JP2021012828A - 酸化物超電導線材、酸化物超電導コイル、酸化物超電導線材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルに発生する電圧を検出する手段を設けても、従来技術より厚さを小さくし、電流密度の低下を抑制することができる酸化物超電導線材、酸化物超電導コイル、及び酸化物超電導線材の製造方法を提供する。【解決手段】金属基板１と酸化物超電導層３との間に中間層２が積層された超電導積層体５と、少なくとも金属基板１の側面を覆う安定化層６とを備える酸化物超電導線材１０であって、金属基板１が安定化層６から電気絶縁されている。【選択図】図１

Description

本発明は、酸化物超電導線材、酸化物超電導コイル、酸化物超電導線材の製造方法に関する。

酸化物超電導線材を用いた酸化物超電導コイルに熱的擾乱等の異常が生じた場合、酸化物超電導線材の一部が常電導転移（クエンチ）を起こして超電導状態ではなくなる場合がある。酸化物超電導線材に通電されていると、常電導転移を起こした箇所の抵抗が上昇し、ジュール熱により発熱してコイルが劣化するおそれがある。常電導転移の検出方法として、抵抗上昇によってコイルに発生する電圧を検出する方法が知られている。しかし、酸化物超電導線材の常電導転移領域の伝播速度が遅いため、初期においては発生する電圧が小さく検出が難しい問題がある。

特許文献１には、コイルに発生する電圧を高感度に検出するため、超電導線材の長手方向に一続きに、高温超電導領域から絶縁されている導体領域を形成して、誘導電圧をキャンセルする方法等が記載されている。

特開２０１８−２６２２２号公報

特許文献１に記載の超電導線材の場合、超電導線材と絶縁導線とが厚さ方向に積層されている。このため、超電導コイルにおいて超電導線材と絶縁導線を共巻きにすると、絶縁導線の厚さの分だけ超電導コイルのターン間隔が広がり、コイルの電流密度が低下する。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、コイルに発生する電圧を検出する手段を設けても、従来技術より酸化物超電導線材の厚さを小さくし、電流密度の低下を抑制することができる酸化物超電導線材、酸化物超電導コイル、及び酸化物超電導線材の製造方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、金属基板と酸化物超電導層との間に中間層が積層された超電導積層体と、前記超電導積層体の外周面のうち、少なくとも前記金属基板の側面を覆う安定化層とを備え、前記金属基板が前記安定化層から電気絶縁されていることを特徴とする酸化物超電導線材を提供する。

前記安定化層は、前記金属基板の厚さ方向において前記酸化物超電導層とは反対側である裏面を覆い、前記酸化物超電導線材は、前記超電導積層体の外周面のうち、少なくとも前記金属基板の側面及び前記金属基板の裏面に絶縁層を有する構成としてもよい。
前記金属基板と前記安定化層との間に、金属酸化物からなる絶縁層を有してもよい。
前記金属酸化物が、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、Ｎｄ_２Ｏ_３、Ｅｕ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｄｙ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２から選択される少なくとも１種であってもよい。
前記金属基板の外周面には、表面酸化膜を有する構成としてもよい。

前記金属基板がクエンチ検出回路の線路として用いられる構成としてもよい。
前記酸化物超電導線材の一端部において、前記金属基板が前記安定化層と導通されている構成としてもよい。

また、本発明は、前記酸化物超電導線材が用いられていることを特徴とする酸化物超電導コイルを提供する。
また、本発明は、金属基板と酸化物超電導層との間に中間層が設けられた超電導積層体を作製する工程と、前記金属基板の少なくとも側面に表面酸化膜を形成する工程、又は前記超電導積層体の外周面のうち、少なくとも前記金属基板の側面に絶縁層を形成する工程の少なくともいずれかと、前記超電導積層体の外周面のうち、少なくとも前記金属基板の側面を安定化層で覆う工程と、を有する酸化物超電導線材の製造方法を提供する。

