带有增强构件的氧化物超导线材的制作方法

带有增强构件的氧化物超导线材的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种带有增强构件的氧化物超导线材，其中可充分抑制由边缘部强度下降造成的诸如增强构件剥离的缺陷的发生，即使当在厚度方向上施加力时，也不发生诸如增强构件剥离的问题，并能够保持稳定的超导性能。所述带有增强构件的氧化物超导线材包含氧化物超导线材和设置成夹持所述氧化物超导线材的两片增强构件。使用焊料将所述增强构件结合至所述氧化物超导线材，且各所述增强构件的宽度等于或小于所述氧化物超导线材的宽度，或所述氧化物超导线材的至少面向所述增强构件的表面覆盖有铜、镍或者含这些金属中的至少一种金属的合金。
【专利说明】带有增强构件的氧化物超导线材

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种带有增强构件的氧化物超导线材，其中通过将增强构件配置在氧 化物超导线材的两个表面上从而设置有增强层。

【背景技术】
[0002] 自发现在液氮温度下显示超导性的高温超导体以来，已经积极进行了目的是应用 于电缆、限流装置和电力设备如磁铁的高温超导线材的开发。
[0003] 特别地，包含在金属基板上取向的氧化物超导层的氧化物超导线材已经引起了关 注，所述氧化物超导层例如由RE123基（RE :稀土元素）氧化物超导体构成。
[0004] 通常，将增强层设置在这种氧化物超导线材上以增强氧化物超导线材的强度、及 通过充当旁路从而保护氧化物超导线材免受异常电流的影响。例如，通过将增强构件如金 属带的片配置在氧化物超导线材的两个表面上、并使用焊料将所述增强构件结合至氧化物 超导线材来提供增强层（例如专利文献1)。
[0005] 引用列表
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本专利3949960号公报


【发明内容】

[0008] 技术问题
[0009] 然而，在其中按上述使用焊料将配置在氧化物超导线材两个表面上的增强构件进 行结合的现有技术的带有增强构件的氧化物超导线材的情况下，通常由于带有增强构件的 氧化物超导线材的结构可能发生如下所述的缺陷。
[0010] 图3作为现有技术的带有增强构件的氧化物超导线材的具体实例，示意性地示出 了专利文献1中所述的带有增强构件的氧化物超导线材的结构。在图3中，标号1是指带 有增强构件的氧化物超导线材，标号2是指氧化物超导线材，标号3是指增强构件，标号4 是指焊料（焊料层）且标号5是指边缘部（侧面部）。
[0011] 如图3中所示，带有增强构件的氧化物超导线材1包含氧化物超导线材2和设置 在所述氧化物超导线材2两个表面上的增强构件3。利用其间的焊料4将氧化物超导线材 2结合至各所述增强构件3。然而，两片增强构件3各自具有比氧化物超导线材2的宽度更 大的宽度，且上部增强构件3与下部增强构件3之间的间隙小。因此，难以使得焊料沿边缘 部5流动。如图3中所示，难以使得焊料流动通过上部与下部增强构件之间的整个间隙。如 果形成未填充焊料的部分，则边缘部5的强度下降。在这种情况下，当施加力时，发生诸如 增强构件剥离的缺陷且可能无法保持稳定的超导性能。此外，在其中将诸如液氮的制冷剂 用于冷却的情况下，液氮会渗透通过未填充焊料的部分。结果，因在温度升高期间气化的氮 而使所述部分膨胀，这会造成气球缺陷（ballooning defects),所述气球缺陷劣化了超导 性能。
[0012] 因此，本发明的目的是提供一种带有增强构件的氧化物超导线材，其中充分抑制 由边缘部强度下降造成的诸如增强构件剥离的缺陷的发生，且其能够保持稳定的超导性 能。
[0013] 此外，现有技术的其中使用焊料对设置在两个表面上的增强构件进行结合的带有 增强构件的氧化物超导线材的问题在于不能充分提高在厚度方向上的强度。
