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JP5323444B2 - Composite substrate for oxide superconducting wire, manufacturing method thereof, and superconducting wire - Google Patents

Composite substrate for oxide superconducting wire, manufacturing method thereof, and superconducting wire Download PDF

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JP5323444B2
JP5323444B2 JP2008270356A JP2008270356A JP5323444B2 JP 5323444 B2 JP5323444 B2 JP 5323444B2 JP 2008270356 A JP2008270356 A JP 2008270356A JP 2008270356 A JP2008270356 A JP 2008270356A JP 5323444 B2 JP5323444 B2 JP 5323444B2
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Description

本発明は、酸化物超電導線材用複合基板、その製造方法、及びそのような酸化物超電導線材用複合基板を用いた超電導線材に係り、特に、低磁性、高配向の酸化物超電導線材用複合基板に関する。   The present invention relates to a composite substrate for an oxide superconducting wire, a method for producing the same, and a superconducting wire using such a composite substrate for an oxide superconducting wire, and in particular, a composite substrate for an oxide superconducting wire having a low magnetic property and a high orientation. About.

金属基板を用いた高温超電導線としては、例えば、2軸配向多結晶金属基板上にCeO、YSZ、Y等の酸化物層を配向積層して中間層とし、その上にYBCOなどの酸化物超電導層を配向形成したものが知られている(例えば、特許文献1及び2参照)。 As a high-temperature superconducting wire using a metal substrate, for example, an oxide layer such as CeO 2 , YSZ, Y 2 O 3 is oriented and laminated on a biaxially oriented polycrystalline metal substrate to form an intermediate layer, and YBCO or the like is formed thereon. An oxide superconducting layer formed by orientation is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

このような高温超電導線に用いる金属基板としては、Ni−Wを主とする合金基板や、クラッド化による複合基板(例えば、特許文献3及び4参照)が使用されているが、そのような金属基板を用いた場合、(1)飽和磁化が高く、(2)超電導特性が高く、かつ(3)低コストの超電導線を得ることが困難であるという問題があった。   As a metal substrate used for such a high-temperature superconducting wire, an alloy substrate mainly made of Ni-W or a composite substrate formed by cladding (for example, see Patent Documents 3 and 4) is used. When a substrate is used, there are problems that (1) high saturation magnetization, (2) high superconducting characteristics, and (3) it is difficult to obtain a low-cost superconducting wire.

(1)の飽和磁化の問題に関しては、Y系超電導線の基板には、非磁性又は可能な限り低い磁性特性が要求される。従来のNi−W合金系や合金クラッド系の高配向特性を有する金属基板には、Ni−3原子%WないしNi−5原子%W合金が用いられており、基板自体のもつ磁化の影響を無視することができないという問題がある。   With respect to the problem of saturation magnetization in (1), the substrate of the Y-based superconducting wire is required to be non-magnetic or have as low magnetic properties as possible. Ni-3 atomic% W to Ni-5 atomic% W alloys are used for conventional metal substrates having high orientation characteristics such as Ni-W alloy and alloy clad, and the influence of magnetization of the substrate itself is affected. There is a problem that it cannot be ignored.

また、Y系酸化物超電導線の製造法として、非磁性金属であるハステロイ(登録商標)基板にIBAD法を用いて中間層を形成する手法があるが、真空プロセスを用いるため、製作コストが高いという問題がある。   In addition, as a method of manufacturing a Y-based oxide superconducting wire, there is a method of forming an intermediate layer on a Hastelloy (registered trademark) substrate, which is a nonmagnetic metal, using the IBAD method, but the manufacturing cost is high because a vacuum process is used. There is a problem.

Ni−3at%WないしNi−5at%W合金からなる配向基板に中間層を積層するRABiTS法は、非真空プロセスであり、低コスト線材を得るのに有望な技術であるが、Niの含有量によって飽和磁化の影響を受けるという問題がある。基板の磁性を低磁性又は非磁性にするためには、Wの高濃度化及びNi層の薄肉化が求められる。   The RABiTS method of laminating an intermediate layer on an alignment substrate made of Ni-3at% W or Ni-5at% W alloy is a non-vacuum process and is a promising technique for obtaining a low-cost wire. Is affected by saturation magnetization. In order to make the substrate magnetic low or non-magnetic, it is necessary to increase the concentration of W and to reduce the thickness of the Ni layer.

しかし、Wを高濃度化すると、配向性の低下による超電導特性の低下が問題となり、Ni層の薄肉化では、合金クラッドプロセスには限界があり、非磁性化・低磁性化を妨げるという問題がある。   However, when W is increased in concentration, the superconducting characteristics are deteriorated due to a decrease in orientation, and the thinning of the Ni layer has a limit in the alloy cladding process, which prevents the demagnetization and the lowering of magnetism. is there.

次に、(2)の超電導特性の問題に関しては、Y系などの酸化物超電導線であって超電導特性の高いものを製造するには、金属基板の結晶粒の配向度が高く、表面に中間層としてCeO、YSZ、Y等の酸化物層をエピタキシャル成長させることが可能であるとともに、この酸化物中間層の配向度が基板と同等もしくは同等以上であることが要求される。 Next, regarding the problem of the superconducting characteristics of (2), in order to manufacture a Y-type oxide superconducting wire having high superconducting characteristics, the degree of orientation of the crystal grains of the metal substrate is high, and the surface is intermediate. It is required that an oxide layer such as CeO 2 , YSZ, or Y 2 O 3 can be epitaxially grown as a layer, and the degree of orientation of the oxide intermediate layer is equal to or higher than that of the substrate.

Ni−W合金基板では、Ni−3原子%WないしNi−5原子%W合金により高配向特性が得られているが、低磁性・非磁性の点では、Wの高濃度化が要求される。しかし、Ni−5原子%W合金以上の高W濃度合金では、配向性が著しく低下してしまう。   In the Ni-W alloy substrate, high orientation characteristics are obtained by the Ni-3 atomic% W or Ni-5 atomic% W alloy, but in terms of low magnetism and non-magnetism, a high concentration of W is required. . However, in a high W concentration alloy of Ni-5 atomic% W alloy or higher, the orientation is remarkably lowered.

