氧化物超導(dǎo)薄膜線材及其制造方法
【專利摘要】一種氧化物超導(dǎo)薄膜線材包括金屬基底、層疊體和Cu穩(wěn)定層。金屬基底包括支撐基材和位于支撐基材上的導(dǎo)電層。導(dǎo)電層包括用作內(nèi)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(dǎo)層和Ag穩(wěn)定層。Cu穩(wěn)定層形成為圍繞層疊體和金屬基底。將Cu穩(wěn)定層和Ag穩(wěn)定層的至少一個(gè)形成為與金屬基底的導(dǎo)層的至少一部分接觸并且與金屬基底的導(dǎo)電層導(dǎo)電。
【專利說(shuō)明】
氧化物超導(dǎo)薄膜線材及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及氧化物超導(dǎo)薄膜線材W及氧化物超導(dǎo)薄膜線材的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于發(fā)現(xiàn)了在液氮的溫度下，具有超導(dǎo)性的高溫超導(dǎo)材料，已經(jīng)積極地開(kāi)發(fā)了旨 在應(yīng)用于電力設(shè)備，諸如電纜、限流器和磁體的高溫超導(dǎo)線材。具體地，在基底上形成由稀 ±基氧化物超導(dǎo)材料制成的薄層(在下文中也稱為"氧化物超導(dǎo)層"）的氧化物超導(dǎo)薄膜線 材已經(jīng)受到關(guān)注。
[0003] 通常通過(guò)在具有雙軸取向的寬金屬基底上，形成由例如由REBCO(REBa2Cu3化-S: RE 是指"稀±")表示的氧化物超導(dǎo)材料制成的氧化物超導(dǎo)層，并且將該基底切割(縱切)為預(yù) 定寬度，形成運(yùn)種氧化物超導(dǎo)薄膜線材(例如，P化1至PTL 4)。
[0004] 具體地，首先，通過(guò)例如瓣射法，在寬金屬基底上形成由Y203 (氧化錠）、YSZ (錠穩(wěn)定 氧化錯(cuò)）、Ce化(二氧化姉)等制成的氧化物層，作為緩沖層。
[0005] 然后，通過(guò)物理氣相沉積法(PV的去），諸如脈沖激光沉積法(PL的去）、瓣射法或離子 鍛法或化學(xué)氣相沉積法(CVD法），諸如金屬有機(jī)分解法(MO的去），在緩沖層上形成氧化物超 導(dǎo)層。
[0006] 然后，通過(guò)瓣射法等，在氧化物超導(dǎo)層上形成銀(Ag)穩(wěn)定層。通過(guò)運(yùn)些工藝，制成 寬氧化物超導(dǎo)線材。
[0007] 然后，通過(guò)使用機(jī)械縱切機(jī)、激光縱切機(jī)等，使寬氧化物超導(dǎo)線材經(jīng)歷縱切W便具 有預(yù)定寬度。
[000引圖4是示意性地示出由此縱切的氧化物超導(dǎo)薄膜線材的結(jié)構(gòu)的示例的透視圖。氧 化物超導(dǎo)薄膜線材1包括金屬基底B、緩沖層14、氧化物超導(dǎo)層15和Ag穩(wěn)定層16。如圖4所示， 包括用作支撐基材的不誘鋼（SUS)層11、用作取向?qū)拥你~（Cu)層12和用作防氧化層的儀 (Ni)層13的復(fù)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(gòu)成金屬基底B的 導(dǎo)電層。
[0009]引用列表 [0010] 專利文獻(xiàn)
[00川 ？化1:日本未審專利申請(qǐng)公開(kāi)No.07-037444
[0012] ?化2:日本未審專利申請(qǐng)公開(kāi)No.2003-308745
[0013] ?化3:日本未審專利申請(qǐng)公開(kāi)No.2007-287629
[0014] ?化4:日本未審專利申請(qǐng)公開(kāi)No.2013-12406

【發(fā)明內(nèi)容】

[001引技術(shù)問(wèn)題
[0016]然而，當(dāng)高于臨界電流（Ic)的電流流過(guò)氧化物超導(dǎo)層15時(shí)，氧化物超導(dǎo)層15不保 持在超導(dǎo)狀態(tài)并且改變成正常導(dǎo)電狀態(tài)。因此，在氧化物超導(dǎo)層15中產(chǎn)生高電阻W產(chǎn)生熱， 最終可能會(huì)損壞(燒壞)氧化物超導(dǎo)層15。
[0017] 因此，即使當(dāng)高于Ic的電流(過(guò)電流）臨時(shí)流過(guò)時(shí)，需要防止過(guò)電流流過(guò)氧化物超 導(dǎo)層。由此，通過(guò)不僅沉積Ag穩(wěn)定層16,而且沉積Cu穩(wěn)定層17,提供圖4中所示的氧化物超導(dǎo) 薄膜線材1。
[0018] 在運(yùn)些穩(wěn)定層中，電阻隨厚度增加而減小。因此，抑制由于過(guò)電流而導(dǎo)致的溫度升 高，降低燒壞發(fā)生的可能性并且實(shí)現(xiàn)快速恢復(fù)至超導(dǎo)狀態(tài)。
[0019] 然而，隨著穩(wěn)定層的厚度增加，變得更難W彎曲氧化物超導(dǎo)薄膜線材。因此，喪失 氧化物超導(dǎo)薄膜線材的特征并且制造成本增加。
[0020] 因此，本發(fā)明的目的是提供一種氧化物超導(dǎo)薄膜線材，能充分地忍受大的過(guò)電流， 同時(shí)能充分地保持氧化物超導(dǎo)薄膜線材易于彎曲，W及制造該氧化物超導(dǎo)薄膜線材的方 法。
[0021] 解決問(wèn)題的技術(shù)方案
[0022] 本發(fā)明的方面設(shè)及一種氧化物超導(dǎo)薄膜線材，包括金屬基底、層疊體和化穩(wěn)定層，
[0023] 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(dǎo)電層；
[0024] 所述導(dǎo)電層包括用作內(nèi)層的化層和雙軸取向的表面層；
[0025] 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(dǎo)層和Ag穩(wěn)定層，
[0026] 所述化穩(wěn)定層形成為圍繞所述層疊體和所述金屬基底，W及
[0027] 將所述Cu穩(wěn)定層和所述Ag穩(wěn)定層的至少一個(gè)形成為與所述金屬基底的導(dǎo)電層的 至少一部分接觸并且與所述金屬基底的導(dǎo)電層導(dǎo)電。
[0028] 本發(fā)明的另一方面設(shè)及一種制造氧化物超導(dǎo)薄膜線材的方法，所述方法包括：
[0029] 層疊體形成步驟，用于通過(guò)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(dǎo)層和Ag穩(wěn)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(nèi)層的Cu層和雙軸取向的表面層的導(dǎo)電層；
[0030] 縱切步驟，用于將所述金屬基底和所述層疊體切成預(yù)定寬度；
[0031] 導(dǎo)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(dǎo)電 層的一部分；W及
[0032] Cu穩(wěn)定層形成步驟，用于形成Cu穩(wěn)定層，使得Cu穩(wěn)定層圍繞所述層疊體和所述金 屬基底，
[0033] 其中，在所述Cu穩(wěn)定層形成步驟中，將所述Cu穩(wěn)定層形成為與所述金屬基底的導(dǎo) 電層的暴露部分接觸并且與所述導(dǎo)電層導(dǎo)電。
[0034] 本發(fā)明的又一方面設(shè)及一種制造氧化物超導(dǎo)薄膜線材的方法，所述方法包括：
[0035] 層疊體形成步驟，用于通過(guò)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(dǎo)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(nèi)層的Cu層和雙軸取向的表面層的導(dǎo)電層；
[0036] 縱切步驟，用于將所述金屬基底和所述層疊體切成預(yù)定寬度；
[0037] 導(dǎo)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(dǎo)電 層的至少一個(gè)通孔.
