JP5427554B2 - 低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、交流損失の低減効果が高いマルチフィラメント型超電導線材及びその製造方法に関する。
イットリウム(Ｙ）系酸化物等の超電導体は、臨界温度、臨界電流、臨界磁界で規定される条件範囲内において、超電導状態が維持される。一方、超電導体は、その状態によっては、通電中に一部の領域が常電導状態となって発熱し、さらに超電導体全体が常電導状態に移転する、所謂クエンチ現象を引き起こすことが知られている。クエンチ現象が発生すると、超電導体が焼損してしまう虞がある。そこで、これを防止するために、熱伝導性および導電性が良好な金属からなる安定化層（金属安定化層）を超電導層に接触配置して複合化することがなされている。安定化層を設けることで、通電中に超電導層の一部領域が常電導状態になっても、安定化層に電流を通す（分流する）ことで、超電導層の特性を安定化することができる。
安定化層を設ける手法としては、スパッタリングや蒸着等の物理的法により、銀（Ａｇ）からなる安定化層（銀安定化層）を形成する方法（特許文献１参照）や、はんだを介して銀安定化層上に安価な銅（Ｃｕ）からなる安定化層（銅安定化層）を形成する方法（特許文献２参照）が開示されている。
安定化層を設ける手法としては、スパッタリングや蒸着等の物理的法により、銀（Ａｇ）からなる安定化層（銀安定化層）を形成する方法（特許文献１参照）や、はんだを介して銀安定化層上に安価な銅（Ｃｕ）からなる安定化層（銅安定化層）を形成する方法（特許文献２参照）が開示されている。
一方、超電導体をケーブルや変圧器等の実用に供するには、交流損失を低減することが必要である。これに対して、超電導線材を利用したコイルにおいては、金属基材にまで達する溝を超電導層に形成し、超電導層を複数に分割して細線化することにより、分割数に反比例するように交流損失を低減できることが知られている（特許文献３、非特許文献１参照）。細線化の手法としては、レーザ照射、フォトリソグラフィー、エッチング等が通常適用される。
このように、超電導層を安定化させて焼損を防止するために金属安定化層を設けた超電導線材においては、交流損失を低減するために、超電導層を細線化することが重要となる。
このように、超電導層を安定化させて焼損を防止するために金属安定化層を設けた超電導線材においては、交流損失を低減するために、超電導層を細線化することが重要となる。
Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄ．Ｓｏｃ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，２０，８２２−８２６（２００７）
しかし、細線化時には、金属安定化層に由来する金属屑が生じやすい。例えば、レーザ照射で細線化する場合には、レーザ照射により、ドロスと呼ばれる金属の溶融屑が生じる。この場合、基板上に成膜した酸化物超電導層は厚さが薄いため、金属安定化層に由来する金属屑が、細線化で分割された複数の超電導層間の溝に詰まり、超電導層間が電気的に接続されてしまい、超電導層間の抵抗をとることが難しくなりカップリング損失が生じるために、交流損失の低減効果が不十分になるという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、交流損失の低減効果が高いマルチフィラメント型超電導線材を提供することを第１の目的とする。また、本発明は交流損失の低減効果が高いマルチフィラメント型超電導線材を、生産性良好に製造することのできる製造方法を提供することを第２の目的とする。
上記課題を解決するため、
本発明により得られる低交流損失マルチフィラメント型超電導線材は、長尺の基材上に中間層を介して形成された超電導層と、該超電導層の上に形成された金属安定化層とを具備してなる超電導線材において、
（ｉ）前記基材の長手方向に沿って、前記金属安定化層から前記超電導層を介し前記中間層に達し、前記中間層を露出させた溝が、前記基材の幅方向にわたり、平行に複数形成されており、かつ、
（ｉｉ）前記超電導層下部の溝幅ｄ１と前記金属安定化層下部の溝幅ｄ２との差δｄ（＝ｄ１−ｄ２）が１０μｍ以下である、ことを特徴とする。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材は、前記超電導層下部の溝幅ｄ１が１０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材は、複数の前記溝により複数のフィラメント導体に分割された前記超電導層間の抵抗が、１０５Ω／ｃｍ以上であることが好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材は、前記金属安定化層がＡｇ層であることが好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材は、前記金属安定化層が、Ａｇ層上にＣｕ層が積層されてなることも好ましい。
本発明により得られる低交流損失マルチフィラメント型超電導線材は、長尺の基材上に中間層を介して形成された超電導層と、該超電導層の上に形成された金属安定化層とを具備してなる超電導線材において、
（ｉ）前記基材の長手方向に沿って、前記金属安定化層から前記超電導層を介し前記中間層に達し、前記中間層を露出させた溝が、前記基材の幅方向にわたり、平行に複数形成されており、かつ、
（ｉｉ）前記超電導層下部の溝幅ｄ１と前記金属安定化層下部の溝幅ｄ２との差δｄ（＝ｄ１−ｄ２）が１０μｍ以下である、ことを特徴とする。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材は、前記超電導層下部の溝幅ｄ１が１０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材は、複数の前記溝により複数のフィラメント導体に分割された前記超電導層間の抵抗が、１０５Ω／ｃｍ以上であることが好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材は、前記金属安定化層がＡｇ層であることが好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材は、前記金属安定化層が、Ａｇ層上にＣｕ層が積層されてなることも好ましい。
上記課題を解決するため、
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法は、長尺の基材上に、中間層、超電導層及び金属安定化層をこの順に積層する工程と、
前記金属安定化層の表面にマスキングを施して、マスキングパターンを形成し、このマスキングパターンにより、前記基材の長手方向に沿って前記基材の幅方向に複数平行な細線状に前記金属安定化層を部分的に露出させた露出部を設ける工程と、
前記金属安定化層の前記露出部を、強アルカリ系溶液で腐食させて、前記金属安定化層に前記基材の長手方向に沿って第１の溝を形成して前記超電導層を露出させる工程と、
この露出させた超電導層を強酸系溶液で腐食して、前記基材の長手方向に沿って第２の溝を形成して前記中間層を露出させる工程と、を有し、
前記超電導層下部の溝幅ｄ１と前記金属安定化層下部の溝幅ｄ２との差δｄ（＝ｄ１−ｄ２）を１０μｍ以下とすることを特徴とする。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法は、前記金属安定化層がＡｇ層であることが好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法は、前記金属安定化層が、Ａｇ層上にＣｕ層を積層させてなることも好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法は、前記マスキングは、粘着テープの貼付により行うことが好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法は、前記マスキングは、ワニス塗布又はスプレー塗布により行うことも好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法は、前記マスキングは、粘着テープを貼付し、この粘着テープ表面にレーザを照射してマスキングパターンを形成することを特徴とする。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法は、前記マスキングは、ワニス塗布又はスプレー塗布した塗布面に、レーザを照射してマスキングパターンを形成することも好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法は、長尺の基材上に、中間層、超電導層及び金属安定化層をこの順に積層する工程と、
前記金属安定化層の表面にマスキングを施して、マスキングパターンを形成し、このマスキングパターンにより、前記基材の長手方向に沿って前記基材の幅方向に複数平行な細線状に前記金属安定化層を部分的に露出させた露出部を設ける工程と、
前記金属安定化層の前記露出部を、強アルカリ系溶液で腐食させて、前記金属安定化層に前記基材の長手方向に沿って第１の溝を形成して前記超電導層を露出させる工程と、
この露出させた超電導層を強酸系溶液で腐食して、前記基材の長手方向に沿って第２の溝を形成して前記中間層を露出させる工程と、を有し、
