超导线材的制造方法和超导线材的制造装置的制造方法

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超导线材的制造方法和超导线材的制造装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种超导线材的制造方法,能够使利用铜保护层对在超导层上具有银稳定层的超导线材主体进行了覆盖的超导线材与电极连接时的接触电阻值较低,不易产生接触不良。制造装置(100)具有:施镀单元(30),在依次包含金属基板(11)、超导层(13)以及银稳定层(14)的带状超导线材主体(16)的周围形成铜保护层(15);洗净单元(40),对覆盖超导线材主体(16)的铜保护层(15)进行水洗从而洗净;以及除水单元(50),对洗净后的铜保护层(15)进行除水。除水单元(50)具有吹送部(53),该吹送部从超导线材主体(16)的基板(11)侧及银稳定层(14)侧中的至少一侧对覆盖超导线材主体(16)的铜保护层(15)吹送空气。
【专利说明】
超导线材的制造方法和超导线材的制造装置
技术领域
[0001]本发明涉及利用铜稳定层将具有基板、超导层以及银稳定层的超导线材主体的周围覆盖而得到的带状超导线材的制造方法及超导线材的制造装置。
【背景技术】
[0002]以往,氧化物超导体的临界温度(Tc)超过液氮温度,因此期待其在超导磁体、超导电缆、电力设备及器件等中的应用,报告有许多研究成果。
[0003]为了将氧化物超导体适用于上述领域,需要制造临界电流密度(Jc)较高且具有较高的临界电流(Ic)值的较长的线材,另一方面,为了得到较长的带体,从强度及可挠性的观点来看需要在金属带上形成氧化物超导体。另外,为了能够与Nb3Sn或Nb3Al等金属类超导体同等地在实用水平下使用,需要Ic值是500A/cm(77K,自磁场中)左右的值。
[0004]在氧化物超导体中,REBa2Cu3Oz(在此,z = 6.2?7,RE表示选自Y、Nd、Sm、Eu、Gd及Ho的至少一种以上的元素。以下,“REBC0”简称为RE类)氧化物超导体的、高磁场区域中的通电电流衰减较小,磁场特性优异。因此,作为下一代的超导材料期待它的线材化。
[0005]在将这样的氧化物超导体制造为线材的情况下,已知在基板上按顺序形成有中间层、超导层、银稳定层的超导线材(例如,参照专利文献1、2)。
[0006]对于该超导线材,在超导层上形成了银稳定层后,以覆盖它们的周围的方式形成铜保护层。在这样形成了铜保护层后,例如在施以电镀铜处理而形成了铜保护层后,一般施以水洗洗净,来洗掉附着于铜保护层的酸性水溶液。然而,若铜附着了水分而直接放置于室温下则可能会被氧化。若铜被氧化,则将所制造的超导线材与电极连接时的接触电阻值变高,有可能产生接触不良。根据这种情况,如专利文献2那样,例如也可以考虑在水洗洗净后施以干燥处理。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献I:日本特开2010-212134号公报
[0010]专利文献2:日本特开2011-159455号公报

【发明内容】

[0011]发明要解决的问题
[0012]如果是这样的以往的具备铜保护层的超导线材的制造方法,在形成了铜保护层后,需要除去附着于铜的水分来防止氧化,然而超导线材的制造中的干燥处理一般仅使超导线材通过加热室来进行。由此,期望更有效地除去附着于铜保护层的水分,来降低将所制造的超导线材与电极连接时的接触电阻值而防止接触不良的产生。
[0013]本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于,提供一种与电极连接时的接触电阻值较低、且不易产生接触不良的超导线材的制造方法及超导线材的制造装置。
[0014]解决问题的方案
[0015]本发明的超导线材的制造方法的一个形态构成为,该超导线材在带状的超导线材主体的周围具备保护所述超导线材主体的铜保护层,该超导线材主体在厚度方向上包含基板、在所述基板的上方形成的超导层、以及在所述超导层的正上方形成的银稳定层,该超导线材的制造方法包括以下工序:保护层形成工序,用铜镀层覆盖所述超导线材主体的周围以形成所述铜保护层;洗净工序,对覆盖所述超导线材主体的所述铜保护层进行水洗从而洗净;以及除水工序,与所述铜保护层的洗净连续地进行,用于对所述铜保护层吹送空气以进行除水。
