JP6993647B2 - 超電導線材、及び超電導線材の接合方法 - Google Patents
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Description
[2]第1の基板、前記第1の基板上の第1の超電導体層、及び前記第1の超電導体層の表面の少なくとも一部の領域上に直接設けられた第1の酸化物超電導体からなる第1の追加膜を有する第1の超電導線材と、第2の基板、及び前記第2の基板上の第2の超電導体層を有する第2の超電導線材と、を有し、前記第1の追加膜の表面と前記第2の超電導体層の表面が接合されることにより、前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層が超電導接続され、前記第1の追加膜が、外気とつながる所定のパターンを有する溝を表面に有し、前記溝の少なくとも一部が、前記第1の追加膜と前記第2の超電導体層が重なる領域と重なり、前記第1の基板と前記第2の基板が、前記第1の追加膜と前記第2の超電導体層が重なる領域と重なる領域である接合部において、局所的に溶接された、超電導線材。
[3]前記第1の酸化物超電導体及び前記第2の酸化物超電導体が、REBa2Cu3O6+x(REはY又は希土類元素)である、上記[1]に記載の超電導線材。
[4]前記第1の酸化物超電導体が、REBa 2 Cu 3 O 6+x (REはY又は希土類元素)である、上記[2]に記載の超電導線材。
[5]前記所定のパターンが、ラインアンドスペースパターンである、上記[1]~[4]のいずれか1項に記載の超電導線材。
[6]第1の基板、前記第1の基板上の第1の超電導体層、及び前記第1の超電導体層の表面の少なくとも一部の領域上に直接設けられた第1の酸化物超電導体からなる第1の追加膜を有する第1の超電導線材と、第2の基板、前記第2の基板上の第2の超電導体層、及び前記第2の超電導体層の表面の少なくとも一部の領域上に直接設けられた第2の酸化物超電導体からなる第2の追加膜を有する第2の超電導線材と、第3の基板、前記第3の基板上の第3の超電導体層、及び前記第3の超電導体層の表面の少なくとも一部の領域上に直接設けられた第3の酸化物超電導体からなる第3の追加膜を有する接続用超電導線材と、を有し、前記第1の追加膜の表面と前記第3の追加膜の表面、及び前記第2の追加膜の表面と前記第3の追加膜の表面が接合されることにより、前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層が超電導接続され、前記第1の追加膜と前記第3の追加膜の少なくともいずれか一方が、外気とつながる第1の所定のパターンを有する第1の溝を表面に有し、前記第1の溝の少なくとも一部が、前記第1の追加膜と前記第3の追加膜が重なる領域と重なり、前記第2の追加膜と前記第3の追加膜の少なくともいずれか一方が、外気とつながる第2の所定のパターンを有する第2の溝を表面に有し、前記第2の溝の少なくとも一部が、前記第2の追加膜と前記第3の追加膜が重なる領域と重なり、前記第1の基板と前記第3の基板が、前記第1の追加膜と前記第3の追加膜が重なる領域と重なる領域である第1の接合部において、局所的に溶接され、前記第2の基板と前記第3の基板が、前記第2の追加膜と前記第3の追加膜が重なる領域と重なる領域である第2の接合部において、局所的に溶接された、超電導線材。
[7]前記第1の酸化物超電導体、前記第2の酸化物超電導体、及び前記第3の酸化物超電導体が、REBa2Cu3O6+x(REはY又は希土類元素)である、上記[6]に記載の超電導線材。
[8]前記第1の所定のパターン及び前記第2の所定のパターンが、ラインアンドスペースパターンである、上記[6]又は[7]に記載の超電導線材。
[9]第1の基板、前記第1の基板上の第1の超電導体層を有する第1の超電導線材と、第2の基板、前記第2の基板上の第2の超電導体層を有する第2の超電導線材と、を有し、前記第1の超電導体層の表面と前記第2の超電導体層の表面が接合されることにより、前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層が超電導接続され、前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層の少なくともいずれか一方が、外気とつながる所定のパターンを有する溝を表面に有し、前記溝の少なくとも一部が、前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層が重なる領域と重なり、前記第1の基板と前記第2の基板が、前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層が重なる領域と重なる領域である接合部において、局所的に溶接された、超電導線材。
