JP2020161278A - Bonded superconducting wire and superconducting coil - Google Patents

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竜起 永石
昌也 小西
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昌也 小西
康太郎 大木
Kotaro Oki
康太郎 大木
元気 本田
Genki Honda
元気 本田
高史 山口
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高史 山口
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Takahiro Honda
貴裕 本田
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Takehiko Yoshihara
健彦 吉原
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Abstract

To provide a bonded superconducting wire capable of complementing the characteristics of each superconducting wire.SOLUTION: A bonded superconducting wire includes a first REBCO based superconducting wire and a Bi based superconducting wire. The first REBCO based superconducting wire comprises: a first base material; a first intermediate layer formed on the first base material; a first superconducting layer formed on the first intermediate layer; and a first protective layer formed on the first superconducting layer. The Bi based superconducting wire comprises a sheath layer and a superconducting filament formed in the inside of the sheath layer, and is superimposed on the first REBCO based superconducting wire so that the sheath layer faces the first protective layer. The first superconducting layer is formed by REBCO. The superconducting filament is formed by Bi2223.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、貼り合わせ超電導線材及び超電導コイルに関する。 The present disclosure relates to bonded superconducting wires and superconducting coils.

特許文献１（特開２０１５−１０３３４８号公報）には、超電導線材が記載されている。特許文献１に記載の超電導線材は、基材と、中間層と、超電導層とを有している。基材は、ハステロイ（登録商標）等により形成されている。中間層は、例えば安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）等を基材上に積層することにより形成されている。超電導層は、ＲＥＢa２Ｃｕ３Ｏｙ（ＲＥＢＣＯ、ＲＥは希土類元素）により、中間層上に薄膜状に形成されている。 Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-10334) describes a superconducting wire material. The superconducting wire material described in Patent Document 1 has a base material, an intermediate layer, and a superconducting layer. The base material is formed of Hastelloy (registered trademark) or the like. Intermediate layer, for example, stabilized zirconia (YSZ), yttrium oxide (Y 2 O 3), and it is formed by laminating cerium oxide (CeO 2) or the like on a substrate. Superconducting layer, REBa 2 Cu 3 O y ( REBCO, RE is a rare earth element) by, and is formed as a thin film on the intermediate layer.

特許文献２（特開２００７−２６７７３号公報）には、超電導線材が記載されている。特許文献２に記載の超電導線材は、シース層と、超電導フィラメントとを有している。シース層は、銀（Ａｇ）等により形成されている。超電導フィラメントは、（Ｂｉ，Ｐｂ）２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｙ（Ｂｉ２２２３）により形成されている。超電導フィラメントは、超電導線材の長手方向に沿って、シース層の内部に形成されている。 Patent Document 2 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-26773) describes a superconducting wire material. The superconducting wire material described in Patent Document 2 has a sheath layer and a superconducting filament. The sheath layer is made of silver (Ag) or the like. Superconducting filaments are formed by (Bi, Pb) 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O y (Bi2223). The superconducting filament is formed inside the sheath layer along the longitudinal direction of the superconducting wire.

特開２０１５−１０３３４８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-10334 特開２００７−２６７７３号公報JP-A-2007-26773

特許文献１に記載の超電導線材は、基材により補強されているため、特許文献２に記載の超電導線材と比較して、機械的特性に優れる。特許文献１に記載の超電導線材は、特許文献２に記載の超電導線材と比較して、優れた超電導特性を示す。しかしながら、特許文献１に記載の超電導線材は、超電導層が局所欠陥を含んでいる場合がある。このような局所欠陥は、焼損やクエンチの原因となる。また、特許文献１に記載の超電導線材においては、超電導層が薄膜状に形成されているため、遮蔽電流が大きくなりやすい。 Since the superconducting wire material described in Patent Document 1 is reinforced by a base material, it is excellent in mechanical properties as compared with the superconducting wire material described in Patent Document 2. The superconducting wire material described in Patent Document 1 exhibits excellent superconducting characteristics as compared with the superconducting wire material described in Patent Document 2. However, in the superconducting wire material described in Patent Document 1, the superconducting layer may contain local defects. Such local defects cause burnout and quenching. Further, in the superconducting wire material described in Patent Document 1, since the superconducting layer is formed in a thin film shape, the shielding current tends to be large.

他方で、特許文献２に記載の超電導線材は、機械的特性及び超電導特性に関しては特許文献１に記載の超電導線材に劣るものの、超電導フィラメントには上記のような局所欠陥が生じにくい。また、超電導フィラメントは、そのフィラメント状の形状に起因して遮蔽電流のループが小さくなるため、遮蔽電流が低減されている。 On the other hand, although the superconducting wire material described in Patent Document 2 is inferior to the superconducting wire material described in Patent Document 1 in terms of mechanical properties and superconducting properties, the superconducting filament is less likely to have the above-mentioned local defects. Further, in the superconducting filament, the loop of the shielding current becomes small due to the filamentous shape, so that the shielding current is reduced.

本開示は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本開示の目的は、各々の超電導線材の特徴を相互補完できる貼り合わせ超電導線材を提供することである。 The present disclosure has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. More specifically, an object of the present disclosure is to provide a bonded superconducting wire that can complement each other's characteristics.

本開示の貼り合わせ超電導線材は、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材と、Ｂｉ系超電導線材とを備える。第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材は、第１基材と、第１基材上に形成された第１中間層と、第１中間層上に形成された第１超電導層と、第１超電導層上に形成された第１保護層とを有する。Ｂｉ系超電導線材は、シース層と、シース層の内部に形成された超電導フィラメントとを有する。Ｂｉ系超電導線材は、シース層が第１保護層と対向するように第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材に重ね合わされている。第１超電導層は、ＲＥＢＣＯにより形成されている。超電導フィラメントは、Ｂｉ２２２３により形成されている。 The bonded superconducting wire material of the present disclosure includes a first REBCO-based superconducting wire material and a Bi-based superconducting wire material. The first REBCO-based superconducting wire is formed on the first base material, the first intermediate layer formed on the first base material, the first superconducting layer formed on the first intermediate layer, and the first superconducting layer. It has a first protective layer. The Bi-based superconducting wire has a sheath layer and a superconducting filament formed inside the sheath layer. The Bi-based superconducting wire is superposed on the first REBCO-based superconducting wire so that the sheath layer faces the first protective layer. The first superconducting layer is formed by REBCO. The superconducting filament is formed by Bi2223.

本開示の貼り合わせ超電導線材によれば、各々の超電導線材の特徴を相互補完することができる。 According to the bonded superconducting wires of the present disclosure, the characteristics of the respective superconducting wires can be complemented with each other.

