JP2016033875A - 超電導線材 - Google Patents

Abstract

【課題】超電導特性の劣化を抑制することが可能な超電導線材を提供する。
【解決手段】超電導線材１０は、積層体２０と被覆層（保護層７または安定化層９）とを備える。積層体２０は、主面を有する基板１と、当該主面上に形成された超電導材料層５とを含む。被覆層（保護層７または安定化層９）は、少なくとも超電導材料層５上に配置される。被覆層（保護層７または安定化層９）において、超電導材料層５上に位置する安定化層９の表面部分は凸形状になっている。
【選択図】図１

Description

この発明は、超電導線材に関し、より特定的には、基板上に超電導材料層が形成された超電導線材に関する。

近年、金属基板上に超電導材料層が形成された超電導線材の開発が進められている。中でも、転移温度が液体窒素温度以上の高温超電導体である酸化物超電導体からなる超電導材料層が設けられた酸化物超電導線材が注目されている。

このような酸化物超電導線材は、一般的に、配向性の金属基板上に中間層を形成し、当該中間層上に酸化物超電導材料層を形成し、さらに、銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）の安定化層を形成することにより製造されている（たとえば特開２０１３−１２４０６号公報（特許文献１）参照）。

特開２０１３−１２４０６号公報

上述した構成の超電導線材は、たとえばコイル状に巻回されて超電導コイルを構成する。このとき、巻回された超電導線材の表面（特に超電導材料層が形成された側の安定化層表面）が、当該表面上に積層された超電導線材や他の部材と接触して、当該表面が欠損するといった不良が発生する場合があった。この場合、当該不良に起因して超電導線材の超電導材料層も損傷し、結果的に超電導線材の特性が劣化することがあった。

この発明は、上記のような課題を解決するために成されたものであり、この発明の目的は、超電導特性の劣化を抑制することが可能な超電導線材を提供することである。

本発明の一態様に係る超電導線材は、積層体と被覆層とを備える。積層体は、主面を有する基板と、当該主面上に形成された超電導材料層とを含む。被覆層は、少なくとも超電導材料層上に配置される。被覆層において、超電導材料層上に位置する表面部分は凸形状になっている。

上記によれば、超電導線材の被覆層の表面部分が欠けるといった不良の発生確率を低減できるので、結果的に当該不良に起因する超電導特性の劣化を抑制できる。

本発明の実施の形態１に係る超電導線材の構成を示す断面模式図である。 実施の形態１に係る超電導線材の製造方法を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 実施の形態１に係る超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 実施の形態１に係る超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 実施の形態１に係る超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 細線加工工程に用いられるスリッターの構成を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態１に係る超電導線材の変形例の構成を示す断面模式図である。 本発明の実施の形態２に係る超電導線材の構成を示す断面模式図である。 図９に示した超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態３に係る超電導線材の構成を示す断面模式図である。 図１１に示した超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態４に係る超電導線材の構成を示す断面模式図である。 図１３に示した超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態５に係る超電導線材の構成を示す断面模式図である。 図１５に示した超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態６に係る超電導線材の構成を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態７に係る超電導線材の構成を説明するための断面模式図である。 図１８に示した超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態８に係る超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態８に係る超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態８に係る超電導線材を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態９に係る超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態９に係る超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態９に係る超電導線材を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態１０に係る超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態１０に係る超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態１０に係る超電導線材を説明するための断面模式図である。

[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。

（１） 本発明の一態様に係る超電導線材１０（図１参照）は、積層体２０と被覆層（保護層７または安定化層９）とを備える。積層体２０は、主面を有する基板１と、当該主面上に形成された超電導材料層５とを含む。被覆層（保護層７または安定化層９）は、少なくとも超電導材料層５上に配置される。被覆層（保護層７または安定化層９）において、超電導材料層５上に位置する表面部分（保護層７の上部表面または安定化層９の表面部分）は凸形状になっている。なお、上記超電導材料層５は、基板１の主面上に直接的または中間層３などを介して間接的に形成され得る。

このようにすれば、超電導線材１０の被覆層（安定化層９または保護層７）における表面部分が凸形状になっているので、超電導線材１０のハンドリング時などにおいて当該表面部分が他の部材と接触した場合など、表面部分の端部が欠損するといった問題の発生を抑制できる。このため、被覆層の上記欠損などに起因して超電導材料層５が破損する可能性を低減できるので、超電導線材１０における超電導特性の劣化を抑制できる。

（２） 上記超電導線材１０では、基板１の幅方向での断面において、表面部分の凸形状になっている領域の頂部２１と端部２２との間の、基板１の厚み方向における距離Ｌ１が、１μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。

この場合、凸形状になっている表面部分の端部２２などが欠損する可能性を低減できるので、上述した超電導材料層５の破損の可能性を確実に低減できる。なお、ここで頂部２１とは、凸形状になっている表面部分において超電導材料層５から最も離れた領域（たとえば、凸状に突出した表面部分の中央領域）を意味する。また、端部２２とは、表面部分において幅方向の端部をいう。なお、上記距離Ｌ１が１μｍ未満では表面部分の凸形状が十分な大きさとならず、上述した効果を十分発揮できない。また、上記距離Ｌ１が１００μｍ超えの場合、表面部分の頂部２１が突出しすぎて超電導線材１０の断面積が大きくなる。そのため、たとえば超電導線材１０を巻回してコイルを形成する場合、上記表面部分が平坦な場合（図１の超電導線材１０において、幅方向中央での厚さが当該超電導線材１０の側面の高さとほぼ同じ場合）と比べて、同じターン数であってもコイルの直径が大きくなってしまう。

なお、上記距離Ｌ１の下限は好ましくは５μｍ、より好ましくは１０μｍ、さらに好ましくは１５μｍとすることができる。また、上記距離Ｌ１の上限は、好ましくは８０μｍ、より好ましくは７０μｍ、さらに好ましくは５０μｍとすることができる。

（３） 上記超電導線材１０では、基板１の幅方向での断面において、表面部分は、表面部分の端部に位置し傾きが０．０１以上となっている傾斜部２９（図８参照）を含んでいてもよい。基板１の幅方向での断面において、被覆層（安定化層９）の最大幅Ｗ２に対する傾斜部２９の幅Ｗ１の比率は０．１％以上３０％以下であってもよい。なお、ここで傾きとは、以下のように規定することができる。図８に示すように表面部分において曲率が変化する変曲点である位置２８と、表面部分の端部２２（超電導線材１０における側壁と傾斜部２９との境界部であって曲率が変化する変曲点）とを規定する。このとき、表面部分において位置２８より内側の領域の延在方向における位置２８と端部２２との間の距離である幅Ｗ１と、超電導線材１０の側壁の延在方向における位置２８と端部２２との間の距離Ｗ３とを考える。この場合、位置２８と端部２２との間の領域である傾斜部２９（図８参照）の傾きはＷ３／Ｗ１と規定することができる。

