專利名稱：用于激光燒蝕的靶及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于激光燒蝕的靶及其制造方法，該靶用來制造氧化物超導薄膜。
背景技術：
迄今為止，制造氧化物超導薄膜的方法有，以濺射法為代表的物理氣相沉積法、以CVD法為代表的化學氣相沉積法等。而且，為了在得到的氧化 物超導薄膜的超導特性良好的情況下，也可得到組成均勻的氧化物超導薄 膜，使用在規(guī)定的條件下燒固氧化物超導粉末而制得的燒結體作為靶的濺射 法是有效的。(例如，參考專利文獻l)近年來，使用以YBa2Cii30x為代表的RE類氧化物超導薄膜來制造線材 的應用成為研發(fā)熱點之一。(其中，RE是指釔和/或Sm、 Nd、 Gd、 Ho等稀 土元素)，然而，該線材在電纜中的應用，還是在勵磁線圈中的應用，都要 求至少lkm以上連續(xù)的超導薄膜。因此，提高超導薄膜的制膜速度的課題已 成為必須解決的技術間題。在上述的技術背景下，用'減射法時制膜速度的提高具有局限性，因此， 制膜速度遠大于濺射法的PLD法(脈沖激光沉積法)等為代表的激光燒蝕法 的技術備受關注，對其的技術研發(fā)也成為了研究熱點。在該激光燒蝕法中， 在規(guī)定的條件下燒固氧化物超導粉末而形成的燒結體用作靶，向該靶直接照 射激光，通過在該靶上立起的羽狀物(:/A—厶，Plume)上配置線材基板，連 續(xù)形成超導薄膜。專利文獻l:特開平1 - 141867號公報
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題在濺射法中使用的靶，通常是粘貼在由金屬Cu等制造的村板上來使用(以下，稱為結合(bonding))。這種村板的作用在于，除了向濺射裝置主體上 固定靶之外，在進行賊射時，可以向外部有效地擴散累積在靶中的熱量。此 外，對該累積熱量而被加熱的靶上施加變形應力時，即使在單純(單體)的靶 會發(fā)生破損的情況下，因為結合在襯板上，因此結構上得以增強，斷裂強度 變大。與如上所迷的濺射法的情況相同，在激光燒蝕法中，也可以使用結合在 襯板上的靶作為激光燒蝕用靶而使用。然而，將氧化物超導燒結體結合在襯板上時，存在以下的問題，這些問 題中的任意一個在實際應用階段、大量生產(chǎn)階段都是突出的問題。(1) 結合操作需要繁多的步驟，因此，生產(chǎn)性變差、制作耗時、交貨時間 變長等；(2) 結合材料通常使用銦、銦合金，不但材料成本高，也產(chǎn)生襯板制作費 用、結合加工費用等諸多費用，因此生產(chǎn)成本高；(3) 只是在靶的單個面上實施結合，因此，基本上只能使用靶的單面。為了解決上述問題，本發(fā)明者們嘗試了不將RE類氧化物超導燒結體結 合在襯板上，而作為激光燒蝕用靶使用。此處，在賊射法的場合，作為靶在 由通式REaBabCucOx表示時，使用具有所述的a + b + c = 6, a= 1.00， c/b = 1.50的組成的RE類氧化物超導燒結體。這是因為，具有上述組成的RE類 氧化物超導燒結體，構成該燒結體的氧化物在該氧化物超導晶粒之間，幾乎 不存在析出相，并具有優(yōu)異的超導特性，因此，只要將該燒結體作為靶使用 時，就可以認為能得到具有優(yōu)異特性的超導薄膜。但是，如上所迷，若沒有進行有效散熱的襯板，并且激光直接照射的結 果，在羽狀物立起的狀態(tài)下的激光燒蝕用靶的表面溫度急劇升高，在該靶內(nèi) 部因熱膨脹差而產(chǎn)生熱變形應力，因此，該靶會被破碎。