図１は、貼り合わせ超電導線材１０の長手方向に直交する断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of the bonded superconducting wire 10 orthogonal to the longitudinal direction. 図２は、超電導コイル１００の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the superconducting coil 100. 図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 図４は、貼り合わせ超電導線材１０の製造工程図である。FIG. 4 is a manufacturing process diagram of the bonded superconducting wire material 10. 図５は、貼り合わせ超電導線材２０の長手方向に直交する断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view orthogonal to the longitudinal direction of the bonded superconducting wire 20. 図６は、貼り合わせ超電導線材３０の長手方向に直交する断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view orthogonal to the longitudinal direction of the bonded superconducting wire 30. 図７は、貼り合わせ超電導線材４０の長手方向に直交する断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view orthogonal to the longitudinal direction of the bonded superconducting wire 40. 図８は、貼り合わせ超電導線材５０の長手方向に直交する断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view orthogonal to the longitudinal direction of the bonded superconducting wire 50. 図９は、貼り合わせ超電導線材５０の製造工程図である。FIG. 9 is a manufacturing process diagram of the bonded superconducting wire 50. 図１０は、貼り合わせ超電導線材６０の長手方向に直交する断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view orthogonal to the longitudinal direction of the bonded superconducting wire 60.

［本開示の実施形態の説明］
まず、本開示の実施形態を列記して説明する。 [Explanation of Embodiments of the present disclosure]
First, the embodiments of the present disclosure will be listed and described.

（１）一実施形態に係る貼り合わせ超電導線材は、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材と、Ｂｉ系超電導線材とを備える。第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材は、第１基材と、第１基材上に形成された第１中間層と、第１中間層上に形成された第１超電導層と、第１超電導層上に形成された第１保護層とを有する。Ｂｉ系超電導線材は、シース層と、シース層の内部に形成された超電導フィラメントとを有する。Ｂｉ系超電導線材は、シース層が第１保護層と対向するように第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材に重ね合わされている。第１超電導層は、ＲＥＢＣＯにより形成されている。超電導フィラメントは、Ｂｉ２２２３により形成されている。 (1) The bonded superconducting wire according to the embodiment includes a first REBCO-based superconducting wire and a Bi-based superconducting wire. The first REBCO-based superconducting wire is formed on the first base material, the first intermediate layer formed on the first base material, the first superconducting layer formed on the first intermediate layer, and the first superconducting layer. It has a first protective layer. The Bi-based superconducting wire has a sheath layer and a superconducting filament formed inside the sheath layer. The Bi-based superconducting wire is superposed on the first REBCO-based superconducting wire so that the sheath layer faces the first protective layer. The first superconducting layer is formed by REBCO. The superconducting filament is formed by Bi2223.

上記（１）の貼り合わせ超電導線材によると、各々の超電導線材の特徴を相互補完することができる。 According to the bonded superconducting wire material of (1) above, the characteristics of each superconducting wire material can be complemented with each other.

（２）上記（１）の貼り合わせ超電導線材は、第１保護層とシース層とを接合するハンダ層をさらに備えていてもよい。 (2) The bonded superconducting wire material of the above (1) may further include a solder layer for joining the first protective layer and the sheath layer.

（３）上記（２）の貼り合わせ超電導線材において、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材の幅は、Ｂｉ系超電導線材の幅よりも小さくてもよい。第１保護層は、第１超電導層の側面、第１中間層の側面及び第１基材の側面を覆うように形成されていてもよい。ハンダ層は、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材の裏面を露出させるように、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材及びＢｉ系超電導線材の周囲を覆っていてもよい。この場合、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材とＢｉ系超電導線材とをより強固に接合することができる。 (3) In the bonded superconducting wire of (2) above, the width of the first REBCO-based superconducting wire may be smaller than the width of the Bi-based superconducting wire. The first protective layer may be formed so as to cover the side surface of the first superconducting layer, the side surface of the first intermediate layer, and the side surface of the first base material. The solder layer may cover the periphery of the first REBCO-based superconducting wire and the Bi-based superconducting wire so as to expose the back surface of the first REBCO-based superconducting wire. In this case, the first REBCO-based superconducting wire and the Bi-based superconducting wire can be joined more firmly.

（４）上記（１）から上記（３）の貼り合わせ超電導線材は、第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材をさらに備えていてもよい。第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材は、第２基材と、第２基材上に形成された第２中間層と、第２中間層上に形成された第２超電導層と、第２超電導層上に形成された第２保護層とを有していてもよい。第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材は、第２保護層がシース層と対向するようにＢｉ系超電導線材に重ね合わされていてもよい。第２超電導層は、ＲＥＢＣＯにより形成されている。この場合、第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材により、Ｂｉ系超電導線材をさらに補強することが可能である。 (4) The bonded superconducting wire from (1) to (3) above may further include a second REBCO-based superconducting wire. The second REBCO-based superconducting wire is formed on the second base material, the second intermediate layer formed on the second base material, the second superconducting layer formed on the second intermediate layer, and the second superconducting layer. It may have a second protective layer. The second REBCO-based superconducting wire may be superposed on the Bi-based superconducting wire so that the second protective layer faces the sheath layer. The second superconducting layer is formed by REBCO. In this case, the Bi-based superconducting wire can be further reinforced by the second REBCO-based superconducting wire.

（５）上記（１）から上記（３）の貼り合わせ線材は、シース層上に配置された補強部材をさらに備えていてもよい。この場合、補強部材により、Ｂｉ系超電導線材をさらに補強することが可能である。 (5) The bonded wire rods (1) to (3) above may further include a reinforcing member arranged on the sheath layer. In this case, the Bi-based superconducting wire can be further reinforced by the reinforcing member.

（６）上記（１）の貼り合わせ線材において、第１保護層は、シース層に直接接合されていてもよい。 (6) In the bonded wire rod of (1) above, the first protective layer may be directly bonded to the sheath layer.

（７）上記（６）の貼り合わせ線材は、第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材をさらに備えていてもよい。第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材は、第２基材と、第２基材上に形成された第２中間層と、第２中間層上に形成された第２超電導層と、第２超電導層上に形成された第２保護層とを有していてもよい。第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材は、第２保護層がシース層と対向するようにＢｉ系超電導線材に重ね合わされていてもよい。第２保護層は、シース層に直接接合されていてもよい。第２超電導層は、ＲＥＢＣＯにより形成されていてもよい。この場合、第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材により、Ｂｉ系超電導線材をさらに補強することが可能である。 (7) The bonded wire rod of (6) above may further include a second REBCO-based superconducting wire rod. The second REBCO-based superconducting wire is formed on the second base material, the second intermediate layer formed on the second base material, the second superconducting layer formed on the second intermediate layer, and the second superconducting layer. It may have a second protective layer. The second REBCO-based superconducting wire may be superposed on the Bi-based superconducting wire so that the second protective layer faces the sheath layer. The second protective layer may be directly bonded to the sheath layer. The second superconducting layer may be formed by REBCO. In this case, the Bi-based superconducting wire can be further reinforced by the second REBCO-based superconducting wire.

（８）上記（１）から上記（７）の貼り合わせ超電導線材において、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材の厚さは、Ｂｉ系超電導線材の厚さよりも小さくてもよい。 (8) In the bonded superconducting wire from (1) to (7) above, the thickness of the first REBCO-based superconducting wire may be smaller than the thickness of the Bi-based superconducting wire.

（９）一実施形態に係る超電導コイルは、上記（１）から上記（８）の貼り合わせ超電導線材を備える。貼り合わせ超電導線材は、コイル軸周りに巻き回されている。 (9) The superconducting coil according to the embodiment includes the bonded superconducting wire members (1) to (8) above. The bonded superconducting wire is wound around the coil shaft.

