相關申請

本申請涉及下列申請，這里引入其全部內容作為參考：

2005年7月29日提出的題名為″High?Temperature?Superconductive?Wires and?Coils″(“高溫超導體導線和線圈”)的美國專利申請No.60/703,815；

2005年7月29日提出的題名為″Thick?Superconductor?Films?With?Improved Performance″(“具有改進性能的超導體厚膜”)的美國臨時申請No.60/703,836；

2004年10月1日提出的題名為″Thick?Superconductor?Films?With?Improved Performance″(“具有改進性能的超導體厚膜”)的美國臨時申請No.60/615,289。

技術領域

本發明涉及高溫超導體領域。具體的，本發明涉及涂覆的導體，又稱為 第二代高溫超導體導線和帶。

背景技術

高溫超導體(HTS)材料提供了一種用來以極低的損失來承載非常大量的 電流的裝置。當HTS材料冷卻到臨界溫度以下時，其失去了流過直流電流時 的全部阻抗以及流過交流電流時的近乎全部阻抗。使用這些材料的HTS導線 的發展(這里所使用的表述“導線”指各種導體，包括帶狀導體)提供了新一代 的高效、緊湊和環保的電子設備，其具有改革電力網、運輸、材料處理以及 其它工業的潛能。但是，市售產品具有嚴格的工程需求，這些需求在商業應 用中使得技術實施方式復雜化。

在第二代HTS導線技術中，目前所開發的HTS材料通常是多晶的稀土/堿 土/氧化銅，例如釔-鋇-氧化銅(YBCO)。HTS材料的電流承載能力與它的結晶 排列或晶體織構(texture)密切相關。已知由相鄰結晶HTS晶粒的錯位而形成的 晶粒邊界對超導電流形成障礙，但是隨著排列或織構程度的升高該障礙得以 降低。因此，為了使得該材料可應用于市售產品(例如，HTS導線)，該HTS 材料必須在相對長的距離上保持高度的結晶排列或組織。否則，將限制超導 電流承載能力(臨界電流強度)。

可通過在柔性帶狀基片的頂部外延地生長材料薄層，在大面積上制造具 有高度結晶排列或織構的HTS材料，使其在其表面處具有高度的結晶織構。 當在該表面上外延生長結晶HTS材料時，HTS材料的晶體排列與基片的質地 相匹配。換句話說，基片織構為晶體HTS材料的外延生長提供了模板。此外， 基片為HTS層提供了結構的整體性。

可將基片構造成提供生產具有優秀的超導性能(例如高臨界電流強度)的 外延HTS層的模板。可以使用例如鎳、銅、銀、鐵、銀合金、鎳合金、鐵合 金、不銹鋼合金和銅合金等材料。可以使用變形工藝構造基片，例如包括對 基片進行旋轉和再結晶退火的工藝。該工藝的例子是軋制輔助雙軸織構基片 (RABiTS)工藝。該工藝中大量的金屬通過變形處理和退火而被經濟地處理并 獲得高度的織構。迄今通過該方法生產例如寬4厘米的金屬條，每一條可以被 切開為多個更小的導線(即，0.4cm的10條導線)。

可在要在其上生長HTS材料的具有適當結晶模板的基片表面上沉積或生 長一個或多個緩沖層。緩沖層還能夠提供以下額外作用：防止原子隨時間的 推移從基片材料擴散到HTS材料的晶格或防止氧原子隨時間的推移擴散到基 片材料。該擴散，或者“污染”，能夠破壞結晶排列并由此降低HTS材料的電 特性。緩沖層還能夠為基片與HTS層之間增強的粘合力。此外，緩沖層能夠 具有與超導材料的熱膨脹系數良好匹配的熱膨脹系數。為了該技術在商業應 用的實施，當導線被壓迫時，該特征是令人滿意的，因為它有助于防止HTS 層從基片的剝離。

或者，可以使用非織構基片，例如哈斯特鎳合金，并通過例如離子束輔 助器沉積(IBAD)或傾斜基片沉積(ISD)的方法沉積經織構的緩沖層。可以任選 地在IBAD或ISD層上外延地沉積額外的緩沖層，來為HTS層的外延沉積提供 最后的模板。