[0038] Ag穩(wěn)定層形成步驟，用于在所述層疊體上形成Ag穩(wěn)定層；W及
[0039] Cu穩(wěn)定層形成步驟，用于形成Cu穩(wěn)定層，使得Cu穩(wěn)定層圍繞所述金屬基底和其上 已經(jīng)形成所述Ag穩(wěn)定層的層疊體，
[0040] 其中，在所述Ag穩(wěn)定層形成步驟中，將所述Ag穩(wěn)定層形成為通過(guò)所述通孔，與所述 金屬基底的導(dǎo)電層接觸并且與所述金屬基底的導(dǎo)電層導(dǎo)電。
[0041] 本發(fā)明的又一方面設(shè)及一種制造氧化物超導(dǎo)薄膜線材的方法，所述方法包括：
[0042] 層疊體形成步驟，用于通過(guò)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(dǎo)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(nèi)層的Cu層和雙軸取向的表面層的導(dǎo)電層；
[0043] 縱切步驟，用于將所述金屬基底和所述層疊體切成預(yù)定寬度；
[0044] 導(dǎo)電層暴露步驟，用于從所述縱切層疊體和金屬基底的側(cè)端面暴露所述金屬基底 的化層的至少一部分；
[0045] Ag穩(wěn)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(wěn)定層；W及
[0046] Cu穩(wěn)定層形成步驟，用于形成Cu穩(wěn)定層，使得Cu穩(wěn)定層進(jìn)一步圍繞所述層疊體和 其上已經(jīng)形成所述Ag穩(wěn)定層的金屬基底，
[0047] 其中，在所述Ag穩(wěn)定層形成步驟中，將所述Ag穩(wěn)定層形成為所述Ag穩(wěn)定層圍繞所 述層疊體和所述金屬基底W實(shí)現(xiàn)所述金屬基底的Cu層的暴露部分和所述Ag穩(wěn)定層之間的 導(dǎo)電。
[004引本發(fā)明的有益效果
[0049] 根據(jù)本發(fā)明，能提供一種氧化物超導(dǎo)薄膜線材，能充分地承受大的過(guò)電流，同時(shí)充 分地保持氧化物超導(dǎo)薄膜線材易于彎曲，W及制造該氧化物超導(dǎo)薄膜線材的方法。
【附圖說(shuō)明】
[0050] 圖1是示意性地示出縱切氧化物超導(dǎo)薄膜線材的切割端部的狀態(tài)的截面圖。
[0051] 圖2A是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的氧化物超導(dǎo)薄膜線材結(jié)構(gòu)的示例的 截面圖。
[0052] 圖2B是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的氧化物超導(dǎo)薄膜線材結(jié)構(gòu)的示例的 截面圖。
[0053] 圖2C是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的氧化物超導(dǎo)薄膜線材結(jié)構(gòu)的示例的 截面圖。
[0054] 圖3A是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的氧化物超導(dǎo)薄膜線材結(jié)構(gòu)的示例的 截面圖。
[0055] 圖3B是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的氧化物超導(dǎo)薄膜線材結(jié)構(gòu)的示例的 截面圖。
[0056] 圖3C是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的氧化物超導(dǎo)薄膜線材結(jié)構(gòu)的示例的 截面圖。
[0057] 圖4是示意性地示出氧化物超導(dǎo)薄膜線材的結(jié)構(gòu)的示例的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0058] [根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的描述]
[0059] 首先，將列出和描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的內(nèi)容。
[0060] (1)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的一種氧化物超導(dǎo)薄膜線材包括金屬基底、層疊體和Cu 穩(wěn)定層。金屬基底包括支撐基材和位于支撐基材上的導(dǎo)電層。導(dǎo)電層包括用作內(nèi)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(dǎo)層和Ag穩(wěn)定層。Cu穩(wěn)定層形成為圍繞層疊體和金屬基底。將Cu穩(wěn)定層和Ag穩(wěn)定層的至少 一個(gè)形成為與金屬基底的導(dǎo)電層的至少一部分接觸并且與金屬基底的導(dǎo)電層導(dǎo)電。
[0061] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明人詳細(xì)地觀察已知氧化物超導(dǎo)薄膜線材的結(jié)構(gòu)。因此，發(fā) 現(xiàn)如圖1所示，在縱切氧化物超導(dǎo)薄膜線材1的切割端部，由用作絕緣體的緩沖層14覆蓋金 屬基底B的化層12和Ni層13 W及Ag穩(wěn)定層16并且在維持該狀態(tài)的同時(shí)，形成化穩(wěn)定層17。運(yùn) 是因?yàn)樵诳v切處理中，當(dāng)采用機(jī)械縱切機(jī)時(shí)接觸刀片，在基底中產(chǎn)生崎變，或當(dāng)采用激光縱 切機(jī)時(shí)，由于切割表面處形成合金的結(jié)果，產(chǎn)生渣淳，由此，在切割端部中，抑制化層12和Ni 層13的暴露。
[0062] 本發(fā)明已經(jīng)考慮到如果構(gòu)成金屬基底B的導(dǎo)電層的Cu層12和Ni層13與穩(wěn)定層，諸 如化穩(wěn)定層17或Ag穩(wěn)定層16導(dǎo)電，則化層12和Ni層13還能被用作穩(wěn)定層。換句話說(shuō)，已知如 果能使在已知的氧化物超導(dǎo)薄膜線材中，簡(jiǎn)單地用來(lái)形成雙軸取向?qū)雍头姥趸瘜拥幕瘜?2 和Ni層13被用作用于氧化物超導(dǎo)薄膜線材中的過(guò)電流的載流路徑，則在不增加穩(wěn)定層的厚 度的情況下，能充分地承受大的過(guò)電流。具體地，形成化穩(wěn)定層和Ag穩(wěn)定層的至少一個(gè)W便 與金屬基底的導(dǎo)電層的至少一部分接觸并且與金屬基底的導(dǎo)電層導(dǎo)電，由此使過(guò)電流流向 金屬基底，充分地抑制發(fā)熱。
[0063] (2)在該氧化物超導(dǎo)薄膜線材中，優(yōu)選地，將至少一個(gè)通孔形成為從層疊體的表面 延伸至金屬基底的導(dǎo)電層，并且將Cu穩(wěn)定層形成為通過(guò)通孔，與金屬基底的導(dǎo)電層接觸并 且與金屬基底的導(dǎo)電層導(dǎo)電。通過(guò)在堆疊緩沖層、氧化物超導(dǎo)層和Ag穩(wěn)定層獲得的層疊體 中形成延伸至金屬基底的導(dǎo)電層的通孔，并且形成Cu穩(wěn)定層W便通過(guò)該通孔，與金屬基底 的導(dǎo)電層接觸并且與金屬基底的導(dǎo)電層導(dǎo)電。因此，能在金屬基底的Cu層和Cu穩(wěn)定層之間 實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電并且能使過(guò)電流在較小電阻下流動(dòng)?；€(wěn)定層可W與金屬基底的化層的表面層接 觸或可W與用作內(nèi)層的Cu層接觸。當(dāng)Cu穩(wěn)定層與導(dǎo)電層的表面層接觸時(shí)，經(jīng)由表面層，在足 夠小的電阻下，在化穩(wěn)定層和用作內(nèi)層的化層之間實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電。
[0064] (3)在該氧化物超導(dǎo)薄膜線材中，Cu穩(wěn)定層可W與金屬基底的Cu層的側(cè)端面的至 少一部分接觸并且可W與金屬基底的化層導(dǎo)電。暴露金屬基底的Cu層的側(cè)端面的至少一部 分，W及形成Cu穩(wěn)定層，使得經(jīng)由暴露的部分，在金屬基底的Cu層和Cu穩(wěn)定層之間，實(shí)現(xiàn)導(dǎo) 電。由此，還能使過(guò)電流流向金屬基底，由此充分地抑制發(fā)熱。