[0016]本发明的超导线材的制造装置的一个形态采用以下结构:该超导线材在带状的超导线材主体的周围形成有覆盖所述超导线材主体以保护所述超导线材主体的铜保护层,该超导线材主体在厚度方向上包含基板、在所述基板的上方形成的超导层、以及在所述超导层的正上方形成的银稳定层,该超导线材的制造装置包括:洗净单元,对覆盖所述超导线材主体的所述铜保护层进行水洗从而洗净;以及除水单元,对洗净后的所述铜保护层进行除水,所述除水单元具有吹送部,该吹送部从所述超导线材主体的所述基板侧及所述银稳定层侧中的至少一侧对覆盖所述超导线材主体的所述铜保护层吹送空气,所述吹送部具有空气喷出口,该空气喷出口在所述至少一侧对着所述铜保护层配置,且比所述铜保护层的宽度长。
[0017]发明效果
[0018]根据本发明,对于将在超导层上具有银稳定层的超导线材主体的周围覆盖的铜保护层,能够在对其进行了水洗而洗净之后,立即向所述铜保护层吹送空气而除水,来除去附着于铜保护层的水分。其结果,能够制造与电极连接时的接触电阻值较低、且不易产生接触不良的超导线材。
【附图说明】
[0019]图1是表示与利用本发明一实施方式的超导线材的制造方法制造的超导线材的带体的轴向垂直的剖面的概略图。
[0020]图2是表示本发明一实施方式的氧化物超导线材的制造方法的概念图。
[0021]图3是表示在本发明一实施方式的氧化物超导线材的制造方法中使用的制造装置的概略的图。
[0022]图4是该制造装置的除水装置的外观图。
[0023]图5是该除水装置的要部结构图。
[0024]附图标记说明
[0025]I带状材料
[0026]10 超导线材
[0027]11 金属基板
[0028]12 中间层
[0029]13 超导层
[°03°] 14 稳定层(银稳定层)
[0031]15 铜保护层
[0032]16 超导线材主体
[0033]21,24卷盘
[0034]30施镀装置
[0035]31、41液槽
[0036]32水溶液
[0037]33、44栗
[0038]34、44受液槽
[0039]40洗净装置
[0040]42洗涤水[0041 ]50除水装置
[0042]51壳体
[0043]52空气喷出口
[0044]53吹送部
[0045]54空气供给部
[0046]55控制部
[0047]61发热部
[0048]100制造装置
【具体实施方式】
[0049]以下,参照附图,对本发明的实施方式详细地进行说明。
[0050]首先,对利用本实施方式的超导线材的制造方法制造的超导线材的一例进行说明。
[0051 ]〈氧化物超导线材〉
[0052]图1是表示与利用本发明一实施方式的超导线材的制造方法制造的超导线材的带体的轴向垂直的剖面的概略图。
[0053]超导线材10例如通过将在带状的金属基板11上按顺序层叠中间层12、氧化物超导层(以下,称为“超导层”)13、银稳定层14而得到的超导线材主体16的周围以铜保护层15覆盖来形成,具有可挠性。
[0054]金属基板11例如是N1-Cr类(具体而言,N1-Cr-Fe-Mo类的哈氏合金(注册商标)B、C、X等)、W-Mo类、Fe-Cr类(例如,奥氏体类不锈钢)、或Fe-Ni类(例如,非磁性的组成类的物质)等材料为代表的立方晶类的维氏硬度(Hv) = 150以上的低磁性的晶粒无取向、耐热高强度金属基板。金属基板11的厚度例如是0.1mm以下。
[0055]中间层12例如具有用于防止来自金属基板11的元素扩散达到超导层13的第一中间层(扩散防止层)、和用于使超导层13的结晶取向为一定方向的第二中间层(取向层)等多层的中间层。虽然无论以几层来构成中间层12都可以,但在本实施方式中设为将第一中间层12a、第二中间层12b、第三中间层12c、第四中间层12d以及第五中间层12e这五层层叠来构成中间层12。
