JP4732162B2 - 酸化物超電導導体とその製造方法 - Google Patents
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その結果、IBAD法によって配向中間層を成膜する工程で、基材が反りかえることによる成膜プロセス上の悪影響を無くし、歩留まり向上と作業効率の向上を図ることができる。
さらに、完成した酸化物超電導導体が平坦であるため、コイル巻きやケーブル作製等の組み上げ加工時のハンドリングが非常に容易になる。湾曲したテープ状導体を加工すると、複雑な曲げ応力が働いて、膜の剥離やクラックを引き起こす場合があるが、本発明では、そのような不具合を防止することができる。
さらに、反りかえりに伴う局所歪み等による膜剥離やクラックの発生が無く、臨界電流密度(Jc)が高い高品質の酸化物超電導導体を提供することができる。
その結果、IBAD法によって配向中間層4を成膜する工程で、テープ状基材2が反りかえることによる成膜プロセス上の悪影響を無くし、歩留まり向上と作業効率の向上を図ることができる。
さらに、完成した酸化物超電導導体1が平坦であるため、コイル巻きやケーブル作製等の組み上げ加工時のハンドリングが非常に容易になる。湾曲したテープ状導体を加工すると、複雑な曲げ応力が働いて、膜の剥離やクラックを引き起こす場合があるが、本発明では、そのような不具合を防止することができる。
さらに、反りかえりに伴う局所歪み等による膜剥離やクラックの発生が無く、臨界電流密度(Jc)が高い高品質の酸化物超電導導体1を提供することができる。
本製造方法では、まず、テープ状基材2の一方の面上に湿式メッキ法によって、引っ張り応力膜3となるNiメッキ膜を成膜し、引っ張り応力膜形成工程を行う。
ハステロイC276製の厚さ100μmのテープ状基材を用意し、このテープ状基材上に、図3に示したような構成のイオンビームアシストスパッタリング装置を使用して、Gd2Zr2O7からなる厚さ1μmの配向中間層を成膜した。具体的には、テープ状基材21が巻かれた基材送出ボビン22を成膜処理容器23内に配置し、基材送出ボビン22からテープ状基材21を基材ホルダ24上に連続的に送り出し、配向中間層形成後のテープ状基材21を基材巻取ボビン25で巻き取れるようにセットした。ここで、ターゲット26としては、Gd2Zr2O7を用いた。そして、このイオンビームアシストスパッタリング装置の成膜処理容器23内部をクライオポンプ27およびロータリーポンプ28で真空引きして3.0×10−4Torrに減圧し、またテープ状基材21を負に帯電させた。
テープ状基材の一方の面に、湿式Niメッキを施して、厚さ0.5μmのNi膜(引っ張り応力膜)を成膜し、その後、前記試験No.1と同様にして、テープ状基材のNi膜上にGd2Zr2O7からなる厚さ1μmの配向中間層を成膜した。この場合、Ni膜を設けたことによって、テープ状基材の反りかえりが試験No.1の場合よりも緩和され、反りかえり曲率半径は+500mm〜+1000mm程度となった。結果を表1に記す。
テープ状基材の一方の面に、湿式Niメッキを施して、厚さ1.0μmのNi膜(引っ張り応力膜)を成膜し、その後、前記試験No.1と同様にして、テープ状基材のNi膜上にGd2Zr2O7からなる厚さ1μmの配向中間層を成膜した。この場合、厚さ1μmのNi膜を設けたことによって、テープ状基材の反りかえりが相殺されて無くなった(反りかえり曲率半径±0mm)。結果を表1に記す。
テープ状基材の一方の面に、湿式Niメッキを施して、厚さ2.0μmのNi膜(引っ張り応力膜)を成膜し、その後、前記試験No.1と同様にして、テープ状基材のNi膜上にGd2Zr2O7からなる厚さ1μmの配向中間層を成膜した。この場合、Ni膜の引っ張り応力の方が優勢となって、テープ状基材が−側に反りかえり、その反りかえり曲率半径は−200mm〜−500mm程度となった。結果を表1に記す。
Claims (4)
- テープ状の基材と、この基材の一方の面上に形成されて多数の結晶粒が配向を制御した状態で結合されてなり、イオンビームアシストスパッタリング法により形成された圧縮応力を有する酸化物からなる配向中間層と、該配向中間層上に形成された酸化物超電導層とを有する酸化物超電導導体であって、
前記基材と前記配向中間層との間に、引っ張り応力を有する薄膜からなる引っ張り応力膜が設けられたことを特徴とする酸化物超電導導体。 - 前記引っ張り応力膜が湿式メッキ法で成膜された金属膜であることを特徴とする請求項1に記載の酸化物超電導導体。
- テープ状の基材の面上に引っ張り応力を有する薄膜からなる引っ張り応力膜を成膜する引っ張り応力膜形成工程と、
次いで、成膜室内に、前記引っ張り応力膜を成膜した基材を送り込み、イオンソースが発生させたイオンビームを基材の成膜面の法線に対して斜め方向から照射するとともにターゲットから発生させた粒子を基材の引っ張り応力膜上に堆積させるイオンビームアシストスパッタリング法により、多数の結晶粒が配向を制御した状態で結合されてなり、圧縮応力を有する酸化物からなる配向中間層を成膜する配向中間層形成工程と、
次いで、前記配向中間層上に酸化物超電導層を形成する超電導層形成工程とを有することを特徴とする酸化物超電導導体の製造方法。 - 前記引っ張り応力膜形成工程において、テープ状の基材の両方の面上に湿式メッキ法によって引っ張り応力膜を成膜し、次いで、配向中間層形成工程において、一方の面側の引っ張り応力膜上に前記配向中間層を形成し、この配向中間層の形成後又は酸化物超電導層の形成後に他方の面側の引っ張り応力膜をエッチングにより除去することを特徴とする請求項3に記載の酸化物超電導導体の製造方法。
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