CN107438887B - 超导线和用于制造超导线的方法 - Google Patents

超导线和用于制造超导线的方法 Download PDF

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Abstract

包括：第一超导线材，其具有第一前表面和作为与所述第一前表面相反的表面的第一后表面，并且还具有第一超导层和第一加强层；第二超导线材，其具有第二前表面和作为与所述第二前表面相反的表面的第二后表面，并且还具有第二超导层和第二加强层；以及连接构件，其将所述第一超导线材接合到所述第二超导线材。所述第一超导线材具有第一边缘部，在所述第一边缘部处，所述第一前表面侧的所述第一加强层被至少部分地去除，并且所述第二超导线材具有第二边缘部，在所述第二边缘部处，所述第二前表面侧的所述第二加强层被至少部分地去除。位于所述第一边缘部的所述第一前表面通过所述连接构件接合到位于除了所述第二边缘部之外的所述第二前表面，并且位于所述第二边缘部的所述第二前表面通过所述连接构件接合到位于除了所述第一边缘部之外的所述第一前表面。

Description

超导线和用于制造超导线的方法
技术领域
本发明涉及超导线和用于制造超导线的方法。
本申请要求于2016年3月11日提交的基于日本申请No.2016-48786的优先权，并且将该日本申请中的整个描述并入本文。
背景技术
为了制造用于超导设备的超导线，需要长的超导线材。通常，通过连续连接多个超导线材来得到长超导线材。
作为连接多个超导线材的结构，提出了日本专利特许公开No.2011-238513(PTD1)中描述的连接结构。PTD 1中描述的第一超导线材具有超导层、内部焊接层和加强层。另外，PTD 1中描述的超导线材具有边缘部。PTD 1中描述的第二超导线材具有与第一超导线材的结构相同的结构。
超导层具有第一表面和第二表面。加强层设置在第一表面和第二表面上。然而，加强层没有设置第一表面的位于边缘部侧的区域上。即，在第一表面的位于边缘部侧的区域中露出超导层。内部焊接层设置在加强层和第一表面和第二表面之间，以将加强层接合到超导层。
PTD 1中描述的用于超导线材的连接结构具有第一超导线材、第二超导线材和连接焊接层。第一表面的位于边缘部侧的区域中露出的第一超导线材的超导层被布置成面对第一表面的位于边缘部侧的区域中露出的第二超导线材的超导层。第一表面的位于边缘部侧的区域中露出的第一超导线材的超导层通过连接焊料接合到第一表面的位于边缘部侧的区域中露出的第二超导线材的超导层。
引用列表
专利文献
PTD1：日本专利特许公开No.2011-238513
发明内容
问题的解决方案
本公开的一种超导线包括：第一超导线材，其具有第一前表面和第一后表面，所述第一后表面是与所述第一前表面相反的表面；第二超导线材，其具有第二前表面和第二后表面，所述第二后表面是与所述第二前表面相反的表面；以及连接构件，其将所述第一超导线材接合到所述第二超导线材。所述第一超导线材具有第一超导层和第一加强层，所述第一加强层设置在所述第一超导层的第一前表面侧和第一后表面侧。所述第二超导线材具有第二超导层和第二加强层，所述第二加强层设置在所述第二超导层的第二前表面侧和第二后表面侧。
所述第一超导线材具有第一边缘部，在所述第一边缘部处，所述第一前表面侧的所述第一加强层被至少部分地去除。所述第二超导线材具有第二边缘部，在所述第二边缘部处，所述第二前表面侧的所述第二加强层被至少部分地去除。
位于所述第一边缘部的所述第一前表面通过所述连接构件接合到位于除了所述第二边缘部之外的所述第二前表面，并且位于所述第二边缘部的所述第二前表面通过所述连接构件接合到位于除了所述第一边缘部之外的所述第一前表面。
附图说明
图1是根据第一实施例的超导线的顶视图。
图2A是根据第一实施例的超导线中的第一超导线材和第二超导线材的接合部分的剖视图。
图2B是根据第一实施例的第一变形的超导线中的第一超导线材和第二超导线材的接合部分的剖视图。
图2C是根据第一实施例的第二变形的超导线中的第一超导线材和第二超导线材的接合部分的剖视图。
图3是根据第一实施例的第三变形的超导线的剖视图。
图4是根据第一实施例的使用超导线的超导设备的示意图。
图5是根据第一实施例的用于制造超导线的方法的工艺流程图。
图6A是经受线材处理步骤的第一超导线材的剖视图。
图6B是经受线材处理步骤的第二超导线材的剖视图。
图6C是经受线材处理步骤的第一超导线材的变形的剖视图。
图6D是经受线材处理步骤的第二超导线材的变形的剖视图。
图7A是从第一前表面侧看到的、经受线材处理步骤的第一超导线材的顶视图。
图7B是从第一前表面侧看到的、经受线材处理步骤的第一超导线材的变形的顶视图。
图7C是从第一前表面侧看到的、经受线材处理步骤的第一超导线材的另一个变形的顶视图。
图8A是从第二前表面侧看到的、经受线材处理步骤的第二超导线材的顶视图。
图8B是从第二前表面侧看到的、经受线材处理步骤的第二超导线材的变形的顶视图。
图8C是从第二前表面侧看到的、经受线材处理步骤的第二超导线材的另一个变形的顶视图。
图9A是示出在线材处理步骤中加热第一超导线材的第一边缘部的剖视图。
图9B是示出在线材处理步骤中剥离第一超导线材的第一加强层的剖视图。
图9C是示出在线材处理步骤的变形中加热第一超导线材的第一边缘部的剖视图。
图9D是示出在线材处理步骤的变形中剥离第一超导线材的第一加强层的剖视图。
图9E是示出在线材处理步骤中切除第一超导线材的第一边缘部的一部分的剖视图。
图10A是在线材接合步骤中进行接合之前根据第一实施例的超导线的剖视图。
图10B是在线材接合步骤中进行接合时根据第一实施例的超导线的剖视图。
图11A是在线材接合步骤中进行接合之前根据第一实施例的第三变形的超导线的剖视图。
图11B是在线材接合步骤中进行接合时根据第一实施例的第三变形的超导线的剖视图。
图12是根据第一比较例的超导线的剖视图。
图13是临界电流测量的示意图。
图14是根据第二比较例的超导线的剖视图。
图15是根据第二实施例的超导线的顶视图。
图16A是根据第二实施例的超导线中的第一超导线材和第二超导线材的接合部分的剖视图。
图16B是根据第二实施例的变形的超导线中的第一超导线材和第二超导线材的接合部分的剖视图。
图17是根据第二实施例的用于制造超导线的方法的工艺流程图。
图18A是在线材接合步骤中进行接合之前根据第二实施例的超导线的剖视图。
图18B是在线材接合步骤中进行接合时根据第二实施例的超导线的剖视图。
图19是根据第三实施例的超导线的顶视图。
图20A是根据第三实施例的超导线中的第一超导线材和第二超导线材的接合部分的剖视图。
图20B是根据第三实施例的第一变形的超导线中的第一超导线材和第二超导线材的接合部分的剖视图。
图21A是根据第三实施例的第二变形的超导线中的第一超导线材和第二超导线材的接合部分的剖视图。
图21B是根据第三实施例的第三变形的超导线中的第一超导线材和第二超导线材的接合部分的剖视图。
图22是根据第三实施例的用于制造超导线的方法的工艺流程图。
图23A是在线材接合步骤中进行接合之前根据第三实施例的超导线的剖视图。
图23B是在线材接合步骤中进行接合时根据第三实施例的超导线的剖视图。
具体实施方式
[本公开要解决的问题]
PTD1中描述的用于超导线材的接合结构当经受弯曲变形、拉伸变形等时不具有充足的机械性质。即，当PTD1中描述的用于超导线材的接合结构经受弯曲变形、拉伸变形等时，有可能在超导层彼此面对使连接焊料插入其间的一部分的边缘处出现应力集中。
已经鉴于传统技术的此问题做出了本公开。即，本公开提供了机械性质优异的超导线。
[本公开的效果]
根据本公开，可实现抵抗弯曲变形、拉伸变形等的优良机械性质。
[对本发明的实施例的描述]
首先，将以列表形式描述本发明的实施例。
(1)根据本发明的一个实施例的一种超导线包括：第一超导线材，其具有第一前表面和第一后表面，第一后表面是与第一前表面相反的表面；第二超导线材，其具有第二前表面和第二后表面，第二后表面是与第二前表面相反的表面；以及连接构件，其将第一超导线材接合到第二超导线材。第一超导线材具有第一超导层和第一加强层，第一加强层设置在第一超导层的第一前表面侧和第一后表面侧。第二超导线材具有第二超导层和第二加强层，第二加强层设置在第二超导层的第二前表面侧和第二后表面侧。
第一超导线材具有第一边缘部，在第一边缘部处，第一前表面侧的第一加强层被至少部分地去除。第二超导线材具有第二边缘部，在第二边缘部处，第二前表面侧的第二加强层被至少部分地去除。
位于第一边缘部的第一前表面通过连接构件接合到位于除了第二边缘部之外的第二前表面，位于第二边缘部的第二前表面通过连接构件接合到位于除了第一边缘部之外的第一前表面。
利用(1)中的超导线，可实现抵抗弯曲变形、拉伸变形等的优良机械性质。
(2)在(1)中，在第一边缘部处，第一前表面侧的第一加强层可被完全地去除，并且在第二边缘部处，第二前表面侧的第二加强层可被完全地去除。
利用(2)中的超导线，可减小第一超导线材和第二超导线材之间的连接电阻的值。
(3)(1)和(2)中的超导线包括电阻值比连接构件的电阻值低的导电构件，并且导电构件布置在位于第一边缘部的第一前表面和位于第二边缘部的第二前表面之间。