このようにすれば、凸形状になっている表面部分の端に傾斜部２９が形成されているので、端部２２は明確な角部にはならず当該端部２２が欠損する可能性を低減できる。したがって、上述した超電導材料層５の破損の可能性を確実に低減できる。なお、上記比率が０．１％未満では表面部分の凸形状が不十分となり、上述した効果を十分発揮できない。また、上記比率が３０％超えの場合、表面部分の凸形状となった部分（たとえば図１の頂部２１）が突出しすぎた状態となる。そのため、たとえば超電導線材１０を巻回してコイルを形成する場合、巻回された外周側の超電導線材１０の部分により内周側の超電導線材の上記頂部２１に加えられる応力が大きくなり、結果的に超電導材料層５に加えられる応力が過大になる可能性がある。

なお、上記比率の下限は好ましくは０．５％、より好ましくは１％、さらに好ましくは２％とすることができる。また、上記比率の上限は、好ましくは２０％、より好ましくは１５％、さらに好ましくは１０％とすることができる。

（４） 本発明の一態様に係る超電導線材１０（図１８参照）は、積層体２０と被覆層（保護層７または安定化層９）とを備える。積層体２０は、主面を有する基板１と、当該主面上に形成された超電導材料層５とを含む。被覆層は、少なくとも超電導材料層５上に配置される。超電導線材１０において、超電導材料層５上に位置する表面部分と反対側に位置する裏面部分（基板１から見て超電導材料層５が位置する側と反対側に位置する裏面側に形成された安定化層９の裏面部分）の形状は凸形状になっている。当該裏面部分の形状は曲面状の凸形状であってもよい。

このようにすれば、たとえば超電導線材１０を巻回してコイルを形成する場合に、外周側の超電導線材１０の裏面部分が内周側の超電導線材１０の表面部分に接触しても、当該裏面部分が凸形状となっているので、断面が矩形上の超電導線材のように端部に角部は存在せず、当該角部が内周側の超電導線材１０の表面部分に接触して表面部分が破損するといった問題の発生を防止できる。

（５） 上記超電導線材１０では、基板１の幅方向での断面において、図１８に示すように、裏面部分の凸形状になっている領域の頂部２１と端部１２２との間の、基板１の厚み方向における距離Ｌ２が、１μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。

この場合、上述のように超電導線材１０の表面部分の破損の可能性を確実に低減できる。なお、ここで裏面部分の頂部２１（図１８参照）とは、凸形状になっている裏面部分において超電導材料層５（または基板１）から最も離れた領域（たとえば、凸状に突出した裏面部分の中央領域）、または裏面部分の中央部を意味する。また、端部１２２とは、裏面部分において幅方向の端部（超電導線材１０の側面と裏面部分との境界部）をいう。

なお、上記距離Ｌ２が１μｍ未満では裏面部分の凸形状が十分な大きさとならず、上述した効果を十分発揮できない。また、上記距離Ｌ２が１００μｍ超えの場合、裏面部分の頂部２１が突出しすぎて超電導線材１０の断面積が大きくなる。そのため、たとえば超電導線材１０を巻回してコイルを形成する場合、上記裏面部分が平坦な場合（図１８の超電導線材１０において、幅方向中央での厚さが当該超電導線材１０の側面の高さとほぼ同じ場合）と比べて、同じターン数であってもコイルの直径が大きくなってしまう。

なお、上記距離Ｌ２の下限は好ましくは５μｍ、より好ましくは１０μｍ、さらに好ましくは１５μｍとすることができる。また、上記距離Ｌ２の上限は、好ましくは８０μｍ、より好ましくは７０μｍ、さらに好ましくは５０μｍとすることができる。

（６） 上記超電導線材１０では、基板１の幅方向での断面において、裏面部分は、裏面部分の端部に位置し傾きが０．０１以上となっている裏面傾斜部（たとえば図１８の面取り部９ａ）を含んでいてもよい。基板１の幅方向での断面における、被覆層の最大幅（図１８の超電導線材１０の幅Ｗ２）に対する裏面傾斜部（面取り部９ａ）の幅Ｗ１の比率（Ｗ１／Ｗ２）は０．１％以上３０％以下であってもよい。なお、ここで傾きとは、以下のように規定することができる。図１８に示すように裏面部分において曲率が変化する変曲点である位置１２８と、裏面部分の端部１２２（超電導線材１０における側壁と面取り部９ａとの境界部であって曲率が変化する変曲点）とを規定する。このとき、裏面部分において位置１２８より内側の領域の延在方向における位置１２８と端部１２２との間の距離である幅Ｗ１（面取り部９ａの幅Ｗ１）と、超電導線材１０の側壁の延在方向における位置１２８と端部１２２との間の距離Ｌ２とを考える。この場合、位置２８と端部２２との間の領域である面取り部９ａ（図１８参照）の傾きはＬ２／Ｗ１と規定することができる。

このようにすれば、凸形状になっている裏面部分の端に傾斜部（面取り部９ａ）が形成されているので、端部１２２は明確な角部にはならず当該端部１２２が欠損する可能性を低減できる。このため、上述した超電導材料層５の破損の可能性を確実に低減できる。なお、上記比率が０．１％未満では裏面部分の凸形状が不十分となり、上述した効果を十分発揮できない。また、上記比率が３０％超えの場合、裏面部分の凸形状となった部分（図１８における裏面部分の頂部２１）が突出しすぎた状態となる。そのため、たとえば超電導線材１０を巻回してコイルを形成する場合、巻回された内周側の超電導線材１０の部分により外周側の超電導線材の上記頂部２１に加えられる応力が大きくなり、結果的に超電導材料層５に加えられる応力が過大になる可能性がある。

なお、上記比率の下限は好ましくは０．５％、より好ましくは１％、さらに好ましくは２％とすることができる。また、上記比率の上限は、好ましくは２０％、より好ましくは１５％、さらに好ましくは１０％とすることができる。

（７） 本発明の一態様に係る超電導線材１０（図２２参照）は、主面を有する基板１と、主面上に形成された超電導材料層５とを備える。超電導材料層５の表面は凸形状になっている。このようにすれば、超電導材料層５の表面上に保護層７や安定化層９などの被覆層を形成するときに、当該被覆層の上部表面を容易に凸形状とすることができる。この結果、超電導線材１０のハンドリング時などに当該被覆層の上部表面の端部が欠損するといった問題の発生を確実に抑制できる。

（８） 上記超電導線材１０では、基板１の幅方向での断面において、超電導材料層５の凸形状になっている領域の頂部４１（図２０参照）と端部４２（図２０参照）との間の、基板１の厚み方向における距離Ｌ３が、１μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。