[0014] 具体地，在现有技术的氧化物超导线材中，通常，将具有约IOnm?5iim厚度的银 层作为稳定化层设置在氧化物超导线材的外周。在使用焊料将增强构件结合至按上述于 外周设置有银层的氧化物超导线材两个表面上的情况下，银因焊料而溶蚀并产生Ag-Sn合 金。由于因溶蚀而产生的Ag-Sn合金易碎，所以Ag-Sn合金易于剥离且不能充分获得由于 增强构件所实现的优势。结果，焊料与银之间的界面的强度下降，并会发生如下问题。当在 厚度方向上施加力，例如当将磁场施加到以线圈形式卷绕的带有增强构件的氧化物超导线 材时，增强构件可能会剥离且不能获得充分的增强强度。
[0015] 因此，本发明的另一个目的是提供一种带有增强构件的氧化物超导线材，其中即 使在厚度方向上施加力的情况下，也不会发生诸如增强构件剥离的问题且能够获得充分的 增强强度。
[0016] 解决问题的方案
[0017] 作为深入研究的结果，本发明的发明人发现，通过下述发明能够实现上述目的并 完成了本发明。现在将对各项权利要求的发明进行描述。
[0018] 根据权利要求1的发明提供
[0019] -种带有增强构件的氧化物超导线材，其包含氧化物超导线材和设置成夹持所述 氧化物超导线材的两片增强构件，
[0020] 其中各所述增强构件的宽度等于或小于所述氧化物超导线材的宽度，且
[0021] 在所述氧化物超导线材与各所述增强构件之间设置有焊料层。
[0022] 在根据该权利要求的发明中，各所述增强构件的宽度等于或小于所述氧化物超导 线材的宽度。因此，即使当将上下两片增强构件以其之间具有狭窄间隙的条件下进行配置 时，在所述增强构件之间不形成空间，且与现有技术不同，不形成未填充焊料的边缘部。由 此，可提供一种带有增强构件的氧化物超导线材，其中不会产生因这种边缘部的强度下降 而造成的缺陷。
[0023] 根据权利要求2的发明提供
[0024] 根据权利要求1的带有增强构件的氧化物超导线材，其中各所述增强构件的宽度 等于所述氧化物超导线材的宽度。
[0025] 其中各所述增强构件的宽度等于氧化物超导线材的宽度的这种结构是优选的，因 为能够更显著地发挥增强效果。
[0026] 根据权利要求3的发明提供
[0027] 根据权利要求1或2的带有增强构件的氧化物超导线材，其中在与所述氧化物超 导线材和所述增强构件的纵向正交的横断面中的侧面部覆盖有焊料。
[0028] 由于各所述增强构件的宽度等于或小于氧化物超导线材的宽度，所以在与氧化物 超导线材和增强构件的纵向正交的横断面中的侧面部能够更可靠地覆盖有焊料。由此，可 提供一种带有增强构件的氧化物超导线材，其中由于边缘部强度下降造成的缺陷的发生进 一步受到抑制。
[0029] 根据权利要求4的发明提供
[0030] 根据权利要求1?3中任一项的带有增强构件的氧化物超导线材，其中在与所述 氧化物超导线材的纵向正交的横断面中的外周部覆盖有银、铜或者含这些金属中的至少一 种金属的合金。
[0031] 银（Ag)、铜（Cu)或者含这些金属中的至少一种金属的合金具有良好的导电性。由 此，通过利用这些材料中的任意材料对与氧化物超导线材的纵向正交的横断面中的外周部 进行覆盖，形成保护层并能够发挥更稳定的超导性能。
[0032] Ag合金的具体实例包括Sn-Ag合金、Cu-Ag合金、Au-Ag合金、Ni-Ag合金和Pd-Ag 合金。Cu合金的具体实例包括Ni-Cu合金、Sn-Cu合金、Au-Cu合金和Pd-Cu合金。
[0033] 根据权利要求5的发明提供
[0034] 一种带有增强构件的氧化物超导线材，其包含氧化物超导线材和设置成夹持所述 氧化物超导线材的两片增强构件，
[0035] 其中所述增强构件经使用焊料而结合至所述氧化物超导线材，且
[0036] 所述氧化物超导线材的至少面向所述增强构件的表面覆盖有铜、镍或者含这些金 属中的至少一种金属的合金。