前記超電導層下部の溝幅ｄ１と前記金属安定化層下部の溝幅ｄ２との差δｄ（＝ｄ１−ｄ２）を１０μｍ以下とすることを特徴とする。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法は、前記金属安定化層がＡｇ層であることが好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法は、前記金属安定化層が、Ａｇ層上にＣｕ層を積層させてなることも好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法は、前記マスキングは、粘着テープの貼付により行うことが好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法は、前記マスキングは、ワニス塗布又はスプレー塗布により行うことも好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法は、前記マスキングは、粘着テープを貼付し、この粘着テープ表面にレーザを照射してマスキングパターンを形成することを特徴とする。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法は、前記マスキングは、ワニス塗布又はスプレー塗布した塗布面に、レーザを照射してマスキングパターンを形成することも好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法は、前記強アルカリ系溶液が、過酸化水素水とアンモニア水の混合溶液であることが好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法は、前記強アルカリ系溶液が、過酸化水素：アンモニア＝１３：１〜１：２（重量比）の過酸化水素水とアンモニア水の混合溶液であることが好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法は、前記金属安定化層を構成する金属の種類に応じて、前記強アルカリ系溶液の種類と成分組成の少なくともいずれか一方を選択することが好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法は、前記強酸系溶液が、硝酸セリウムアンモニウム溶液であることが好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法は、前記レーザを照射して前記マスキングパターンを形成する工程において、超電導線材の搬送速度である加工線速とレーザの照射出力の少なくともいずれか一方を調整して、前記超電導層下部の溝幅を１０μｍ以上５００μｍ以下とすることが好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法は、前記強アルカリ系溶液が、過酸化水素：アンモニア＝１３：１〜１：２（重量比）の過酸化水素水とアンモニア水の混合溶液であることが好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法は、前記金属安定化層を構成する金属の種類に応じて、前記強アルカリ系溶液の種類と成分組成の少なくともいずれか一方を選択することが好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法は、前記強酸系溶液が、硝酸セリウムアンモニウム溶液であることが好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法は、前記レーザを照射して前記マスキングパターンを形成する工程において、超電導線材の搬送速度である加工線速とレーザの照射出力の少なくともいずれか一方を調整して、前記超電導層下部の溝幅を１０μｍ以上５００μｍ以下とすることが好ましい。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材によれば、基材の長手方向に沿って基材の幅方向に複数形成された溝により複数のフィラメント導体に分離され、超電導層下部の溝幅ｄ１と金属安定化層下部の溝幅ｄ２との差δｄ（＝ｄ１−ｄ２）を１０μｍ以下としたことにより、交流損失の低減効果が高い超電導線材を提供することができる。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法によれば、金属安定化層の表面にマスキングを施して、強アルカリ系溶液で腐食して金属安定化層に第１の溝を形成し、強酸系溶液で腐食して超電導層に第２の溝を形成することにより、短時間で効率よく超電導層を分離しつつＡｇ等の残留物を除去することができるので、交流損失の低減効果が高い超電導線材を生産性良好に製造できる製造方法を提供することができる。また、本発明の製造方法によれば、金属安定化層の腐食に用いる溶液と、超電導層の腐食に用いる溶液として、それぞれ適切な溶液を選択したことにより、短時間で効率良く溝の形成をしつつ、オーバーエッチと呼ばれる過剰な超電導層の除去を防ぐことが可能となる。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法によれば、金属安定化層の表面にマスキングを施して、強アルカリ系溶液で腐食して金属安定化層に第１の溝を形成し、強酸系溶液で腐食して超電導層に第２の溝を形成することにより、短時間で効率よく超電導層を分離しつつＡｇ等の残留物を除去することができるので、交流損失の低減効果が高い超電導線材を生産性良好に製造できる製造方法を提供することができる。また、本発明の製造方法によれば、金属安定化層の腐食に用いる溶液と、超電導層の腐食に用いる溶液として、それぞれ適切な溶液を選択したことにより、短時間で効率良く溝の形成をしつつ、オーバーエッチと呼ばれる過剰な超電導層の除去を防ぐことが可能となる。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材（以下、本発明の超電導線材ということがある。）は、長尺の基材上に絶縁性の中間層を介して形成された超電導層と、該超電導層の上に形成された金属安定化層とを具備してなる超電導線材において、
（ｉ）前記基材の長手方向に沿って、前記金属安定化層から前記超電導層を介し前記中間層に達し、前記中間層を露出させた溝が、前記基材の幅方向にわたり、平行に複数形成されており、かつ、
（ｉｉ）前記超電導層下部の溝幅ｄ１と前記金属安定化層下部の溝幅ｄ２との差δｄ（＝ｄ１−ｄ２）が１０μｍ以下である、ことを特徴とする。
以下、図面を参照しながら、本発明について詳細に説明する。
（ｉ）前記基材の長手方向に沿って、前記金属安定化層から前記超電導層を介し前記中間層に達し、前記中間層を露出させた溝が、前記基材の幅方向にわたり、平行に複数形成されており、かつ、
（ｉｉ）前記超電導層下部の溝幅ｄ１と前記金属安定化層下部の溝幅ｄ２との差δｄ（＝ｄ１−ｄ２）が１０μｍ以下である、ことを特徴とする。
以下、図面を参照しながら、本発明について詳細に説明する。
図１は、本発明に係る第１の実施形態の超電導線材を例示する概略図であり、（ａ）は横断面図、（ｂ）は同超電導線材の部分拡大断面図、（ｃ）は同超電導線材の部分斜視図である。
本実施形態の超電導線材Ａ（及びＡ１）においては、基材１上に、中間層２、超電導層３及び金属安定化層４がこの順に積層されている。金属安定化層４と超電導層３には、基材１の長手方向に沿って基材１の幅方向にわたり、平行に複数形成された溝２０が中間層２を露出させるように形成されており、この溝２０により分割された各フィラメント導体１０が基材１の幅方向にわたって複数、所定の間隔で並設されている。
本実施形態の超電導線材Ａ（及びＡ１）においては、基材１上に、中間層２、超電導層３及び金属安定化層４がこの順に積層されている。金属安定化層４と超電導層３には、基材１の長手方向に沿って基材１の幅方向にわたり、平行に複数形成された溝２０が中間層２を露出させるように形成されており、この溝２０により分割された各フィラメント導体１０が基材１の幅方向にわたって複数、所定の間隔で並設されている。
基材１は、通常の超電導線材の基材として使用し得るものであれば良く、長尺のプレート状又はシート状であることが好ましく、耐熱性の金属からなるものが好ましい。耐熱性の金属の中でも、合金が好ましく、ニッケル（Ｎｉ）合金又は銅（Ｃｕ）合金がより好ましい。なかでも、市販品であればハステロイ（商品名、ヘインズ社製）が好適であり、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）等の成分量が異なる、ハステロイＢ、Ｃ、Ｇ、Ｎ、Ｗ等のいずれの種類も使用できる。
金属基材１の厚さは、目的に応じて適宜調整すれば良く、通常は、１０〜５００μｍであることが好ましく、２０〜２００μｍであることがより好ましい。下限値以上とすることで強度が一層向上し、上限値以下とすることで臨界電流密度を一層向上させることができる。
中間層２は、超電導層３の結晶配向性を制御し、金属基材１中の金属元素の超電導層３への拡散を防止するものである。そして、金属基材１と超電導層３との物理的特性（熱膨張率や格子定数等）の差を緩和するバッファー層として機能し、その材質は、物理的特性が金属基材１と超電導層３との中間的な値を示す金属酸化物が好ましい。中間層２の好ましい材質として具体的には、Ｇｄ２Ｚｒ２Ｏ７、ＭｇＯ、ＺｒＯ２−Ｙ２Ｏ３（ＹＳＺ）、ＳｒＴｉＯ３、ＣｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｚｒ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３等の金属酸化物が例示できる。
中間層２は、単層でも良いし、複数層でも良い。例えば、前記金属酸化物からなる層（金属酸化物層）は、結晶配向性を有していることが好ましく、複数層である場合には、最外層（最も超電導層３に近い層）が少なくとも結晶配向性を有していることが好ましい。
また中間層２は、前記金属酸化物層の上に、さらにキャップ層が積層された複数層構造でも良い。キャップ層は、超電導層３の配向性を制御する機能を有するとともに、超電導層３を構成する元素の中間層２への拡散や、超電導層３積層時に使用するガスと中間層２との反応を抑制する機能等を有するものである。そして、前記金属酸化物層により配向性が制御される。
キャップ層は、前記金属酸化物層の表面に対してエピタキシャル成長し、その後、横方向（面方向）に粒成長（オーバーグロース）して、結晶粒が面内方向に選択成長するという過程を経て形成されたものが好ましい。このようなキャップ層は、前記金属酸化物層よりも高い面内配向度が得られる。
