JP3836299B2 - Connecting method of oxide superconductor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超電導電力ケーブル、超電導マグネット、超電導エネルギー貯蔵装置、超電導発電装置、医療用MRI装置、超電導電流リード等の分野で利用される酸化物超電導導体の接続方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
酸化物超電導導体としては、銀、白金、ステンレス鋼、銅、ハステロイ等のニッケル合金などの各種金属材料等からなるテープ状の基材上に化学気相蒸着法(CVD法)等によって、YBCO等の酸化物超電導導体の薄膜を形成したものが知られている。
このようなテープ状の酸化物超電導導体においては、結晶配向性の優れた酸化物超電導層を得て、臨界電流密度の高い酸化物超電導導体を得るべく研究開発が進められている。このような酸化物超電導導体としては、基材上にイットリウム安定化ジルコニア(YSZ)等からなる結晶配向性に優れた中間層を形成し、その上に酸化物超電導導体を形成したもの等が知られている。
【0003】
ところで、このようなテープ状の酸化物超電導導体を実用機器に応用するには、酸化物超電導導体を接続技術の確立が不可欠とされ、その開発が要望されている。
このようなテープ状基材に酸化物超電導層を蒸着してなる酸化物超電導導体の接続方法としては、特許第2688923号公報の酸化物超電導導体の接続方法等が知られている。この酸化物超電導導体の接続方法では、真空容器内において、複数個の酸化物超電導導体を互いに当接して配置し、これら酸化物超電導導体を加熱し、その当接部に向けてノズルから上記当接部に上記酸化物超電導導体と同じ材料の超微紛を噴出させて堆積させ、これを焼結して、これらの酸化物超電導導体を接合している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような酸化物超電導導体の接続方法においては、酸化物超電導導体の当接部上に、酸化物超電導薄膜を形成しただけであるので、種々の用途に用いるのには、その安定性が不十分であり、接合部の強度に問題があった。また、接続後の酸化物超電導導体における臨界電流密度が低下してしまうという問題もあった。
【0005】
このような接続部の強度、また臨界電流密度の低下等の問題を解決するために、本発明者らは、先に、特願平10−310264号公報において、以下のような酸化物超電導導体の接続構造および接続方法を提案している。
まず、第1の接続構造および接続方法として、図11に示すようなものを提案している。この例は、テープ状の基材1上に、中間層2を形成し、この中間層2上に、酸化物超電導層3を形成し、さらに、酸化物超電導層3上に安定化銀層4を形成した酸化物超電導導体5の接続に関するもので、テープ状の酸化物超電導導体5上に安定化銀層4を形成し、この安定化銀層4の一部を半田6を介して接合させ、2つの酸化物超電導導体5、5を接続する方法である。
この方法においては、半田6や安定化銀層4等の金属層における抵抗、また安定化銀層4と酸化物超電導層3との間で発生する接触抵抗を下げるために、酸化物超電導層3を添設させ、導体ラップ面積W(接触面)を小さくしている。
【0006】
また、第2の接続構造および接続方法として、図12に示すようなものを提案している。この例は、テープ状の基材11上に、中間層12を形成し、この中間層12上に、酸化物超電導層13を形成し、さらに、酸化物超電導層13上に安定化銀層14を形成した酸化物超電導導体15の接続に関するもので、酸化物超電導体15、15同士を、短尺の超電導テープ18を溶融バインダーとして用いて接続する方法である。詳しくは、酸化物超電導導体15、15の端部を突き合わせて、この接続部分上に、銀基材16上に酸化物超電導層17を形成した超電導テープ18を溶融接合し、これらの上に安定化銀層14を形成するものである。 この方法においては、上記接合部分の強度を確保するために、超電導テープ18を用いるとともに、接続部分の表面に安定化銀層14を被覆している。このようにすれば、基材11と中間層12とが、高強度、高融点材料で、基材11、11同士の接続が困難であり、基材11、11同士は突き合わされたままの状態な場合であっても、その接続部分の強度を確保することができる。
【0007】
