JPH03183787A - 超電導酸化物用金属基材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はその表面上に超電導酸化物を被覆して超電導酸
化物複合材を形成する超電導酸化物用金属基材に関する
。

［従来の技術］ 従来、その表面上に超電導酸化物を被覆して超電導酸化
物複合材を形成するための基材として、金、白金又は銀
等の貴金属が使用されている。しかし、これらの金属は
高価であるため、基材の製造コストが高いという欠点が
ある。この欠点を解消するために、銅等の比較的安価な
材料を下地とし、この下地を金、白金又は銀等の金属で
被覆して超電導酸化物用基材とすることが提案されてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、銅等からなる下地に金、白金又は銀等を
被覆して形成した基材では、所定の超電導特性を得るこ
とができないという問題点がある。

つまり、基材表面に超電導組成の酸化物を被覆した後、
超電導特性を向上させるために８００℃以上、好ましく
は約９００℃の温度で長時間熱処理を施す必要がある。

このとき、下地金属原子と被覆金属原子とが相互に拡散
する。そして、被覆金属中を拡散した下地金属原子が超
電導酸化物層と反応して、超電導酸化物複合材の超電導
特性が劣化する。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
製造コストが低く、超電導酸化物複合材としたときに金
のみからなる基材と同等の優れた超電導特性を得ること
ができる超電導酸化物用金属基材を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る超電導酸化物用金属基材は、銅又は銅合金
からなる下地と、厚さが０．５μｍ以上の金からなる外
層と、前記下地と前記外層との間に介在する厚さが０．
１μｍ以上のニオブからなる中間層との積層体からなる
ことを特徴とする。

［作用］ 本発明においては、金は０．５μｍ以上の厚さで下地及
び中間層の周囲を被覆しているのみであるので、高価な
金の使用量が極めて少なくて足り、従来の金のみからな
る基材に比して、製造コストが著しく低減される。

また、本発明においては、銅又は銅合金からなる下地と
、所定の厚さの金からなる外層との間に所定の厚さのニ
オブからなる中間層が設けられている。この場合に、ニ
オブは下地を構成する銅原子と外層を構成する金原子と
の相互拡散を防止するバリア層として作用する。これに
より、約９００℃の温度で熱処理を行っても、銅（又は
銅合金）下地とニオブ中間層との境界面及びニオブ中間
層と全外層との境界面における各金属原子の相互拡散は
極めて少なく、外層表面へのニオブ又は銅原子の拡散は
著しく抑制される。従って、これらの金属原子が超電導
酸化物層の超電導特性に影響を与えることが回避される
。また、この銅又は銅合金、ニオブ及び金からなる基材
は、導電率及び熱伝導率が金のみからなる基材と殆ど同
一である。

このため、超電導酸化物複合材としたときに、従来の超
電導酸化物複合材と路間−の超電導特性を得ることがで
きる。

中間層であるニオブの層厚は０．１μｍ以上である。中
間層の層厚が０．１μｍ未満の場合は、中間層を設ける
ことによる上述の効果が少なく、下地を構成する銅原子
が外層を介して超電導酸化物層中に拡散し、超電導特性
が劣化する。このため、中間層の層厚は０．１μｍ以上
とする。

また、外層である金の層厚は０．５μｍ以上である。外
層の層厚が０．５μｍ未満の場合は、超電導酸化物層を
被覆するときに外層が剥離しやすくなる。このため、外
層の層厚は０．５μｍ以上とする。

なお、中間層及び外層の層厚の上限値は超電導特性から
限定されるものではない。しかし、製造コストとの関係
により必然的に決定される。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。

第１図は本発明の実施例に係る超電導酸化物用金属基材
を示す断面図である。本実施例は、銅線を芯材１とし、
この芯材１の周面に中間層としてのＮｂ（ニオブ）層２
及び外層としてのＡｕ（金）層３を被覆したものである
。この場合に、Ｎｂ層２の層厚は０．１μｍ以上であり
ｓＡｕＡｕ層３厚は０．５μｍ以上である。

本実施例においては、このように、銅からなる芯材１と
、Ａｕ層３との間に、Ｎｂ層２が設けられているため、
この金属基材の周面に超電導酸化物層を被覆形成する処
理工程において、これらの各層が例えば９００℃の温度
に加熱されても、超電導酸化物層中に銅及びＮｂ原子が
拡散したり、鋼中にＮｂ原子が拡散したりすることはな
く、超電導特性を劣化させることを回避することができ
る。