この場合、超電導材料層５上に被覆層（保護層７や安定化層９）を形成することで、当該被覆層の表面部分も容易に凸形状にすることができる。そして、被覆層の表面部分の端部などが欠損する可能性を低減できるので、上述した超電導材料層５の破損の可能性を確実に低減できる。なお、ここで頂部４１とは、凸形状になっている超電導材料層５の上部表面において基板１の裏面（超電導材料層５が形成された表面と反対側の裏面）から最も離れた領域（たとえば、凸状に突出した超電導材料層５の上部表面の中央領域）を意味する。また、端部４２とは、超電導材料層５の上部表面において幅方向の端部をいう。なお、上記距離Ｌ３が１μｍ未満では、超電導材料層５の上部表面上に形成する被覆層の表面部分を十分に凸形状とすることができず、上述した効果を十分発揮できない。また、上記距離Ｌ３が１００μｍ超えの場合、超電導材料層５の中央部と端部４２との間で高低差が大きくなり過ぎ、当該超電導線材１０に交流電流を流した場合に、超電導材料層５内での電流分布が不均一になり超電導線材１０の電気的特性が劣化する可能性がある。

なお、上記距離Ｌ３の下限は好ましくは５μｍ、より好ましくは１０μｍ、さらに好ましくは１５μｍとすることができる。また、上記距離Ｌ３の上限は、好ましくは８０μｍ、より好ましくは７０μｍ、さらに好ましくは５０μｍとすることができる。

（９） 本発明の一態様に係る超電導線材１０（図２５参照）は、主面を有する基板１と、主面上に形成された超電導材料層５とを備える。基板１の主面は凸形状になっている。このようにすれば、超電導材料層５の上部表面は基板１の主面の形状に沿って凸形状となる。そして、超電導材料層５の表面上に保護層７や安定化層９などの被覆層を形成するときに、当該被覆層の上部表面を容易に凸形状とすることができる。この結果、超電導線材１０のハンドリング時などに当該被覆層の上部表面の端部が欠損するといった問題の発生を確実に抑制できる。

（１０） 上記超電導線材１０では、図２３に示すように、基板１の幅方向での断面において、主面の凸形状になっている領域の頂部５１と端部５２との間の、基板１の厚み方向における距離Ｌ４が、１μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。

この場合、超電導材料層５の上部表面は基板１の主面の形状に沿って凸形状となる。そして、超電導材料層５上に被覆層（保護層７や安定化層９）を形成することで、当該被覆層の表面部分も容易に凸形状にすることができる。そのため、被覆層の表面部分の端部などが欠損する可能性を低減できるので、上述した超電導材料層５の破損の可能性を確実に低減できる。なお、ここで頂部５１とは、凸形状になっている基板１の上部表面（超電導材料層５が形成される表面）において基板１の裏面（超電導材料層５が形成された表面と反対側の裏面）から最も離れた領域（たとえば、凸状に突出した基板１の上部表面の中央領域）を意味する。また、端部５２とは、超電導材料層５の上部表面において幅方向の端部をいう。なお、上記距離Ｌ４が１μｍ未満では、超電導材料層５の上部表面上に形成する被覆層の表面部分を十分に凸形状とすることができず、上述した効果を十分発揮できない。また、上記距離Ｌ４が１００μｍ超えの場合、基板１の上部表面の頂部５１が突出しすぎて超電導線材１０の断面積が大きくなる。そのため、たとえば超電導線材１０を巻回してコイルを形成する場合、超電導線材１０の上部表面が平坦な場合（図２５の超電導線材１０において、幅方向中央での厚さが当該超電導線材１０の側面の高さとほぼ同じ場合）と比べて、同じターン数であってもコイルの直径が大きくなってしまう。

なお、上記距離Ｌ４の下限は好ましくは５μｍ、より好ましくは１０μｍ、さらに好ましくは１５μｍとすることができる。また、上記距離Ｌ４の上限は、好ましくは８０μｍ、より好ましくは７０μｍ、さらに好ましくは５０μｍとすることができる。

（１１） 本発明の一態様に係る超電導線材１０（図２８参照）は、主面を有する基板１と、主面上に形成された超電導材料層５とを備える。基板１の主面と反対側に位置する裏面は凸形状になっている。このようにすれば、基板１の裏面上に被覆層（たとえば安定化層９など）を形成する場合に、当該被覆層の表面（裏面）を基板１の裏面の形状に沿って確実に凸形状とすることができる。この結果、超電導線材１０のハンドリング時などに当該被覆層の裏面の端部が欠損し、その衝撃や変形等により基板１の主面側の超電導材料層５が破損するといった問題の発生を確実に抑制できる。

（１２） 上記超電導線材１０（図２８参照）では、基板１の幅方向での断面において、裏面の凸形状になっている領域の頂部５１と端部５２との間の、基板１の厚み方向における距離Ｌ５が、１μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。

この場合、上述のように被覆層の裏面の端部が欠損するといった問題の発生を確実に抑制できる。そのため、当該欠損に起因する超電導材料層５の破損の可能性を低減できる。なお、ここで上記裏面の頂部５１（図２６参照）とは、凸形状になっている基板１の裏面（超電導材料層５が形成される表面と反対側の裏面）において超電導材料層５から最も離れた領域（たとえば、凸状に突出した基板１の裏面の中央領域）を意味する。また、上記裏面の端部５２（図２６参照）とは、基板１の裏面において幅方向の端部をいう。なお、上記距離Ｌ５が１μｍ未満では、基板１の裏面上に形成する被覆層の表面部分を十分に凸形状とすることができず、上述した効果を十分発揮できない。また、上記距離Ｌ５が１００μｍ超えの場合、基板１の裏面の頂部５１（図２６参照）が突出しすぎて超電導線材１０の断面積が大きくなる。そのため、たとえば図２８に示すような超電導線材１０を巻回してコイルを形成する場合、超電導線材１０の下部表面が平坦な場合（図２８の超電導線材１０において、幅方向中央での厚さが当該超電導線材１０の側面の高さとほぼ同じ場合）と比べて、同じターン数であってもコイルの直径が大きくなってしまう。

なお、上記距離Ｌ５の下限は好ましくは５μｍ、より好ましくは１０μｍ、さらに好ましくは１５μｍとすることができる。また、上記距離Ｌ５の上限は、好ましくは８０μｍ、より好ましくは７０μｍ、さらに好ましくは５０μｍとすることができる。

[本発明の実施形態の詳細]
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

＜実施の形態１＞
（超電導線材の構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る超電導線材の構成を示す断面模式図である。図１は、実施の形態１に係る超電導線材１０の延在する方向に交差する方向に切断した断面を示している。このため、紙面に交差する方向が超電導線材の長手方向であり、超電導材料層５の超電導電流は紙面に交差する方向に沿って流れるものとする。また、図１および以降の断面模式図においては、図を見やすくするために矩形状の断面における上下方向（以下、「厚み方向」とも称する）と左右方向（以下、「幅方向」とも称する）との長さの差を小さくしているが、実際は当該断面の厚み方向の長さは幅方向の長さに比べて十分に小さい。