本発明によれば、金属基板が安定化層から電気絶縁されているので、金属基板をクエンチ検出回路の線路として用いることにより、コイルに発生する電圧を検出する手段を設けても、従来技術より酸化物超電導線材の厚さを小さくし、電流密度の低下を抑制することが可能な酸化物超電導線材、酸化物超電導コイル、及び酸化物超電導線材の製造方法が提供される。

第１実施形態の酸化物超電導線材を例示する断面図である。 金属基板を酸化物超電導線材の外部と導通する構成を例示する断面図である。 第２実施形態の酸化物超電導線材を例示する断面図である。 第３実施形態の酸化物超電導線材を例示する断面図である。

以下、好適な実施形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。

図１に、第１実施形態の酸化物超電導線材の概略構造の一例を模式的に示す。この酸化物超電導線材１０は、基板１上に酸化物超電導層３を有する超電導積層体５と、超電導積層体５の外周面に形成された安定化層６とを有する。超電導積層体５は、基板１と酸化物超電導層３との間に中間層２を有する。また、超電導積層体５は、基板１とは反対側の酸化物超電導層３上に保護層４を有する。すなわち、超電導積層体５は、テープ状の基板１の一方の主面１ａに、中間層２と酸化物超電導層３と保護層４とがこの順に積層された構成を有する。

基板１は、厚さ方向の両側に、それぞれ主面１ａ，１ｂを有するテープ状の基板である。基板１は、例えば金属で形成されている。基板１を構成する金属の具体例として、ハステロイ（登録商標）に代表されるニッケル合金、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合金などが挙げられる。基板１上に中間層２が形成される面を第１主面１ａといい、第１主面１ａと反対の面を第２主面１ｂという。第２主面１ｂは、基板１の酸化物超電導層３とは反対側の裏面である。

基板１の厚さは、目的に応じて適宜調整すれば良く、例えば１０〜５００μｍの範囲である。酸化物超電導線材１０を薄型とするため、基板１の厚さが５０〜７５μｍの範囲であることが好ましい。基板１が厚過ぎると、酸化物超電導線材１０の単位断面積あたりの電流密度が低下する。基板１が薄過ぎると、電磁力等の外力が加えられた場合に酸化物超電導線材１０の強度が低下する。

酸化物超電導層３の配向制御の観点からは、基板１の第１主面１ａに中間層２を設け、中間層２の主面２ａ上に酸化物超電導層３を成膜することが好ましい。中間層２の主面２ａは、基板１側とは反対の面である。中間層２は、多層構成でもよく、例えば基板１側から酸化物超電導層３側に向かう順で、拡散防止層、ベッド層、配向層、キャップ層等を有してもよい。これらの層は必ずしも１層ずつ設けられるとは限らず、一部の層を省略する場合や、同種の層を２以上繰り返し積層する場合もある。なお、基板１の第１主面１ａが配向性を備えている場合は、中間層２が形成されていなくてもよい。中間層２を積層する方法としては、スパッタ法、蒸着法、イオンビームアシスト蒸着法（ＩＢＡＤ法）等が挙げられる。中間層２を構成する少なくとも１層は絶縁体からなり、基板１と酸化物超電導層３との間を電気絶縁している。中間層２を構成する金属酸化物として、ＭｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、Ｎｄ_２Ｏ_３、Ｅｕ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｄｙ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２等が挙げられる。

酸化物超電導層３は、酸化物超電導体から構成される。酸化物超電導体としては、特に限定されないが、例えば一般式ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_ｘ（ＲＥ１２３）で表されるＲＥ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系の酸化物超電導体（ＲＥＢＣＯ）が挙げられる。希土類元素ＲＥとしては、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種以上が挙げられる。酸化物超電導層３の厚さは、例えば０．５〜５μｍ程度である。

酸化物超電導層３を積層する方法としては、スパッタ法、真空蒸着法、レーザ蒸着法、電子ビーム蒸着法、パルスレーザ堆積法（ＰＬＤ法）、化学気相成長法（ＣＶＤ法）、有機金属塗布熱分解法（ＭＯＤ法）等が挙げられる。中でも、生産性等の観点から、ＰＬＤ法で酸化物超電導層３を積層することが好ましい。酸化物超電導層３は、人工ピン等の不純物を含有してもよい。