利用(3)中的超导线，可减小第一超导线材和第二超导线材之间的连接电阻的值。
(4)(1)至(3)中的超导线还包括设置在第一后表面侧的第一加强层上的第一加强构件，并且第一加强构件可从第一边缘部突出，并且可接合到第二前表面侧的第二加强层。
利用(4)中的超导线，可实现对抗弯曲变形、拉伸变形等的更好机械性质。
(5)(1)至(4)中的超导线还包括设置在第二后表面侧的第二加强层上的第二加强构件，并且第二加强构件可从第二边缘部突出，并且可接合到第一前表面侧的第一加强层。
利用(5)中的超导线，可实现对抗弯曲变形、拉伸变形等的更好机械性质。
(6)(1)至(5)中的超导线可具有大于或等于第一超导线材和第二超导线材的可容许拉伸强度中的较小可容许拉伸强度的80％的可容许拉伸强度。
利用(6)中的超导线，可实现优良的拉伸性质。
(7)(1)至(6)中的超导线可具有小于或等于第一超导线材和第二超导线材的可容许弯曲直径中的较大可容许弯曲直径的四倍的可容许弯曲直径。
利用(7)中的超导线，可实现优良的弯曲性质。
(8)根据本发明的一个实施例的一种超导线包括：第一超导线材，其具有第一前表面和第一后表面，第一后表面是与第一前表面相反的表面；第二超导线材，其具有第二前表面和第二后表面，第二后表面是与第二前表面相反的表面；以及连接构件，其将第一超导线材接合到第二超导线材。第一超导线材具有第一超导层和第一加强层，第一加强层设置在第一超导层的第一前表面侧和第一后表面侧。第二超导线材具有第二超导层和第二加强层，第二加强层设置在第二超导层的第二前表面侧和第二后表面侧。
第一超导线材具有第一边缘部，在第一边缘部处，第一前表面侧的第一加强层被至少部分地去除。第二超导线材具有第二边缘部，在第二边缘部处，第二前表面侧的第二加强层被至少部分地去除。
位于第一边缘部的第一前表面和位于第二边缘部的第二前表面通过连接构件接合。第一后表面侧的第一加强层具有第一突出部，所述第一突出部从第一边缘部突出并且接合到第二前表面侧的第二加强层。第二后表面侧的第二加强层具有第二突出部，所述第二突出部从第二边缘部突出并且接合到第一前表面侧的第一加强层。
利用(8)中的超导线，可实现抵抗弯曲变形、拉伸变形等的优良机械性质。
(9)在(8)中的超导线中，在第一边缘部处，第一前表面侧的第一加强层可被完全地去除，并且在第二边缘部处，第二前表面侧的第二加强层可被完全地去除。
利用(9)中的超导线，可减小第一超导线材和第二超导线材之间的连接电阻的值。
(10)根据本发明的一个实施例的一种超导线包括：第一超导线材，其具有第一前表面和第一后表面，第一后表面是与第一前表面相反的表面；第二超导线材，其具有第二前表面和第二后表面，第二后表面是与第二前表面相反的表面；第三加强构件，其布置在第一前表面和第二前表面之间；以及连接构件，其将第一超导线材接合到第三加强构件，并且将第二超导线材接合到第三加强构件。第一超导线材具有第一超导层和第一加强层，第一加强层设置在第一超导层的第一前表面侧和第一后表面侧。第一超导线材具有第一边缘部，在第一边缘部处，第一前表面侧的第一加强层被至少部分地去除。第二超导线材具有第二超导层和第二加强层，第二加强层设置在第二超导层的第二前表面侧和第二后表面侧。第二超导线材具有第二边缘部，在第二边缘部处，第二前表面侧的第二加强层被至少部分地去除。
位于第一边缘部的第一前表面被布置成面对位于除了第二边缘部之外的第二前表面，位于第二边缘部的第二前表面被布置成面对位于除了第一边缘部之外的第一前表面。第三加强构件具有比连接构件的电阻值低的电阻值和比连接构件的强度高的强度。
利用(10)中的超导线，可实现抵抗弯曲变形、拉伸变形等的更好机械性质，并且可减小第一超导线材和第二超导线材之间的连接电阻的值。
(11)在(10)中，在第一边缘部处，第一前表面侧的第一加强层可被完全地去除，并且在第二边缘部处，第二前表面侧的第二加强层可被完全地去除。
利用(11)中的超导线，可减小第一超导线材和第二超导线材之间的连接电阻的值。
(12)在(1)至(11)中的超导线中，第一加强层可在第一超导层上产生压缩应变，并且第二加强层可在第二超导层上产生压缩应变。
利用(12)中的超导线，可实现抵抗弯曲变形、拉伸变形等的更好机械性质。
(13)在(12)中的超导线中，位于第一边缘部的第一超导层上的压缩应变可小于位于除了第一边缘部之外的第一超导层上的压缩应变，并且位于第二边缘部的第二超导层上的压缩应变可小于位于除了第二边缘部之外的第二超导层上的压缩应变。
利用(13)中的超导线，可减小第一超导线材和第二超导线材之间的连接电阻的值。
(14)根据本发明的一个实施例的一种用于制造超导线的方法包括将第一超导线材接合到第二超导线材的步骤，第一超导线材，其具有第一前表面和第一后表面，第一后表面是与第一前表面相反的表面；第二超导线材，其具有第二前表面和第二后表面，第二后表面是与第二前表面相反的表面。第一超导线材具有第一超导层和设置在第一前表面侧和第一后表面侧的第一加强层。第二超导线材具有第二超导层和设置在第二前表面侧和第二后表面侧的第二加强层。
第一超导线材具有第一边缘部，在第一边缘部处，第一前表面侧的第一加强层被至少部分地去除。第二超导线材具有第二边缘部，在第二边缘部处，第二前表面侧的第二加强层被至少部分地去除。位于第一边缘部的第一前表面通过连接构件接合到位于除了第二边缘部之外的第二前表面。位于第二边缘部的第二前表面通过连接构件接合到位于除了第一边缘部之外的第一前表面。
利用(14)中的用于制造超导线的方法，可执行具有抵抗弯曲变形、拉伸变形等的更好机械性质的超导线的连接。
(15)在(14)中的用于制造超导线的方法中，位于第一边缘部的第一前表面侧的第一加强层和位于第二边缘部的第二前表面侧的第二加强层可被完全地去除。
利用(15)中的用于制造超导线的方法，可减小连接电阻的值。
(16)在(14)和(15)中的用于制造超导线的方法还可包括在位于第一边缘部的第一前表面和位于第二边缘部的第二前表面之间插入导电构件的步骤。
利用(16)中的用于制造超导线的方法，可进一步减小连接电阻的值。
(17)根据本发明的一个实施例的一种用于制造超导线的方法包括将第一超导线材接合到第二超导线材的步骤，第一超导线材，其具有第一前表面和第一后表面，第一后表面是与第一前表面相反的表面；第二超导线材，其具有第二前表面和第二后表面，第二后表面是与第二前表面相反的表面。第一超导线材具有第一超导层和设置在第一前表面侧和第一后表面侧的第一加强层。第二超导线材具有第二超导层和设置在第二前表面侧和第二后表面侧的第二加强层。
第一超导线材具有第一边缘部，在第一边缘部处，第一前表面侧的第一加强层被至少部分地去除。第二超导线材具有第二边缘部，在第二边缘部处，第二前表面侧的第二加强层被至少部分地去除。位于第一边缘部的第一前表面通过连接构件接合到位于第二边缘部的第二前表面。
第一后表面侧的第一加强层具有从第一边缘部突出的第一突出部。第二后表面侧的第二加强层具有从第二边缘部突出的第二突出部。第一突出部接合到第二前表面侧的第二加强层。第二突出部接合到第一前表面侧的第一加强层。
利用(17)中的用于制造超导线的方法，可执行具有抵抗弯曲变形、拉伸变形等的更好机械性质的超导线的连接。
(18)在(17)中的用于制造超导线的方法中，位于第一边缘部的第一前表面侧的第一加强层和位于第二边缘部的第二前表面侧的第二加强层可被完全地去除。
利用(18)中的用于制造超导线的方法，可减小连接电阻的值。
(19)根据本发明的一个实施例的一种用于制造超导线的方法包括通过连接构件将第一超导线材和第二超导线材接合到第三加强构件的步骤，第一超导线材，其具有第一前表面和第一后表面，第一后表面是与第一前表面相反的表面；第二超导线材，其具有第二前表面和第二后表面，第二后表面是与第二前表面相反的表面，第三加强构件布置在第一前表面和第二前表面之间。第一超导线材具有第一边缘部，在第一边缘部处，第一前表面侧的第一加强层被至少部分地去除。第一超导线材具有第一超导层和设置在第一前表面侧和第一后表面侧的第一加强层。第二超导线材具有第二边缘部，在第二边缘部处，第二前表面侧的第二加强层被至少部分地去除。第二超导线材具有第二超导层和设置在第二前表面侧和第二后表面侧的第二加强层。位于第一边缘部的第一前表面被布置成面对位于除了第二边缘部之外的第二前表面，位于第二边缘部的第二前表面被布置成面对位于除了第一边缘部之外的第一前表面。第三加强构件具有比连接构件的电阻值低的电阻值和比连接构件的强度高的强度。
利用(19)中的用于制造超导线的方法，可执行具有抵抗弯曲变形、拉伸变形等并且具有减小的连接电阻值的更好机械性质的超导线的连接。
(20)在(19)中的用于制造超导线的方法中，位于第一边缘部的第一前表面侧的第一加强层和位于第二边缘部的第二前表面侧的第二加强层可被完全地去除。
利用(20)中的用于制造超导线的方法，可减小连接电阻的值。
[本发明的实施例的细节]
接下来，将描述实施例的细节。
(第一实施例)
下文中，将参照附图描述根据第一实施例的超导线的构造。
图1是根据第一实施例的超导线的顶视图。如图1中所示，根据第一实施例的超导线具有第一超导线材1、第二超导线材2和连接构件3(参见图2A)。对于连接构件3，例如，使用诸如锡(Sn)-铅(Pb)共晶合金或锡(Sn)-铟(In)合金的焊料。第一超导线材1和第二超导线材2均具有片状形状。第一超导线材1和第二超导线材2通过连接构件3接合。应该注意，虽然图1只示出第一超导线材1和第二超导线材2，但还可通过接合更多超导线材来形成根据第一实施例的超导线。
