[发明专利]超导体制件

说明书

本发明涉及一种超导体制件，该制件包括一个基体和一种超导体的薄膜，并将该膜成形于该基体之上。

超导材料已在粒子加速器、医疗诊断仪等等之中以超导磁体的形式付诸实际应用。超导材料的其他潜在用途包括发电机、能量贮存器、线性机动车、磁力分离器、核熔融反应堆、输电电缆以及磁性屏蔽器。此外，预期应用Josephson效应的超导元件可应用于这样一些领域，如超高速计算机、红外传感器以及低噪声放大器。在这些可能的用途付诸实现之后，对于工业界及社会带来的变化是不可估量的。

迄今为止已研制的一种典型超导材料是一种Nb-Ti合金，目前已广泛用作为磁化导线。该种Nb-Ti合金的临界温度（产生超导态的临界温度，后文中简称为Tc）为9°K。已研制的Tc高于Nb-Ti合金的Tc的化合物型超导材料，包括一种Nb₃Sn（Tc：18°K）和V₃Ga（Tc：15°K），这些现已以导线的形式应用。

关于Tc比上述合金型和化合物型超导材料的Tc更高的超导材料，最近已研制成含有Cu_xO_y基的复合氧化物基的超导材料。例如，Y-Ba-Cu-O型超导材料的Tc约为93°K。由于液氮的温度为77°K，若能使用液氮作为复合氧化物超导材料的冷却介质，则比用液氦便宜得多。

在图1中示出一种常规式应用复合氧化物超导材料的超导体制件1，它包括铜制的基体2和上述超导材料的膜3，该膜是应用已知的利用下述等离子体现象的金属化方法而成形于基体2之上。

然而，上述的常规式超导体制件1存在以下问题：已知在一种复合氧化物超导材料如Y₁Ba₂Cu₃O_7-y之中，增加氧的量即减小y，引致不可能得到具有高Tc和高临界电流密度（后文中简称为Jc）的超导材料膜3，亦即不能具备优等超导性质。当超导材料于该基体2的表面进行金属化时，以及在金属化之后加热该超导材料膜3时，从该超导材料中失去氧，使得该超导材料中的y值增大。因此在常规的制法中，为使该超导材料的y值减小，于加热至950℃并形成超导材料的膜3之后，以每分钟不超过20℃的慢速来冷却，使该超导材料吸收氧。将膜3加热的目的是使该超导材料具均匀结构，增强晶粒界面的结合强度，并增大该基体与膜3的粘附强度。然而，由于基体2与超导材料膜3的热膨胀系数不同，所以在该超导材料金属化过程中，以及在金属化之后按上述进行超导材料膜3的热处理过程中，都会引起开裂。由于铜制的基体2容易氧化，于是在上述金属化之后对该超导材料膜3进行热处理时，该超导材料中的氧被吸收到基体2中，因此常常不能够制成具有优等超导性质的超导材料膜3。

在此等情况下，亟需研制出这样的超导体制件，要在该复合氧化物超导材料在该基体的表面形成膜的过程中，以及该膜的热处理过程中，不要发生该膜的开裂，并且在该膜的热处理过程中，使该复合氧化物超导材料中的氧几乎不会被吸收到该基体中。但是，这样的超导体制件迄今尚未能提出来。

本发明的目的是提供一种超导体制件，在这种制件上，当该复合氧化物超导材料在基体表面形成膜的过程中，以及该膜在热处理过程中，不致发生开裂，并且在该膜的热处理过程中，该复合氧化物超导材料中的氧几乎不会被该基体所吸收。

按本发明的特征之一，是含有以下部分的一种超导体制件：

一个基体;

含有一种Cu_xO_y基的复合氧化物超导材料膜，并成形于所述基体之上;

其所提供的改进特征在于：

所述基体是由镍和一种镍合金中的任何一种所制成。

图1    是常规式超导体制件的剖面图;

图2    是本发明的超导体制件的剖面图;

图3    是利用等离子体现象的已知金属化方法的示意图，该方法可用于制备本发明的超导体制件;

图4    是利用激光射束的已知汽相淀积方法的示意图，该方法可用于制备本发明的超导体制件;

图5    是对本发明的超导体制件中该超导材料膜的粘附强度进行试验的示意剖面图。