保護層４は、事故時に発生する過電流をバイパスしたり、酸化物超電導層３と保護層４の上に設けられる層との間で起こる化学反応を抑制したりする等の機能を有する。保護層４の材質としては、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、これらの１種以上を含む合金等が挙げられる。保護層４にＡｇ層又はＡｇ合金層を用いる場合は、モル比又は重量比で５０％以上の銀を含むことが好ましい。保護層４は、少なくとも酸化物超電導層３の主面３ａを覆っている。酸化物超電導層３の主面３ａとは、中間層２側とは反対の面である。保護層４は、酸化物超電導層３の側面、中間層２の側面、基板１の側面及び裏面から選択される領域の一部または全部を覆ってもよい。保護層４は２種以上又は２層以上の金属層から構成されてもよい。保護層４の厚さは、特に限定されないが、例えば１〜３０μｍ程度が挙げられる。

超電導積層体５は、基板１の第１主面１ａ及び第２主面１ｂに対応して、第１主面５ａ及び第２主面５ｃを有する。超電導積層体５の第１主面５ａは、基板１に酸化物超電導層３が積層された側の面である。超電導積層体５が保護層４を有する場合は、第１主面５ａが保護層４の主面４ａであってもよい。保護層４の主面４ａとは、酸化物超電導層３側とは反対の面である。超電導積層体５の第２主面５ｃは、超電導積層体５の厚さ方向で、第１主面５ａとは反対側の面である。超電導積層体５の第２主面５ｃは、基板１の第２主面１ｂであってもよい。基板１の第２主面１ｂに保護層４が積層される場合、超電導積層体５の第２主面５ｃの少なくとも一部が保護層４から構成されてもよい。

また、超電導積層体５は、幅方向の両側に側面５ｂを有する。超電導積層体５の側面５ｂは、基板１の側面、中間層２の側面、酸化物超電導層３の側面、及び保護層４の側面を含んでもよい。超電導積層体５の側面５ｂの少なくとも一部が保護層４で覆われる場合、超電導積層体５の側面５ｂの少なくとも一部が保護層４から構成されてもよい。

安定化層６は、超電導積層体５の外周面の少なくとも一部を覆って形成される。詳しくは、安定化層６は、超電導積層体５の第１主面５ａの少なくとも一部、及び第２主面５ｃの少なくとも一部を覆っている。安定化層６が超電導積層体５の第１主面５ａ、側面５ｂ及び第２主面５ｃの全領域を覆って形成されることが好ましい。安定化層６の厚さは、特に限定されないが、例えば１〜３００μｍ程度である。酸化物超電導線材１０を薄型とする観点から、安定化層６の厚さは薄い方が好ましく、例えば、２〜１００μｍの範囲が好ましい。安定化層６は、酸化物超電導層３に水分が浸入することを防ぐ耐水性を有することが好ましい。

安定化層６は、酸化物超電導層３が常電導状態に転移した時に発生する過電流を転流させるバイパス部としての機能を有する。安定化層６は、酸化物超電導線材１０の長手方向にわたり酸化物超電導層３と導通している。安定化層６の構成材料としては、銅、銅合金（例えばＣｕ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｎｉ合金等）、アルミニウム、アルミニウム合金、銀等の金属が挙げられる。安定化層６は、電解めっき等のめっきによって形成することができる。導電性、経済性等の観点からは、安定化層６が銅めっきから構成されることが好ましい。

超電導積層体５の外周面に銅めっきから安定化層６を形成する工程に先立って、超電導積層体５の外周面に、スパッタ等により下地金属層（図示せず）を形成してもよい。下地金属層の材料は、めっき成長させる金属と同じ金属でもよく、異なる金属でもよい。下地金属層の厚さとしては、例えば０．１〜１０μｍが挙げられる。下地金属層は、安定化層６より薄く形成されることが好ましい。