图2A是根据第一实施例的超导线中的第一超导线材1和第二超导线材2接合的部分的剖视图。如图2A中所示，第一超导线材1具有第一超导层11、第一加强层12、第一内部连接构件13和第一表面连接构件14。第二超导线材2具有第二超导层21、第二加强层22、第二内部连接构件23和第二表面连接构件24。第一超导线材1具有第一边缘部1a。第二超导线材2具有第二边缘部2a。第一边缘部1a是位于纵向方向上的第一超导线材1的边缘处的一部分。第二边缘部2a是位于纵向方向上的第二超导线材2的边缘处的一部分。
第一超导线材1具有第一前表面1b和第一后表面1c。第一后表面1c是与第一前表面1b相反的表面。第二超导线材2具有第二前表面2b和第二后表面2c。第二后表面2c是与第二前表面2b相反的表面。
第一超导层11和第二超导层21均是例如在银(Ag)护套中包含基于铋(Bi)的高温超导氧化物的层。然而，第一超导层11和第二超导层21的构造不限于此。
对于第一加强层12和第二加强层22，例如，使用镍(Ni)合金。然而，用于第一加强层12和第二加强层22的材料不限于此。例如，可使用不锈钢、铜(Cu)合金等作为第一加强层12和第二加强层22。应该注意，用于第一加强层12的材料可与用于第二加强层22的材料相同或不同。
对于第一内部连接构件13和第二内部连接构件23，例如，使用诸如锡(Sn)-银(Ag)合金的不含铅焊料。第一内部连接构件13和第二内部连接构件23优选地具有比连接构件3的熔点高的熔点。
对于第一表面连接构件14和第二表面连接构件24，例如，使用诸如锡(Sn)-银(Ag)合金的不含铅的焊料。应该注意，第一表面连接构件14和第二表面连接构件24的材料可与用于一内部连接构件13和第二内部连接构件23的材料相同或不同。第一表面连接构件14和第二表面连接构件24优选地具有比连接构件3的熔点高的熔点。
第一加强层12设置在第一超导层11的第一前表面1b侧和第一后表面1c侧。在位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧，第一加强层12被完全地去除。
图2B是根据第一实施例的第一变形的超导线中的第一超导线材1和第二超导线材2接合的部分的剖视图。应该注意，如图2B中所示，在位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧，第一加强层12可被部分去除。在这种情况下，尽管位于第一边缘部1a的第一超导层11的第一前表面1b侧被第一加强层12覆盖，但位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一加强层12的厚度比位于除了第一边缘部1a之外的第一前表面1b侧的第一加强层12的厚度薄。因此，第一边缘部1a只需要是其中被至少部分地去除第一前表面1b侧的第一加强层12的一部分。
如图2A中所示，第二加强层22设置在第二超导层21的第二前表面2b侧和第二后表面2c侧。在位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧，第二加强层22被完全地去除。
应该注意，如图2B中所示，在位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧，第二加强层22可被部分去除。在这种情况下，虽然位于第二边缘部2a的第二超导层21的第二前表面2b侧被第二加强层22覆盖，但位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二加强层22的厚度比位于除了第二边缘部2a之外的第二前表面2b侧的第二加强层22的厚度薄。因此，第二边缘部2a只需要是其中被至少部分地去除第二前表面2b侧的第二加强层22的一部分。
第一加强层12设置在第一超导层11上，其被施加张力。由此，第一加强层12在第一超导层11上产生压缩应变。位于第一边缘部1a的第一超导层11中产生的压缩应变可小于位于除了第一边缘部1a之外的第一超导层11中产生的压缩应变。当位于第一边缘部1a的第一超导层11的第一前表面1b侧产生的压缩应变小于位于第一边缘部1a的第一超导层11的第一后表面1c侧产生的压缩应变时，第一边缘部1a优选地在纵向方向上具有窄宽度。具体地，在这种情况下，纵向方向上的第一边缘部1a的宽度优选地小于或等于20mm。
第二加强层22设置在第二超导层21上，其被施加张力。由此，第二加强层22在第二超导层21上产生压缩应变。位于第二边缘部2a的第二超导层21中产生的压缩应变可小于位于除了第二边缘部2a之外的第二超导层21中产生的压缩应变。当位于第二边缘部2a的第二超导层21的第二前表面2b侧产生的压缩应变小于位于第二边缘部2a的第二超导层21的第二后表面2c侧产生的压缩应变时，第二边缘部2a优选地在纵向方向上具有窄宽度。具体地，在这种情况下，纵向方向上的第二边缘部2a的宽度优选地小于或等于20mm。
应该注意，通过X射线或中子衍射方法来测量压缩应变。另外，可使用弹簧板测量压缩应变。
各第一内部连接构件13设置在第一超导层11和各第一加强层12之间。由此，第一超导层11和第一加强层12被接合。各第二内部连接构件23设置在第二超导层21和各第二加强层22之间。由此，第二超导层21和第二加强层22被接合。应该注意，当位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一加强层12被完全地去除时，位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一内部连接构件13可被去除。另外，当位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二加强层22被完全地去除时，位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二内部连接构件23可被去除。
第一表面连接构件14设置在第一前表面1b侧和第一后表面1c侧的第一加强层12上。第二表面连接构件24设置在第二前表面2b侧和第二后表面2c侧的第二加强层12上。
位于第一边缘部1a的第一前表面1b接合到位于除了第二边缘部2a之外的第二前表面2b。具体地，位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一内部连接构件13接合到位于除了第二边缘部2a之外的第二前表面2b侧的第二表面连接构件24。
位于第二边缘部2a的第二前表面2b接合到位于除了第一边缘部1a之外的第一前表面1b。具体地，位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二内部连接构件23接合到位于除了第一边缘部1a之外的第一前表面1b侧的第一表面连接构件14。
应该注意，当如图2B中所示第一加强层12设置在位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧并且第二加强层22设置在位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧时，位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一加强层12接合到位于除了第二边缘部2a之外的第二前表面2b侧的第二表面连接构件24，并且位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二加强层22接合到位于除了第一边缘部1a之外的第一前表面1b侧的第一表面连接构件14。
如图2A中所示，第一前表面1b侧的第一加强层12的边缘和第二前表面2b侧的第二加强层的边缘之间设置有间隔。在设置有这个间隔的位置，位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一内部连接构件13接合到位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二内部连接构件23。
应该注意，当如图2B中所示第一加强层12设置在位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧并且第二加强层22设置在位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧时，位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一加强层12通过连接构件3接合到位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二加强层22。
在位于第一边缘部1a的第一前表面1b和位于第二边缘部2a的第二前表面2b之间，导电构件31可设置在连接构件3中。对于导电构件31，使用导电率比连接构件3的导电率高的材料。例如，当连接构件3是诸如Sn合金的焊料时，使用Cu、Ag、金(Au)等用作导电构件31。