また、(3)のコストの問題、即ち、基板の生産性に関しては、Ni−W合金基板、Ni−合金クラッドの製造工程ではともに、圧延仕上がり面で表面粗さの要求が高く、Raが10nm以下であることが求められる。このとき、素材からすべての圧延工程、熱履歴の工程に亘って高品質管理が求められ、これが材料歩留りを制限し、低コスト化を妨げる要因となっていた。
特願2005−100635公報 特願平11−3620号公報 特願2001−236834公報 特願2006−286212公報
Further, regarding the cost problem of (3), that is, the productivity of the substrate, in the manufacturing process of the Ni—W alloy substrate and the Ni—alloy clad, there is a high demand for surface roughness on the finished surface of the roll, and Ra is 10 nm. The following is required. At this time, high quality control is required from the raw material to all rolling processes and heat history processes, which limits the material yield and hinders cost reduction.
Japanese Patent Application No. 2005-100635 Japanese Patent Application No. 11-3620 Japanese Patent Application No. 2001-236834 Japanese Patent Application No. 2006-286212

本発明は、以上のような事情の下になされ、低磁性、高強度、及び高配向の酸化物超電導線材用複合基板、その製造方法、及び超電導線材を提供することを目的とする。   The present invention has been made under the circumstances as described above, and an object thereof is to provide a composite substrate for oxide superconducting wire having low magnetism, high strength, and high orientation, a method for producing the same, and a superconducting wire.

上記課題を解決するため、本発明の第1の態様は、金属コア材からなる無配向の金属層と、前記金属層の片面または両面に設けられた表面配向層とを有する酸化物超導電線用複合基板であって、前記金属層に含まれる元素を含み、該元素の濃度が前記金属層との界面から前記表面配向層の表面に向って減少する濃度勾配を有することを特徴とする酸化物超導電線用複合基板を提供する。   In order to solve the above-described problems, a first aspect of the present invention is an oxide superconducting wire having a non-oriented metal layer made of a metal core material and a surface alignment layer provided on one or both surfaces of the metal layer. A composite substrate for an oxide, comprising an element contained in the metal layer, wherein the concentration of the element decreases from the interface with the metal layer toward the surface of the surface alignment layer. A composite substrate for physical superconducting wires is provided.

このような酸化物超導電線用複合基板において、前記表面配向層の厚さを、0.01〜10μmであって、複合基板全体の厚さの1/10以下にすることができる。   In such a composite substrate for oxide superconducting wires, the thickness of the surface alignment layer can be 0.01 to 10 μm, and can be 1/10 or less of the total thickness of the composite substrate.

前記金属コア材として、0.2T以下の飽和磁化を有するNi合金を用いることができる。また、前記金属コア材として、Niと、W、Mo、Cr、V、Fe、及びCuからなる群から選ばれた少なくとも1種の添加元素との合金であり、前記添加元素は合金中に1〜80原子%含まれるものを用いることができる。この合金は、更にNb及び/又はTaを含むことができる。   As the metal core material, a Ni alloy having a saturation magnetization of 0.2 T or less can be used. Further, the metal core material is an alloy of Ni and at least one additive element selected from the group consisting of W, Mo, Cr, V, Fe, and Cu, and the additive element is 1 in the alloy. Those containing ˜80 atomic% can be used. The alloy can further contain Nb and / or Ta.

前記表面配向層として、Ni、又はNiにW、Ag、Au、Cr、Cu、Mo、及びVからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を添加した材料を用いることができる。   As the surface alignment layer, Ni or a material obtained by adding at least one element selected from the group consisting of W, Ag, Au, Cr, Cu, Mo, and V to Ni can be used.

この場合、前記表面配向層は、P及び/又はSを更に含むことができる。   In this case, the surface alignment layer may further include P and / or S.

前記表面配向層の最外表層は、前記金属層からの拡散元素を含まず、前記金属層と前記表面配向層との界面には、前記金属層からの拡散元素を含む拡散層が形成された構成とすることができる。あるいは、前記表面配向層は、前記金属層からの拡散元素を表面に至るまで含む構成とすることができる。いずれの場合にも、前記表面配向層中の拡散元素の濃度は、0.1〜12原子%とすることができる。   The outermost surface layer of the surface alignment layer does not include a diffusion element from the metal layer, and a diffusion layer including a diffusion element from the metal layer is formed at the interface between the metal layer and the surface alignment layer. It can be configured. Alternatively, the surface alignment layer may include a diffusion element from the metal layer up to the surface. In any case, the concentration of the diffusing element in the surface alignment layer can be 0.1 to 12 atomic%.

本発明の第2の態様は、金属コア材からなる無配向の金属層の片面または両面にメッキを施し、複合基板を形成する工程と、前記メッキが施された複合基板を400℃〜1200℃で熱処理する第1の熱処理工程と、前記熱処理された複合基板を圧延加工し、前記メッキ層を表面配向層とする工程と、前記圧延加工された複合基板を400℃〜1200℃で熱処理する第2の熱処理工程とを具備し、前記表面配向層は、前記第1及び第2に熱処理による前記金属層からの拡散により前記金属層に含まれる元素を含み、該元素の濃度が前記金属層との界面から前記表面配向層の表面に向って減少する濃度勾配を有することを特徴とする酸化物超導電線用複合基板の製造方法を提供する。   In a second aspect of the present invention, a step of forming a composite substrate by plating one or both sides of a non-oriented metal layer made of a metal core material, and the composite substrate subjected to the plating at 400 ° C. to 1200 ° C. A first heat treatment step in which heat treatment is performed, a step in which the heat treated composite substrate is rolled and the plating layer is used as a surface orientation layer, and a step in which the rolled composite substrate is heat treated at 400 ° C. to 1200 ° C. The surface alignment layer includes an element contained in the metal layer by diffusion from the metal layer by the first and second heat treatment, and the concentration of the element is different from that of the metal layer. A method for producing a composite substrate for an oxide superconducting wire, characterized by having a concentration gradient that decreases from the interface to the surface of the surface alignment layer.

このような酸化物超導電線用複合基板の製造方法において、前記圧延工程を、圧延加工率40%〜99%で行なうことができる。   In such a method of manufacturing a composite substrate for oxide superconducting wires, the rolling step can be performed at a rolling rate of 40% to 99%.

前記第2の熱処理は、2〜5体積%の水素を含むアルゴンガスの雰囲気中において、400℃〜1200℃で0.5時間以上保持することにより行なうことができる。   The second heat treatment can be performed by holding at 400 ° C. to 1200 ° C. for 0.5 hours or more in an argon gas atmosphere containing 2 to 5% by volume of hydrogen.

本発明の第3の態様は、上述の複合基板の前記表面配向層上に直接又は中間層を介して超電導層を形成してなることを特徴とする超電導線材を提供する。   A third aspect of the present invention provides a superconducting wire characterized by forming a superconducting layer directly or via an intermediate layer on the surface alignment layer of the composite substrate described above.

本発明によると、低磁性で、高強度、及び高配向性の酸化物超導電線用複合基板を安価に得ることができ、この酸化物超導電線用複合基板を用いて、超電導特性に優れた超電導線材を実現することができる。   According to the present invention, a composite substrate for oxide superconducting wire having low magnetism, high strength, and high orientation can be obtained at low cost, and the superconducting properties are excellent using this composite substrate for oxide superconducting wire. Superconducting wire can be realized.