本発明は、このような先の発明とその課題を同じくするとともに、これらの発明をより進め、より酸化物超電導導体の接続作業が簡単で、その接続部の強度が高く、酸化物超電導導体の安定性が向上され、接続後にも臨界電流密度の低下が少ない酸化物超電導導体の接続方法を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、第1の発明においては、テープ状の基材上に酸化物超電導層が形成された酸化物超電導導体同士の接続方法であって、各酸化物超電導導体の端部で、その端部の酸化物超電導層を除去して基材の一部を露出させ、ついで、各酸化物超電導導体のこの露出した基材同士を突き合わせて接合し、ついで、この基材の接合部分上と露出部分上と各酸化物超電導層上に、これらにまたがるように各酸化物超電導層を接続するための接続用酸化物超電導層を形成し、ついで、酸化物超電導層上と接続用酸化物超電導層上に、これらにまたがるようにして表面保護層を形成する酸化物超電導導体の接続方法を提供する。
本接続方法では、前記接続用酸化物超電導層の、一方の酸化物超電導導体と他方の酸化物超電導導体との接触部のうち接合方向の長さが、10〜30mmであることが好ましい。
【0009】
また、第2の発明においては、テープ状の基材上に酸化物超電導層が形成された酸化物超電導導体同士の接続方法であって、各酸化物超電導導体の端部で、その端部の酸化物超電導層を除去して基材の一部を露出させ、ついで、各酸化物超電導導体のこの露出した基材同士を突き合わせて接合し、ついで、この基材の接合部分上と露出部分上に、接続用貴金属層を形成し、ついで、この接続用貴金属層上と酸化物超電導層上に、各酸化物超電導導体の酸化物超電導層を接続するための接続用酸化物超電導層をこれらにまたがるように形成し、ついで、酸化物超電導層上と接続用酸化物超電導層上に、これらにまたがるようにして表面保護層を形成する酸化物超電導導体の接続方法を提供する。
本接続方法では、前記接続用酸化物超電導層の、一方の酸化物超電導導体と他方の酸化物超電導導体との接触部の長さが、10〜30mmであることが好ましい。
また、これらの接続方法は、基材として銀を用いた酸化物超電導導体に有効に用いることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の酸化物超電導導体の接続方法を適用する酸化物超電導導体としては、例えば図1に示すような構造のものが適している。
この酸化物超電導導体25は、テープ状の基材21上に、酸化物超電導層23が形成されたものである。
このような構造の酸化物超電導導体25の基材21としては、銀、白金、ステンレス鋼、銅、ハステロイ等のニッケル合金などの各種金属材料などが用いられるが、中でも、銀(以下、Agとする)が好適に用いられる。
【0011】
また、酸化物超電導層23を構成する酸化物超電導体は、Y1Ba2Cu3O7-x、Y2Ba4 Cu8Oy、Y3Ba3 Cu6Oyなる組成に代表されるYBCO系のもの、あるいは(Bi,Pb)2Ca 2Sr2C u3Oy、(Bi,Pb)2Ca2Sr3Cu4Oyなる組成、あるいは、Tl2 Ba2Ca2Cu3Oy、 Tl1Ba2Ca2Cu3Oy、Tl1Ba2Ca3Cu4Oy なる組成などに代表される臨界温度の高い酸化物超電導体が用いられるが、基材21にAgを用いた場合には、YBCO系の酸化物超電導導体が好適に用いられる。
【0012】
このような構造の酸化物超電導導体25であれば、以下のような特性がある。Agは、非磁性で、低抵抗な金属材料であるとともに、酸化物超電導体を安定化させる役割を有する。よって、Agを基材21として用いた酸化物超電導導体25においては、基材21自体が安定化材としての役割を果たすので、安定化層、例えば安定化銀層等をその表面に設けなくてもよい。
また、Agは、酸化物超電導体、特にYBCO結晶に格子定数が近く、YBCOとの反応性も小さい。よって、Agを基材21に用いれば、その上に中間層を形成しないでも、面内配向性を有する酸化物超電導層23(特に、YBCO層)を形成することができる。
このような酸化物超電導導体25においては、他の金属基材上に中間層を形成した酸化物超電導導体に比べ、基材21部分の接続が比較的容易であると同時に、基材21自体が安定化材の役割を果たすため、安定化銀層を形成する必要がない。
【0013】
このような酸化物超電導導体25の接続方法としては、まず、図2に示すように、接続する複数の酸化物超電導導体25、25の接続端部の酸化物超電導層23、23の一部を除去して基材21を露出させる。