图2C是根据第一实施例的第二变形的超导线中的第一超导线材1和第二超导线材2接合的部分的剖视图。如图2C中所示，第一前表面1b侧的第一加强层12的边缘和第二前表面2b侧的第二加强层的边缘之间可没有设置间隔。即，第一前表面1b侧的第一加强层12的边缘和第二前表面2b侧的第二加强层的边缘可彼此接触。应该注意，当第一加强层12设置在位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧并且第二加强层22设置在位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧时，位于除了第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一加强层12的边缘可接触位于除了第二边缘部2a之外的第二前表面2b侧的第二加强层22的边缘。
图3是根据第一实施例的超导线的第三变形的剖视图。如图3中所示，根据第一实施例的超导线可具有第一加强构件4和第二加强构件5。应该注意，根据第一实施例的超导线可只具有第一加强构件4和第二加强构件5中的一个。
第一加强构件4设置在第一超导线1的第一后表面1c上。第一加强构件4的边缘从第一边缘部1a突出并且通过连接构件3接合到第二超导线材2的第二前表面2b。第二加强构件5设置在第二超导线2的第二后表面2c上。第二加强构件5的边缘从第二边缘部2a突出并且通过连接构件3接合到第一超导线材1的第一前表面1b。用于第一加强构件4和第二加强构件5的材料可与用于第一加强层12和第二加强层22的材料不同或相同。
以下，将描述根据第一实施例的使用超导线的超导设备的结构。图4是根据第一实施例的使用超导线的超导设备6的示意图。根据第一实施例的使用超导线的超导设备6是例如冷冻器冷却型超导磁体系统。应该注意，根据第一实施例的使用超导线的设备不限于此。
根据第一实施例的使用超导线的超导设备6具有例如超导线圈主体61。对于超导线圈主体61，使用根据第一实施例的超导线。根据第一实施例的使用超导线的超导设备6还具有例如用于保存超导线圈主体61的热绝缘容器62、用于冷却超导线圈主体61的冷冻器63、用于驱动冷冻器63的压缩机64和电源65作为其他组件。
以下，将描述根据第一实施例的用于制造超导线的方法。
图5是根据第一实施例的用于制造超导线的方法的工艺流程图。如图5中所示，根据第一实施例的用于制造超导线的方法具有线材处理步骤S1和线材接合步骤S2。
图6A是经受线材处理步骤S1的第一超导线材1的剖视图。图6B是经受线材处理步骤S1的第二超导线材2的剖视图。如图6A和图6B中所示，通过线材处理步骤S1完全去除位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一加强层12和位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二加强层22。图6C是经受线材处理步骤S1的第一超导线材1的变形的剖视图。图6D是经受线材处理步骤的第二超导线材2的变形的剖视图。如图6C和图6D中所示，可通过线材处理步骤S1部分去除位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一加强层12和位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二加强层22。
图7A是从第一前表面侧1b看到的、经受线材处理步骤S1的第一超导线材1的顶视图。如图7A中所示，可去除位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一加强层12，使得第一加强层12的边缘与第一超导线材1的纵向方向成直角。图7B是从第一前表面1b侧看到的、经受线材处理步骤S1的第一超导线材1的变形的顶视图。应该注意，如图7B中所示，可去除位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一加强层12，使得第一加强层12的边缘相对于第一超导线材1的纵向方向倾斜，并且可去除第一超导线材1的边缘，以使其相对于第一超导线材1的纵向方向倾斜。图7C是从第一前表面1b侧看到的、经受线材处理步骤S1的第一超导线材1的另一个变形的顶视图。如图7C中所示，当去除第一超导线材1的边缘以使其相对于第一超导线材1的纵向方向倾斜时，可进一步去除其尖端部分。
图8A是从第二前表面2b侧看到的、经受线材处理步骤S1的第二超导线材2的顶视图。如图8A中所示，可去除位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二加强层22，使得第二加强层22的边缘与第二超导线材2的纵向方向成直角。图8B是从第二前表面2b侧看到的、经受线材处理步骤S1的第二超导线材2的变形的顶视图。应该注意，如图8B中所示，可去除位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二加强层22，使得第二加强层22的边缘相对于第二超导线材2的纵向方向倾斜，并且可去除第二超导线材2的边缘，以使其相对于第二超导线材2的纵向方向倾斜。在这种情况下，优选地去除第二加强层22的边缘和第二超导线材2的边缘，以使当第一前表面1b和第二前表面2b叠置成彼此面对时其平行于第一加强层12的边缘和第一超导线材1的边缘。图8C是从第二前表面侧看到的、经受线材处理步骤S1的第二超导线材2的另一个变形的顶视图。应该注意，如图8C中所示，当去除第二超导线材2的边缘以使其相对于第二超导线材2的纵向方向倾斜时，可进一步去除其尖端部分。用这种形状，在第一超导线材1和第二超导线材2之间出现的应力集中可被进一步减轻。
图9A是示出在线材处理步骤S1中加热第一超导线材1的第一边缘部1a的剖视图。如图9A中所示，在线材处理步骤S1中，首先，向第一超导线材1的第一边缘部1a施加热H1。由此，位于第一边缘部1a的第一内部连接构件13被熔化。应该注意，由于位于第一边缘部1a的第一内部连接构件13被熔化，因此第一加强层12向位于第一边缘部1a的第一超导层11施加的压缩应变被进一步减缓。
图9B是示出在线材处理步骤S1中剥离第一超导线材1的第一加强层12的剖视图。接下来，如图9B中所示，剥离第一前表面1b侧的第一加强层12。在位于第一边缘部1a的第一内部连接构件13正熔化的情况下(也就是说，在正施加热H1的情况下)，执行剥离第一前表面1b侧的第一加强层12。通过切割等，去除第一前表面1b侧的第一加强层12的剥离部分。
图9C是示出在线材处理步骤S1的变形中加热第一超导线材1的第一边缘部1a的剖视图。图9D是示出在线材处理步骤S1的变形中剥离第一超导线材1的第一加强层12的剖视图。如图9C和图9D中所示，可只向第一边缘部1a侧的第一超导线材1的边缘施加热H2，然后，可剥离第一前表面1b侧的第一加强层12。在这种情况下，只有位于第一边缘部1a侧的边缘的第一内部连接构件13在热H2的作用下被熔化。也就是说，位于第一边缘部1a的第一内部连接构件13的大部分没有被熔化。因此，第一加强层12向位于第一边缘部1a的第一超导层11施加的压缩应变没有被释放。图9E是示出在线材处理步骤S1中切除第一超导线材1的第一边缘部1a的一部分的剖视图。应该注意，如图9E中所示，可通过切割，去除第一边缘部1a中的包含在热H2的作用下被熔化的第一内部连接构件13的一部分。
应该注意，当位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一加强层12和位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二加强层22被部分去除时，对位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一加强层12和位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二加强层22执行抛光。
还对第二超导线材2执行与对第一超导线材1的处理相同的处理，由此位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二加强层22被完全或部分去除。
图10A是在线材接合步骤S2中进行接合之前根据第一实施例的超导线的剖视图。如图10A中所示，在线材接合步骤S2中，首先，布置第一超导线材1和第二超导线材2，使得位于第一边缘部1a的第一前表面1b面对位于除了第二边缘部2a之外的第二前表面2b，并且位于第二边缘部2a的第二前表面2b面对位于除了第一边缘部1a之外的第一前表面1b。
图11A是在线材接合步骤S2中进行接合之前根据第一实施例的第三变形的超导线的剖视图。如图11A中所示，当设置第一加强构件4时，第一加强构件4进一步布置在第一后表面1c侧和第二前表面2b侧。当设置第二加强构件5时，第二加强构件5进一步布置在第二后表面2c侧和第一前表面1b侧。