図１を参照して、実施の形態１に係る超電導線材１０は、断面が矩形をなす長尺形状（テープ状）であり、ここでは長尺形状の長手方向に延在する相対的に大きな表面を主面とする。超電導線材１０は、基板１と、中間層３と、超電導材料層５と、保護層７と、安定化層９とを備える。

基板１は、第１の主面と、第２の主面とを有する。第２の主面は、第１の主面とは反対側に位置する。基板１は、たとえば金属からなり、断面が矩形をなす長尺形状（テープ状）とすることが好ましい。コイルに巻回するためには、基板１はたとえば２ｋｍ程度に長尺化されていることが好ましい。

基板１は、配向金属基板を用いることがさらに好ましい。なお、配向金属基板とは、基板表面の面内の２軸方向に関して、結晶方位が揃っている基板を意味する。配向金属基板としては、たとえばニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、および金（Ａｕ）のうちの２以上の金属からなる合金が好適に用いられる。これらの金属を他の金属または合金と積層することもでき、たとえば高強度材料であるＳＵＳなどの合金を用いることもできる。なお、基板１の材料は特にこれに限定されず、たとえば金属以外の材料を用いてもよい。

超電導線材１０の幅方向の長さは、たとえば４ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。超電導線材１０に流れる電流密度を大きくするためには、基板１の断面積が小さい方が好ましい。ただし、基板１の厚み（図１における上下方向）を薄くしすぎると、基板１の強度が劣化する可能性がある。したがって、基板１の厚みはたとえば０．１ｍｍ程度にすることが好ましい。

中間層３は、基板１の第１の主面上に形成されている。超電導材料層５は、中間層３の、基板１と対向する主面と反対側の主面（図１における上側の主面）上に形成されている。すなわち、超電導材料層５は、中間層３を挟んで基板１の第１の主面上に配置されている。中間層３を構成する材料は、たとえばイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）およびチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３）などが好ましい。これらの材料は、超電導材料層５との反応性が極めて低く、超電導材料層５と接触している境界面においても超電導材料層５の超電導特性を低下させない。特に、基板１を構成する材料として金属を用いる場合には、表面に結晶配向性を有する基板１と超電導材料層５との配向性の差を緩和して、超電導材料層５を高温で形成する際に、基板１から超電導材料層５への金属原子の流出を防止する役割を果たすことができる。なお、中間層３を構成する材料は特にこれに限定されない。

また、中間層３は、複数の層により構成されていてもよい。中間層３が複数の層により構成される場合、中間層３を構成するそれぞれの層は互いに異なる材質または一部が同じ材質により構成されていてもよい。

超電導材料層５は、超電導線材１０のうち、超電導電流が流れる薄膜層である。超電導材料は特に限定されないが、たとえばＲＥ−１２３系の酸化物超電導体とすることが好ましい。なお、ＲＥ−１２３系の酸化物超電導体とは、ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_ｙ（ｙは６〜８、より好ましくは６．８〜７、ＲＥとはイットリウム、またはＧｄ、Ｓｍ、Ｈｏなどの希土類元素を意味する）として表される超電導体を意味する。また、超電導材料層５に流れる超電導電流の値を向上させるためには、超電導材料層５の厚みは０．５μｍ〜１０μｍであることが好ましい。

保護層７は、超電導材料層５の、中間層３と対向する主面と反対側の主面（図１における上側の主面）上に形成されている。保護層７は、たとえば銀（Ａｇ）または銀合金からなり、その厚みは０．１μｍ以上５０μｍ以下とすることが好ましい。

以上に述べた基板１、中間層３、超電導材料層５および保護層７により積層体２０ａが形成されている。そして、この積層体２０ａの周囲を覆うように安定化層９が配置されている。本実施の形態では、積層体２０ａの外周を覆うように、すなわち、積層体２０ａの外側の最表面のほぼ全面を覆うように、安定化層９が配置されている。ただし、本発明における「積層体の周囲」とは、全周に限定されるものではなく、積層体２０ａの主面だけでもよい。

安定化層９は、良導電性の金属材料の箔またはめっき層などからなる。安定化層９は、保護層７とともに、超電導材料層５が超電導状態から常電導状態に遷移する際に超電導材料層５の電流が転流するバイパスとして機能する。安定化層９を構成する材料は、たとえば銅（Ｃｕ）または銅合金などが好ましい。安定化層９の厚みは特に限定されないが、保護層７および超電導材料層５を物理的に保護する観点から１０μｍ〜５００μｍであることが好ましい。

図１を参照して、本実施形態に係る超電導線材１０では、安定化層９の上部表面（超電導材料層５上に位置する表面部分）は外側に凸の曲面状となっている。当該曲面状の表面部分における頂部２１と端部２２との間の基板１の厚み方向における距離Ｌ１は、たとえば１μｍ以上１００μｍ以下である。頂部２１は、安定化層９の上部表面（表面部分）における幅方向のほぼ中央部に位置する。端部２２は、安定化層９の上部表面の幅方向における端部に位置し、上部表面と安定化層９の側面との境界部である。なお、図１に示した積層体２０ａにおいては、基板１の上部表面が外側に凸の曲面状となっており、当該基板１の上部表面に沿うように中間層３、超電導材料層５および保護層７が形成されている。このため、積層体２０ａの上部表面（保護層７の上部表面）も外側に凸の曲面状となっている。

このようにすれば、安定化層９の上部表面が外側に凸の曲面状となっているので、超電導線材１０のハンドリングなどにおいて安定化層９の上部表面における端部の角部などが欠損するといった問題の発生を抑制できる。このため、当該安定化層９の欠損などに起因する超電導材料層５の破損といった問題の発生を抑制できる。

また、図１に示した超電導線材においては、頂部２１と端部２２との間の距離Ｌ１が上述のような範囲に設定されているので、上記のような超電導材料層５の破損を抑制する効果を得られるとともに、超電導線材１０の幅方向の中央部が必要以上に厚くなるといった問題の顕在化を抑制できる。すなわち、距離Ｌ１が１μｍ未満である場合には、上述のような安定化層９の角部の破損を防止するといった効果を十分に得ることが難しい。また、距離Ｌ１が１００μｍ超えの場合には、超電導線材１０の幅方向の中央における厚みが端部に比べて相対的に厚くなるので、超電導線材１０を巻回して積層するような場合に超電導線材１０を積層した積層部の厚みが当該凸部の存在により厚くなってしまう。このため、超電導線材１０のターン数を同じにした場合に、コイルの直径が大きくなるため、超電導線材１０を組込んだコイル超電導機器のサイズが必要以上に大きくなるといった問題が起きる。

（超電導線材の製造方法）
図２〜図７を参照して、図１に示した超電導線材１０の製造方法を説明する。以下では、３０ｍｍ幅に作製された積層体２０から４ｍｍ幅に細線加工された積層体２０を用いて超電導線材１０を製造する方法を例に挙げ、本実施の形態を具体的に説明する。