この酸化物超電導層23の除去方法としては、リン酸エッチング、レーザエッチング等が用いられる。
このようにしてエッチングされた接続部分は、1〜10mm程度とする。
【0014】
ついで、図3に示すように、これらの酸化物超電導導体25、25の基材21、21が露出した端部同士を突き合わせて当接し、これらを加熱圧接して、基材21、21を接合する。このときの加熱温度としては、基材21を半融解状態とする融点近傍の温度が好ましく、例えば、基材21に銀を用いた場合は、961〜963℃とされる。この場合、961℃未満であると、基材21が十分に接合されず、963℃を越えると、基材21部分が完全に液状となってしまい不都合となる。
ついで、結合部分の表面を研磨して平坦とする。
【0015】
ついで、図4に示すように、この接合部分に、酸化物超電導層23と同材料の酸化物超電導体からなる接続用酸化物超電導層26を形成する。
このときの接続用酸化物超電導層26の形成方法としては、RFスパッタリング法、CVD法の成膜法が用いられる。
このときのCVD法においては、通常よりもわずかに高い酸素分圧条件とし、すでに形成済みの酸化物超電導層23がダメージを受けないように、つまり溶けないようにする。
このときの接続用酸化物超電導層26の厚さとしては、酸化物超電導層23の厚さの2倍程度までとすることが好ましい。
【0016】
また、接続用酸化物超電導層26の、一方の酸化物超電導導体25と他方の酸化物超電導導体25との接触部の長さAとしては、目的とする接続部の強度によっても異なるが、10〜30mmの範囲が好ましい。このラップ長が、10mm未満であると、酸化物超電導導体25同士の接続が不十分となり、30mmを越えると、形成コストや手間がかかるため不経済である。
【0017】
ついで、図5に示すように、上記接続用酸化物超電導層26および酸化物超電導層23上に表面保護層24を形成する。
この表面保護層24は貴金属からなり、貴金属としては、金、白金、銀などがあげられ、中でも銀が安定化材として効果が高く、好適に用いられる。
このような酸化物超電導導体25の接続方法によれば、酸化物超電導導体の接続が容易にでき、基材21同士が接合されているため接続部の強度も高いものとなる。
【0018】
次に、本発明の酸化物超電導導体の接続方法の第2の実施の形態を説明する。この接続方法を実施するのに好適な酸化物超電導導体としては、上述の図1に示す構造のものが挙げられる。以下、この接続方法について図6〜10を利用して説明する。
まず、図6に示すように、第1の実施形態と同様にして、酸化物超電導導体25の接続端部の酸化物超電導層23、23の一部を除去して基材21、21を露出させる。
ついで、図7に示すように、第1の実施形態と同様にして、これらの酸化物超電導導体25、25を、基材21、21が露出した端部同士を突き合わせて当接し、これらを加熱圧接して、基材21、21部分を接合する。
ついで、結合部分の表面を研磨して平坦とする。
【0019】
ついで、図8に示すように、この接合部分に、貴金属からなる接続層31を形成する。この接続層31は、基材21と酸化物超電導層23との間段差を埋めるために設けられる。この接続層31を設けることにより、より接続部における安定性が向上し、段差における不連続性を解消できる。
この接続層31の厚さとしては、1×10-6〜2×10-6mとされるが、上記段差を解消できるものであればよい。
この接続層31は、RFスパッタ法、CVD法等の成膜法により形成することができ、酸化物超電導層23と同材料の酸化物超電導体からなる。このときのスパッタリングにおける条件としては、例えば、RFパワー300W、圧力6.5×10-1Pa、室温で行うことができる。
上記貴金属としては、金、白金、銀などがあげられ、中でも銀が安定化材として効果が高く、好適に用いられる。
【0020】
ついで、酸化物超電導層23を接続するために、酸化物超電導層23と同材料の酸化物超電導体からなる接続用酸化物超電導層32を形成する。
この接続用酸化物超電導層32の形成方法としては、CVD法等の成膜法が用いられる。
【0021】
また、接続用酸化物超電導層32の、一方の酸化物超電導導体25と他方の酸化物超電導導体25との接触部の長さBとしては、目的とする接続部の強度によっても異なるが、10〜30mmの範囲が好ましく、このラップ長の長さが、10mm未満であると、酸化物超電導導体25同士の接続が不十分となり、30mmを越えると、製造コストや手間がかかり不経済である。