在这种情形下，如图11A中所示，在位于第一边缘部1a的第一前表面1b和位于除了第二边缘部之外的第二前表面2b之间、在位于第一边缘部1a的第一前表面1b和位于第二边缘部2a的第二前表面2b之间、在位于除了第一边缘部之外的第一前表面1b和位于第二边缘部2a的第二前表面2b之间，供应连接构件3。在位于第一边缘部1a的第一前表面1b和位于第二边缘部2a的第二前表面2b之间，可将导电构件31插入连接构件3中。应该注意，以例如膏、片等形式供应连接构件3。另外，在进行接合之前，可向第一超导线材1的第一前表面1b、第二超导线材2的第二前表面2b、连接构件3的表面和导电构件31的表面施加通量。
应该注意，当设置第一加强构件4和第二加强构件5时，还在第一加强构件4和第一后表面1c和第二前表面2b中的每个之间以及在第二加强构件5和第一前表面1b和第二后表面2c中的每个之间，供应连接构件3，如图11A中所示。在这种情况下，在进行接合之前，还可向第一超导线材1的第一后表面1c、第二超导线材2的第二后表面2c、第一加强构件4的面对第二前表面2b的侧的表面、第二加强构件5的面对第一前表面1b的侧的表面和连接构件3的表面施加通量。
图10B是在线材接合步骤S2中进行接合时根据第一实施例的超导线的剖视图。此后，如图10B中所示，执行第一超导线材1和第二超导线材2的接合。更具体地，向第一超导线材1和第二超导线材2的叠置部分施加压力P。优选地，从开始随后描述的热H3的施加时到完成冷却时，均匀地保持压力P。此后，向第一超导线材1和第二超导线材2施加热H3。通过热H3，连接构件3被熔化，而第一内部连接构件13、第一表面连接构件14、第二内部连接构件23和第二表面连接构件24没有被熔化。施加热H3的加热时间优选地超过或等于10秒。在完成加热时间之后，例如，使用冷却风扇等来执行冷却。优选地，执行冷却，直到温度出于安全原因变成低于或等于50℃。由此，执行第一超导线材1和第二超导线材2的接合。
图11B是在线材接合步骤S2中进行接合时根据第一实施例的第三变形的超导线的剖视图。当设置第一加强构件4和第二加强构件5时，向第二前表面2b侧的第一加强构件4和第二加强层22的叠置部分和第二加强构件5和第一前表面1b侧的第一加强层12的叠置部分施加压力P，如图11B中所示。优选地，从开始随后描述的热H3的施加时到完成冷却时，均匀地保持压力P。此后，向第一超导线材1和第二超导线材2施加热H3。通过热H3，连接构件3被熔化，而第一内部连接构件13、第一表面连接构件14、第二内部连接构件23和第二表面连接构件24没有被熔化。施加热H3的加热时间优选地超过或等于10秒。在完成加热时间之后，例如，使用冷却风扇等来执行冷却。优选地，执行冷却，直到温度出于安全原因变成低于或等于50℃。由此，连接构件3被熔化，第一加强构件4接合到第二前表面2b侧的第二加强层22，并且第二加强构件5接合到第一前表面1b侧的第一加强层12。
相比于比较例，以下将描述根据第一实施例的超导线的效果。
首先，将描述根据比较例的超导线的结构。图12是根据第一比较例的超导线的剖视图。如图12中所示，根据第一比较例的超导线具有第一超导线材1、第二超导线材2和连接构件3。根据第一比较例的超导线的第一超导线材1和第二超导线材2的结构与根据第一实施例的超导线的结构相同。
然而，在根据第一比较例的超导线中，第一超导线材1和第二超导线材2通过连接构件3接合，使得位于第一边缘部1a的第一超导层11的第一前表面1b侧面对位于第二边缘部2a的第二超导层21的第二前表面2b侧。在根据第一比较例的超导线中，位于第一边缘部1a的第一超导层11的第一前表面1b侧与位于第二边缘部2a的第二超导层21的第二前表面2b侧的接合部分的边缘用作应力集中位置。另外，在根据第一比较例的超导线中，在纵向方向上的中途存在第一加强层12和第二加强层22没有接合的位置(加强层不是连续的)。
接下来，将描述对根据第一实施例的超导线和根据第一比较例的超导线执行弯曲测试和拉伸测试的结果。在用于弯曲测试和拉伸测试的根据第一实施例的超导线和根据第一比较例的超导线中的每个中，第一超导线材1和第二超导线材2具有4.5mm的宽度和0.31mm的厚度，第一内部连接构件13和第二内部连接构件23由不含Pb的焊料制成，连接构件3由PbSn共晶焊料制成，第一加强层12和第二加强层22由Ni合金制成，并且第一超导线材1和第二超导线材2的叠置长度(重叠长度)是20mm。
在进行弯曲测试和拉伸测试之前，对根据第一实施例的超导线和根据第一比较例的超导线执行临界电流测量。图13是临界电流测量的示意图。如图13中所示，通过以下步骤来执行这个临界电流测量：通过将电压端子之间的距离设置成220mm并且使第一超导线材1和第二超导线材2的接合部分处于电压端子的中心的四端子方法得到液氮中的电流-电压曲线，并且基于计算出的从在电场标准1μV/cm下得到的曲线中去除遵循欧姆定律的电阻分量的曲线，读取电流值。
通过以下步骤执行弯曲测试：对已经经受两个弯曲的根据第一实施例的超导线和根据第一比较例的超导线中的每个执行临界电流测量，并且测量当经受两个弯曲的各超导线具有低于在进行弯曲测试之前测得的临界电流的95％的临界电流时得到的弯曲半径(可容许弯曲直径)。应该注意，在室温下，通过弯曲第一超导线材1以遵循具有预定直径的夹具并且此后也弯曲第二超导线材2以遵循该夹具来执行两个弯曲。当作为经受两个弯曲并且此后经受临界电流测量的结果，各超导线具有超过进行弯曲测试之前测得的临界电流的95％时，再次重复使用较小直径的夹具进行的两个弯曲和临界电流测量。
当对第一超导线材1和第二超导线材2中的每个执行以上的弯曲测试时，各超导线材具有40mm的可容许弯曲直径。当对根据第一比较例的超导线执行以上的弯曲测试时，根据第一比较例的超导线具有180mm的可容许弯曲直径(第一超导线材1和第二超导线材2中的每个的可容许弯曲直径的4.5倍)。另一方面，当对根据第一实施例的超导线执行以上的弯曲测试时，根据第一实施例的超导线具有80mm的可容许弯曲直径(第一超导线材1和第二超导线材2中的每个的可容许弯曲直径的2倍)。即，当与根据第一比较例的超导线的弯曲性质进行比较时，根据第一实施例的超导线表现出优异2.25倍的弯曲性质。应该注意，当根据第一实施例的超导线中设置导电构件31时，超导线具有90mm的可容许弯曲直径。
在液氮中执行拉伸测试。通过以下步骤来执行拉伸测试：在对根据第一实施例的超导线和根据第一比较例的超导线中的每个施加预定张力的情况下对其执行临界电流测量，并且测量当各超导线在被施加张力的情况下具有低于进行拉伸测试之前测得的临界电流的95％的临界电流。通过将张力除以线材宽度并且进一步除以线材厚度来计算可容许拉伸强度(当第一加强层12和第二加强层22由相同材料制成时，使用第一超导线材1和第二超导线材2的线材宽度和线材厚度的平均值作为线材宽度和线材厚度。当第一加强层12和第二加强层22由不同材料制成时，使用具有较低拉伸强度的第一超导线材1和第二超导线材2中的一个的线材宽度和线材厚度作为线材宽度和线材厚度)。应该注意，当在被施加张力的情况下经受临界电流测量的结果是各超导线具有超过进行拉伸测试之前测得的临界电流的95％的临界电流时，再次在施加更高张力的情况下重复临界电流测量。
当对第一超导线材1和第二超导线材2中的每个执行以上拉伸测试时，各超导线材具有424MPa的可容许拉伸应力。当对根据第一比较例的超导线执行以上拉伸测试时，根据第一比较例的超导线具有165MPa的可容许拉伸强度(第一超导线材1和第二超导线材2中的每个的可容许拉伸强度的39％)。另一方面，当对根据第一实施例的超导线执行以上拉伸测试时，根据第一实施例的超导线具有389MPa的可容许拉伸强度(第一超导线材1和第二超导线材2中的每个的可容许拉伸强度的91％)。即，当与根据第一比较例的超导线的拉伸性质进行比较时，根据第一实施例的超导线表现出优异2.33倍的拉伸性质。应该注意，当根据第一实施例的超导线中设置导电构件31时，超导线具有389MPa的可容许拉伸强度。
如上所述，根据第一比较例的超导线具有应力集中位置，并且加强层在纵向方向的中途不是连续的。另一方面，根据第一实施例的超导线没有明显的应力集中位置，并且第一加强层12和第二加强层22在纵向方向上连续地接合。因此，用根据第一实施例的超导线，可实现抵抗弯曲变形、拉伸变形等的优良机械性质，如上述弯曲测试的结果所指示的。
应该注意，由于根据第一实施例的超导线中没有设置位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一加强层12(或者位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一加强层12比位于除了第一边缘部1a之外的第一前表面1b侧的第一加强层12薄)并且没有设置位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二加强层22(或者位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二加强层22比位于除了第二边缘部2a之外的第二前表面2b侧的第二加强层22薄)，因此由于第一加强层12和第二加强层22位于第一超导层11和第二超导层21之间的事实得以遏制，导致连接电阻增大。以下，将就这方面而言给出描述。
首先，将描述根据第二比较例的超导线的结构。
