超導線的制造方法以及通過其制作的超導線的制作方法
【技術領域】
[0001]這里公開的本發明涉及超導線。
【背景技術】
[0002]由于使用超導線的電力器件可以提高效率而沒有由于電阻引起的損耗并允許較大量的電流流過小的區域，所以超導線具有能夠使電力器件小型化和重量輕的優點。近來，已經研宄了第二代高溫超導線(涂層導體)，其包括在金屬基板上或在薄的緩沖層上的包括雙軸取向織構結構的超導膜。與金屬導體相比，第二代高溫超導線能夠在其橫截面的每個單位面積傳輸更多的電流。第二代高溫超導線可以被用于具有低功耗的超導電力傳輸以及分配電纜、磁共振成像(MRI)、磁懸浮列車、超導推進船舶等。
【發明內容】
[0003]技術問題
[0004]本發明提供用于超導線的層疊(laminat1n)。
[0005]技術方案
[0006]本發明構思的實施方式提供制造超導線的方法。該方法可以包括:提供超導帶，該超導帶具有由第一表面、與第一表面相反的第二表面以及連接第一表面和第二表面的兩個側表面限定的外表面；在超導帶的外表面上形成銅層；以及分別將第一金屬帶和第二金屬帶附接在其上形成銅層的超導帶的第一表面和第二表面上，其中形成銅層包括:利用物理沉積方法形成銅保護層從而覆蓋第一表面、第二表面和側表面；以及利用電鍍方法在銅保護層上形成銅穩定層(copper stabilizing layer)。
[0007]在一些實施方式中，銅保護層可以通過濺射工藝形成，超導帶可以在濺射工藝期間被彎成螺旋狀(twist)使得銅保護層完全地覆蓋超導帶的第一表面、第二表面和側表面。
[0008]在另一些實施方式中，銅保護層可以在側表面上形成得比在第一和第二表面上薄。
[0009]在另一些實施方式中，形成銅穩定層可以包括分離在電鍍方法中產生的氫離子。
[0010]在另一些的實施方式中，該電鍍方法可以使用電解的硫酸溶液。
[0011]在另一些實施方式中，形成銅穩定層可以包括烘干超導帶。
[0012]在另一些實施方式，電鍍方法可以包括從用于電鍍的電鍍構件的底部供給氧氣、
氮氣或空氣的氣泡。
[0013]在另一些實施方式中，該方法還可以包括在銅層上形成防氧化層。
[0014]在另一些實施方式中，防氧化膜可以是包含鉻的膜或基于硅石的無機化合物膜。
[0015]在另一些實施方式中，金屬帶可以包括不銹鋼、銅、鋁、鎳或其合金。
[0016]在另一些實施方式中，第一金屬帶和第二金屬帶的附接可以包括在金屬帶與其上形成銅層的超導帶之間提供焊料。
[0017]在另一些實施方式中，附接第一金屬帶和第二金屬帶可以包括:在彼此面對的一對彈性體之間提供金屬帶和其上形成銅層的超導帶；以及擠壓彈性體以除去焊料的殘余物。
[0018]在另一些實施方式中，該方法還可以包括:在將第一和第二金屬帶附接在其上形成銅層的超導帶上之前，將超導帶的一個側表面上的銅層的一側與第一和第二金屬帶的一側對準。
[0019]在另一些實施方式中，在其上形成銅層的超導帶的一個側表面上的焊料的厚度可以不同于在其上形成銅層的超導帶的另一側表面上的焊料的厚度。
[0020]在另一些實施方式中，所述一個側表面上的焊料的厚度可以比所述另一側表面上的焊料的厚度薄。在實施方式中，
[0021]在另一些實施方式中，第一和第二金屬帶的另一側可以從超導帶的所述另一側表面上的銅層的另一側突出。
[0022]該方法可以包括:提供超導帶，該超導帶具有由第一表面、與第一表面相反的第二表面以及連接第一表面和第二表面的兩個側表面限定的外表面；在超導帶的外表面上覆蓋銅層；在第一金屬帶和第二金屬帶之間提供用銅層覆蓋的超導帶；使超導帶的一個側表面上的銅層的一側與第一和第二金屬帶的一側對準；以及分別將第一金屬帶和第二金屬帶附接在用銅層覆蓋的超導帶的第一表面和第二表面上。
[0023]在另一些實施方式中，在用銅層覆蓋的超導帶的所述一個側表面上的焊料的厚度可以比在用銅層覆蓋的超導帶的所述另一側表面上的焊料的厚度薄。
[0024]在另一些實施方式中，第一和第二金屬帶的另一側可以從覆蓋超導帶的所述另一側表面的銅層的一側突出。