【0022】
ついで、上記接続用酸化物超電導層32、酸化物超電導層23上に表面保護層34を形成する。この表面保護層34の厚さとしては、1×10-6〜3×10-6mが好ましい。
表面保護層34は貴金属からなり、貴金属としては、金、白金、銀などがあげられ、中でも銀が安定化材として効果が高く、好適に用いられる。
【0023】
このような接続方法によれば、酸化物超電導導体25同士の接続が容易にでき、基材21が接合されるとともに、接続層31、接続用酸化物超電導層32が形成されているため、接続部の強度も高いものとなる。
このような接続方法によれば、接続層31を設けているので、酸化物超電導導体25、25の接続部の安定性が高く、また強度も高い。また、臨界電流密度の低下を最小限にすることができ、酸化物超電導導体25の接続方法として有用である。
【0024】
【実施例】
(1)酸化物超電導導体の作製
Agからなる、幅10mm、長さ100mm、厚さ0.2mmのテープ状の基材21上に、CVD法により、YBa2Cu3O7-xなる組成の酸化物超電導層23を、厚さ0.5μmで形成して酸化物超電導導体を得た。
【0025】
(2)接続
(実施例1)
上記酸化物超電導導体25を2本用い、図1〜図5に示す接続方法により酸化物超電導導体を接続した。
まず、上記各酸化物超電導導体の一端部の酸化物超電導層を端から長さ5mmにわたって、リン酸エッチングにより除去し、基材を露出させた。
ついで、基材を露出させた端部同士を突き合わせて当接し、これらを962℃に加熱しながら圧接した。
ついで、この接合部分表面を研磨して平らにした。
ついで、CVD法により、この接続部分に、酸化物超電導層と同じ組成のYBa2Cu3O7-x の接続用酸化物超電導層を、厚さ0.5×10-6mで形成した。このときのラップ長Aを20mmとした。
ついで、各酸化物超電導導体における酸化物超電導層と接続用酸化物超電導層上に、表面保護層を形成した。
【0026】
(実施例2)
上記酸化物超電導導体25を2本用い、図6〜図10に示す接続方法により酸化物超電導導体を接続した。
まず、上記各酸化物超電導導体の一端部の酸化物超電導層を端から長さ5mmにわたって、リン酸エッチングにより除去し、基材を露出させた。
ついで、基材を露出させた端部同士を突き合わせて、当接し、これらを962℃に加熱しながら圧接した。
ついで、この接合部分表面を研磨して平らにした。
ついで、この接合部分上と基材の露出部分上とに、RFスパッタリング法において、Agからなる接続層を形成した。
ついで、CVD法により、この接続部分に、酸化物超電導層と同じ組成のYBa2Cu3O7-xの接続用酸化物超電導層を、厚さ0.5×10-6mで形成した。
このときのラップ長を20mmとした。
【0027】
(比較例1)
ラップ長Aの長さを5mmにした以外は、実施例1と同様にして酸化物超電導導体25の接続を行った。
【0028】
実施例1、2および比較例1において、接続割合を求めた。接続割合は、接続前の酸化物超電導導体25の臨界電流密度(Jc1)を4端子法(端子を図1に点線で示す)で測定し、接続後の酸化物超電導導体における臨界電流密度(Jc2)を4端子法(端子を図10に点線で示す)で測定して、これらの割合Jc2/Jc1×100(%)を示す。この値が低ければ、接続後の酸化物超電導導体の臨界電流密度(Jc)が低下したことを示す。
実施例1 82%
実施例2 100%
比較例1 32%
【0029】
この結果から、実施例において、接続後も良好な臨界電流密度が保たれていることがわかる。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、このように本願発明の第1の酸化物超電導導体の接続方法は、酸化物超電導導体の接続を容易に行うことができる。また、基材同士は接合され、酸化物超電導層は、接続用酸化物超電導導体により接続されているので、接続部の強度は高く、接続部の安定性は高い。また、接続後の酸化物超電導導体において臨界電流密度の低下も少ない。
【0031】
また、本発明の第2の接続方法においては、第1の接続方法と同様に、酸化物超電導導体の接続を容易に行うことができる。また、基材同士は接合され、安定化銀からなる接続層が設けられ、その上に、接続用酸化物超電導層を形成して、酸化物超電導層同士の接続を行うものであるので、接続部における安定性がより高く、接続部の強度は高い。また、より接続後の酸化物超電導導体において臨界電流密度の低下も少なくなる。