以下、発明の実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the invention will be described.

図1は、本発明の一実施形態に係る超電導線用複合基板を示す断面図である。図1に示すように、超電導線用複合基板1は、無配向の金属層2と、金属層2の片面または両面に設けられた表面配向層3とを有する。表面配向層3は、金属層2に含まれる元素と同じ元素を含み、該元素の濃度が金属層2との界面から表面配向層3の表面に向って減少する濃度勾配を有する。ここで、表面配向層3は2軸配向度ΔΦ=10.0以下の層を意味する。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a superconducting wire composite substrate according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the superconducting wire composite substrate 1 includes a non-oriented metal layer 2 and a surface alignment layer 3 provided on one or both surfaces of the metal layer 2. The surface alignment layer 3 includes the same element as the element included in the metal layer 2 and has a concentration gradient in which the concentration of the element decreases from the interface with the metal layer 2 toward the surface of the surface alignment layer 3. Here, the surface alignment layer 3 means a layer having a biaxial orientation degree ΔΦ = 10.0 or less.

無配向の金属層2は、0.2T以下の飽和磁化を有するNi合金をからなる金属コア材を用いることが望ましい。0.2Tを超える飽和磁化を有するNi合金を用いたのでは、超電導線の交流損失が大きくなり、好ましくない。このようなNi合金としては、Niと、W、Mo、Cr、V、Fe、及びCuからなる群から選ばれた少なくとも1種の添加元素との合金を挙げることができる。また、そのような合金は更に、Nb及び/又はTaを含むことができる。   The non-oriented metal layer 2 is desirably a metal core material made of a Ni alloy having a saturation magnetization of 0.2 T or less. Using a Ni alloy having a saturation magnetization exceeding 0.2 T is not preferable because the AC loss of the superconducting wire increases. Examples of such Ni alloys include alloys of Ni and at least one additional element selected from the group consisting of W, Mo, Cr, V, Fe, and Cu. Also, such alloys can further include Nb and / or Ta.

これら添加元素は、合金中に1〜80原子%含まれることが好ましく、この範囲内で0.2T以下の飽和磁化を得るように適宜調整することが出来る。合金中の添加元素の濃度が1原子%未満では、複合基板の強度が低下し、磁性が大きくなり、80原子%を超えると、圧延加工性が低下し、基材製造コストが高くなり、好ましくない。   These additive elements are preferably contained in the alloy in an amount of 1 to 80 atomic%, and can be appropriately adjusted so as to obtain a saturation magnetization of 0.2 T or less within this range. If the concentration of the additive element in the alloy is less than 1 atomic%, the strength of the composite substrate decreases and the magnetism increases. If it exceeds 80 atomic%, the rolling processability decreases and the base material manufacturing cost increases. Absent.

なお、金属コア材としては、ハステロイ(登録商標)、インコネル(登録商標)、ステンレスを用いることが出来る。金属コア材としてNi−W合金を用いた場合、Wの濃度は、6〜12原子%であるのが好ましい。   As the metal core material, Hastelloy (registered trademark), Inconel (registered trademark), and stainless steel can be used. When a Ni-W alloy is used as the metal core material, the W concentration is preferably 6 to 12 atomic%.

表面配向層として、Ni、又はNiにW、Ag、Au、Cr、Cu、Mo、及びVからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を添加した材料を用いることができる。   As the surface alignment layer, Ni or a material obtained by adding at least one element selected from the group consisting of W, Ag, Au, Cr, Cu, Mo, and V to Ni can be used.

表面配向層3は、0.01〜10μmの厚さを有する。表面配向層3の厚さが0.01未満では、熱履歴により、金属コア材元素の著しい拡散汚染の影響を受けやすくなり配向性が低下するため好ましくなく、10μmを超えると、磁性が大きくなり好ましくない。   The surface alignment layer 3 has a thickness of 0.01 to 10 μm. If the thickness of the surface alignment layer 3 is less than 0.01, it is not preferable because the thermal history is likely to be affected by significant diffusion contamination of the metal core material element, and the orientation is lowered. If it exceeds 10 μm, the magnetism increases. It is not preferable.

表面配向層の厚さは、複合基板全体の厚さの1/10以下であることが望ましい。このように、表面配向層の厚さを複合基板全体の厚さの1/10以下とすることにより、複合基板の構造上の低磁性化が可能となり、高配向性を維持した配向基板が圧延工程履歴の短いプロセスで得られ、また、後述する表面配向層形成のためのメッキ工程では、500mm幅程度まで製造条件の範囲が広がり、低コスト化が可能となる。   The thickness of the surface alignment layer is desirably 1/10 or less of the total thickness of the composite substrate. Thus, by setting the thickness of the surface alignment layer to 1/10 or less of the total thickness of the composite substrate, it is possible to reduce the magnetic properties of the composite substrate, and the alignment substrate maintaining high orientation is rolled. In a plating process for forming a surface alignment layer, which will be described later, which is obtained by a process with a short process history, the range of manufacturing conditions is expanded to about 500 mm width, and the cost can be reduced.

次に、図1に示す超電導線用複合基板を製造するためのプロセスについて、図2の工程図を参照して説明する。   Next, a process for manufacturing the superconducting wire composite substrate shown in FIG. 1 will be described with reference to the process diagram of FIG.

まず、金属コア材の一方の面又は両面に、メッキ法により表面配向層を形成する。メッキ法としては、湿式メッキ法に限らず、スパッタリング等の乾式メッキ法も用いることができる。メッキは光沢メッキでも無光沢メッキでもよい。   First, a surface alignment layer is formed by plating on one or both surfaces of the metal core material. The plating method is not limited to the wet plating method, and a dry plating method such as sputtering can also be used. The plating may be glossy or matte.

表面配向層は単層に限らず、複数層であってもよい。例えば、スパッター法でAg層を、湿式メッキ法でNi−W合金層を交互に成膜することもでき、或は乾式メッキ法、湿式メッキで複数層成膜することも可能である。また、スパッター法でMo層を、湿式メッキ法でNi−W合金層を交互に成膜し、その後の熱処理によってMo層からNi−W合金層へMoが拡散することにより、Moの微量添加による多元素合金化が可能となる。このように多元素合金化を行うことによって、Wなどのレアメタルの使用を分散化することができ、経済効果を期待することができる。   The surface alignment layer is not limited to a single layer but may be a plurality of layers. For example, an Ag layer can be alternately formed by sputtering and a Ni—W alloy layer can be alternately formed by wet plating, or a plurality of layers can be formed by dry plating or wet plating. In addition, Mo layers are alternately formed by sputtering and Ni—W alloy layers are formed by wet plating, and Mo is diffused from the Mo layer to the Ni—W alloy layer by subsequent heat treatment. Multi-element alloying is possible. By performing multi-element alloying in this way, the use of rare metals such as W can be dispersed, and economic effects can be expected.

