[发明专利]用于外延生长的基材、其制造方法、及用于超导线材的基材

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于外延生长的基材及用于制造该基材的方法。本发明还涉及一种用于超导线材的基材，其使用用于外延生长的基材来制造。

背景技术

传统来讲，优异的高温氧化物超导线材通过以下来制造：通过溅射法等在金属基材上使氧化物诸如氧化铈(CeO₂)、氧化钇稳定化的氧化锆(YSZ)、或氧化钇(Y₂O₃)的层作为中间层外延生长，并且然后通过激光烧蚀法等在金属基材上使超导化合物层(RE 123膜、RE：Y、Gd、Ho等)外延生长。

被称作用于获取晶体取向的超导化合物层的技术的方法为：离子束辅助沉积法(IBAD方法)，其包括在非织构金属基材诸如哈氏合金(Hastelloy)上沉积织构中间层，以便将晶体取向转移到超导化合物层；以及方法(例如，RABiTS(轧制辅助双轴织构基材)法)，其包括在使用双轴晶体取向金属基材将晶体取向转移至中间层并转移至超导化合物层的同时，进行沉积。从未来的生产效率因素诸如膜沉积速率来看，后一种方法比前一种方法更有利。金属基材的高双轴晶体取向需要改善超导性。

被称作这样的金属基材(用于超导线材的基材)的基材通过在不锈钢基材上层压晶体取向的铜并且之后再在不锈钢基材上层压镍来制备。例如，专利文件1公开了一种用于形成外延薄膜的覆层织构金属基材，其包括金属层和键合到该金属层的至少一个表面的铜层。该铜层具有{100}<001>立方织构，其中结晶轴的倾角为Δφ≦6°。

另外，作为用于制造双轴晶体取向的金属基材的方法，专利文件2公开了一种用于制造用于氧化物超导线材的金属层压基材的方法，其包括：通过表面活化键合来层压由不锈钢或类似物制成的非磁性金属板和由铜或铜合金制成的金属箔(其已以高变形量(high reduction)被冷轧)、在层压之后通过热处理使金属箔双轴晶体定向，并且因此提供在金属箔表面上的镍或镍合金外延生长膜。

现有技术文件

专利文件

专利文件1：JP专利公布(Kokai)No.2008-266686 A

专利文件2：JP专利公布(Kokai)No.2010-118246 A

发明概述

本发明将要解决的问题

如上所述，用于外延生长的常规基材通过对已经以高变形量被冷轧的铜执行热处理以便执行晶体定向来制造。具体地，包括在高温下执行热处理使得铜被高度晶体取向的方法是已知的。但是，使用连续热处理炉来提高制造效率是有问题的，因为其不允许晶体取向被充分改善。其他问题是，增加用于退火的温度和时间导致铜表面的表面粗糙度劣化，以及例如当铜层上设有镍层时，采用得到平滑铜层的热处理条件导致镍层的表面粗糙度劣化。

本发明的目的是提供一种用于外延生长的具有较高双轴晶体取向的铜基材及其制造方法。

用于解决问题的方式

作为对实现上述目标的深入研究的结果，本发明人已发现，控制基于在预定范围内由铜层的X射线衍射获得的极图的峰形状使得能够获得以下：铜层的最佳双轴晶体取向；以及铜层上所设置的保护层(例如镍层)的最佳双轴晶体取向和表面平滑度。因此，本发明人已经完成了本发明。另外，本发明人还发现，在制造基材时，通过对该铜层执行两级热处理，可以获得具有上述最佳双轴晶体取向的铜层，并且因此本发明人已经完成了本发明。具体地，本发明总结如下。

(1)一种用于外延生长的基材，包含双轴晶体取向的铜层，其中基于铜层的极图的峰的半峰全宽Δφ在5°以内，并且基于极图的峰的峰尾宽度Δβ在15°以内。

(2)根据上述(1)的用于外延生长的基材，还包括在铜层上的包含镍或镍合金的保护层，其中保护层具有1μm或更大和5μm或更小的厚度，基于保护层的极图的峰的半峰全宽Δφ在6°以内，并且表面粗糙度Ra为20nm或更小。

(3)一种用于制造根据上述(1)的用于外延生长的基材的方法，包括第一步骤和第二步骤，其中第一步骤为执行铜层的热处理，使得Δφ在6°以内并且峰尾宽度Δβ在25°以内，第二步骤为在第一步骤之后，以比第一步骤中热处理的温度高的温度执行铜层的热处理，使得Δφ在5°以内并且峰尾宽度Δβ在15°以内。

(4)一种用于超导线材的基材，包括被层压在非磁性金属板上的根据上述(1)或(2)的用于外延生长的基材。