[0037] 即使当铜（Cu)、镍（Ni)或者含这些金属中的至少一种金属的合金接触焊料并 由于溶蚀而生成焊料-Cu或焊料-Ni合金时，与由于溶蚀而生成的焊料-银合金不同，焊 料-Cu或焊料-Ni合金不易碎且不易发生合金面的破坏。因此，通过形成这些金属层中的任 意金属层作为保护层，即使当在厚度方向上施加力时，也不发生诸如增强构件剥离的问题、 并能够获得充分的增强强度。应注意，这些金属层可以形成在其上具有由银等构成的稳定 化层的氧化物超导线材上。
[0038] Cu合金的具体实例包括Ni-Cu合金、Ag-Cu合金、Sn-Cu合金、Au-Cu合金和Zn-Cu 合金。Ni合金的具体实例包括Ag-Ni合金、Sn-Ni合金、Zn-Ni合金和Au-Ni合金。在这些 合金中，特别地，Ni-Cu合金更优选作为氧化物超导线材的保护层，因为Ni-Cu合金不易被 溶蚀、焊料对这些合金的润湿性良好、且这些合金具有不会在低温下被磁化的性能。
[0039] 根据权利要求6的发明提供
[0040] 根据权利要求5的带有增强构件的氧化物超导线材，其中在与所述氧化物超导线 材的纵向正交的横断面中的外周部覆盖有铜、镍或者含这些金属中的至少一种金属的合 金。
[0041] 如上所述，这些金属对焊料具有充分的润湿性。因此，通过覆盖不仅包括面向增强 构件的表面且还包括氧化物超导线材的两个侧面的外周部，能够以高粘着性将焊料设置在 氧化物超导线材的外周部，并能够确保更高的增强强度。
[0042] 根据权利要求7的发明提供
[0043] 根据权利要求1?6中任一项的带有增强构件的氧化物超导线材，其中在与纵向 正交的横断面中的外周部覆盖有焊料。
[0044] 在根据该权利要求的发明中，在与带有增强构件的氧化物超导线材的纵向正交的 横断面中的外周部覆盖有焊料。因此，进一步抑制增强构件的剥离并进一步抑制缺陷的发 生。
[0045] 根据权利要求8的发明提供
[0046] 根据权利要求1?7中任一项的带有增强构件的氧化物超导线材，具有10米以上 的长度。
[0047] 具有10米以上长度的长的带有增强构件的氧化物超导线材用于线圈、限流装置 等中，并通常具有增强构件剥离的问题。通过将本发明应用于其中会发生增强构件剥离问 题的这种长的带有增强构件的氧化物超导线材，能够更显著地发挥本发明的效果。
[0048] 根据权利要求9的发明提供
[0049] 根据权利要求1?8中任一项的带有增强构件的氧化物超导线材，其中所述焊 料为如下中的任意一种：Pb-Sn基焊料、Ag-Sn基焊料、Sn-Cu基焊料、Pb-Sn-Ag基焊料、 Pb-Sn-Cu基焊料和Sn-Ag-Cu基焊料。
[0050] 铅（Pb) -Sn 基焊料、Ag-Sn 基焊料、Sn-Cu 基焊料、Pb-Sn-Ag 基焊料、Pb-Sn-Cu 基 焊料和Sn-Ag-Cu基焊料在相对低温下能够使用。优选使用这样的焊料，因为能够防止超导 性能在高温下的劣化。特别地，更优选Sn-Cu基焊料、Pb-Sn-Cu基焊料和Sn-Ag-Cu基焊料， 因为焊料中Cu的存在从而使氧化物超导线材中的Cu的溶蚀受到抑制。
[0051] 根据权利要求10的发明提供
[0052] 根据权利要求1?9中任一项的带有增强构件的氧化物超导线材，
[0053] 其中所述增强构件的材料为
[0054] 镍、铁、铬、或含这些金属中的至少一种金属的合金，
[0055] 或者是碳、硅、或包含含碳和硅中至少一种的纤维的柔性材料。
[0056] 优选将镍（Ni)、铁（Fe)、铬（Cr)或含这些金属中的至少一种金属的合金作为增强 构件，因为这些材料具有良好的机械性能如抗磨耗性和高屈服应力。
[0057] Ni合金的具体实例包括Cu-Ni合金、Fe-Ni合金、Cr-Ni合金、Sn-Ni合金和 Sn-Ni-Ag合金。Fe合金的具体实例包括Ni-Fe合金、Cr-Fe合金、Cu-Fe合金、Ag-Fe合金、 Sn-Fe合金和Sn-Fe-Ag合金。Cr合金的具体实例包括Zn-Cr合金和Pb-Cr合金。
[0058] 也优选将碳和硅作为增强构件，因为碳和硅对焊料具有良好的润湿性和高强度。 此外，使用通过以树脂等将含这些材料中至少一种的纤维进行固化而制造的柔性材料可进 一步提高氧化物超导线材的强度，因为这种柔性材料不具有展性。