【0032】
さらに、上記接続方法を基材が銀である酸化物超電導導体にて起用すれば、構造が簡単なために、容易に接続でき、この接続部においては、安定性、強度が高く、また、臨界電流密度の低下が少ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の酸化物超電導導体の接続方法を実施するのに適した酸化物超電導導体の一例を示す断面図である。
【図2】本発明の酸化物超電導導体の接続方法の一例の一工程を説明するための断面図である。
【図3】本発明の酸化物超電導導体の接続方法の一例の一工程を説明するための断面図である。
【図4】本発明の酸化物超電導導体の接続方法の一例の一工程を説明するための断面図である。
【図5】本発明の酸化物超電導導体の接続方法の一例の一工程を説明するための断面図である。
【図6】本発明の酸化物超電導導体の接続方法の一例の一工程を説明するための断面図である。
【図7】本発明の酸化物超電導導体の接続方法の一例の一工程を説明するための断面図である。
【図8】本発明の酸化物超電導導体の接続方法の一例の一工程を説明するための断面図である。
【図9】本発明の酸化物超電導導体の接続方法の一例の一工程を説明するための断面図である。
【図10】本発明の酸化物超電導導体の接続方法の一例の一工程を説明するための断面図である。
【図11】従来の酸化物超電導導体の接続構造の一例を示した断面図である。
【図12】従来の酸化物超電導導体の接続構造の一例を示した断面図である。
【符号の説明】
21・・・基材
23・・・酸化物超電導層
25・・・酸化物超電導導体
24、34・・・表面保護層
26・・・接続用酸化物超電導層
32・・・接続用酸化物超電導層
31・・・接続層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for connecting an oxide superconducting conductor used in the fields of superconducting power cables, superconducting magnets, superconducting energy storage devices, superconducting power generation devices, medical MRI devices, superconducting current leads, and the like.
[0002]
[Prior art]
Oxide superconducting conductors include YBCO, etc. by chemical vapor deposition (CVD) etc. on a tape-like substrate made of various metal materials such as silver, platinum, stainless steel, copper, nickel alloy such as Hastelloy. A thin film of an oxide superconducting conductor is known.
In such a tape-shaped oxide superconducting conductor, research and development have been advanced to obtain an oxide superconducting layer having excellent crystal orientation and to obtain an oxide superconducting conductor having a high critical current density. As such an oxide superconducting conductor, an intermediate layer made of yttrium-stabilized zirconia (YSZ) or the like having an excellent crystal orientation is formed on a base material, and an oxide superconducting conductor is formed thereon. It has been.