表面配向層をメッキ法により形成する場合、表面配向層には、不純物としてP、Sが含まれる。   When the surface alignment layer is formed by plating, the surface alignment layer contains P and S as impurities.

メッキ層の膜厚は、好ましくは1〜200μm、より好ましくは25〜75μmである。メッキ層の膜厚が1μm未満では、複合基板の最終厚さにおいて、無配向の金属層からの著しい拡散汚染の影響を受け易くなり、配向性が低下するため好ましくなく、200μmを超えると、基板のコストが高くなり経済的に好ましくない。   The thickness of the plating layer is preferably 1 to 200 μm, more preferably 25 to 75 μm. If the thickness of the plating layer is less than 1 μm, the final thickness of the composite substrate is not easily affected by significant diffusion contamination from the non-oriented metal layer, and the orientation deteriorates. This increases the cost and is not economically preferable.

金属コア材からなる無配向の金属層の片面または両面に、メッキ法により表面配向層を構成する金属膜を形成して複合基板とした後、複合基板は、400℃〜1200℃の温度で第1の熱処理に供される。この第1の熱処理により、金属コア材中の添加元素は表面配向層中に拡散する。その結果、表面配向層中の添加元素の濃度は、表面配向層表面に向って減少する濃度分布となる。このようにして、金属コア材と表面配向層とは、拡散接合され、その界面には拡散層が介在する。   After forming a metal film constituting the surface alignment layer by plating on one or both sides of the non-oriented metal layer made of the metal core material, the composite substrate is heated at a temperature of 400 ° C. to 1200 ° C. 1 is subjected to the heat treatment. By this first heat treatment, the additive element in the metal core material diffuses into the surface alignment layer. As a result, the concentration of the additive element in the surface alignment layer becomes a concentration distribution that decreases toward the surface alignment layer surface. In this manner, the metal core material and the surface alignment layer are diffusion bonded, and the diffusion layer is interposed at the interface.

なお、この第1の熱処理の温度が、上記範囲内で比較的低い場合には、表面配向層の表面に添加元素は存在せず、上記範囲内で比較的高い場合には、表面配向層の表面に添加元素は所定の濃度で存在する。後者の場合、表面配向層は、全体として、金属層から拡散した添加元素濃度は0.1〜12原子%が好ましく、より好ましくは9原子%以下である。   When the temperature of the first heat treatment is relatively low within the above range, no additive element is present on the surface of the surface alignment layer. When the temperature of the first heat treatment is relatively high within the above range, The additive element is present at a predetermined concentration on the surface. In the latter case, the concentration of the additive element diffused from the metal layer as a whole is preferably 0.1 to 12 atomic%, more preferably 9 atomic% or less.

添加元素の濃度が9原子%を超えると、圧延加工性の低下が生じ、高濃度域側では加工性を阻害する金属間化合物が生成しやすくなり好ましくなく、更に、第2の熱処理温度で添加元素濃度増加が生じやすくなり、基板の配向特性が低下する。   If the concentration of the additive element exceeds 9 atomic%, the rolling processability deteriorates, and an intermetallic compound that hinders the processability tends to be formed on the high concentration range side. An increase in element concentration is likely to occur, and the orientation characteristics of the substrate are degraded.

第1の熱処理は、還元雰囲気、例えばアルゴンと水素の混合ガス中で行なうことができる。   The first heat treatment can be performed in a reducing atmosphere, for example, a mixed gas of argon and hydrogen.

第1の熱処理の後、複合基板が圧延加工される。この圧延工程は、例えば、圧延加工率40%〜99%で行なわれる。この圧延の結果、表面配向層の厚さは、0.01〜10μmとなる。表面配向層の厚さが0.01μm未満では、無配向の金属層からの元素の著しい拡散汚染の影響を受けやすくなり配向性が低下するため好ましくなく、10μmを超えると、表面の層の厚さ変動が生じやすくなり、磁性も増加するため好ましくない。   After the first heat treatment, the composite substrate is rolled. This rolling process is performed at a rolling rate of 40% to 99%, for example. As a result of this rolling, the thickness of the surface alignment layer becomes 0.01 to 10 μm. If the thickness of the surface alignment layer is less than 0.01 μm, it is not preferred because it is susceptible to the significant diffusion contamination of the elements from the non-oriented metal layer and the orientation is lowered, and if it exceeds 10 μm, the thickness of the surface layer is not preferable. Fluctuation tends to occur and magnetism increases, which is not preferable.

圧延加工率が40%未満では、十分な圧延集合組織が得られないため、好ましくない。   A rolling rate of less than 40% is not preferable because a sufficient rolling texture cannot be obtained.

複合基板は、圧延加工された後、400℃〜1200℃の温度で第2の熱処理に供される。この第2の熱処理により、表面配向層は2軸配向され、酸化物超導電線用複合基板が得られる。   The composite substrate is subjected to a second heat treatment at a temperature of 400 ° C. to 1200 ° C. after being rolled. By this second heat treatment, the surface alignment layer is biaxially aligned, and a composite substrate for oxide superconducting wire is obtained.

第2の熱処理もまた、還元雰囲気、例えばアルゴンと水素の混合ガス中で行なうことができる。混合ガス中の水素の割合は、2〜5体積%であるのが好ましい。混合ガス中の水素の割合が2体積%未満では、表面の層が還元不十分となり、清浄度が低下するため、好ましくなく、5体積%を超えると、結晶表面の凹凸や粒界のグルーブが深くなり、好ましくない。   The second heat treatment can also be performed in a reducing atmosphere, for example, a mixed gas of argon and hydrogen. The proportion of hydrogen in the mixed gas is preferably 2 to 5% by volume. If the proportion of hydrogen in the mixed gas is less than 2% by volume, the surface layer becomes insufficiently reduced and the cleanliness is lowered. It becomes deep and is not preferable.

以上のようにして、低磁性、高強度、高配向の超電導線用複合基板を製造することができる。   As described above, a composite substrate for a superconducting wire having low magnetism, high strength, and high orientation can be manufactured.

なお、このようにして得た複合基板上に、直接又は中間層を介して超電導層を形成することにより、優れた超電導特性を有する超電導線材を得ることができる。   In addition, a superconducting wire having excellent superconducting properties can be obtained by forming a superconducting layer directly or via an intermediate layer on the composite substrate thus obtained.