[0059] 根据权利要求11的发明提供
[0060] 根据权利要求1?10中任一项的带有增强构件的氧化物超导线材，其中所述氧化 物超导线材包含具有IOym以下厚度的薄膜氧化物超导层。
[0061] 薄膜氧化物超导线材通常具有低的强度，并还易于发生增强构件的剥离。将本发 明应用于这种薄膜氧化物超导线材是优选的，因为能够显著地发挥本发明的效果。
[0062] 发明的有利效果
[0063] 根据本发明，提供一种带有增强构件的氧化物超导线材，其中可充分抑制由边缘 部强度下降造成的诸如增强构件剥离的缺陷的发生并能够保持稳定的超导性能。此外，根 据本发明，可提供一种带有增强构件的氧化物超导线材，其中即使当在厚度方向上施加力 时，也不发生诸如增强构件剥离的问题、并仍能够获得充分的增强强度。

【专利附图】

【附图说明】
[0064] 图1是示意性显示根据本发明实施方式的带有增强构件的氧化物超导线材的结 构的横断面视图。
[0065] 图2是示意性显示根据本发明另一实施方式的带有增强构件的氧化物超导线材 的结构的横断面视图。
[0066]图3是示意性显示现有技术的带有增强构件的氧化物超导线材的结构的横断面 视图。

【具体实施方式】
[0067] 现在将根据参考附图的实施方式对本发明进行说明。
[0068](带有增强构件的氧化物超导线材）
[0069] 1?总体结构
[0070] ⑴横断面形状
[0071] 首先，对带有增强构件的氧化物超导线材的轮廓进行描述。图1是示意性显示根 据本发明实施方式的带有增强构件的氧化物超导线材的结构的横断面视图。在图1中，标 号1是指带有增强构件的氧化物超导线材，标号2是指氧化物超导线材，标号3是指增强构 件，且标号4是指焊料（焊料层）。
[0072] 增强构件3设置在氧化物超导线材2的两个表面上，从而夹持所述氧化物超导线 材2。焊料层4设置在氧化物超导线材2与各所述增强构件3之间。由此，增强构件3结合 至氧化物超导线材2。带有增强构件的氧化物超导线材1的侧面覆盖有焊料4。
[0073] 图2是示意性显示根据本发明另一实施方式的带有增强构件的氧化物超导线材 的结构的横断面视图。在图2中，标号1是指带有增强构件的氧化物超导线材，标号2是指 氧化物超导线材，标号2a是指保护层，标号3是指增强构件且标号4是指焊料（焊料层）。
[0074] 增强构件3设置在氧化物超导线材2的两个表面上，从而夹持所述氧化物超导线 材2。将由Cu、Ni或者含这些金属中的至少一种金属的合金构成的保护层2a设置在氧化 物超导线材2的至少面向增强构件3的表面（图2中的上面和底面）上。由此，各所述增 强构件3通过使用焊料4隔着保护层2a结合至氧化物超导线材2。
[0075] 焊料4设置在氧化物超导线材2与各所述增强构件3之间。然而，如图2中所示， 带有增强构件的氧化物超导线材1的所有表面优选都覆盖有焊料4,因为能够更可靠地抑 制增强构件的剥离。
[0076] (2)长度和形态
[0077] 带有增强构件的氧化物超导线材1的长度和形态没有特别限制。然而，如上所述， 具有10米以上长度的长的带有增强构件的氧化物超导线材1是优选的。此外优选的是通 过在取向的基板上形成具有IOum以下厚度的薄膜氧化物超导层而制造的氧化物超导线 材2。
[0078] 2?氧化物超导线材
[0079] 接下来，将对氧化物超导线材2进行描述。如上所述，氧化物超导线材2包含取向 的基板和例如形成在所述取向的基板上的RE123基（RE :稀土元素）氧化物超导层。氧化 物超导线材的宽度和厚度根据需要适当确定。氧化物超导线材优选具有约2?30mm的宽 度和10?200 iim的厚度。
[0080] (1)取向的基板
[0081] 取向的基板优选为通过在金属基板材料上设置中间层而得到的取向的基板。所述 金属基板材料优选为在C轴上双轴取向所得的取向的金属基板。能够使用的基板的实例包 括离子束辅助沉积（IBAD)基材、Ni-W合金基材和包含SUS等作为基础金属的包覆型金属 基板材料。中间层通常由CeO 2、稳定化的氧化锆如氧化钇稳定化的氧化锆（YSZ)、Y2O3等构 成。从例如能够提高晶格匹配性能和临界电流密度（Jc)方面考虑，将CeO 2用于最上层中。
