JP2015228357A - 酸化物超電導線材、超電導機器及び酸化物超電導線材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】Ａｇの脆化による安定化層の剥離を抑制できる酸化物超電導線材を提供することを目的とする。
【解決手段】テープ状の基材、中間層、酸化物超電導層が積層されてなる積層体と、積層体の酸化物超電導層の主面に積層される第１保護層と、第１保護層の主面に積層される第２保護層と、第２保護層の主面に半田層を介して接合される安定化層と、を備え、第１保護層が、Ａｇ又はＡｇ合金からなり、前記第２保護層の１回の成膜工程により形成された厚みが２．１μｍ以下であり最終的な厚みが０．３μｍ以上１０μｍ以下である酸化物超電導線材。
【選択図】図１

Description

本発明は、酸化物超電導線材、超電導機器及び酸化物超電導線材の製造方法に関する。

ＲＥ１２３系の酸化物超電導体は、ＲＥ_１Ｂａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７−ｘ（ＲＥ：Ｙ、Ｇｄなどの希土類元素）なる組成で表記され、液体窒素温度（７７Ｋ）よりも高い臨界温度を有する。これらの酸化物超電導導体を、超電導マグネットや変圧器、限流器、モータ等、各種超電導機器へ応用するための研究が各所でなされている。

酸化物超電導体を各種超電導機器に使用するためには、酸化物超電導体を線材に加工して、電力供給用の導体あるいは磁気コイル等の酸化物超電導線材として用いるのが一般的である。具体的には、酸化物超電導体層の表面にＡｇ層が設けられた酸化物超電導テープと安定化材テープ（安定化層）とを、半田を介して接合した酸化物超電導線材が知られている。酸化物超電導層の表面にＡｇ層を設けることで、酸化物超電導層を保護するとともに酸化物超電導層が水分により劣化することを抑制できる。

しかしながら、Ａｇ層に半田を接合すると、Ａｇ層と半田との界面において合金層が形成され電気的安定性が低下する。またＡｇは合金化すると脆化して強度が劣化するためＡｇ層から安定化層が剥離するという問題があった。
そこで、特許文献１では、Ａｇ層の上に、Ｃｕ等の合金からなるメッキ層を設け、Ａｇ層と半田との接触を制限することでＡｇの脆化を抑制していた。

特開２０１３−２１８９１５号公報

特許文献１に記載の技術においては、Ａｇ層と半田層の間に設けられるメッキ層は、メッキにより形成されるため、２０μｍ程度と非常に厚くコスト高となる。Ａｇ層にピンホールが発生する場合があり、このような場合にメッキ処理を行うとＡｇ層の下の酸化物超電導層にメッキ液が接触し、超電導特性が低下する虞があった。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、Ａｇの脆化による安定化層の剥離を抑制しつつ、コスト及び超電導特性に優れた酸化物超電導線材を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の酸化物超電導線材は、テープ状の基材、中間層、酸化物超電導層が積層されてなる積層体と、前記積層体の前記酸化物超電導層の主面に積層される第１保護層と、前記第１保護層の主面に積層される第２保護層と、前記第２保護層の主面に半田層を介して接合される安定化層と、を備え、前記第１保護層が、Ａｇ又はＡｇ合金からなり、前記第２保護層の１回の成膜工程により形成された厚みが２．１μｍ以下であり最終的な厚みが０．３μｍ以上１０μｍ以下である。
この構成によれば、Ａｇ又はＡｇ合金からなる第１保護層と半田層との間に第２保護層が形成される。これにより、Ａｇ又はＡｇ合金は、半田と接触することがなく半田がＡｇと合金化して脆化されることを抑制できる。したがって、酸化物超電導線材から安定化層が剥離することを防ぐことができる。
また、Ｃｕ又はＣｕ合金からなる第２保護層を０．３μｍ以上、１０μｍ以下とすることで、酸化物超電導線材の横断面における第２保護層の膜厚を薄くしてコストの低減を図りつつ、Ｃｕの脆化による、安定化層の剥離を防ぐことができる。
ＡｇのみならずＣｕも半田との合金化によって、脆化が起こる。本発明者らの鋭意検討によって、Ｃｕと半田の合金化によって、脆化が起こるのは、Ｃｕが０．３μｍ未満の場合であることが分かった。そこで、Ｃｕ又はＣｕ合金からなる第２保護層を０．３μｍ以上とすることで、Ｃｕの合金化による安定化層の剥離を防ぐことができる。
このような厚みの第２保護層は、Ｃｕ又はＣｕ合金をスパッタ法により成膜することで得られる。スパッタ法において一回の成膜工程でＣｕ又はＣｕ合金を２．１μｍを超えて成膜しようとすると、酸化物超電導層中の酸素が抜け出し結晶構造がくずれて超電導特性の劣化が起こる虞がある。第２保護層の１回の成膜工程により形成された厚みを２．１μｍ以下とすることで、酸化物超電導線材の特性を劣化させることがない。

上記の酸化物超電導線材において、前記酸化物超電導層が、線材全体の厚さ方向の中立面を含むように形成されていてもよい。
この構成によれば、酸化物超電導層に酸化物超電導線材の中立面を配し、曲げに対して酸化物超電導層に加わる負荷を最小とすることができる。

上記の酸化物超電導線材において、前記積層体の前記基材側の裏面に積層されＣｕ又はＣｕ合金からなる裏面層を有し、前記安定化層が、前記積層体の主面から両側の側面を回り込み裏面に達して配置され、前記裏面層に半田層を介して接合されていても良い。
この構成によれば、積層体の裏面に半田との密着性に優れたＣｕ又はＣｕ合金からなる裏面層を形成することで、半田層を介し裏面側に安定化層を接合できる。したがって、酸化物超電導線材は、安定化層を積層体の横断面外周に密着させて酸化物超電導線材の気密性を高めることができる。

上記の酸化物超電導線材において、前記安定化層が、Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｎｉ合金、ステンレス鋼、及び真鍮からなる群のうち、何れか１種からなるものであっても良い。
この構成によれば、電気抵抗値が比較的高い金属を安定化層として使用することで、酸化物超電導線材の室温での電気抵抗を高めることができる。したがって、クエンチが起こり常電導状態に転移した時に発生する過電流を瞬時に抑制する効果が高く、超電導限流器用として好適な酸化物超電導線材を供給できる。