キャップ層の材質は、上記機能を発現し得るものであれば特に限定されないが、好ましいものとして具体的には、ＣｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｚｒ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３等が例示できる。キャップ層の材質がＣｅＯ２である場合、キャップ層は、Ｃｅの一部が他の金属原子又は金属イオンで置換されたＣｅ−Ｍ−Ｏ系酸化物を含んでいても良い。
キャップ層の材質は、上記機能を発現し得るものであれば特に限定されないが、好ましいものとして具体的には、ＣｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｚｒ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３等が例示できる。キャップ層の材質がＣｅＯ２である場合、キャップ層は、Ｃｅの一部が他の金属原子又は金属イオンで置換されたＣｅ−Ｍ−Ｏ系酸化物を含んでいても良い。
中間層２の厚さは、目的に応じて適宜調整すれば良いが、通常は、０．１〜５μｍである。
中間層２が、前記金属酸化物層の上にキャップ層が積層された複数層構造である場合には、キャップ層の厚さは、通常は、０．１〜１．５μｍである。
中間層２が、前記金属酸化物層の上にキャップ層が積層された複数層構造である場合には、キャップ層の厚さは、通常は、０．１〜１．５μｍである。
中間層２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、イオンビームアシストスパッタ法（以下、ＩＢＡＤ法と略記する）、化学気相成長法（ＣＶＤ法）等の物理的蒸着法；熱塗布分解法（ＭＯＤ法）；溶射等、酸化物薄膜を形成する公知の方法で積層できる。特に、ＩＢＡＤ法で形成された前記金属酸化物層は、結晶配向性が高く、超電導層３やキャップ層の結晶配向性を制御する効果が高い点で好ましい。ＩＢＡＤ法とは、蒸着時に、結晶の蒸着面に対して所定の角度でイオンビームを照射することにより、結晶軸を配向させる方法である。通常は、イオンビームとして、アルゴン（Ａｒ）イオンビームを使用する。例えば、Ｇｄ２Ｚｒ２Ｏ７、ＭｇＯ又はＺｒＯ２−Ｙ２Ｏ３（ＹＳＺ）からなる中間層２は、ＩＢＡＤ法における配向度を表す指標であるΔΦ（ＦＷＨＭ：半値全幅）の値を小さくできるため、特に好適である。
超電導層３は通常知られている組成の超電導体からなるものを広く適用することができ、酸化物超電導体からなるものが好ましい。具体的には、ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏｙ（ＲＥはＹ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｒ、Ｇｄ等の希土類元素を表す）なる材質のものが例示できる。
超電導層１３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、化学気相成長法（ＣＶＤ法）等の物理的蒸着法；熱塗布分解法（ＭＯＤ法）等で積層でき、なかでもレーザ蒸着法が好ましい。
超電導層１３の厚さは、０．５〜９μｍの範囲とすることができる。
超電導層１３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、化学気相成長法（ＣＶＤ法）等の物理的蒸着法；熱塗布分解法（ＭＯＤ法）等で積層でき、なかでもレーザ蒸着法が好ましい。
超電導層１３の厚さは、０．５〜９μｍの範囲とすることができる。
金属安定化層４は、超電導層３の一部領域が常電導状態になった場合に通電することで、超電導層３を安定化させて焼損を防止する、主たる構成要素である。
金属安定化層４は、導電性が良好な金属からなるものが好ましく、具体的には、銀又は銀合金からなるものが例示できる。
金属安定化層４は、公知の方法で積層できるが、なかでもスパッタ法が好ましい。また、金属安定化層４を形成する最終工程で、酸素熱処理を行うことが好ましい。
金属安定化層４の厚さは、３〜１０μｍの範囲とすることができる。
金属安定化層４は、導電性が良好な金属からなるものが好ましく、具体的には、銀又は銀合金からなるものが例示できる。
金属安定化層４は、公知の方法で積層できるが、なかでもスパッタ法が好ましい。また、金属安定化層４を形成する最終工程で、酸素熱処理を行うことが好ましい。
金属安定化層４の厚さは、３〜１０μｍの範囲とすることができる。
図１（ｂ）に示す実施形態の超電導線材Ａ１においては、超電導層３及び金属安定化層４には、基材１の長手方向に沿って金属安定化層４から中間層２に達し、中間層２を露出させた溝２０が形成されている。この溝２０により、超電導層３及び金属安定化層４は、基材１の幅方向に、３つのフィラメント導体１０、１０、１０に分割されている。
溝２０により分割された３つの超電導層における、基材１の幅方向の幅Ｗ３１、Ｗ３２、Ｗ３３は、それぞれ互いに同一でも異なっていても良いが、通常はほぼ同一とされる。また、超電導層３を分割する溝２０の幅ｄ１、ｄ１は、それぞれ互いに同一でも異なっていても良いが、通常はほぼ同一とされる。超電導層３下部の溝幅ｄ１は１０〜５００μｍとすることが好ましく、１００〜２５０μｍとすることがより好ましい。
溝２０により分割された３つの金属安定化層４における、基材１の幅方向の幅Ｗ４１、Ｗ４２、Ｗ４３は、それぞれ互いに同一でも異なっていても良いが、通常はほぼ同一とされる。また、金属安定化層４を分割する溝２０の金属安定化層４下部の溝幅ｄ２、ｄ２は、それぞれ互いに同一でも異なっていても良いが、通常はほぼ同一とされる。
超電導層３下部の溝幅ｄ１と金属安定化層４下部の溝幅ｄ２は略同等とされ、具体的には、超電導層３下部の溝幅ｄ１と金属安定化層４下部の溝幅ｄ２との差δｄ（ｄ１−ｄ２）は、１０μｍ以下とすることが好ましい。
溝２０により分割された３つの超電導層における、基材１の幅方向の幅Ｗ３１、Ｗ３２、Ｗ３３は、それぞれ互いに同一でも異なっていても良いが、通常はほぼ同一とされる。また、超電導層３を分割する溝２０の幅ｄ１、ｄ１は、それぞれ互いに同一でも異なっていても良いが、通常はほぼ同一とされる。超電導層３下部の溝幅ｄ１は１０〜５００μｍとすることが好ましく、１００〜２５０μｍとすることがより好ましい。
溝２０により分割された３つの金属安定化層４における、基材１の幅方向の幅Ｗ４１、Ｗ４２、Ｗ４３は、それぞれ互いに同一でも異なっていても良いが、通常はほぼ同一とされる。また、金属安定化層４を分割する溝２０の金属安定化層４下部の溝幅ｄ２、ｄ２は、それぞれ互いに同一でも異なっていても良いが、通常はほぼ同一とされる。
超電導層３下部の溝幅ｄ１と金属安定化層４下部の溝幅ｄ２は略同等とされ、具体的には、超電導層３下部の溝幅ｄ１と金属安定化層４下部の溝幅ｄ２との差δｄ（ｄ１−ｄ２）は、１０μｍ以下とすることが好ましい。
このように、金属安定化層４及び超電導層３に、長手方向に沿って溝２０が一体に形成され、超電導層３が分割されて細線化されることで、超電導線材Ａ１の交流損失が低減される。
超伝導線材Ａ１は、複数の溝２０により複数のフィラメント導体１０に分割された各超電導層３間の１ｃｍ長あたりのフィラメント抵抗は、１０５Ω／ｃｍ以上であることが好ましく、１０６Ω／ｃｍ以上であることがさらに好ましい。
超伝導線材Ａ１は、複数の溝２０により複数のフィラメント導体１０に分割された各超電導層３間の１ｃｍ長あたりのフィラメント抵抗は、１０５Ω／ｃｍ以上であることが好ましく、１０６Ω／ｃｍ以上であることがさらに好ましい。
図３は、本発明の第２の実施形態の超電導線材Ａ１０を示すものであり、この例の如く、金属安定化層４として、第１の金属安定化層４ａ上に第２の金属安定化層４ｂを積層した構造を採用してもよい。
第１の金属安定化層４ａは、超電導層３を安定化するものであり、上述した第１の実施形態における金属安定化層４として例示したものと同様の化合物、成膜法および膜厚とすることができる。
第１の金属安定化層４ａは、超電導層３を安定化するものであり、上述した第１の実施形態における金属安定化層４として例示したものと同様の化合物、成膜法および膜厚とすることができる。
第２の金属安定化層４ｂは、第１の金属安定化層４ａと同様に、超電導層３を安定化するものであるが、必ずしも第１の金属安定化層４ａと同様の導電性でなくても良い。第２の金属安定化層４ｂの好ましいものとしては、銅（Ｃｕ）；銅−ニッケル（Ｃｕ−Ｎｉ）合金；ニッケル−クロム（Ｎｉ−Ｃｒ）合金等のニッケル（Ｎｉ）合金；ステンレス；銀合金等のいずれかからなるものが例示できる。第２の金属安定化層４ｂを、第１の金属安定化層４ａよりも安価な材質で形成することで、低コストで高い安定化効果が得られる。
図３に示す第２の実施形態の超電導線材Ａ１０においても、第１の実施形態と同様に、第１の金属安定化層４ａおよび第２の金属安定化層４ｂよりなる金属安定化層４と、超電導層３には、基材１の長手方向に沿って金属安定化層４から中間層２に達し、中間層２を露出させた溝２０ａが形成されている。この溝２０ａにより、超電導層３及び金属安定化層４は、基材１の幅方向に、３つのフィラメント導体１０ａ、１０ａ、１０ａに分割されている。溝２０ａにより分割された３つの超電導層の基材１方向の幅および溝幅は、第１の実施形態と同様とすることが好ましい。また、第１の金属安定化層４ａおよび第２の金属安定化層４ｂよりなる金属安定化層４の基材１の幅方向の幅および金属安定化層４下部の溝幅は、第１の実施形態の金属安定化層４と同様とすることが好ましい。本実施形態においても、超電導層３下部の溝幅は１０〜５００μｍとすることが好ましく、１００〜２５０μｍとすることがより好ましい。また、超電導層３下部の溝幅と金属安定化層４下部の溝幅との差は、１０μｍ以下とすることが好ましい。