說起來，在激光燒 蝕法中，為了大幅度提高制膜速度，需要對靶賦予比上述濺射法更大的能量。 因此，耙所承受的熱負荷顯然增大，但是由于未設置具有降低上述熱負荷作 用的襯板，因此更容易被碎掉。本發(fā)明要解決的課題是提供一種不用與襯板結合、而可適用于激光燒蝕 法的激光燒蝕用耙，以及其制造方法。解決課題的方案5為了解決上述i果題，本發(fā)明者們進行研究的結果首次發(fā)現(xiàn)，將構成所述
激光燒蝕用靶中所含的RE類氧化物超導燒結體的氧化物超導晶粒，和在所
述氧化物超導晶粒之間析出的析出相的存在比例控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，則可
大幅度增加所述RE類氧化物超導燒結體因溫度變化引起的對應于變形應力 的強度，由于對應于該變形應力的強度增加，即使不與襯板結合也可以將該 RE類氧化物超導燒結體作為激光燒蝕用靶使用，于是完成了本發(fā)明。
即，為解決上述課題，本發(fā)明的第一方案涉及的是激光燒蝕用靶，所述 激光燒蝕用靶包含由通式REaBabCiicCM;其中，RE為釔和/或稀土類元素)所表 示的RE類氧化物超導燒結體，其中，a + b + c = 6， 0.95 <a< 1.05, 1.505^c/b < 1.6,該氧化物超導燒結體所含有的氧化物超導晶粒的晶粒界面上具有氧化 銅和/或含銅氧化物和/或Ba-Cu化合物的析出相。
第二方案涉及的是第一方案所述的激光燒蝕用靶，其中，上述氧化物超 導晶粒與上述析出相的存在比例為98:2 - 85:15的范圍。
本發(fā)明的第三方案涉及的是制造第一方案或第二方案所述的激光燒蝕 用靶的方法，該方法包括以下步驟
稱量并混合含有RE元素的原料、含有Ba的原料、含有Cu的原料，制 得混合物的步驟；
在含有10 ~ 30%氧的氣氛中,在88CTC — 960。C下加熱該混合物5 20小 時，得到預燒成粉末的步驟；
將該預燒成粉末壓縮成形，得到成形體的步驟；
在含有10~30%氧的氣氛中，在900°C - 980。C下加熱該成形體10 50 小時，得到RE類氧化物超導燒結體的步驟，
在稱量并混合上述含有RE元素的原料、含有Ba的原料、含有Cu的原 料而制得混合物的步驟中，在設定該原料中所含有的RE元素的摩爾數(shù)為a、 Ba的摩爾凄t為卩、Cu的摩爾凄t為y時，以滿足01=6_(3 —y, 0.95<a<1.05， 1.6卩〉1.505(3地進4亍稱量混合。
本發(fā)明的第四方案涉及的是制造第一方案或第二方案所述的激光燒蝕 用靶的方法，該方法包括以下步驟
稱量并混合含有RE元素的原料溶液、含有Ba的原料溶液、含有Cu的 原料溶液，制得混合溶液的步驟；通過濕式共沉淀法，從該混合溶液中沉淀出含有RE、 Ba、 Cu各元素的 混合物的沉淀步驟；
在含有10 ~ 30%氧的氣氛中，在880°C ~ 960。C下加熱上述混合物5~20 小時，得到預燒成粉末的步驟；
將該預燒成粉末壓縮成形，得到成形體的步驟；
在含有10 ~ 30。/。氧的氣氛中，在900°C ~ 980。C下加熱該成形體10 50 小時，得到RE類氧化物超導燒結體的步驟，