以下に本発明の実施例を示し、本発明について具体的に説明する。   Examples of the present invention will be shown below, and the present invention will be specifically described.

但し、本発明の適用は以下に示す実施例に限定するものではない。なお、以下に示す濃度勾配については、エネルギー分散型X線分光法(Energy Dispersive X-ray spectrometer, EDX) による線分析にて評価した。   However, application of the present invention is not limited to the following examples. The concentration gradient shown below was evaluated by line analysis by energy dispersive X-ray spectrometer (EDX).

実施例1
厚さ1.0mm、幅100mm、長さ500mのNi−9原子%Wのニッケル合金からなる金属テープの片面に、湿式メッキ法により、無光沢のNiメッキを30μmの厚さに施し、複合基板とした。ここで、ニッケル合金の組成は、9原子%Wに限らず、6原子%〜12原子%の範囲で使用することができる。
Example 1
Matte Ni plating is applied to one side of a metal tape made of a nickel alloy of Ni-9 atomic% W having a thickness of 1.0 mm, a width of 100 mm and a length of 500 m by a wet plating method to a thickness of 30 μm. It was. Here, the composition of the nickel alloy is not limited to 9 atomic% W, and can be used in the range of 6 atomic% to 12 atomic%.

この複合基板をアルゴンガスと水素の混合気体雰囲気中で、900℃で1時間保持することにより、第1の熱処理を施した。この第1の熱処理により、ニッケル合金中のW原子はNiメッキ層中に拡散し、メッキ層の表面に向って減少する濃度勾配を示すに至った。なお、メッキ層の最外表層は、ニッケル合金からのW原子は含んでいなかった。   The composite substrate was subjected to a first heat treatment by being held at 900 ° C. for 1 hour in a mixed gas atmosphere of argon gas and hydrogen. By this first heat treatment, W atoms in the nickel alloy diffused into the Ni plating layer, and showed a concentration gradient that decreased toward the surface of the plating layer. The outermost surface layer of the plating layer did not contain W atoms from the nickel alloy.

EDXの線分析の結果を図3に示す。図3(a)は、実施例1によって得られた酸化物超電導線用複合基板の走査電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope, SEM)による断面写真であり、EDX線分析によって得られた線分析の結果の対応を示したものである。図3(a)に示す線分析位置において、EDX線分析を行った。このときの結果を図3(b)に示す。   The results of EDX line analysis are shown in FIG. FIG. 3A is a cross-sectional photograph of the composite substrate for oxide superconducting wire obtained in Example 1 using a scanning electron microscope (SEM), and shows the result of the line analysis obtained by EDX ray analysis. It shows the correspondence. EDX ray analysis was performed at the line analysis position shown in FIG. The result at this time is shown in FIG.

図3(b)の縦軸は、X線強度を示し、横軸は図3(a)に示した複合基板の後付け銅層の表面を原点としたときの線分析位置を示す。図3(b)の結果から判るように、表面配向層の厚さtは約3μmであり、表面配向層内において、無配向の金属層内の添加元素であるWが、表面配向層と金属層の界面から表面配向層の表面(後付け銅層との界面)に向かって濃度が減少していることがわかる。また、表面配向層の表面(後付け銅層との界面)においては、W濃度がゼロになっていることがわかる。   In FIG. 3B, the vertical axis indicates the X-ray intensity, and the horizontal axis indicates the line analysis position when the surface of the post-attached copper layer of the composite substrate shown in FIG. As can be seen from the result of FIG. 3B, the thickness t of the surface alignment layer is about 3 μm, and in the surface alignment layer, W, which is an additive element in the non-oriented metal layer, is the surface alignment layer and the metal. It can be seen that the concentration decreases from the interface of the layer toward the surface of the surface alignment layer (interface with the retrofitted copper layer). It can also be seen that the W concentration is zero on the surface of the surface alignment layer (interface with the retrofitted copper layer).

次に、熱処理された複合基板をロール圧延と仕上がりサイズでスリット加工することで厚さ100μm、幅10mm×9条のテープに仕上げた。このときの表面のNiメッキ層の厚さは約3μmであった。これにより、圧延加工率は90%以上を確保した。   Next, the heat-treated composite substrate was finished into a tape having a thickness of 100 μm and a width of 10 mm × 9 by slitting with roll rolling and finished size. At this time, the thickness of the Ni plating layer on the surface was about 3 μm. Thereby, 90% or more of the rolling processing rate was ensured.

このように、表面のメッキ膜の厚さを金属テープの全厚の約1/30にすることにより、低磁性化が可能になった。この金属テープに、アルゴンガスと水素の混合気体雰囲気中で600℃で2時間保持することにより、第2の熱処理(配向熱処理)を施し、最外層のNiメッキ層を2軸配向させた。   Thus, by making the thickness of the plating film on the surface about 1/30 of the total thickness of the metal tape, it is possible to reduce the magnetism. The metal tape was held in a mixed gas atmosphere of argon gas and hydrogen at 600 ° C. for 2 hours to perform a second heat treatment (orientation heat treatment), and the outermost Ni plating layer was biaxially oriented.

Niメッキ層の配向度を調べたところ、X線極点図では2軸配向度ΔΦ=8.8で原子間力顕微鏡(AFM)による10μm角の表面粗さはRa=7.9であった。   When the degree of orientation of the Ni plating layer was examined, in the X-ray pole figure, the biaxial orientation degree ΔΦ = 8.8 and the surface roughness of 10 μm square by an atomic force microscope (AFM) was Ra = 7.9.

この金属テープの引っ張り試験を室温で行ったところ、0.2%耐力は590MPaであった。また、飽和磁化は、0.022Tであった。従って、本実施例によると、高強度、高配向、低磁性の複合基板である金属テープを製作することができた。   When the tensile test of this metal tape was performed at room temperature, the 0.2% yield strength was 590 MPa. The saturation magnetization was 0.022T. Therefore, according to this example, a metal tape which is a composite substrate having high strength, high orientation, and low magnetic property could be manufactured.

この金属テープ上に、エレクトロンビーム蒸着装置を用いて、CeOからなる酸化物中間層を、約200nmの厚さに形成した。このとき、CeOのX線ディフラクションメーターにより、(200)結晶軸と(111)の結晶軸の比で配向度P=93%となり、X線極点図では2軸配向度ΔΦ=8.6であり、原子間力顕微鏡(AFM)によると、表面粗さはRa=7.2であった。 On this metal tape, an oxide intermediate layer made of CeO 2 was formed to a thickness of about 200 nm using an electron beam evaporation apparatus. At this time, with the CeO 2 X-ray diffraction meter, the degree of orientation P = 93% in the ratio of the (200) crystal axis to the (111) crystal axis, and in the X-ray pole figure, the biaxial orientation degree ΔΦ = 8.6. According to the atomic force microscope (AFM), the surface roughness was Ra = 7.2.