図２は、実施の形態１に係る超電導線材の製造方法を示すフローチャートである。図２を参照して、まず基板準備工程（Ｓ１０）が実施される。具体的には、図３を参照して、配向金属基板からなり、３０ｍｍ幅のテープ状を有する基板１が準備される。基板１は、第１の主面と、第１の主面とは反対側に位置する第２の主面とを有する。基板１の厚みは目的に応じて適宜調整すれば良く、通常は１０μｍ〜５００μｍの範囲とすることができる。基板１の厚みはたとえば１００μｍ程度である。

次に、基板１上に中間層３を形成する中間層形成工程（図２のＳ２０）が実施される。具体的には、図４を参照して、基板１の第１の主面上に中間層３が成膜される。中間層３の成膜方法としては、任意の成膜方法を用いることができるが、たとえばパルスレーザ蒸着法（Pulsed Laser Deposition：ＰＬＤ法）などの物理蒸着法を用いることができる。

次に、中間層３上に超電導材料層５を形成する超電導材料層形成工程（図２のＳ３０）が実施される。具体的には、図５を参照して、中間層３の基板１と対向する主面と反対側の主面（図５における上側の主面）上に、ＲＥ−１２３系の酸化物超電導体からなる超電導材料層５を形成する。超電導材料層５の成膜方法としては、任意の成膜方法を用いることができるが、たとえば気相法および液相法、またはそれらの組合せにより形成する。気相法としては、たとえばレーザ蒸着法、スパッタリング法、および電子ビーム蒸着法などが挙げられる。レーザ蒸着法、スパッタリング法、電子ビーム法、および有機金属堆積法の少なくとも１つにより行なわれると、結晶配向性および表面平滑性に優れた表面を有する超電導材料層５を形成することができる。

次に、超電導材料層５上に保護層７を形成する保護層形成工程（図２のＳ４０）が実施される。具体的には、図６を参照して、超電導材料層５の中間層３と対向する主面と反対側の主面（図６における上側の主面）上に、銀（Ａｇ）または銀合金からなる保護層７を、たとえばスパッタなどの物理的蒸着法や電気めっき法などにより形成する。保護層７を形成することで、超電導材料層５の表面を保護することができる。その後、酸素雰囲気下で加熱処理する酸素アニールを行ない（酸素導入工程）、超電導材料層５に酸素を導入する。以上の工程が実施されることにより、幅方向の長さが３０ｍｍ程度である積層体２０が形成される。

次に、３０ｍｍ幅の積層体２０を所定の幅（たとえば４ｍｍ幅）に切断する細線加工工程（図３のＳ５０）が実施される。具体的には、図７に示されるように、回転刃を用いて３０ｍｍ幅の積層体２０を機械的に切断する機械スリット加工を行なうことにより、積層体２０を４ｍｍ幅に細線化する。図７は、細線加工工程に用いられるスリッター３０の構成を模式的に示す図である。図７の右側には、スリッター３０によりスリットされる積層体２０の構成を示している。積層体２０は、基板１上に中間層３、超電導材料層５および保護層７をこの順に積層してなる。

図７を参照して、スリッター３０は、複数の回転刃３１と、複数のスペーサ３２とを有する。本実施の形態においては、スリッター３０はたとえば合計７枚の回転刃３１を有している。スリッター３０の上側の回転軸には、約４ｍｍ幅の回転刃３１が３枚配置されている。回転軸方向に隣接する回転刃３１の間にはスペーサ３２が配置されている。スリッター３０の下側の回転軸にも約４ｍｍ幅の回転刃３１が４枚配置されている。なお、上側の回転軸と下側の回転軸とに設置する回転刃３１の幅は、任意に設定することができる。

図７に示すように、基板１側から回転刃３１が接触してスリットされた積層体２０ａは、隣接する回転刃３１間の距離や重なり高さなどのスリット条件を調整することにより、超電導材料層５や保護層７の幅方向中央部が突出する（保護層７の表面が凸形状となる）ような断面形状となっている。これにより、図１に示すような断面形状の積層体２０ａ（４ｍｍ幅の細線）を得ることができる。なお、保護層７側から回転刃３１が接触してスリットされた積層体２０ｂは、隣接する回転刃３１間の距離や重なり高さなどのスリット条件を調整することにより、超電導材料層５や保護層７の幅方向端部が突出する（保護層７の表面が凹形状となる）ような断面形状となっている。

上述のように、機械スリット加工においては、上下で互いに対向する回転刃３１を用いてせん断によって積層体２０を切断している。得られた細線（積層体２０ａ、２０ｂ）の各々において、回転刃３１が入る方向（スリット方向）に応じてエッジ部分に湾曲が発生する。具体的には、上側の回転刃３１により保護層７側からスリットした細線（積層体２０ｂ）のエッジ部分では、基板１が保護層７側に湾曲する。一方、下側の回転刃３１により基板１側からスリットした細線（積層体２０ａ）のエッジ部分では、保護層７およびセラミックス層が基板１側に湾曲し、結果的に保護層７の上部表面が凸形状となる。

なお、図７に示した機械スリット加工において、基板１側から入れる回転刃３１の幅と保護層７側から入れる回転刃３１の幅とを同じにしたが、基板１側から入れる回転刃３１に所定の線幅（たとえば４ｍｍ幅）に対応した回転刃３１を用いるとともに、保護層７側から入れる回転刃３１としてより幅が狭い回転刃３１を用いるようにしてもよい。これにより、基板１側からスリットされて得られる細線（図１に示すように保護層７の上部表面が凸形状となった積層体２０ａ）の数を多くすることができる。

再び図２を参照して、最後に、細線加工された積層体２０ａの周囲に安定化層９を形成する安定化層形成工程（図２のＳ６０）が実施される。具体的には、積層体２０ａの外周を覆うように、すなわち、積層体２０ａの外側の最表面のほぼ全面を覆うように、銅（Ｃｕ）または銅合金からなる安定化層９を、公知のめっき法により形成する。安定化層９を形成する方法としては、めっき法以外に、銅箔を貼り合せる方法がある。以上の工程が実施されることにより、図１に示す実施の形態１に係る超電導線材１０が製造される。

図８を参照して、図１に示した超電導線材１０の変形例を説明する。図８に示した超電導線材１０は、基本的には図１に示して超電導線材と同様の構造を備えるが、安定化層９の上部表面の形状（上部表面における中央部および端部の構造）が図１に示した超電導線材１０とは異なっている。図８に示した超電導線材１０では、安定化層９の上部表面の中央部がほぼ平坦である。また、安定化層９の上部表面の端部（平坦なにおいて、傾斜部２９が形成されている。傾斜部２９とは、端部２２と位置２８（変曲点）との間の領域である。当該傾斜部２９においては、図８の距離Ｗ３と幅Ｗ１との比（Ｗ３／Ｗ１）により定義される傾きが０．０１以上の領域である。ここで、幅Ｗ１は、表面部分において位置２８より内側の領域の延在方向における、位置２８と端部２２との間の距離である。また、距離Ｗ３は、超電導線材１０の側壁の延在方向における、位置２８と端部２２との間の距離である。そして、図８に示した超電導線材１０においては、超電導線材１０の幅（すなわち、安定化層９の最大幅Ｗ２）に対する傾斜部２９の幅Ｗ１の比率（Ｗ１／Ｗ２）が０．１％以上３０％以下となっている。

