KR20140082634A - 초전도선 - Google Patents

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KR20140082634A
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유코 하야세
히로유키 후쿠시마
히데유키 하타케야마
요시카즈 오쿠노
요시노리 나가수
마사루 히구치
히사키 사카모토
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후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤
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Abstract

초전도선은, 기판과, 상기 기판의 한쪽 주면(主面)측에 적층한 초전도층과, 상기 초전도층의 표면과 상기 기판의 다른쪽 주면(主面)을 덮는 안정화층과, 상기 안정화층의 표면을 덮고, 상기 기판측과 상기 초전도층 측을 식별하는 식별부를 가지는 절연층을 구비한다.

Description

초전도선{SUPERCONDUCTOR WIRE}
본 발명은, 초전도선에 관한 것이다.
종래부터, 기판 및 상기 기판의 한쪽 주면측에 적층한 초전도층의 주위를 덮는 안정화층을 가지는 초전도선이 알려져 있다.
그런데, 이와 같은 초전도선에서는, 초전도층이나 기판을 육안으로 확인할 수 없고, 초전도선을 절단하지 않는 한, 기판측과 초전도층측을 식별하는 것이 곤란했다.
그래서, 일본 공개특허공보 2011－154790호 공보 및 미국 특허 제 7702373호 명세서에는, 기판 및 초전도층의 주위를 덮는 안정화층 중, 기판측에 위치하는 안정화층 또는 초전도층측에 위치하는 안정화층의 어느 하나의 표면에, 초전도층이 형성된 측을 식별하기 위한 식별 표식이 구비된 초전도선이 개시되어 있다.
또한, 특허 제 4423708호 공보에는, 일본 공개특허공보 2011－154790호 공보 등에 기재된 안정화층(의 주위)을 다시, 구리층을 산화 처리한 절연층(산화구리층)으로 덮는 초전도선이 개시되어 있다.
마찬가지로, 일본 공개특허공보 2011－233294에는, 초전도선의 주위를 절연층(수지 테이프)으로 덮는 초전도선이 개시되어 있다.
그렇지만, 일본 공개특허공보 2011－154790호 공보나 미국 특허 제 7702373호 명세서에 기재된 식별 표식에서는, 특허 제 4423708호 공보나 일본 공개특허공보 2011－233294호 공보와 같이 안정화층을 절연층으로 덮은 경우, 안정화층 등에 있는 식별 표식을 육안으로 확인할 수 없어, 결국, 기판측과 초전도층측을 식별하는 것이 곤란해진다.
본 발명은 상기 사실을 감안하여 이루어진 것으로, 안정화층이 절연층으로 덮여 있어도 기판측과 초전도층측을 용이하게 식별할 수 있는 초전도선을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 과제는 하기의 수단에 의하여 해결되었다.
〈1〉기판과, 상기 기판의 한쪽 주면(主面)측에 적층한 초전도층과, 상기 초전도층의 표면과 상기 기판의 다른쪽 주면(主面)을 덮는 안정화층과, 상기 안정화층의 표면을 덮고, 상기 기판측과 상기 초전도층측을 식별하는 식별부를 가지는 절연층을 구비하는 초전도선.
〈2〉상기 안정화층은, 금속 원소를 포함하고, 상기 절연층은, 상기 식별부로서, 적어도 상기 초전도층측에 형성되고, 상기 금속 원소의 산화물을 포함하는 금속 산화물 절연부를 가지는, 〈1〉에 기재된 초전도선.
〈3〉상기 금속 산화물 절연부는, 상기 식별부로서, 상기 초전도층측에 형성된 제 1 금속 산화물 절연부와, 상기 기판측에 형성된 제 2 금속 산화물 절연부를 가지고, 상기 제 1 금속 산화물 절연부와 상기 제 2 금속 산화물 절연부는, 서로 색이 다른, 〈2〉에 기재된 초전도선.
〈4〉상기 제 1 금속 산화물 절연부의 두께는, 상기 제 2 금속 산화물 절연부의 두께보다 두꺼운, 〈3〉에 기재된 초전도선.
〈5〉상기 금속 산화물 절연부의 두께는, 상기 안정화층의 두께보다 얇은, 〈2〉~〈4〉 중 어느 하나에 기재된 초전도선.
〈6〉상기 금속 산화물 절연부와 상기 안정화층의 사이에는, 상기 금속 원소와 상기 금속 원소의 산화물이 혼재하고, 또, 단체(單體)의 금속 원소에 대한 상기 금속 원소의 산화물의 비율이 상기 금속 산화물 절연부를 향하여 연속적으로 크게 된 조성 경사층이 형성되어 있는, 〈2〉~〈5〉 중 어느 하나에 기재된 초전도선.
