超导导体的制造方法和超导导体的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于超导线缆或超导磁体等超导设备的超导线材导体和超导导体的 制造方法。
【背景技术】
[0002] 以往多次提出在基材上成膜超导层来制造超导线材的尝试。另外，为了获得具有 期望的线材宽度的超导线材而具有如下的方法：对金属板通过切缝加工等进行切断，准备 期望的宽度的金属基板，在该金属基板的表面上形成中间层，还在该中间层表面成膜结晶 取向性良好的超导层。另一方面，有时还会使在宽度比期望的宽度宽的金属基板上成膜中 间层、超导层而获得的超导线材进一步细线化。这种情况下，采取激光切断的方法、或通过 切缝加工进行切断的方法（例如参照专利文献1)。
[0003] 作为激光切断的例子，公开有如下的方法：在低交流损耗的氧化物超导导体中，在 沿着导体的长度方向形成的细线化槽中形成高电阻氧化物，通过沿着该细线化槽照射激光 而使超导层在导体的宽度方向上形成多个细丝导体（例如，参照专利文献2)。
[0004] 另外，作为从被细线化的超导线获得期望的临界电流容量的超导导体的方法，公 开有下面的方法。在具有比超导线的抗弯刚性低的抗弯刚性的母材上确保均等的间隙而连 续地接合被细线化的多个超导线的金属基板的背面的方法（例如，参照专利文献3)。将被 细线化成〇.48mm~1. 8mm的宽度的超导线以在外径(卩丨.3~5mm的芯线的周围不重叠于的 方式卷绕成螺旋状的方法（例如，参照专利文献4)。将被切缝加工成宽度为0. 5~2. 0_ 的超导线的表面涂布银之后，在垂直方向上层叠，之后，通过用铜较厚地镀敷而形成截面为 圆形的超导导体的方法（例如，参照专利文献5)。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开平6-68727号公报
[0008] 专利文献2 :日本特开2007-141688号公报
[0009] 专利文献3 :日本特开2009-151993号公报
[0010] 专利文献4 :日本特开2009-110668号公报
[0011] 专利文献5 :日本特开2010-135295号公报
【发明内容】
[0012] 发明要解决的课题
[0013] 但是，在用激光切断的方法中，在激光的切断面上产生发热造成的熔断痕迹，切断 面的形状产生不均匀，结果存在超导导体的绝缘特性由于切断面的局部的突起的原因而劣 化的问题、或者超导特性（临界电流特性）由于切断时的受热经历而劣化的问题。另外，在 通过切缝加工进行切断的方法中也与以激光切断产生的熔断痕迹同样地，在切断部位产生 由于剪切造成的突起痕迹（所谓的飞边），切断面的形状不均匀，结果存在超导导体的绝缘 特性劣化的问题、或者由剪切应力造成的超导特性劣化的问题。
[0014] 此外，不仅切断金属基板和形成于金属基板上的所有各层的情况，在只切断保护 层、超导层以及中间层等层叠于金属基板上的层而在一块金属基板上形成具有分割的超导 层的超导导体的情况也同样使用激光切断的方法等。在这种情况下也存在上述的产生熔断 痕迹和与其相伴的临界电流特性的局部下降等的作为超导导体的问题。
[0015] 因此，本发明就是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供一种不存在局部的 突起等形状问题、且具有良好的超导特性的超导导体及其制造方法。
[0016] 用于解决课题的手段
[0017] 本发明的超导导体的制造方法的特征的主旨在于，包括如下工序：准备多个成膜 用基板的工序；准备将这些多个成膜用基板连结并一体化的连结基材的工序；使多个成膜 用基板与连结基材一体化的工序；以及在多个成膜用基板上成膜出超导层和保护层的工 序。
[0018] 通过使多个具有期望的宽度的成膜用基板与连结基材一体化且之后进行成膜，在 成膜后不需要使用激光切断或切缝加工的切断工序就能够形成具有期望的宽度的超导线 材。
[0019] 本发明的超导导体具有：芯材，其具有芯和形成于所述芯的外周的稳定化层；以 及多个超导线材，它们被配置于芯材的稳定化层的外周，芯由强度比稳定化层高的材料构 成，多个超导线材借助稳定化层被一体化。
[0020] 通过使多个超导线材一体化而能够防止当卷绕到芯时超导线材一根一根发生卷 绕偏离。
[0021] 发明效果
[0022] 根据本发明能够提供不存在局部的突起等形状问题、且具有良好的超导特性的超 导导体及其制造方法。
【附图说明】
[0023] 图1是示出本发明的实施方式涉及的超导导体的制造工序的流程图。
[0024] 图2是示出本发明的实施方式涉及的向嵌设于连结基板的窄幅的成膜用基板上 成膜的状态的剖面图。