[0003]
By the way, in order to apply such a tape-shaped oxide superconducting conductor to practical equipment, it is indispensable to establish a technology for connecting the oxide superconducting conductor, and the development thereof is desired.
As a method for connecting an oxide superconducting conductor obtained by depositing an oxide superconducting layer on such a tape-like substrate, a method for connecting an oxide superconducting conductor disclosed in Japanese Patent No. 2688923 is known. In this method of connecting oxide superconductors, a plurality of oxide superconductors are placed in contact with each other in a vacuum vessel, the oxide superconductors are heated, and the above-mentioned contact is made from the nozzle toward the contact portion. Superfine powder of the same material as that of the oxide superconducting conductor is ejected and deposited at the contact portion, and is sintered to join these oxide superconducting conductors.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such an oxide superconductor connection method, since the oxide superconductor thin film is only formed on the contact portion of the oxide superconductor, its stability for use in various applications is obtained. Was insufficient, and there was a problem in the strength of the joint. There is also a problem that the critical current density in the oxide superconductor after connection is lowered.
[0005]
In order to solve the problems such as the strength of the connection part and the decrease in the critical current density, the present inventors previously described in Japanese Patent Application No. 10-310264 the following oxide superconductors: The connection structure and connection method are proposed.
First, a first connection structure and a connection method as shown in FIG. 11 have been proposed. In this example, an intermediate layer 2 is formed on a tape-
In this method, the oxide superconducting layer 3 is used to reduce the resistance in metal layers such as the
[0006]
Further, a second connection structure and a connection method as shown in FIG. 12 have been proposed. In this example, an
[0007]
The present invention has the same problems as those of the preceding inventions, and further advances these inventions. The connection work of the oxide superconductor is easier, the strength of the connection is high, and the oxide superconductor It is an object of the present invention to obtain a method for connecting an oxide superconducting conductor that is improved in stability and has little reduction in critical current density even after connection.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, in the first invention, a method for connecting oxide superconducting conductors in which an oxide superconducting layer is formed on a tape-like base material, the ends of each oxide superconducting conductor Then, the oxide superconducting layer at the end portion is removed to expose a part of the base material, and then the exposed base materials of each oxide superconducting conductor are butted together and then joined. A connecting oxide superconducting layer for connecting each oxide superconducting layer is formed on the part, the exposed part, and each oxide superconducting layer so as to straddle them, and then connected to the oxide superconducting layer. Provided is a method for connecting an oxide superconducting conductor , in which a surface protective layer is formed on the oxide superconducting layer so as to straddle them.
In this connection method, it is preferable that the length in the joining direction of the contact portion between one oxide superconductor and the other oxide superconductor of the connecting oxide superconductor layer is 10 to 30 mm.
[0009]
The second invention is a method for connecting oxide superconducting conductors in which an oxide superconducting layer is formed on a tape-shaped base material, at the end of each oxide superconducting conductor, The oxide superconducting layer is removed to expose a part of the base material, and then the exposed base materials of each oxide superconducting conductor are butt-joined to each other. Then, a noble metal layer for connection is formed, and then an oxide superconductor layer for connection for connecting the oxide superconductor layer of each oxide superconductor is formed on the noble metal layer for connection and the oxide superconductor layer. Provided is a method for connecting an oxide superconducting conductor which is formed so as to straddle and then forms a surface protective layer on the oxide superconducting layer and the connecting oxide superconducting layer so as to straddle them.
In this connection method, it is preferable that the length of the contact portion between one oxide superconductor and the other oxide superconductor in the connection oxide superconductor layer is 10 to 30 mm.
Further, these connection methods can be effectively used for an oxide superconducting conductor using silver as a base material.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As an oxide superconducting conductor to which the method for connecting oxide superconducting conductors of the present invention is applied, for example, a structure as shown in FIG. 1 is suitable.