上述した比率（Ｗ１／Ｗ２）の数値が０．１％未満である場合には、図１に示した超電導線材１０と同様の効果を十分得ることができない。また、上述した比率が３０％超えの場合には、超電導線材１０を巻回して積層した場合に、超電導線材１０の幅方向における中央部に応力が集中することになり、結果的に超電導材料層５に対する応力が過大になる可能性がある。

＜実施の形態２＞
図９を参照して、本発明による超電導線材１０の実施の形態２を説明する。

図９を参照して、超電導線材１０は、基本的には図１に示した超電導線材１０と同様の構造を備えるが、積層体２０ｂの構造が図１に示した超電導線材１０における積層体２０ａと異なっている。また、安定化層９の上部表面の両端部には面取り加工された面取り部９ａが形成されている。

図９に示した超電導線材１０の積層体２０ｂにおいては、基板１の上部表面が基板１の内部に向けて（基板１の裏面側に向けて）窪んだ曲面状（凹形状）になっている。そして、当該曲面状になっている主表面上に中間層３、超電導材料層５、保護層７が形成されている。保護層７の上部表面も、基板１の上部表面の形状に沿って基板１側に窪んだ曲面状となっている。安定化層９の上部表面においては、幅方向の両端部が傾斜面である面取り部９ａになっている。この結果、面取り部９ａを含む安定化層９の上部表面は外側に向けて凸形状の曲面状となっている。このため、図９に示した超電導線材１０は、図１に示した超電導線材１０と同様の効果を得ることができる。

図１０を参照して、図９に示した超電導線材１０の製造方法を説明する。図２に示した工程（Ｓ１０）〜工程（Ｓ５０）までを実施することにより、保護層７の両端部が突出して結果的に保護層７の上部表面が窪んだ曲面状となった積層体２０ｂを得ることができる。この積層体２０ｂの外周を覆うように安定化層９を形成する。この結果、図１０に示すように、安定化層９において超電導材料層５上に位置する上部表面の両端部には突出したエッジ部４が形成された状態となる。そして、このエッジ部を除去するように面取り加工することにより、図９に示した面取り部９ａを形成することができる。この結果、図９に示した超電導線材１０を得る。

＜実施の形態３＞
図１１を参照して、本発明による超電導線材の実施の形態３を説明する。図１１を参照して、超電導線材１０は基本的には図１に示した超電導線材１０と同様の構造を備えるが、積層体２０の超電導材料層５が配置された側の面（上部表面）の両端部にテーパ部２７が形成されている点が異なっている。このようなテーパ部２７が形成されることにより、積層体２０の上部表面は凸状の形状となっている。また、テーパ部２７の表面においては、保護層７、超電導材料層５および中間層３の端面が露出した状態になっている。このテーパ部２７は、保護層７の表面に対して傾斜した方向に延びている。そして、この積層体２０の上部表面の凸状の形状に沿うように、安定化層９の表面も凸状の形状となっている。

このような構成の超電導線材１０によっても、図１に示した超電導線材１０と同様の効果を得ることができる。

次に、図１２を参照して、図１に示した超電導線材の製造方法を説明する。図２の工程（Ｓ１０）〜工程（Ｓ５０）までを実施することにより、図１２に示すように両端部が突出したエッジ部２４となっている積層体２０ｂを得る。そして、この積層体２０ｂにおいて、エッジ部２４を除去するように面取り加工を行なう。この結果、面取り加工された面が図１１に示したテーパ部２７となる。そして、このようにテーパ部２７が形成された積層体２０（図１１参照）の外周を図２に示した工程（Ｓ６０）と同様の方法により安定化層９で覆う。この結果、図１１に示す超電導線材１０を得ることができる。

なお、図１２に示したように、テーパ加工を行なう対象である積層体としてエッジ部２４が形成された積層体２０ｂを用いているが、当該エッジ部が形成されていない状態の積層体２０ａ（図１参照）に対してテーパ加工を行なうことにより、図１１に示すような積層体２０を形成してもよい。

＜実施の形態４＞
図１３を参照して、本発明による超電導線材の実施の形態４を説明する。図１３を参照して、超電導線材１０は基本的には図１に示した超電導線材と同様の構造を備えるが、安定化層９の上部表面の端部（積層体２０において超電導材料層５が形成された側に位置する安定化層９の表面部分の端部）が面取り部９ａとなっている。この結果、安定化層９の上部表面は外側に凸である凸形状部となっている。このため、図１３に示した超電導線材１０によっても、図１に示した超電導線材１０と同様の効果を得ることができる。

また、図１３に示した超電導線材１０においては、積層体２０の断面形状がほぼ矩形状となっている。異なる観点から言えば、図１３に示した超電導線材１０においては、安定化層９の上部表面の形状と積層体２０の上部表面（保護層７側の表面）の形状とが異なっている。

次に、図１４を参照して、図１に示した超電導線材の製造方法を説明する。まず、図２に示した工程（Ｓ１０）〜工程（Ｓ６０）を実施する。このとき、上述した工程（Ｓ５０）における細線加工工程ではスリッター３０の回転刃３１とスペーサ３２との間のクリアランスや重なり代などを調整することにより積層体２０の断面形状がほぼ矩形状とされている。なお、工程（Ｓ５０）ではレーザ加工により積層体２０を細線化してもよく、当該レーザ加工の加工条件を調整することによっても断面形状がほぼ矩形状となった積層体２０を得ることができる。

そして、この積層体２０の外周に形成された安定化層９は、図１４に示すように、当該積層体２０の外周形状に沿うようにほぼ矩形状の断面形状を有している。安定化層９の上部表面（積層体２０の超電導材料層５が位置する側に位置する安定化層９の表面）においては、幅方向における両端部のエッジ部４を除去する面取り加工を行なう。この結果、図１３に示すように安定化層９の上部表面の端部に面取り部９ａが形成される。このようにして、図１３に示す超電導線材１０を得ることができる。

＜実施の形態５＞
図１５を参照して、本発明による超電導線材の実施の形態５を説明する。図１５を参照して、超電導線材１０は基本的には図１に示した超電導線材１０と同様の構造を備えるが、積層体２０の断面形状および安定化層９の外周形状が一部異なっている。具体的には、図１５に示した超電導線材１０においては、積層体２０の上部表面での幅方向における両端部（保護層７が形成された面の幅方向における両端部）が、基板１の厚み方向において外側に突出するような凸形状となっている。また、積層体２０の基板１の裏面（超電導材料層５が配置された側とは反対側の表面）の幅方向における両端部も、基板１の厚み方向において外側に突出するように凸部が形成されている。この結果、積層体２０の表面と裏面とはそれぞれ両端部が突出した凹形状部となっている。