〈7〉상기 금속 산화물 절연부는, 상기 초전도선의 긴쪽 방향의 일단부와 타단부 또는 상기 초전도선의 짧은쪽 방향의 일단부와 타단부를 식별하는 단부 식별부를 가지는, 〈2〉~〈6〉 중 어느 하나에 기재된 초전도선.
〈8〉상기 절연층에 있어서의 상기 초전도층측의 표면 거칠기는, 상기 절연층에 있어서의 상기 기판측의 표면 거칠기와 다른, 〈1〉~〈7〉 중 어느 하나에 기재된 초전도선.
〈9〉상기 절연층에 있어서의 상기 초전도층측의 비커스 경도는, 상기 절연층에 있어서의 상기 기판측의 비커스 경도와 다른, 〈1〉~〈8〉 중 어느 하나에 기재된 초전도선.
　본 발명에 의하면, 안정화층이 절연층으로 덮여 있어도 기판측과 초전도층측을 용이하게 식별할 수 있는 초전도선을 제공할 수 있었다.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 초전도선의 적층 구조를 나타내는 사시도이다.
도 2a는, 도 1에 나타내는 초전도선의 단면도이다.
도 2b는, 도 1에 나타내는 초전도선의 초전도층측의 면을 나타내는 도면이다.
도 2c는, 도 1에 나타내는 초전도선의 기판측 면을 나타내는 도면이다.
도 3a는, 금속 산화물 절연부의 제조공정의 일부를 나타내는 도면이다.
도 3b는, 도 3a로부터 계속되는, 금속 산화물 절연부의 제조공정의 일부를 나타내는 도면이다.
도 3c는, 도 3b로부터 계속되는, 금속 산화물 절연부의 제조공정의 일부를 나타내는 도면이다.
도 4a는, 금속 산화물 절연부의 다른 제조공정의 일부를 나타내는 도면이다.
도 4b는, 도 4a로부터 계속되는, 금속 산화물 절연부의 다른 제조공정의 일부를 나타내는 도면이다.
도 4c는, 도 4b로부터 계속되는, 금속 산화물 절연부의 다른 제조공정의 일부를 나타내는 도면이다.
도 5a는, 본 발명의 실시형태에 따른 초전도선의 변형 예를 나타내는 도면이다.
도 5b는, 본 발명의 실시형태에 따른 초전도선의 다른 변형 예를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부의 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 따른 초전도선을 구체적으로 설명한다. 한편, 각 도면을 통하여, 동일 또는 대응하는 기능을 가지는 부재(구성요소)에는 같은 부호를 달아 적당히 설명을 생략한다.
《초전도선의 개략 구성》
도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 초전도선(1)의 적층 구조를 나타내는 사시도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 초전도선(1)은, 기판(10)의 두께 T 방향의 한쪽 주면(10A)측에, 중간층(20), 초전도층(30), 안정화층(40) 및 절연층(50)이 순서대로 적층한 적층 구조를 가지고 있다.
기판(10)은, 도면 중 화살표 L 방향(이하, 긴쪽 L 방향이라 한다)으로 연장하는 테이프 형상으로 되어 있다. 이 기판(10)은, 저(低) 자성의 금속 기판이나 세라믹스 기판이 이용된다. 금속 기판의 재료로서는, 예를 들면, 강도 및 내열성이 우수한, Co, Cu, Ni, Ti, Mo, Nb, Ta, W, Mn, Fe, Cr, Ag 등의 금속 또는 이들의 합금이 이용된다. 특히 바람직한 것은, 내식성 및 내열성의 점에서 우수한 스테인리스, 하스테로이(등록상표), 그 외의 니켈계 합금이다. 또, 이들 각종 금속재료 상에 각종 세라믹스를 배치해도 좋다. 또, 세라믹스 기판의 재료로서는, 예를 들면, MgO, SrTiO3, 또는 이트륨 안정화 지르코니아 등이 이용된다.
중간층(20)은, 초전도층(30)에 있어서 예를 들면 높은 2축 배향성을 실현하기 위해서, 기판(10)과 초전도층(30)의 사이에 형성되는 층이다. 이러한 중간층(20)은, 예를 들면, 열팽창율이나 격자 정수 등의 물리적인 특성치가 기판(10)과 초전도층(30)을 구성하는 초전도체와의 중간적인 값을 나타낸다. 또, 중간층(20)은, 단층 구조라도 좋고, 다층 구조라도 좋다. 다층 구조의 경우, 그 층수나 종류는 한정되지 않지만, 예를 들면 도 1에 나타내는 바와 같이, 비정질의 Gd2Zr2O7－δ(δ는 산소 부정비량) 등을 포함하는 베드층(22)과, 결정질의 MgO 등을 포함하고 IBAD법에 의해 형성된 강제 배향층(24)과, LaMnMO3 ＋δ(δ는 산소 부정비량)를 포함하는 LMO층(26)과, CeO2 등을 포함하는 캡층(28)을 순서대로 적층한 구성으로 되어 있어도 좋다.