上記（９）の超電導コイルによると、超電導コイルの機械的特性及び超電導特性を改善することが可能である。 According to the superconducting coil of (9) above, it is possible to improve the mechanical characteristics and the superconducting characteristics of the superconducting coil.

（１０）上記（９）の超電導コイルにおいて、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材は、Ｂｉ系超電導線材よりもコイル軸に近い位置にあってもよい。 (10) In the superconducting coil of (9) above, the first REBCO-based superconducting wire may be located closer to the coil shaft than the Bi-based superconducting wire.

［本開示の実施形態の詳細］
次に、本開示の実施形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さない。 [Details of Embodiments of the present disclosure]
Next, the details of the embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals, and duplicate explanations are not repeated.

（第１実施形態）
以下に、第１実施形態に係る貼り合わせ超電導線材（以下、「貼り合わせ超電導線材１０」とする）の構成を説明する。 (First Embodiment)
The configuration of the bonded superconducting wire (hereinafter referred to as “bonded superconducting wire 10”) according to the first embodiment will be described below.

図１は、貼り合わせ超電導線材１０の長手方向に直交する断面図である。図１に示されるように、貼り合わせ超電導線材１０は、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１と、Ｂｉ系超電導線材２と、ハンダ層３とを有している。以下において、「ＲＥＢＣＯ系超電導線材」とは、超電導体としてＲＥＢＣＯを有している超電導線材であり、「Ｂｉ系超電導線材」とは、超電導体としてＢｉ２２２３を有している超電導線材である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of the bonded superconducting wire 10 orthogonal to the longitudinal direction. As shown in FIG. 1, the bonded superconducting wire 10 has a first REBCO-based superconducting wire 1, a Bi-based superconducting wire 2, and a solder layer 3. In the following, the "REBCO-based superconducting wire" is a superconducting wire having REBCO as a superconductor, and the "Bi-based superconducting wire" is a superconducting wire having Bi2223 as a superconductor.

第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１は、基材１１と、中間層１２と、超電導層１３と、保護層１４とを有している。第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１は、幅Ｗ１を有している。幅Ｗ１は、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１の長手方向に直交する方向に沿って測定される。第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１は、厚さＴ１を有している。 The first REBCO-based superconducting wire 1 has a base material 11, an intermediate layer 12, a superconducting layer 13, and a protective layer 14. The first REBCO-based superconducting wire 1 has a width W1. The width W1 is measured along a direction orthogonal to the longitudinal direction of the first REBCO-based superconducting wire 1. The first REBCO-based superconducting wire 1 has a thickness T1.

基材１１は、例えば、ステンレス鋼、銅（Ｃｕ）及びニッケル（Ｎｉ）を順次積層したクラッド材である。基材１１は、ハステロイであってもよい。中間層１２は、基材１１上に形成されている。中間層１２は、例えば安定化ジルコニア、酸化イットリウム、酸化セリウムを基材１１上に積層することにより形成されている。基材１１がハステロイである場合、アモルファス状の酸化アルミニウム、アモルファス状の酸化イットリウム、酸化マグネシウム、酸化セリウム（又はランタンストロンチウムマンガナイト（Ｌａ（Ｓｒ）ＭｎＯ３））を基材１１上に積層することにより形成されている。 The base material 11 is, for example, a clad material in which stainless steel, copper (Cu), and nickel (Ni) are sequentially laminated. The base material 11 may be Hastelloy. The intermediate layer 12 is formed on the base material 11. The intermediate layer 12 is formed by, for example, laminating stabilized zirconia, ytttrium oxide, and cerium oxide on the base material 11. When the base material 11 is hasteroi, amorphous aluminum oxide, amorphous yttrium oxide, magnesium oxide, and cerium oxide (or lanthanum strontium manganate (La (Sr) MnO 3 )) are laminated on the base material 11. Is formed by.

超電導層１３は、中間層１２上に形成されている。超電導層１３は、ＲＥＢａＣｕ３Ｏｙ（なお、ＲＥは希土類元素）により形成されている。この希土類元素は、例えばイットリウム（Ｙ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロビウム（Ｅｕ）、ガドリウム（Ｇｄ）、ホルミウム（Ｈｏ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等である。以下においては、ＲＥＢａＣｕ３Ｏｙを、「ＲＥＢＣＯ」という。 The superconducting layer 13 is formed on the intermediate layer 12. Superconducting layer 13, REBaCu 3 O y (Note, RE is a rare earth element) are formed by. The rare earth element is, for example, yttrium (Y), neodymium (Nd), samarium (Sm), urobium (Eu), gadolinium (Gd), holmium (Ho), itterbium (Yb) and the like. In the following, the REBaCu 3 O y, referred to as "REBCO".

保護層１４は、超電導層１３上に形成されている。保護層１４は、例えば銀及び銅を積層することにより形成されている。保護層１４は、銀により形成されていてもよい。保護層１４は、銅により形成されていてもよい。保護層１４は、さらに超電導層１３の側面、中間層１２の側面及び基材１１の側面を覆うように形成されていてもよい。 The protective layer 14 is formed on the superconducting layer 13. The protective layer 14 is formed by, for example, laminating silver and copper. The protective layer 14 may be made of silver. The protective layer 14 may be made of copper. The protective layer 14 may be further formed so as to cover the side surface of the superconducting layer 13, the side surface of the intermediate layer 12, and the side surface of the base material 11.

Ｂｉ系超電導線材２は、シース層２１と、超電導フィラメント２２とを有している。Ｂｉ系超電導線材２は、幅Ｗ２を有している。幅Ｗ２は、Ｂｉ系超電導線材２の長手方向に直交する方向に沿って測定される。幅Ｗ２は、幅Ｗ１よりも大きくてもよい（幅Ｗ１は、幅Ｗ２よりも小さくてもよい）。Ｂｉ系超電導線材２は、厚さＴ２を有している。厚さＴ２は、厚さＴ１よりも大きくてもよい（厚さＴ１は、厚さＴ２よりも小さくてもよい）。 The Bi-based superconducting wire 2 has a sheath layer 21 and a superconducting filament 22. The Bi-based superconducting wire 2 has a width W2. The width W2 is measured along a direction orthogonal to the longitudinal direction of the Bi-based superconducting wire 2. The width W2 may be larger than the width W1 (the width W1 may be smaller than the width W2). The Bi-based superconducting wire 2 has a thickness T2. The thickness T2 may be larger than the thickness T1 (the thickness T1 may be smaller than the thickness T2).

シース層２１は、例えば、銀により形成されている。超電導フィラメント２２は、シース層２１の内部に形成されている。超電導フィラメント２２は、Ｂｉ系超電導線材２の長手方向に沿って延在している。超電導フィラメント２２は、（Ｂｉ，Ｐｂ）２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｙにより形成されている。以下においては、（Ｂｉ，Ｐｂ）２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｙを、「Ｂｉ２２２３」という。 The sheath layer 21 is made of, for example, silver. The superconducting filament 22 is formed inside the sheath layer 21. The superconducting filament 22 extends along the longitudinal direction of the Bi-based superconducting wire 2. Superconducting filaments 22 are formed by (Bi, Pb) 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O y. In the following, (Bi, Pb) of 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O y, referred to as "Bi2223."