一実施形態の超電導機器は、上記の酸化物超電導線材を有する。
この構成によれば、高い信頼性を有する超電導機器を提供することが可能となる。

上記の酸化物超電導線材の一実施形態に係る製造方法は、テープ状の基材に中間層と酸化物超電導層を形成した積層体を用意し、前記積層体の前記酸化物超電導層の主面に、スパッタ法によりＡｇ又はＡｇ合金からなる第１保護層を成膜する第１保護層成膜工程と、前記第１保護層の主面に、スパッタ法によりＣｕ又はＣｕ合金からなり厚みが０．３μｍ以上、２．１μｍ以下の第２保護層を成膜する第２保護層成膜工程と、前記第２保護層の主面に半田層を介して金属テープを接合することにより安定化層を形成する工程と、を有し、前記第２保護層成膜工程が、一回以上の成膜工程を有し、一回の成膜工程で２．１μｍ以下の成膜を行う。
この構成によれば、Ａｇ又はＡｇ合金を半田と接触させることがない酸化物超電導線材を形成できる。これにより安定化層が剥離しにくい酸化物超電導線材を提供できる。
また、Ｃｕ又はＣｕ合金をスパッタ法により成膜することで２．１μｍ以下の薄い第２保護層を形成できる。第２保護層の膜厚を２．１μｍ以下とすることで、一回の成膜工程を行うのみで酸化物超電導線材の特性を劣化させることはない。

上記の酸化物超電導線材の製造方法において、前記安定化層を形成する工程の前に、前記積層体の前記基材側の裏面に、スパッタ法によりＣｕ又はＣｕ合金からなる裏面層を成膜する裏面層成膜工程を有し、前記安定化層を形成する工程において、前記金属テープを前記積層体の主面から両側の側面を経由して裏面に回り込ませて配置させ、半田層を介して前記裏面層に接合しても良い。
この構成によれば、積層体の裏面に半田との密着性に優れたＣｕ又はＣｕ合金からなる裏面層を形成することで、安定化層を積層体の横断面外周に密着させ気密性を高めた酸化物超電導線材を製造できる。これにより、酸化物超電導層に水分が浸入することを防止し、超電導特性が劣化することを抑制できる。

本発明の酸化物超電導線材は、Ａｇ又はＡｇ合金からなる第１保護層と、半田層との間に第２保護層が形成される。したがって、Ａｇ又はＡｇ合金は、半田と接触することがなく半田がＡｇと合金化して脆化されることを抑制できる。したがって、酸化物超電導線材から安定化層が剥離することを防ぐことができる。
また、Ｃｕ又はＣｕ合金からなる第２保護層を０．３μｍ以上、２．１μｍ以下とすることで、酸化物超電導線材の横断面における第２保護層の膜厚を薄くしてコストを抑えるとともに、Ｃｕの脆化による、安定化層の剥離を防ぐことができる。

本発明に係る第１実施形態の酸化物超電導線材を模式的に示す断面傾視図である。 本発明に係る第２実施形態の酸化物超電導線材を模式的に示す断面傾視図である。 超電導コイルの一例を示し、図３（ａ）は、超電導コイルの積層体を示す斜視図、図３（ｂ）は、超電導コイル単体を示す斜視図である。 超電導限流器の一例を示す断面図である。

以下、本発明に係る酸化物超電導線材の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

＜第１実施形態＞
図１に第１実施形態の酸化物超電導線材１の横断面の模式図を示す。本実施形態の酸化物超電導線材１は、テープ状の基材１０に中間層１１と酸化物超電導層１２とが積層された積層体１６と、積層体１６の酸化物超電導層１２の主面１２ａに積層される第１保護層１３と、この第１保護層１３の主面１３ａに積層される第２保護層１４と、この第２保護層１４の主面１４ａに半田層１９を介して接合される安定化層１８とを備えて概略構成されている。
なお、図１において、線材の幅方向をＸ方向、長手方向をＹ方向、厚み方向をＺ方向とする。

基材１０は、ハステロイ（米国ヘインズ社製商品名）に代表されるニッケル合金やステンレス鋼、ニッケル合金に集合組織を導入した配向Ｎｉ−Ｗ合金が適用される。
基材１０の厚みＴ_１０は、目的に応じて適宜調整すれば良く、１０〜５００μｍの範囲とすることができる。

中間層１１は、基材１０上に形成される。中間層１１は、一例として、基材側から順に拡散防止層とベッド層と配向層とキャップ層の積層構造とすることができるが、拡散防止層とベッド層の一方あるいは両方を略して構成しても良い。
中間層１１の厚みＴ_１０は、０．０１μｍ〜５μｍ程度とされる。
拡散防止層は、Ｓｉ_３Ｎ_４、Ａｌ_２Ｏ_３、ＧＺＯ（Ｇｄ_２Ｚｒ_２Ｏ_７）等から構成され、例えば厚み１０〜４００ｎｍに形成される。
ベッド層は、界面反応性を低減し、その上に形成される膜の配向性を得るため層であり、Ｙ_２Ｏ_３、Ｅｒ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、Ｄｙ_２Ｏ_３、Ｅｒ_２Ｏ_３、Ｅｕ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３等からなり、その厚みは例えば１０〜１００ｎｍである。
配向層は、その上のキャップ層の結晶配向性を制御するために２軸配向する物質から形成される。配向層の材質としては、Ｇｄ_２Ｚｒ_２Ｏ_７、ＭｇＯ、ＺｒＯ_２−Ｙ_２Ｏ_３（ＹＳＺ）、ＳｒＴｉＯ_３、ＣｅＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｚｒ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、Ｎｄ_２Ｏ_３等の金属酸化物を例示することができる。この配向層はＩＢＡＤ（Ion-Beam-Assisted Deposition）法で形成することが好ましい。
キャップ層は、上述の配向層の表面に成膜されて結晶粒が面内方向に自己配向し得る材料からなり、具体的には、ＣｅＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＹＳＺ、Ｈｏ_２Ｏ_３、Ｎｄ_２Ｏ_３、ＬａＭｎＯ_３等からなる。キャップ層の膜厚は５０〜５０００ｎｍの範囲に形成できる。

酸化物超電導層１２は酸化物超電導体として公知のもので良く、具体的には、ＲＥ−１２３系と呼ばれるＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７−Ｘ（ＲＥは希土類元素であるＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうちの１種又は２種以上を表す）を例示できる。この酸化物超電導層１２として、Ｙ１２３（ＹＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７−Ｘ）又はＧｄ１２３（ＧｄＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７−Ｘ）などを例示できる。
酸化物超電導層１２の厚みＴ_１２は、０．５〜５μｍ程度であって、均一な厚みであることが好ましい。