在稱量并混合上述含有RE元素的原料溶液、含有Ba的原料溶液、含 有Cu的原料溶液而制得混合溶液的步驟中，在設定該原料溶液中所含有的 RE元素的摩爾數(shù)為a、 Ba的摩爾數(shù)為卩、Cu的摩爾數(shù)為Y時，以滿足a-6 —卩—Y， 0.95 <a< 1.05， 1.6卩> 1.505卩i也進4亍3爾量〉'昆合。
本發(fā)明的第五方案涉及的是第三方案或者第四方案中所述的激光燒蝕 用輩巴的制造方法，該方法還包括以下步驟
在含有10~30%氧的氣氛中，在880°C-960。C下加熱上述預燒成粉末 5 50小時，得到燒成粉末的步驟；
粉碎該燒成粉末，使燒成粉末的中值粒徑(乂f、 7乂徑)為20jim以下 的粉碎步驟；
將該粉碎得到的燒成粉末進行加壓成形而得到成形體的步驟。 本發(fā)明的第六方案涉及的是第三方案至第五方案中任一方案所述的激 光燒蝕用靶的制造方法，其中，加熱所述成形體，并在制得RE類氧化物超 導燒結體的步驟中，在加熱結束后的降溫過程時，將氣氛的氧分壓設定為 21%以上。
發(fā)明效果
第一或者第二方案所述的激光燒蝕用靶，不需要結合在襯板上而可作為 激光燒蝕用靶使用。
根據(jù)第三或者第四方案所述的RE類氧化物超導燒結體的制造方法，在 氧化物超導體結晶的粒子間生成以Cu為主的析出相，含有該RE類氧化物 超導燒結體的靶，不需與襯板相結合，而可作為激光燒蝕用靶使用。
根據(jù)第五方案所述的激光燒蝕用靶的制造方法，將燒成粉末粉碎成為中 值粒徑在20(im以下的燒成粉末，由此，提高了 RE類氧化物超導燒結體的 密度，從而可制備高密度的激光燒蝕用靶。根據(jù)第六方案所述的激光燒蝕用靶的制造方法，該靶所含有的RE類氧
化物超導燒結體中摻入足夠的氧，使用該靶而形成的薄膜顯示出良好的超導 特性。
具體實施例方式
下面，對本發(fā)明的激光燒蝕用靶所含的RE類氧化物超導燒結體的組成 以及結構進行說明。
1. RE類氧化物超導燒結體的組成
本發(fā)明的激光燒蝕用靶所含的RE類氧化物超導燒結體的組成中，用通 式REaBabCucOx來表示該組成時，具有所述的a + b + c = 6， 0.95 <a< 1.05， 1.505〇c/b< 1.6的關系。在這里，當a為1以上時和a小于1時，在后述的 RE類氧化物超導燒結體中所生成的析出相的結構會存在一些不同。但是， 在任意的情況下都可以制得對于因溫度變化所引起的變形應力的強度高的 RE類氧化物超導燒結體。結果，首次得到不與襯板相結合，而以單純的形 式適用于激光燒蝕法的靶。
首先，說明a為1以上的情況。
從對于因溫度變化所引起的變形應力的強度的觀點考慮，只要1.505^ c/b即可，但從充分地保持所得到的RE類氧化物超導薄膜的超導特性的觀點 考慮，該值優(yōu)選為c/b < 1.60，更優(yōu)選c/b〈 1.560。因此，優(yōu)選1.505^c/b〈 1.60,更優(yōu)選1.505 ^c/b < 1.560。此時，為了兼顧對于因溫度變化所引起的 變形應力的強度觀點、充分地保持所得到的RE類氧化物超導薄膜的超導特 性的7見點，a^t伊乙選為1.00^a< 1.05,更4尤選1.01 ^a< 1.04。
接著，說明a小于1的情況。
該情況與a在1以上的情況相同，為了兼顧對于因溫度變化所引起的變 形應力的強度的觀點、充分地保持所得到的RE類氧化物超導薄膜的超導特 性的觀點，優(yōu)選1.505^c/b < 1.60，更優(yōu)選1.505 ^c/b < 1.560。因此，優(yōu)選 0.95<a<1.00，更優(yōu)選0.98 <a< 1.00。但是，同時考慮a在1以上的情況和 a小于1的情況時，只要是0.95 <a< 1.05即可。