[0082] (2)氧化物超导层
[0083] 所述氧化物超导层由例如RE123基氧化物超导体构成。稀土元素（RE)优选为钇 (Y)、钆（Gd)、钦（Ho)、钐（Sm)等。用于形成氧化物超导层的方法的实例包括涂布热解法 (金属有机分解（MOD)法）和气相生长法如脉冲激光沉积（PLD)法。
[0084] (3)保护层
[0085] 接下来，将对保护层进行描述。为了获得稳定的超导性能或为了确保对焊料充分 的粘着性，形成保护层。例如，尽管图1中未示出，但在与其上具有氧化物超导层的氧化物 超导线材的纵向正交的横断面中的外周部优选覆盖有由银、铜或者这些金属的合金构成的 保护层。通过设置保护层，能够发挥更稳定的超导性能。为了获得稳定的超导性能，所述保 护层的厚度优选为0. 02?50 ii m，更优选0. 02?5 ii m。
[0086] 或者，如图2中所示，形成由Cu、Ni或者包含这些金属中的至少一种金属的合金构 成的保护层2a。如上所述，由于这些金属对焊料具有充分的润湿性，所以能够确保充分的粘 着性。另外，即使当这些金属中的任意金属接触焊料时，也不会发生由于金属与焊料之间的 反应而形成空隙。因此，即使在厚度方向上施加力的情况下，也不发生诸如增强构件3剥离 的问题，并能够获得充分的增强强度。通常，保护层2a的厚度优选为约5?20i!m。形成保 护层的方法的实例包括电镀法和溅射法。
[0087] 在形成保护层2a之前，可以在氧化物超导线材2的表面上形成由银等构成的稳定 化层。在此情况下，稳定化层的厚度优选为约IOnm?IOOii m。
[0088] 在图2中，仅氧化物超导线材2的上面和底面覆盖有保护层2a。作为替换方式，氧 化物超导线材2的整个外周表面可覆盖有保护层2a。利用这种结构，焊料4能够与氧化物 超导线材的整个外周表面紧密接触，并能够获得更充分的增强强度。
[0089] 3?增强构件
[0090] 接下来，将对增强构件3进行描述。各所述增强构件3的宽度等于或小于氧化物超 导线材2的宽度。将增强构件3配置成使得所述增强构件3的宽度不会从氧化物超导线材 2的宽度突出。通过以此方式配置增强构件3,在两片增强构件之间不会形成抑制焊料进入 的间隙。为了使得增强构件充分发挥功能，各所述增强构件3的宽度优选为氧化物超导线 材2的宽度的50%以上，更优选90%以上，尤其优选100%。增强构件3的厚度没有特别限 制，但优选小于氧化物超导线材2的厚度。具体地，增强构件3的厚度优选为5?200 y m， 更优选50?100 ii m。
[0091] 增强构件3的材料优选为如上所述的Ni、Fe、Cr或者含这些金属中的至少一种金 属的合金。
[0092] 碳（C)、硅、或者通过以树脂如环氧树脂或氟树脂将含C和Si中至少一种的纤维进 行固化而制造的柔性材料也是优选的。
[0093] 4.焊料层
[0094] 接下来，将对焊料层4进行描述。用于形成焊料层4的焊料没有特别限制。例如， 能够优选使用Pb-Sn基焊料、Ag-Sn基焊料、Sn-Cu基焊料、Pb-Sn-Ag基焊料、Pb-Sn-Cu基 焊料和Sn-Ag-Cu基焊料。
[0095] 焊料层4优选不仅设置在氧化物超导线材2与各所述增强构件3之间，还优选设 置成使得覆盖在与氧化物超导线材2和增强构件3的纵向正交的横断面中的侧面部，如图 1中所示。或者，焊料层4可以不仅设置在氧化物超导线材2与各所述增强构件3之间，还 设置成使得覆盖在与带有增强构件的氧化物超导线材1的纵向正交的横断面中的外周部， 如图2中所示。通过以此方式设置焊料层4,更可靠地抑制由边缘部的强度不足而造成的缺 陷的发生，并更可靠地防止增强构件3的剥离。