超伝導線材Ａ１は、複数の溝２０により複数のフィラメント導体１０に分割された各超電導層３間の１ｃｍ長あたりのフィラメント抵抗は、１０５Ω／ｃｍ以上であることが好ましく、１０６Ω／ｃｍ以上であることがさらに好ましい。
超伝導線材Ａ１は、複数の溝２０により複数のフィラメント導体１０に分割された各超電導層３間の１ｃｍ長あたりのフィラメント抵抗は、１０５Ω／ｃｍ以上であることが好ましく、１０６Ω／ｃｍ以上であることがさらに好ましい。
このように、第１の金属安定化層４ａ及び第２の金属安定化層４ｂよりなる金属安定化層４及び超電導層３に、長手方向に沿って溝２０ａが一体に形成され、超電導層３が分割されて細線化されることで、超電導線材Ａ１０の交流損失が低減される。さらに、第２の金属安定化層４ｂを、第１の金属安定化層４ａよりも安価な材質で形成することで、低コストで高い安定化効果が得られる。
本発明の超電導線材は、さらに、全体が絶縁性の被覆層で被覆されていても良い（図示略）。被覆層で被覆することにより、特に溝加工部分が保護され、安定した性能の超電導線材が得られる。
被覆層は、例えば、超電導線材等の絶縁被覆に通常使用される、各種樹脂や酸化物等の公知の材質からなるもので良い。
前記樹脂として具体的には、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、ケイ素樹脂、シリコン樹脂、アルキッド樹脂、ビニル樹脂等が例示できる。また、紫外線硬化性樹脂が好ましい。
前記酸化物としては、ＣｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｚｒ２Ｏ７、Ｇｄ２Ｏ３、ＺｒＯ２−Ｙ２Ｏ３（ＹＳＺ）、Ｚｒ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３等が例示できる。
被覆層による被覆の厚さは特に限定されず、被覆対象部位等に応じて、適宜調節すれば良い。
被覆層は、その材質に応じて公知の方法で形成すれば良く、例えば、原料を塗布して、これを硬化させれば良い。また、シート状のものが入手できる場合には、これを使用して積層しても良い。
被覆層は、例えば、超電導線材等の絶縁被覆に通常使用される、各種樹脂や酸化物等の公知の材質からなるもので良い。
前記樹脂として具体的には、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、ケイ素樹脂、シリコン樹脂、アルキッド樹脂、ビニル樹脂等が例示できる。また、紫外線硬化性樹脂が好ましい。
前記酸化物としては、ＣｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｚｒ２Ｏ７、Ｇｄ２Ｏ３、ＺｒＯ２−Ｙ２Ｏ３（ＹＳＺ）、Ｚｒ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３等が例示できる。
被覆層による被覆の厚さは特に限定されず、被覆対象部位等に応じて、適宜調節すれば良い。
被覆層は、その材質に応じて公知の方法で形成すれば良く、例えば、原料を塗布して、これを硬化させれば良い。また、シート状のものが入手できる場合には、これを使用して積層しても良い。
本発明の超電導線材は、これまでに説明したものに限定されず、本発明の効果を損なわない範囲内において、一部構成を変更、追加又は削除したものでも良い、
例えば、金属安定化層４及び超電導層３に形成する溝の数は、特に限定されず、目的に応じて適宜調整すれば良い。
例えば、金属安定化層４及び超電導層３に形成する溝の数は、特に限定されず、目的に応じて適宜調整すれば良い。
次に、本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法（以下、本発明の超電導線材の製造方法という。）の一例について説明する。
図２は、本発明に係る第１実施形態の超電導線材Ａ１の製造方法を説明するための概略図であり、超電導線材Ａ１の横断面図である。
前記構造の超電導線材Ａ１を製造するには、まず、図２（ａ）に示す如く基材１の上に中間層２、超電導層３、金属安定化層４を順次成膜して積層体Ａ０を形成する。
図２は、本発明に係る第１実施形態の超電導線材Ａ１の製造方法を説明するための概略図であり、超電導線材Ａ１の横断面図である。
前記構造の超電導線材Ａ１を製造するには、まず、図２（ａ）に示す如く基材１の上に中間層２、超電導層３、金属安定化層４を順次成膜して積層体Ａ０を形成する。
次いで、この積層体Ａ０の金属安定化層４の表面に、マスキング材１００を積層する。
マスキング材１００の積層方法としては、粘着テープの貼付、ワニスの塗布、アクリル樹脂のスプレー塗布などが挙げられる。
粘着テープとしては、粘着剤の付いた樹脂製のテープであれば特に限定されず、ポリエステルテープ、カプトンテープ（ポリイミドテープ）、ポリエチレンテープ、ポリプロピレンテープ、フッ素樹脂テープ等が挙げられ、工業用品として入手が容易、長尺の超電導線材が提供可能等の理由により、ポリエステルテープ、カプトンテープが好ましい。
ワニスとしては、従来公知のもの使用することができ、例えば、ポリアミドイミドなどが好ましいものとして挙げられる。ワニスの塗布方法は、スプレー塗布、ダイス線引き、ドクターブレードなどにより行うことができる。
マスキング材１００の厚さは、１０〜１００μｍとするのが好ましく、２０〜７０μｍとするのがより好ましい。この様な範囲の厚さのマスキング材１００を用いることにより、後述するレーザ照射によるマスキングパターンの形成時に、金属安定化層４を傷つけすぎることなく、良好な形状のパターンを形成することができる。
マスキング材１００の積層方法としては、粘着テープの貼付、ワニスの塗布、アクリル樹脂のスプレー塗布などが挙げられる。
粘着テープとしては、粘着剤の付いた樹脂製のテープであれば特に限定されず、ポリエステルテープ、カプトンテープ（ポリイミドテープ）、ポリエチレンテープ、ポリプロピレンテープ、フッ素樹脂テープ等が挙げられ、工業用品として入手が容易、長尺の超電導線材が提供可能等の理由により、ポリエステルテープ、カプトンテープが好ましい。
ワニスとしては、従来公知のもの使用することができ、例えば、ポリアミドイミドなどが好ましいものとして挙げられる。ワニスの塗布方法は、スプレー塗布、ダイス線引き、ドクターブレードなどにより行うことができる。
マスキング材１００の厚さは、１０〜１００μｍとするのが好ましく、２０〜７０μｍとするのがより好ましい。この様な範囲の厚さのマスキング材１００を用いることにより、後述するレーザ照射によるマスキングパターンの形成時に、金属安定化層４を傷つけすぎることなく、良好な形状のパターンを形成することができる。
次に、マスキング材１００にレーザ光線を照射して、図２（ｂ）に示す如く、基材１の長手方向に沿って基材１の幅方向に細線状の露出部１０２を複数並設してマスキングパターンを形成する。マスキング材１００にレーザ光線が照射されると、レーザ照射された部分のマスキング材１００は蒸発し、金属安定化層４にわずかに傷が付いた状態で、基材１の幅方向の幅Ｗ１０３を有する露出部１０２により金属安定化層４を露出させる。また、レーザ照射されない部分のマスキング材１００はマスキング部１０１として金属安定化層４表面に残留する。
マスキング材の各露出部１０２の幅Ｗ１０３は、それぞれ互いに同一でも異なっていても良いが、通常はほぼ同一とされる。露出部１０２の幅Ｗ１０３は、金属安定化層４及び超電導層３に形成される溝２０の幅ｄ１、ｄ２と略同等とすることが好ましく、具体的には、１０〜５００μｍとすることが好ましく、１００〜２５０μｍとすることがより好ましい。
マスキング材の各露出部１０２の幅Ｗ１０３は、それぞれ互いに同一でも異なっていても良いが、通常はほぼ同一とされる。露出部１０２の幅Ｗ１０３は、金属安定化層４及び超電導層３に形成される溝２０の幅ｄ１、ｄ２と略同等とすることが好ましく、具体的には、１０〜５００μｍとすることが好ましく、１００〜２５０μｍとすることがより好ましい。
ここで、露出部１０２の幅Ｗ１０３は、レーザ照射強度とレーザスポット径と超電導線材の搬送速度である加工線速を調整することにより幅をコントロールすることができる。レーザ光源の種類（波長）や、レーザ照射出力は特に限定されるものではなく、例えば１〜１０Ｗとすることができる。また、レーザスポット径は、例えば１０〜２００μｍとすることができる。超電導線材の搬送速度は、所望の露出部１０２の幅Ｗ１０３となるように、レーザの照射出力を考慮して適宜設定すればよく、例えば１〜２０ｍｍ／ｓとすることができる。
また、マスキング材１００にレーザ光線を照射する際の、基材１の水平方向に対するレーザ光線の照射角度は特に限定されるものではなく、垂直方向から照射しても良いし、基材１に対する垂直方向から、例えば４５度程度傾いていてもよい。
また、マスキング材１００にレーザ光線を照射する際の、基材１の水平方向に対するレーザ光線の照射角度は特に限定されるものではなく、垂直方向から照射しても良いし、基材１に対する垂直方向から、例えば４５度程度傾いていてもよい。