The oxide
As the
[0011]
The oxide superconductor constituting the
[0012]
The oxide
Ag has a lattice constant close to that of an oxide superconductor, particularly a YBCO crystal, and has a low reactivity with YBCO. Therefore, if Ag is used for the
In such an
[0013]
As a method for connecting such
As a method for removing the
The connection portion etched in this way is about 1 to 10 mm.
[0014]
Next, as shown in FIG. 3, the exposed end portions of the
Next, the surface of the bonded portion is polished and flattened.
[0015]
Next, as shown in FIG. 4, a connecting
As a method for forming the connecting
In the CVD method at this time, the oxygen partial pressure condition is set to be slightly higher than usual so that the already formed
At this time, the thickness of the connecting
[0016]
In addition, the length A of the contact portion between one
[0017]
Next, as shown in FIG. 5, a surface
The surface
According to such a connection method of the
[0018]
Next, a second embodiment of the method for connecting oxide superconducting conductors of the present invention will be described. An oxide superconducting conductor suitable for carrying out this connection method includes the structure shown in FIG. Hereinafter, this connection method will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 6, in the same manner as in the first embodiment, a part of the oxide superconducting layers 23, 23 at the connection end of the
Next, as shown in FIG. 7, in the same manner as in the first embodiment, these
Next, the surface of the bonded portion is polished and flattened.
[0019]
Next, as shown in FIG. 8, a
The thickness of the
The
Examples of the noble metal include gold, platinum, silver, and the like. Among them, silver is highly effective as a stabilizer and is preferably used.
[0020]
Next, in order to connect the
As a method for forming the connecting
[0021]
Further, the length B of the contact portion of the connecting
[0022]
Next, a surface
The surface
[0023]
According to such a connection method, the
According to such a connection method, since the
[0024]
【Example】
(1) Production of oxide superconducting conductor A composition of YBa 2 Cu 3 O 7-x is formed by CVD on a tape-
[0025]
(2) Connection (Example 1)
Two
First, the oxide superconducting layer at one end of each oxide superconducting conductor was removed by phosphoric acid etching over a length of 5 mm from the end to expose the base material.
Next, the end portions where the base materials were exposed were butted against each other, and were pressed against each other while being heated to 962 ° C.
Next, the surface of the joint portion was polished and flattened.
Subsequently, a YBa 2 Cu 3 O 7-x connecting oxide superconducting layer having the same composition as that of the oxide superconducting layer was formed at a thickness of 0.5 × 10 −6 m on this connecting portion by CVD. The wrap length A at this time was 20 mm.
Next, a surface protective layer was formed on the oxide superconducting layer and the connecting oxide superconducting layer in each oxide superconducting conductor.
[0026]
(Example 2)
Two
First, the oxide superconducting layer at one end of each oxide superconducting conductor was removed by phosphoric acid etching over a length of 5 mm from the end to expose the base material.
Next, the end portions where the base materials were exposed were butted against each other, and were pressed against each other while being heated to 962 ° C.
Next, the surface of the joint portion was polished and flattened.
Subsequently, a connection layer made of Ag was formed on the bonding portion and the exposed portion of the base material by RF sputtering.
Subsequently, a YBa 2 Cu 3 O 7-x connecting oxide superconducting layer having the same composition as that of the oxide superconducting layer was formed at a thickness of 0.5 × 10 −6 m on this connecting portion by CVD.
The wrap length at this time was 20 mm.
[0027]
(Comparative Example 1)
The
[0028]
In Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, the connection ratio was determined. For the connection ratio, the critical current density (Jc1) of the
Example 1 82%
Example 2 100%
Comparative Example 1 32%
[0029]
From this result, it can be seen that a good critical current density is maintained even after connection in the example.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, the connection method of the first oxide superconducting conductor of the present invention can easily connect the oxide superconducting conductor as described above. Moreover, since the base materials are joined together and the oxide superconducting layer is connected by the connecting oxide superconducting conductor, the strength of the connecting portion is high and the stability of the connecting portion is high. In addition, there is little decrease in critical current density in the oxide superconductor after connection.