さらに、安定化層９において、基板１の裏面側に位置する部分（裏面部分）では、安定化層９の当該裏面部分の幅方向における両端部が基板１の裏面の形状に沿うように突出することにより、積層体２０側に向けて凹んだ曲面状となっている。一方、積層体２０の保護層７側に位置する安定化層９の部分においては、安定化層９の上部表面の両端部に面取り部９ａが形成されることにより、安定化層９の上部表面が外側に向けて凸となった凸形状となっている。このような構造の超電導線材１０によっても、図１に示した超電導線材１０と同様の効果を得ることができる。

図１６を参照して、図１５に示した超電導線材１０の製造方法を説明する。図２に示した工程（Ｓ１０）〜工程（Ｓ６０）を実施することにより、図１６に示すように積層体２０の外周を安定化層９で囲んだ線材を準備する。このとき細線加工工程（Ｓ５０）においては、たとえばレーザ加工法などを用いて積層体２０の両端部の上部表面および裏面がそれぞれ凸形状となるような積層体２０を得る。このような形状の積層体２０の外周を覆うように安定化層９を形成することにより、安定化層９の表面は積層体２０の外周表面に沿ったように上部表面および裏面の両端部がそれぞれ突出した部分を含む。そして、安定化層９の上部表面（超電導材料層５が配置された側の安定化層９の表面）における両端部のエッジ部４を除去するように面取り加工を行なう。この結果、図１５に示すように安定化層９の上部表面の幅方向の端部に面取り部９ａが形成される。このようにして、図１５に示すような構造の超電導線材１０を得ることができる。

＜実施の形態６＞
図１７を参照して、本発明による超電導線材の実施の形態６を説明する。

図１７に示す超電導線材１０は、基本的には図１に示した超電導線材１０と同様の構造を備えるが、積層体２０の上部表面の形状および安定化層９の上部表面の形状が図１に示した超電導線材１０とは異なっている。すなわち、図１７に示した超電導線材１０では、図１７に示す断面の幅方向における一方の端部において、積層体２０の一方の端部が基板１の裏面に対して傾斜したテーパ部１４となっている。一方、積層体２０において保護層７の幅方向における他方の端部には、このような曲面状のテーパ部は形成されていない。そして、安定化層９の外周形状も、基本的に積層体２０の外周形状に沿った形状となっていることから、積層体２０のテーパ部１４上に位置する安定化層９の表面部にも傾斜した面（傾斜部）が形成されている。この結果、積層体２０の保護層７上に位置する安定化層９の表面部分は、全体として外側に凸の凸状部分となっている。このような構造の超電導線材１０においても、図１に示した超電導線材１０と同様の効果を得ることができる。

次に、図１７に示した超電導線材１０の製造方法を説明する。図１７に示した超電導線材１０は、基本的には、図２に示した工程（Ｓ１０）〜工程（Ｓ６０）を実施することにより得ることができる。但し、積層体２０において、図１７に示すように一方の端部のみにテーパ部１４を形成するには、たとえば工程（Ｓ５０）における回転刃３１間の間隔や重なり代などを調整して、細線化される積層体２０の一方端のみについて保護層７や超電導材料層５などが基板１側に押し込まれるような変形を加えることが好ましい。あるいは、細線化された積層体２０に対して一方の端部のみを塑性変形させるなどの追加の加工工程を行なうことにより、図１７に示すようなテーパ部１４を有する積層体２０を準備してもよい。

＜実施の形態７＞
図１８を参照して、本実施形態に係る超電導線材１０を説明する。図１８に示す超電導線材１０は、基本的には図１に示した超電導線材１０と同様の構造を備えるが、積層体２０の断面形状および安定化層９の断面形状が異なっている。具体的には、図１８に示した超電導線材１０の積層体２０は、その断面形状がほぼ矩形状となっている。そして、安定化層９の裏面（積層体２０の基板１側に位置する安定化層９の表面）においては、その幅方向の両端部に面取り部９ａが形成されている。この結果、安定化層９の裏面は外側に向けて突出した凸形状となっている。このような構造によっても、図１に示した超電導線材１０と同様の効果を得ることができる。

また、図１８に示した超電導線材１０においては、安定化層９の裏面側の頂部２１と端部１２２との間の、基板１の厚み方向における距離Ｌ２が１μｍ以上１００μｍ以下となっている。なお、図１８に示した頂部２１は、安定化層９の裏面の幅方向における中央部である。当該頂部２１を含む安定化層９の裏面の中央領域は、ほぼ平坦な形状を有している。

また、面取り部９ａにおける傾きは０．０１以上となっている。ここで、傾きとは、以下のように規定することができる。裏面において曲率が変化する変曲点である位置１２８と、裏面部分の端部１２２（超電導線材１０における側壁と面取り部９ａとの境界部であって曲率が変化する変曲点）とを図１８に示すように規定する。このとき、裏面において位置１２８より内側の領域の延在方向における、位置１２８と端部１２２との間の距離である幅Ｗ１を考える。この場合、位置２８と端部２２との間の領域である面取り部９ａの上記傾きはＬ２／Ｗ１と規定することができる。また、図１８の超電導線材１０の幅Ｗ２に対する面取り部９ａの幅（幅Ｗ１）の比率（Ｗ１／Ｗ２）は０．１％以上３０％以下である。

次に、図１９を参照して、図１８に示した超電導線材１０の製造方法を説明する。
まず、図２に示した工程（Ｓ１０）〜工程（Ｓ６０）を実施し、図１９に示すように積層体２０の外周に安定化層９が形成された線材を準備する。このとき、積層体２０としては断面形状がほぼ矩形状の積層体２０を準備する。このような積層体２０は、たとえば工程（Ｓ５０）においてレーザ加工工法を用いる、あるいはスリッター３０において回転刃３１間のクリアランスや重なり代などを適宜調整することにより得ることができる。そして、図１９に示すような線材において、安定化層９の裏面（基板１の裏面側に位置する安定化層９の表面）の両端部について、突出した角部であるエッジ部４を除去するように面取り加工を行なう。この結果、面取り部９ａが形成され、図１８に示すような超電導線材１０を得ることができる。

＜実施の形態８＞
図２０は、本発明による超電導線材の実施の形態８の製造工程の途中段階を示す模式図である。図２０を参照して、基板１の上部表面上に中間層３および超電導材料層５が形成されている。超電導材料層５の表面は、外側に向けて突出した凸形状となっている。超電導材料層５の表面における頂部４１と端部４２との間の基板１の厚み方向に沿った方向での距離Ｌ３はたとえば１μｍ以上１００μｍ以下とすることができる。なお、図２０に示した超電導材料層５の表面は、幅方向のほぼ中央部に位置する頂部４１を含む中央領域がほぼ平坦な形状となっている。