このようにしてマスキングパターンを形成した積層体Ａ０を、不図示の連続エッチング装置等に設置し、マスキング部１０１に覆われていない部分（露出部１０２により露出された部分）の金属安定化層４を、強アルカリ系溶液で腐食させてエッチングを行い、第１の溝１０３を形成する。ここで、金属安定化層４を腐食する強アルカリ系溶液としては、強アルカリ系溶液として従来公知のものを用いることができるが、過酸化水素水とアンモニア水の混合溶液が好ましいものとして挙げられ、過酸化水素の２５〜３５ｗｔ％（重量％）水溶液とアンモニアの２８〜３０ｗｔ％（重量％）水溶液の混合溶液がより好ましく、過酸化水素の３０〜３５ｗｔ％水溶液とアンモニアの２８〜３０ｗｔ％水溶液の混合溶液がさらに好ましく、過酸化水素水（３０〜３５ｗｔ％）：アンモニア水（２８〜３０ｗｔ％）＝９：１〜１：３（体積比）の混合溶液が好ましく、過酸化水素水（３０〜３５ｗｔ％）：アンモニア水（２８〜３０ｗｔ％）＝４：１〜１：１（体積比）の混合溶液がより好ましい。なお、この場合、強アルカリ系溶液である過酸化水素水とアンモニア水の混合溶液中における、過酸化水素とアンモニアの重量比は、過酸化水素：アンモニア＝１３：１〜１：２が好ましく、５．８：１〜１．４：１がより好ましい。このような組成の強アルカリ系溶液をエッチング溶液として用いることにより、金属安定化層４を腐食させて第１の溝１０３を形成するエッチング時間を短縮させて生産性の向上を図ることができ、また、超電導層３まで腐食されることが無く、所望の形状の第１の溝１０３を形成することができる。この第１の溝１０３を形成する工程における強アルカリ系溶液による処理温度は、好ましくは、１５〜８０℃、より好ましくは２０〜６０℃であり、処理時間は、超電導線材の長さやエッチング槽の長さによって調整可能であるが、例えば、厚さ２０μｍ金属安定化層４を具備する長さ１ｃｍ、幅１ｃｍの超電導線材を処理する場合は、１０〜４０秒間、より好ましくは１０〜２０秒間である。このようにして、金属安定化層４を強アルカリ系溶液により腐食させてエッチングを行うことにより、金属安定化層４の溝１０３の基材１の幅方向の溝幅は、マスキングパターンの露出部１０２の幅Ｗ１０３と略同等の幅として形成される。
また、第２の実施形態の超電導線材Ａ１０のように、金属安定化層４が第１の金属安定化層４ａに第２の金属安定化層４ｂが積層された構造である場合には、エッチングに使用する強アルカリ系溶液の組成および濃度を適宜選択することにより、まず第２の金属安定化層４ｂを腐食させて溝を形成し、次いで第１の金属安定化層４ａを腐食させて２段階で溝を形成することができる。第１の金属安定化層４ａのエッチング溶液と、第２の金属安定化層４ｂのエッチング溶液は、同一でも異なっていてもよいが、第１及び第２の金属安定化層を構成する金属の種類により、適宜異なった組成及び濃度のエッチング液を選択することが、エッチング時間の短縮することができるため好ましい。使用されるエッチング溶液としては、第１の金属安定化層４ａがＡｇ（銀）よりなる場合には、上述した過酸化水素水とアンモニア水の混合溶液が好ましく、例えば過酸化水素：アンモニア＝２：１の混合溶液（水に対する濃度３０ｗｔ％）を選択することができる。また、第２の金属安定化層４ｂがＣｕ（銅）よりなる場合には、上記と同様な組成の過酸化水素水とアンモニア水の混合溶液と酸化剤を使用することが好ましく、酸化剤としては、例えば、塩化第二鉄水溶液（５〜１３ｗｔ％）を選択することができる。過酸化水素水とアンモニア水の混合溶液と、酸化剤との混合比は、特に制限されるものではなく、例えば１：４〜４：１とすることができ、酸化剤と併用することにより、エッチング効果を高めることができる。この場合、例えば、第２の金属安定化層４ｂのエッチング温度は１５〜８０℃、エッチング時間は厚さ１０μｍの第２の金属安定化層４ｂを有する長さ１ｃｍ、幅１ｃｍの超電導線材をエッチングする場合には、１０〜１５秒間とし、第１の金属安定化層４ａのエッチング温度は１５〜９０℃、エッチング時間は厚さ２０μｍの第１の金属安定化層４ａを有する長さ１ｃｍ、幅１ｃｍの超電導線材をエッチングする場合には、１０〜３０秒間と設定することができる。エッチング終了後、流水などにより強アルカリ系溶液および腐食された銀を洗い流す。
このようにして金属安定化層４に第１の溝１０３が形成されると、マスキングパターンに倣った溝幅の第１の溝１０３により超電導層３の一部が露出される。続いて、この積層体を、マスキングパターンが金属安定化層４上に積層されたままの状態で、金属安定化層４が腐食除去されて露出された部分の超電導層３を、強酸系溶液で腐食させてエッチングを行い、第１の溝１０３と一体化された第２の溝１０４を形成する。ここで、超電導層３を腐食する強酸系溶液としては、強酸系溶液として従来公知のものを使用することができ、中でも、硝酸セリウムアンモニウム水溶液が好ましい。このような組成の強酸系溶液をエッチング溶液として用いることにより、超電導層３を腐食させて第２の溝１０４を形成するエッチング時間を短縮させて生産性の向上を図ることができる。また、従来は１種のエッチング溶液を使用するとオーバーエッチと呼ばれる過剰な超電導層の除去が起こる場合があった。しかし、本発明のマルチフィラメント型超電導線材の製造方法では、第１の溝１０３の形成工程のエッチング溶液と、第２の溝１０４の形成工程のエッチング溶液として、それぞれ適切な溶液を選択することにより、第１の溝１０３の形成工程では、強アルカリ系溶液、好ましくはアンモニア過酸化水素水溶液を用いることで超電導層３に影響を与えずに金属安定化層４のみをエッチングし、第２の溝１０４の形成工程では、強酸系溶液を用いることにより、金属安定化層４に影響を与えずに超電導層３のみをエッチングすることができる。したがって、超電導層３のオーバーエッチの発生を抑制でき、超電導層３下部の溝幅ｄ１と金属安定化層４下部の溝幅ｄ２との差δｄ（＝ｄ１−ｄ２）を１０μｍ以下とすることが可能となる。
第２の溝１０４を形成する工程における強酸系溶液による処理温度は、好ましくは１５〜４０℃、より好ましくは１５〜３５℃であり、処理時間は、例えば、厚さ２０μｍの超電導層３を有する長さ１ｃｍ、幅１ｃｍの超電導線材をエッチングする場合には、好ましくは５〜３０秒間、より好ましくは５〜２０秒間である。このようにして、超電導層３を強酸系溶液により腐食させてエッチングを行うことにより、超電導層３には金属安定化層４に形成された第１の溝１０３の溝幅と略同等、より詳しくは、超電導層３下部の溝幅ｄ１と金属安定化層４下部の溝幅ｄ２との差δｄ（＝ｄ１−ｄ２）を１０μｍ以下とされた第２の溝１０４が形成される。したがって、マスキング材１００に形成したマスキングパターンの露出部１０２の幅Ｗ１０３と略同等の溝幅の溝１０４を形成することが可能となる。
第２の溝１０４が形成された後、流水などにより不要なエッチング溶液を洗い流し、送風等による乾燥、マスキングパターン１０１の除去を行って、本発明の超電導線材Ａ１を製造することができる。
本発明の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法によれば、金属安定化層の表面にマスキングを施して、マスキングパターンを形成し、強アルカリ系溶液で腐食して金属安定化層に第１の溝を形成し、強酸系溶液で腐食して超電導層に第２の溝を形成することにより、短時間で効率よく超電導層を分離しつつＡｇ等の残留物を除去することができるので、交流損失の低減効果が高い超電導線材を生産性良好に製造できる製造方法を提供することができる。また、本発明の製造方法によれば、金属安定化層の腐食に用いる溶液と、超電導層の腐食に用いる溶液として、それぞれ適切な溶液を選択したことにより、短時間で効率良く溝の形成をしつつ、オーバーエッチと呼ばれる過剰な超電導層の除去を防ぐことが可能となる。さらに、超電導層のオーバーエッチの発生を抑制することができるので、超電導層下部の溝幅ｄ１と金属安定化層下部の溝幅ｄ２との差δｄ（＝ｄ１−ｄ２）を１０μｍ以下とすることができ、超電導層が過剰に除去されることによる超電導特性の低下を抑制し、交流損失の低減効果が高い超電導線材を提供することができる。
以下、具体的実施例により、本発明についてより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
１０ｍｍ幅のテープ状のハステロイ（登録商標）製の基板の片面に、イオンビームアシストスパッタ法（ＩＢＡＤ法）を用いて０．５μｍ厚のＧｄ２Ｚｒ２Ｏ７（ＧＺＯ）を形成した上に、レーザ蒸着法（ＰＬＤ法）により１μｍ厚のＣｅＯ２を成膜した。ここで、ＧＺＯとＣｅＯ２は、無配向金属のハステロイと２軸配向した超電導層の間に存在する中間層あるいはバッファ層と呼ばれる層である。この中間層の上にレーザ蒸着法（ＰＬＤ法）により１．５μｍ厚のＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏ７（ＲＥ１２３）超電導層を形成し、さらにスパッタ法により金属安定化層として銀を１０μｍ厚で成膜した。１０ｍｍ幅であった超電導テープ線材を、使用しやすいようにレーザ切断により５ｍｍ幅に切断した。
成膜した銀層（銀安定化層）の上に、粘着材の付いた幅５ｍｍ、厚み２５μｍのポリエステルテープを貼り付けて表面をマスキングした。形成する溝幅を２００μｍとし、幅方向を５分割できるように端から８４０μｍの場所にレーザを照射して、一番目の溝の場所とした。ここで、線材は８ｍｍ／ｓの速度で移動しながらのレーザ照射とした（レーザ出力５Ｗ、パルス周波数１０ｋＨｚ、レーザスポット径８０μｍ）。２番目の溝の場所は溝幅２００μｍを考慮して、１番目の溝から９４０μｍ内側の場所、すなわち、端から１７８０μｍの場所にレーザを照射した。同様に３、４番目の溝となるべき場所にレーザを照射した。レーザが照射された部分はポリエステルテープが蒸発し、銀安定化層に深さ１０μｍ程度の傷が付いた状態となった。
次いで、連続エッチング装置を用いて、過酸化水素水（３５ｗｔ％）とアンモニア水（３０ｗｔ％）の１：１（体積比）混合溶液で、室温にてレーザが照射された部分の銀安定化層を腐食除去し、流水により不要なエッチング液を洗い流した。エッチングに要した時間は４５秒であった。銀安定化層が取り除かれて露出された超電導層を硝酸セリウムアンモニウム液（３０ｗｔ％水溶液）で、室温にて腐食除去し、流水により不要なエッチング液を洗い流した。エッチングに要した時間は５０秒であった。次いで、送風により乾燥させながらリールに巻き取り、最後にマスキング材の除去を行った。
以上のような工程で得られた５ｍｍ幅のハステロイ（登録商標）／ＧＺＯ／ＣｅＯ２／ＲＥ１２３／Ａｇの積層体がマルチフィラメント型の超電導線材となった外観写真を図４に示す。超電導層下部の溝幅の平均は２３０μｍ、銀安定化層下部の溝幅の平均は２２０μｍであった。各フィラメント間の抵抗は１ｃｍ長さあたり２ＭΩ以上という良好な絶縁性を示した。