Ｂｉ系超電導線材２は、シース層２１がハンダ層３を介して保護層１４と対向するように第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１に重ね合わされている。第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１及びＢｉ系超電導線材２の重ね合わせは、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１の長手方向とＢｉ系超電導線材２の長手方向とが一致するように行われる。 The Bi-based superconducting wire 2 is superposed on the first REBCO-based superconducting wire 1 so that the sheath layer 21 faces the protective layer 14 via the solder layer 3. The superposition of the first REBCO-based superconducting wire 1 and the Bi-based superconducting wire 2 is performed so that the longitudinal direction of the first REBCO-based superconducting wire 1 and the longitudinal direction of the Bi-based superconducting wire 2 coincide with each other.

ハンダ層３は、保護層１４とシース層２１とを接合している。ハンダ層３は、例えば、スズ（Ｓｎ）−鉛（Ｐｂ）合金、スズ−銀−銅合金等により形成されている。ハンダ層３は、好ましくは、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１の裏面（すなわち、基材１１の中間層１２とは反対側の面）を露出させるように、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１及びＢｉ系超電導線材２の周囲を覆っている。 The solder layer 3 joins the protective layer 14 and the sheath layer 21. The solder layer 3 is formed of, for example, a tin (Sn) -lead (Pb) alloy, a tin-silver-copper alloy, or the like. The solder layer 3 preferably exposes the back surface of the first REBCO-based superconducting wire 1 (that is, the surface of the base material 11 opposite to the intermediate layer 12), so that the first REBCO-based superconducting wire 1 and the Bi-based superconducting wire 1 are exposed. It covers the circumference of 2.

以下に、貼り合わせ超電導線材１０を用いた超電導コイル（以下、「超電導コイル１００」という）の構成を説明する。 The configuration of the superconducting coil (hereinafter referred to as “superconducting coil 100”) using the bonded superconducting wire 10 will be described below.

図２は、超電導コイル１００の斜視図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。図２及び図３に示されるように、超電導コイル１００は、シングルパンケーキコイルである。なお、超電導コイル１００は、シングルパンケーキコイルに限られない。超電導コイル１００は、ダブルパンケーキコイルであってもよく、ソレノイドコイルであってもよい。 FIG. 2 is a perspective view of the superconducting coil 100. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the superconducting coil 100 is a single pancake coil. The superconducting coil 100 is not limited to the single pancake coil. The superconducting coil 100 may be a double pancake coil or a solenoid coil.

超電導コイル１００は、コイル軸Ａを有している。超電導コイル１００は、貼り合わせ超電導線材１０がコイル軸Ａ周りに巻き回されることにより形成されている。超電導コイル１００において、貼り合わせ超電導線材１０は、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１がＢｉ系超電導線材２よりもコイル軸Ａに近い位置にあるように巻き回されている。 The superconducting coil 100 has a coil shaft A. The superconducting coil 100 is formed by winding the bonded superconducting wire 10 around the coil shaft A. In the superconducting coil 100, the bonded superconducting wire 10 is wound so that the first REBCO superconducting wire 1 is closer to the coil shaft A than the Bi superconducting wire 2.

以下に、貼り合わせ超電導線材１０の製造方法を説明する。
図４は、貼り合わせ超電導線材１０の製造工程図である。図４に示されるように、貼り合わせ超電導線材１０の製造方法は、準備工程Ｓ１と、ハンダ付け工程Ｓ２とを有している。 The manufacturing method of the bonded superconducting wire 10 will be described below.
FIG. 4 is a manufacturing process diagram of the bonded superconducting wire material 10. As shown in FIG. 4, the method for manufacturing the bonded superconducting wire 10 includes a preparation step S1 and a soldering step S2.

準備工程Ｓ１においては、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１及びＢｉ系超電導線材２の準備が行われる。第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１の準備においては、第１に、基材１１上に中間層１２の形成が行われる。中間層１２の形成は、例えば、スパッタリング法により行われる。なお、基材１１がハステロイである場合、中間層１２の形成は、ＩＢＡＤ（Ｉｏｎ Ｂｅａｍ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により行われる。第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１の準備においては、第２に、中間層１２上に超電導層１３の形成が行われる。超電導層１３の形成は、例えばＰＬＤ（Ｐｕｌｓｅ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により行われる。第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１の準備においては、第３に、保護層１４の形成が行われる。保護層１４の形成は、例えば、スパッタリング法及びめっき法により行われる。より具体的には、銀層をスパッタリング法により形成した後に、当該銀層上に銅層がめっき法により形成される。Ｂｉ系超電導線材２の準備は、例えばＰＩＴ（Ｐｏｗｄｅｒ Ｉｎ Ｔｕｂｅ）法により行われる。 In the preparation step S1, the first REBCO-based superconducting wire 1 and the Bi-based superconducting wire 2 are prepared. In the preparation of the first REBCO-based superconducting wire 1, first, the intermediate layer 12 is formed on the base material 11. The formation of the intermediate layer 12 is performed, for example, by a sputtering method. When the base material 11 is Hastelloy, the intermediate layer 12 is formed by the IBAD (Ion Beam Assisted Deposition) method. In the preparation of the first REBCO-based superconducting wire 1, secondly, the superconducting layer 13 is formed on the intermediate layer 12. The superconducting layer 13 is formed by, for example, a PLD (Pulse Laser Deposition) method. In the preparation of the first REBCO-based superconducting wire 1, the protective layer 14 is formed thirdly. The protective layer 14 is formed, for example, by a sputtering method and a plating method. More specifically, after the silver layer is formed by the sputtering method, a copper layer is formed on the silver layer by the plating method. The preparation of the Bi-based superconducting wire 2 is performed by, for example, the PIT (Power In Tube) method.

ハンダ付け工程Ｓ２においては、ハンダ層３が形成される。ハンダ付け工程Ｓ２においては、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１及びＢｉ系超電導線材２が、重ね合わされながら、ハンダ槽に浸漬される。ハンダ槽には、溶融したハンダ合金が貯留されている。これにより、保護層１４とシース層２１との間に溶融したハンダ合金が濡れ広がる。また、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１及びＢｉ系超電導線材２の周囲は、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１の裏面を除き、銀により被覆されているため、溶融したハンダ合金は、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１の裏面を除いて第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１及びＢｉ系超電導線材２の周囲にも濡れ広がる。第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１及びＢｉ系超電導線材２がハンダ槽から引き上げられることにより、上記のハンダ合金が冷却されて凝固し、ハンダ層３となる。このように、ハンダ付け工程Ｓ２においては、ハンダ層３が形成され、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１とＢｉ系超電導線材２とが接合される。 In the soldering step S2, the solder layer 3 is formed. In the soldering step S2, the first REBCO-based superconducting wire 1 and the Bi-based superconducting wire 2 are immersed in the soldering tank while being overlapped. The molten solder alloy is stored in the solder tank. As a result, the molten solder alloy wets and spreads between the protective layer 14 and the sheath layer 21. Further, since the periphery of the first REBCO-based superconducting wire 1 and the Bi-based superconducting wire 2 is covered with silver except for the back surface of the first REBCO-based superconducting wire 1, the molten solder alloy is the first REBCO-based superconducting wire 1. Except for the back surface, it spreads wet around the first REBCO-based superconducting wire 1 and the Bi-based superconducting wire 2. When the first REBCO-based superconducting wire 1 and the Bi-based superconducting wire 2 are pulled up from the solder tank, the above-mentioned solder alloy is cooled and solidified to form the solder layer 3. In this way, in the soldering step S2, the solder layer 3 is formed, and the first REBCO-based superconducting wire 1 and the Bi-based superconducting wire 2 are joined.