積層体１６は、上述の基材１０、中間層１１、酸化物超電導層１２によって、構成されている。

第１保護層１３は、酸化物超電導層１２の主面１２ａに形成されるＡｇ又はＡｇ合金からなる層である。第１保護層１３は、主面１２ａのみならず、積層体１６の側面１６ｂ及び裏面１６ｃにも形成されていてもよい。

第１保護層１３は、酸化物超電導層１２を保護する役割を果たす。また、事故時に発生する過電流をバイパスする。加えて、酸化物超電導層１２とこの層よりも上面に設ける層との間で起こる化学反応を抑制し、一方の層の元素の一部が他方の層側に侵入して組成がくずれることによる超電導特性の低下を防ぐなどの機能を有する。第１保護層１３は、常温下でスパッタ法等の成膜法により形成できる。

第１保護層１３の酸化物超電導層１２上における厚みＴ_１３は、１μｍ以上２μｍ以下とすることができる。厚みＴ_１３を２μｍ以下とすることで第１保護層１３に使用するＡｇの量を抑制してコストの低減を図ることができる。また、厚みＴ_１３を１μｍ以上とすることで、酸素アニール時の熱処理によってＡｇが凝集しても、第１保護層１３にピンホールが発生することを抑制できる。第１保護層１３にピンホールが生じると、酸化物超電導層１２が露出し、露出部分が第１保護層１３によって保護されずに、超電導特性が劣化する虞がある。Ｔ_１３を１μｍ以上とすることで、酸化物超電導層１２を確実に保護することができる。

第２保護層１４は、第１保護層１３の主面１３ａに形成されるＣｕ又はＣｕ合金からなる層である。第２保護層１４は、主面１３ａのみならず、積層体１６の側面１６ｂ及び裏面１６ｃにも形成されていてもよい。
第２保護層１４は、第１保護層１３と共に酸化物超電導層１２を保護し、事故時に発生する過電流をバイパスする。さらに、半田層１９を構成する金属（例えばＳｎ）が第１保護層１３に拡散することを抑制する。これにより、第１保護層１３の構成元素であるＡｇと半田層を構成する金属（例えばＳｎ）とが合金化することを抑止する。
また、第１保護層１３にピンホールが形成されていた場合であっても、第２保護層１４を形成することで、このピンホールを覆い、酸化物超電導層１２を確実に保護することができる。

第２保護層１４の、第１保護層１３の主面１３ａ上に形成される部分の厚みＴ_１４は、０．３μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。また、厚みＴ_１４は、０．３μｍ以上、２．１μｍ以下であることがより好ましい。
厚みＴ_１４を１０μｍ以下とすることで、酸化物超電導線材１は、その横断面における第２保護層１４を構成する材料（Ｃｕ又はＣｕ合金）の使用量を抑制し、コスト低減を図ることができる。

第２保護層１４は、Ｃｕ又はＣｕ合金を後段で説明するスパッタ法により成膜することで得られる。スパッタ法による一回の成膜工程で２．１μｍを超える厚みの第２保護層１４を成膜すると、酸化物超電導層１２の劣化が起こる虞がある。したがって、１回に成膜する第２保護層１４の厚みは、２．１μｍ以下とすることがより好ましい。成膜回数を抑えて成膜コストを抑制するために、第２保護層１４の最終的な厚みＴ_１４も、２．１μｍ以下とすることが好ましい。
また、成膜を複数回行い、第２保護層１４の厚みＴ_１４を２．１μｍを超える厚みとする場合には、半田と第２保護層１４のＣｕとの合金化に起因する安定化層１８の剥離をより確実に防止できる。

また、第２保護層１４を０．３μｍ以上とすることで、Ｃｕの合金化による安定化層１８の剥離を防ぐことができる。Ｃｕ又はＣｕ合金からなる第２保護層１４上に半田層１９を形成すると、第２保護層１４に半田層１９を構成する金属（例えばＳｎ）が第２保護層１４に拡散する。これにより、第２保護層１４の構成元素であるＣｕと半田層を構成する金属（例えばＳｎ）とが合金化して第２保護層１４の脆化が起こる。この脆化が第２保護層１４の全厚みに達すると、第１保護層１３と第２保護層１４との境界部を起点として安定化層１８が剥離しやすくなる。半田を構成する金属のＣｕ又はＣｕ合金への拡散は、０．３μｍ未満であるため、第２保護層１４を０．３μｍ以上とすることで、Ｃｕの合金化による安定化層１８の剥離を防ぐことができる。

第２保護層１４は、常温下でスパッタ法等の成膜法により形成できる。スパッタ法による第２保護層１４の成膜の一例について以下に説明する。
まず、Ｃｕ又はＣｕ合金からなるターゲットと第１保護層１３が形成された積層体１６を、内部を真空状態に減圧しＡｒガスを導入した処理容器内に配置する。このとき、第１保護層１３をターゲット方向に向けて配置する。次に前記ターゲットに電圧を印加し放電させることでＡｒガスをイオン化してプラズマを生成する。プラズマ中に生成されたＡｒのイオンが、前記ターゲットをスパッタしてターゲットからＣｕ（又はＣｕ合金）のスパッタ粒子がはじき出され、当該スパッタ粒子が第１保護層１３上に堆積することで第２保護層１４が成膜される。

スパッタ法による成膜において、スパッタ粒子（Ｃｕ粒子）が被成膜体（第１保護層１３）に衝突すると衝突時の運動エネルギーが熱エネルギーに変換され、被成膜体が温度上昇する。この熱が酸化物超電導層１２に伝わり酸化物超電導層１２が温度上昇すると、酸化物超電導層１２中の酸素が抜け出し結晶構造がくずれ超電導特性の劣化が起こる虞がある。
被成膜体の温度上昇は、一回に成膜する第２保護層１４の膜厚（成膜レート）と相関関係を有している。酸化物超電導層１２の超電導特性の劣化を抑制するためには、一回あたりに成膜する第２保護層１４の膜厚を２．１μｍ以下とすることが好ましい。
また、スパッタ法による第２保護層１４の成膜における被成膜体の温度上昇により、第１保護層１３のＡｇが再結晶化することがある。Ａｇは、再結晶化により凝集して、ピンホールを形成する。第２保護層１４の成膜を一回に膜厚２．１μｍ以下とする場合には温度上昇を抑制しＡｇの再結晶化を防ぐことができる。