초전도층(30)은, 중간층(20)의 두께 방향의 표면에 형성되고(퇴적하고 있고), 산화물 초전도체, 특히 구리 산화물 초전도체를 포함하고 있다. 구리 산화물 초전도체로서는, 고온 초전도체로서의 REBa2Cu3O7 －δ(RE계 초전도체라 칭한다)가 바람직하다. 한편, RE계 초전도체 중의 RE는, Y, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb나 Lu 등의 단일 희토류 원소 또는 복수의 희토류 원소이며, 이들 중에서도 Ba 사이트와 치환이 일어나기 어려운 등의 이유로 Y인 것이 바람직하다. 또, δ는, 산소 부정비량으로서, 예를 들면 0 이상 1 이하이고, 초전도 전이 온도가 높다고 하는 관점에서 0에 가까울수록 바람직하다. 한편, 산소 부정비량은, 오토클레이브(autoclave) 등의 장치를 이용하여 고압 산소 어닐 등을 실시하면, δ는 0 미만, 즉, 음의 값을 취하기도 한다.
안정화층(40)은, 적어도 초전도층(30)의 표면(30A)과 기판(10)의 다른 쪽 주면(10B)을 덮고 있다. 안정화층(40)은, 바람직하게는, 구리 등의 금속 원소를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 이들 표면(30A) 및 주면(10B) 뿐만 아니라, 초전도층(30)의 측면, 중간층(20)의 측면 및 기판(10) 측면을 포함하고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 기판(10)과 중간층(20)과 초전도층(30)의 주위 전체를 덮고 있어도 좋다.
이러한 안정화층(40)은, 단층 구조라도 좋고, 다층 구조라도 좋다. 다층 구조의 경우, 그 층수나 종류는 한정되지 않지만, 예를 들면 도 1에 나타내는 바와 같이, 은으로 이루어지는 은 안정화층(42)과, 구리로 이루어지는 구리 안정화층(44)을 순서대로 적층한 구성으로 되어 있어도 좋다.
절연층(50)은, 안정화층(40)을 덮고, 기판(10)측과 초전도층(30)측을 식별하는 식별부를 가지고 있다.
기판(10)측과 초전도층(30)측을 식별하는 식별부로서는, 예를 들면 이하의 수단 (1)~(5)를 들 수 있다. 한편, 이들 수단을 조합해도 좋다.
(1) 절연층(50)에 기판(10)측과 초전도층(30)측을 식별하는 식별 표식을 형성한다.
구체적으로, 식별 표식으로서 ○나 × 등의 마크나, 「겉」이나 「안」 등의 문자를 절연층(50)에 있어서의 초전도층(30)측의 표면(50A), 또는 절연층(50)에 있어서의 기판(10)측의 표면(50B)에 인쇄나 각인 등에 의해 형성한다.
이러한 식별 표식에 의해, 초전도선 유저(user)의 시각을 통하여, 기판(10) 측과 초전도층(30) 측이 식별 가능해진다.
특히, 입체적인 식별 표식을 형성하려 하면, 시각뿐만 아니라 촉각을 통하여, 기판(10)측과 초전도층(30)측이 식별 가능해진다. 다만, 초전도선(1)을 코일로 할 때나 사용시에 입체적인 식별 표식이 방해가 되는 경우도 있으므로, 촉각을 통하여 식별할 수 있는 정도로 식별 표식의 두께를 아주 얇게 하는 것이 바람직하다.
(2) 절연층(50)에 있어서의 초전도층(30)측의 표면(50A)의 거칠기와 기판(10)측의 표면(50B)의 거칠기를 다르게 한다.
구체적으로, 표면(50A) 또는 표면(50B)을 연마하거나 초전도층(30)측과 기판(10)측에서 절연층(50)의 재료를 바꾸거나 하여, 초전도층(30)측의 표면(50A)의 거칠기(산술 평균 거칠기(Ra))와, 절연층(50)에 있어서의 기판(10)측의 표면(50B)의 거칠기(산술 평균 거칠기(Ra))를 다르게 한다.
이러한 거칠기(Ra)의 차이에 의해, 초전도선 유저의 촉각을 통하여, 기판(10)측과 초전도층(30)측이 식별 가능해진다. 또, 이러한 초전도선(1)을 코일화 한 경우에는, 권회하는 표면(50A)과 표면(50B)이 접하게 되고, 이들 거칠기(Ra)의 차이에 의하여 어긋나게 감기는 것을 방지할 수 있다고 하는 특유의 효과도 가지게 된다.