2. RE類氧化物超導燒結體的結構
關于在上面所說明的RE類氧化物超導燒結體，進行了組織分析。具體 而言，如圖1所示，從圓盤狀的RE類氧化物超導燒結體試樣的中央上部，切出用于組織分析的試樣。該組織分析是如下進行的，釆用EPMA，觀察該
試樣的相同部分的Y、 Ba、 Cu、 O的各元素的面內(nèi)分布。圖2示出該觀測結 果。圖2(A)為Y存在量的輪廓圖，(B)為Ba存在量的輪廓圖，(C)為Cu分 布量的輪廓圖，(D)為O存在量的輪廓圖，各元素的分布量大的部分顯示為 亮，分布量小的部分顯示為暗。
觀察圖2(A)~ (D)時，各元素的共同點是信號水平低的區(qū)域(即，(A)~ (D) 為暗區(qū)域)呈現(xiàn)出斑點狀，而且可以認為，該區(qū)域是在準備試樣的階段(切斷 時)氧化物超導晶粒脫落的部分，并且對應于相對于觀察面凹陷的部分。另 一方面，作為特征區(qū)域，即有(A)Y、 (B)Ba的信號水平低的(暗區(qū)域)，也有 (C)Cu、 (D)O的信號水平高的(亮區(qū)域)的區(qū)域。在圖2(A) (D)中用白線圍起 示出該區(qū)域。認為被該白線所圍繞的區(qū)域示出的是，在氧化物超導晶粒的晶 粒之間，主要含有Cu的化合物作為析出相而存在的區(qū)域。而且，在通常情 況下，如果從在大氣中制備得到的RE類氧化物超導燒結體類推時，則可以 認為所述的"主要含有Cu的化合物，，是氧化銅(CuO)和/或含有Cu的氧化物和 /或Ba-Cu化合物。
這些氧化銅(CuO)和/或含有Cu的氧化物和/或Ba-Cu化合物，如在"l.RE 類氧化物超導燒結體的組成"中所述的那樣，是通過將RE類氧化物超導燒結 體的組成設定成從化學計算量(義卜4軒才乂卜'J )的狀態(tài)向富含Cu的方向 移動的組成而產(chǎn)生的。而且可以認為，主要含有Cu的化合物作為析出相存 在于該氧化物超導晶粒的晶粒之間的RE類氧化物超導燒結體，對于由脈沖 激光照射等的熱負荷增加而引起的破裂的耐受性、對于因溫度變化所引起的 變形應力的強度大幅度提高?？梢哉J為這是因為，在氧化物超導體晶粒之間 存在的氧化銅(CuO)和/或含有Cu的氧化物起到氧化物超導體晶粒之間的接 合材料的作用的結果，作為氧化物超導燒結體全體，對于因溫度變化所引起 的變形應力的強度得到了提高。
在這里，a為l以上時，在具有組成式REu2BaL97Cu3.(nOx的RE類氧化 物超導晶粒間，氧化銅(CuO)和/或含有Cu的氧化物作為析出相而存在。此 外也明確了，該氧化物超導晶粒與該析出相的存在比例在98:2- 85:15的范 圍，則可兼顧充分確保對于變形應力的強度和所得到的RE類氧化物超導薄 膜的超導特性。其次，a小于l的情況下，具有組成式REo.98BaL99Cu3.o30x的RE類氧化 物超導晶粒間，以氧化銅(CuO)和/或含有Cu的氧化物和/或BaCu02等為代 表的Ba-Cu化合物作為析出相而存在。
