JP5028222B2 - 高抵抗材複合酸化物超電導テープ - Google Patents
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Description
ステンレス鋼は、一般的に構造材として用いられている材料であるため、電気抵抗値が規定されておらず、テープの加工度、熱処理により電気抵抗値が変わることにより、テープのロット毎により電気抵抗値にばらつきが生じる可能性がある。
この高抵抗材複合酸化物超電導テープは、室温での電気抵抗が0.2Ω/m以上、限流時の電気抵抗が0.1Ω/m以上であり、長手方向の電気抵抗の分布ばらつきが10%以下であることを特徴とする高抵抗材複合酸化物超電導テープを提供する。
図1は、本発明の高抵抗材複合酸化物超電導テープの一実施形態を示す要部斜視図である。この図中、符号1はハステロイ製テープ基材、2はIBAD中間層、3はCeO2中間層、4は酸化物超電導層、5はAgスパッタ層、6は高抵抗テープ、7は酸化物超電導テープ、8は高抵抗材複合酸化物超電導テープである。
また、電気抵抗の長手方向分布が10%以下であれば、テープの部分的な発熱によるバーンアウト(溶断)がないので、好ましい。電気抵抗の長手方向分布が10%を超えると、部分的な発熱によるバーンアウト(溶断)の発生確率が高くなる。
また、使用する高抵抗テープ6は、銅リード線と接続した際に対銅起電力が小さい必要がある。また、薄いテープ状に加工した状態でも、機械的強度が大きくなければならない。
(酸化物超電導テープの作製)
厚さ100μmのハステロイ製テープ基材1上に、IBAD法により厚さ1.0μmのGd2Zr2O7からなるIBAD中間層2を成膜し、このIBAD中間層2上に、パルスレーザ蒸着法によって厚さ1.0μmのCeO2中間層3を成膜し、このCeO2中間層3上に、パルスレーザ蒸着法によってイットリウム系酸化物超電導体(Y1Ba2Cu3O7−x)からなる厚さ1.0μmの酸化物超電導層4を成膜し、さらに酸化物超電導層4上に、厚さ10μmのAgスパッタ層5を成膜して酸化物超電導テープ7を作製した。
前記酸化物超電導テープ7に貼り合わせる高抵抗テープ
サンプル(1):Ni−Cr合金製、0.04mm厚の高抵抗テープ。
サンプル(2):(比較用)厚さ0.1mmの銅テープ。
サンプル(1),サンプル(2)のテープの片面に、ハンダ(スズに微量のCu、銀等を添加したもの、融点230℃)を厚さ5μmとなるようにメッキした。
内部を250〜260℃に保温した長さ20cmの予熱炉と、その出口側に配置した一対の加熱・加圧ロールを備えた製造装置を用意した。
前記サンプル(1)のテープのハンダメッキ面と、酸化物超電導テープのAgスパッタ層5とが向かい合わせになるように供給し、予熱炉を通過させて予熱し、予熱炉から引き出された被複合化材を加熱・加圧ロールで加圧しながら冷却し、高抵抗材複合酸化物超電導テープ(実施例1)を作製した。
サンプル(2)のテープを用い、実施例1と同様にして酸化物超電導テープ(比較例1)を作製した。
図2中のx軸は、I(電流)/Ic(臨界電流)なので、1以上は過電流を流して電圧を発生させた状態(限流動作状態)である。
液体窒素中で実施例1のテープは、0.1Ω/m以上の抵抗値が得られた。
一方、銅テープを貼り合わせた比較例1のテープの抵抗値は、1/100程度小さかった。
厚さ0.04mmのNi−Cr合金テープを貼り合わせ、その他は実施例1と同様にして実施例2のテープを作製した。このテープの室温での抵抗値は0.28Ω/mであった。
比較例2として、実施例1での酸化物超電導テープの作製と同様にして、酸化物超電導層上に、厚さ5μmのAgスパッタ層を成膜し、高抵抗テープの貼り合わせは行わないテープを作製した。
実施例3として、前記酸化物超電導テープに、厚さ0.05mmのNi−Cr合金製の高抵抗テープを実施例1と同様に貼り合わせたテープを作製した。
一方、表1の実施例3において、60V/mでは、(MAX−MIN)÷60×100=(62−58)÷60×100=6.7%となり、実施例3は60V/mにおいて長手方向の電気抵抗の分布ばらつきが約6.7%であった。
一方、本発明に係る実施例3では、電圧のリニア性が得られ、タップ間のばらつきも少なかった。
Claims (3)
- 金属テープ基材の表面に、酸化物からなる中間層が成膜され、該中間層の表面に酸化物超電導層が成膜され、該酸化物超電導層上に厚さ10μm以下の銀層が成膜された酸化物超電導テープと、体積抵抗率が1μΩm以上である電気抵抗合金からなる高抵抗テープとを貼り合わせてなる高抵抗材複合酸化物超電導テープであって、
この高抵抗材複合酸化物超電導テープは、室温での電気抵抗が0.2Ω/m以上、限流時の電気抵抗が0.1Ω/m以上であり、長手方向の電気抵抗の分布ばらつきが10%以下であることを特徴とする高抵抗材複合酸化物超電導テープ。 - 前記高抵抗テープは、Ni−Cr合金テープであることを特徴とする請求項1に記載の高抵抗材複合酸化物超電導テープ。
- 前記酸化物超電導テープは、ハステロイ製テープ基材の表面に、イオンビームアシスト蒸着法によって酸化物からなる中間層が成膜され、該中間層の表面に、パルスレーザ蒸着法によってイットリウム系酸化物超電導体からなる酸化物超電導層が成膜され、該酸化物超電導層上に厚さ10μm以下の銀スパッタ層が成膜されたものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の高抵抗材複合酸化物超電導テープ。
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