[发明专利]超导带及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及超导带及其制造方法，例如，涉及具有高容许张力和低接合电阻(splice resistance)的超导带及其制造方法。

背景技术

有一种由具有如下结构的多芯导线构成的带状超导线(超导带)：其中具有例如Bi2223相和另一相的氧化物超导体用由银等制成的护套(sheath)部分包覆。所述超导带在液氮温度下使用，具有相对高的临界电流密度，并能够相对容易地制成长的长度。因此，预期把超导带应用于超导线圈或超导磁体。

例如，当制造超导线圈时，超导带以线圈形状卷绕。此时，超导带经受高张力(弯曲应力)。因此，超导带需要具有高的容许张力，容许张力为能够保持超导体性能的最大张力。在超导带中，由陶瓷制成的护套部分起到确保容许张力的作用，以及赋予超导体以柔韧性的作用。

另一方面，护套部分还起到与超导体具有良好电接触的作用。这种状况阻碍了护套部分的材料的自由选择。因此，给超导带容许张力的增加带来了限制。考虑到上述情况，美国专利5801124(专利文献1)的说明书和美国专利6649280(专利文献2)的说明书，例如已经公开了能够增强超导带机械强度的技术。专利文献1和2已经公开了使用焊料把薄的不锈钢板焊接到超导带两个主面中的一个或每个上的结构。

专利文献1：美国专利5801124的说明书

专利文献2：美国专利6649280的说明书

发明内容

本发明要解决的问题

然而，在专利文献1和2中公开的超导带的问题在于，当把超导带接合在一起以获得更长的超导带时，在把焊接到超导带的薄不锈钢板接合在一起处的电阻(接合电阻)变高。为了降低接合电阻，可以想到如下方法：首先，在两个超导带接合位置处除去焊接在薄不锈钢板和超导带之间的焊料，然后，直接把超导带接合在一起。然而，当使用这种方法时，进行接合的操作变得复杂。因此，这种方法的问题在于，超导带劣化的可能性升高且接合部分的强度降低。因此，难以把超导带接合在一起。

而且，当使用固溶体硬化型的铜合金如黄铜的薄板时，其具有比薄不锈钢板低的接合电阻，使用这种板的问题在于，装备有这种板的超导带具有低于装备有薄不锈钢板的超导带的容许张力，因为固溶体硬化型铜合金具有比不锈钢低的机械强度。因此，当装备有固溶体硬化型铜合金薄板的超导带需要具有与装备有薄不锈钢板的超导带相当的容许张力时，必须增大固溶体硬化型铜合金薄板的厚度。然而，当固溶体硬化型薄板的厚度增大时，不仅接合电阻增大，而且在含固溶体硬化型铜合金薄板的单位横截面面积上的临界电流密度降低。

考虑到上述情况，本发明的目的是提供一种既保持高容许张力又保持低接合电阻的超导带以及制造所述超导带的方法。

解决所述问题的手段

本发明的超导带装备有具有带状并具有超导体的主体部分以及补强部分，所述补强部分由析出硬化型铜合金或锡(Sn)和铜(Cu)的合金构成并在所述主体部分的至少一个表面侧上形成。

本发明用于制造超导带的方法包括如下步骤：准备呈带状且具有超导体的主体部分，以及形成由析出硬化型铜合金或锡与铜的合金构成的且位于所述主体部分的至少一个表面侧上的补强部分。

本发明人对将其用作在主体部分表面上形成的补强部分时能够保持高容许张力和低接合电阻的材料进行了坚持不懈的研究，所述主体部分呈带状且具有超导体。结果，本发明人发现了析出硬化型铜合金或锡与铜的合金的用途。在使用超导带的低温环境下，析出硬化型铜合金以及锡与铜的合金不仅具有接近于不锈钢的机械强度，而且具有低于不锈钢约两个数位(two digits)的电阻率。因此，根据本发明的超导带以及制造超导带的方法两者，不仅能够保持高的容许张力而且能保持低的接合电阻。另外，因为能够保持高的容许张力，所以能够降低补强部分的厚度。因此，能够抑制临界电流密度的降低。

在上述超导带中，期望所述析出硬化型铜合金由铜与至少一种选自银(Ag)、铬(Cr)和锆(Zr)中的物质的合金构成。

在上述制造超导带的方法中，期望形成补强部分的步骤包括准备由析出硬化型铜合金构成的补强部分的步骤，所述铜合金由铜与至少一种选自银、铬和锆中的物质的合金构成。

因为铜与至少一种选自银、铬和锆中的物质的合金具有极低的电阻率，所以能够降低接合电阻。

在前述超导带中，期望所述超导带还具有在主体部分和补强部分之间形成的焊料层。

在前述制造超导带的方法中，期望所述方法还包括在主体部分和补强部分之间形成焊料层的步骤。