以下に、貼り合わせ超電導線材１０の効果を説明する。
＜貼り合わせ超電導線材１０の基本的な効果＞
まず、貼り合わせ超電導線材１０の基本的な効果を説明する。 The effect of the bonded superconducting wire 10 will be described below.
<Basic effect of bonded superconducting wire 10>
First, the basic effects of the bonded superconducting wire 10 will be described.

超電導層１３には、局所欠陥が生じる場合がある。第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１を単独で用いた場合、このような局所欠陥に起因して、クエンチや焼損が発生するおそれがある。貼り合わせ超電導線材１０においては、超電導層１３に局所欠陥があったとしても、超電導層１３を流れていた電流を超電導フィラメント２２にバイパスすることができるため、超電導層１３中の局所欠陥に起因したクエンチや焼損に対する耐性を高めることができる。 Local defects may occur in the superconducting layer 13. When the first REBCO-based superconducting wire 1 is used alone, quenching or burning may occur due to such local defects. In the bonded superconducting wire 10, even if the superconducting layer 13 has a local defect, the current flowing through the superconducting layer 13 can be bypassed to the superconducting filament 22, which is caused by the local defect in the superconducting layer 13. It can increase resistance to quenching and burning.

第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１においては、超電導層１３が薄膜状に形成されているため、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１を単独で用いた場合、遮蔽電流が大きくなりやすい。貼り合わせ超電導線材１０においては、電流が超電導層１３のみならず超電導フィラメント２２にも流れる。超電導フィラメント２２は、そのフィラメント状の形状に起因して遮蔽電流のループを小さくすることができるため、遮蔽電流を低減できる。 In the first REBCO-based superconducting wire 1, since the superconducting layer 13 is formed in a thin film shape, when the first REBCO-based superconducting wire 1 is used alone, the shielding current tends to increase. In the bonded superconducting wire 10, a current flows not only in the superconducting layer 13 but also in the superconducting filament 22. Since the superconducting filament 22 can reduce the loop of the shielding current due to its filamentous shape, the shielding current can be reduced.

超電導フィラメント２２はＢｉ２２２３により形成されているため、Ｂｉ系超電導線材２を単独で用いた場合、Ｂｉ系超電導線材２の超電導特性（例えば、線材の単位面積当たりの電流密度）は、ＲＥＢＣＯにより形成された超電導層１３を有する第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１を単独で用いた場合の超電導特性よりも劣る。貼り合わせ超電導線材１０においては、電流が超電導フィラメント２２のみならず超電導層１３にも流れるため、Ｂｉ系超電導線材２を単独で用いる場合と比較して、超電導特性を改善することができる。 Since the superconducting filament 22 is formed by Bi2223, when the Bi-based superconducting wire 2 is used alone, the superconducting characteristics of the Bi-based superconducting wire 2 (for example, the current density per unit area of the wire) are formed by REBCO. It is inferior to the superconducting characteristics when the first REBCO-based superconducting wire 1 having the superconducting layer 13 is used alone. In the bonded superconducting wire 10, the current flows not only in the superconducting filament 22 but also in the superconducting layer 13, so that the superconducting characteristics can be improved as compared with the case where the Bi-based superconducting wire 2 is used alone.

Ｂｉ系超電導線材２は柔らかいシース層２１と脆弱な超電導フィラメント２２により構成されているため、Ｂｉ系超電導線材２は、単独で用いる場合、機械的特性に懸念がある。貼り合わせ超電導線材１０においては、Ｂｉ系超電導線材２が第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１の基材１１により補強されるため、Ｂｉ系超電導線材２を単独で用いる場合と比較して、機械的特性を改善することができる。 Since the Bi-based superconducting wire 2 is composed of a soft sheath layer 21 and a fragile superconducting filament 22, the Bi-based superconducting wire 2 has a concern about mechanical properties when used alone. In the bonded superconducting wire 10, the Bi-based superconducting wire 2 is reinforced by the base material 11 of the first REBCO-based superconducting wire 1, so that the mechanical properties are improved as compared with the case where the Bi-based superconducting wire 2 is used alone. can do.

このように、貼り合わせ超電導線材１０によると、各々の超電導線材（第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１及びＢｉ系超電導線材２）の特徴を相互補完することができる。 As described above, according to the bonded superconducting wire material 10, the characteristics of each superconducting wire material (first REBCO-based superconducting wire material 1 and Bi-based superconducting wire material 2) can be complemented with each other.

＜比較例との対比による貼り合わせ超電導線材１０の効果＞
次に、比較例に係る貼り合わせ超電導線材（以下、「貼り合わせ超電導線材２０」とする）との対比による貼り合わせ超電導線材１０の効果を説明する。 <Effect of bonded superconducting wire 10 by comparison with comparative example>
Next, the effect of the bonded superconducting wire 10 will be described in comparison with the bonded superconducting wire (hereinafter referred to as “bonded superconducting wire 20”) according to the comparative example.

図５は、貼り合わせ超電導線材２０の長手方向に直交する断面図である。図５に示されるように、貼り合わせ超電導線材２０は、２枚の第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１（これらを第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１ａ及び第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１ｂとする）を有している。第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１ａ及び第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１ｂは、各々の超電導層１３が保護層１４を介して対向するように重ね合わされている。第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１ａの超電導層１３上にある保護層１４は、ハンダ層３により、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１ｂの超電導層１３上にある保護層１４に接合されている。 FIG. 5 is a cross-sectional view orthogonal to the longitudinal direction of the bonded superconducting wire 20. As shown in FIG. 5, the bonded superconducting wire 20 has two first REBCO-based superconducting wires 1 (these are referred to as a first REBCO-based superconducting wire 1a and a first REBCO-based superconducting wire 1b). The first REBCO-based superconducting wire 1a and the first REBCO-based superconducting wire 1b are superposed so that their respective superconducting layers 13 face each other via the protective layer 14. The protective layer 14 on the superconducting layer 13 of the first REBCO-based superconducting wire 1a is joined to the protective layer 14 on the superconducting layer 13 of the first REBCO-based superconducting wire 1b by the solder layer 3.