[0065] (4)在該氧化物超導(dǎo)薄膜線材中，至少一個(gè)通孔可W被形成為從層疊體的表面延 伸至金屬基底的導(dǎo)電層，并且可W將Ag穩(wěn)定層形成為通過(guò)通孔，與金屬基底的導(dǎo)電層接觸 并且與金屬基底的導(dǎo)電層導(dǎo)電。該通孔延伸至金屬基底的導(dǎo)電層，W及具有高導(dǎo)電性的Ag 穩(wěn)定層形成為通過(guò)通孔，與金屬基底的導(dǎo)電層接觸，并且與導(dǎo)電層導(dǎo)電。因此，能在金屬基 底的Cu層和Ag穩(wěn)定層之間，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電，并且能使過(guò)電流在較小電阻下流動(dòng)。Ag穩(wěn)定層可W與 金屬基底的導(dǎo)電層的表面層接觸或與用作內(nèi)層的化層接觸。當(dāng)Ag穩(wěn)定層與導(dǎo)電層的表面層 接觸時(shí)，經(jīng)由表面層，在足夠小的電阻下，在Ag穩(wěn)定層和用作內(nèi)層的Cu層之間實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電。
[0066] (5)在該氧化物超導(dǎo)薄膜線材中，Ag穩(wěn)定層可W與金屬基底的Cu層的側(cè)端面的至 少一部分接觸并且可W與金屬基底的化層導(dǎo)電。暴露金屬基底的Cu層的側(cè)端面的至少一部 分，并且將Ag穩(wěn)定層形成為經(jīng)由暴露部分，在金屬基底的Cu層和Ag穩(wěn)定層之間實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電。由 此，也能使過(guò)電流流向金屬基底，由此能充分地抑制發(fā)熱。
[0067] (6)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的一種制造氧化物超導(dǎo)薄膜線材的方法包括層疊體形成 步驟，用于通過(guò)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(dǎo)層和Ag穩(wěn)定層， 形成層疊體，金屬基底包括支撐基材和位于支撐基材上并且包括用作內(nèi)層的化層和雙軸取 向的表面層的導(dǎo)電層；縱切步驟，用于將金屬基底和層疊體切成預(yù)定寬度；導(dǎo)電層暴露步 驟，用于從縱切金屬基底和層疊體，暴露金屬基底的導(dǎo)電層的一部分；W及化穩(wěn)定層形成步 驟，用于形成Cu穩(wěn)定層，使得Cu穩(wěn)定層圍繞層疊體和金屬基底。在Cu穩(wěn)定層形成步驟中，將 化穩(wěn)定層形成為與金屬基底的導(dǎo)電層的暴露部分接觸并且與導(dǎo)電層導(dǎo)電。
[0068] 由此，能提供制造氧化物超導(dǎo)薄膜線材的方法，其中，能W低成本和高質(zhì)量，有效 地制造根據(jù)(1)至(3)的氧化物超導(dǎo)薄膜線材。
[0069] (7)在制造氧化物超導(dǎo)薄膜線材的方法中，導(dǎo)電層暴露步驟可W是形成從縱切層 疊體的表面延伸至金屬基底的導(dǎo)電層的至少一個(gè)通孔的導(dǎo)電層暴露步驟，W及在化穩(wěn)定層 形成步驟中，可W將Cu穩(wěn)定層形成為通過(guò)通孔，與金屬基底的導(dǎo)電層接觸并且可W與金屬 基底的導(dǎo)電層導(dǎo)電。通過(guò)在層疊體中形成通孔，能肯定地暴露金屬基底的導(dǎo)電層。運(yùn)實(shí)現(xiàn)在 足夠小的電阻下，Cu穩(wěn)定層和基底的導(dǎo)電層之間的導(dǎo)電。可W通過(guò)形成延伸至表面的通孔， 使Cu穩(wěn)定層與金屬基底的表面層接觸，或通過(guò)形成延伸至Cu層的通孔，與金屬基底的Cu層 接觸。
[0070] (8)在制造氧化物超導(dǎo)薄膜線材的方法中，導(dǎo)電層暴露步驟可W是從縱切層疊體 和金屬基底的側(cè)端面暴露金屬基底的化層的至少一部分的導(dǎo)電層暴露步驟，W及化穩(wěn)定層 形成步驟可W是形成Cu穩(wěn)定層，使得化穩(wěn)定層圍繞層疊體和金屬基底來(lái)實(shí)現(xiàn)金屬基底的Cu 層的暴露部分和Cu穩(wěn)定層之間導(dǎo)電的Cu穩(wěn)定層形成步驟。通過(guò)簡(jiǎn)單的方法，暴露金屬基底 的Cu層的側(cè)端面，由此，能在足夠小的電阻下，在Cu穩(wěn)定層和金屬基底的Cu層之間實(shí)現(xiàn)導(dǎo) 電。
[0071] (9)在制造氧化物超導(dǎo)薄膜線材的方法中，導(dǎo)電層暴露步驟優(yōu)選地是拋光縱切層 疊體和金屬基底的側(cè)端面W暴露金屬基底的Cu層的至少一部分的Cu層暴露步驟。不特別地 限定用于暴露Cu層的具體方法，只要肯定能去除覆蓋金屬基底的Cu層的絕緣體。拋光是優(yōu) 選的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)簡(jiǎn)單的過(guò)程，肯定能暴露化層。
[0072] (10)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的一種制造氧化物超導(dǎo)薄膜線材的方法包括:層疊體形 成步驟，用于通過(guò)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(dǎo)層，形成層 疊體，金屬基底包括支撐基材和位于支撐基材上并且包括用作內(nèi)層的化層和雙軸取向的表 面層的導(dǎo)電層;縱切步驟，用于將金屬基底和層疊體切成預(yù)定寬度;導(dǎo)電層暴露步驟，用于 形成從縱切層疊體的表面延伸至金屬基底的導(dǎo)電層的至少一個(gè)通孔;Ag穩(wěn)定層形成步驟， 用于在層疊體上形成Ag穩(wěn)定層；W及化穩(wěn)定層形成步驟，用于形成Cu穩(wěn)定層，使得化穩(wěn)定層 圍繞金屬基底和其上已經(jīng)形成Ag穩(wěn)定層的層疊體。在Ag穩(wěn)定層形成步驟中，將Ag穩(wěn)定層形 成為通過(guò)通孔，與金屬基底的導(dǎo)電層接觸并且與金屬基底的導(dǎo)電層導(dǎo)電。
[0073] 在該制造方法中，使具有高導(dǎo)電性的Ag穩(wěn)定層通過(guò)通孔，與金屬基底的導(dǎo)電層的 表面層或化層接觸，由此，能在足夠小的電阻下，在金屬基底的表面層或Cu層和Ag穩(wěn)定層之 間實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電。在通過(guò)執(zhí)行電鍛，形成Cu穩(wěn)定層的情況下，在形成Cu穩(wěn)定層前，通過(guò)用Ag穩(wěn)定 層覆蓋在通孔中暴露的氧化物超導(dǎo)層的端面，防止由于電鍛液而導(dǎo)致的氧化物超導(dǎo)層的劣 化。由此，能提供用于制造氧化物超導(dǎo)薄膜線材的方法，其中，能W低成本和高質(zhì)量，有效地 制造根據(jù)(1)和(4)的氧化物超導(dǎo)薄膜線材。
[0074] (11)根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種制造氧化物超導(dǎo)薄膜線材的方法包括:層疊 體形成步驟，用于通過(guò)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(dǎo)層，形 成層疊體，金屬基底包括支撐基材和位于支撐基材上并且包括用作內(nèi)層的化層和雙軸取向 的表面層的導(dǎo)電層;縱切步驟，用于將金屬基底和層疊體切成預(yù)定寬度;導(dǎo)電層暴露步驟， 用于從縱切層疊體和金屬基底的側(cè)端面暴露金屬基底的化層的至少一部分;Ag穩(wěn)定層形成 步驟，用于在層疊體和金屬基底上形成Ag穩(wěn)定層；W及Cu穩(wěn)定層形成步驟，用于形成Cu穩(wěn)定 層，使得Cu穩(wěn)定層進(jìn)一步圍繞層疊體和其上已經(jīng)形成Ag穩(wěn)定層的金屬基底。在Ag穩(wěn)定層形 成步驟中，將Ag穩(wěn)定層形成為Ag穩(wěn)定層圍繞層疊體和金屬基底W實(shí)現(xiàn)金屬基底的化層的暴 露部分和Ag穩(wěn)定層之間的導(dǎo)電。