１０ｍｍ幅のテープ状のハステロイ（登録商標）製の基板の片面に、イオンビームアシストスパッタ法（ＩＢＡＤ法）を用いて０．５μｍ厚のＧｄ２Ｚｒ２Ｏ７（ＧＺＯ）を形成した上に、レーザ蒸着法（ＰＬＤ法）により１μｍ厚のＣｅＯ２を成膜した。ここで、ＧＺＯとＣｅＯ２は、無配向金属のハステロイと２軸配向した超電導層の間に存在する中間層あるいはバッファ層と呼ばれる層である。この中間層の上にレーザ蒸着法（ＰＬＤ法）により１．５μｍ厚のＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏ７（ＲＥ１２３）超電導層を形成し、さらにスパッタ法により金属安定化層として銀を１０μｍ厚で成膜した。１０ｍｍ幅であった超電導テープ線材を、使用しやすいようにレーザ切断により５ｍｍ幅に切断した。
成膜した銀層（銀安定化層）の上に、粘着材の付いた幅５ｍｍ、厚み２５μｍのポリエステルテープを貼り付けて表面をマスキングした。形成する溝幅を２００μｍとし、幅方向を５分割できるように端から８４０μｍの場所にレーザを照射して、一番目の溝の場所とした。ここで、線材は８ｍｍ／ｓの速度で移動しながらのレーザ照射とした（レーザ出力５Ｗ、パルス周波数１０ｋＨｚ、レーザスポット径８０μｍ）。２番目の溝の場所は溝幅２００μｍを考慮して、１番目の溝から９４０μｍ内側の場所、すなわち、端から１７８０μｍの場所にレーザを照射した。同様に３、４番目の溝となるべき場所にレーザを照射した。レーザが照射された部分はポリエステルテープが蒸発し、銀安定化層に深さ１０μｍ程度の傷が付いた状態となった。
次いで、連続エッチング装置を用いて、過酸化水素水（３５ｗｔ％）とアンモニア水（３０ｗｔ％）の１：１（体積比）混合溶液で、室温にてレーザが照射された部分の銀安定化層を腐食除去し、流水により不要なエッチング液を洗い流した。エッチングに要した時間は４５秒であった。銀安定化層が取り除かれて露出された超電導層を硝酸セリウムアンモニウム液（３０ｗｔ％水溶液）で、室温にて腐食除去し、流水により不要なエッチング液を洗い流した。エッチングに要した時間は５０秒であった。次いで、送風により乾燥させながらリールに巻き取り、最後にマスキング材の除去を行った。
以上のような工程で得られた５ｍｍ幅のハステロイ（登録商標）／ＧＺＯ／ＣｅＯ２／ＲＥ１２３／Ａｇの積層体がマルチフィラメント型の超電導線材となった外観写真を図４に示す。超電導層下部の溝幅の平均は２３０μｍ、銀安定化層下部の溝幅の平均は２２０μｍであった。各フィラメント間の抵抗は１ｃｍ長さあたり２ＭΩ以上という良好な絶縁性を示した。
（実施例２）
１０ｍｍ幅のテープ状のハステロイ（登録商標）製の基板の片面に、イオンビームアシストスパッタ法（ＩＢＡＤ法）を用いて０．５μｍ厚のＧｄ２Ｚｒ２Ｏ７（ＧＺＯ）を形成した上に、レーザ蒸着法（ＰＬＤ法）により１μｍ厚のＣｅＯ２を成膜した（中間層の成膜）。ここで使用しやすいようにスリッターにより４．５ｍｍ幅に切断した。中間層の上にＴＦＡ−ＭＯＤ法（Trifluoroacetate-metalorganic deposition）により、１．２μｍ厚のＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７（ＲＥ１２３）超電導層を形成し、さらにスパッタ法により金属安定化層として銀を２０μｍの厚さで成膜した。
成膜した銀層（銀安定化層）の上に、粘着材の付いた幅５ｍｍ、厚み１２μｍのカプトンテープを貼り付けて表面をマスキングした。形成する溝幅を１４０μｍとし、幅方向を３分割できるように端から１４７７μｍの場所にレーザを照射して、一番目の溝の場所とした。ここで、線材は６ｍｍ／ｓの速度で移動しながらのレーザ照射とした（レーザ出力４．５Ｗ、パルス周波数１０ｋＨｚ、レーザスポット径７０μｍ）。２番目の溝の場所は溝幅１４０μｍを考慮して、１番目の溝から１５４７μｍ内側の場所、すなわち、端から３０２４μｍの場所にレーザを照射した。レーザが照射された部分はカプトンテープが蒸発し、銀安定化層に深さ１０μｍ程度の傷が付いた状態となった。
次いで、連続エッチング装置を用いて、過酸化水素水（３５ｗｔ％）とアンモニア水（３０ｗｔ％）の１：１（体積比）の混合溶液で、室温にてレーザ照射された部分の銀安定化層を腐食除去し、流水により不要なエッチング液を洗い流した。エッチングに要した時間は５０秒であった。銀安定化層が取り除かれて露出された超電導層を硝酸セリウムアンモニウム液（３０ｗｔ％水溶液）で、室温にて腐食除去し、流水により不溶なエッチング液を洗い流した。エッチングに要した時間は５０秒であった。最後は送風により乾燥させながらリールに巻き取った。
１０ｍｍ幅のテープ状のハステロイ（登録商標）製の基板の片面に、イオンビームアシストスパッタ法（ＩＢＡＤ法）を用いて０．５μｍ厚のＧｄ２Ｚｒ２Ｏ７（ＧＺＯ）を形成した上に、レーザ蒸着法（ＰＬＤ法）により１μｍ厚のＣｅＯ２を成膜した（中間層の成膜）。ここで使用しやすいようにスリッターにより４．５ｍｍ幅に切断した。中間層の上にＴＦＡ−ＭＯＤ法（Trifluoroacetate-metalorganic deposition）により、１．２μｍ厚のＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７（ＲＥ１２３）超電導層を形成し、さらにスパッタ法により金属安定化層として銀を２０μｍの厚さで成膜した。
成膜した銀層（銀安定化層）の上に、粘着材の付いた幅５ｍｍ、厚み１２μｍのカプトンテープを貼り付けて表面をマスキングした。形成する溝幅を１４０μｍとし、幅方向を３分割できるように端から１４７７μｍの場所にレーザを照射して、一番目の溝の場所とした。ここで、線材は６ｍｍ／ｓの速度で移動しながらのレーザ照射とした（レーザ出力４．５Ｗ、パルス周波数１０ｋＨｚ、レーザスポット径７０μｍ）。２番目の溝の場所は溝幅１４０μｍを考慮して、１番目の溝から１５４７μｍ内側の場所、すなわち、端から３０２４μｍの場所にレーザを照射した。レーザが照射された部分はカプトンテープが蒸発し、銀安定化層に深さ１０μｍ程度の傷が付いた状態となった。
次いで、連続エッチング装置を用いて、過酸化水素水（３５ｗｔ％）とアンモニア水（３０ｗｔ％）の１：１（体積比）の混合溶液で、室温にてレーザ照射された部分の銀安定化層を腐食除去し、流水により不要なエッチング液を洗い流した。エッチングに要した時間は５０秒であった。銀安定化層が取り除かれて露出された超電導層を硝酸セリウムアンモニウム液（３０ｗｔ％水溶液）で、室温にて腐食除去し、流水により不溶なエッチング液を洗い流した。エッチングに要した時間は５０秒であった。最後は送風により乾燥させながらリールに巻き取った。
以上のような工程で得られた４．５ｍｍ幅のハステロイ（登録商標）／ＧＺＯ／ＣｅＯ２／ＲＥ１２３／Ａｇマルチフィラメント型の超電導線材の各フィラメントのゼロ磁場中液体窒素温度での臨界電流Ｉｃを測定した結果、フィラメント１（一番目の溝により分割形成されたフィラメント）の臨界電流Ｉｃは２８．８Ａ、フィラメント２（１番目の溝と２番目の溝により分割形成されたフィラメント）の臨界電流Ｉｃは２７．４Ａ、フィラメント３（２番目の溝により分割形成されたフィラメント）の臨界電流Ｉｃは２８．０Ａであった。細線加工前の臨界電流Ｉｃは９５Ａであったので、臨界電流Ｉｃの低下率は１１％となった。ちなみに、交流応用では、最小Ｉｃが律速となるので、最小Ｉｃ×３と細線加工前のＩｃを比較すると、実質のＩｃの低下率は１４％となる。ここで、溝幅は１４０μｍであるので、面積低下率は９％であり、細線加工による劣化は２％のみという結果であった。各フィラメント間の抵抗は、１０ｃｍ長さで１０．５ＭΩ（フィラメント１−２間）、５．５ＭΩ（フィラメント２−３間）、４．８ＭΩ（フィラメント３−１間）であり、良好な絶縁性を示した。超電導層下部の溝幅の平均は１３５μｍ、銀安定化層下部の溝幅の平均は１４０μｍであった。
（実施例３）
１０ｍｍ幅のテープ状のハステロイ（登録商標）製の基板の片面に、スパッタ法で無配向のＧｄ２Ｚｒ２Ｏ７（ＧＺＯ）ベッド層を０．１μｍ厚で形成した上に、イオンビームアシストスパッタ法（ＩＢＡＤ法）を用いてＭｇＯを０．０１μｍ厚で２軸配向させ、その上に０．１μｍ厚のＬａ２ＭｎＯ４（ＬＭＯ）を、さらにその上に０．５μｍ厚のＣｅＯ２をレーザ蒸着法（ＰＬＤ法）により成膜した。ここで、ＧＺＯベッド層からＣｅＯ２層までが中間層となる。この中間層上にレーザ蒸着法（ＰＬＤ法）により１．０μｍ厚のＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏ７（ＲＥ１２３）超電導層を形成し、さらにスパッタ法により金属安定化層として銀を１０μｍの厚さで成膜した。１０ｍｍ幅であった超電導テープ線材を、使用しやすいようにレーザ切断により５ｍｍ幅に切断した。
成膜した銀層（銀安定化層）の上に、粘着材の付いた幅５ｍｍ、厚み２５μｍのポリエステルテープを貼り付けて表面をマスキングした。形成する溝幅を２２０μｍとし、幅方向を３分割できるように端から１６３０μｍの場所にレーザを照射して、一番目の溝の場所とした。ここで、線材は８ｍｍ／ｓの速度で移動しながらのレーザ照射とした（レーザ出力４Ｗ、レーザ周波数２０ｋＨｚ、レーザスポット径８０μｍ）。２番目の溝の場所は溝幅２２０μｍを考慮して、１番目の溝から１７４０μｍ内側の場所、すなわち、端から３０７０μｍの場所にレーザを照射した。レーザが照射された部分はポリエステルテープが蒸発し、銀安定化層に深さ１０μｍ程度の傷が付いた状態となった。
次いで、連続エッチング装置を用いて、過酸化水素水（３５ｗｔ％）とアンモニア水（３０ｗｔ％）の２：１（体積比）の混合溶液で、室温にてレーザが照射された部分の銀安定化層を腐食除去し、流水により不要なエッチング液を洗い流した。エッチングに要した時間は６０秒であった。銀安定化層が取り除かれて露出された超電導層を硝酸セリウムアンモニウム液（３０ｗｔ％水溶液）で、室温にて腐食除去し、流水により不溶なエッチング液を洗い流した。エッチングに要した時間は７０秒であった。最後は送風により乾燥させながらリールに巻き取った。