[0025] 图3是示出本发明的实施方式涉及的超导导体的结构的剖面图。
[0026] 图4是示出本发明的实施方式涉及的超导导体的立体图。
【具体实施方式】
[0027] 下面参照附图对用于实施本发明的方式（以下称之为"实施方式"）进行详细地说 明。
[0028] 在本发明的实施方式中，窄幅的成膜用基板上按顺序成膜中间层、超导层、保护层 而进行层叠，将分离成独立的状态的超导导体称为"超导线材"，将在宽幅的基材或者稳定 化材料上沿长度方向平行地配置多个超导线材而在全长范围成为一体的状态的超导导体 称为"多芯超导线材"，将芯材的外周卷绕多个超导线材或者多芯超导线材的状态的超导导 体称为"复合超导导体"。
[0029] (第1实施方式）
[0030] 作为本发明的第1实施方式，对如下的方法进行说明：将多个窄幅的成膜用基板 嵌设于连结基材而成为一体化，在其上成膜出中间层、超导层、保护层而实施氧退火之后， 通过从连结基材分离而制造出以各成膜用基板为单位的超导线材，还将所获得的超导线材 卷绕到圆形芯线材的外周部而再次一体化从而制造出圆形的复合超导导体。图1是主要工 序的流程图。
[0031] 〈准备窄幅的成膜用基板（步骤S1-1)>
[0032] 将金属线成型为规定的截面尺寸。所使用的金属优选维氏硬度（Hv硬度： VIckers-hardness)比 100 大的材料，能够使用含有Cu、Ni、Ti、Mo、Nb、Ta、W、Fe、Ag的合 金。尤其优选的是耐腐蚀性和耐热性优良的不锈钢、哈斯特镍合金（注册商标）、以及其他 的镍系合金。金属线可以是圆形、非圆形的任意一种，也可以是矩形、梯形等，不特别限定截 面形状。成膜用基板的宽度优选约为0. 1~4. 0mm，更优选为0. 3~2mm。如果不足0. 1mm， 则基板的刚性降低，有可能产生弯曲变形造成的超导特性的劣化。如果超过4. 0_，则交流 特性方面产生问题。
[0033] 〈准备连结基材（步骤S1-2) >
[0034] 与上述窄幅的成膜用基板的尺寸对应地，在规定的截面尺寸的基材上以规定的间 距平行地形成用于嵌设上述窄幅的成膜用基板的多根槽，而成为连结基材。用于连结基材 的材质期望是热传导性高的金属，尤其期望使用与金属线同样的合金。
[0035] 槽能够使用与凹状的槽形状对应的凸状的成型辊进行成型，也可以通过激光成 型，还可以将激光与凸状成型辊组合使用。还能够应用酸溶液的蚀刻等。还可以将酸溶液 的蚀刻与激光和/或凸状成型辊组合使用。
[0036] 槽形状优选成为底边与上边的长度相等的凹状，更优选使梯形的底边比上边长而 能够用槽限制窄幅的成膜用基板的形状。
[0037] 在成膜时对成膜用基板的背面（成膜面的相反面）使用具有加热功能的支撑体的 情况下，槽的部分处的连结基材的厚度优选是成膜用基板的厚度以下。在比成膜用基板的 厚度厚的情况下，因为来自支撑体的加热难以向连结基材传递，所以不优选。
[0038] 另外，虽然槽之间的距离（规定的间距）能够设置成任意，但是优选保持距离以使 成膜于相邻的成膜用基板的中间层或超导层彼此不影响。该槽之间的距离优选达到在成膜 用基板的厚度方向上从成膜面的表面位置到未形成有槽的连结用基材的表面位置的距离 以上。
[0039] 〈窄幅的成膜用基板和连结基材的一体化工序（步骤S2) >
[0040] 向以规定的间距形成于连结基材的平行的多根槽的各个槽中嵌设窄幅的成膜用 基板，使成膜用基板与连结基材一体化。图2是说明将窄幅的成膜用基板11嵌设于形成于 连结基材2上的7列槽21而一体化的例子的剖面图。
[0041] 为了确保窄幅的成膜用基板11的平坦性，也能够在一体化的状态下实施TA(张力 退火）。
[0042] 在使用上述梯形槽嵌入圆线（椭圆）形状的金属线的情况下，也能够应用在一体 化的形态下使嵌入的金属线的上部的弓状部分成型为平坦且使平坦部成型为高平滑从而 一体化的方法。在这种情况下，不需要成膜用基板的高强度化，通过使连结基材侧成为强度 部件而能够设定基材部位的强度差。此外，连结基材和金属线既能够选择不同材质的组合， 也能够选择相同材质的组合。
[0043] 窄幅的成膜用基板11和连结基材2的平滑性也能够成为不同的加工质量。连结 基材2因为能够将算术平均粗糙度Ra设定成稍低（Ra是10nm以上且100nm以下），所以在 提尚板乳制工序的生广性、提尚成品率、应用基于材质选择的廉价材料等成本降低方面具 有较大的效果。
[0044] 〈研磨工序（步骤S3) >
[0045] 使窄幅的成膜用基板11与连结基材2 -体化之后，通过对窄幅的成膜用基板11 的成膜面侧进行机械研磨、电解研磨法或者化学研磨法而成为高平滑面。成膜面的算术平