[10]前記第1の基板と前記第2の基板が、前記接合部の四隅において局所的に溶接された、上記[1]~[5]、[9]のいずれか1項に記載の超電導線材。
[11]前記第1の基板と前記第3の基板が、前記第1の接合部の四隅において局所的に溶接され、前記第2の基板と前記第3の基板が、前記第2の接合部の四隅において局所的に溶接された、上記[6]~[8]のいずれか1項に記載の超電導線材。
[12]前記第1の基板と前記第2の基板が、前記接合部の3箇所以上において局所的に溶接された、上記[1]~[5]、[9]のいずれか1項に記載の超電導線材。
[13]前記第1の基板と前記第3の基板が、前記第1の接合部の3箇所以上において局所的に溶接され、前記第2の基板と前記第3の基板が、前記第2の接合部の3箇所以上において局所的に溶接された、上記[6]~[8]のいずれか1項に記載の超電導線材。
[14]第1の基板上に第1の超電導体層を有する第1の超電導線材の前記第1の超電導体層の表面の少なくとも一部の領域上に、第1の酸化物超電導体の前駆体からなる第1の前駆体膜を直接形成する工程と、第2の基板上に第2の超電導体層を有する第2の超電導線材の前記第2の超電導体層の表面の少なくとも一部の領域上に、第2の酸化物超電導体の前駆体からなる第2の前駆体膜を直接形成する工程と、前記第1の前駆体膜の表面と前記第2の前駆体膜の表面を対向させて重ね合わせ、固定した状態で、酸素を含む雰囲気下で熱処理を施し、前記第1の前駆体膜と前記第2の前駆体膜を結晶化させて、それぞれ前記第1の酸化物超電導体からなる第1の追加膜と前記第2の酸化物超電導体からなる第2の追加膜を形成しつつ前記第1の追加膜と前記第2の追加膜を接合させ、前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層を超電導接続させる工程と、を含み、前記第1の追加膜と前記第2の追加膜の少なくともいずれか一方が、所定のパターンを有する溝を表面に有し、前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層を超電導接合させる工程において、前記第1の追加膜と前記第2の追加膜とが重ね合わされる領域と前記溝の少なくとも一部が重なり、前記溝から流入する酸素により、前記第1の追加膜と前記第2の追加膜への酸素の導入が促進され、前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層を超電導接続させる工程において、前記第1の基板と前記第2の基板を、前記第1の追加膜と前記第2の追加膜とが重ね合わされる領域と重なる領域である接合部において局所的に溶接する、超電導線材の接合方法。
[15]第1の基板上に第1の超電導体層を有する第1の超電導線材の前記第1の超電導体層の表面の少なくとも一部の領域上に、第1の酸化物超電導体の前駆体からなる第1の前駆体膜を直接形成する工程と、前記第1の前駆体膜の表面と、第2の基板上に第2の超電導体層を有する第2の超電導線材の前記第2の超電導体層の表面を対向させて重ね合わせ、固定した状態で、酸素を含む雰囲気下で熱処理を施し、前記第1の前駆体膜を結晶化させて、前記第1の酸化物超電導体からなる第1の追加膜を形成しつつ前記第1の追加膜と前記第2の超電導体層を接合させ、前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層を超電導接続させる工程と、を含み、前記第1の追加膜が、所定のパターンを有する溝を表面に有し、前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層を超電導接合させる工程において、前記第1の追加膜と前記第2の超電導体層とが重ね合わされる領域と前記溝の少なくとも一部が重なり、前記溝から流入する酸素により、前記第1の追加膜への酸素の導入が促進され、前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層を超電導接続させる工程において、前記第1の基板と前記第2の基板を、前記第1の追加膜と前記第2の超電導体層とが重ね合わされる領域と重なる領域である接合部において局所的に溶接する、超電導線材の接合方法。
[16]前記第1の酸化物超電導体及び前記第2の酸化物超電導体が、REBa2Cu3O6+x(REはY又は希土類元素)である、上記[14]に記載の超電導線材の接合方法。