[0096] 在氧化物超导线材2与增强构件3之间的焊料层4的厚度优选小于增强构件3的 厚度。具体地，在氧化物超导线材2与增强构件3之间的焊料层4的厚度优选为I y m以下。 在与氧化物超导线材2和增强构件3的纵向正交的横断面中的侧面部中焊料4的厚度优选 为10?IOOii m。在其中在与带有增强构件的氧化物超导线材1的纵向正交的横断面中的 外周部覆盖有焊料的情况下，在增强构件3表面上的焊料4的厚度优选为IOnm?20 y m。
[0097] 如上所述，根据本发明的实施方式，能够抑制由带有增强构件的氧化物超导线材 的边缘部的强度不足而造成的缺陷的发生，并能够防止增强构件的剥离。
[0098] 此外，根据本发明的另一个实施方式，增强构件与氧化物超导线材能够通过使用 焊料以高粘着性相互接合。因此，即使当在厚度方向上施加力时，也不发生诸如增强构件剥 离的问题并能够获得充分的增强强度。
[0099] 实施例
[0100] 接下来，将使用实施例对本发明进行更具体地描述。在下述实施例中，将Y123基 氧化物超导线材用作氧化物超导线材。
[0101] 1.制备带有增强构件的氧化物超导线材
[0102] (实施例1)
[0103] 基于上述实施方式通过下述工序制备了本实施例的带有增强构件的氧化物超导 线材。
[0104] (1)制备氧化物超导线材
[0105] (a)准备取向的基板
[0106] 首先，准备Ni/Cu/SUS包覆型基板（宽30mmX长IOm)作为金属基板，在所述Ni/ Cu/SUS包覆型基板中在SUS层（厚度：100iim)上依次形成有Cu层（厚度：20iim)和Ni 层（厚度：2 U m)。
[0107] 然后，通过射频（RF)溅射法在金属基板的表面上依次形成CeO2层（厚度：IOOnm)、 YSZ层（厚度：400nm)和〇6〇2层（厚度：70nm)，从而形成中间层。由此，准备了取向的基板。
[0108] (b)形成氧化物超导层
[0109] 然后，通过PLD法在取向的金属基板上沉积具有2 ii m厚度的Y123氧化物超导层。
[0110] (C)形成保护层
[0111] 然后，在其上具有氧化物超导层的氧化物超导线材的外周通过溅射法形成具有 5um厚度的Ag层。由此，完成了氧化物超导线材的制备。
[0112] 在形成Ag层之后，在氧中进行热处理，从而使得超导层中氧的含量最优化。在氧 中的热处理之后，实施分切加工，由此将氧化物超导线材的宽度从30mm降低至4_。应注 意，即使当这种分切加工和在氧中的热处理的顺序改变时，本发明仍有效。
[0113] (2)制备带有增强构件的氧化物超导线材
[0114] (a)准备增强构件
[0115] 然后，准备了各自宽度和长度等于上述氧化物超导线材的宽度和长度的两个Cu 片（厚度：50um)作为增强构件。
[0116] (b)结合增强构件
[0117] 将增强构件设置在氧化物超导线材的两个表面上。随后，使用Ag-Sn基焊料将氧 化物超导线材和增强构件相互接合。另外，在与氧化物超导线材和增强构件的纵向正交的 横断面中的侧面部也以焊料覆盖。由此，制备了具有4mm宽度、0.22mm厚度和10米长度的 带有增强构件的氧化物超导线材。
[0118] 具体地，准备了含熔融的Ag-Sn基焊料的槽，并将夹在Cu增强构件之间的超导线 材穿过所述槽以将氧化物超导线材接合至增强构件。通过使用卷到卷的系统连续实施该步 骤，由此试制出具有10米长度的实施例样品。
[0119] (比较例1)
[0120] 除了使用具有4. 2_宽度的Cu片作为增强构件、并以尽可能多的焊料进入增强构 件之间的方式供应焊料之外，按实施例1的方式制备了比较例1的带有增强构件的氧化物 超导线材，所述Cu片的宽度大于氧化物超导线材的宽度。
[0121] 2.评价
[0122] 对上述制备的带有增强构件的氧化物超导线材，对如下项目进行了评价。
[0123] (1)粘着性
[0124] 首先，将各个带有增强构件的氧化物超导线材的横断面埋入树脂中，并在宽度方 向上对各制得的样品进行切割。然后对切割的表面进行研磨以露出横断面。利用光学显微 镜对该横断面进行观察。对氧化物超导线材、增强构件和焊料之间的粘着状态进行了观察。