此時也可明確，包含以氧化銅、含有Cu的氧化物以及BaCu02等為代 表的Ba-Cu化合物的析出相發(fā)揮氧化物超導體晶粒之間的接合材料的作用， 從而提高了作為氧化物超導燒結體全體對于因溫度變化所引起的變形應力 的強度。此外也明確了，該氧化物超導晶粒與該析出相的存在比例，與a為 l以上時的情況相同，在98:2 85:15的范圍，^v而可兼顧充分地確保對于 變形應力的強度和所得到的RE類氧化物超導薄膜的超導特性。 3.本發(fā)明涉及的激光燒蝕用靶的制造方法 下面，對本發(fā)明的激光燒蝕用靶的制造方法進行說明。 按望摩爾比稱量并混合肌203， BaC03, CuO的各原料粉末。具體而言， 在設定該原料中含有的RE元素的摩爾數(shù)為a、 Ba的摩爾數(shù)為(3、 Cu的摩爾 !史為y時，只要滿足a-6 —卩一y， 0.95 < a < 1.05, 1.6卩> 1.505卩即可。 即，期望得到的摩爾比是指，作為REaBabCucOjt，按照a + b + c-6， 0.95 <a<1.05， 1.505^c/b< 1.6進行稱量。例如，當a = 1.020, b=1.970, c = 3.010 時，c/b= 1.528。
利用濕式球磨機，在有機溶劑中混合20小時。然后將得到的漿料放入 干燥機中，充分揮發(fā)掉有機溶劑，制得混合物。
此外，對于該混合，除了稱量并混合各種原料粉末之外，還要準備包含 RE、 Ba、 Cu各元素的原料溶液，并按照所期望的摩爾比，將該原料溶液混 合、調制，制得混合溶液后，通過濕式共沉淀法等，從該混合溶液中沉淀出 含有RE、 Ba、 Cu各元素的混合物。
其次，在含有10~30%氧的氣氛(例如，可以為大氣)(以下，在本說明書 中有時也稱為含氧氣氛)中預燒成該混合物，制得預燒成粉末。預燒成條件 是在880°C ~960°C，優(yōu)選900。C 950。C下，加熱5 20小時。將得到的預燒 成粉末直接填充到后述的模具中，可通過加壓成形制造成形體，從組成更加 均勻的觀點考慮，優(yōu)選實施如下所述的粉碎，進行再次燒成而制成燒成粉末 的結構。
將該預燒成粉末與氧化鋯球體以及曱苯等有機溶劑 一起加入到陶瓷罐 中，進行球磨粉碎。通過該球磨粉碎操作，將預燒成粉末粉碎得更細，由此
10提高預燒成粉末的均勻性，同時可以提高下面燒成步驟中該預燒成粉末的熱 反應性。
使用千燥機干燥球磨粉碎結束了的漿料狀預燒成粉末。然后，在含氧氣
氛中，在880°C 960。C下，優(yōu)選在900。C 95(TC的溫度下，將干燥后的預 燒成粉末加熱5~50小時進行預燒成，得到燒成粉末。將得到燒成粉末與氧 化鋯球體以及曱苯等有機溶劑 一起加入到陶瓷罐中，進行球磨粉碎。該球磨 粉碎操作，是為了使該燒成粉末適用于制造RE類氧化物超導燒結體的粒度 分布的操作，調整粉碎時間，使得該燒成粉末的中值粒徑為20jum以下，優(yōu) 選為10pm以下。這是因為，該燒成粉末的中值粒徑為20pm以下，優(yōu)選為 l(Vm以下時，可以充分提高后述的RE類氧化物超導燒結體的密度。而且， 通過提高該RE類氧化物超導燒結體的密度，可以制造激光燒蝕用高密度、 高能效的靶。