さらに、CeOからなる酸化物中間層上に、パルスレーザーデポジション法により、YBCO超電導体を約400nmの厚さに堆積した。そして、YBCO超電導体の上に、銀を高周波スパッター装置を用いて約1μmの厚さに蒸着して、電極部を形成し、超電導線を形成した。 Further, a YBCO superconductor was deposited to a thickness of about 400 nm on the oxide intermediate layer made of CeO 2 by a pulse laser deposition method. Then, on the YBCO superconductor, silver was vapor-deposited to a thickness of about 1 μm using a high frequency sputtering apparatus to form an electrode portion and a superconducting wire.

このようにして得た超電導線について、液体窒素に浸漬した状態で4端子法を用いて臨界電流を測定した。その結果、超電導線の通電特性は、1μV/cm定義で臨界電流90Aとなった。   With respect to the superconducting wire thus obtained, the critical current was measured using the four-terminal method while immersed in liquid nitrogen. As a result, the conduction characteristic of the superconducting wire was a critical current of 90 A with a definition of 1 μV / cm.

実施例2
厚さ1.0mm、幅100mm、長さ500mのNi−9原子%Wのニッケル合金からなる金属テープの片面に、湿式メッキ法により、無光沢のNiメッキを30μmの厚さに施し、複合基板とした。ここで、ニッケル合金の組成は、9原子%Wに限らず、6原子%〜12原子%の範囲で使用することができる。
Example 2
Matte Ni plating is applied to one side of a metal tape made of a nickel alloy of Ni-9 atomic% W having a thickness of 1.0 mm, a width of 100 mm and a length of 500 m by a wet plating method to a thickness of 30 μm. It was. Here, the composition of the nickel alloy is not limited to 9 atomic% W, and can be used in the range of 6 atomic% to 12 atomic%.

この複合基板をアルゴンガスと水素の混合気体雰囲気中で、1050℃で3時間保持することにより、第1の熱処理を施した。この第1の熱処理により、ニッケル合金中のW原子はNiメッキ層中に拡散し、メッキ層の表面に向って減少する濃度勾配を示すに至った。EDXの線分析の結果は、実施例1の結果(図3)と同様に、表面配向層と金属層の界面から表面配向層の表面に向かってW濃度が減少していることが確認できた。   The composite substrate was subjected to a first heat treatment by being held at 1050 ° C. for 3 hours in a mixed gas atmosphere of argon gas and hydrogen. By this first heat treatment, W atoms in the nickel alloy diffused into the Ni plating layer, and showed a concentration gradient that decreased toward the surface of the plating layer. As a result of the EDX line analysis, it was confirmed that the W concentration decreased from the interface between the surface alignment layer and the metal layer toward the surface of the surface alignment layer, similarly to the result of Example 1 (FIG. 3). .

なお、このようなニッケル合金中のW原子のメッキ層への拡散により、メッキ層は、Ni−0.5原子%W合金層となった。この場合、メッキ層のW濃度は0.1〜12原子%であるのが好ましく、0.5〜7原子%であるのがより好ましい。   The plating layer became a Ni-0.5 atomic% W alloy layer due to the diffusion of W atoms in the nickel alloy into the plating layer. In this case, the W concentration of the plating layer is preferably 0.1 to 12 atomic%, and more preferably 0.5 to 7 atomic%.

次に、熱処理された複合基板をロール圧延と仕上がりサイズでスリット加工することで厚さ100μm、幅10mm×9条のテープに仕上げた。このときのNi−0.5原子%W合金層の厚さは約3μmであった。これにより、圧延加工率は90%以上を確保した。   Next, the heat-treated composite substrate was finished into a tape having a thickness of 100 μm and a width of 10 mm × 9 by slitting with roll rolling and finished size. At this time, the thickness of the Ni-0.5 atomic% W alloy layer was about 3 μm. Thereby, 90% or more of the rolling processing rate was ensured.

このように、表面のメッキ膜の厚さを金属テープの全厚の約1/30にすることにより、低磁性化が可能になった。この金属テープに、アルゴンガスと水素の混合気体雰囲気中で700℃で1時間保持することにより、第2の熱処理(配向熱処理)を施し、Ni−0.5原子%W合金層を2軸配向させた。   Thus, by making the thickness of the plating film on the surface about 1/30 of the total thickness of the metal tape, it is possible to reduce the magnetism. The metal tape was subjected to a second heat treatment (orientation heat treatment) by holding it at 700 ° C. for 1 hour in a mixed gas atmosphere of argon gas and hydrogen, and the Ni-0.5 atomic% W alloy layer was biaxially oriented. I let you.

メッキ層の配向度を調べたところ、X線極点図では2軸配向度ΔΦ=8.6で原子間力顕微鏡(AFM)による10μm角の表面粗さはRa=6.7であった。   When the degree of orientation of the plating layer was examined, in the X-ray pole figure, the biaxial orientation degree ΔΦ = 8.6 and the surface roughness of 10 μm square by an atomic force microscope (AFM) was Ra = 6.7.

この金属テープの引っ張り試験を室温で行ったところ、0.2%耐力は500MPaであった。また、飽和磁化は、0.015Tであった。従って、本実施例によると、実施例1と同様、高強度、高配向、低磁性の複合基板である金属テープを製作することができた。   When this metal tape was subjected to a tensile test at room temperature, the 0.2% yield strength was 500 MPa. The saturation magnetization was 0.015T. Therefore, according to this example, as in Example 1, a metal tape, which is a composite substrate having high strength, high orientation, and low magnetic property, could be manufactured.

この金属テープ上に、エレクトロンビーム蒸着装置を用いて、CeOからなる酸化物中間層を、約200nmの厚さに形成した。このとき、CeOのX線ディフラクションメーターにより、(200)結晶軸と(111)の結晶軸の比で配向度P=93%となり、X線極点図では2軸配向度ΔΦ=8.6であり、原子間力顕微鏡(AFM)によると、表面粗さはRa=6.7であった。 On this metal tape, an oxide intermediate layer made of CeO 2 was formed to a thickness of about 200 nm using an electron beam evaporation apparatus. At this time, with the CeO 2 X-ray diffraction meter, the degree of orientation P = 93% in the ratio of the (200) crystal axis to the (111) crystal axis, and in the X-ray pole figure, the biaxial orientation degree ΔΦ = 8.6. According to the atomic force microscope (AFM), the surface roughness was Ra = 6.7.