貼り合わせ超電導線材２０においては、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１ａの超電導層１３に局所欠陥があったとしても、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１ａの超電導層１３を流れる電流は、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１ｂの超電導層１３へとバイパス可能であるため、局所欠陥に起因したクエンチや焼損に対する耐性を高めることができる。しかしながら、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１ａの超電導層１３のみならず、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１ｂの超電導層１３にも局所欠陥が生じる場合があるため、貼り合わせ超電導線材１０の局所欠陥に起因したクエンチや焼損に対する耐性は、貼り合わせ超電導線材２０よりも高い。 In the bonded superconducting wire 20, even if the superconducting layer 13 of the first REBCO superconducting wire 1a has a local defect, the current flowing through the superconducting layer 13 of the first REBCO superconducting wire 1a is the superconducting of the first REBCO superconducting wire 1b. Since it can be bypassed to the layer 13, resistance to quenching and burning due to local defects can be increased. However, since local defects may occur not only in the superconducting layer 13 of the first REBCO-based superconducting wire 1a but also in the superconducting layer 13 of the first REBCO-based superconducting wire 1b, quenching caused by the local defects of the bonded superconducting wire 10 The resistance to burning is higher than that of the bonded superconducting wire 20.

＜貼り合わせ超電導線材１０の付加的な効果＞
次に、貼り合わせ超電導線材１０の付加的な効果を説明する。 <Additional effect of bonded superconducting wire 10>
Next, the additional effect of the bonded superconducting wire 10 will be described.

貼り合わせ超電導線材１０においては、幅Ｗ１が幅Ｗ２よりも小さい。また、貼り合わせ超電導線材１０においては、ハンダ層３が、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１の裏面を除き、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１及びＢｉ系超電導線材２の周囲を覆っている。すなわち、貼り合わせ超電導線材１０においては、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１の裏面を除き、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１及びＢｉ系超電導線材２がハンダ層３により包埋されている。そのため、貼り合わせ超電導線材１０によると、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１とＢｉ系超電導線材２とを強固に接合することができる。 In the bonded superconducting wire 10, the width W1 is smaller than the width W2. Further, in the bonded superconducting wire 10, the solder layer 3 covers the periphery of the first REBCO superconducting wire 1 and the Bi superconducting wire 2 except for the back surface of the first REBCO superconducting wire 1. That is, in the bonded superconducting wire 10, the first REBCO superconducting wire 1 and the Bi superconducting wire 2 are embedded by the solder layer 3 except for the back surface of the first REBCO superconducting wire 1. Therefore, according to the bonded superconducting wire 10, the first REBCO superconducting wire 1 and the Bi superconducting wire 2 can be firmly joined.

貼り合わせ超電導線材１０においては、厚さＴ１が厚さＴ２よりも小さい。そのため、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１をＢｉ系超電導線材２よりもコイル軸Ａの近くに位置するように貼り合わせ超電導線材１０をコイル軸Ａ周りに巻き回して超電導コイル１００を構成した場合、超電導層１３は貼り合わせ超電導線材１０の曲げ中立線よりもコイル軸Ａに近い位置にあることになるため、超電導層１３には、圧縮の曲げ応力が作用することになる。したがって、貼り合わせ超電導線材１０によると、超電導層１３の損傷が生じにくくなる。 In the bonded superconducting wire 10, the thickness T1 is smaller than the thickness T2. Therefore, when the first REBCO superconducting wire 1 is bonded so as to be located closer to the coil shaft A than the Bi superconducting wire 2 and the superconducting wire 10 is wound around the coil shaft A to form the superconducting coil 100, the superconducting layer is formed. Since the 13 is located closer to the coil shaft A than the bending neutral wire of the bonded superconducting wire material 10, the superconducting layer 13 is subjected to compressive bending stress. Therefore, according to the bonded superconducting wire material 10, damage to the superconducting layer 13 is less likely to occur.

（第２実施形態）
以下に、第２実施形態に係る貼り合わせ超電導線材（以下、「貼り合わせ超電導線材３０」という）の構成を説明する。ここでは、貼り合わせ超電導線材１０の構成と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。 (Second Embodiment)
The configuration of the bonded superconducting wire (hereinafter, referred to as “bonded superconducting wire 30”) according to the second embodiment will be described below. Here, the points different from the configuration of the bonded superconducting wire 10 will be mainly described, and the overlapping description will not be repeated.

図６は、貼り合わせ超電導線材３０の長手方向に直交する断面図である。図６に示されるように、貼り合わせ超電導線材３０は、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１、Ｂｉ系超電導線材２及びハンダ層３に加え、第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材４をさらに有している。 FIG. 6 is a cross-sectional view orthogonal to the longitudinal direction of the bonded superconducting wire 30. As shown in FIG. 6, the bonded superconducting wire 30 further includes a second REBCO superconducting wire 4 in addition to the first REBCO superconducting wire 1, the Bi superconducting wire 2, and the solder layer 3.

第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材４は、基材４１と、中間層４２と、超電導層４３と、保護層４４とを有している。基材４１、中間層４２、超電導層４３及び保護層４４は、それぞれ基材１１、中間層１２、超電導層１３及び保護層１４と同様の構成になっている。すなわち、第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材４は、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１と同様の構成になっている。 The second REBCO-based superconducting wire 4 has a base material 41, an intermediate layer 42, a superconducting layer 43, and a protective layer 44. The base material 41, the intermediate layer 42, the superconducting layer 43, and the protective layer 44 have the same configurations as the base material 11, the intermediate layer 12, the superconducting layer 13, and the protective layer 14, respectively. That is, the second REBCO-based superconducting wire 4 has the same configuration as the first REBCO-based superconducting wire 1.

第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材４は、保護層４４がハンダ層３を介してシース層２１と対向するように、Ｂｉ系超電導線材２に重ね合わされている。ハンダ層３は、保護層４４とシース層２１とを接合している。ハンダ層３は、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１の裏面及び第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材４の裏面を露出させるように、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１、Ｂｉ系超電導線材２及び第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材４の周囲を覆っている。 The second REBCO-based superconducting wire 4 is superposed on the Bi-based superconducting wire 2 so that the protective layer 44 faces the sheath layer 21 via the solder layer 3. The solder layer 3 joins the protective layer 44 and the sheath layer 21. The solder layer 3 surrounds the first REBCO-based superconducting wire 1, the Bi-based superconducting wire 2, and the second REBCO-based superconducting wire 4 so as to expose the back surface of the first REBCO-based superconducting wire 1 and the back surface of the second REBCO-based superconducting wire 4. Covering.

＜変形例＞
以下に、第２実施形態の変形例に係る貼り合わせ超電導線材（以下、「貼り合わせ超電導線材４０」とする）の構成を説明する。ここでは、貼り合わせ超電導線材３０の構成と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。 <Modification example>
Hereinafter, the configuration of the bonded superconducting wire (hereinafter referred to as “bonded superconducting wire 40”) according to the modified example of the second embodiment will be described. Here, the points different from the configuration of the bonded superconducting wire 30 will be mainly described, and the overlapping description will not be repeated.