半田層１９は、第２保護層１４と金属テープからなる安定化層１８の間に配置されて、これらを接合している。
半田層１９は、金属テープの一面に形成されたＳｎメッキとして形成できる。Ｓｎメッキが施された金属テープを第２保護層１４上に配置して熱を加えることで、Ｓｎメッキを溶融、固化させて、金属テープと第２保護層１４を接合できる。
半田層１９の厚みＴ_１９は、２μｍ程度とされる。

半田層１９に用いる半田は、特に限定されるものではなく従来公知の半田を使用可能である。例えば、Ｓｎ、Ｓｎ−Ａｇ系合金、Ｓｎ−Ｂｉ系合金、Ｓｎ−Ｃｕ系合金、Ｓｎ−Ｚｎ系合金などのＳｎを主成分とする合金よりなる鉛フリー半田、Ｐｂ−Ｓｎ系合金半田、共晶半田、低温半田などが挙げられ、これらの半田を一種又は二種以上組み合わせて使用することができる。これらの中でも、融点が３００℃以下の半田を用いることが好ましい。これにより、３００℃以下の温度で金属テープと第２保護層１４とを半田付けすることが可能となるので、半田付けの熱によって酸化物超電導層１２の特性が劣化することを抑止できる。

安定化層１８は、半田層１９を介して第２保護層１４上に接合された金属テープからなる。
安定化層１８を構成する金属テープの材料としては、良導電性を有するものであればよく、特に限定されない。例えば、銅、真鍮（黄銅、Ｃｕ−Ｚｎ合金）、Ｃｕ−Ｎｉ合金等の銅合金、Ｎｉ合金、ステンレス鋼等の比較的安価な材質からなるものを用いることが好ましく、中でも高い導電性を有し比較的安価であることから銅製が好ましい。
この酸化物超電導線材１において安定化層１８は、事故時に発生する過電流を転流するバイパスとなる。
また、酸化物超電導線材１を超電導限流器に使用する場合において安定化層１８は、クエンチが起こり常電導状態に転移した時に発生する過電流を瞬時に抑制するために用いられる。この場合、安定化層１８は、Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｎｉ合金、ステンレス鋼、及び真鍮からなる群のうち、何れか１種からなる高抵抗金属を用いる事が好ましい。特に、Ｎｉ合金としては、インコネル（登録商標）やハステロイ（登録商標）を使用することができる。
安定化層１８の厚みＴ_１８は、適宜調整可能であるが、例えば１０μｍ以上１５０μｍ以下とすることができる。金属テープの厚みが薄すぎると加工工程で破れが生じる虞がある。また、安定化層１８の厚みＴ_１８を厚くしすぎると、線材の屈曲性が損なわれる上に、酸化物超電導線材１は、その横断面における安定化層１８の占有率が大きくなり、線材全体の臨界電流密度Ｊｃ（オーバーオールＪｃ）は小さくなってしまう。

なお、本実施形態においては、金属テープを半田層１９を介し第２保護層１４上にのみ接合して安定化層１８を形成する例について説明したが、安定化層１８の構成はこれに限るものではない。
例えば、金属テープを横断面略Ｃ字型に成型し、積層体１６の裏面１６ｃ側まで覆うように半田を介して接合しても良い。また、線材の外周に半田を介し金属テープを螺旋巻きにするなどしても良い。以上のように、線材の周面を覆う安定化層を形成することで、酸化物超電導層に水分を浸入させない気密な構造を実現でき、超電導特性の劣化を抑制できる。

以上の様に構成される本実施形態の酸化物超電導線材１において、酸化物超電導層１２が、線材全体の厚さ方向の中立面を含むように形成されていることが好ましい。
各層の剛性が略同一であると仮定する場合には、酸化物超電導層１２を線材全体の厚さの半分となる位置を含むように形成することが好ましい。より具体的には、各層の厚みを、次のような関係を満たすように構成することが好ましい。
第１保護層１３の厚みＴ_１３、第２保護層１４の厚みＴ_１４、半田層１９の厚みＴ_１９、及び安定化層１８の厚みＴ_１８の和と、基材１０の厚みＴ_１０、及び中間層１１の厚みＴ_１１の和と、の差が、酸化物超電導層１２の厚みＴ_１２の半分未満とする。
即ち、以下の式を満たすことが好ましい。

この関係を満たす場合に、酸化物超電導層１２は、酸化物超電導線材１の厚さ中央に配置され、酸化物超電導線材１を板厚方向に曲げたときの中立面が酸化物超電導層の内部に構成される。したがって、酸化物超電導線材１を湾曲させた場合に、各層に加わる曲げ応力のうち、酸化物超電導層に加わる曲げ応力が最小となる。したがって、酸化物超電導層１２に加わる負荷を軽減し超電導特性の劣化を抑制できる。

＜第２実施形態＞
図２に第２実施形態の酸化物超電導線材２の横断面の模式図を示す。第２実施形態の酸化物超電導線材２は、第１実施形態の酸化物超電導線材１と比較して、安定化層２８で積層体１６の横断面外周を覆っている構成を備えた点で異なる。
なお、上述の第１実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。また、図２においても図１と同様、線材の幅方向をＸ方向、長手方向をＹ方向、厚み方向をＺ方向とする。

酸化物超電導線材２は、テープ状の基材１０に中間層１１と酸化物超電導層１２とが積層された積層体１６を有している。積層体１６の酸化物超電導層１２の主面１２ａには、第１保護層１３が積層されている。さらに、第１保護層１３の主面１３ａには、第２保護層２４が形成されている。また、積層体１６の基材１０側の裏面１６ｃには、裏面層２６が積層され、積層体１６の側面１６ｂには側面層２５が積層されている。したがって、積層体１６は、第２保護層２４、側面層２５及び裏面層２６によって、外周（横断面外周）が覆われている。さらに、第２保護層２４、側面層２５及び裏面層２６には、半田層２９を介して安定化層２８が接合されている。

第２保護層２４は、第１保護層１３の主面１３ａに形成されるＣｕ又はＣｕ合金からなる層である。第２保護層２４は、側面層２５、裏面層２６と一体的に形成されている。
第２保護層２４は、第１保護層１３と共に酸化物超電導層１２を保護し、事故時に発生する過電流をバイパスする。さらに、半田層２９を構成する金属（例えばＳｎ）が第１保護層１３に拡散し合金化することを抑制する。
また、第１保護層１３にピンホールが形成されていた場合であっても、第２保護層２４を形成することで、このピンホールを覆い、半田が酸化物超電導層１２に達することを防ぐことができる。