將得到的粉末填充到模具中，在1.0-2.0噸/cn^的壓力下進行成形。而 且，該壓力成形優(yōu)選進行單螺桿成形。所制得的成形體的厚度優(yōu)選為5.0~ 7.0mm。接著，將該成形體設置在燒成爐內(nèi)，在含氧氣氛下，在900°C - 980°C ， 優(yōu)選在900°C ~ 940。C的溫度下，加熱10 ~ 50小時進行燒成。在加熱結束后 的降溫過程中，優(yōu)選向燒成爐內(nèi)導入氧氣。這是因為，該成形體經(jīng)燒成而生 成的RE類氧化物超導燒結體，具有在升溫過程中排出氧，相反在降溫過程 中攝入(取9込tr)氧的性質，所以通過在降溫過程中，向燒成爐內(nèi)導入氧， 使氣氛的氧分壓為21%以上，則可向RE類氧化物超導燒結體內(nèi)部更有效地 攝入氧。而且將攝入了足夠氧的RE類氧化物超導燒結體作為靶而制膜了的 超導薄膜，表現(xiàn)出優(yōu)異的超導特性。最后，通過只將得到的RE類氧化物超 導燒結體切成規(guī)定的大小，而不需要結合到襯板上，則可制作成能夠單純地 適用于激光燒蝕法用的靶。
實施例 實施例1
準備丫203、 BaC03、 CuO各種粉末，設定RE類氧化物超導體的組成式 為YaBabCucOx時，按照a = 1.000, b=1.978, c = 3.022， (c/b:1.528)地進行稱
量混合?；旌希抢脻袷角蚰C，將該混合物在有機溶劑(曱苯)中攪拌20小時 進行的。將如此得到的漿料放入干燥機中，使有機溶劑充分揮發(fā)。
接著，將該混合物設置在燒成爐內(nèi)，在含氧氣氛下，在900。C下，加熱 IO小時而進行預燒成，得到預燒成粉末。
接著，將該預燒成粉末與氧化鋯球體以及曱苯一起加入到陶乾罐中，進 行球磨粉碎。通過該操作，將該預燒成粉末粉碎得更細，從而提高了均勻性。 通過該細化以及均勻化，可以提高該預燒成粉末在下面的燒成步驟中的熱反 應性。利用干燥機干燥經(jīng)球磨粉碎結束后的漿料狀預燒成粉末。將該干燥后 的預燒成粉末在含氧氣氛中，在930。C下加熱20小時而進行燒成，得到燒成 粉末。在陶資罐中，加入得到的燒成粉末的同時，加入氧化鋯球體以及曱苯， 進行10小時的球磨粉碎。結果，該燒成粉末的中值粒徑為8.0jum。
在口徑為lOOmmcp的圓盤狀模具中填充該粉碎后的燒成粉末，在單螺桿 成形壓力為1.5噸/cn^的壓力下進行成形，得到成形體。而且，成形體的厚 度為6.5mm。接著，將該成形體設置在燒成爐內(nèi)，在含氧氣氛中，在930°C 的溫度下，加熱20小時而進行燒成。然后在燒成結束后的降溫過程中，向 燒成爐內(nèi)導入氧氣(2.0L/min),得到RE類氧化物超導燒結體試樣A，以其原 狀態(tài)大小，將其作為激光燒蝕用靶試樣A。
除了準備丫203、 BaC03、 CuO的各種粉末原料，設定RE類氧化物超導 體的組成式為YaBabCucOx時，4耍照a- 1.000, b=2.020, c = 2.980 (c/b=l.475) 地進行稱量混合以外，進行與上述的激光燒蝕用的靶試樣A相同的操作，制 得激光燒蝕用靶試樣B。進而，采用相同的4喿作，制得&= 1.000、 b=1.962、 c = 3.038(c/b二1.548)的試樣C、 a= 1.000、 b=1.990、 c = 3.010(c/b^.513)的試 樣D、 a= 1.000、 b=1.996、 c = 3.004(c/b^l.505)的試樣E、 a= 1.000、 b=1.998、 c = 3.003 (c/b^.503)的試樣F、 a= 1.000、 b=2.000、 c = 3.000(cA^1.500)的試 樣G、作為a= 1.000、 b=20.13、 c-2.987(c/b二1.484)的試樣H、作為a= 1.000、 b=2.037、 c-2.963(c/b-1.455)的試樣I 。