[0056]在带状的金属基板11上利用氧化铝(Al2O3)层、嫁掺杂氧化锌层(Gd2Zr207:GZ0)、或者钇稳定的氧化锆(YSZ)等形成第一中间层12a。在该第一中间层12a上形成有作为氧化钇(Y2O3)或锰酸镧(LaMnO3)等的层的第二中间层12b。在第二中间层12b上对由氧化镁(MgO)等构成的第三中间层12c进行制膜,在该第三中间层12c之上对作为氧化镧锰(LaMnO3)等的层的第四中间层12d进行制膜。并且,在其上对作为氧化铈(CeO2)等的层的第五中间层12e进行制膜,作为全轴取向的盖层。通过溅射法对第一中间层12a及第二中间层12b进行制膜。另夕卜,通过离子束辅助沉积法(IBAD:1on Beam Assisted Deposit1n)对MgO层(第三中间层12c)进行制膜,通过溅射法对其上的LaMnO3层(第四中间层12d)进行制膜,并且也可以对其上的CeO2层(第五中间层12e)通过溅射法(也可以是PLD法)进行制膜。此外,各中间层12a?12d的厚度例如约为1000[nm]。另外,在作为第五中间层12e设为向CeO2膜添加Gd而得到的Ce-Gd-O膜的情况下,为了在对作为超导层13的YBCO超导层进行制膜时得到良好的取向性,优选将膜中的Gd添加量设为50at%以下。此外,中间层12也可以由构成第一中间层12a的层、以及构成第四中间层12d的层这两层构成。
[0057]例如用1^83<11302类超导体(1^是选自¥、恥、5111』11、6(1、113、07、!104匕1'111以及¥13的一种或两种以上的稀土类元素,2及z = 6.2?7)等氧化物超导体来构成超导层13。作为RE类超导体,以YBa2Cu3O7表示的钇类超导体为代表。对于超导层13的制膜,能够适用有机金属沉积法(MOD:Meta1-organic deposit1n)、脉冲激光沉积法(PLD: Pulsed LaserDeposit1n)、派射法、或有机金属化学气相沉积法(M0CVD:Metal Organic ChemicalVapor Deposit1n)。在此使用MOD法来形成超导层13。在MOD法中,首先,通过将在金属基板11上形成氧化物中间层12而构成的带状的基材浸泡在超导原料溶液(使有机金属盐在有机溶剂中溶解而成的)中,并捞起(所谓的蘸涂法),使超导膜附着在基材的表面。接着,通过进行预煅烧及主煅烧来形成氧化物超导层。该MOD法,即使在非真空中也能够在较长的基材上连续地形成氧化物超导层,因此与PLD法或CVD法等气相法相比,能够使流程简单且低成本化。
[0058]优选包括Zr、Sn、Ce、T1、Hf、Nb中至少一种的50 [nm]以下的氧化物粒子作为磁通钉扎点在超导层13中分散。在该情况下,作为超导层13的制膜法,使用三氟乙酸盐(TFA)的TFA-MOD法是适宜的。例如,通过在含有TFA的Ba溶液中混合与Ba亲和性较高的含Zr的环烷酸盐等,从而能够将含有Zr的氧化物粒子(BaZrO3)作为磁通钉扎点在由RE类超导体构成的超导层13中分散。此外,作为在超导层13中分散磁通钉扎点的方法能够适用公知的技术(例如日本特开2012-059468号公报)。通过使磁通钉扎点在超导层13中分散,从而即使在弯曲的状态下使用超导线材10,也难以受到磁场的影响,发挥稳定的超导特性。
[0059]银稳定层14形成于超导层13的正上方,主要用于不受水分等的影响来保护超导层13,并且在超导状态部分被破坏而产生电阻(常导转移)的情况下使电流迂回。由电阻率较低、热传导率较高的银(Ag)或者银合金来构成银稳定层14。例如对银稳定层14的制膜能够适用溅射法。在此稳定层14的厚度为10?30[μπι]。
[0060 ]〈本实施方式的超导线材的制造方法的概要〉
[0061]图2是表示本发明一实施方式的超导线材的制造方法的概念图。
[0062]如图2所示,超导线材的制造方法具有:使超导线材主体16(参照图1)的周围附着将银稳定层14覆盖的铜保护层15的铜保护层形成工序(施镀工序)Α;对铜保护层15进行水洗而洗净的洗净工序B;以及在洗净后进行铜保护层的除水的除水工序C。