[0075] 在該制造方法中，使具有高導(dǎo)電性的Ag穩(wěn)定層與金屬基底的暴露的Cu層接觸，由 此，能在足夠小的電阻下，在金屬基底的Cu層和Ag穩(wěn)定層之間實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電。在通過(guò)執(zhí)行電鍛， 形成Cu穩(wěn)定層的情況下，在形成Cu穩(wěn)定層前，通過(guò)用Ag穩(wěn)定層覆蓋金屬基底的側(cè)端面處暴 露的氧化物超導(dǎo)層的端面，防止由于電鍛液而導(dǎo)致的氧化物超導(dǎo)層的劣化。由此，能提供用 于制造氧化物超導(dǎo)薄膜線材的方法，其中，能W低成本和高質(zhì)量，有效地制造根據(jù)（1)和巧） 的氧化物超導(dǎo)薄膜線材。
[0076] (12)在制造氧化物超導(dǎo)薄膜線材的方法中，導(dǎo)電層暴露步驟優(yōu)選地是拋光縱切層 疊體和金屬基底的側(cè)端面來(lái)暴露金屬基底的Cu層的至少一部分的Cu層暴露步驟。不特別地 限定用于暴露Cu層的具體方法，只要肯定能去除覆蓋金屬基底的Cu層的絕緣體。拋光是優(yōu) 選的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)簡(jiǎn)單的過(guò)程，肯定能暴露化層。
[0077] [本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)內(nèi)容]
[0078] 在下文中，將參考附圖，描述根據(jù)本發(fā)明的氧化物超導(dǎo)薄膜線材的實(shí)施例。在運(yùn)些 圖中，相同或相應(yīng)的部件由相同的參考數(shù)字表示并且將省略重復(fù)描述。本發(fā)明不限于運(yùn)些 示例并且由權(quán)利要求的范圍表示。本發(fā)明旨在涵蓋權(quán)利要求的范圍的等價(jià)物和權(quán)利要求的 范圍內(nèi)的所有改進(jìn)。
[0079] 1.氧化物超導(dǎo)薄膜線材的結(jié)構(gòu)
[0080] 首先，將描述氧化物超導(dǎo)薄膜線材的結(jié)構(gòu)。根據(jù)該實(shí)施例的氧化物超導(dǎo)薄膜線材 的基本結(jié)構(gòu)與圖4所示的氧化物超導(dǎo)薄膜線材的基本結(jié)構(gòu)相同，除Cu穩(wěn)定層和Ag穩(wěn)定層的 至少一個(gè)與金屬基底的導(dǎo)電層的至少一部分接觸W便與金屬基底的導(dǎo)電層導(dǎo)電外。
[0081] 將參考圖2A，描述根據(jù)本實(shí)施例的氧化物超導(dǎo)薄膜線材。在圖2A所示的氧化物超 導(dǎo)薄膜線材1中，17a表示Cu穩(wěn)定層的一部分，18表示通孔，W及S表示通過(guò)層疊緩沖層14、氧 化物超導(dǎo)層15和Ag穩(wěn)定層16獲得的層疊體。在該氧化物超導(dǎo)薄膜線材1中，通孔18貫穿層疊 體S，W及Cu穩(wěn)定層的部分17a通過(guò)通孔18,與金屬基底B的導(dǎo)電層的表面層（具體地，Ni層 13)接觸。如圖2A所示，Cu穩(wěn)定層的部分17a與金屬基底B的導(dǎo)電層的表面層(具體地，Ni層 13)接觸，由此，經(jīng)由Ni層13，在足夠小的電阻下，使金屬基底B的化層12與化穩(wěn)定層17導(dǎo)電。 由此，能充分地使難W被用作用于過(guò)電流的載流路徑的化層12被用作載流路徑。因此，即使 當(dāng)不增加穩(wěn)定層的厚度時(shí)，也能承受大的過(guò)電流。
[00劇（敗化）
[0083] Cu穩(wěn)定層17可W與金屬基底B的導(dǎo)電層的Cu層12接觸。圖2B中的氧化物超導(dǎo)薄膜 線材1不同于圖2A中的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1之處在于通孔18達(dá)到金屬基底B的化層12并且 化穩(wěn)定層17的部分17a與Cu層12直接接觸。當(dāng)化穩(wěn)定層17與化層12直接接觸時(shí)，在更充分小 的電阻下Cu層12與Cu穩(wěn)定層導(dǎo)電。由此，能足夠使難W被用作過(guò)電流的載流路徑的Cu層12 被用作載流路徑。因此，即使當(dāng)不增加穩(wěn)定層的厚度時(shí)，也能承受大的過(guò)電流。
[0084] 換句話說(shuō)，由于由作為絕緣體的緩沖層14覆蓋Cu層12,如圖1所示，Cu層12不與氧 化物超導(dǎo)層15電連接。如上所述，運(yùn)是因?yàn)樵诳v切處理中，由于當(dāng)采用機(jī)械縱切機(jī)時(shí)的刀片 接觸，在基底中產(chǎn)生崎變，或當(dāng)采用激光縱切機(jī)時(shí)，在切割表面處形成合金的結(jié)果，產(chǎn)生渣 淳，由此，在側(cè)端部不會(huì)暴露Cu層12。因此，如果不形成通孔18，Cu層12通過(guò)不具有太高導(dǎo)電 率的SUS層11，與Cu穩(wěn)定層17導(dǎo)電并且W間接方式，與氧化物超導(dǎo)層15導(dǎo)電。運(yùn)使得難W允 許Cu層12被用作用于過(guò)電流的載流路徑。相反，當(dāng)如圖2A和2B所示，形成通孔1別寸，如上所 述，在足夠小的電阻下，金屬基底的Cu層12與Cu穩(wěn)定層17導(dǎo)電。由此，足W使Cu層12被用作 載流路徑。
[0085] 不具體地限制通孔18的數(shù)量。可W在氧化物超導(dǎo)薄膜線材的縱向和寬度方向中形 成多個(gè)通孔18。在將在平面圖中所看到的，具有矩形形狀的通槽形成為通孔18的情況下，不 具體地限定槽的長(zhǎng)度?？紤]氧化物超導(dǎo)薄膜線材的寬度、通孔的數(shù)量、過(guò)電流的假定值和在 通孔18內(nèi)部Cu的形成，適當(dāng)?shù)卮_定當(dāng)在平面圖中看時(shí)，具有矩形形狀的通孔18的寬度和當(dāng) 在平面圖中看時(shí)，具有圓形形狀的通孔18的直徑，W便能使足夠大的電流流過(guò)并且充分地 抑制Ic的減小。通常，通孔18的寬度或直徑優(yōu)選地為0.1至05 .mm，更優(yōu)選0.2至0.4mm。
[0086] (改進(jìn) 2)
[0087] 圖2C中的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1不同于圖2A和2B中的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1之處 在于Cu穩(wěn)定層17與金屬基底B的化層12的側(cè)端面19接觸。在根據(jù)該實(shí)施例的氧化物超導(dǎo)薄 膜線材1中，在金屬基底B的側(cè)端部處暴露Cu層12,并且Cu穩(wěn)定層17與Cu層12的側(cè)端面19接 觸。由此，在足夠小的電阻下，使金屬基底B的化層12與Cu穩(wěn)定層17導(dǎo)電。當(dāng)在足夠小的電阻 下，使Cu層12與Cu穩(wěn)定層17導(dǎo)電時(shí)，能足W使難W被用作過(guò)電流的載流路徑的Cu層12被用 作載流路徑。因此，即使當(dāng)不增加穩(wěn)定層的厚度時(shí)，也能承受大的過(guò)電流。
[0088] 如上所述，由于金屬基底B的化層12由作為絕緣體的緩沖層14覆蓋，并且在縱切處 理后，在側(cè)端部處不會(huì)暴露，因此，Cu層12不電連接到氧化物超導(dǎo)層15。因此，如果在金屬基 底B的側(cè)端部處不暴露Cu層12，加層12通過(guò)不具有太高導(dǎo)電性的SUS層11，與Cu穩(wěn)定層17導(dǎo) 電并且W間接方式，與氧化物超導(dǎo)層15導(dǎo)電。運(yùn)使得難W允許Cu層12被用作用于過(guò)電流的 載流路徑。相反，當(dāng)如圖2C所示，暴露化層12時(shí)，如上所述，在足夠小的電阻下，使Cu層12與 化穩(wěn)定層17導(dǎo)電。由此，能足W使化層12被用作載流路徑。
[0089] 不特別地限定Cu層12的暴露部分的位置和數(shù)量。暴露部分可W位于化層12的一側(cè) 或化層12的兩側(cè)，如圖2C所示?？蒞根據(jù)例如過(guò)電流的假定值，設(shè)定暴露部分的大小(面積） 和數(shù)量。
[0090] (改進(jìn) 3)