図７は、貼り合わせ超電導線材４０の長手方向に直交する断面図である。図７に示されるように、貼り合わせ超電導線材４０においては、第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材４に代えて、補強部材５が用いられている。補強部材５は、例えばニッケル合金、ステンレス鋼等により形成されている。図示されていないが、補強部材５の表面（シース層２１側の面）及び補強部材５の側面には、ハンダ層３に対する濡れ性を改善するために、めっき層が形成されている。このめっき層は、例えば、スズ（又はスズ合金）、ニッケル等により形成されている。 FIG. 7 is a cross-sectional view orthogonal to the longitudinal direction of the bonded superconducting wire 40. As shown in FIG. 7, in the bonded superconducting wire 40, a reinforcing member 5 is used instead of the second REBCO-based superconducting wire 4. The reinforcing member 5 is made of, for example, a nickel alloy, stainless steel, or the like. Although not shown, plating layers are formed on the surface of the reinforcing member 5 (the surface on the sheath layer 21 side) and the side surface of the reinforcing member 5 in order to improve the wettability with respect to the solder layer 3. This plating layer is formed of, for example, tin (or tin alloy), nickel, or the like.

以下に、貼り合わせ超電導線材３０及び貼り合わせ超電導線材４０の効果を説明する。ここでは、貼り合わせ超電導線材１０の効果と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。 The effects of the bonded superconducting wire 30 and the bonded superconducting wire 40 will be described below. Here, the points different from the effect of the bonded superconducting wire 10 will be mainly described, and the overlapping description will not be repeated.

貼り合わせ超電導線材３０においては、第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材４の基材４１により、Ｂｉ系超電導線材２をさらに補強することができる。また、貼り合わせ超電導線材４０においても、補強部材５により、Ｂｉ系超電導線材２をさらに補強することができる。 In the bonded superconducting wire material 30, the Bi-based superconducting wire material 2 can be further reinforced by the base material 41 of the second REBCO-based superconducting wire material 4. Further, also in the bonded superconducting wire 40, the Bi-based superconducting wire 2 can be further reinforced by the reinforcing member 5.

（第３実施形態）
以下に、第３実施形態に係る貼り合わせ超電導線材（以下、「貼り合わせ超電導線材５０」とする）の構成を説明する。ここでは、貼り合わせ超電導線材１０の構成と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。 (Third Embodiment)
The configuration of the bonded superconducting wire (hereinafter referred to as “bonded superconducting wire 50”) according to the third embodiment will be described below. Here, the points different from the configuration of the bonded superconducting wire 10 will be mainly described, and the overlapping description will not be repeated.

図８は、貼り合わせ超電導線材５０の長手方向に直交する断面図である。図８に示されるように、貼り合わせ超電導線材５０は、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１と、Ｂｉ系超電導線材２とを有している。貼り合わせ超電導線材５０は、ハンダ層３を有していない。貼り合わせ超電導線材５０においては、超電導層１３上にある保護層１４は、シース層２１に直接接合されている。 FIG. 8 is a cross-sectional view orthogonal to the longitudinal direction of the bonded superconducting wire 50. As shown in FIG. 8, the bonded superconducting wire 50 includes a first REBCO-based superconducting wire 1 and a Bi-based superconducting wire 2. The bonded superconducting wire 50 does not have the solder layer 3. In the bonded superconducting wire 50, the protective layer 14 on the superconducting layer 13 is directly bonded to the sheath layer 21.

以下に、貼り合わせ超電導線材５０の製造方法を説明する。ここでは、貼り合わせ超電導線材１０の製造方法と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。 The manufacturing method of the bonded superconducting wire 50 will be described below. Here, the points different from the manufacturing method of the bonded superconducting wire 10 will be mainly described, and the overlapping description will not be repeated.

図９は、貼り合わせ超電導線材５０の製造工程図である。図９に示されるように、貼り合わせ超電導線材５０の製造方法は、準備工程Ｓ１と、接合工程Ｓ３とを有している。貼り合わせ超電導線材５０の製造方法は、ハンダ付け工程Ｓ２を有していない。 FIG. 9 is a manufacturing process diagram of the bonded superconducting wire 50. As shown in FIG. 9, the method for manufacturing the bonded superconducting wire 50 includes a preparation step S1 and a joining step S3. The method for manufacturing the bonded superconducting wire 50 does not include the soldering step S2.

接合工程Ｓ３においては、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１及びＢｉ系超電導線材２が、重ね合わされた状態でローラにより挟み込まれることにより、加圧される。この際の加圧力は、例えば１０ＭＰａである。この加圧が行われる際、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１及びＢｉ系超電導線材２は、加熱される。この加熱は、接合面（すなわち、超電導層１３上にある保護層１４とシース層２１との界面）における温度が例えば２００℃になるように行われる。これにより、保護層１４とシース層２１との直接接合が達成される。 In the joining step S3, the first REBCO-based superconducting wire 1 and the Bi-based superconducting wire 2 are pressed by being sandwiched by rollers in a superposed state. The pressing force at this time is, for example, 10 MPa. When this pressurization is performed, the first REBCO-based superconducting wire 1 and the Bi-based superconducting wire 2 are heated. This heating is performed so that the temperature at the joint surface (that is, the interface between the protective layer 14 and the sheath layer 21 on the superconducting layer 13) is, for example, 200 ° C. As a result, a direct coupling between the protective layer 14 and the sheath layer 21 is achieved.

＜変形例＞
以下に、第３実施形態の変形例に係る貼り合わせ超電導線材（以下、「貼り合わせ超電導線材６０」という）の構成を説明する。ここでは、貼り合わせ超電導線材５０の構成と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。 <Modification example>
Hereinafter, the configuration of the bonded superconducting wire (hereinafter, referred to as “bonded superconducting wire 60”) according to the modified example of the third embodiment will be described. Here, the points different from the configuration of the bonded superconducting wire 50 will be mainly described, and the overlapping description will not be repeated.

図１０は、貼り合わせ超電導線材６０の長手方向に直交する断面図である。図１０に示されるように、貼り合わせ超電導線材３０は、第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材１及びＢｉ系超電導線材２に加え、第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材４をさらに有している。 FIG. 10 is a cross-sectional view orthogonal to the longitudinal direction of the bonded superconducting wire 60. As shown in FIG. 10, the bonded superconducting wire 30 further includes a second REBCO superconducting wire 4 in addition to the first REBCO superconducting wire 1 and the Bi superconducting wire 2.

第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材４は、基材４１と、中間層４２と、超電導層４３と、保護層４４とを有している。基材４１、中間層４２、超電導層４３及び保護層４４は、それぞれ基材１１、中間層１２、超電導層１３及び保護層１４と同様の構成になっている。第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材４は、保護層４４がシース層２１と対向するように、Ｂｉ系超電導線材２に重ね合わされている。保護層４４は、シース層２１に直接接合している。 The second REBCO-based superconducting wire 4 has a base material 41, an intermediate layer 42, a superconducting layer 43, and a protective layer 44. The base material 41, the intermediate layer 42, the superconducting layer 43, and the protective layer 44 have the same configurations as the base material 11, the intermediate layer 12, the superconducting layer 13, and the protective layer 14, respectively. The second REBCO-based superconducting wire 4 is superposed on the Bi-based superconducting wire 2 so that the protective layer 44 faces the sheath layer 21. The protective layer 44 is directly bonded to the sheath layer 21.