第２保護層２４の厚みは、０．３μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、０．３μｍ以上２．１μｍ以下とすることがより好ましい。
第２保護層２４の厚みを１０μｍ以下とすることで、第２保護層２４を構成する材料（Ｃｕ又はＣｕ合金）の使用量を抑制し、コスト低減を図ることができる。
また第２保護層２４は、常温下でスパッタ法等の成膜法により形成できる。１回に成膜する第２保護層２４の厚みを２．１μｍ以下とすることで、成膜時に発生する熱を低減させ酸化物超電導層１２中の酸素が脱離することを抑制できる。また、第２保護層２４の成膜時に第１保護層１３のＡｇが再結晶化することを防ぐことができる。
第２保護層２４を０．３μｍ以上とすることで、Ｃｕの合金化による安定化層２８の剥離を防ぐことができる。

裏面層２６は、積層体１６の基材１０側の裏面１６ｃに形成されるＣｕ又はＣｕ合金からなる層である。
裏面層２６は、側面層２５及び安定化層２８を介して第２保護層２４と電気的に接続されている。
また、裏面層２６は、積層体１６の裏面１６ｃ側に配置される安定化層２８の裏面部２８ｃと半田層２９を介して接合される。裏面層２６は、Ｃｕ又はＣｕ合金からなるため、半田と密着性が高い。したがって、安定化層２８の裏面部２８ｃと容易に接合される。

一例としてＣｕからなる裏面層２６の形成手段を説明する。Ｃｕからなる裏面層２６は、第２保護層２４と同様にスパッタ法により形成することができる。裏面層２６の成膜は、Ｃｕターゲットを積層体１６の基材１０側（裏面１６ｃ側）に配置し、Ｃｕターゲットに電圧を印加し放電させることでＣｕのスパッタ粒子を積層体１６の裏面１６ｃに堆積させ行うことができる。

裏面層２６の厚みは、０．３μｍ以上２．１μｍ以下とすることが好ましい。
膜厚が２．１μｍを超える裏面層２６をスパッタ法による一回の成膜工程で形成しようとすると、成膜時の熱が酸化物超電導層１２に伝わり酸化物超電導層１２中の酸素が脱離する虞がある。また、裏面層２６を０．３μｍ以上とすることで、Ｃｕの合金化による安定化層２８の剥離を防ぐことができる。

なお、裏面層２６の成膜工程を複数回に分けて行う場合は、一回の成膜工程における膜厚を２．１μｍ以下とすることで、２．１μｍを超える裏面層２６を形成しても良い。この場合には、成膜工程のコストを加味して裏面層２６の厚みを１０μｍ以下の範囲とすることが好ましい。裏面層２６は、Ｃ字形に積層体１６を覆う安定化層２８の横断面の端部と半田層２９を介して接合される。このため、裏面層２６と安定化層２８との半田接合は、安定化層２８の剥離の起点となりやすい。裏面層２６を２．１μｍを超える膜厚とすることで半田とＣｕとの合金化による脆化に起因する剥離をより確実に防止できる。

側面層２５は、積層体１６の基材１０側の側面１６ｂに形成されるＣｕ又はＣｕ合金からなる層である。側面層２５は、第２保護層２４及び裏面層２６と一体的に形成されている。
側面層２５は、第２保護層２４と裏面層２６とをスパッタ法により成膜する際に同時に成膜される。スパッタ法による第２保護層２４の成膜において、スパッタ粒子（Ｃｕ粒子）は、積層体１６の側面１６ｂに回り込みＣｕ粒子が積層される。同様に、スパッタ法による裏面層２６の成膜においても積層体１６の裏面１６ｃにＣｕ粒子が積層される。これは、スパッタ粒子が処理容器中の不活性ガス（例えばＡｒ）に衝突して運動方向を変えることによる。
このように形成されることで、側面層２５、第２保護層２４、裏面層２６は、一体となって積層体１６の横断面を囲む。

安定化層２８は、第２保護層２４、側面層２５、並びに裏面層２６に沿って、横断面略Ｃ字形に配置される金属テープからなる。安定化層２８は、積層体１６の主面から両側の側面１６ｂ、１６ｂを回り込み裏面１６ｃに達して配置されている。また、安定化層２８は、半田層２９を介して第２保護層２４、側面層２５、並びに裏面層２６に接合されている。
安定化層２８は、銅、真鍮（黄銅、Ｃｕ−Ｚｎ合金）、Ｃｕ−Ｎｉ合金等の銅合金、Ｎｉ合金、ステンレス鋼等のからなり、事故時に発生する過電流を転流するバイパスとなる。また、安定化層２８は、酸化物超電導線材２を超電導限流器に使用する場合において、クエンチが起こり常電導状態に転移した時に発生する過電流を瞬時に抑制するために用いられる。

安定化層２８は、メッキなどによる半田層２９を設けた金属テープの面上に、第１保護層１３、第２保護層２４、側面層２５、並びに裏面層２６が積層された積層体１６を配置し周面を横断面略Ｃ字型をなすように包み込んで折り曲げ加工し、半田層２９を加熱溶融させてロールにより加圧することにより形成できる。
安定化層２８は、積層体１６の酸化物超電導層１２側に配置される主面部２８ａと、積層体１６の側面１６ｂ側に配置される側面部２８ｂと、積層体１６の裏面１６ｃ側に配置される裏面部２８ｃとを有している。安定化層２８の主面部２８ａは、半田層２９を介し第２保護層２４に接合されている。同様に安定化層２８の側面部２８ｂは側面層２５に、安定化層２８の裏面部２８ｃは裏面層２６に、それぞれ半田層２９を介し接合されている。

第２実施形態の酸化物超電導線材２は、安定化層２８がＣｕ又はＣｕ合金からなる第２保護層２４を介し半田接合されている。これにより、Ａｇ又はＡｇ合金からなる第１保護層１３は、半田と接触することがなく半田がＡｇと合金化して脆化されることを抑制でき、安定化層２８の剥離を防ぐことができる。