[0091] 圖3A中的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1不同于圖2A中的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1之處在于 Ag穩(wěn)定層的部分16a通過(guò)通孔18,與金屬基底B的導(dǎo)電層的表面層(具體地，Ni層13)接觸。在 通孔中，將Ag穩(wěn)定層的部分16a形成為與Ni層13接觸，W及在其上形成化穩(wěn)定層17。當(dāng)具有 高導(dǎo)電性的Ag穩(wěn)定層16與金屬基底B的表面層(具體地，Ni層13)接觸時(shí)，在通孔中暴露該表 面層，經(jīng)由Ni層13,在足夠小的電阻下金屬基底B的Cu層12與Ag穩(wěn)定層16導(dǎo)電。由此，能足W 使難W被用作用于過(guò)電流的載流路徑的Cu層12被用作載流路徑。因此，即使當(dāng)不增加穩(wěn)定 層的厚度時(shí)，也能承受大的過(guò)電流。
[0092] (改進(jìn) 4)
[0093] Ag穩(wěn)定層可W與金屬基底B的導(dǎo)電層的Cu層直接接觸。圖3B中的氧化物超導(dǎo)薄膜 線材1不同于圖3A中的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1之處在于通孔18達(dá)到金屬基底B的化層12W及 Ag穩(wěn)定層16的部分與Cu層12直接接觸。在通孔中，將Ag穩(wěn)定層的部分形成為與Cu層 12接觸，并且在其上形成化穩(wěn)定層17。當(dāng)具有高導(dǎo)電性的Ag穩(wěn)定層17與Cu層12直接接觸時(shí)， 在更充分小的電阻下，Cu層12與Ag穩(wěn)定層16導(dǎo)電。由此，能足W使難W用作過(guò)電流的載流路 徑的化層12被用作載流路徑。因此，即使當(dāng)不增加穩(wěn)定層的厚度時(shí)，也能承受大的過(guò)電流。
[0094] 如上所述，由于金屬基底B的化層12被作為絕緣體的緩沖層14覆蓋，并且在縱切處 理后不會(huì)在側(cè)端部處暴露，Cu層12不與氧化物超導(dǎo)層15電連接。因此，如果不形成通孔18， 化層12通過(guò)不具有太高導(dǎo)電性的SUS層11，與化穩(wěn)定層17和Ag穩(wěn)定層16導(dǎo)電，并且W間接方 式，與氧化物超導(dǎo)層15導(dǎo)電。運(yùn)使得難W允許Cu層12被用作用于過(guò)電流的載流路徑。相反， 當(dāng)如圖3A和3B所示，形成通孔1別寸，如上所述，在足夠小的電阻下，使金屬基底的Cu層12與 Ag穩(wěn)定層16導(dǎo)電。由此，能足W使化層12被用作載流路徑。
[0095] 不具體地限定通孔18的數(shù)量?？蒞在氧化物超導(dǎo)薄膜線材的縱向和寬度方向中形 成多個(gè)通孔18。在將從平面圖上看，具有矩形形狀的通槽形成為通孔18的情況下，不具體地 限定凹槽的長(zhǎng)度。考慮到氧化物超導(dǎo)薄膜線材的寬度、通孔的數(shù)量、過(guò)電流的假定值W及在 通孔18內(nèi)部Ag的形成，適當(dāng)?shù)卮_定從平面圖上看，具有矩形形狀的通孔18的寬度或從平面 圖上看，具有圓形形狀的通孔18的直徑，使得能使足夠大電流流過(guò)并且充分地抑制Ic的減 小。通常，通孔18的寬度或直徑優(yōu)選地為0.1至0.5mm，更優(yōu)選0.2至0.4mm。
[0096] (改進(jìn) 5)
[0097] 圖3C中的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1不同于圖3A和3B中的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1之處 在于Ag穩(wěn)定層16與金屬基底B的化層12的側(cè)端面19接觸。在根據(jù)該實(shí)施例的氧化物超導(dǎo)薄 膜線材1中，在金屬基底B的側(cè)端部處暴露Cu層12,并且具有高導(dǎo)電性的Ag穩(wěn)定層16與Cu層 12的側(cè)端面19接觸。因此，在足夠小的電阻下金屬基底B的化層12與Ag穩(wěn)定層16導(dǎo)電。由此， 能足W使難W被用作用于過(guò)電流的載流路徑的Cu層12被用作載流路徑。因此，即使當(dāng)不增 加穩(wěn)定層的厚度時(shí)，也能承受大的過(guò)電流。
[0098] 如上所述，由于金屬基底B的化層12被作為絕緣體的緩沖層14覆蓋，并且在縱切處 理后，在側(cè)端部處不暴露，因此，Cu層12不與氧化物超導(dǎo)層15電連接。因此，如果在金屬基底 B的側(cè)端部處不暴露Cu層12，加層12通過(guò)不具有太高導(dǎo)電性的SUS層11，與Cu穩(wěn)定層17和Ag 穩(wěn)定層16導(dǎo)電并且W間接方式，與氧化物超導(dǎo)層15導(dǎo)電。運(yùn)使得難W允許Cu層12被用作用 于過(guò)電流的載流路徑。相反，當(dāng)如圖3C所示，暴露化層12時(shí)，如上所述，在足夠小電阻下Cu層 12與Ag穩(wěn)定層16導(dǎo)電。由此，能足W使化層12被用作載流路徑。
[0099] 不具體地限定化層12的暴露部的位置和數(shù)量。暴露部可W位于化層12的一側(cè)或Cu 層12的兩側(cè)，如圖3C所示。可W根據(jù)例如過(guò)電流的假定值，設(shè)定暴露部的大?。娣e)和數(shù) 量。
[0100] 2.用于氧化物超導(dǎo)薄膜線材的構(gòu)件
[0101] (1)金屬基底
[0102] 金屬基底B包括支撐基材和位于支撐基材上的導(dǎo)電層。金屬基底B是具有化層12的 雙軸取向的金屬基底并且由例如SUS/Cu/化復(fù)合材料制成。例如，優(yōu)選地使用包括厚度約 100皿的洲S層11、厚度為20至50皿的Cu層12, W及厚度為2至3皿的Ni層13的金屬基底。在本 文中，SUS層是支撐基材，并且導(dǎo)電層包括用作內(nèi)層的Cu層12和用作表面層的Ni層13。導(dǎo)電 層的Cu層12和Ni層13具有比SUS層11更高的導(dǎo)電性。運(yùn)種金屬基底B通過(guò)例如在SUS層11上 通過(guò)滾壓層疊化，然后，使化層12的表面經(jīng)受Ni電鍛而制成。
[0103] (2)緩沖層
[0104] 緩沖層14具有多層結(jié)構(gòu)，包括從金屬基底B依次用于外延生長(zhǎng)緩沖層同時(shí)保持金 屬基底的取向的巧晶層、用于防止元素，諸如金屬基底B的Ni向氧化物超導(dǎo)層15擴(kuò)展的阻擋 層(防擴(kuò)散層），W及具有與氧化物超導(dǎo)層15的晶格匹配并且用于外延生長(zhǎng)氧化物超導(dǎo)層的 蓋層(晶格匹配層）。例如，緩沖層14優(yōu)選地具有立層結(jié)構(gòu)，包括具有0.1至0.2皿厚度的Y203、 具有0.2至0.4WI1的厚度的YSZ W及具有約0.1皿的厚度的Ce化。
[0105] (3)氧化物超導(dǎo)層
[0106] 氧化物超導(dǎo)層15通過(guò)外延生長(zhǎng)由雙軸取向的稀±基氧化物超導(dǎo)材料形成。具體 地，例如，優(yōu)選地使用G地C0(G地曰2化3〇7-8)。不特別地限定該層的厚度，并且根據(jù)所需性能近 似地確定。厚度是例如1至扣m。用于氧化物超導(dǎo)層15的材料不限于G地CO,而是可W由REBCO (REBa2化307-S:RE是指"稀±元素"）表示的氧化物超導(dǎo)材料。
[0107] (4)穩(wěn)定層
[010引穩(wěn)定層由Ag穩(wěn)定層16和化穩(wěn)定層17構(gòu)成。
[0109] Ag穩(wěn)定層16設(shè)置在氧化物超導(dǎo)層15上或設(shè)置成覆蓋金屬基底B的外周表面和具有 例如5至IOwii的厚度的層疊體。銀具有高導(dǎo)電性并且是對(duì)氧化物超導(dǎo)材料和銅呈現(xiàn)出良好 附著力的材料。因此，銀適合用作用于覆蓋氧化物超導(dǎo)層15或縱切金屬基底和層疊體的外 周表面并且穿過(guò)通孔18的穩(wěn)定層的材料。
[0110] Cu穩(wěn)定層17沉積在Ag穩(wěn)定層16外部W便覆蓋厚度為例如10至50WI1的氧化物超導(dǎo) 薄膜線材的整個(gè)外周表面。銅具有高導(dǎo)電性并且比銀更廉價(jià)。因此，銅適合用作用于覆蓋縱 切金屬基底和層疊體的外周表面并且通過(guò)通孔18的穩(wěn)定層的材料。
[0111] 如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1中，化穩(wěn)定層17或Ag穩(wěn) 定層16與金屬基底B的導(dǎo)電層接觸。更具體地說(shuō)，如圖2A、圖2B、圖3A和圖3B所示，化穩(wěn)定層 17的部分17a或Ag穩(wěn)定層16的部分16a通過(guò)通孔18,與金屬基底B的表面層(具體地，Ni層13) 或化層12接觸。或者，如圖2C和圖3C所示，化穩(wěn)定層17或Ag穩(wěn)定層16可W與金屬基底B的Cu 層12的側(cè)端面19的至少一部分接觸。