[0063]首先,对将被形成铜保护层15的超导线材主体16的制造进行说明。例如在Ni合金基板等金属基板11上对中间层进行制膜而构成超导线材主体16。在Ni合金基板等基板上通过派射法对AI2O3层及LaMn03进行制膜,而作为模板,在LaMn03层上通过IBAD(1n BeamAssisted Deposit1n,离子束辅助沉积法)法对MgO层进行制膜。接下来,在MgO层上通过派射法形成LaMnO3层,在LaMnO3层上通过溅射法对CeO2层进行制膜。通过按顺序对这各层进行制膜来形成中间层12,在该中间层12(作为盖层的第四中间层12d)上形成超导层13。对于超导层13的形成,首先,在中间层12上使用蘸涂法涂敷超导原料溶液(使有机金属盐在有机溶剂中溶解而成的)。此外,该超导原料溶液例如是将Y — TFA盐(三氟醋酸盐)、Ba — TFA盐及Cu —环烷酸盐在有机溶剂中以Y: Ba: Cu = 1: 1.5:3的比率溶解而得到的混合溶液。另外,也可以向该超导原料溶液中添加用于形成磁通钉扎点的Zr等添加元素。另外,蘸涂法虽然是通过将涂敷对象物浸泡在超导原料溶液中并捞起而向涂敷对象物涂敷超导原料溶液的方法,但只要是能够连续地将混合溶液涂敷在复合基板上的工艺,则不限于该例。例如,也可以使用喷墨法、喷雾法等进行涂敷。
[0064]在中间层12(具体为中间层12的最上层的第五中间层12e的表面)涂敷了超导原料溶液后,利用预煅烧炉进行预煅烧。重复该超导原料溶液的涂敷、和预煅烧,在中间层12上形成规定膜厚的超导前体,在水蒸气气体中对该超导前体进行主煅烧处理、也就是超导前体的结晶热处理,生成超导层13。接下来,在超导层13上通过溅射法对银稳定层14进行制膜,施以后热处理。这样,形成了在金属基板11上层叠有中间层12、超导层13、和银稳定层14的超导线材主体16。此外,通过这些金属基板11、中间层12、超导层13、和银稳定层14的层叠而构成超导线材主体16的厚度。在超导线材主体16中,金属基板11侧的面、银稳定层14侧的面分别构成超导线材主体16的宽幅面。将带状的超导线材主体16的宽度方向的长度设为超导线材主体16的宽度进而是超导线材10的宽度。
[0065]由于这样形成的超导线材主体16是较长的带状,因此例如将其缠绕于图2中表示的卷盘21。
[0066]在铜保护层形成工序A中,对利用卷盘21依次向长度方向送出的超导线材主体16施以镀铜来形成铜保护层15(参照图1)。使利用卷盘21陆续送出的超导线材主体16的宽度方向对准上下方向(在此为铅直方向),也就是使厚度方向对准水平方向而送出。
[0067]例如使用施镀法的电镀法形成铜保护层15。例如,将从卷盘21送出的超导线材主体16作为阴极,与铜阳极一起在液槽31内浸泡于硝酸铜及硫酸的水溶液(酸性水溶液)32中,从外部直流电源(省略图示)施加直流电。由此,进行阴极反应而在超导线材主体16的表面(具体而言是超导线材主体16的外周面)形成铜保护层15。
[0068]接下来,将覆盖超导线材主体16的铜保护层15洗净,洗掉所附着的酸性水溶液(洗净工序B)。在此,使用洗涤水(在此为去离子水)42洗掉超导线材主体16上的铜保护层15中的酸性水溶液。此外,为了与超导线材主体16自身区别,以下为了方便,而将由铜保护层15覆盖的超导线材主体(带铜保护层的超导线材主体)称为“带状材料I”来进行说明。
[0069]接下来,对洗净后的带状材料1(由铜保护层15覆盖的超导线材主体16)施以除水处理,使附着于带状材料I的水分(水滴)滴落而除去水分(除水工序C)。在此,对导入到壳体51内的带状材料I进行除水处理。作为对带状材料I除水的方法,也存在将所附着的水分擦去的方法,但是在与带状材料I的表面(铜保护层15)接触而使表面上的水分滴落的情况下,存在给带状材料I自身带来损伤的可能性。由此,本实施方式中,通过向铜保护层15吹送空气来使水分滴落而除去水分。此外,优选空气是干燥空气、清洁干燥空气中的任意一种。对刚刚进行了洗净之后的铜保护层15施以本实施方式中的除水工序C中的除水处理。