また、一般的に基材１０の材料として好適とされているＮｉ基合金（例えばハステロイ）は、半田との密着性が低い材料として知られており、基材１０に半田層２９を介して安定化層２８を接合することは困難であった。
本実施形態の酸化物超電導線材２は、積層体１６の横断面外周（特に裏面１６ｃ）が、半田と密着性の良いＣｕ又はＣｕ合金からなる層（第２保護層２４、側面層２５、裏面層２６）で覆われている。したがって、安定化層２８は、半田層２９を介し積層体１６の横断面外周に密着し酸化物超電導線材２の気密性を高めることができる。これにより、酸化物超電導層１２に水分が浸入することを防止し、超電導特性が劣化することを抑制できる。

なお、安定化層２８を構成する金属材料として、Ｎｉ基合金（例えばハステロイ）等の半田との密着性が低い材料を用いる場合には、予め安定化層２８の表面に半田との密着性を高める表面処理などを行っておくことが好ましい。

第２実施形態の酸化物超電導線材２は、積層体１６の２つの側面１６ｂ、１６ｂに、それぞれ側面層２５、２５が形成され、半田層２９を介し安定化層２８の側面部２８ｂ、２８ｂが接合されている。しかしながら、側面層２５、２５を有しておらず、安定化層２８が積層体１６の側面１６ｂと接合されていない場合であっても、積層体１６の裏面１６ｃが安定化層２８の裏面部２８ｃと接合されていればよい。この場合は、安定化層２８の裏面部２８ｃが、積層体１６の裏面１６ｃに成膜された裏面層２６と半田層２９を介し気密に接合されるため、水分が酸化物超電導層１２に達することを抑制できる。

以上に説明した酸化物超電導線材１（又は酸化物超電導線材２）は、様々な超電導機器に使用可能である。酸化物超電導線材１を備えた超電導機器の例として、超電導コイル積層体１００及び超電導コイル１０１について図３（ａ）、（ｂ）を基に説明する。
図３（ｂ）に示す超電導コイル１０１は、酸化物超電導線材１（又は酸化物超電導線材２）を巻回して形成することができる。また、図３（ａ）に示す超電導コイル積層体１００は、超電導コイル１０１を複数個積層し、それぞれの超電導コイル１０１同士を接続することにより形成することができる。
超電導コイル１０１及び超電導コイル積層体１００は、酸化物超電導線材１（又は酸化物超電導線材２）に電流を流すことで強力な磁力を発することができる。

（超電導限流器）
図４に本発明の実施形態としての超電導限流器９９を示す。
超電導限流器９９において、酸化物超電導線材１（又は酸化物超電導線材２）は、巻胴に複数層に渡って巻回され超電導限流器用モジュール９０を構成し、当該超電導限流器用モジュール９０として液体窒素９８が充填された液体窒素容器９５に格納されている。さらに液体窒素容器９５は、外部との熱を遮断する真空容器９６の内部に格納されている。
液体窒素容器９５は、上部に、液体窒素充填部９１と冷凍機９３を有し、冷凍機９３の下方には、熱アンカー９２と熱板９７が設けられている。
また、超電導限流器９９は、超電導限流器用モジュール９０に外部電源（図示略）を接続するための電流リード部９４を有する。
なお、酸化物超電導線材１（又は酸化物超電導線材２）を以上のような超電導限流器９９の超電導限流器用モジュール９０として使用する場合、酸化物超電導線材１（又は酸化物超電導線材２）の安定化層１８（又は安定化層２８）は、Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｎｉ合金、ステンレス鋼、及び真鍮からなる群のうち、何れか１種からなることが好ましい。これにより、クエンチが起こり常電導状態に転移した時に発生する過電流を瞬時に抑制することができる。

上述した酸化物超電導線材１（又は酸化物超電導線材２）を超電導機器に用いることで、高い信頼性を有する超電導機器を実現することが可能となる。
なお、ここで超電導機器は、図３（ａ）、（ｂ）を基に説明した超電導コイル１０１及び超電導コイル積層体１００、及び図４を基に説明した超電導限流器９９以外に、酸化物超電導線材１（又は酸化物超電導線材２）を有するものであれば特に限定されず、例えば、超電導ケーブル、超電導モータ、超電導変圧器、超電導電力貯蔵装置などを例示できる。

以下、実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
＜試験１＞
試験１として、図１に示す構造を有する酸化物超電導線材について評価を行った。
＜試料の作製＞
まず、ハステロイＣ−２７６（米国ヘインズ社商品名）からなる幅１０ｍｍ、厚み０．０７５ｍｍ、長さ１０００ｍｍのテープ状の基材の表面を平均粒径３μｍのアルミナを使用し研磨した。次に、前記基材の表面をアセトンにより脱脂、洗浄した。
この基材の主面上にスパッタ法によりＡｌ_２Ｏ_３（拡散防止層；膜厚１００ｎｍ）を成膜し、その上に、イオンビームスパッタ法によりＹ_２Ｏ_３（ベッド層；膜厚３０ｎｍ）を成膜した。
次いで、このベッド層上に、イオンビームアシスト蒸着法（ＩＢＡＤ法）によりＭｇＯ（金属酸化物層；膜厚５〜１０ｎｍ）を形成し、その上にパルスレーザー蒸着法（ＰＬＤ法）により５００ｎｍ厚のＣｅＯ_２（キャップ層）を成膜した。次いでＣｅＯ_２層上にＰＬＤ法により２．０μｍ厚のＧｄＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７−ｘ（酸化物超電導層）を形成した。
このように作製した試料Ａを試験１の以下のサンプル作製で共通して使用する。

（サンプルＮｏ．１、Ｎｏ．２）
上述した試料Ａに対し、スパッタ法により酸化物超電導層上にＡｇからなる第１保護層を形成した。
次に、この試料に対して酸素アニールを行った。
次に、片面２μｍ厚のＳｎメッキを施したＣｕからなる幅１０ｍｍ、厚み０．０７５ｍｍ、長さ１０００ｍｍの金属テープを用意した。この金属テープと前記試料とを、Ｓｎメッキと第１保護層が対向するように重ね合わせて２８０℃に加熱した炉を通過させた。これにより、Ｓｎを溶融させ半田層を形成し、金属テープと第１保護層とを接合した。
以上の手順を経て、サンプルＮｏ．１、Ｎｏ．２の酸化物超電導線材を得た。第１保護層の厚みについては、後段の表１にまとめて記載する。