第１実施形態の酸化物超電導線材１０では、基板１の外周面に表面酸化膜１ｄを有する。基板１は、表面酸化膜１ｄの内側に金属層１ｃを有する。基板１の外周面は、基板１が安定化層６に接する側面及び裏面を含む。安定化層６が基板１の側面を覆う場合、表面酸化膜１ｄは、基板１の側面において、金属層１ｃと安定化層６との間に形成されればよい。基板１の第２主面１ｂにおいて安定化層６を省略した場合、基板１の第２主面１ｂにおいて表面酸化膜１ｄを省略してもよい。

基板１の第１主面１ａでは、表面酸化膜１ｄを形成する必要はなく、金属層１ｃが中間層２に接してもよい。安定化層６は、酸化物超電導層３に接して、又は保護層４を介して酸化物超電導層３と導通可能であるが、金属層１ｃと安定化層６との間に表面酸化膜１ｄが介在しているため、金属層１ｃは、安定化層６から電気絶縁されている。これにより、金属層１ｃは、酸化物超電導層３及び安定化層６から独立した線路として利用することができる。

基板１の外周面に表面酸化膜１ｄを形成する工程は、超電導積層体５を作製する前の段階、基板１に超電導積層体５を構成する一部の層を形成した段階、超電導積層体５を作製した後の段階など、任意の段階で行うことができる。例えば基板１を加熱して基板１を構成する金属の酸化処理により、表面酸化膜１ｄを形成することができる。例えばニッケルとクロムを含む合金からなる基板１の熱処理により、酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）からなる表面酸化膜１ｄを形成することができる。

基板１の表面の酸化処理により生じた表面酸化膜１ｄは、基板１に含まれる金属元素の酸化物を含む膜として構成することができる。金属層１ｃと表面酸化膜１ｄとの界面は、金属と金属酸化物との間で連続した化学組成又は分布を有してもよい。なお、基板１の材質又は酸化物超電導線材１０の作製、加工等の処理条件によっては、中間層２等を積層する前又は積層した後において、基板１の表面に薄い表面酸化膜が意図せずとも生じる場合がある。しかし、金属層１ｃを、酸化物超電導層３及び安定化層６から独立した線路として利用するためには、表面酸化膜１ｄを、少なくとも基板１の外周面が安定化層６と対向する全面にわたり、連続的に形成することが好ましい。

基板１が中間層２と接する第１主面１ａにおいては、上述した表面酸化膜１ｄが形成されていなくてもよく、あるいは、意図せずとも生じ得る薄い表面酸化膜が生じていてもよい。酸化物超電導線材１０の製造において、超電導積層体５を切断する工程を有する場合、基板１の切断面には金属層１ｃが露出されるため、切断後に表面酸化膜１ｄを形成する工程を設けることが好ましい。

基板１の金属層１ｃに対して、酸化物超電導線材１０の外部から電気接続を行うには、例えば酸化物超電導線材１０の長手方向の端部に金属層１ｃが露出された箇所を電気接続に用いてもよい。図２に示すように、基板１の第２主面１ｂから表面酸化膜１ｄを厚さ方向に貫通する開口部１１を設けてもよい。これにより、開口部１１に金属層１ｃが露出された箇所を電気接続に用いることができる。金属層１ｃと接続される導体を安定化層６から電気絶縁する場合は、安定化層６が開口部１１に接する箇所に絶縁体（図示せず）を設けてもよい。開口部１１において、金属層１ｃの一部が除去されてもよいが、酸化物超電導層３の性能に影響を与えない程度が好ましい。

酸化物超電導線材１０の一端部において、基板１を安定化層６と導通させる場合は、金属層１ｃと安定化層６とを接続する導体（図示せず）を開口部１１に設けてもよい。接続用の導体としては、金属めっき、半田、導線、金属片等の少なくとも１種が挙げられる。開口部１１は、金属層１ｃの厚さ方向の少なくとも一部を除去してもよい。酸化物超電導層３に達する深さまで開口部１１を形成した場合、安定化層６を介することなく、開口部１１を通じて金属層１ｃと酸化物超電導層３とを導通させることも可能である。