對以上所得的激光燒蝕用靶的試樣A~ 1 ，進行精細陶瓷(7 7 乂七
，、；夕只)的三點彎曲強度的試驗，進行了對于兩個試樣機械變形的強度 的比較。這一點認為是，因為對于因溫度變化所引起的變形應力的強度和對 于機械變形的強度之間具有互為正的相關關系。這里，對于該機械變形的強度試驗，是以JISR 1601"精細陶瓷的彎曲強 度試驗方法"為基準進行的，測定三點彎曲強度(db3)。
其中，支點間距離30mm，十字頭(夕口只、？卜')移動速度0.5mm/ 分，試樣長度40mm，試樣寬度4.0mm，試才羊厚度3.0mm,試樣切片個 數(shù)10。
該試驗的結果示出試樣A為88.9 N/mm2,試樣B為43.1 N/mm2,試 樣C為88.7 N/mm2,試樣D為84.5 N/mm2,試樣E為76.4 N/mm2，試才羊 F為48.0 N/mm2,試樣G為42.2 N/mm2,試樣H為46.3 N/mm2，試樣I為 41.8 N/mm2的三點彎曲強度(cib3)。
圖3示出該三點彎曲強度的試驗結果。圖3是，縱坐標是單位為N/mm2 的三點彎曲強度(ob3)值，橫坐標為各個試樣的c/b值的圖。根據(jù)圖3可知， 試樣的三點彎曲強度的試驗結果中，當c/b的值為1.505以上時三點彎曲強 度大幅度提高。相對于試樣A的試驗結果為88.9 N/mm2，試樣B的試驗結 果為43.1 N/mm2,明確了試樣A的三點彎曲強度為試樣B的大致兩倍以上 的事實。由此，明確了試樣A、 C E比試樣B、 F~I，對于機械變形的強 度大幅度提高的事實。從而認為，對于因溫度變化所引起的變形應力的強度 而言，試樣A、 C E的強度大大高于試樣B、 F I的強度。
(實施例2)
對于實施例1中制作的試樣A、 B各十個，進行相當于實際脈沖激光沉 積法的激光照射，進行各試樣的破損情況的比較。
其中，激光照射源準分子激光，激光照射條件激光輸出為400mJ、 200Hz的激光照射條件下，固定該激光照射源(元)。而且，將該試樣對著該 激光照射源，以10mm/sec的速度相對地移動，對各個試樣的中央部的 50mmx50mm的區(qū)域實施激光照射。
其結果，所準備的十個試樣A,全部沒有發(fā)生斷裂，另一方面，所準備 的十個試樣B，全部發(fā)生斷裂。
^v以上的結果明確了以下事實，即試樣A與試樣B相比較，對于通過 激光照射溫度變化所引起的變形應力的強度得以顯著的改善。
接著，再次制作試樣A、 B，這次是在兩個試樣上結合了襯板，作為靶 材使用。然后，在結合了該襯板的兩個試樣上，在與上面所述的相同條件下 照射激光，在MgO的單晶基板上形成2000口的超導薄膜，分別作為制膜試樣A、 B。將該制膜試樣A、 B在氧氣中，在400。C下進行退火處理，然后測 定超導特性，制膜試樣A、 B具有同等的超導特性。


圖1是從圓盤狀RE類氧化物超導燒結體切出組織分析用試樣時的立體圖。圖2是示出通過EPMA對激光燒蝕用試樣進行組織分析的觀察結果的照 片數(shù)據(jù)。圖3是激光燒蝕用試樣的三點彎曲強度的試驗結果。
權利要求
1. 一種激光燒蝕用靶，該激光燒蝕用靶包含由通式REaBabCueO"其中， RE為釔和/或稀土元素)表示的RE類氧化物超導燒結體，其中，a + b + c-6， 0.95<a< 1.05, 1.505^c/b< 1.6,該氧化物超導燒結體中含有的氧化物超導 晶粒的晶界，有氧化銅和/或含銅氧化物和/或Ba-Cu化合物的析出相存在。