（サンプルＮｏ．３〜Ｎｏ．９）
上述した試料Ａに対し、スパッタ法により酸化物超電導層上にＡｇからなる第１保護層を形成した。
次に、この試料に対して酸素アニールを行った。
次に、この試料に対し、スパッタ法により第１保護層上にＣｕからなる第２保護層を形成した。なお、このスパッタ法による成膜において、第１保護層は、一回の成膜工程で形成されている（複数回の成膜工程により形成されたものではない）。
次に、片面２μｍのＳｎメッキを施したＣｕからなる幅１０ｍｍ、厚み０．０７５ｍｍ、長さ１０００ｍｍの金属テープを用意した。この金属テープと前記試料とを、Ｓｎメッキと第２保護層が対向するように重ね合わせて２８０℃に加熱した炉を通過させた。これにより、Ｓｎを溶融させ半田層を形成し、金属テープと第２保護層とを接合した。
以上の手順を経て、下段の表１に示すサンプルＮｏ．３〜Ｎｏ．９の酸化物超電導線材を得た。第１保護層、第２保護層の厚みについては、後段の表１にまとめて記載する。

以上に説明したサンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．９の酸化物超電導線材において、酸素アニールの温度と時間は、保護層の膜厚に応じて変更した。
保護層の膜厚が２μｍのものは、５００℃で１０時間の酸素アニールを行い、２６時間の炉冷却後に取り出した。保護層の膜厚が１μｍのもの（サンプルＮｏ．２、Ｎｏ．５）は、３００℃で１５時間の酸素アニールを行い、２０時間の炉冷却後に取り出した。

＜評価＞
（臨界電流特性）
サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．９の酸化物超電導線材をそれぞれ３本用意し、四端子法を用いてこれらの臨界電流値（Ｉｃ）を測定した。それぞれ３本の酸化物超電導線材のＩｃの平均値を表１に示す。

（剥離強度）
サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．９の酸化物超電導線材に対し、金属テープの剥離強度を測定した。
測定は、スタッドプル剥離試験により金属テープが剥離する強度を測定した。剥離強度の測定は、金属テープの表面に直径２．７ｍｍのスタッドピンの先端部をエポキシ樹脂で接着固定（ピン先端部の接着面積５．７２ｍｍ^２）し、このスタッドピンを線材の成膜面に対して垂直方向に引っ張り、応力が低下した瞬間の引張荷重を剥離応力（剥離強度）として行った。
スタッドプル剥離試験は、各サンプルについて１０カ所の測定を行った。測定値の平均値を表１に示す。
なお、剥離強度の測定は、応力が３０ＭＰａとなるまで行った。以下の表１において「＞３０」は、３０ＭＰａの応力が加わった時に剥離が生じなかったことを意味し、剥離強度が３０ＭＰａ以上であることを示している。

表１に示す結果のうち、臨界電流値Ｉｃを参照すると、サンプルＮｏ．３の酸化物超電導線材の臨界電流値が比較的低くなっている。サンプルＮｏ．３の酸化物超電導線材は、一回のスパッタ法による成膜工程で、２．２μｍの厚みの第２保護層を形成している。このため、酸化物超電導層に熱が加わり、超電導特性の劣化が生じたと考えられる。
これに対して、そのほかのサンプルでは、超電導特性の劣化は見られない。

表１に示す結果のうち、剥離強度を参照すると、サンプルＮｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．４の酸化物超電導層は、剥離強度が比較的低くなっている。
これらのうち、サンプルＮｏ．１、Ｎｏ．２の酸化物超電導線材は、第２保護層を有していない。これらのサンプルの剥離後の剥離面を観察したところ、剥離面は第１保護層と安定化層との間となっていた。このことから、第１保護層のＡｇと半田層のＳｎが合金化して脆化が発生し、剥離強度が低下したと考えられる。

また、サンプルＮｏ．４の酸化物超電導線材は、第２保護層を有しているものの、その膜厚が０．２μｍである。このサンプルの剥離後の剥離面を観察したところ、剥離面は第２保護層と安定化層との間となっていた。このことから、第２保護層のＣｕと半田層のＳｎが合金化して脆化が発生し、剥離強度が低下したと考えられる。即ち、第２保護層を０．３μｍ未満の場合に第２保護層は脆化やすいことが確認された。

サンプルＮｏ．３、Ｎｏ．５〜Ｎｏ．９は、安定化層と第１、第２保護層の間の剥離強度は、３０ＭＰａ以上の値となっており、剥離強度が比較的高い。このことから、第１、第２保護層の脆化が生じておらず、安定化層の剥離を防ぐことができていると確認された。即ち、Ａｇからなる第１保護層上にさらに０．３μｍ以上の膜厚を有する第２保護層を形成することで、安定化層の剥離強度を向上できることが確認された。

＜試験２＞
試験２として、図２に示す構造を有する酸化物超電導線材について評価を行った。
＜試料の作製＞
まず、試験１で使用した試料Ａを用意する。試験２の以下のサンプル作製で、試料Ａを共通して使用する。

（サンプルＮｏ．１０）
上述した試料Ａに対し、スパッタ法により酸化物超電導層上にＡｇを厚み２μｍ形成した。
次いで、５００℃で１０時間の酸素アニール処理を行い、２６時間の炉冷却後に取り出した。
次いで、この試料をレーザー光線で切断して２分割して５ｍｍ幅の線材を得た。
次いで、この線材の２μｍ厚のＡｇ層上に、さらにスパッタ法によりＡｇを厚み６μｍ成膜し、合計８μｍの第１保護層とした。
次いで、この線材の基材側の裏面にスパッタ法によりＡｇからなる厚み１μｍの裏面層を成膜して、再度５００℃で１０時間の酸素アニール処理を行い、２６時間の炉冷却後に取り出した。
次いで、５μｍ厚のＳｎメッキ（融点２３０℃、半田層）が施された金属テープを用意し、線材の外周を包み込むように略Ｃ字形に折り曲げて２８０℃に加熱した通過させて、線材の外周に金属テープからなる安定化層を形成した。
以上の手順を経て、サンプルＮｏ．１０の酸化物超電導線材を得た。各層の材質、厚みなどは、後段の表２にまとめて記載する。