[0125] 根据该结果发现，在实施例1中，在上述构件之间未观察到间隙，氧化物超导线 材、增强构件与焊料相互充分紧密地接触。与此相对，在比较例1中确认，氧化物超导线材 的边缘部未完全填充焊料、并在边缘部中形成有凹陷。由此发现，未能确保充分的粘着性。
[0126] 然后，使用具有20、30、40、50、60和70111111直径（35的心轴，在各直径下将各带有增 强构件的氧化物超导线材弯曲180°。以与上述观察中同样的方式对各直径进行观察，以评 价在各弯曲直径中在氧化物超导线材、增强构件与焊料之间是否发生剥离。
[0127] 根据该结果，在实施例1中，在上述构件之间未观察到剥离。与此相对，在比较例 1中，在30mm以下的弯曲直径小中观察到了氧化物超导线材与焊料之间的剥离。
[0128] (2)测量超导性能（Ic)
[0129] 对各带有增强构件的氧化物超导线材，在上述弯曲之前和之后对临界电流Ic进 行了测量（直流四探针法，77. 3K，在自磁场下），以检验由于弯曲而造成的Ic的变化。
[0130] 根据该结果，在实施例1中，弯曲之前的Ic为105A/4mm宽度。即使在任意弯曲直 径下弯曲之后，Ic仍为105A/4mm宽度，没有变化。这是因为，如上所述，即使当实施弯曲时 也不发生剥离。
[0131] 与此相对，在比较例1中，弯曲之前的Ic为97A/4mm宽度，且在30mm直径下弯 曲之后的Ic由于发生剥离而降至87A/4mm宽度。在20mm直径小下弯曲之后，Ic明显降 至50A/4mm宽度。
[0132] 这些结果显示，通过应用本发明能够保持稳定的超导性能。
[0133] (实施例2)
[0134] (a)形成氧化物超导层
[0135] 在与实施例1中相同的取向的基板的表面上依次形成与实施例1中相同的中间层 和Y123氧化物超导层。
[0136] (b)形成稳定化层
[0137] 然后，通过溅射法在其上形成有氧化物超导层的氧化物超导线材的外周形成了具 有5 ii m厚度的Ag层。
[0138] (C)形成保护层
[0139] 然后，通过电镀法在Ag层的外周形成了具有20 iim厚度的Cu层。由此，完成了氧 化物超导线材的制备。
[0140] (2)制备带有增强构件的氧化物超导线材
[0141] (a)准备增强构件
[0142] 然后，准备了宽度和长度等于上述氧化物超导线材的宽度和长度的两个Cu片（厚 度：30i!m)作为增强构件。
[0143] (b)结合增强构件
[0144] 将增强构件设置在氧化物超导线材的两个表面上。随后，使用Sn-Ag-Cu基焊料将 氧化物超导线材和增强构件相互接合。另外，在与氧化物超导线材和增强构件的纵向正交 的横断面中的侧面部也以焊料覆盖。由此，制备了具有4_宽度、0. 2mm厚度和10米长度的 带有增强构件的氧化物超导线材。
[0145] 具体地，准备了含熔融的Sn-Ag-Cu基焊料的槽，并将夹在Cu增强构件之间的超导 线材穿过所述槽以将氧化物超导线材接合至增强构件。通过使用卷到卷的系统连续实施该 步骤，由此试制出具有10米长度的实施例样品。
[0146] (比较例2)
[0147] 除了不形成充当保护层的Cu层之外，按实施例2的方式制备了比较例2的带有增 强构件的氧化物超导线材。
[0148] 2.评价
[0149] 对上述制备的带有增强构件的氧化物超导线材，对如下项目进行了评价。
[0150] (1)粘着性
[0151] 首先，通过与用于实施例1和比较例1中相同的方法对氧化物超导线材、增强构件 和焊料之间的粘着状态进行了观察。
[0152] 根据该结果发现，在实施例2中，在上述构件之间未观察到空隙等的产生，氧化物 超导线材、增强构件与焊料相互充分紧密地接触。与此相对，在比较例2中确认，在氧化物 超导线材与焊料之间的接合表面中观察到了空隙的产生。由此发现，不能确保充分的粘着 性。
[0153] 然后，通过在厚度方向上施加5T的磁场，在厚度方向上将力施加到各带有增强构 件的氧化物超导线材。随后，进行与上述相同的观察以评价增强构件是否发生剥离。