図２０に示すような構造は従来周知の任意の方法により得ることができる。たとえば、基板１の上部表面を外側に凸の曲面状となるように構成し、当該曲面状の表面上に中間層３および超電導材料層５を形成することにより、図２０に示すような構造を得ることができる。

次に、図２１に示すように、図２０に示した構造の超電導材料層５上に保護層７を形成する。この結果、基板１、中間層３、超電導材料層５および保護層７を含む積層体２０を得ることができる。このとき、保護層７の上部表面は、超電導材料層５の上部表面の形状に沿うように外側に凸の曲面状となっている。

次に、図２２に示すように、積層体２０の外周を覆うように安定化層９を形成する。この結果、安定化層９において超電導材料層５上に位置する部分の表面（上部表面）が外側に凸となった超電導線材１０を得ることができる。このような構造の超電導線材１０によっても、図１に示した超電導線材１０と同様の効果を得ることができる。

＜実施の形態９＞
図２３は、本発明による超電導線材の実施の形態９を構成する基板１を示している。基板１においては、上部表面が外側に凸の凸形状となっている。また、基板１の上部表面の頂部５１と端部５２との間の、基板１の厚み方向における距離Ｌ４はたとえば１μｍ以上１００μｍ以下となっている。

図２３に示した基板１は、従来周知の任意の方法により形成することができる。たとえば、断面形状が矩形状の基板を準備し、当該基板の幅方向の端部を加工する（たとえば面取り加工する）ことにより、図２３に示すような基板１を得ることができる。

図２３に示した基板１の上部表面上に、図２４に示すように中間層３、超電導材料層５および保護層７を形成する。これらの中間層３、超電導材料層５および保護層７の形成方法は、従来周知の任意の方法を用いることができる。

次に、図２５に示すように、積層体２０の外周を覆うように安定化層９を形成する。この結果、安定化層９の上部表面は、積層体２０の上部表面（外側に凸状となっている曲面状の表面）の形状に沿うように外側に凸の曲面状となっている。このような構造の超電導線材１０によっても、図１に示した超電導線材１０と同様の効果を得ることができる。

＜実施の形態１０＞
図２６に示す基板１は、本発明による超電導線材の実施の形態１０を構成する基板である。当該基板１は、裏面側が外側に凸となっている凸状の曲面となっている。当該裏面における頂部５１と端部５２との間の、基板１の厚み方向における距離Ｌ５は、たとえば１μｍ以上１００μｍ以下となっている。図２６に示した基板１の上部表面（凸形状となった裏面と反対側に位置する表面）は、平坦な形状になっている。

基板１の上部表面上に、図２７に示すように中間層３、超電導材料層５および保護層７を形成する。これらの中間層３、超電導材料層５および保護層７は従来周知の任意の方法により形成することができる。このようにして、積層体２０が得られる。

次に、図２８に示すように、積層体２０の外周を覆うように安定化層９を形成する。この結果、安定化層９の裏面（基板１の裏面と対向する領域の安定化層９の表面）は、基板１の裏面の形状に沿ったように外側に凸の曲面状となっている。このような構造の超電導線材１０によっても図１８に示した超電導線材と同様の効果を得ることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、特に基板の表面上に超電導材料層が形成された超電導線材に有利に適用される。

１ 基板
３ 中間層
４，２４ エッジ部
５ 超電導材料層
７ 保護層
９ 安定化層
９ａ 面取り部
１０ 超電導線材
１４，２７ テーパ部
２０，２０ａ，２０ｂ 積層体
２１，４１，５１ 頂部
２２，４２，５２，１２２ 端部
２８，１２８ 位置
２９ 傾斜部
３０ スリッター
３１ 回転刃
３２ スペーサ

Claims (12)

1. 主面を有する基板と、前記主面上に形成された超電導材料層とを含む積層体と、
   少なくとも前記超電導材料層上に配置された被覆層とを備え、
   前記被覆層において、前記超電導材料層上に位置する表面部分は凸形状になっている、超電導線材。
2. 前記基板の幅方向での断面において、前記表面部分の前記凸形状になっている領域の頂部と端部との間の、前記基板の厚み方向における距離は、１μｍ以上１００μｍ以下である、請求項１に記載の超電導線材。
3. 前記基板の幅方向での断面において、前記表面部分は、前記表面部分の端部に位置し傾きが０．０１以上となっている傾斜部を含み、
   前記基板の幅方向での断面において、前記被覆層の最大幅に対する前記傾斜部の幅の比率は０．１％以上３０％以下である、請求項１または請求項２に記載の超電導線材。
4. 超電導線材であって、
   主面を有する基板と、前記主面上に形成された超電導材料層とを含む積層体と、
   少なくとも前記超電導材料層上に配置された被覆層とを備え、
   前記超電導線材において、前記超電導材料層上に位置する表面部分と反対側に位置する裏面部分の形状は凸形状になっている、超電導線材。
5. 前記基板の幅方向での断面において、前記裏面部分の前記凸形状になっている領域の頂部と端部との間の、前記基板の厚み方向における距離は、１μｍ以上１００μｍ以下である、請求項４に記載の超電導線材。
6. 前記基板の幅方向での断面において、前記裏面部分は、前記裏面部分の端部に位置し傾きが０．０１以上となっている裏面傾斜部を含み、
   前記基板の幅方向での断面における、前記被覆層の最大幅に対する前記裏面傾斜部の幅の比率は０．１％以上３０％以下である、請求項４または請求項５に記載の超電導線材。
7. 主面を有する基板と、
   前記主面上に形成された超電導材料層とを備え、
   前記超電導材料層の表面は凸形状になっている、超電導線材。
8. 前記基板の幅方向での断面において、前記超電導材料層の前記凸形状になっている領域の頂部と端部との間の、前記基板の厚み方向における距離は、１μｍ以上１００μｍ以下である、請求項７に記載の超電導線材。
9. 主面を有する基板と、
   前記主面上に形成された超電導材料層とを備え、
   前記基板の前記主面は凸形状になっている、超電導線材。
10. 前記基板の幅方向での断面において、前記主面の凸形状になっている領域の頂部と端部との間の、前記基板の厚み方向における距離は、１μｍ以上１００μｍ以下である、請求項９に記載の超電導線材。
11. 主面を有する基板と、
    前記主面上に形成された超電導材料層とを備え、
    前記基板の前記主面と反対側に位置する裏面は凸形状になっている、超電導線材。
12. 前記基板の幅方向での断面において、前記裏面の凸形状になっている領域の頂部と端部との間の、前記基板の厚み方向における距離は、１μｍ以上１００μｍ以下である、請求項１１に記載の超電導線材。

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