（サンプルＮｏ．１１〜Ｎｏ．１３）
上述した試料Ａに対し、スパッタ法により酸化物超電導層上にＡｇからなる厚み２μｍの第１保護層を形成した。
次いで、３００℃で１５時間の酸素アニール処理を行い、２０時間の炉冷却後に取り出した。
次いで、この試料をレーザー光線で切断して２分割して５ｍｍ幅の線材を得た。
次いで、この線材の第１保護層の主面に、スパッタ法によりＣｕからなる厚み１μｍの第２保護層を成膜した。
次いで、この線材の基材側の裏面に、スパッタ法によりＣｕからなる厚み１μｍの裏面層を成膜した。
次いで、５μｍ厚のＳｎメッキ（融点２３０℃、半田層）が施された金属テープを用意し、線材の外周を包み込むように略Ｃ字形に折り曲げて２８０℃に加熱した通過させて、線材の外周に金属テープからなる安定化層を形成した。
以上の手順を経て、サンプルＮｏ．１１〜Ｎｏ．１３の酸化物超電導線材を得た。各層の材質、厚みなどは、後段の表２にまとめて記載する。

＜評価＞
（室温抵抗）
サンプルＮｏ．１０〜Ｎｏ．１３の酸化物超電導線材の室温（２５℃）における電気抵抗（室温抵抗）を四端子法により測定した。室温において酸化物超電導層は、超電導特性を示さないため、室温抵抗は、主に第１保護層、第２保護層、裏面層、安定化層等の合成抵抗となる。
試験結果を表３にまとめて記載する。

サンプルＮｏ．１０、Ｎｏ．１１の酸化物超電導線材に対し、金属テープ（安定化層）の剥離強度を、試験１と同様のスタッドプル剥離試験により行った。
測定は、酸化物超電導線材の表面側（酸化物超電導層が配置されている側）と、裏面側（基材が配置されている側）と、をそれぞれ行った。
試験結果を表３にまとめて記載する。

サンプルＮｏ．１０及びＮｏ．１１の酸化物超電導線材の厚さ及び室温抵抗を比較する。
表面側、裏面側共に剥離強度がサンプルＮｏ．１１が高くなっている。このことから第２保護層を設けることで、剥離強度を高めることができることが確認された。
また、サンプルＮｏ．１０の酸化物超電導線材は、表面側に８μｍ厚の第１保護層（Ａｇ）が形成されている。一方、サンプルＮｏ．１１の酸化物超電導線材は、表面側に２μｍ厚の第１保護層（Ａｇ）と１μｍ厚の第２保護層（Ｃｕ）とが形成され、これらの合計の厚さが３μｍとなっている。第２保護層を設けることで、酸化物超電導線材を薄く形成することができる。また、第１保護層と第２保護層とは、室温時に電流経路となるため、これらの厚みを薄くすることで、室温抵抗を高めることができ、超電導限流器用の酸化物超電導線材に好適に用いることができる。

さらに、サンプルＮｏ．１１とサンプルＮｏ．１２及びＮｏ．１３とを比較すると、安定化層を構成する材料として、Ｎｉ−Ｃｒ合金、又は黄銅（真鍮）を用いることで、さらに室温抵抗を高めることが確認できた。

また、表２に示すように、Ｎｉ−Ｃｒ合金及び黄銅（真鍮）は、Ｃｕと比較して熱伝導率が低い。
酸化物超電導線材を超電導限流器に使用する場合において、安定化層の熱伝導率を低くする（即ち、熱容量を大きくする）ことで、局所的な発熱が超電導限流器全体に広がることを抑制できる。したがって、超電導特性が破壊された領域が広がりにくくすることができる。
Ｎｉ−Ｃｒ合金又は黄銅（真鍮）からなる安定化層で酸化物超電導線材の周囲を覆うことで、熱的安定性を高め、超電導限流器用の酸化物超電導線材に好適に用いることができる。

以上に、本発明の実施形態を説明したが、実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

１、２…酸化物超電導線材、１０…基材、１１…中間層、１２…酸化物超電導層、１２ａ、１３ａ、１４ａ…主面、１３…第１保護層、１４、２４…第２保護層、１６…積層体、１６ｂ…側面、１６ｃ…裏面、１８、２８…安定化層、１９、２９…半田層、２５…側面層、２６…裏面層、９９…超電導限流器、１００…超電導コイル積層体、１０１…超電導コイル

Claims (7)

1. テープ状の基材、中間層、酸化物超電導層が積層されてなる積層体と、
   前記積層体の前記酸化物超電導層の主面に積層される第１保護層と、
   前記第１保護層の主面に積層される第２保護層と、
   前記第２保護層の主面に半田層を介して接合される安定化層と、を備え、
   前記第１保護層が、Ａｇ又はＡｇ合金からなり、
   前記第２保護層が、Ｃｕ又はＣｕ合金からなり、前記第２保護層の１回の成膜工程により形成された厚みが２．１μｍ以下であり最終的な厚みが０．３μｍ以上１０μｍ以下である酸化物超電導線材。
2. 前記酸化物超電導層が、線材全体の厚さ方向の中立面を含むように形成されている請求項１に記載の酸化物超電導線材。
3. 前記積層体の前記基材側の裏面に積層されＣｕ又はＣｕ合金からなる裏面層を有し、前記安定化層が、前記積層体の主面から両側の側面を回り込み裏面に達して配置され、前記裏面層に半田層を介して接合されている請求項１に記載の酸化物超電導線材。
4. 前記安定化層が、Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｎｉ合金、ステンレス鋼、及び真鍮からなる群のうち、何れか１種からなる請求項１〜３の何れか一項に記載の酸化物超電導線材。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の酸化物超電導線材を有する超電導機器。
6. テープ状の基材に中間層と酸化物超電導層を形成した積層体を用意し、
   前記積層体の前記酸化物超電導層の主面に、スパッタ法によりＡｇ又はＡｇ合金からなる第１保護層を成膜する第１保護層成膜工程と、
   前記第１保護層の主面に、スパッタ法によりＣｕ又はＣｕ合金からなり厚みが０．３μｍ以上、２．１μｍ以下の第２保護層を成膜する第２保護層成膜工程と、
   前記第２保護層の主面に半田層を介して金属テープを接合することにより安定化層を形成する工程と、を有し、
   前記第２保護層成膜工程が、一回以上の成膜工程を有し、一回の成膜工程で２．１μｍ以下の成膜を行う酸化物超電導線材の製造方法。
7. 前記安定化層を形成する工程の前に、前記積層体の前記基材側の裏面に、スパッタ法によりＣｕ又はＣｕ合金からなる裏面層を成膜する裏面層成膜工程を有し、
   前記安定化層を形成する工程において、前記金属テープを前記積層体の主面から両側の側面を経由して裏面に回り込ませて配置させ、半田層を介して前記裏面層に接合する請求項６に記載の酸化物超電導線材の製造方法。

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