초전도층(30)측의 표면(50A)의 거칠기(Ra)와, 절연층(50)에 있어서의 기판(10)측의 표면(50B)의 거칠기(Ra)는, 이른바 초전도선 유저라도 촉각을 통하여 표면 거칠기의 차이를 파악할 수 있다고 하는 관점에서, 10㎛ 이상의 차이가 있는 것이 바람직하다. 또한, 응용 기기에의 적용시에 불편하지 않을 정도의 거칠기인 것이 바람직하기 때문에, 500㎛ 이하, 바람직하게는 100㎛ 이하의 차이이면 좋다.
(3) 절연층(50)에 있어서의 초전도층(30)측의 경도와, 절연층(50)에 있어서의 기판(10)측의 경도를 다르게 한다.
구체적으로, 초전도층(30)측과 기판(10)측에서 절연층(50)의 재료를 달리 함으로써, 절연층(50)에 있어서의 초전도층(30)측의 비커스 경도와, 절연층(50)에 있어서의 기판(10)측의 비커스 경도를 다르게 한다.
이러한 비커스 경도의 차이에 의해, 초전도선 유저의 촉각을 통하여, 기판(10)측과 초전도층(30)측이 식별 가능해진다.
초전도층(30)측의 비커스 경도와 기판(10)측의 비커스 경도는, 모든 초전도선 유저라도 촉각을 통하여 표면 거칠기의 차이를 파악할 수 있다고 하는 관점에서, 적어도 Hv30 이상, 바람직하게는 Hv150 이상의 차이가 있는 것이 바람직하다. 또한, 응용 기기에의 적용시에 불편하지 않을 정도의 경도인 것이 바람직하기 때문에, Hv1000 이하, 바람직하게는 Hv500 이하의 차이이면 좋다.
(4) 절연층(50)의 모서리부에 R을 형성하거나, 절연층(50)에 있어서의 초전도층(30)측의 R의 곡률과, 절연층(50)에 있어서의 기판(10)측의 R의 곡률을 다르게 하거나 한다.
구체적으로, 절연층(50)에 있어서의 초전도층(30)측 및 절연층(50)에 있어서의 기판(10)측의 어느 한쪽의 모서리부에 R을 형성한다. 양쪽 모서리부에 R을 형성하는 경우는, 절연층(50)에 있어서의 초전도층(30)측의 R의 곡률과, 절연층(50)에 있어서의 기판(10) 측의 R의 곡률을 다르게 한다.
이것에 의해, 초전도선 유저의 시각 및 촉각을 통하여, 기판(10)측과 초전도층(30)측이 식별 가능해진다.
(5) 절연층(50)에 있어서의 초전도층(30)측의 표면(50A)과, 기판(10)측의 표면(50B)에서 색을 다르게 한다.
구체적으로, 초전도층(30)측과 기판(10)측에서 절연층(50)의 재료를 달리 하거나, 상기 (2)와 마찬가지로 초전도층(30)측과 기판(10)측에서 거칠기(Ra)를 변홧시켜 반사율을 달리 하거나, 절연층(50)이 되는 절연 테이프를 띠로 감아 초전도층(30)측과 기판(10)측에서 절연층(50)의 두께를 변화시켜 반사율을 달리 하거나, 후술하는 바와 같이, 절연층(50)에 있어서 적어도 초전도층(30)측에, 안정화층(40)에 포함되는 금속 원소의 산화물(실시형태에서는 구리 산화물)을 포함하는 금속 산화물 절연부를 설치하거나 하여, 절연층(50)에 있어서의 초전도층(30)측의 표면(50A)과, 기판(10)측의 표면(50B)과 색을 다르게 한다.
이것에 의해, 초전도선 유저의 시각을 통하여, 기판(10)측과 초전도층(30)측이 식별 가능해진다. 또한, 금속 산화물 절연부를 설치하는 경우는, 단지 절연 테이프를 띠로 감는 경우에 비해, 절연층(50)과 안정화층(40)과의 밀착성이 증가하여, 기판(10)의 긴쪽 L 방향의 끌어당김에 강해지고, 또 절연층(50)과 안정화층(40)과의 사이에 액체나 불순물이 들어가는 것을 억제할 수 있다.
《금속 산화물 절연부의 상세》
다음으로, 절연층(50)에 있어서 적어도 초전도층(30)측에, 안정화층(40)에 포함되는 금속 원소의 산화물을 포함하는 금속 산화물 절연부를 설치하는 경우를 보다 상세하게 설명한다.
초전도층(30)측에만 금속 산화물 절연부를 설치하는 경우는, 초전도층(30)측 이외의 절연층(50)은 절연 테이프 등으로 형성된다.