[0154] 根据该结果，在实施例2中，未观察到增强构件的剥离，而在比较例2中，增强构件 剥离。
[0155] (2)测量超导性能（Ic)
[0156] 对各带有增强构件的氧化物超导线材，在厚度方向上施加力之前和之后对临界电 流Ic进行了测量（直流四探针法，77.3K，在自磁场下）以检验Ic的变化。
[0157] 根据该结果，在实施例2中，在施加力之前的Ic为120A/4mm宽度。即使在施加力 之后，Ic仍为120A/4mm宽度，没有变化。这是因为，即使当施加力时，增强构件也未发生剥 离并保持充分的粘着性。
[0158] 与此相对，在比较例2中，由于发生了增强构件的剥离，在施加力之后Ic明显降至 50A/4mm 宽度。
[0159] 这些结果显示，通过应用本发明的另一实施方式，即使当在厚度方向上施加力时 也不会造成诸如增强构件剥离的问题，可以获得充分的增强强度。还确认，作为这种效果的 结果，可保持稳定的超导性能。
[0160] 尽管基于实施方式对本发明进行了描述，但本发明并不限于上述实施方式。在与 本发明的范围相同或等价的范围内，可以对上述实施方式进行各种变更。
[0161] 标号说明
[0162] 1带有增强构件的氧化物超导线材
[0163] 2氧化物超导线材
[0164] 2a保护层
[0165] 3增强构件
[0166] 4焊料（焊料层）
[0167] 5边缘部（侧面部）
【权利要求】
1. 一种带有增强构件的氧化物超导线材，其包含氧化物超导线材和设置成夹持所述氧 化物超导线材的两片增强构件， 其中各所述增强构件的宽度等于或小于所述氧化物超导线材的宽度，且 在所述氧化物超导线材与各所述增强构件之间设置有焊料层。
2. 根据权利要求1的带有增强构件的氧化物超导线材，其中各所述增强构件的宽度等 于所述氧化物超导线材的宽度。
3. 根据权利要求1或2的带有增强构件的氧化物超导线材，其中在与所述氧化物超导 线材和所述增强构件的纵向正交的横断面中的侧面部覆盖有焊料。
4. 根据权利要求1?3中任一项的带有增强构件的氧化物超导线材，其中在与所述氧 化物超导线材的纵向正交的横断面中的外周部覆盖有银、铜或者含这些金属中的至少一种 金属的合金。
5. -种带有增强构件的氧化物超导线材，其包含氧化物超导线材和设置成夹持所述氧 化物超导线材的两片增强构件， 其中所述增强构件经使用焊料而结合至所述氧化物超导线材，且 所述氧化物超导线材的至少面向所述增强构件的表面覆盖有铜、镍或者含这些金属中 的至少一种金属的合金。
6. 根据权利要求5的带有增强构件的氧化物超导线材，其中在与所述氧化物超导线材 的纵向正交的横断面中的外周部覆盖有铜、镍或者含这些金属中的至少一种金属的合金。
7. 根据权利要求1?6中任一项的带有增强构件的氧化物超导线材，其中在与纵向正 交的横断面中的外周部覆盖有焊料。
8. 根据权利要求1?7中任一项的带有增强构件的氧化物超导线材，具有10米以上的 长度。
9. 根据权利要求1?8中任一项的带有增强构件的氧化物超导线材，其中所述焊料为 如下中的任意一种：Pb-Sn基焊料、Ag-Sn基焊料、Sn-Cu基焊料、Pb-Sn-Ag基焊料、Pb-Sn-Cu 基焊料和Sn-Ag-Cu基焊料。
10. 根据权利要求1?9中任一项的带有增强构件的氧化物超导线材， 其中所述增强构件的材料为 镍、铁、铬、或含这些金属中的至少一种金属的合金， 或者是碳、硅、或包含含碳和硅中至少一种的纤维的柔性材料。
11. 根据权利要求1?10中任一项的带有增强构件的氧化物超导线材，其中所述氧化 物超导线材包含具有IOum以下厚度的薄膜氧化物超导层。
【文档编号】H01F6/06GK104221097SQ201380019346
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年4月1日 优先权日:2012年4月10日
【发明者】新海优树, 小西昌也 申请人:住友电气工业株式会社