１０ｍｍ幅のテープ状のハステロイ（登録商標）製の基板の片面に、スパッタ法で無配向のＧｄ２Ｚｒ２Ｏ７（ＧＺＯ）ベッド層を０．１μｍ厚で形成した上に、イオンビームアシストスパッタ法（ＩＢＡＤ法）を用いてＭｇＯを０．０１μｍ厚で２軸配向させ、その上に０．１μｍ厚のＬａ２ＭｎＯ４（ＬＭＯ）を、さらにその上に０．５μｍ厚のＣｅＯ２をレーザ蒸着法（ＰＬＤ法）により成膜した。ここで、ＧＺＯベッド層からＣｅＯ２層までが中間層となる。この中間層上にレーザ蒸着法（ＰＬＤ法）により１．０μｍ厚のＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏ７（ＲＥ１２３）超電導層を形成し、さらにスパッタ法により金属安定化層として銀を１０μｍの厚さで成膜した。１０ｍｍ幅であった超電導テープ線材を、使用しやすいようにレーザ切断により５ｍｍ幅に切断した。
成膜した銀層（銀安定化層）の上に、粘着材の付いた幅５ｍｍ、厚み２５μｍのポリエステルテープを貼り付けて表面をマスキングした。形成する溝幅を２２０μｍとし、幅方向を３分割できるように端から１６３０μｍの場所にレーザを照射して、一番目の溝の場所とした。ここで、線材は８ｍｍ／ｓの速度で移動しながらのレーザ照射とした（レーザ出力４Ｗ、レーザ周波数２０ｋＨｚ、レーザスポット径８０μｍ）。２番目の溝の場所は溝幅２２０μｍを考慮して、１番目の溝から１７４０μｍ内側の場所、すなわち、端から３０７０μｍの場所にレーザを照射した。レーザが照射された部分はポリエステルテープが蒸発し、銀安定化層に深さ１０μｍ程度の傷が付いた状態となった。
次いで、連続エッチング装置を用いて、過酸化水素水（３５ｗｔ％）とアンモニア水（３０ｗｔ％）の２：１（体積比）の混合溶液で、室温にてレーザが照射された部分の銀安定化層を腐食除去し、流水により不要なエッチング液を洗い流した。エッチングに要した時間は６０秒であった。銀安定化層が取り除かれて露出された超電導層を硝酸セリウムアンモニウム液（３０ｗｔ％水溶液）で、室温にて腐食除去し、流水により不溶なエッチング液を洗い流した。エッチングに要した時間は７０秒であった。最後は送風により乾燥させながらリールに巻き取った。
以上のような工程で得られた５ｍｍ幅のハステロイ（登録商標）／ＧＺＯ／ＭｇＯ／ＬＭＯ／ＣｅＯ２／ＲＥ１２３／Ａｇマルチフィラメント型の超電導線材の各フィラメントのゼロ磁場中液体窒素温度での臨界電流Ｉｃを測定した結果、フィラメント１（１番目の溝により分割形成されたフィラメント）の臨界電流Ｉｃは５４．０Ａ、フィラメント２（１番目の溝と２番目の溝により分割形成されたフィラメント）の臨界電流Ｉｃは５０．５Ａ、フィラメント３（２番目の溝により分割形成されたフィラメント）の臨界電流Ｉｃは４４．０Ａであった。細線加工前の臨界電流Ｉｃは１７５Ａであったので、Ｉｃの低下率は１５％となった。ちなみに交流応用では、最小Ｉｃが律速となるので、最小Ｉｃ×３と細線加工前のＩｃを比較すると、実質のＩｃ低下率は２５％となる。ここで、溝幅は２２０μｍであるので、面積低下率は１１．５％であり、細線加工による劣化は３．６％のみという結果であった。各フィラメント間の抵抗は、１０ｃｍ長さで１．０ＭΩ（フィラメント１−２間）、１．６ＭΩ（フィラメント２−３間）、２．１ＭΩ（フィラメント３−１間）であり、良好な絶縁性を示した。超電導層下部の溝幅の平均は２２０μｍ、銀安定化層下部の溝幅の平均は２２５μｍであった。
（実施例４）
１０ｍｍ幅のテープ状のハステロイ（登録商標）製の基板の片面に、イオンビームアシストスパッタ法（ＩＢＡＤ法）を用いて０．５μｍ厚のＧｄ２Ｚｒ２Ｏ７（ＧＺＯ）を形成した上に、レーザ蒸着法（ＰＬＤ法）により１μｍ厚のＣｅＯ２を成膜した。ここで、ＧＺＯとＣｅＯ２は、無配向金属のハステロイと２軸配向した超電導層の間に存在するため中間層あるいはバッファ層と呼ばれる層である。この中間層の上にレーザ蒸着法（ＰＬＤ法）により１．５μｍ厚のＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７（ＲＥ１２３）系超電導層を形成し、さらにスパッタ法により金属安定化層として銀を１０μｍの厚さでした。１０ｍｍ幅であった超電導テープ線材を、使用しやすいようにレーザ切断により５ｍｍ幅に切断した。
成膜した銀層（銀安定化層）の上に、粘着材の付いた幅５ｍｍ、厚み２５μｍのポリエステルテープを貼り付けて表面をマスキングしてからレーザ照射を行った。分割数は２０で、均等になるように照射した（線材移動速度：１０ｍｍ／ｓ、レーザ出力４Ｗ、パルス周波数２０ｋＨｚ、レーザスポット径６０μｍ）。連続エッチング装置を用いて、２段階エッチングにより銀安定化層と超電導層を腐食除去したマルチフィラメント型線材を得た（銀安定化層のエッチング溶液−過酸化水素水（３５ｗｔ％）：アンモニア水（３０ｗｔ％）＝２：１（体積比）の混合溶液、エッチング時間４０秒間（室温））、超電導層のエッチング溶液−硝酸セリウムアンモニウム水溶液（３０ｗｔ％）、エッチング時間４０秒間（室温））。超電導層下部の溝幅の平均は８５μｍ、銀安定化層下部の溝幅の平均は８０μｍであった。
以上のような工程で得られた５ｍｍ幅のハステロイ（登録商標）／ＧＺＯ／ＣｅＯ２／ＲＥ１２３／Ａｇの積層体がマルチフィラメント型の超電導線材となった磁束観察写真を図５に示す。図５は、２０ｍＴ、４０Ｋにおいて、超電導線材を長手方向に１０ｍｍずつ移動させながら撮影したコマ撮り写真を繋げて示したものである。図５において、長手方向に走る明るい場所（白線）が弱結合となった超電導部分を示しており、この白線と平行して走る暗い場所（黒線）が溝であり、超電導層までエッチングされているので、磁束は常電導となった溝に沿って選択的に侵入していることがわかる。
１０ｍｍ幅のテープ状のハステロイ（登録商標）製の基板の片面に、イオンビームアシストスパッタ法（ＩＢＡＤ法）を用いて０．５μｍ厚のＧｄ２Ｚｒ２Ｏ７（ＧＺＯ）を形成した上に、レーザ蒸着法（ＰＬＤ法）により１μｍ厚のＣｅＯ２を成膜した。ここで、ＧＺＯとＣｅＯ２は、無配向金属のハステロイと２軸配向した超電導層の間に存在するため中間層あるいはバッファ層と呼ばれる層である。この中間層の上にレーザ蒸着法（ＰＬＤ法）により１．５μｍ厚のＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７（ＲＥ１２３）系超電導層を形成し、さらにスパッタ法により金属安定化層として銀を１０μｍの厚さでした。１０ｍｍ幅であった超電導テープ線材を、使用しやすいようにレーザ切断により５ｍｍ幅に切断した。
成膜した銀層（銀安定化層）の上に、粘着材の付いた幅５ｍｍ、厚み２５μｍのポリエステルテープを貼り付けて表面をマスキングしてからレーザ照射を行った。分割数は２０で、均等になるように照射した（線材移動速度：１０ｍｍ／ｓ、レーザ出力４Ｗ、パルス周波数２０ｋＨｚ、レーザスポット径６０μｍ）。連続エッチング装置を用いて、２段階エッチングにより銀安定化層と超電導層を腐食除去したマルチフィラメント型線材を得た（銀安定化層のエッチング溶液−過酸化水素水（３５ｗｔ％）：アンモニア水（３０ｗｔ％）＝２：１（体積比）の混合溶液、エッチング時間４０秒間（室温））、超電導層のエッチング溶液−硝酸セリウムアンモニウム水溶液（３０ｗｔ％）、エッチング時間４０秒間（室温））。超電導層下部の溝幅の平均は８５μｍ、銀安定化層下部の溝幅の平均は８０μｍであった。
以上のような工程で得られた５ｍｍ幅のハステロイ（登録商標）／ＧＺＯ／ＣｅＯ２／ＲＥ１２３／Ａｇの積層体がマルチフィラメント型の超電導線材となった磁束観察写真を図５に示す。図５は、２０ｍＴ、４０Ｋにおいて、超電導線材を長手方向に１０ｍｍずつ移動させながら撮影したコマ撮り写真を繋げて示したものである。図５において、長手方向に走る明るい場所（白線）が弱結合となった超電導部分を示しており、この白線と平行して走る暗い場所（黒線）が溝であり、超電導層までエッチングされているので、磁束は常電導となった溝に沿って選択的に侵入していることがわかる。
（実施例５）「溝幅の制御試験」
実施例１と同じ構成の超電導線材であるハステロイ（登録商標）／ＧＺＯ（ＩＢＡＤ）／ＣｅＯ２（ＰＬＤ）／ＲＥ１２３（ＰＬＤ）／Ａｇ（スパッタ）線材において、出力５Ｗで波長３５５ｎｍのＵＶレーザ（スポット径２０μｍ）を用いて、レーザ出力と線材の搬送速度（線速）を変化させて幅の異なる溝を形成した。ここで、マスキング材としては厚さ２５μｍのポリエステル粘着テープを用い、レーザ出力は偏光子を用いたアッテネータによって制御した。図６は、レーザ出力と基材の搬送速度（線速）を変化させてマスキングパターンを形成し、銀安定化層（厚さ：１０μｍ）と超電導層（厚さ：１μｍ、ＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏ７（ＲＥ１２３））を以下の条件でエッチングして形成される超電導層下部の溝幅の値（単位：μｍ）を示したものである。図６において、例えばレーザ出力４０％（出力２Ｗ）、基材の搬送速度（線速）１０ｍｍ／ｓの場合には、超電導層下部の溝幅を１９０μｍとすることができることがわかる。図６の結果より、レーザ出力と線速の違いから、４０μｍから２６０μｍまでの超電導層下部の溝幅のマルチフィラメント型線材を作製することができることがわかる。
＜銀安定化層のエッチング条件＞
エッチング溶液；過酸化水素水（３５ｗｔ％）：アンモニア水（３０ｗｔ％）＝２：１（体積比）
エッチング時間；１５秒、エッチング温度；２５℃
＜超電導層のエッチング条件＞
エッチング溶液；硝酸セリウムアンモニウムアンモニウム水溶液（３０ｗｔ％）
エッチング時間；１５秒、エッチング温度：２５℃