さらに、CeOからなる酸化物中間層上に、パルスレーザーデポジション法によりYBCO超電導体を約400nmの厚さに堆積した。そして、YBCO超電導体の上に、銀を高周波スパッター装置を用いて約1μmの厚さに蒸着して、電極部を形成し、超電導線を形成した。 Further, a YBCO superconductor was deposited to a thickness of about 400 nm on the oxide intermediate layer made of CeO 2 by a pulse laser deposition method. Then, on the YBCO superconductor, silver was vapor-deposited to a thickness of about 1 μm using a high frequency sputtering apparatus to form an electrode portion and a superconducting wire.

このようにして得た超電導線について、液体窒素に浸漬した状態で4端子法を用いて臨界電流を測定した。その結果、超電導線の通電特性は、1μV/cm定義で臨界電流120Aとなった。   With respect to the superconducting wire thus obtained, the critical current was measured using the four-terminal method while immersed in liquid nitrogen. As a result, the conduction characteristic of the superconducting wire was a critical current of 120 A with a definition of 1 μV / cm.

実施例3
Ni−9原子%Wのニッケル合金の代わりにNi−9原子%Moのニッケル合金からなる金属テープを用いたことを除いて、実施例1と同様にして、金属テープを製作した。
Example 3
A metal tape was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a metal tape made of a nickel alloy of Ni-9 atom% Mo was used instead of the nickel alloy of Ni-9 atom% W.

EDXの線分析によって確認したところ、実施例1の結果(図3)と同様に、表面配向層と金属層の界面から表面配向層の表面に向かって添加元素であるMo濃度が減少していた。   As confirmed by EDX line analysis, the concentration of Mo as an additive element decreased from the interface between the surface alignment layer and the metal layer toward the surface of the surface alignment layer, similarly to the result of Example 1 (FIG. 3). .

この金属テープのNiメッキ層の配向度を調べたところ、X線極点図では2軸配向度ΔΦ=8.7で原子間力顕微鏡(AFM)による10μm角の表面粗さはRa=7.5であった。   When the degree of orientation of the Ni plating layer of this metal tape was examined, in the X-ray pole figure, the biaxial orientation degree ΔΦ = 8.7 and the surface roughness of 10 μm square by an atomic force microscope (AFM) was Ra = 7.5. Met.

この金属テープの引っ張り試験を室温で行ったところ、0.2%耐力は560MPaであった。また、飽和磁化は、0.021Tであった。従って、本実施例によると、高強度、高配向、低磁性の複合基板である金属テープを製作することができた。   When this metal tape was subjected to a tensile test at room temperature, the 0.2% yield strength was 560 MPa. The saturation magnetization was 0.021T. Therefore, according to this example, a metal tape which is a composite substrate having high strength, high orientation, and low magnetic property could be manufactured.

この金属テープ上に、エレクトロンビーム蒸着装置を用いて、CeOからなる酸化物中間層を、約200nmの厚さに形成した。このとき、CeOのX線ディフラクションメーターにより、(200)結晶軸と(111)の結晶軸の比で配向度P=93%となり、X線極点図では2軸配向度ΔΦ=8.7であり、原子間力顕微鏡(AFM)によると、表面粗さはRa=7.5であった。 On this metal tape, an oxide intermediate layer made of CeO 2 was formed to a thickness of about 200 nm using an electron beam evaporation apparatus. At this time, with the CeO 2 X-ray diffraction meter, the degree of orientation P = 93% in the ratio of the (200) crystal axis to the (111) crystal axis, and in the X-ray pole figure, the biaxial orientation degree ΔΦ = 8.7. According to the atomic force microscope (AFM), the surface roughness was Ra = 7.5.

さらに、CeOからなる酸化物中間層上に、パルスレーザーデポジション法により、YBCO超電導体を約400nmの厚さに堆積した。そして、YBCO超電導体の上に、銀を高周波スパッター装置を用いて約1μmの厚さに蒸着して、電極部を形成し、超電導線を形成した。 Further, a YBCO superconductor was deposited to a thickness of about 400 nm on the oxide intermediate layer made of CeO 2 by a pulse laser deposition method. Then, on the YBCO superconductor, silver was vapor-deposited to a thickness of about 1 μm using a high frequency sputtering apparatus to form an electrode portion and a superconducting wire.

このようにして得た超電導線について、液体窒素に浸漬した状態で4端子法を用いて臨界電流を測定した。その結果、超電導線の通電特性は、1μV/cm定義で臨界電流95Aとなった。   With respect to the superconducting wire thus obtained, the critical current was measured using the four-terminal method while immersed in liquid nitrogen. As a result, the conduction characteristic of the superconducting wire was a critical current of 95 A with a definition of 1 μV / cm.

下記表1に、実施例1〜3の複合基板の特性をまとめて示す。

Figure 0005323444
Table 1 below collectively shows the characteristics of the composite substrates of Examples 1 to 3.
Figure 0005323444

本発明の一実施形態に係る酸化物超導電線用複合基板を示す断面図。Sectional drawing which shows the composite substrate for oxide superconducting wires which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る酸化物超導電線用複合基板の製造プロセスを示す工程図。The process drawing which shows the manufacturing process of the composite substrate for oxide superconducting wires which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る酸化物超導電線用複合基板の断面SEM写真およびEDX分析結果。The cross-sectional SEM photograph and EDX analysis result of the composite substrate for oxide superconducting wires which concern on one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…超電導線用複合基板、2…金属層、3…表面配向層。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Composite substrate for superconducting wires, 2 ... Metal layer, 3 ... Surface orientation layer.

Claims (9)