또, 도 2a에 나타내는 바와 같이, 상기 금속 산화물 절연부는 안정화층(40)(구리 안정화층(44))의 전체면에 형성되어 있고, 식별부로서, 초전도층(30)측에 형성된 제 1 금속 산화물 절연부(50C)와 기판(10)측에 형성된 제 2 금속 산화물 절연부(50D)를 가지며, 제 1 금속 산화물 절연부(50C)와 제 2 금속 산화물 절연부(50D)의 색을 서로 다르게 해도 좋다(도 2b 및 도 2c참조). 그 색을 다르게 하기 위해서는, 예를 들면, 제 1 금속 산화물 절연부(50C)의 두께와, 제 2 금속 산화물 절연부(50D)의 두께를 다르게 하면 좋다.
한편, 도 2a에 나타내는 바와 같이, 제 1 금속 산화물 절연부(50C)의 두께는, 제 2 금속 산화물 절연부(50D)의 두께보다 두꺼운 것이 바람직하다. 기판(10)보다 초전도층(30)을 보다 보호할 필요가 있기 때문에, 제 1 금속 산화물 절연부(50C)의 두께를 제 2 금속 산화물 절연부(50D)보다 두껍게 함으로써, 보호의 강화를 도모할 수 있기 때문이다.
또, 보호가 필요한 초전도층(30)측의 절연층(50)이나 안정화층(40)의 박리를 방지할 수 있기 때문이다.
또한, 초전도선(1)의 사용시에는 초전도층(30)에 전류가 흐르기 때문에, 초전도층(30)측의 절연층(50)을 보다 높은 절연 특성으로 할 필요가 있다. 따라서, 제 1 금속 산화물 절연부(50C)의 두께를 제 2 금속 산화물 절연부(50D)의 두께보다 두껍게 하고, 제 1 금속 산화물 절연부(50C)의 절연 특성을 제 2 금속 산화물 절연부(50D)의 절연 특성보다 높게 하는 것이 바람직하다.
또, 제 1 금속 산화물 절연부(50C) 및 제 2 금속 산화물 절연부(50D), 특히 제 1 금속 산화물 절연부(50C)는, 안정화층(40)의 두께보다 얇은 것이 바람직하다. 후술하는 바와 같이, 제 1 금속 산화물 절연부(50C) 및 제 2 금속 산화물 절연부(50D)는, 안정화층(40)을 산화 처리한 것을 이용할 수 있고, 안정화층(40)의 금속 원소보다 그 금속 원소를 산화하여 형성된 금속 산화물 쪽이 일반적으로 무르기 때문에, 보다 강고한 안정화층(40)의 두께를 확보해 둠으로써, 기계적 강도의 저하를 억제할 수 있기 때문이다.
또, 절연층(50)의 금속 산화물 절연부와 안정화층(40)의 사이에, 안정화층(40)의 금속 원소(실시형태에서는 구리 원소)와 금속 원소의 산화물(실시형태에서는 구리 산화물)이 혼재하고, 또, 상기 단체(單體)의 금속 원소에 대한 금속 원소의 산화물의 비율이 금속 산화물 절연부를 향하여 연속적으로 크게 된 조성 경사층이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 절연층(50)과 안정화층(40)의 밀착성이 높아지기 때문이다.
또, 도 2a에 나타내는 바와 같이, 제 1 금속 산화물 절연부(50C)와 기판(10)측에 형성된 제 2 금속 산화물 절연부(50D)를 가지고, 제 1 금속 산화물 절연부(50C)와 제 2 금속 산화물 절연부(50D)의 색을 서로 다르게 하는 다른 형태로서, 제 1 금속 산화물 절연부(50C)(초전도층(30)측의 표면(50A))의 표면 형상과, 제 2 금속 산화물 절연부(50D)(기판(10)측의 표면(50B))의 표면 형상을 다르게 함으로써, 가시 영역의 반사율을 제어하여, 다른 색으로 해도 좋다.
《금속 산화물 절연부의 제조방법》
다음으로, 상술한 금속 산화물 절연부의 제조방법의 일례를 설명한다. 도 3a~도 3c는, 금속 산화물 절연부의 제조공정의 일부를 나타내는 도면이다. 한편, 도면 중의 점선은 구리 안정화층(44)에 있어서 산화되는 영역의 경계선 또는 산화된 영역의 경계선을 나타내는 것이며, 실제로 육안으로 인식할 수 있는 것은 아니다.
우선, 도 3a에 나타내는 바와 같이, 기판(10), 중간층(20) 및 초전도층(30)의 주위가, 은 안정화층(42) 및 구리 안정화층(44)으로 순서대로 덮인 처리 전의 초전도선(1A)을 준비한다.