図３及び図４に示すように、第２及び第３実施形態の酸化物超電導線材１０Ａ，１０Ｂでは、超電導積層体５の外周面のうち、少なくとも超電導積層体の側面５ｂ及び第２主面５ｃ（あるいは、基板１の側面及び裏面）に絶縁層７を有する。基板１と安定化層６との間が絶縁層７により電気絶縁されているので、金属からなる基板１を、酸化物超電導層３及び安定化層６から独立した線路として利用することができる。第２及び第３実施形態において、絶縁層７以外については、第１実施形態の酸化物超電導線材１０と同様に構成することができる。基板１の第２主面１ｂに保護層４が積層される場合、超電導積層体５の第２主面５ｃにおいて保護層４の上に絶縁層７が形成されてもよい。この場合、基板１及び第２主面１ｂ上の保護層４は、中間層２及び絶縁層７により囲まれる結果として、酸化物超電導層３、酸化物超電導層３上の保護層４、安定化層６から電気絶縁される。

絶縁層７は、超電導積層体５の外周面のうち、少なくとも基板１の側面に対して金属酸化物、樹脂等の絶縁体を成膜することにより形成することができる。絶縁層７を構成する金属酸化物としては、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、Ｎｄ_２Ｏ_３、Ｅｕ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｄｙ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２等から選択される少なくとも１種が挙げられる。金属酸化物は、２種以上の金属元素を含む複酸化物であってもよい。絶縁層７を構成する金属酸化物は、中間層２を構成する少なくとも１層の材料と同一であってもよい。金属酸化物が同一の場合、中間層２と絶縁層７における金属酸化物の層を同時に形成してもよい。絶縁層７が金属酸化物によって構成されることによって、機械的に強固で絶縁性に優れた絶縁層を形成することができる。絶縁層７を構成する樹脂等の絶縁体としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。

絶縁層７の形成方法としては、スパッタ、蒸着、塗布、接着等が挙げられる。基板１の側面及び裏面に絶縁層７を形成する際に、基板１の裏面における絶縁層７の厚さが、基板１の側面における絶縁層７の厚さより厚くてもよく、前者が後者より薄くてもよく、両者が略同等でもよい。超電導積層体５の側面５ｂにおいて絶縁層７が形成される領域は、少なくとも基板１の側面を含み、さらに中間層２、酸化物超電導層３、保護層４の側面の少なくとも一部を含んでもよい。絶縁層７が超電導積層体５の第２主面５ｃから側面５ｂにかけて連続した領域を構成してもよい。超電導積層体５の外周面において、絶縁層７が形成される範囲が広いと、超電導積層体５に対する絶縁層７の密着性を向上するとともに、緻密な絶縁層７を安定して形成することができる。絶縁層７を形成する工程は、超電導積層体５のうち、絶縁層７の下に含まれる層が形成された後に行うことが好ましい。超電導積層体５を作製した後で絶縁層７を形成することもできる。

第２実施形態の酸化物超電導線材１０Ａの場合、酸化物超電導層３の側面の少なくとも一部が安定化層６と接している。この場合、安定化層６は、酸化物超電導層３に接して、又は保護層４を介して酸化物超電導層３と導通可能である。基板１は、絶縁層７の介在により、安定化層６から電気絶縁されている。超電導積層体５の側面５ｂにおける絶縁層７の厚さは、第２主面５ｃに近い側から第１主面５ａに近い側に向けて厚さが次第に薄くなっていてもよい。

第３実施形態の酸化物超電導線材１０Ｂの場合、酸化物超電導層３の側面と安定化層６との間に絶縁層７が介在している。この場合、安定化層６は、保護層４を介して酸化物超電導層３と導通可能である。基板１は、絶縁層７の介在により、安定化層６から電気絶縁されている。中間層２、酸化物超電導層３及び保護層４の側面を含む超電導積層体５の側面５ｂの全体にわたり、絶縁層７が形成されてもよい。

特に図示しないが、第１実施形態の表面酸化膜１ｄと、第２及び第３実施形態の絶縁層７とは、同一の基板１に併用してもよい。図２に示す開口部１１は、基板１に対して、酸化物超電導線材１０の外部から電気接続を行う際に、絶縁層７を厚さ方向に貫通するように設けてもよい。これにより、開口部１１に基板１が露出された箇所を電気接続に用いることができる。