[0112] 3.用于制造氧化物超導(dǎo)薄膜線材的方法
[0113] 接著，在下文中，在處理順序中，將圖2A的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1用作示例，描述用 于制造根據(jù)本實(shí)施例的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1的方法。
[0114] (1)形成緩沖層
[0115] 首先，在金屬基底B上形成緩沖層14。具體地，使用具有例如IOmm或更大的寬度的 金屬基底B，并且按此順序，在Ni層13上形成Y2化層、YSZ層和Ce化層。通常通過(guò)PVD方法，諸如 瓣射法，形成緩沖層14。
[0116] (2)形成氧化物超導(dǎo)層
[0117] 然后，通過(guò)外延生長(zhǎng)，在緩沖層14上形成氧化物超導(dǎo)層15。如上所述，通過(guò)PV的去、 MO的去等，形成氧化物超導(dǎo)層15"PV的去的示例包括PLD(脈沖激光沉積)法、瓣射法、或真空沉 積法和離子鍛法。優(yōu)選地采用PL的去，因?yàn)槟芤子谛纬删哂信c目標(biāo)相同組分比的薄膜。
[0118] 在膜形成后，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)，W預(yù)定溫度，在預(yù)定大氣下執(zhí)行退火W形成氧化物超 導(dǎo)層15。具體地，例如，在120分鐘內(nèi)，在800°C、100ppm的化濃度的大氣下，執(zhí)行高溫低氧退 火，然后，在120分鐘內(nèi)，在550°C、98%的化濃度的大氣下，執(zhí)行氧退火。
[0119] (3)形成穩(wěn)定層
[0120] 然后，通過(guò)瓣射法，諸如DC瓣射法，在氧化物超導(dǎo)層15上形成Ag穩(wěn)定層16。在形成 Ag穩(wěn)定層16后，當(dāng)必要時(shí)，在氧氣環(huán)境中執(zhí)行熱處理。
[0121] (4)縱切
[0122] 然后，使用上述機(jī)械縱切機(jī)、激光縱切機(jī)等，通過(guò)層疊緩沖層14、氧化物超導(dǎo)層15 和Ag穩(wěn)定層16獲得的層疊體S和金屬基底B切成預(yù)定寬度，執(zhí)行縱切。
[0123] (5)用于導(dǎo)電層的暴露處理
[0124] 然后，從縱切的金屬基底B和層疊體S暴露金屬基底B的導(dǎo)電層的一部分。在圖2A所 示的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1中，通過(guò)激光加工等，在預(yù)定位置處形成具有預(yù)定大小并且貫穿 包括Ag穩(wěn)定層16、氧化物超導(dǎo)層15和緩沖層14的層疊體SW便達(dá)到金屬基底B的表面層(具 體地，Ni層13)的預(yù)定多個(gè)通孔18。
[0125] (6)形成化穩(wěn)定層
[0126] 然后，通過(guò)在已經(jīng)執(zhí)行縱切并且形成通孔18的氧化物超導(dǎo)薄膜線材的外周表面上 電鍛，形成Cu穩(wěn)定層17。在本文中，在如上所述的（5)用于導(dǎo)電層的暴露處理中形成的通孔 18中，執(zhí)行化電鍛，因此，形成貫穿每一通孔18的化穩(wěn)定層17的部分17曰。
[0127] 在例如下述條件下，執(zhí)行電鍛。
[012 引
[0129] (改進(jìn)1的制造方法）
[0130] 用于制造圖2B所示的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1(改進(jìn)1)的方法不同于用于制造圖2A 的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1的方法之處在于在用于制造圖2A的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1的方法 中的（5)用于導(dǎo)電層的暴露處理中，形成貫穿Ni層13和層疊體SW便達(dá)到化層12的通孔18。 其他處理相同并且省略其描述。如上所述，金屬基底B的導(dǎo)電層的化層12和Ni層13的厚度分 別為例如20至50]im W及2至3]im。由于化層12的厚度遠(yuǎn)大于Ni層13的厚度，因此，能易于形成 通孔W達(dá)到化層12。
[0131](改進(jìn)2的制造方法）
[0132] 用于制造圖2C所示的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1(改進(jìn)2)的方法不同于用于制造圖2A 的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1的方法之處在于在用于制造圖2A的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1的方法 的（5)用于導(dǎo)電層的暴露處理中，暴露金屬基底B的Cu層12的側(cè)端面19而不形成通孔。在金 屬基底B的側(cè)端面處的Cu層12的暴露處理中，去除覆蓋金屬基底B的側(cè)端面的覆蓋材料，諸 如渣淳W(wǎng)便在金屬基底B的側(cè)端面處暴露化層12。
[0133] 可W通過(guò)使用具有能夠切割層疊體S的側(cè)端部的刀片的特殊切割機(jī)，切斷層疊體S 的側(cè)端部的方法，執(zhí)行暴露處理，而不會(huì)使基底崎變。然而，優(yōu)選地采用用于通過(guò)執(zhí)行拋光， 僅去除覆蓋材料的方法，因?yàn)榭隙苋コ采w材料，而不會(huì)惡化線材的質(zhì)量W暴露化層。如 上所述，拋光法的具體示例包括通過(guò)研磨粒研磨、機(jī)械化學(xué)拋光和通過(guò)砂紙或拋光帶拋光。
[0134] (用于改進(jìn)3的制造方法）
[0135] 接著，按處理順序，在下文中，將描述用于制造圖3A所示的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1 (改進(jìn)3)的方法。
[0136] (1)形成緩沖層和(2)形成氧化物超導(dǎo)層
[0137] 在金屬基底B上形成緩沖層14和氧化物超導(dǎo)層15W與在用于制造圖2A所示的氧化 物超導(dǎo)薄膜線材1的方法的情況下相同的方式，形成層疊體。在形成氧化物超導(dǎo)層15后，可 W在其上形成Ag穩(wěn)定層16W形成層疊體，但不一定形成Ag穩(wěn)定層16。
[013引 （3)縱切
[0139] 然后，通過(guò)使用上述機(jī)械縱切機(jī)、激光縱切機(jī)等，將層疊體和金屬基底B切成預(yù)定 寬度，執(zhí)行縱切。
[0140] (4)用于導(dǎo)電層的暴露處理
[0141 ]然后，從縱切層疊體和金屬基底B暴露金屬基底B的導(dǎo)電層的一部分。在用于制造 圖3A所示的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1的方法中，通過(guò)激光加工等，在預(yù)定位置處，形成具有預(yù) 定大小和貫穿層疊體W便到達(dá)金屬基底B的表面層的預(yù)定多個(gè)通孔18。
[0142] (5)形成Ag穩(wěn)定層
[0143] 然后，通過(guò)瓣射法，諸如DC瓣射法，在層疊體上形成Ag穩(wěn)定層16。由此，在氧化物超 導(dǎo)層15上形成Ag穩(wěn)定層，同時(shí)，在如上所述的（4)用于導(dǎo)電層的暴露處理中形成的通孔18 中，形成Ag層。因此，通過(guò)每一通孔18，形成Ag穩(wěn)定層16的部分16a。
[0144] (6)形成Cu穩(wěn)定層
[0145] 然后，通過(guò)在氧化物超導(dǎo)薄膜線材1的外周表面上電鍛形成Cu穩(wěn)定層17。由此，將 Cu穩(wěn)定層17形成為圍繞層疊體S和金屬基底B。在本文中，還在通孔中形成的Ag穩(wěn)定層的部 分16a上形成化穩(wěn)定層17。在該制造方法中，由Ag穩(wěn)定層16覆蓋在通孔中暴露的氧化物超導(dǎo) 層15的端面。因此，在形成Cu穩(wěn)定層期間，能防止由于電鍛液而導(dǎo)致的氧化物超導(dǎo)層15的劣 化。電鍛條件與在用于制造圖2A所示的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1的方法中所述的條件相同。