[0070]众所周知,铜(Cu)虽然不与水(H2O)反应,但是与空气中的氧(O2)反应而氧化。若将其用反应式进行表示,则为2Cu+02—2Cu0(氧化铜(II))、4Cu+02—2Cu20(氧化铜(I)。也就是说,一般在室温等温度下,与湿润环境下的空气中的二氧化碳(CO2)及氧(O2)反应,化合为氢氧化铜、碳酸铜。若将其用反应式进行表示,则为,2Cu+H20+C02+02—Cu (0H)2+CuC03、CuCO3.Cu (OH)2 (碱性氧化铜(II))。
[0071 ]这样,若将铜在附着有水分的状态下放置于室温环境下,则可能与空气中的氧反应而氧化。有可能通过氧化而在铜保护层15上形成被膜。在将具有通过氧化而形成有被膜的铜保护层15的超导线材1与电极连接时,在被膜的部分的接触电阻变高,产生接触不良等的可能性变高。为了消除这样的超导线材10的不理想情况(与电极连接时的接触电阻值的降低、接触不良的产生),而对铜保护层15进行除水。由此,极力除去铜保护层15的表面的水分,抑制铜的化学反应,防止铜保护层15的表面的被膜形成。
[0072]在本实施方式中,与除水处理一起进行了通过加热使洗净后的带状材料I干燥的干燥处理。与除水处理同样地,干燥处理也能够通过除去铜保护层15的表面的水分来抑制铜的化学反应,防止铜保护层15的表面的被膜形成。此外,既可以与除水处理同时地进行该干燥处理,也可以对经过除水处理之后的带状材料I进行该干燥处理。虽然也可以对进行除水处理前的带状材料I进行干燥处理,但是若与除水处理并行地进行、或者在除水处理之后进行,则更能高效地除去附着于带状材料I的水分。此外,在刚刚进行了施镀处理之后进行这些除水处理及干燥处理即可。
[0073]由此,能够有效地抑制铜的化学反应,防止氧化导致的铜保护层15中的被膜形成。
[0074]图3是表示在本发明一实施方式的氧化物超导线材的制造方法中使用的制造装置100的概略的图。
[0075]图2和图3中表示的制造装置100具有:通过镀铜处理来在被向长度方向输送的带状的超导线材主体16形成铜保护层15(参照图1)的施镀装置30、洗净装置40、和具有干燥功能的除水装置50。并且,如图2所示,制造装置100具有:将较长的带状的超导线材主体16送出的卷盘21和卷盘24。在制造装置100中,卷盘21将超导线材主体16向施镀装置30、洗净装置40及除水装置50送出,卷盘24将经过了各装置30、40、50的带状材料1(超导线材10)收卷。
[0076]如图3所示,施镀装置30主要具有:从卷盘21(参照图2)送出的超导线材主体16所被输送到的液槽31、栗33、受液槽34、和未图示的电源输入部。液槽31形成为,将从卷盘21输送出的超导线材主体16从一个侧面输入,从另一个侧面输出。在液槽31内储留有硝酸铜及硫酸的水溶液32。超导线材主体16从液槽31的一个侧面向内部插入,并浸泡于液槽31内的水溶液32中。铜阳极与从卷盘21送出的超导线材主体16(阴极)一起浸泡在液槽31内的水溶液32中。在施镀装置30中,从外部直流电源(省略图示)向硝酸铜及硫酸的水溶液32中的超导线材主体16及铜阳极施加直流电,从而在超导线材主体16的表面形成通过镀铜而得到的铜保护层15。此外,液槽31中的水溶液32向在液槽31的周围(例如,前后)设置的受液槽34中溢出(参照流动部分32a)。通过溢出而被受液槽34回收的水溶液,通过与受液槽34连接的栗33,又向液槽31返回。
[0077]洗净装置40主要在洗净工序中使用。对于洗净装置40,将从施镀装置30输送出的已镀铜的超导线材主体16向其输送,具备储留洗涤水(在此为去离子水)42的液槽41。液槽41形成为,将从卷盘21输送出的超导线材主体16从一个侧面输入,从另一个侧面输出。在液槽41内储留有洗涤水42,已镀铜的超导线材主体16通过液槽41。此外,液槽41中的洗涤水42向在液槽41的周围(例如,前后)设置的受液槽44中溢出(参照流动部分42a),通过与受液槽34连接的栗43,又向液槽41返回。
[0078]除水装置50使用于除水工序,将附着于经过洗净装置40而输送来的带状材料I的水分除去。在此,除水装置50构成为,与洗净装置40相邻而配置,在将带状材料I (铜保护层15)洗净后立即对其施以除水处理。
[0079]除水装置50具有:形成为能够被来自洗净装置40的带状材料I插通的壳体51、设置于壳体51内且具有空气喷出口 52的吹送部53、空气供给部54、控制部55以及将带状材料I加热而使其干燥的发热部61。