無配向の金属層と、
前記金属層の片面または両面に設けられた表面配向層と
を有する酸化物超電導線用複合基板であって、
前記無配向の金属層は、Niと、W、Mo、Cr、V、FeおよびCuからなる群から選ばれた少なくとも1種の添加元素との合金であり、前記添加元素は合金中に1〜80原子%含まれ、かつ0.2T以下の飽和磁化を有し、
前記表面配向層は、Ni、またはNiにW、Ag、Au、Cr、Cu、MoおよびVからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を添加した材料からなり、
前記無配向の金属層に含まれる添加元素と同元素を含み、該同元素の濃度が前記金属層との界面から前記表面配向層の表面に向って減少する濃度勾配を有し、かつ
前記表面配向層の厚さは、0.01〜10μmであって、前記複合基板全体の厚さの1/10以下であることを特徴とする酸化物超電導線用複合基板。
A non-oriented metal layer;
An oxide composite substrate for superconducting wire having a surface alignment layer on one surface or disposed on both surfaces of the metal layer,
The non-oriented metal layer is an alloy of Ni and at least one additive element selected from the group consisting of W, Mo, Cr, V, Fe, and Cu, and the additive element includes 1 to 80% by atom and having a saturation magnetization of 0.2T or less,
The surface alignment layer is made of Ni or a material obtained by adding at least one element selected from the group consisting of W, Ag, Au, Cr, Cu, Mo and V to Ni,
Containing the same element as the additional element contained in the non-oriented metal layer, the concentration of the same element having a concentration gradient that decreases from the interface with the metal layer toward the surface of the surface orientation layer ; and
The thickness of the surface alignment layer is a 0.01 to 10 [mu] m, an oxide superconducting wire composite substrate according to claim 1/10 der Rukoto thickness of the composite whole substrate.
前記表面配向層は、P及び/又はSを更に含むことを特徴とする請求項に記載の酸化物超電導線用複合基板。 The surface alignment layer is an oxide superconducting wire composite substrate according to claim 1, further comprising a P and / or S. 前記表面配向層の最外表層は、前記無配向の金属層に含まれる元素から拡散した拡散元素を含まず、前記無配向の金属層と前記最外表層との界面には、前記無配向の金属層からの拡散元素を含む拡散層が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の酸化物超電導線用複合基板。 The outermost surface layer of the surface alignment layer does not include a diffusing element diffused from an element included in the non-oriented metal layer, and the interface between the non-oriented metal layer and the outermost surface layer is not aligned. oxide superconducting wire composite substrate according to claim 1 or 2, characterized in that the diffusion layer is formed comprising a diffusing element from the metal layer. 前記表面配向層は、前記無配向の金属層からの拡散元素を表面に至るまで含むことを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の酸化物超電導線用複合基板。 The surface alignment layer is an oxide superconducting wire composite substrate according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a diffusing element from the non-oriented metal layer up to the surface. 前記表面配向層中の拡散元素の濃度は、0.1〜12原子%であることを特徴とする請求項またはに記載の酸化物超電導線用複合基板。 The concentration of the diffusion element of the surface alignment layer is an oxide superconducting wire composite substrate according to claim 3 or 4, characterized in that a 0.1 to 12 atomic%. 金属コア材からなる0.2T以下の飽和磁化を有する無配向の金属層の片面または両面にメッキを施し、複合基板を形成する工程と、
前記メッキが施された複合基板を400℃〜1200℃で熱処理する第1の熱処理工程と
前記熱処理された複合基板を圧延加工し、前記メッキ層を表面配向層とする工程と、
前記圧延加工された複合基板を400℃〜1200℃で熱処理する第2の熱処理工程と
含み
前記無配向の金属層はNiと、W、Mo、Cr、V、FeおよびCuからなる群から選ばれた少なくとも1種の添加元素と、の合金であり、前記添加元素は合金中に1〜80原子%含まれ、
前記表面配向層は、Ni、またはNiにW、Ag、Au、Cr、Cu、MoおよびVからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を添加した材料からなり、
前記表面配向層は、前記第1及び第2に熱処理による前記無配向の金属層に含まれる元素と同元素を含み、該同元素の濃度が前記無配向の金属層との界面から前記表面配向層の表面に向って減少する濃度勾配を有することを特徴とする酸化物超電導線用複合基板の製造方法。
Plating one side or both sides of a non-oriented metal layer having a saturation magnetization of 0.2 T or less made of a metal core material to form a composite substrate;
A first heat treatment step of heat-treating the plated composite substrate at 400 ° C. to 1200 ° C., rolling the heat-treated composite substrate, and using the plated layer as a surface alignment layer;
Said rolled composite substrate and a second heat treatment step of heat-treating at 400 ° C. to 1200 ° C.,
The non-oriented metal layer is an alloy of Ni and at least one additive element selected from the group consisting of W, Mo, Cr, V, Fe, and Cu, and the additive element includes 1 to 80 atomic percent included,
The surface alignment layer is made of Ni or a material obtained by adding at least one element selected from the group consisting of W, Ag, Au, Cr, Cu, Mo and V to Ni,
The surface alignment layer contains the same element as the element contained in the non-oriented metal layer by the first and second heat treatment, and the concentration of the same element from the interface with the non-oriented metal layer is the surface orientation. method of manufacturing an oxide composite substrate for superconducting wire characterized by having a concentration gradient which decreases toward the surface of the layer.
前記圧延工程は、圧延加工率40%〜99%で行なわれることを特徴とする請求項に記載の酸化物超電導線用複合基板の製造方法。 The rolling process, the production method of the oxide composite substrate for superconducting wire according to claim 6, characterized in that it is carried out by rolling ratio of 40% to 99%. 前記第2の熱処理は、2〜5体積%の水素を含むアルゴンガスの雰囲気中において、400℃〜1200℃で0.5時間以上保持することにより行なわれることを特徴とする請求項またはに記載の酸化物超電導線用複合基板の製造方法。 The second heat treatment, according to claim 6 or 7, characterized in that is carried out by holding in an atmosphere of argon gas containing 2 to 5% by volume of hydrogen, 400 ° C. to 1200 ° C. at 0.5 hours method of manufacturing an oxide composite substrate for superconducting wire according to. 請求項1〜のいずれか1項に記載の酸化物超電導線用複合基板の前記表面配向層上に直接又は中間層を介して超電導層を形成してなることを特徴とする超電導線材。 Superconducting wire, characterized in that by forming a superconducting layer directly or via an intermediate layer on said surface alignment layer on the oxide composite substrate for superconducting wire according to any one of claims 1-5.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106399756A (en) * 2016-08-31 2017-02-15 河南师范大学 Preparation method of high-performance cube texture nickel base alloy baseband

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3587956B2 (en) * 1997-06-10 2004-11-10 古河電気工業株式会社 Oxide superconducting wire and its manufacturing method
JP4316070B2 (en) * 1999-10-07 2009-08-19 古河電気工業株式会社 High strength oriented polycrystalline metal substrate and oxide superconducting wire
US20040132624A1 (en) * 2001-12-10 2004-07-08 Mitsunobu Wakata Metal base material for oxide superconducting thick films and manufacturing method thereof
JP4794886B2 (en) * 2005-03-31 2011-10-19 古河電気工業株式会社 High-strength polycrystalline metal substrate for oxide superconductivity and oxide superconducting wire using the same
JP4716324B2 (en) * 2005-12-26 2011-07-06 古河電気工業株式会社 Superconductor substrate and method for producing the same
JP4268645B2 (en) * 2007-02-26 2009-05-27 財団法人国際超電導産業技術研究センター Rare earth tape oxide superconductor and composite substrate used therefor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106399756A (en) * 2016-08-31 2017-02-15 河南师范大学 Preparation method of high-performance cube texture nickel base alloy baseband
CN106399756B (en) * 2016-08-31 2018-05-08 河南师范大学 A kind of preparation method of high-performance cubic texture nickel-base alloy base band

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