[0146] (改進(jìn)4的制造方法）
[0147] 用于制造圖3B所示的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1(改進(jìn)4)的方法不同于用于制造圖3A 的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1(改進(jìn)3)的方法在于在用于改進(jìn)3的制造方法的（5)用于導(dǎo)電層的 暴露處理中，形成貫穿Ni層13和層疊體W便達(dá)到Cu層12的通孔18。其他處理是相同的并且 省略其描述。如上所述，金屬基底B的導(dǎo)電層的Cu層12和Ni層13的厚度分別為例如20至50WI1 W及2至化m。由于Cu層12的厚度遠(yuǎn)大于Ni層13的厚度，因此，能易于形成通孔W達(dá)到Cu層 12。
[0148] (用于改進(jìn)5的制造方法）
[0149] 接著，在下文中，按處理順序描述用于制造圖3C所示的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1(改 進(jìn)5)的方法。
[0150] (1)形成緩沖層和(2)形成氧化物超導(dǎo)層
[0151] W與用于制造圖3A所示的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1的方法的情形相同的方式，在金 屬基底B上形成緩沖層14和氧化物超導(dǎo)層15來(lái)形成層疊體。在形成氧化物超導(dǎo)層15后，在其 上可W形成Ag穩(wěn)定層16來(lái)形成層疊體，但不一定形成Ag穩(wěn)定層16。
[0152] (3)縱切
[0153] 然后，通過(guò)使用上述機(jī)械縱切機(jī)、激光縱切機(jī)等，將層疊體和金屬基底B切成預(yù)定 寬度而執(zhí)行縱切。
[0154] (4)用于導(dǎo)電層的暴露處理
[0155] 然后，從縱切層疊體和金屬基底B，暴露金屬基底B的導(dǎo)電層的一部分。在用于制造 圖3C所示的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1(改進(jìn)5)的方法中，去除覆蓋金屬基底B的側(cè)端部的覆蓋 材料，諸如渣淳來(lái)在金屬基底B的側(cè)端部處暴露化層12。通過(guò)使用具有能夠切割層疊體的側(cè) 端部而不變形基底的刀片的特殊切割機(jī)，切斷層疊體的側(cè)端部的方法，執(zhí)行暴露處理。然 而，優(yōu)選地采用通過(guò)執(zhí)行拋光，僅去除覆蓋材料的方法，因?yàn)榭隙苋コ采w材料，而不劣 化線材的質(zhì)量W暴露Cu層。如上所述，拋光的具體示例包括通過(guò)研磨粒研磨、機(jī)械化學(xué)拋光 和通過(guò)砂紙或拋光帶拋光。
[0156] (5)形成Ag穩(wěn)定層
[0157] 然后，通過(guò)瓣射法，諸如DC瓣射法，形成Ag穩(wěn)定層16W圍繞層疊體和金屬基底B。由 此，在氧化物超導(dǎo)層15上形成Ag穩(wěn)定層，同時(shí)，還在如上所述的（4)用于導(dǎo)電層的暴露處理 中，金屬基底B的側(cè)端部處暴露的化層12的側(cè)端面19上形成Ag穩(wěn)定層16。
[0158] (6)形成Cu穩(wěn)定層
[0159] 然后，通過(guò)在形成Ag穩(wěn)定層的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1的外周表面上電鍛，形成化穩(wěn) 定層17。在本文中，通過(guò)Ag穩(wěn)定層16覆蓋在金屬基底B的側(cè)端面19處暴露的氧化物超導(dǎo)層15 的端面。因此，能在形成Cu穩(wěn)定層期間，防止由于電鍛液而導(dǎo)致的氧化物超導(dǎo)層15的劣化。 電鍛條件與在用于制造圖2A所示的氧化物超導(dǎo)薄膜線材1的方法中所述的條件相同。
[0160] 表1總體示出優(yōu)選結(jié)構(gòu)（材料、厚度）、膜形成（制造）方法和每一部件的作用（功 能）。巧。
[0161]
[0162] [實(shí)驗(yàn)示例]
[0163] 接著，將基于實(shí)驗(yàn)示例，更具體地描述本發(fā)明。
[0164] 1.制造氧化物超導(dǎo)薄膜線材
[0165] 首先，為金屬基底準(zhǔn)備具有150皿厚度、30mm寬度和Im長(zhǎng)度的洲S/Cu/化復(fù)合材料 (SUS層：lOOwn，Cu層:4祉m W及Ni層:2WI1)。然后，通過(guò)瓣射法，在金屬基底上形成具有0.5皿 的厚度的S層結(jié)構(gòu)的緩沖層化〇3:0.1皿，YSZ: 0.3皿和Ce〇2:0.1皿）。
[0166] 接著，通過(guò)PL的去，形成G地CO氧化物超導(dǎo)層(厚度:4皿），然后，通過(guò)瓣射法，形成Ag 穩(wěn)定層(厚度:5皿)W形成層疊體。由此，制作寬的氧化物超導(dǎo)薄膜線材。使該寬的氧化物超 導(dǎo)薄膜線材經(jīng)歷縱切W具有4mm的寬度。
[0167] 接著，通過(guò)激光加工，形成貫穿從縱切的氧化物超導(dǎo)薄膜線材的Ag穩(wěn)定層的表面 到金屬基底的化層的層疊體的兩個(gè)通槽(寬度:0.2mm)。
[0168] 接著，使用具有上述配方的電鍛液，W5A/dm2的電流密度，在10分鐘內(nèi)，執(zhí)行電鍛 處理W形成具有50WI1的厚度的Cu穩(wěn)定層。由此，制造實(shí)驗(yàn)示例1的氧化物超導(dǎo)薄膜線材。在 本文中，作為電鍛處理的結(jié)果，還用化填充通槽。
[0169] 除通過(guò)#200砂紙，拋光縱切氧化物超導(dǎo)薄膜線材的側(cè)端面W暴露金屬基底的化層 夕h W與上文相同的方式，制造實(shí)驗(yàn)示例2的氧化物超導(dǎo)薄膜線材。
[0170] 除在縱切的氧化物超導(dǎo)薄膜線材中不形成通槽W及不拋光側(cè)端面外，W與上文相 同的方式，制造實(shí)驗(yàn)示例3的氧化物超導(dǎo)薄膜線材。
[0171] 所制成的線材的每一個(gè)的Ic值為200A。
[0172] 2.評(píng)估
[0173] 然后，將具有13mses的矩形波的電流施加到每一實(shí)驗(yàn)示例的氧化物超導(dǎo)薄膜線 材。測(cè)量破壞(燒壞)氧化物超導(dǎo)薄膜線材的電流。作為結(jié)果，確認(rèn)W下內(nèi)容。在實(shí)驗(yàn)示例3 中，在350A處發(fā)生燒壞，而在實(shí)驗(yàn)示例1和2中，直到500A都不會(huì)發(fā)生燒壞，盡管氧化物超導(dǎo) 薄膜線材具有相同的大小和結(jié)構(gòu)。運(yùn)表明實(shí)驗(yàn)示例1和2中的氧化物超導(dǎo)薄膜線材能承受大 于或等于實(shí)驗(yàn)示例3的過(guò)電流的1.4倍的過(guò)電流。
[0174] 當(dāng)將與金屬基底的導(dǎo)電層接觸的穩(wěn)定層從Cu穩(wěn)定層改變成Ag穩(wěn)定層時(shí)，也獲得相 同的結(jié)果。此外，當(dāng)氧化物超導(dǎo)層從G地CO氧化物超導(dǎo)層改變成YBCO氧化物超導(dǎo)層時(shí)，也能 獲得相同的結(jié)果。
[0175] 工業(yè)適用性
[0176] 本發(fā)明能夠提供一種包括例如稀±基氧化物超導(dǎo)層并且承受大的過(guò)電流，而不會(huì) 喪失超導(dǎo)薄膜線材的特性(例如，不會(huì)使得難W彎曲超導(dǎo)薄膜線材)的超導(dǎo)薄膜線材。本發(fā) 明用來(lái)促使超導(dǎo)線材的實(shí)際使用。
[0177] 參考符號(hào)列表
[0178] 1 氧化物超導(dǎo)薄膜線材
[0179] 11 SUS層
[0180] 12 Cu 層
[0181] 13 Ni 層
[0182] 14 緩沖層
[0183] 15 氧化物超導(dǎo)層
[0184] 16 Ag 穩(wěn)定層
[01化]16a Ag穩(wěn)定層的部分
[0186] 17 Cu 穩(wěn)定層
[0187] 17a化穩(wěn)定層的部分
[0188] 18 通孔
[0189] 19 側(cè)端面
[0190] B 金屬基底
[0191] S 層疊體