[17]前記第1の酸化物超電導体が、REBa 2 Cu 3 O 6+x (REはY又は希土類元素)である、上記[15]に記載の超電導線材の接合方法。
[18]前記所定のパターンが、ラインアンドスペースパターンである、上記[14]~[17]のいずれか1項に記載の超電導線材の接合方法。
[19]前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層を超電導接続させる工程において、前記第1の基板と前記第2の基板を、前記接合部の四隅において局所的に溶接する、上記[14]~[18]のいずれか1項に記載の超電導線材の接合方法。
[20]前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層を超電導接続させる工程において、前記第1の基板と前記第2の基板を、前記接合部の3箇所以上において局所的に溶接する、上記[14]~[18]のいずれか1項に記載の超電導線材の接合方法。
(超電導線材の構成)
図1(a)は、第1の実施の形態に係る超電導線材1の側面図である。超電導線材1は、長尺化のため、第1の超電導線材10と第2の超電導線材20が接合部30において接合されている。典型的には、第1の超電導線材10の端部と第2の超電導線材20の端部が接合される。
図6に示される溝31は、追加膜13の溝31が形成されていない複数の領域が島状に点在するパターンを有する。
以下に、超電導線材1を製造するための、第1の超電導線材10と第2の超電導線材20の接合方法の一例を示す。以下の例では、化学溶液プロセスを用いて追加膜12及び追加膜22を形成する。
第2の実施の形態では、接合用の超電導線材を用いて、第1の超電導線材と第2の超電導線材を接合する。なお、第1の実施の形態と同様の部材については、同じ符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
第3の実施の形態は、第1の超電導線材10と第2の超電導線材20の一方にのみ追加膜が含まれる点において、第1の実施の形態と異なる。なお、第1の実施の形態と同様の部材については、同じ符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
上記第1~3の実施の形態によれば、所定のパターンを有する溝が形成された追加膜を用いて超電導線材を接合することにより、接合部の結晶品質が高く、かつ接合面積が大きい超電導線材を提供することができる。
10 第1の超電導線材
11、21、41 基板
12、22、42 超電導体層
13、23、43 追加膜
30、50、51 接合部
31 溝
40 接続用超電導線材
Claims (20)
- 第1の基板、前記第1の基板上の第1の超電導体層、及び前記第1の超電導体層の表面の少なくとも一部の領域上に直接設けられた第1の酸化物超電導体からなる第1の追加膜を有する第1の超電導線材と、
第2の基板、前記第2の基板上の第2の超電導体層、及び前記第2の超電導体層の表面の少なくとも一部の領域上に直接設けられた第2の酸化物超電導体からなる第2の追加膜を有する第2の超電導線材と、
を有し、
前記第1の追加膜の表面と前記第2の追加膜の表面が接合されることにより、前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層が超電導接続され、
前記第1の追加膜と前記第2の追加膜の少なくともいずれか一方が、外気とつながる所定のパターンを有する溝を表面に有し、
前記溝の少なくとも一部が、前記第1の追加膜と前記第2の追加膜が重なる領域と重なり、
前記第1の基板と前記第2の基板が、前記第1の追加膜と前記第2の追加膜が重なる領域と重なる領域である接合部において、局所的に溶接された、
超電導線材。 - 第1の基板、前記第1の基板上の第1の超電導体層、及び前記第1の超電導体層の表面の少なくとも一部の領域上に直接設けられた第1の酸化物超電導体からなる第1の追加膜を有する第1の超電導線材と、
第2の基板、及び前記第2の基板上の第2の超電導体層を有する第2の超電導線材と、
を有し、
前記第1の追加膜の表面と前記第2の超電導体層の表面が接合されることにより、前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層が超電導接続され、
前記第1の追加膜が、外気とつながる所定のパターンを有する溝を表面に有し、
前記溝の少なくとも一部が、前記第1の追加膜と前記第2の超電導体層が重なる領域と重なり、
前記第1の基板と前記第2の基板が、前記第1の追加膜と前記第2の超電導体層が重なる領域と重なる領域である接合部において、局所的に溶接された、