超電導積層体５を切断する工程又は超電導積層体５に保護層４を形成する工程の後で、表面酸化膜１ｄ又は絶縁層７の一方又は両方を形成する工程を実施してもよい。Ａｇ等の保護層４を形成した後、超電導積層体５を酸素雰囲気中で熱処理する際に、表面酸化膜１ｄを形成してもよい。表面酸化膜１ｄ又は絶縁層７の厚さは、特に限定されないが、１層又は２層以上の合計で、５０〜１０００ｎｍが挙げられる。表面酸化膜１ｄ又は絶縁層７の厚さを１μｍ以上としてもよい。図４に示すように、基板１の角に丸み１ｅを設けると、裏面から側面に連続した絶縁層７が形成され、絶縁破壊が抑制される。

基板１又はその金属層１ｃは、導電性の金属から構成されているので、クエンチ検出回路の線路として用いることができる。表面酸化膜１ｄ又は絶縁層７の耐電圧は、１００Ｖ程度が好ましい。表面酸化膜１ｄ又は絶縁層７の絶縁耐力は、１０ｋＶ／ｍｍ以上が好ましい。表面酸化膜１ｄ及び絶縁層７を併用する場合、又は２種以上の絶縁層７を積層する場合は、そのうち少なくとも１層で電気絶縁性能を確保してもよく、あるいは２層以上の合計で電気絶縁性能を確保してもよい。

酸化物超電導線材１０，１０Ａ，１０Ｂを使用して酸化物超電導コイルを作製するには、例えば超電導線材を巻き枠の外周面に沿って必要な層数巻き付けて多層巻きのコイル体を構成した後、巻き付けた超電導線材を覆うようにエポキシ樹脂等の樹脂を含浸させて、超電導線材を固定することができる。安定化層の周囲に、ポリイミド等の絶縁テープを施してもよい。超電導コイルの構成としては、特に限定されないが、シングルパンケーキコイル、ダブルパンケーキコイル等が挙げられる。１個のコイル体が、１本の超電導線材から構成されることが好ましい。ダブルパンケーキコイルを構成する各コイル体は、別々の超電導線材から構成されてもよい。

酸化物超電導コイルのクエンチ検出回路の一例として、酸化物超電導線材の長手方向の第１端部において、基板１と酸化物超電導層３とを導通させた導通部を設け、酸化物超電導線材の長手方向の第２端部において、基板１と酸化物超電導層３又は安定化層６との電位差を測定可能にした構成が挙げられる。ここで、第２端部は、酸化物超電導線材の長手方向で第１端部とは反対側の端部である。第１端部以外では、基板１は、酸化物超電導層３及び安定化層６から電気絶縁された状態となっている。

上述のクエンチ検出回路では、基板１と酸化物超電導層３及び安定化層６とが同じ巻き数であり、かつ空間上でほぼ同じ位置及び形状を占めている。このため、酸化物超電導層３及び安定化層６により構成される本線コイルに生じる誘導電圧は、長手方向に連続した基板１から構成される検出用線路に生じる誘導電圧によりキャンセルされる。これにより、基板１は、従来技術の共巻き導線と同等の機能を果たすことができる。第２端部において、基板１と酸化物超電導層３又は安定化層６との電位差を測定することにより、超電導コイルのクエンチ又はその前兆等の異常を検出することができる。

以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
例えば、クエンチ検出回路は、ブリッジ回路を含む構成としてもよい。クエンチ検出回路は、コイル化されていない酸化物超電導線材のクエンチ検出に適用することもできる。