초전도선(1A)에 있어서, 초전도층(30)측의 구리 안정화층(44)의 표면을 제외한 구리 안정화층(44)의 주위를 마스킹 테이프(60)로 피복하고, 초전도층(30)측의 구리 안정화층(44)의 표면을 산화 처리하여, 산화구리층(70)을 얻는다(도 3a 및 도 3b 참조). 산화 처리로서는, 강알칼리성 자비(煮沸) 타입의 구리ㆍ구리합금 검정 염색제로 침지하는 방법이나, 암모니아(가스) 기상법, 구리의 양극 산화법, 산화성 분위기로 열처리하는 방법을 들 수 있다. 한편, 초전도층(30)으로부터 산소가 빠져나가는 요인이 되는 고온 처리를 초전도선(1A)에 실시하지 않아도 된다고 하는 관점에서, 열처리 이외의 방법을 이용하는 것이 바람직하다. 침지 방법이나, 암모니아(가스) 기상법 및 구리의 양극 산화법 중에서는, 산화 속도가 빨라지기 때문에, 금속 산화물 절연부(산화구리층) 두께의 제어가 어려워지는 것을 막는 관점에서, 암모니아(가스) 기상법 및 구리의 양극 산화법을 이용하는 것이 바람직하다. 다만, 침지 방법의 경우에는, 이용하는 용액의 농도를 연하게, 도포량을 줄임으로써 금속 산화물 절연부(산화구리층) 두께를 제어하기 쉽게 하는 것이 가능하다.
검정 염색제로 침지하는 방법으로는, 검정 염색제로서 예를 들면, 에보놀 C스페셜액을 이용할 수 있다. 이때, 침지 조건으로서 예를 들면 침지 온도를 90℃, 침지 시간을 30초로 할 수 있다. 또, 침지 전, 특히 마스킹 테이프 전에, 알칼리 탈지재에 의한 전해 탈지(예를 들면 처리 온도 60℃：처리 시간 120초), 황산에 의한 표면 활성화를 행해도 좋다.
초전도층(30)측의 구리 안정화층(44)의 산화 처리를 한 후는, 도 3b 에 나타내는 바와 같이, 초전도선(1A)으로부터 마스킹 테이프(60)를 떼어낸다.
다음으로, 도 3c에 나타내는 바와 같이, 산화구리층(70)을 포함하여 구리 안정화층(44)의 전체 표면을 산화 처리한다. 전체 표면을 산화 처리하는 방법으로서는, 초전도층(30)측의 구리 안정화층(44)의 산화 처리 방법과 동일한 방법을 취하는 것이 수고를 더는 점에서 바람직하지만, 초전도층(30)측의 구리 안정화층(44)의 산화 처리의 방법과 다른 방법으로 산화 처리를 행해도 좋다.
이것에 의해, 도 2a에 나타내는 바와 같이, 구리 안정화층(44) 주위에 절연층(50)이 되는 금속 산화물 절연부(구리 산화물층)가 형성되어, 초전도선(1)이 얻어진다. 그리고, 금속 산화물 절연부는, 초전도층(30)측에 형성된 제 1 금속 산화물 절연부(50C)와 기판(10)측에 형성된 제 2 금속 산화물 절연부(50D)를 가지고, 제 1 금속 산화물 절연부(50C)의 두께는 제 2 금속 산화물 절연부(50D)의 두께보다 두꺼워지며, 예를 들면 2회의 침지 조건을 같게 하면, 약 2배 두꺼워진다.
그 결과, 제 1 금속 산화물 절연부(50C)는 두께가 두꺼워짐으로써 진한 흑색으로 보이고, 제 2 금속 산화물 절연부(50D)는 두께가 얇아짐으로써 엷은 흑색으로 보이며, 서로 색이 다르게 보임으로써, 기판(10)측과 초전도층(30)측이 식별 가능해진다.
또한, 구리 안정화층(44)의 형성 공정과, 산화 처리 공정을 연속하여 행해도 좋다. 이 경우, 은 안정화층(42)이 최표면인 초전도선을 준비한다. 이 초전도선을 과황산나트륨 100g/L, 황산 50g/L의 용액에 실온에서 30초 침지하여 은 안정화층(42)의 표면을 화학 조화(粗化)하고, 그 후 수세를 행한다. 또한, 황산구리 180~250g/L, 황산 45~65g/L, 염화물 이온 20~60mg/L의 용액에 수세된 초전도선을 침지하고, 실온에서 초전도선에 도금 처리를 행하여, 구리 안정화층(44)을 형성한다.