[0025]本發明構思的實施方式提供超導線。超導線可以包括:超導帶，具有由第一表面、與第一表面相反的第二表面以及連接第一表面和第二表面的兩個側表面限定的外表面；銅層，覆蓋超導帶的外表面；第一和第二金屬帶，分別附接在用銅層覆蓋的超導帶的第一表面和第二表面上；以及焊料，在超導帶的第一表面和第一金屬帶之間以及在超導帶的第二表面和第二金屬帶之間，其中在超導帶的一個側表面上的焊料的厚度不同于在超導帶的另一側表面上的焊料的厚度。
[0026]在一些實施方式中，在所述一個側表面上的焊料的厚度可以比所述另一側表面上的焊料的厚度薄。
[0027]在另一些實施方式中，第一和第二金屬帶的另一側可以從超導帶的另一側表面上的銅層的另一側突出。
[0028]在另一些實施方式中，覆蓋超導帶的所述一個側表面的銅層的一側可以與第一和第二金屬帶的一側對準。
[0029]在另一些實施方式中，超導線還可以包括在銅層上的防氧化層。
[0030]發明的有益效果
[0031]根據本發明構思，超導帶可以被容易地層疊。
【附圖說明】
[0032]圖1是示出根據本發明構思的制造超導線的方法的流程圖；
[0033]圖2概念地示出超導帶的結構；
[0034]圖3A是概念地示出根據本發明構思的實施方式的銅保護層形成單元的示意圖；
[0035]圖3B示出根據本發明構思的實施方式的提供到銅保護層形成單元的超導帶；
[0036]圖4是示出銅保護層形成在根據本發明構思的實施方式的超導帶上的示意圖；
[0037]圖5是概念地示出根據本發明構思的實施方式的銅穩定層形成單元的示意圖；
[0038]圖6是概念地示出根據本發明構思的實施方式的銅穩定層形成單元的起泡裝置(bubbling apparatus)的不意圖；
[0039]圖7是示出銅穩定層形成在根據本發明構思的實施方式的超導帶上的示意圖；
[0040]圖8是示出防氧化膜形成在根據本發明構思的實施方式的超導帶上的示意圖；
[0041]圖9是概念地示出根據本發明構思的實施方式的層疊單元的示意圖；
[0042]圖1OA和1B是分別沿圖9的線1_1和I1-1I截取的截面圖；
[0043]圖1lA和IlB是根據本發明構思的實施方式的其上附接金屬帶的超導線的示意圖。
【具體實施方式】
[0044]在下文，將參照附圖詳細描述示范性實施方式。然而，本發明構思可以以不同的形式實施，而不應被解釋為限于這里闡述的實施方式。而是，提供這些實施方式使得本公開將透徹和完整，并將本發明構思的范圍充分傳達給本領域技術人員。此外，由于示范性實施方式被描述，所以根據描述的次序公開的附圖標記不限于該次序。
[0045]圖1是顯示根據本發明構思的制造超導線的方法的流程圖。參照圖1，提供具有外表面的超導帶(SlO)。銅層形成在超導帶的外表面上(S20)。銅層的形成可以包括利用物理沉積方法形成銅保護層(S21)以及利用電鍍方法在銅保護層上形成銅穩定層(S22)。第一金屬帶和第二金屬帶分別附接在其上形成銅層的超導帶的第一表面上以及與第一表面相反的第二表面上(S30)。
[0046]圖2概念地示出超導帶的結構。參照圖1和圖2，提供超導帶1(SlO)，超導帶10具有由第一表面12、第二表面13以及兩個側表面14限定的外表面11。第二表面13與第一表面12相反，兩個側表面14連接第一表面和第二表面。兩個側表面14包括一個側表面14a和另一個側表面14b。超導帶10可以包括基板I以及順序地層疊在基板I上的IBAD層2、緩沖層3、超導層4和保護層。第一表面12可以是保護層5的頂表面，第二表面13可以是基板I的底表面。
[0047]基板I可以具有雙軸取向的織構結構。基板I可以是金屬基板。金屬基板可以包括立方晶格金屬，諸如鎳(Ni)、鎳合金(N1-W、N1-Cr、N1-Cr-W等)、不銹鋼、銀(Ag)、銀合金、熱軋的鎳銀合成物。基板I可以具有用于涂層導體的帶形狀。
[0048]IBAD層2可以形成在基板I上。IBAD層2可以包括順序地堆疊的擴散停止層(例如，Al2O3)、籽層(例如，Y2O3)以及MgO層。IBAD層2通過IBAD方法形成。此外，外延生長的同質外延MaO層可以形成在IBAD層2上。緩沖層3可以形成在IBAD層2上。緩沖層3可以包括1^111103、1^