超電導線材。 - 前記第1の酸化物超電導体及び前記第2の酸化物超電導体が、REBa2Cu3O6+x(REはY又は希土類元素)である、
請求項1に記載の超電導線材。 - 前記第1の酸化物超電導体が、REBa 2 Cu 3 O 6+x (REはY又は希土類元素)である、
請求項2に記載の超電導線材。 - 前記所定のパターンが、ラインアンドスペースパターンである、
請求項1~4のいずれか1項に記載の超電導線材。 - 第1の基板、前記第1の基板上の第1の超電導体層、及び前記第1の超電導体層の表面の少なくとも一部の領域上に直接設けられた第1の酸化物超電導体からなる第1の追加膜を有する第1の超電導線材と、
第2の基板、前記第2の基板上の第2の超電導体層、及び前記第2の超電導体層の表面の少なくとも一部の領域上に直接設けられた第2の酸化物超電導体からなる第2の追加膜を有する第2の超電導線材と、
第3の基板、前記第3の基板上の第3の超電導体層、及び前記第3の超電導体層の表面の少なくとも一部の領域上に直接設けられた第3の酸化物超電導体からなる第3の追加膜を有する接続用超電導線材と、
を有し、
前記第1の追加膜の表面と前記第3の追加膜の表面、及び前記第2の追加膜の表面と前記第3の追加膜の表面が接合されることにより、前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層が超電導接続され、
前記第1の追加膜と前記第3の追加膜の少なくともいずれか一方が、外気とつながる第1の所定のパターンを有する第1の溝を表面に有し、
前記第1の溝の少なくとも一部が、前記第1の追加膜と前記第3の追加膜が重なる領域と重なり、
前記第2の追加膜と前記第3の追加膜の少なくともいずれか一方が、外気とつながる第2の所定のパターンを有する第2の溝を表面に有し、
前記第2の溝の少なくとも一部が、前記第2の追加膜と前記第3の追加膜が重なる領域と重なり、
前記第1の基板と前記第3の基板が、前記第1の追加膜と前記第3の追加膜が重なる領域と重なる領域である第1の接合部において、局所的に溶接され、
前記第2の基板と前記第3の基板が、前記第2の追加膜と前記第3の追加膜が重なる領域と重なる領域である第2の接合部において、局所的に溶接された、
超電導線材。 - 前記第1の酸化物超電導体、前記第2の酸化物超電導体、及び前記第3の酸化物超電導体が、REBa2Cu3O6+x(REはY又は希土類元素)である、
請求項6に記載の超電導線材。 - 前記第1の所定のパターン及び前記第2の所定のパターンが、ラインアンドスペースパターンである、
請求項6又は7に記載の超電導線材。 - 第1の基板、前記第1の基板上の第1の超電導体層を有する第1の超電導線材と、
第2の基板、前記第2の基板上の第2の超電導体層を有する第2の超電導線材と、
を有し、
前記第1の超電導体層の表面と前記第2の超電導体層の表面が接合されることにより、前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層が超電導接続され、
前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層の少なくともいずれか一方が、外気とつながる所定のパターンを有する溝を表面に有し、
前記溝の少なくとも一部が、前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層が重なる領域と重なり、
前記第1の基板と前記第2の基板が、前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層が重なる領域と重なる領域である接合部において、局所的に溶接された、
超電導線材。 - 前記第1の基板と前記第2の基板が、前記接合部の四隅において局所的に溶接された、
請求項1~5、9のいずれか1項に記載の超電導線材。 - 前記第1の基板と前記第3の基板が、前記第1の接合部の四隅において局所的に溶接され、
前記第2の基板と前記第3の基板が、前記第2の接合部の四隅において局所的に溶接された、
請求項6~8のいずれか1項に記載の超電導線材。 - 前記第1の基板と前記第2の基板が、前記接合部の3箇所以上において局所的に溶接された、
請求項1~5、9のいずれか1項に記載の超電導線材。 - 前記第1の基板と前記第3の基板が、前記第1の接合部の3箇所以上において局所的に溶接され、
前記第2の基板と前記第3の基板が、前記第2の接合部の3箇所以上において局所的に溶接された、
