KR20200039503A - 양극산화 표면을 포함하는 초전도 박막선재 및 그 제조방법 - Google Patents

양극산화 표면을 포함하는 초전도 박막선재 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 금속기판-완충층-초전도층-보호층이 순차적으로 적층되며, 외주면을 따라 안정화재가 형성된 양극산
화 표면을 포함하는 초전도 박막선재 및 그 제조방법에 있어서, 상기 안정화재는 알루미늄 또는 알루미늄합금을
포함하도록 형성되며, 외표면에 양극산화처리된 산화알루미늄 양극산화피막을 포함하는 것을 기술적 요지로
한다. 이에 의해 초전도 박막선재의 표면을 양극산화시켜 형성된 안정화재를 통해 초전도 박막선재 간의 절연특
성 및 고열전도도 특성을 가능하게 하는 효과를 얻을 수 있다.

Description

양극산화 표면을 포함하는 초전도 박막선재 및 그 제조방법 {anodized surface including superconducting thin film fixture and its manufacturing method}
본 발명은 양극산화 표면을 포함하는 초전도 박막선재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초전도 박막선재을 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 재질로 용융도금한 후, 양극산화시켜 형성된 양극산화피막을 통해권선 시, 초전도 박막선재 간의 절연특성 및 고열전도도 특성을 가능하게 하는 양극산화 표면을 포함하는 초전도 박막선재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
초전도층을 포함하는 초전도 박막선재는 임계 온도 이하에서 저항이 0인 상태로 많은 전류를 통전할 수 있다. 이러한 이점 때문에 손실 없이 고밀도의 전류 공급이나 송전을 필요로 하는 케이블, 모터, 변압기, 한류기 등의 고온초전도 전력기기와 초전도 응용기기의 핵심 소재로 적용 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 초전도 박막선재 중 2세대 고온 초전도 선재는 이축배향된 금속기판 위에 여러 종류의 구성 재료들을 결정축에 따라서 에피택셜 성장(Epitaxial growth)을 통해 제조되며, 이러한 박막형 고온초전도 선재를 코티드 컨덕터(Coatedconductor)라고 한다. 이러한 초전도 박막선재는 일반적으로 니켈합금이나 스테인레스강 등과 같은 금속기판의 상부에 복수의 완충층을 코팅하고, 완충층의 상부에 초전도층, 초전도층의 상부에는 초전도층을 보호하기 위한 은 보호층을 코팅하며, 최종적으로 구리 안정화재를 전해도금하여 제조한다. 구리 안정화층은 초전도층이 갑자기 초전도 특성을 상실할 때(이를 Quenching 이라고 함) 초전도층에 흐르던 전류를 바이패스(Bypass)시키는 역할을 담당한다.
한편 초전도 박막선재를 코일 등으로 권선 시 선간 전기적인 절연을 위해 종래에는 켑톤(Kapton) 필름과 같은 절연재를 코와인딩(Co-winding) 하는데, 켑톤 필름을 박막선재들 사이에 삽입하여 박막선재 간 전기적으로 절연되도록 한다. 이때 켑톤 필름 등과 같은 종래의 절연재는 열전달특성이 매우 나빠 초전도 전력기기를 냉각시켜주는 냉각 장치가 비대하게 설계된다. 뿐만 아니라 켑톤 필름은 두께가 약 25 내지 50㎛에 불과하고 고분자 재질이기 때문에, 권선 시 선재의 응력보강의 이점은 전혀 기대할 수 없다. 또한, 박막 선재의 경우 두께가 01mm에 불과하여 기계적 강도가 매우 약해 취급이 까다로워 작업자의 취급 부주의시 초전도 특성 저하가 발생할 소지가 크고, 전류 인가시 발생하는 유도 전자기력에 의해 초전도 성능기 저하되기도 하기 때문에 권선 코일의 응력 보강은 응용적인 측면에서 매우 중요하다. 따라서 종래의 단점까지 극복할 수 있는 새로운 기술 적용을 모색하고자 한다.
나중에 첨부하겠음
상기한 목적은, 금속기판-완충층-초전도층-보호층이 순차적으로 적층되며, 외주면을 따라 안정화재가 형성된 양극산화 표면을 포함하는 초전도 박막선재에 있어서, 상기 안정화재는 알루미늄 또는 알루미늄합금을 포함하도록형성되며, 외표면에 양극산화처리된 산화알루미늄 양극산화피막을 포함하는 것을 특징으로 하는 양극산화 표면을 포함하는 초전도 박막선재에 의해 달성된다. 여기서, 상기 안정화재는, 상기 금속기판-완충층-초전도층-보호층을 둘러싸며 도전성 금속으로 형성되는 제1안정화층과; 상기 제1안정화층의 외주면을 둘러싸며, 외표면에 상기 양극산화피막이 형성된 제2안정화층을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은 또한, 400 내지 600℃의 도금욕에서 순차적으로 적층된 금속기판-완충층-초전도층-보호층의표면에 안정화재를 도금하는 단계와; 상기 안정화재를 양극산화하여 상기 안정화재의 외표면에 산화알루미늄 양극산화피막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양극산화 표면을 포함하는 초전도 박막선재 제조방법에 의해서도 달성된다. 여기서, 상기 도금욕에는 알루미늄 또는 알루미늄합금이 용융된 도금재가 저장되며, 상기 양극산화피막을 형성하는 단계는, 05 내지 4A의 전류를 가하여 양극산화피막을 형성하거나, 1 내지 30분 동안 전류를 가하여 양극산화피막을 형성하는 것이 바람직하다.
나중에 첨부하겠음
나중에 첨부하겠음

Claims (1)

  1. 금속기판-완충층-초전도층-보호층이 순차적으로 적층되며, 외주면을 따라 안정화재가 형성된 양극산화 표면을포함하는 초전도 박막선재에 있어서, 상기 안정화재는 알루미늄 또는 알루미늄합금을 포함하도록 형성되며, 외표면에 양극산화처리된 산화알루미늄 양극산화피막을 포함하는 것을 특징으로 하는 양극산화 표면을 포함하는 초전도 박막선재.
KR1020180119465A 2018-10-07 2018-10-07 양극산화 표면을 포함하는 초전도 박막선재 및 그 제조방법 KR20200039503A (ko)

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