[0080]壳体51中配置有从一侧壁部向另一侧壁部貫通的、将带状材料I向带状材料I的长度方向输送的输送通路。此外,由于除水装置50构成为,除了吹送空气的除水处理以外,还进行加热干燥处理,因此,优选将壳体51的内部空间设为除了在一个侧面与另一个侧面上形成的作为输送通路的贯通孔以外为密闭的空间。
[0081]吹送部53是所谓的气刀,配置于壳体51内,从空气喷出口 52对在输送通路中输送的带状材料I吹送空气。此外,对于吹送部53的说明,与空气喷出口52—起详细后述。
[0082]空气供给部54向吹送部53供给要从空气喷出口 52喷出的空气E。空气供给部54例如具有由控制部55控制的电机、和随着电机的旋转而旋转的风扇,通过使风扇旋转,来通过送风管向吹送部53送出空气。
[0083]控制部55控制从吹送部53的空气喷出口 52喷出的空气(压缩空气)的喷出开始、结束、喷出的空气的强度(风速、风压、风量)等除水装置的动作。此外,控制部55具备未图示的CPU(Central Processing Unit,中央处理装置)、R0M(Read Only Memory,只读存储器)、和RAM (Random Access Memory,随机存取存储器)等。CPU从ROM读出与处理内容相应的程序并在RAM中展开,与所展开的程序协作而对除水装置50的各部的动作进行集中控制。这时,参照在未图示的存储部中保存的各种数据(例如,包括空气的喷出强度(特别是风速)的控制的空气供给部的控制程序等)。在此,控制部55还具有发热部61的温度调整等加热控制功能。即,控制部55具有通过发热部61而进行的加热控制功能,与发热部61和容纳发热部61的壳体51 —起作为加热装置而发挥功能。另外,控制部55除此之外还进行对制造装置100整体的控制,例如,也可以进行栗33或电源输入等的与施镀装置30中的施镀处理有关的控制、和栗43等的与洗净装置40的洗净处理有关的控制等。并且,也可以通过控制卷盘24的旋转速度,而调整从卷盘21送出并由卷盘24作为超导线材10进行收卷从而在输送通路中移动的带状材料I的输送速度。
[0084]发热部61例如是加热器,由控制部55控制,对除水后的带状材料I加热而使其干燥。在此,发热部61与吹送部53—起设置于壳体51内,对通过吹送部53进行了除水的带状材料I加热而使干燥。
[0085]图4是表示除水装置50的要部结构的立体图,图5是该除水装置的吹送部的要部放大图。
[0086]吹送部53由筒状件构成,在壳体51内配置于被输送的带状材料I的输送通路附近。在此,吹送部53由多个筒状件构成,在壳体51的底面以夹着输送通路的方式竖立设置有多个。在此,在壳体51内,在输送通路的两侧排列而配置有多个吹送部53。
[0087]具体而言,夹着输送通路的吹送部53的组在超导线材主体16的厚度方向上的金属基板11侧及银稳定层14侧这两侧(两个宽幅面侧),与带状材料1(将被输送的超导线材主体覆盖的铜保护层15)相对而配置。在吹送部53的组之间,将带状材料I向与筒状的吹送部53的延伸方向正交的方向输送。在俯视情况下,吹送部53的组配置为以输送通路为中心呈左右对称。
[0088]将空气喷出口52分别以与输送通路的带状材料I相对的方式形成于筒状件的喷出部53的外周面。将空气喷出口 52形成为,比作为除水对象的带状材料I的宽度、也就是比所谓的铜保护层15的平放宽度长的狭缝状。在此,空气喷出口 52在与带状材料I的厚度方向(构成超导线材主体16的各层的层叠方向)正交的方向(筒状件的长度方向)上延伸。由此,从超导线材主体16的金属基板11侧及银稳定层14侧对带状材料I的铜保护层15吹送来自空气喷出口 52的空气。即,对于带状材料I,向在带状材料I的厚度方向(金属基板11、超导层
13、银稳定层14的层叠方向)上离开间隔的两面(宽幅面),对其全幅吹送空气。