貼り合わせ超電導線材６０によると、第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材４の基材４１により、Ｂｉ系超電導線材２をさらに補強することができる。 According to the bonded superconducting wire 60, the Bi-based superconducting wire 2 can be further reinforced by the base material 41 of the second REBCO-based superconducting wire 4.

今回開示された実施形態は全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及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered as exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above-described embodiment but by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

１，１ａ，１ｂ 第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材
２ Ｂｉ系超電導線材
３ ハンダ層
４ 第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材
５ 補強部材
１０，２０，３０，４０，５０，６０ 貼り合わせ超電導線材
１１，４１ 基材
１２，４２ 中間層
１３，４３ 超電導層
１４，４４ 保護層
２１ シース層
２２ 超電導フィラメント
１００ 超電導コイル
Ａ コイル軸
Ｓ１ 準備工程
Ｓ２ ハンダ付け工程
Ｓ３ 接合工程
Ｔ１，Ｔ２ 厚さ
Ｗ１，Ｗ２ 幅 1,1a, 1b 1st REBCO-based superconducting wire 2 Bi-based superconducting wire 3 Solder layer 4 2nd REBCO-based superconducting wire 5 Reinforcing member 10, 20, 30, 40, 50, 60 Laminated superconducting wire 11, 41 Base material 12, 42 Intermediate layer 13,43 Superconducting layer 14,44 Protective layer 21 Sheath layer 22 Superconducting filament 100 Superconducting coil A Coil shaft S1 Preparation process S2 Soldering process S3 Joining process T1, T2 Thickness W1, W2 Width

Claims (10)

第１基材と、前記第１基材上に形成された第１中間層と、前記第１中間層上に形成された第１超電導層と、前記第１超電導層上に形成された第１保護層とを有する第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材と、
シース層と、前記シース層の内部に形成された超電導フィラメントとを有するＢｉ系超電導線材とを備え、
前記Ｂｉ系超電導線材は、前記シース層が前記第１保護層と対向するように前記第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材に重ね合わされており、
前記第１超電導層は、ＲＥＢＣＯにより形成されており、
前記超電導フィラメントは、Ｂｉ２２２３により形成されている、貼り合わせ超電導線材。 The first base material, the first intermediate layer formed on the first base material, the first superconducting layer formed on the first intermediate layer, and the first superconducting layer formed on the first superconducting layer. A first REBCO-based superconducting wire having a protective layer,
A Bi-based superconducting wire having a sheath layer and a superconducting filament formed inside the sheath layer is provided.
The Bi-based superconducting wire is superposed on the first REBCO-based superconducting wire so that the sheath layer faces the first protective layer.
The first superconducting layer is formed of REBCO.
The superconducting filament is a bonded superconducting wire material formed of Bi2223. 前記第１保護層と前記シース層とを接合するハンダ層をさらに備える、請求項１に記載の貼り合わせ超電導線材。 The bonded superconducting wire material according to claim 1, further comprising a solder layer for joining the first protective layer and the sheath layer. 前記第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材の幅は、前記Ｂｉ系超電導線材の幅よりも小さく、
前記第１保護層は、前記第１超電導層の側面、前記第１中間層の側面及び前記第１基材の側面を覆うように形成されており、
前記ハンダ層は、前記第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材の裏面を露出させるように前記第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材及び前記Ｂｉ系超電導線材の周囲を覆っている、請求項２に記載の貼り合わせ超電導線材。 The width of the first REBCO-based superconducting wire is smaller than the width of the Bi-based superconducting wire.
The first protective layer is formed so as to cover the side surface of the first superconducting layer, the side surface of the first intermediate layer, and the side surface of the first base material.
The bonded superconducting wire according to claim 2, wherein the solder layer covers the periphery of the first REBCO superconducting wire and the Bi superconducting wire so as to expose the back surface of the first REBCO superconducting wire. 第２基材と、前記第２基材上に形成された第２中間層と、前記第２中間層上に形成された第２超電導層と、前記第２超電導層上に形成された第２保護層とを有する第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材をさらに備え、
前記第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材は、前記第２保護層が前記シース層と対向するように前記Ｂｉ系超電導線材に重ね合わされており、
前記第２超電導層は、ＲＥＢＣＯにより形成されている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の貼り合わせ超電導線材。 A second base material, a second intermediate layer formed on the second base material, a second superconducting layer formed on the second intermediate layer, and a second superconducting layer formed on the second superconducting layer. Further provided with a second REBCO-based superconducting wire having a protective layer,
The second REBCO-based superconducting wire is superposed on the Bi-based superconducting wire so that the second protective layer faces the sheath layer.
The bonded superconducting wire material according to any one of claims 1 to 3, wherein the second superconducting layer is formed of REBCO. 前記シース層上に配置された補強部材をさらに備える、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の貼り合わせ超電導線材。 The bonded superconducting wire material according to any one of claims 1 to 3, further comprising a reinforcing member arranged on the sheath layer. 前記第１保護層は、前記シース層に直接接合されている、請求項１に記載の貼り合わせ超電導線材。 The bonded superconducting wire material according to claim 1, wherein the first protective layer is directly bonded to the sheath layer. 第２基材と、前記第２基材上に形成された第２中間層と、前記第２中間層上に形成された第２超電導層と、前記第２超電導層上に形成された第２保護層とを有する第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材をさらに備え、
前記第２ＲＥＢＣＯ系超電導線材は、前記第２保護層が前記シース層と対向するように前記Ｂｉ系超電導線材に重ね合わされており、
前記第２保護層は、前記シース層に直接接合されており、
前記第２超電導層は、ＲＥＢＣＯにより形成されている、請求項６に記載の貼り合わせ超電導線材。 A second base material, a second intermediate layer formed on the second base material, a second superconducting layer formed on the second intermediate layer, and a second superconducting layer formed on the second superconducting layer. Further provided with a second REBCO-based superconducting wire having a protective layer,
The second REBCO-based superconducting wire is superposed on the Bi-based superconducting wire so that the second protective layer faces the sheath layer.
The second protective layer is directly bonded to the sheath layer, and is directly bonded to the sheath layer.
The bonded superconducting wire material according to claim 6, wherein the second superconducting layer is formed of REBCO. 前記第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材の厚さは、前記Ｂｉ系超電導線材の厚さよりも小さい、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の貼り合わせ超電導線材。 The bonded superconducting wire according to any one of claims 1 to 7, wherein the thickness of the first REBCO-based superconducting wire is smaller than the thickness of the Bi-based superconducting wire. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の前記貼り合わせ超電導線材を備え、
前記貼り合わせ超電導線材は、コイル軸周りに巻き回されている、超電導コイル。 The bonded superconducting wire according to any one of claims 1 to 8 is provided.
The bonded superconducting wire is a superconducting coil that is wound around a coil shaft. 前記第１ＲＥＢＣＯ系超電導線材は、前記Ｂｉ系超電導線材よりも前記コイル軸に近い位置にある、請求項９に記載の超電導コイル。 The superconducting coil according to claim 9, wherein the first REBCO-based superconducting wire is located closer to the coil shaft than the Bi-based superconducting wire.
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