초전도선을 반송시키면서 한쪽 면에 마스킹을 실시하고, 마스킹이 행해져 있지 않은 면에 검정 염색제를 칠한다. 그때의 침지 온도를 90℃, 침지 시간을 30초로 한다. 수세 및 건조 후에 마스킹을 없애고, 초전도선에 대하여 산화 처리를 행하면 좋다.
다음으로, 상술한 금속 산화물 절연부의 제조방법의 다른 예를 설명한다. 도 4a~도 4c는, 금속 산화물 절연부의 다른 제조공정의 일부를 나타내는 도면이다. 한편, 도면 중의 점선은 구리 안정화층(44)에 있어서 산화되는 영역의 경계선 또는 산화된 영역의 경계선을 나타내는 것이며, 실제로 육안으로 인지할 수 있는 것은 아니다.
제 1 금속 산화물 절연부(50C)의 표면 형상과, 제 2 금속 산화물 절연부(50D)의 표면 형상(가시 영역의 반사율)을 다르게 하는 방법으로서는, 구리 안정화층(44)을 형성하기 위한 도금액을 조제함으로써, 구리 안정화층(44)의 표면 형상을 제어할 수 있다.
예를 들면, 도 4a와 같이, 기판(10), 중간층(20) 및 초전도층(30) 주위가, 은 안정화층(42) 및 구리 안정화층(44)으로 순서대로 덮인 처리 전의 초전도선(1B)에 있어서, 초전도층(30)측의 구리 안정화층(44)의 표면을 제외한 구리 안정화층(44) 주위를 마스킹 테이프(60)로 피복하고, 표면 황산나트륨 100g/L, 황산 50g/L의 용액에 실온에서 30초 침지하여 초전도층(30) 측의 구리 안정화층(44)의 표면을 화학 조화하고, 수세를 행한다. 그 후, 황산 니켈(NiSO4ㆍ5H2O) 100g/L(Ni로서 24g/L), 황산제2구리(CuSO4ㆍ5H2O) 4g/L(Cu로서 1g/L)로 이루어지는 도금액(pH4.5, 30℃)에 침지하고, 애노드는, 불용성 애노드인 백금 도금 티탄 메쉬를 이용하며, 전류 밀도 2A/d㎡로 20초간 전해를 행하고, 전해 후, 수세 및 건조를 행한다. 이것에 의해, 도 4b와 같이, 초전도층(30)측의 구리 안정화층(44) 표면에, 마스킹된 구리 안정화층(44)과는 다른 표면 형상의 구리층(균일한 흑색을 나타내는 구리층)(80)을 형성한다.
그리고, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 초전도선(1A)으로부터 마스킹 테이프(60)를 떼어낸다. 다음으로, 도 4 c에 나타내는 바와 같이, 구리층(균일한 흑색을 나타내는 구리층)(80)을 포함하여 구리 안정화층(44)의 전체 표면을 산화 처리한다.
이것에 의해, 도 2a에 나타내는 바와 같이, 구리 안정화층(44)의 주위에 절연층(50)이 되는 금속 산화물 절연부(구리 산화물층)가 형성되어, 초전도선(1)이 얻어진다. 그리고, 금속 산화물 절연부는, 초전도층(30)측에 형성된 제 1 금속 산화물 절연부(50C)와 기판(10)측에 형성된 제 2 금속 산화물 절연부(50D)를 가지고, 구리층(80)의 색이 다른 안정화층(44)의 색보다 진하기(반사율이 낮다) 때문에, 같은 산화 처리를 행함으로써, 제 1 금속 산화물 절연부(50C)의 색(반사율)은 제 2 금속 산화물 절연부(50D)보다도 진해(낮아)진다.
그 결과, 제 1 금속 산화물 절연부(50C)는 가시 영역의 반사율이 제 2 금속 산화물 절연부(50D)보다 낮아, 진한 흑색으로 보이고, 제 1 금속 산화물 절연부(50C)와 제 2 금속 산화물 절연부(50D)는 서로 색이 달라 보이게 되어, 기판(10)측과 초전도층(30)측이 식별 가능해진다.
＜변형 예＞
한편, 본 발명을 특정의 실시형태에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 이러한 실시형태로 한정되지 않고, 본 발명의 범위 내에서 다른 여러 가지의 실시형태가 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 분명하고, 예를 들면 상술의 복수의 실시형태는, 적당히, 조합되어 실시가능하다. 또는, 이하의 변형 예를, 적당히, 조합해도 좋다.
예를 들면, 상기 실시형태와 같이 기판(10)측과 초전도층(30)측을 식별하는 것뿐만 아니라, 절연층(50)의 금속 산화물 절연부에, 초전도선(1)의 긴쪽 L 방향의 일단부와 타단부 또는 초전도선(1)의 짧은쪽 방향의 일단부와 타단부를 식별하는 단부 식별부를 가지도록 해도 좋다. 예를 들면, 긴쪽 L 방향의 일단부와 타단부를 식별할 수 있으면, 일단부로부터 타단부까지의 특성 변화표를 파악할 때 등에 유용하게 된다. 또, 짧은쪽 방향의 일단부와 타단부를 식별할 수 있으면, 파손을 특정할 때 등에 유용하게 된다.