実施例１と同じ構成の超電導線材であるハステロイ（登録商標）／ＧＺＯ（ＩＢＡＤ）／ＣｅＯ２（ＰＬＤ）／ＲＥ１２３（ＰＬＤ）／Ａｇ（スパッタ）線材において、出力５Ｗで波長３５５ｎｍのＵＶレーザ（スポット径２０μｍ）を用いて、レーザ出力と線材の搬送速度（線速）を変化させて幅の異なる溝を形成した。ここで、マスキング材としては厚さ２５μｍのポリエステル粘着テープを用い、レーザ出力は偏光子を用いたアッテネータによって制御した。図６は、レーザ出力と基材の搬送速度（線速）を変化させてマスキングパターンを形成し、銀安定化層（厚さ：１０μｍ）と超電導層（厚さ：１μｍ、ＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏ７（ＲＥ１２３））を以下の条件でエッチングして形成される超電導層下部の溝幅の値（単位：μｍ）を示したものである。図６において、例えばレーザ出力４０％（出力２Ｗ）、基材の搬送速度（線速）１０ｍｍ／ｓの場合には、超電導層下部の溝幅を１９０μｍとすることができることがわかる。図６の結果より、レーザ出力と線速の違いから、４０μｍから２６０μｍまでの超電導層下部の溝幅のマルチフィラメント型線材を作製することができることがわかる。
＜銀安定化層のエッチング条件＞
エッチング溶液；過酸化水素水（３５ｗｔ％）：アンモニア水（３０ｗｔ％）＝２：１（体積比）
エッチング時間；１５秒、エッチング温度；２５℃
＜超電導層のエッチング条件＞
エッチング溶液；硝酸セリウムアンモニウムアンモニウム水溶液（３０ｗｔ％）
エッチング時間；１５秒、エッチング温度：２５℃
（実施例６）「溝幅の制御試験２」
実施例１と同じ構成の超電導線材に対して、金属安定化層と超電導層を異なるエッチング液で腐食除去した場合と、１つのエッチング液のみで腐食除去した場合の二通りのマルチフィラメント線材の比較を行った。１つのエッチング液のみで良好な絶縁性（１ｃｍ当り１ＭΩ）が確保させるまでの時間は１５分かかり、かつ断面観察では２００μｍのオーバーエッチングが観察されたが、２段階のエッチングでは、エッチング時間は合計２分弱（第１段階４５秒間、第２段階５０秒間）で、超電導層には数μｍのオーバーエッチングが観察されたに留まった。なお、エッチング条件は次の通りである。
実施例１と同じ構成の超電導線材に対して、金属安定化層と超電導層を異なるエッチング液で腐食除去した場合と、１つのエッチング液のみで腐食除去した場合の二通りのマルチフィラメント線材の比較を行った。１つのエッチング液のみで良好な絶縁性（１ｃｍ当り１ＭΩ）が確保させるまでの時間は１５分かかり、かつ断面観察では２００μｍのオーバーエッチングが観察されたが、２段階のエッチングでは、エッチング時間は合計２分弱（第１段階４５秒間、第２段階５０秒間）で、超電導層には数μｍのオーバーエッチングが観察されたに留まった。なお、エッチング条件は次の通りである。
＜金属安定化層と超電導層を異なるエッチング液で腐食除去した場合＞
「金属安定化層のエッチング条件」
エッチング溶液；過酸化水素水（３５ｗｔ％）：アンモニア水（３０ｗｔ％）＝２：１（体積比）
エッチング温度；２５℃
「金属安定化層のエッチング条件」
エッチング溶液；硝酸セリウムアンモニウム水溶液（３０ｗｔ％）
エッチング温度；２５℃
＜金属安定化層と超電導層を１つのエッチング液のみで腐食除去した場合＞
エッチング溶液；硝酸水溶液（２５ｗｔ％）
エッチング温度；２５℃
「金属安定化層のエッチング条件」
エッチング溶液；過酸化水素水（３５ｗｔ％）：アンモニア水（３０ｗｔ％）＝２：１（体積比）
エッチング温度；２５℃
「金属安定化層のエッチング条件」
エッチング溶液；硝酸セリウムアンモニウム水溶液（３０ｗｔ％）
エッチング温度；２５℃
＜金属安定化層と超電導層を１つのエッチング液のみで腐食除去した場合＞
エッチング溶液；硝酸水溶液（２５ｗｔ％）
エッチング温度；２５℃
（実施例７）「エッチング時間制御試験」
ハステロイ（登録商標）／ＧＺＯ（ＩＢＡＤ）／ＣｅＯ２（ＰＬＤ）／ＲＥ１２３（ＰＬＤ）（ＲＥ＝Ｇｄ）／Ａｇ（スパッタ）の積層構造である幅１ｃｍ、長さ１ｃｍの線材について、厚さ２０μｍの銀安定化層を強アルカリ系溶液で２５℃で腐食してエッチングする場合の、強アルカリ系溶液の組成とエッチング時間の関係を調べた。マスキングパターンの形成は行わず、銀安定化層が完全に消失するまでの時間をエッチング時間とし、強アルカリ系溶液としては、過酸化水素水（３５ｗｔ％）とアンモニア水（３０ｗｔ％）の混合比（体積比）を変化させたものを用い、各強アルカリ系溶液のｐＨおよびエッチングに要する時間をプロットした。結果を図７（ａ）および（ｂ）に示す。なお、図７において、過酸化水素水とアンモニア水の混合比であるＮＨ３／（Ｈ２Ｏ２＋ＮＨ３）（体積比）およびＮＨ３：Ｈ２Ｏ２（体積比）と、その混合溶液中における過酸化水素とアンモニアの比率であるＮＨ３：Ｈ２Ｏ２（重量比）の関係を以下の表１に示す。
ハステロイ（登録商標）／ＧＺＯ（ＩＢＡＤ）／ＣｅＯ２（ＰＬＤ）／ＲＥ１２３（ＰＬＤ）（ＲＥ＝Ｇｄ）／Ａｇ（スパッタ）の積層構造である幅１ｃｍ、長さ１ｃｍの線材について、厚さ２０μｍの銀安定化層を強アルカリ系溶液で２５℃で腐食してエッチングする場合の、強アルカリ系溶液の組成とエッチング時間の関係を調べた。マスキングパターンの形成は行わず、銀安定化層が完全に消失するまでの時間をエッチング時間とし、強アルカリ系溶液としては、過酸化水素水（３５ｗｔ％）とアンモニア水（３０ｗｔ％）の混合比（体積比）を変化させたものを用い、各強アルカリ系溶液のｐＨおよびエッチングに要する時間をプロットした。結果を図７（ａ）および（ｂ）に示す。なお、図７において、過酸化水素水とアンモニア水の混合比であるＮＨ３／（Ｈ２Ｏ２＋ＮＨ３）（体積比）およびＮＨ３：Ｈ２Ｏ２（体積比）と、その混合溶液中における過酸化水素とアンモニアの比率であるＮＨ３：Ｈ２Ｏ２（重量比）の関係を以下の表１に示す。
図７および表１の結果より、強アルカリ系溶液のｐＨを調整することにより、エッチング時間を制御することが可能であり、アンモニア水と過酸化水素水の混合比を変えることにより、エッチング時間を制御可能であることがわかった。また、過酸化水素水（３５ｗｔ％）とアンモニア水（３０ｗｔ％）の混合比を、過酸化水素水：アンモニア水＝１：３〜９：１（体積比）（過酸化水素：アンモニア＝１：２〜１３：１（重量比））の範囲とすることにより、エッチング時間を４０秒以下に制御することが可能であり、過酸化水素水：アンモニア水＝１：１〜４：１（体積比）（過酸化水素：アンモニア＝１．４：１〜５．８：１（重量比））の範囲とすることにより、エッチング時間を２０秒以下に制御することが可能であることが明らかとなった。
１…基材、２…中間層、３…超電導層、４…金属安定化層、４ａ…第１の金属安定化層、４ｂ…第２の金属安定化層、１０…フィラメント導体、２０…溝、１００…マスキング材、Ａ、Ａ１、Ａ１０…マルチフィラメント型超電導線材、１０２…露出部、１０３…第１の溝、１０４…第２の溝。
Claims (11)
- 長尺の基材上に、中間層、超電導層及び金属安定化層をこの順に積層する工程と、
前記金属安定化層の表面にマスキングを施して、マスキングパターンを形成し、このマスキングパターンにより、前記基材の長手方向に沿って前記基材の幅方向に複数平行な細線状に前記金属安定化層を部分的に露出させた露出部を設ける工程と、
前記金属安定化層の前記露出部を、強アルカリ系溶液で腐食させて、前記金属安定化層に前記基材の長手方向に沿って第１の溝を形成して前記超電導層を露出させる工程と、 この露出させた超電導層を強酸系溶液で腐食して、前記基材の長手方向に沿って第２の溝を形成して前記中間層を露出させる工程と、を有し、
前記超電導層下部の溝幅ｄ１と前記金属安定化層下部の溝幅ｄ２との差δｄ（＝ｄ１−ｄ２）を１０μｍ以下とすることを特徴とする低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法。 - 前記金属安定化層がＡｇ層であることを特徴とする請求項１に記載の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法。
- 前記金属安定化層が、Ａｇ層上にＣｕ層を積層させてなることを特徴とする請求項１に記載の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法。
- 前記マスキングは、粘着テープの貼付により行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法。
- 前記マスキングは、ワニス塗布又はスプレー塗布により行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法。
- 前記マスキングは、粘着テープを貼付し、この粘着テープ表面にレーザを照射してマスキングパターンを形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法。
- 前記マスキングは、ワニス塗布又はスプレー塗布した塗布面に、レーザを照射してマスキングパターンを形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法。
- 前記強アルカリ系溶液が、過酸化水素水とアンモニア水の混合溶液であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法。
- 前記強アルカリ系溶液が、過酸化水素：アンモニア＝１３：１〜１：２（重量比）の過酸化水素水とアンモニア水の混合溶液であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法。
- 前記強酸系溶液が、硝酸セリウムアンモニウム溶液であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法。
- 前記レーザを照射して前記マスキングパターンを形成する工程において、超電導線材の搬送速度である加工線速とレーザの照射出力の少なくともいずれか一方を調整して、前記超電導層下部の溝の幅を１０μｍ以上５００μｍ以下とすることを特徴とする請求項６または７に記載の低交流損失マルチフィラメント型超電導線材の製造方法。
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