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種氧化物超導(dǎo)薄膜線材，包括金屬基底、層疊體和Cu穩(wěn)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(dǎo)電層， 所述導(dǎo)電層包括用作內(nèi)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(dǎo)層 和Ag穩(wěn)定層， 所述Cu穩(wěn)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(wěn)定層和所述Ag穩(wěn)定層中的至少一個(gè)被形成為與所述金屬基底的所述導(dǎo)電層 的至少一部分接觸并且與所述金屬基底的所述導(dǎo)電層導(dǎo)電。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化物超導(dǎo)薄膜線材，其中，至少一個(gè)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(dǎo)電層，并且所述Cu穩(wěn)定層形成為通過(guò)所述通孔與 所述金屬基底的所述導(dǎo)電層接觸并且與所述金屬基底的所述導(dǎo)電層導(dǎo)電。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化物超導(dǎo)薄膜線材，其中，所述Cu穩(wěn)定層與所述金屬基底的 所述Cu層的側(cè)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(dǎo)電。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化物超導(dǎo)薄膜線材，其中，至少一個(gè)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(dǎo)電層，并且所述Ag穩(wěn)定層被形成為通過(guò)所述通孔 與所述金屬基底的所述導(dǎo)電層接觸并且與所述金屬基底的所述導(dǎo)電層導(dǎo)電。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化物超導(dǎo)薄膜線材，其中，所述Ag穩(wěn)定層與所述金屬基底的 所述Cu層的側(cè)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(dǎo)電。6. -種制造氧化物超導(dǎo)薄膜線材的方法，所述方法包括： 層疊體形成步驟，用于通過(guò)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(dǎo)層和Ag穩(wěn)定層，來(lái)形成層疊體，所述金屬基底包括支撐基材和導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層位 于所述支撐基材上并且包括用作內(nèi)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(yù)定寬度； 導(dǎo)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(dǎo)電層的一部分；以及 Cu穩(wěn)定層形成步驟，用于形成Cu穩(wěn)定層，使得所述Cu穩(wěn)定層圍繞所述層疊體和所述金 屬基底， 其中，在所述Cu穩(wěn)定層形成步驟中，所述Cu穩(wěn)定層被形成為與所述金屬基底的所述導(dǎo) 電層的暴露部分接觸并且與所述導(dǎo)電層導(dǎo)電。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造氧化物超導(dǎo)薄膜線材的方法，其中，所述導(dǎo)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(dǎo)電層的至少一個(gè)通孔的 導(dǎo)電層暴露步驟，以及 在所述Cu穩(wěn)定層形成步驟中，所述Cu穩(wěn)定層被形成為通過(guò)所述通孔與所述金屬基底的 所述導(dǎo)電層接觸并且與所述金屬基底的所述導(dǎo)電層導(dǎo)電。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造氧化物超導(dǎo)薄膜線材的方法，其中，所述導(dǎo)電層暴露步驟 是從縱切的所述層疊體和所述金屬基底的側(cè)端面暴露所述金屬基底的所述Cu層的至少一 部分的導(dǎo)電層暴露步驟，以及 所述Cu穩(wěn)定層形成步驟是形成所述Cu穩(wěn)定層使得所述Cu穩(wěn)定層圍繞所述層疊體和所 述金屬基底以實(shí)現(xiàn)所述金屬基底的所述Cu層的暴露部分和所述Cu穩(wěn)定層之間的導(dǎo)電的Cu 穩(wěn)定層形成步驟。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造氧化物超導(dǎo)薄膜線材的方法，其中，在所述導(dǎo)電層暴露步 驟中，拋光縱切的所述層疊體和所述金屬基底的側(cè)端面以暴露所述金屬基底的所述Cu層的 至少一部分。10. -種制造氧化物超導(dǎo)薄膜線材的方法，所述方法包括： 層疊體形成步驟，用于通過(guò)從寬的金屬基底依次在所述金屬基底上形成緩沖層和氧化 物超導(dǎo)層，來(lái)形成層疊體，所述金屬基底包括支撐基材和導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層位于所述支撐 基材上并且包括用作內(nèi)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(yù)定寬度； 導(dǎo)電層暴露步驟，用于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(dǎo) 電層的至少一個(gè)通孔； Ag穩(wěn)定層形成步驟，用于在所述層疊體上形成Ag穩(wěn)定層；以及 Cu穩(wěn)定層形成步驟，用于形成Cu穩(wěn)定層，使得所述Cu穩(wěn)定層圍繞所述金屬基底和已經(jīng) 形成有所述Ag穩(wěn)定層的所述層疊體， 其中，在所述Ag穩(wěn)定層形成步驟中，所述Ag穩(wěn)定層被形成為通過(guò)所述通孔與所述金屬 基底的所述導(dǎo)電層接觸并且與所述金屬基底的所述導(dǎo)電層導(dǎo)電。11. 一種制造氧化物超導(dǎo)薄膜線材的方法，所述方法包括： 層疊體形成步驟，用于通過(guò)從寬的金屬基底依次在所述金屬基底上形成緩沖層和氧化 物超導(dǎo)層，來(lái)形成層疊體，所述金屬基底包括支撐基材和導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層位于所述支撐 基材上并且包括用作內(nèi)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(yù)定寬度； 導(dǎo)電層暴露步驟，用于從縱切的所述層疊體和所述金屬基底的側(cè)端面暴露所述金屬基 底的所述Cu層的至少一部分； Ag穩(wěn)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(wěn)定層；以及 Cu穩(wěn)定層形成步驟，用于形成Cu穩(wěn)定層，使得所述Cu穩(wěn)定層進(jìn)一步圍繞所述層疊體和 已經(jīng)形成有所述Ag穩(wěn)定層的所述金屬基底， 其中，在所述Ag穩(wěn)定層形成步驟中，所述Ag穩(wěn)定層被形成為使得所述Ag穩(wěn)定層圍繞所 述層疊體和所述金屬基底以實(shí)現(xiàn)所述金屬基底的所述Cu層的暴露部分和所述Ag穩(wěn)定層之 間的導(dǎo)電。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造氧化物超導(dǎo)薄膜線材的方法，其中，在所述導(dǎo)電層暴露 步驟中，拋光縱切的所述層疊體和所述金屬基底的側(cè)端面以暴露所述金屬基底的所述Cu層 的至少一部分。
【文檔編號(hào)】H01F6/06GK105940465SQ201580006215
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2015年3月4日
【發(fā)明人】山口高史, 永石龍起, 小西昌也, 大木康太郎, 本田元?dú)?
【申請(qǐng)人】住友電氣工業(yè)株式會(huì)社