請求項6~8のいずれか1項に記載の超電導線材。 - 第1の基板上に第1の超電導体層を有する第1の超電導線材の前記第1の超電導体層の表面の少なくとも一部の領域上に、第1の酸化物超電導体の前駆体からなる第1の前駆体膜を直接形成する工程と、
第2の基板上に第2の超電導体層を有する第2の超電導線材の前記第2の超電導体層の表面の少なくとも一部の領域上に、第2の酸化物超電導体の前駆体からなる第2の前駆体膜を直接形成する工程と、
前記第1の前駆体膜の表面と前記第2の前駆体膜の表面を対向させて重ね合わせ、固定した状態で、酸素を含む雰囲気下で熱処理を施し、前記第1の前駆体膜と前記第2の前駆体膜を結晶化させて、それぞれ前記第1の酸化物超電導体からなる第1の追加膜と前記第2の酸化物超電導体からなる第2の追加膜を形成しつつ前記第1の追加膜と前記第2の追加膜を接合させ、前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層を超電導接続させる工程と、
を含み、
前記第1の追加膜と前記第2の追加膜の少なくともいずれか一方が、所定のパターンを有する溝を表面に有し、
前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層を超電導接合させる工程において、前記第1の追加膜と前記第2の追加膜とが重ね合わされる領域と前記溝の少なくとも一部が重なり、前記溝から流入する酸素により、前記第1の追加膜と前記第2の追加膜への酸素の導入が促進され、
前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層を超電導接続させる工程において、前記第1の基板と前記第2の基板を、前記第1の追加膜と前記第2の追加膜とが重ね合わされる領域と重なる領域である接合部において局所的に溶接する、
超電導線材の接合方法。 - 第1の基板上に第1の超電導体層を有する第1の超電導線材の前記第1の超電導体層の表面の少なくとも一部の領域上に、第1の酸化物超電導体の前駆体からなる第1の前駆体膜を直接形成する工程と、
前記第1の前駆体膜の表面と、第2の基板上に第2の超電導体層を有する第2の超電導線材の前記第2の超電導体層の表面を対向させて重ね合わせ、固定した状態で、酸素を含む雰囲気下で熱処理を施し、前記第1の前駆体膜を結晶化させて、前記第1の酸化物超電導体からなる第1の追加膜を形成しつつ前記第1の追加膜と前記第2の超電導体層を接合させ、前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層を超電導接続させる工程と、
を含み、
前記第1の追加膜が、所定のパターンを有する溝を表面に有し、
前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層を超電導接合させる工程において、前記第1の追加膜と前記第2の超電導体層とが重ね合わされる領域と前記溝の少なくとも一部が重なり、前記溝から流入する酸素により、前記第1の追加膜への酸素の導入が促進され、
前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層を超電導接続させる工程において、前記第1の基板と前記第2の基板を、前記第1の追加膜と前記第2の超電導体層とが重ね合わされる領域と重なる領域である接合部において局所的に溶接する、
超電導線材の接合方法。 - 前記第1の酸化物超電導体及び前記第2の酸化物超電導体が、REBa2Cu3O6+x(REはY又は希土類元素)である、
請求項14に記載の超電導線材の接合方法。 - 前記第1の酸化物超電導体が、REBa 2 Cu 3 O 6+x (REはY又は希土類元素)である、
請求項15に記載の超電導線材の接合方法。 - 前記所定のパターンが、ラインアンドスペースパターンである、
請求項14~17のいずれか1項に記載の超電導線材の接合方法。 - 前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層を超電導接続させる工程において、前記第1の基板と前記第2の基板を、前記接合部の四隅において局所的に溶接する、
請求項14~18のいずれか1項に記載の超電導線材の接合方法。 - 前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層を超電導接続させる工程において、前記第1の基板と前記第2の基板を、前記接合部の3箇所以上において局所的に溶接する、
請求項14~18のいずれか1項に記載の超電導線材の接合方法。
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