[0031]
Further, in the second connection method of the present invention, the oxide superconducting conductor can be easily connected as in the first connection method. In addition, since the base materials are joined and a connection layer made of stabilized silver is provided, and a connection oxide superconducting layer is formed thereon, the oxide superconducting layers are connected to each other. The stability at the part is higher, and the strength of the connecting part is higher. Further, the decrease in critical current density in the oxide superconductor after connection is reduced.
[0032]
Furthermore, if the above connection method is applied to an oxide superconducting conductor whose base material is silver, the structure is simple, so that the connection can be easily made. Little decrease in current density.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an oxide superconducting conductor suitable for implementing the method for connecting oxide superconducting conductors of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining one step of an example of a method of connecting oxide superconducting conductors of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining one step of an example of a method of connecting oxide superconducting conductors of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining one process of an example of a method for connecting oxide superconducting conductors of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining one process of an example of a method for connecting oxide superconducting conductors of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining one step of an example of the method for connecting oxide superconducting conductors of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining one step of an example of a method of connecting oxide superconducting conductors according to the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining one step of an example of a method for connecting oxide superconducting conductors of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining one step of an example of the method for connecting oxide superconducting conductors of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining one step of an example of the method for connecting oxide superconducting conductors of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of a connection structure of a conventional oxide superconducting conductor.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing an example of a connection structure of a conventional oxide superconducting conductor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
各酸化物超電導導体の端部で、その端部の酸化物超電導層を除去して基材の一部を露出させ、ついで、各酸化物超電導導体のこの露出した基材同士を突き合わせて接合し、ついで、この基材の接合部分上と露出部分上と各酸化物超電導層上に、これらにまたがるようにして各酸化物超電導層を接続するための接続用酸化物超電導層を形成し、ついで、酸化物超電導層上と接続用酸化物超電導層上に、これらにまたがるようにして表面保護層を形成することを特徴とする酸化物超電導導体の接続方法。A method for connecting oxide superconducting conductors in which an oxide superconducting layer is formed on a tape-shaped substrate,
At the end of each oxide superconducting conductor, the oxide superconducting layer at that end is removed to expose a portion of the substrate, and then the exposed substrates of each oxide superconducting conductor are butted together and joined. Then, a connecting oxide superconducting layer for connecting each oxide superconducting layer is formed on the joining portion and the exposed portion of the base material and on each oxide superconducting layer so as to straddle them. A method for connecting an oxide superconducting conductor, comprising forming a surface protective layer on the oxide superconducting layer and the connecting oxide superconducting layer so as to straddle them .
各酸化物超電導導体の端部で、その端部の酸化物超電導層を除去して基材の一部を露出させ、ついで、各酸化物超電導導体のこの露出した基材同士を突き合わせて接合し、ついで、この基材の接合部分上と露出部分上に、接続用貴金属層を形成し、ついで、この接続用貴金属層上と酸化物超電導層上に、各酸化物超電導導体の酸化物超電導層を接続するための接続用酸化物超電導層をこれらにまたがるように形成し、ついで、酸化物超電導層上と接続用酸化物超電導層上に、これらにまたがるようにして表面保護層を形成することを特徴とする酸化物超電導導体の接続方法。 At the end of each oxide superconductor, the oxide superconducting layer at that end is removed to expose a portion of the substrate, and then the exposed substrates of each oxide superconductor are butted together and joined. Then, a noble metal layer for connection is formed on the joint portion and the exposed portion of the base material, and then the oxide superconductor layer of each oxide superconductor conductor is formed on the noble metal layer for connection and the oxide superconductor layer. Forming a connecting oxide superconducting layer for connecting them, and then forming a surface protective layer on the oxide superconducting layer and the connecting oxide superconducting layer. A method for connecting an oxide superconducting conductor.
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