图14是根据第二比较例的超导线的剖视图。如图14中所示，根据第二比较例的超导线具有第一超导线材1、第二超导线材2和连接构件3。第一超导线材1和第二超导线材2通过连接构件3接合，使得位于第一边缘部1a的第一前表面1b面对位于第二边缘部2a的第二前表面2b。
根据第二比较例的超导线中的第一超导线材1与根据第一实施例的超导线的不同之处在于，位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一加强层12和位于除了第一边缘部1a之外的第一前表面1b侧的第一加强层12具有相同厚度。另外，根据第二比较例的超导线中的第二超导线材2与根据第一实施例的超导线中的第二超导线材的不同之处在于，位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二加强层22和位于除了第二边缘部2a之外的第二前表面2b侧的第二加强层22具有相同厚度。
接下来，将描述对根据第一实施例的超导线和根据第二比较例的超导线执行的连接电阻测量测试。在根据第一实施例的超导线和根据第二比较例的超导线中的每个中，第一超导线材1和第二超导线材2具有4.5mm的宽度和0.31mm的厚度，第一内部连接构件13和第二内部连接构件23由不含Pb的焊料制成，连接构件3由PbSn共晶焊料制成，第一加强层12和第二加强层22由Ni合金制成，并且第一超导线材1和第二超导线材2的叠置长度(重叠长度)是20mm。
应该注意，通过以下步骤来执行这个连接电阻测量测试：通过将电压端子之间的距离设置成220mm并且使第一超导线材1和第二超导线材2的接合部分处于电压端子的中心的四端子方法得到液氮中的电流-电压曲线，并且用所得到的曲线，计算遵循欧姆定律的电阻分量的倾斜度。
当对根据第二比较例的超导线执行以上的连接电阻测量测试时，根据第二比较例的超导线具有696nΩ的连接电阻。另一方面，当对根据第一实施例的超导线执行以上的连接电阻测量测试时，根据第一实施例的超导线具有109nΩ的连接电阻。当与根据第一比较例的超导线的连接电阻进行比较时，根据第一实施例的超导线表现出优异6.39倍的连接电阻。应该注意，当根据第一实施例的超导线中设置导电构件31时，超导线具有73nΩ的连接电阻。
应该注意，当对作为参考的根据第二比较例的超导线执行以上弯曲测试和拉伸测试时，超导线具有150mm的可容许弯曲直径和424MPa的可容许拉伸强度。
如上所述，在根据第一实施例的超导线中，没有设置位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一加强层12(或者位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一加强层12比位于除了第一边缘部1a之外的第一前表面1b侧的第一加强层12薄)并且没有设置位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二加强层22(或者位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二加强层22比位于除了第二边缘部2a之外的第二前表面2b侧的第二加强层22薄)。另一方面，在根据第二比较例的超导线中，位于第一边缘部1a和除了第一边缘部1a之外的第一前表面1b侧的第一加强层12具有均匀厚度，并且位于第二边缘部2a和除了第二边缘部2a之外的第二前表面2b侧的第二加强层22具有均匀厚度。
即，在根据第一实施例的超导线中，布置在第一超导层11和第二超导层21之间的具有相对高电阻值的第一加强层12和第二加强层22具有比根据第二比较例的超导线中的那些薄的厚度。因此，在根据第一实施例的超导线中，遏制连接电阻的增大。
当在根据第一实施例的超导线中位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一加强层12被完全地去除并且位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二加强层22被完全地去除时，布置在第一超导层11和第二超导层21之间的具有相对高电阻值的第一加强层12和第二加强层22具有进一步更薄的厚度。因此，在这种情况下，连接电阻的值可进一步减小。
当在根据第一实施例的超导线中的连接构件3中设置导电构件31时，第一超导层11和第二超导层21之间的连接电阻可进一步减小，因为导电构件31具有比连接构件3的电阻值低的电阻值。
当根据第一实施例的超导线具有第一加强构件4和第二加强构件5时，第一加强构件4和第二加强构件5加强第一超导线材1和第二超导线材2通过连接构件3进行的接合。因此，在这种情况下，可实现抵抗弯曲变形、拉伸变形等的更好机械性质。
当在根据第一实施例的超导线中第一加强层12在第一超导层11上产生压缩应变并且第二加强层22在第二超导层21上产生压缩应变时，第一超导线材1和第二超导线材2在被施加弯曲变形、拉伸变形等时其中出现的拉伸应力被减缓。因此，在这种情况下，可实现抵抗弯曲变形、拉伸变形等的更好机械性质。
当在根据第一实施例的超导线中位于第一边缘部1a的第一超导层11上的压缩应变小于位于除了第一边缘部1a之外的第一超导层上的压缩应变并且位于第二边缘部2a的第二超导层21上的压缩应变小于位于除了第二边缘部2a之外的第二超导层21上的压缩应变时，第一边缘部1a和第二边缘部2a在位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一加强层12和位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二加强层22被去除时具有小卷曲。因此，在这种情况下，第一边缘部1a和第二边缘部2a可均具有较大宽度，结果，第一超导线材1和第二超导线材2之间的连接电阻可进一步减小。
(第二实施例)
下文中，将描述根据第二实施例的超导线。应该注意，在本文中将主要描述与第一实施例的差异。
以下，将描述根据第二实施例的超导线的结构。图15是根据第二实施例的超导线的顶视图。如图15中所示，根据第二实施例的超导线具有第一超导线材1、第二超导线材2和连接构件3(参见图16A)，如同根据第一实施例的超导线一样。
图16A是根据第二实施例的超导线中的第一超导线材1和第二超导线材2接合的部分的剖视图。图16B是根据第二实施例的变形的超导线中的第一超导线材1和第二超导线材2接合的部分的剖视图。如图16A和图16B中所示，第一超导线材1的第一后表面1c侧的第一加强层12的形状和第二超导线材2的第二后表面2c侧的第二加强层22的形状不同于根据第一实施例的超导线的那些。
具体地，第一后表面1c侧的第一加强层12具有从第一边缘部1a突出的第一突出部12a。第一突出部12a通过连接构件3接合到第二前表面2b侧的第二加强层22。第二后表面2c侧的第二加强层22具有从第二边缘部2a突出的第二突出部22a。第二突出部22a通过连接构件3接合到第一前表面1b侧的第一加强层12。
位于第一边缘部1a的第一前表面1b被布置成面对位于第二边缘部2a的第二前表面2b，并且通过连接构件3接合到位于第二边缘部2a的第二前表面2b。根据第二实施例的超导线就这方面而言也不同于根据第一实施例的超导线。
具体地，如图16A中所示，位于第一边缘部1a的第一前表面1b上的第一内部连接构件13接合到位于第二边缘部2a的第二前表面2b上的第二内部连接构件23。应该注意，当如图16B中所示第一加强层12设置在位于第一边缘部1a的第一超导层11的第一前表面1b侧并且第二加强层22设置在位于第二边缘部2a的第二超导层的第二前表面2b侧时，位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一加强层12通过连接构件3接合到位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二加强层22。
以下，将描述根据第二实施例的用于制造超导线的方法。
图17是根据第二实施例的用于制造超导线的方法的工艺流程图。如图17中所示，根据第二实施例的用于制造超导线的方法具有线材处理步骤S1和线材接合步骤S2，如同根据第一实施例的用于制造超导线的方法一样。
然而，根据第二实施例的用于制造超导线的方法中的线材接合步骤S2不同于根据第一实施例的用于制造超导线的方法中的线材接合步骤S2。
图18A是在线材接合步骤S2中进行接合之前根据第二实施例的超导线的剖视图。如图18A中所示，在线材接合步骤S2中，第一超导线材1和第二超导线材2被布置成，使得位于第一边缘部1a的第一前表面1b面对位于第二边缘部2a的第二前表面2b。结果，第一超导线材1和第二超导线材2被布置成，使得第一突出部12a面对第二前表面2b并且第二突出部22a面对第一前表面1b。
在这种情形下，在位于第一边缘部1a的第一前表面1b和位于第二边缘部2a的第二前表面2b之间，在第一突出部12a和第二前表面2b之间，在第二突出部22a和第一前表面1b之间，供应连接构件3。应该注意，在进行接合之前，可向第一超导线材1的第一前表面1b、第二超导线材2的第二前表面2b、第一突出部12a的面对第二前表面2b的侧的表面、第二突出部22a的面对第一前表面1b的侧的表面、连接构件3的表面施加通量。