本実施例に係る金属基材は、所定の線径の銅線を芯材１
とし、この芯材１の周面に例えばめっき又は蒸着等の方
法によりＮｂ及びＡｕを順次被着させて、Ｎｂ層２及び
Ａｕ層３を形成することにより製造することができる。

次に、本実施例に係る超電導酸化物金属基材を実際に製
造し、その特性を調べた結果を、本願の特許請求の範囲
から外れる比較例と比較して説明する。

先ず、芯材として直径が１ｍｍの銅線を使用し、この銅
線をＮｂ弗化物浴中に浸漬した。そして、溶融塩電解を
行って、銅線の周面に下記第１表に示す層厚でＮｂ層を
形成した。その後、この線材をシアン化金洛中に浸漬し
、同じく下記第１表で示す層厚でＡｕを電気めっきして
Ａｕ層を形成した。このようにして、実施例及び比較例
の各金属基材を製造した。但し、比較例１は金線からな
る従来の超電導酸化物用金属基材である。

第 １ 表 次いで、実施例及び比較例の各金属基材に、下記に説明
する方法によりＢ　ｉ　−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−〇系超電
導組成酸化物を被覆して、超電導酸化物複合線材を形成
した。

即ち、先ず、Ｂｉ２５ｓを１モル、５ｒＣＯａを２モル
、ＣａＣ０ａを１モル及びＣｕＯを２モルの割合で混合
した。そして、これを７８０”Ｃの温度で３０時間仮焼
した後、粉砕して混合した。次に、この混合物を８３０
℃の温度で３０時間焼成した後、粉砕して粉末とした。

そして、この粉末をアセトン中に懸濁させ、泳動電着に
より基材周面に５０μｍの厚さに付着させた。次いで、
高周波誘導加熱によりこの酸化物を局部的に溶融させ、
高周波誘導コイルを基材の長手方向に５０ｍｍ／時の速
度で移動させて溶融処理を行った。その後、７８Ｇ”Ｃ
の温度で５０時間熱処理を施した。

このようにして形成した超電導酸化物複合線材について
、超電導状態における臨界電流密度を測定した。その結
果も、第１表に併せて示した。但し、臨界電流密度は、
基材が金線からなる比較例１の臨界電流密度を１とし、
この比較例１の臨界電流密度との比で示した。また、比
較例２，５゜８．９においては超電導層を形成するとき
に、機械的擦化によりＡｕ層が部分的に剥離し、熱処理
時においては超電導酸化物層も剥離したため、臨界電流
密度を測定することができなかった。

この第１表から明らかなように、本発明に係る実施例１
乃至４は、いずれも金のみからなる比較例１の基材と同
一の臨界電流密度を得ることができた。一方、Ａｕ層の
層厚が薄い比較例２，５゜８．９は、前述の如＜Ａｕ層
及び超電導酸化物層が剥離し、基材として使用すること
ができないものであった。また、Ｎｂ層の層厚が薄い比
較例３４．６．７は、いずれも十分な臨界電流密度を得
ることができなかった。これは、Ｎｂ層を介して芯材の
銅原子がＡｕ層に拡散し、更に超電導酸化物層にも拡散
したためである。

なお、上述の実施例においては基材が線材の場合につい
て説明したが、本発明はこれにより形状が限定されるも
のではなく、基材が条材、板材又はブロック状等の場合
も同様の効果を得ることができる。

Ｃ発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、高価な金の使用量
が極めて少ないから、製造コストが極めて低い。また、
銅又は銅合金からなる下地と金からなる外層との間にニ
オブからなる中間層が所定の厚さで設けられているから
、この中間層がバリア層として作用し、下地金属原子の
超電導酸化物層への拡散が防止される。更に、導電率及
び熱伝導率が金のみからなる基材と殆ど同一である。従
って、本発明に係る超電導酸化物用金属基材は、従来の
金のみからなる金属基材と同様に使用することができ、
超電導酸化物複合材の製造コストを著しく低減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る超電導酸化物用金属基材
を示す断面図である。 １；芯材、２；Ｎｂ層、３；Ａｕ層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）銅又は銅合金からなる下地と、厚さが０．５μｍ
   以上の金からなる外層と、前記下地と前記外層との間に
   介在する厚さが０．１μｍ以上のニオブからなる中間層
   との積層体からなることを特徴とする超電導酸化物用金
   属基材。