材或者穩(wěn)定 化材料上沿長(zhǎng)度方向平行地配置多個(gè)超導(dǎo)線材而在全長(zhǎng)范圍成為一體的狀態(tài)的超導(dǎo)導(dǎo)體 稱為"多芯超導(dǎo)線材"，將芯材的外周卷繞多個(gè)超導(dǎo)線材或者多芯超導(dǎo)線材的狀態(tài)的超導(dǎo)導(dǎo) 體稱為"復(fù)合超導(dǎo)導(dǎo)體"。
[0029] (第1實(shí)施方式）
[0030] 作為本發(fā)明的第1實(shí)施方式，對(duì)如下的方法進(jìn)行說(shuō)明：將多個(gè)窄幅的成膜用基板 嵌設(shè)于連結(jié)基材而成為一體化，在其上成膜出中間層、超導(dǎo)層、保護(hù)層而實(shí)施氧退火之后， 通過(guò)從連結(jié)基材分離而制造出以各成膜用基板為單位的超導(dǎo)線材，還將所獲得的超導(dǎo)線材 卷繞到圓形芯線材的外周部而再次一體化從而制造出圓形的復(fù)合超導(dǎo)導(dǎo)體。圖1是主要工 序的流程圖。
[0031] 〈準(zhǔn)備窄幅的成膜用基板（步驟S1-1)>
[0032] 將金屬線成型為規(guī)定的截面尺寸。所使用的金屬優(yōu)選維氏硬度（Hv硬度： VIckers-hardness)比 100 大的材料，能夠使用含有Cu、Ni、Ti、Mo、Nb、Ta、W、Fe、Ag的合 金。尤其優(yōu)選的是耐腐蝕性和耐熱性優(yōu)良的不銹鋼、哈斯特鎳合金（注冊(cè)商標(biāo)）、以及其他 的鎳系合金。金屬線可以是圓形、非圓形的任意一種，也可以是矩形、梯形等，不特別限定截 面形狀。成膜用基板的寬度優(yōu)選約為0. 1~4. 0mm，更優(yōu)選為0. 3~2mm。如果不足0. 1mm， 則基板的剛性降低，有可能產(chǎn)生彎曲變形造成的超導(dǎo)特性的劣化。如果超過(guò)4. 0_，則交流 特性方面產(chǎn)生問(wèn)題。
[0033] 〈準(zhǔn)備連結(jié)基材（步驟S1-2) >
[0034] 與上述窄幅的成膜用基板的尺寸對(duì)應(yīng)地，在規(guī)定的截面尺寸的基材上以規(guī)定的間 距平行地形成用于嵌設(shè)上述窄幅的成膜用基板的多根槽，而成為連結(jié)基材。用于連結(jié)基材 的材質(zhì)期望是熱傳導(dǎo)性高的金屬，尤其期望使用與金屬線同樣的合金。
[0035] 槽能夠使用與凹狀的槽形狀對(duì)應(yīng)的凸?fàn)畹某尚洼佭M(jìn)行成型，也可以通過(guò)激光成 型，還可以將激光與凸?fàn)畛尚洼伣M合使用。還能夠應(yīng)用酸溶液的蝕刻等。還可以將酸溶液 的蝕刻與激光和/或凸?fàn)畛尚洼伣M合使用。
[0036] 槽形狀優(yōu)選成為底邊與上邊的長(zhǎng)度相等的凹狀，更優(yōu)選使梯形的底邊比上邊長(zhǎng)而 能夠用槽限制窄幅的成膜用基板的形狀。
[0037] 在成膜時(shí)對(duì)成膜用基板的背面（成膜面的相反面）使用具有加熱功能的支撐體的 情況下，槽的部分處的連結(jié)基材的厚度優(yōu)選是成膜用基板的厚度以下。在比成膜用基板的 厚度厚的情況下，因?yàn)閬?lái)自支撐體的加熱難以向連結(jié)基材傳遞，所以不優(yōu)選。
[0038] 另外，雖然槽之間的距離（規(guī)定的間距）能夠設(shè)置成任意，但是優(yōu)選保持距離以使 成膜于相鄰的成膜用基板的中間層或超導(dǎo)層彼此不影響。該槽之間的距離優(yōu)選達(dá)到在成膜 用基板的厚度方向上從成膜面的表面位置到未形成有槽的連結(jié)用基材的表面位置的距離 以上。
[0039] 〈窄幅的成膜用基板和連結(jié)基材的一體化工序（步驟S2) >
[0040] 向以規(guī)定的間距形成于連結(jié)基材的平行的多根槽的各個(gè)槽中嵌設(shè)窄幅的成膜用 基板，使成膜用基板與連結(jié)基材一體化。圖2是說(shuō)明將窄幅的成膜用基板11嵌設(shè)于形成于 連結(jié)基材2上的7列槽21而一體化的例子的剖面圖。
[0041] 為了確保窄幅的成膜用基板11的平坦性，也能夠在一體化的狀態(tài)下實(shí)施TA(張力 退火）。
[0042] 在使用上述梯形槽嵌入圓線（橢圓）形狀的金屬線的情況下，也能夠應(yīng)用在一體 化的形態(tài)下使嵌入的金屬線的上部的弓狀部分成型為平坦且使平坦部成型為高平滑從而 一體化的方法。在這種情況下，不需要成膜用基板的高強(qiáng)度化，通過(guò)使連結(jié)基材側(cè)成為強(qiáng)度 部件而能夠設(shè)定基材部位的強(qiáng)度差。此外，連結(jié)基材和金屬線既能夠選擇不同材質(zhì)的組合， 也能夠選擇相同材質(zhì)的組合。
[0043] 窄幅的成膜用基板11和連結(jié)基材2的平滑性也能夠成為不同的加工質(zhì)量。連結(jié) 基材2因?yàn)槟軌驅(qū)⑺阈g(shù)平均粗糙度Ra設(shè)定成稍低（Ra是10nm以上且100nm以下），所以在 提尚板乳制工序的生廣性、提尚成品率、應(yīng)用基于材質(zhì)選擇的廉價(jià)材料等成本降低方面具 有較大的效果。
[0044] 〈研磨工序（步驟S3) >
[0045] 使窄幅的成膜用基板11與連結(jié)基材2 -體化之后，通過(guò)對(duì)窄幅的成膜用基板11 的成膜面?zhèn)冗M(jìn)行機(jī)械研磨、電解研磨法或者化學(xué)研磨法而成為高平滑面。成膜面的算術(shù)平