图18B是在线材接合步骤S2中进行接合时根据第二实施例的超导线的剖视图。此后，如图18B中所示，执行第一超导线材1和第二超导线材2的接合。更具体地，向第一超导线材1和第二超导线材2的叠置部分施加热H3和压力P。由此，连接构件3被熔化，并且执行第一超导线材1和第二超导线材2的接合。
以下，将描述根据第二实施例的超导线的效果。
如上所述，在根据第二实施例的超导线中，位于第一边缘部1a的第一前表面1b被布置成面对位于第二边缘部2a的第二前表面2b，并且通过连接构件3接合到位于第二边缘部2a的第二前表面2b。因此，根据第二实施例的超导线具有位于第一边缘部1a的第一前表面1b和位于第二边缘部2a的第二前表面2b之间的接合部分的边缘处的应力集中位置，如同根据第一比较例的超导线中一样。
然而，在根据第二实施例的超导线中，第一后表面1c侧的第一加强层12从第一边缘部1a突出，并且接合到第二前表面2b侧的第二加强层22。另外，在根据第二实施例的超导线中，第二后表面2c侧的第二加强层22从第二边缘部2a突出，并且接合到第一前表面1b侧的第一加强层12。
因此，通过第一后表面1c侧的第一加强层12和第二后表面2c侧的第二加强层22，加强位于第一边缘部1a的第一前表面1b和位于第二边缘部2a的第二前表面2b之间的接合部分。结果，用根据第二实施例的超导线，可实现抵抗弯曲变形、拉伸变形等的优良机械性质。
(第三实施例)
下文中，将描述根据第三实施例的超导线。应该注意，在此后将主要描述与第一实施例的差异。
以下，将描述根据第三实施例的超导线的结构。图19是根据第三实施例的超导线的顶视图。如图19中所示，根据第三实施例的超导线具有第一超导线材1、第二超导线材2和连接构件3(参见图20A)，如同根据第一实施例的超导线一样。
图20A是根据第三实施例的超导线中的第一超导线材1和第二超导线材2接合的部分的剖视图。图20B是根据第三实施例的第一变形的超导线中的第一超导线材1和第二超导线材2接合的部分的剖视图。如图20A和图20B中所示，根据第三实施例的超导线与根据第一实施例的超导线的不同之处在于它具有第三加强构件7。
如图20A和图20B中所示，在根据第三实施例的超导线中，第一超导线材1和第二超导线材2被布置成，使得位于第一边缘部1a的第一前表面1b面对位于除了第二边缘部2a之外的第二前表面2b，并且位于第二边缘部2a的第二前表面1b面对位于除了第一边缘部1a之外的第一前表面1b。
具体地，当如图20A中所示完全去除位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一加强层12和位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二加强层22时，位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一内部连接构件13面对位于除了第二边缘部2a之外的第二前表面2b侧的第二表面连接构件24，并且位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二内部连接构件23面对位于除了第一边缘部1a之外的第一前表面1b侧的第一表面连接构件14。
另外，当如图20B中所示第一加强层12设置在位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧并且第二加强层22设置在位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧时，位于第一边缘部1a的第一前表面1b侧的第一加强层12面对位于除了第二边缘部2a之外的第二前表面2b侧的第二表面连接构件24，并且位于第二边缘部2a的第二前表面2b侧的第二加强层22面对位于除了第一边缘部1a之外的第一前表面1b侧的第一表面连接构件14。
至少部分在第一超导线材1和第二超导线材2的叠置部分中，在第一前表面1b和第二前表面2b之间设置第三加强构件7。优选地，在第一超导线材1和第二超导线材2的叠置部分的整个长度之上，在第一前表面1b和第二前表面2b之间设置第三加强构件7。
更具体地，在位于第一边缘部1a的第一前表面1b和位于除了第二边缘部2a之外的第二前表面2b之间，在位于第一边缘部1a的第一前表面1b和位于第二边缘部2a的第二前表面2b之间，在位于除了第一边缘部1a的第一前表面1b和位于第二边缘部2a的第二前表面2b之间，设置第三加强构件7。
图21A是根据第三实施例的第二变形的超导线中的第一超导线材和第二超导线材的接合部分的剖视图。图21B是根据第三实施例的第三变形的超导线中的第一超导线材和第二超导线材的接合部分的剖视图。如图21A和图21B中所示，可通过多个构件构成第三加强构件7。
使用连接构件3将第三加强构件7接合到第一超导线材1的第一前表面1b和第二超导线材2的第二前表面2b。
优选地，第三加强构件7具有比连接构件3的电阻值低的电阻值。优选地，第三加强构件7具有比连接构件3的强度高的强度。例如，用于第三加强构件的材料是Cu合金。
以下，将描述根据第三实施例的用于制造超导线的方法。
图22是根据第三实施例的用于制造超导线的方法的工艺流程图。如图22中所示，根据第三实施例的用于制造超导线的方法具有线材处理步骤S1和线材接合步骤S2。根据第三实施例的用于制造超导线的方法中的线材处理步骤S1与第一实施例的线材处理步骤S1相同。
图23A是在线材接合步骤S2中进行接合之前根据第三实施例的超导线的剖视图。如图23A中所示，在线材接合步骤S2中，第一超导线材1和第二超导线材2被布置成，使得位于第一边缘部1a的第一前表面1b面对位于除了第二边缘部2a之外的第二前表面2b，并且位于第二边缘部2a的第二前表面2b面对位于除了第一边缘部1a之外的第一前表面1b。
在这种情形下，至少部分在第一超导线材1和第二超导线材2的叠置部分中，在第一前表面1b和第二前表面2b之间插入第三加强构件7。另外，在第三加强构件7和第一前表面1b之间，在第三加强构件7和第二前表面2b之间，供应连接构件3。应该注意，在进行接合之前，可向第一超导线材1的第一前表面1b、第二超导线材2的第二前表面2b、第三加强构件7的表面、连接构件3的表面施加通量。
图23B是在线材接合步骤S2中进行接合时根据第三实施例的超导线的剖视图。此后，如图23B中所示，执行第一超导线材1和第三加强构件7的接合和第二超导线材2和第三加强构件7的接合。更具体地，向第一超导线材1和第二超导线材2的叠置部分施加热H3和压力P。由此，连接构件3被熔化，并且执行第一超导线材1和第三加强构件7的接合和第二超导线材2和第三加强构件7的接合。
以下，将描述根据第三实施例的超导线的效果。
如上所述，根据第三实施例的超导线具有第三加强构件7，第三加强构件7具有比连接构件3的强度高的强度和比连接构件3的电阻值低的电阻值。因此，当与第一超导线材1和第二超导线材2通过连接构件3直接接合的情况进行比较时，根据第三实施例的超导线可实现较低连接电阻和抵抗弯曲变形、拉伸变形等的较高机械强度。
应该理解，本文中公开的实施例是示例性的，在每个方面都不是限制性的。本发明的范围由权利要求书的范围而非以上描述限定，并且旨在包括在等同于权利要求书的范围的范围和含义内的任何修改。
参考符号列表
1：第一超导线材；1a：第一边缘部；1b：第一前表面；1c：第一后表面；11：第一超导层；12：第一加强层；12a：第一突出部；13：第一内部连接构件；14：第一表面连接构件；2：第二超导线材；2a：第二边缘部；2b：第二前表面；2c：第二后表面；21：第二超导层；22：第二加强层；22a：第二突出部；23：第二内部连接构件；24：第二表面连接构件；3：连接构件；31：导电构件；4：第一加强构件；5：第二加强构件；6：超导设备；61：超导线圈主体；62：热绝缘容器；63：冷冻器；64：压缩机；65：电源；7：第三加强构件；H1、H2、H3：热；P：压力；S1：线材处理步骤；S2：线材接合步骤。

Claims (20)

1.一种超导线，包括：
第一超导线材，所述第一超导线材具有第一前表面和第一后表面，所述第一后表面是与所述第一前表面相反的表面；
第二超导线材，所述第二超导线材具有第二前表面和第二后表面，所述第二后表面是与所述第二前表面相反的表面；以及
连接构件，所述连接构件将所述第一超导线材接合到所述第二超导线材，
所述第一超导线材具有第一超导层和第一加强层，所述第一加强层设置在所述第一超导层的第一前表面侧和第一后表面侧，
所述第一超导线材具有第一边缘部，在所述第一边缘部处，所述第一前表面侧的所述第一加强层被至少部分地去除，
所述第二超导线材具有第二超导层和第二加强层，所述第二加强层设置在所述第二超导层的第二前表面侧和第二后表面侧，
所述第二超导线材具有第二边缘部，在所述第二边缘部处，所述第二前表面侧的所述第二加强层被至少部分地去除，
位于所述第一边缘部的所述第一前表面通过所述连接构件接合到位于除了所述第二边缘部之外的所述第二前表面，并且位于所述第二边缘部的所述第二前表面通过所述连接构件接合到位于除了所述第一边缘部之外的所述第一前表面。
2.根据权利要求1所述的超导线，其中，在所述第一边缘部处，所述第一前表面侧的所述第一加强层被完全地去除，并且在所述第二边缘部处，所述第二前表面侧的所述第二加强层被完全地去除。