2. 權利要求1所述的激光燒蝕用靶，其中，上述氧化物超導晶粒與上述 析出相的存在比例為98:2 ~ 85:15的范圍。
3. —種制造權利要求1或2所述的激光燒蝕用靶的方法，該方法包括以 下步驟稱量并混合含有RE元素的原料、含有Ba的原料、含有Cu的原料，制 得混合物；在含有10 ~ 30%氧的氣氛中，在880°C ~ 96(TC下加熱該混合物5 20小 時，得到預燒成粉末；將該預燒成粉末壓縮成形，得到成形體；在含有10~30%氧的氣氛中，在900°C 980。C下加熱該成形體10 50 小時，得到RE類氧化物超導燒結體，在稱量并混合上述含有RE元素的原料、含有Ba的原料、含有Cu的原 料而制得混合物的步驟中，在將該原料中所含的RE元素的摩爾數(shù)設為ot、 Ba的摩爾凄丈i殳為卩、Cu的摩爾凄ti殳為y時，以滿足a-6 —[3 —y, 0.95 <a< 1.05， 1.6卩〉y^l.505卩地進行稱量混合。
4. 一種制造權利要求1或2所述的激光燒蝕用靶的方法，該方法包括以 下步驟稱量并混合含有RE元素的原料溶液、含有Ba的原料溶液、含有Cu的 原料溶液，制得混合溶液；沉淀步驟，通過濕式共沉淀法，從該混合溶液中沉淀出含有RE、 Ba、 Cu各元素的混合物；在含有10 ~ 30%氧的氣氛中，在880°C ~ 960。C下加熱上述混合物5 20 小時，得到預燒成粉末；將該預燒成粉末壓縮成形，得到成形體；在含有10~30%氧的氣氛中，在卯0。C 980。C下加熱該成形體10 50 小時，得到RE類氧化物超導燒結體，稱量并混合上述含有RE元素的原料溶液、含有Ba的原料溶液、含有 Cu的原料溶液而得到混合溶液的步驟中，在將該原料溶液中所含的RE元素 的摩爾數(shù)設為a、 Ba的摩爾數(shù)設為卩、Cu的摩爾數(shù)設為Y時，以滿足a-6 一(3-Y， 0.95 <a< 1.05, 1.6(3> l-505p i也進4亍牙爾量〉V曰o合。
5. 權利要求3或4中所迷的激光燒蝕用耙的制造方法，其中，該方法包 括以下步驟在含有10 ~ 30%氧的氣氛中，在880°C ~ 960°C下加熱該預燒成粉末5 50 小時，得到燒成粉末；粉碎該燒成粉末，使燒成粉末的中值粒徑為20(im以下； 對該粉碎得到的燒成粉末進行壓縮成形而得到成形體。
6. 權利要求3至5中任一項所述的激光燒蝕用靶的制造方法，其中， 在加熱所述成形體而制得RE類氧化物超導燒結體的步驟中，加熱結束后的 降溫過程時，將氣氛的氧分壓設定為21%以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及激光燒蝕用靶及其制造方法，其作為不需要與襯板結合而能夠適于激光燒蝕法用靶使用，本發(fā)明還提供RE類氧化物超導燒結體的制造方法。準備各種粉末或者溶液，用組成式RE_aBa_bCu_cO_x來表示RE類氧化物超導體時，稱量混合各種粉末或溶液，使a+b+c＝6，0.95＜a＜1.05，1.505≤c/b＜1.6，進行預燒成、粉碎、燒成、粉碎和成形而得到RE類氧化物超導燒結體，將該RE類氧化物超導燒結體作為靶使用于激光燒蝕中。
文檔編號C23C14/24GK101313081SQ200680040130
公開日2008年11月26日 申請日期2006年8月11日 優(yōu)先權日2005年8月31日
發(fā)明者小嶋正大 申請人:同和電子科技有限公司