以下、実施例をもって本発明を具体的に説明する。

（比較例１）
ハステロイ（登録商標）からなる１２ｍｍ幅の金属基板の第１主面に、スパッタ法によりＡｌ_２Ｏ_３層とＹ_２Ｏ_３層を順に蒸着し、次にＩＢＡＤ法によりＭｇＯ層を蒸着し、次にＰＬＤ法によりＣｅＯ_２層とＲＥＢＣＯ超電導層を順に蒸着し、次にＡｇ層を蒸着した後、酸素雰囲気中でアニールして超電導積層体を作製した。超電導積層体を４ｍｍ幅で長手方向に切断した後、電気めっきにより超電導積層体の外周面にＣｕ安定化層を形成した。このとき、金属基板とＲＥＢＣＯ超電導層とＣｕ安定化層とは互いに導通されていたため、金属基板を、酸化物超電導層及び安定化層から独立した線路として利用することはできなかった。

（実施例１）
比較例１と同様にして１２ｍｍ幅の超電導積層体を作製し、超電導積層体を４ｍｍ幅で長手方向に切断した後、酸素雰囲気中でアニールして金属基板に表面酸化膜を形成した。その後、電気めっきにより超電導積層体の外周面にＣｕ安定化層を形成したとき、金属基板は、ＲＥＢＣＯ超電導層とＣｕ安定化層と電気絶縁されていた。このため、金属基板を、酸化物超電導層及び安定化層から独立した線路として利用することができた。

（実施例２）
比較例１と同様にして１２ｍｍ幅の超電導積層体を作製し、超電導積層体を４ｍｍ幅で長手方向に切断した後、金属基板の外周面にＡｌ_２Ｏ_３等の絶縁層をスパッタにより形成した。その後、電気めっきにより超電導積層体の外周面にＣｕ安定化層を形成したとき、金属基板は、ＲＥＢＣＯ超電導層とＣｕ安定化層と電気絶縁されていた。このため、金属基板を、酸化物超電導層及び安定化層から独立した線路として利用することができた。

１…基板、１ａ…基板の第１主面、１ｂ…基板の第２主面、１ｃ…金属層、１ｄ…表面酸化膜、１ｅ…丸み、２…中間層、２ａ…中間層の主面、３…酸化物超電導層、３ａ…酸化物超電導層の主面、４…保護層、４ａ…保護層の主面、５…超電導積層体、５ａ…超電導積層体の第１主面、５ｂ…超電導積層体の側面、５ｃ…超電導積層体の第２主面、６…安定化層、７…絶縁層、１０，１０Ａ，１０Ｂ…酸化物超電導線材、１１…開口部。

Claims (9)

1. 金属基板と酸化物超電導層との間に中間層が積層された超電導積層体と、前記超電導積層体の外周面のうち、少なくとも前記金属基板の側面を覆う安定化層とを備え、前記金属基板が前記安定化層から電気絶縁されていることを特徴とする酸化物超電導線材。
2. 前記安定化層は、前記金属基板の厚さ方向において前記酸化物超電導層とは反対側である裏面を覆い、前記酸化物超電導線材は、前記超電導積層体の外周面のうち、少なくとも前記金属基板の側面及び前記金属基板の裏面に絶縁層を有することを特徴とする請求項１に記載の酸化物超電導線材。
3. 前記金属基板と前記安定化層との間に、金属酸化物からなる絶縁層を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の酸化物超電導線材。
4. 前記金属酸化物が、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、Ｎｄ_２Ｏ_３、Ｅｕ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｄｙ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項３に記載の酸化物超電導線材。
5. 前記金属基板の外周面には、表面酸化膜を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の酸化物超電導線材。
6. 前記金属基板がクエンチ検出回路の線路として用いられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の酸化物超電導線材。
7. 前記酸化物超電導線材の一端部において、前記金属基板が前記安定化層と導通されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の酸化物超電導線材。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の酸化物超電導線材が用いられていることを特徴とする酸化物超電導コイル。
9. 金属基板と酸化物超電導層との間に中間層が設けられた超電導積層体を作製する工程と、
   前記金属基板の少なくとも側面に表面酸化膜を形成する工程、又は前記超電導積層体の外周面のうち、少なくとも前記金属基板の側面に絶縁層を形成する工程の少なくともいずれかと、
   前記超電導積層体の外周面のうち、少なくとも前記金属基板の側面を安定化層で覆う工程と、
   を有する酸化物超電導線材の製造方法。

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