3.根据权利要求1所述的超导线，包括导电构件，所述导电构件具有比所述连接构件的电阻值低的电阻值，并且布置在位于所述第一边缘部的所述第一前表面和位于所述第二边缘部的所述第二前表面之间。
4.根据权利要求1所述的超导线，还包括第一加强构件，所述第一加强构件设置在所述第一后表面侧的所述第一加强层上，从所述第一边缘部突出，并且接合到所述第二前表面侧的所述第二加强层。
5.根据权利要求1所述的超导线，还包括第二加强构件，所述第二加强构件设置在所述第二后表面侧的所述第二加强层上，从所述第二边缘部突出，并且接合到所述第一前表面侧的所述第一加强层。
6.根据权利要求1所述的超导线，其中，所述超导线具有大于或等于所述第一超导线材和所述第二超导线材的可容许拉伸强度中的较小的可容许拉伸强度的80％的可容许拉伸强度。
7.根据权利要求1所述的超导线，其中，所述超导线具有小于或等于所述第一超导线材和所述第二超导线材的可容许弯曲直径中的较大的可容许弯曲直径的四倍的可容许弯曲直径。
8.一种超导线，包括：
第一超导线材，所述第一超导线材具有第一前表面和第一后表面，所述第一后表面是与所述第一前表面相反的表面；
第二超导线材，所述第二超导线材具有第二前表面和第二后表面，所述第二后表面是与所述第二前表面相反的表面；以及
连接构件，所述连接构件将所述第一超导线材接合到所述第二超导线材，
所述第一超导线材具有第一超导层和第一加强层，所述第一加强层设置在所述第一超导层的第一前表面侧和第一后表面侧，
所述第一超导线材具有第一边缘部，在所述第一边缘部处，所述第一前表面侧的所述第一加强层被至少部分地去除，
所述第二超导线材具有第二超导层和第二加强层，所述第二加强层设置在所述第二超导层的第二前表面侧和第二后表面侧，
所述第二超导线材具有第二边缘部，在所述第二边缘部处，所述第二前表面侧的所述第二加强层被至少部分地去除，
位于所述第一边缘部的所述第一前表面通过所述连接构件接合到位于除了所述第二边缘部之外的所述第二前表面，并且位于所述第二边缘部的所述第二前表面通过所述连接构件接合到位于除了所述第一边缘部之外的所述第一前表面，
所述第一后表面侧的所述第一加强层包括从所述第一边缘部突出并且接合到所述第二前表面侧的所述第二加强层的第一突出部，并且所述第二后表面侧的所述第二加强层包括从所述第二边缘部突出并且接合到所述第一前表面侧的所述第一加强层的第二突出部。
9.根据权利要求8所述的超导线，其中，在所述第一边缘部处，所述第一前表面侧的所述第一加强层被完全地去除，并且在所述第二边缘部处，所述第二前表面侧的所述第二加强层被完全地去除。
10.一种超导线，包括：
第一超导线材，所述第一超导线材具有第一前表面和第一后表面，所述第一后表面是与所述第一前表面相反的表面；
第二超导线材，所述第二超导线材具有第二前表面和第二后表面，所述第二后表面是与所述第二前表面相反的表面；
第三加强构件，所述第三加强构件布置在所述第一前表面和所述第二前表面之间；以及
连接构件，所述连接构件将所述第一超导线材接合到所述第三加强构件，并且将所述第二超导线材接合到所述第三加强构件，
所述第一超导线材具有第一超导层和第一加强层，所述第一加强层设置在所述第一超导层的第一前表面侧和第一后表面侧，
所述第一超导线材具有第一边缘部，在所述第一边缘部处，所述第一前表面侧的所述第一加强层被至少部分地去除，
所述第二超导线材具有第二超导层和第二加强层，所述第二加强层设置在所述第二超导层的第二前表面侧和第二后表面侧，
所述第二超导线材具有第二边缘部，在所述第二边缘部处，所述第二前表面侧的所述第二加强层被至少部分地去除，
位于所述第一边缘部的所述第一前表面被布置成面对位于除了所述第二边缘部之外的所述第二前表面，
位于所述第二边缘部的所述第二前表面被布置成面对位于除了所述第一边缘部之外的所述第一前表面，
所述第三加强构件具有比所述连接构件的电阻值低的电阻值和比所述连接构件的强度高的强度。
11.根据权利要求10所述的超导线，其中，在所述第一边缘部处，所述第一前表面侧的所述第一加强层被完全地去除，并且在所述第二边缘部处，所述第二前表面侧的所述第二加强层被完全地去除。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的超导线，其中，所述第一加强层在所述第一超导层上产生压缩应变，并且所述第二加强层在所述第二超导层上产生压缩应变。
13.根据权利要求12所述的超导线，其中，
位于所述第一边缘部的所述第一超导层上的压缩应变小于位于除了所述第一边缘部之外的所述第一超导层上的压缩应变，以及
位于所述第二边缘部的所述第二超导层上的压缩应变小于位于除了所述第二边缘部之外的所述第二超导层上的压缩应变。
14.一种用于制造超导线的方法，包括通过连接构件将第一超导线材接合到第二超导线材的步骤，所述第一超导线材具有第一前表面和第一后表面，所述第一后表面是与所述第一前表面相反的表面，所述第二超导线材具有第二前表面和第二后表面，所述第二后表面是与所述第二前表面相反的表面，
所述第一超导线材具有第一超导层和第一加强层，所述第一加强层设置在第一前表面侧和第一后表面侧，
所述第一超导线材具有第一边缘部，在所述第一边缘部处，所述第一前表面侧的所述第一加强层被至少部分地去除，
所述第二超导线材具有第二超导层和第二加强层，所述第二加强层设置在第二前表面侧和第二后表面侧，
所述第二超导线材具有第二边缘部，在所述第二边缘部处，所述第二前表面侧的所述第二加强层被至少部分地去除，
位于所述第一边缘部的所述第一前表面通过所述连接构件接合到位于除了所述第二边缘部之外的所述第二前表面，并且位于所述第二边缘部的所述第二前表面通过所述连接构件接合到位于除了所述第一边缘部之外的所述第一前表面。
15.根据权利要求14所述的用于制造超导线的方法，其中，位于所述第一边缘部的所述第一前表面侧的所述第一加强层和位于所述第二边缘部的所述第二前表面侧的所述第二加强层被完全地去除。
16.根据权利要求14和15中的任一项所述的用于制造超导线的方法，包括在位于所述第一边缘部的所述第一前表面和位于所述第二边缘部的所述第二前表面之间插入导电构件的步骤，所述导电构件具有比所述连接构件的电阻值低的电阻值。
17.一种用于制造超导线的方法，包括将第一超导线材接合到第二超导线材的步骤，所述第一超导线材具有第一前表面和第一后表面，所述第一后表面是与所述第一前表面相反的表面，所述第二超导线材具有第二前表面和第二后表面，所述第二后表面是与所述第二前表面相反的表面，
所述第一超导线材具有第一超导层和第一加强层，所述第一加强层设置在第一前表面侧和第一后表面侧，
所述第一超导线材具有第一边缘部，在所述第一边缘部处，所述第一前表面侧的所述第一加强层被至少部分地去除，
所述第二超导线材具有第二超导层和第二加强层，所述第二加强层设置在第二前表面侧和第二后表面侧，
所述第二超导线材具有第二边缘部，在所述第二边缘部处，所述第二前表面侧的所述第二加强层被至少部分地去除，
位于所述第一边缘部的所述第一前表面通过连接构件接合到位于除了所述第二边缘部之外的所述第二前表面，并且位于所述第二边缘部的所述第二前表面通过所述连接构件接合到位于除了所述第一边缘部之外的所述第一前表面，
所述第一后表面侧的所述第一加强层具有从所述第一边缘部突出的第一突出部，
所述第二后表面侧的所述第二加强层具有从所述第二边缘部突出的第二突出部，
所述第一突出部接合到所述第二前表面，并且所述第二突出部接合到所述第一前表面。
18.根据权利要求17所述的用于制造超导线的方法，其中，位于所述第一边缘部的所述第一前表面侧的所述第一加强层和位于所述第二边缘部的所述第二前表面侧的所述第二加强层被完全地去除。
19.一种用于制造超导线的方法，包括通过连接构件将第一超导线材和第二超导线材接合到第三加强构件的步骤，所述第一超导线材具有第一前表面和第一后表面，所述第一后表面是与所述第一前表面相反的表面，所述第二超导线材具有第二前表面和第二后表面，所述第二后表面是与所述第二前表面相反的表面，所述第三加强构件布置在所述第一前表面和所述第二前表面之间，
所述第一超导线材具有第一超导层和第一加强层，所述第一加强层设置在第一前表面侧和第一后表面侧，
所述第一超导线材具有第一边缘部，在所述第一边缘部处，所述第一前表面侧的所述第一加强层被至少部分地去除，
所述第二超导线材具有第二超导层和第二加强层，所述第二加强层设置在第二前表面侧和第二后表面侧，
所述第二超导线材具有第二边缘部，在所述第二边缘部处，所述第二前表面侧的所述第二加强层被至少部分地去除，
位于所述第一边缘部的所述第一前表面被布置成面对除了所述第二边缘部之外的所述第二前表面，并且位于所述第二边缘部的所述第二前表面被布置成面对除了所述第一边缘部之外的所述第一前表面，
所述第三加强构件具有比所述连接构件的电阻值低的电阻值和比所述连接构件的强度高的强度。
20.根据权利要求19所述的用于制造超导线的方法，其中，位于所述第一边缘部的所述第一前表面侧的所述第一加强层和位于所述第二边缘部的所述第二前表面侧的所述第二加强层被完全地去除。
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