[0089]如图5所示,对在输送通路上被输送的带状材料1(相当于铜保护层15的宽幅面)以在形成锐角α的方向上进行吹送的方式,形成空气喷出口 52。此外,对于锐角α,若以将输送通路设为假想线时的吹送位置为角的顶点,则锐角α为由从输送通路上的吹送对象位置向沿着输送通路的方向且为空气喷出口 52侧的方向延伸的假想线、与将吹送对象位置和空气喷出口52连结的假想直线形成的角度。锐角α虽然只要大于O且小于90°即可,但是优选为10°?70°,更优选为45°。
[0090]在此,吹送部53配置为向与输送方向相对的方向(与输送方向相反的方向)喷出来自空气喷出口 52的空气。
[0091]S卩,空气喷出口 52在与带状材料I的输送方向下游侧的部位(输送方向下游侧部位)形成锐角α的方向对带状材料I吹送空气,向该吹送的方向开口。由此,与从输送方向的上游侧向下游侧对带状材料I吹送空气的构成相比,能够更有效地将带状材料I的水分(详细地为附着于银保护层15的水分)吹跑而除去水分。通过了除水装置50的带状材料I被作为超导线材10而向卷盘24输出。
[0092]这样,本实施方式的超导线材10(参照图1)的制造装置100具有:施镀装置30,其在按顺序包含金属基板U、超导层13、和银稳定层14的带状的超导线材主体16的周围形成铜保护层15;洗净装置40,其对覆盖超导线材主体16的铜保护层15进行水洗而洗净;以及除水装置50,其对洗净后的铜保护层15进行除水。除水装置50具有吹送部53,该吹送部53从超导线材主体16的厚度方向上的金属基板11侧及银稳定层14侧的至少一侧(本实施方式中为两侧),对覆盖超导线材主体16的铜保护层15吹送空气。
[0093]利用施镀装置30通过镀铜在超导线材主体16的周围形成铜保护层15,接下来,在洗净装置40中,对铜保护层15进行水洗而将其洗净。在将铜保护层15刚刚洗净之后,向除水装置50内输送。在除水装置50中,通过由吹送部53吹送空气,将附着于铜保护层15的水滴(水分)吹跑而除去。由此,即使在室温下放置铜保护层15也不易氧化。由此,能够制造利用铜保护层将在超导层13上层叠银稳定层14而得到的超导线材主体16进行覆盖而构成的超导线材10,作为与电极连接时的接触电阻值较低且不易产生接触不良的超导线材。
[0094]另外,在此,吹送部53具有在与层叠方向交叉的方向上延伸、且比铜保护层15的宽度(带状材料I的宽度)长的空气喷出口 52。由此,将从空气喷出口 52喷出的空气向铜保护层的整个面吹送,能够有效地将水分吹跑。另外,将空气喷出口 52在吹送部53的外表面设置于如下位置,即:对于铜保护层15而向与其输送方向侧的部位形成锐角α(参照图5)的方向进行吹送的位置。由此,能够伴随向铜保护层14的输送方向的移动,将附着于铜保护层14的水分向上游侧吹而将水分吹跑,能够在长度方向上高效地对铜保护层14进行除水,除去附着于铜保护层14的水分。
[0095]并且,吹送部53具有多个筒状件,该多个筒状件夹着带状材料I的输送通路,且在层叠方向上与在输送通路被输送的带状材料1(铜保护层15)相互离开间隔而配置。通过这多个筒状件的空气喷出口,从层叠方向的两侧对输送通路的铜保护层15吹送空气,来将铜保护层15的表面的水分吹跑而进行除水。由此,能够全面地从铜保护层15除去水分。
[0096]另外,在该除水的同时,除水装置50使发热部61发热,来将带状材料I(铜保护层15)加热而使其干燥。由此,除了吹送部53进行的除水处理以外,还将铜保护层15加热干燥,因此能够可靠地除去铜保护层15的水分。由此,能够制造即使与电极连接,接触电阻值也较低、且不产生接触不良的超导线材10。
[0097]除水装置50也可以构成为,对带状材料I仅进行除水,在该处理之后,收卷于卷盘24。另外,本实施方式中,虽然构成为,与除水同时进行由发热部61进行的加热干燥,但是也可以构成为,另行设置对从除水装置50输出的带状材料I进行输送的干燥室,在该干燥室内进行加热干燥。利用该构成也能够得到与上述的制造装置100同样的作用效果。
[0098]应该认为本次公开的实施方式在全部的内容中是示例而不是限制性的说明。本发明的范围不是上述的说明而是由权利要求书所表示,意图包括与权利要求书等同的含义及范围内的全部变更。
[0099]工业实用性
[0100]本发明的超导线材的制造方法及超导线材的制造装置具有以下效果:能够制造作为与电极连接时的接触电阻值低、不易产生接触不良的超导线材的、利用铜保护层将在超导层上具有银稳定层的超导线材主体覆盖而得到的超导线材,作为在表面形成有铜保护层的超导线材的制造方法是有用的。
【主权项】
1.一种超导线材的制造方法,该超导线材在带状的超导线材主体的周围具备保护所述超导线材主体的铜保护层,该超导线材主体在厚度方向上包含基板、在所述基板的上方形成的超导层、以及在所述超导层的正上方形成的银稳定层,该超导线材的制造方法包括以下工序: 保护层形成工序,用铜镀层覆盖所述超导线材主体的周围以形成所述铜保护层; 洗净工序,对覆盖所述超导线材主体的所述铜保护层进行水洗从而洗净;以及 除水工序,与所述铜保护层的洗净连续地进行,用于对所述铜保护层吹送空气以进行除水。2.根据权利要求1所述的超导线材的制造方法,其中, 所述除水工序中,从所述超导线材主体的所述基板侧及所述银稳定层侧中的至少一侧对覆盖所述超导线材主体的所述铜保护层吹送空气。3.根据权利要求1或2所述的超导线材的制造方法,其中, 所述除水工序中,从喷出口对覆盖所述超导线材主体的所述铜保护层吹送空气,该喷出口在所述超导线材主体的所述基板侧及所述银稳定层侧中的至少一侧对着所述铜保护层配置,且形成为比所述铜保护层的宽度长的狭缝状。4.根据权利要求3所述的超导线材的制造方法,其中, 所述喷出口形成于,在所述超导线材主体的所述基板侧及所述银稳定层侧中的至少一侧对着覆盖所述超导线材主体的所述铜保护层配置的筒状件的外周面。5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的超导线材的制造方法,其中, 将由所述铜保护层覆盖的超导线材主体沿该超导线材主体的长度方向进行输送, 所述除水工序中的所述空气的吹送方向是以所述铜保护层中被吹送所述空气的部位为顶点而与所述超导线材主体的输送方向形成锐角的方向。6.根据权利要求1至3中的任意一项所述的超导线材的制造方法,其中, 所述除水工序中,从多个喷出口对所述铜保护层吹送所述空气以进行除水。7.—种超导线材的制造装置,该超导线材在带状的超导线材主体的周围形成有覆盖所述超导线材主体以保护所述超导线材主体的铜保护层,该超导线材主体在厚度方向上包含基板、在所述基板的上方形成的超导层、以及在所述超导层的正上方形成的银稳定层,该超导线材的制造装置包括: 洗净单元,对覆盖所述超导线材主体的所述铜保护层进行水洗从而洗净;以及 除水单元,对洗净后的所述铜保护层进行除水, 所述除水单元具有吹送部,该吹送部从所述超导线材主体的所述基板侧及所述银稳定层侧中的至少一侧对覆盖所述超导线材主体的所述铜保护层吹送空气, 所述吹送部具有空气喷出口,该空气喷出口在所述至少一侧对着所述铜保护层配置,且比所述铜保护层的宽度长。8.根据权利要求7所述的制造装置,其中, 所述除水单元具有输送通路,该输送通路用于将由所述铜保护层覆盖的所述超导线材主体在其长度方向上进行输送, 在所述吹送部中,所述空气喷出口设置于如下位置,即相对于被输送的所述超导线材主体周围的所述铜保护层,向与该输送方向侧的部位形成锐角的方向进行吹送的位置。9.根据权利要求8所述的制造装置,其中, 所述吹送部具有多个筒状件,该多个筒状件隔着所述输送通路配置,且被配置成,在所述超导线材主体的所述基板侧及所述银稳定层侧两侧,与在所述输送通路中被输送的所述超导线材主体周围的所述铜保护层隔开间隔, 在所述多个筒状件上分别形成有所述空气喷出口, 多个所述空气喷出口对位于所述输送通路的所述铜保护层吹送空气。10.根据权利要求7至9中的任意一项所述的制造装置,其中, 所述除水单元还包括发热部,其用于对所述铜保护层进行加热从而使所述铜保护层干燥。
【文档编号】H01B13/00GK105989931SQ201610161995
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】木村成, 木村一成, 广长隆介, 中村达德, 高桥保夫, 小泉勉
【申请人】昭和电线电缆系统株式会社
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