이 경우, 다른 처리 공정을 늘리지 않아도 된다고 하는 관점에서, 산화 처리하여 형성된 제 1 금속 산화물 절연부(50C) 또는 제 2 금속 산화물 절연부(50D)의 일부를 한층 더 산화 처리하여 색을 변화시키고(색을 보다 진하게 하고), 도 5a에 나타내는 짧은쪽 방향으로 연장하는 직선 형상의 단부 식별부(80)나 도 5b에 나타내는 긴쪽 L 방향으로 연장하는 직선 형상의 단부 식별부(82)를 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 실시형태에서는, 구리 안정화층을 이용하고, 산화 처리시에, 구리 원소를 산화하여 구리 산화물을 얻고 있지만, 구리 안정화층의 변화 또는 구리 안정화층의 표면에, 코발트나 철 등의 금속층을 배치하여 코발트나 철 등의 다른 금속 원소를 산화해도 좋다. 그 경우, 금속 산화물 절연부가 실시형태로 설명한 바와 같은 흑색이 아니라, 청색이나 갈색으로 보일 때도 있다.
또한, 실시형태에서 설명한 바와 같이 제 1 금속 산화물 절연부(50C)와 제 2 금속 산화물 절연부(50D)의 색이 서로 색의 농담으로 상이한 경우를 설명했지만, 서로 색 종류가 상이하도록 산화를 궁리해도 좋다. 구체적으로, 산화 처리법을 조정하여, 제 1 금속 산화물 절연부(50C)와 제 2 금속 산화물 절연부(50D) 금속의 가수(價數)를 바꾸고, 예를 들면, 구리 안정화층의 변화 또는 구리 안정화층의 표면에, 철의 금속층을 배치하며, 제 1 금속 산화물 절연부(50C)를 흑색으로 보이는 Fe3O4로 하고, 제 2 금속 산화물 절연부(50D)를 적색으로 보이는 Fe2O3로 하거나 하는 등을 생각할 수 있다.
또, 중간층(20)의 전부 또는 일부(LMO층(26) 등)는, 생략할 수 있다.
일본 출원 제 2012－092803의 개시는 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 취해진다.
본 명세서에 기재된 모든 문헌, 특허 출원 및 기술 규격은, 개개의 문헌, 특허 출원 및 기술 규격이 참조에 의해 취해지는 것이 구체적이고 개개에 기록된 경우와 동일한 정도로, 본 명세서 중에 참조에 의해 취해진다.

Claims (9)

  1. 기판과,
    상기 기판의 한쪽 주면(主面)측에 적층한 초전도층과,
    상기 초전도층의 표면과 상기 기판의 다른쪽 주면(主面)을 덮는 안정화층과,
    상기 안정화층의 표면을 덮고, 상기 기판측과 상기 초전도층측을 식별하는 식별부를 가지는 절연층을 구비하는 초전도선.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안정화층은, 금속 원소를 포함하고,
    상기 절연층은, 상기 식별부로서, 적어도 상기 초전도층측에 형성되고, 상기 금속 원소의 산화물을 포함하는 금속 산화물 절연부를 가지는 초전도선.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 금속 산화물 절연부는, 상기 식별부로서, 상기 초전도층측에 형성된 제 1 금속 산화물 절연부와, 상기 기판측에 형성된 제 2 금속 산화물 절연부를 가지고,
    상기 제 1 금속 산화물 절연부와 상기 제 2 금속 산화물 절연부는, 서로 색이 다른 초전도선.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 금속 산화물 절연부의 두께는, 상기 제 2 금속 산화물 절연부의 두께보다도 두꺼운 초전도선.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 산화물 절연부의 두께는, 상기 안정화층의 두께보다 얇은 초전도선.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 산화물 절연부와 상기 안정화층의 사이에는, 상기 금속 원소와 상기 금속 원소의 산화물이 혼재하고, 또한, 단체(單體)의 금속 원소에 대한 상기 금속 원소의 산화물의 비율이 상기 금속 산화물 절연부를 향하여 연속적으로 크게 된 조성 경사층이 형성되어 있는 초전도선.
  7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서
    상기 금속 산화물 절연부는, 상기 초전도선의 긴쪽 방향의 일단부와 타단부 또는 상기 초전도선의 짧은쪽 방향의 일단부와 타단부를 식별하는 단부 식별부를 가지는 초전도선.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서
    상기 절연층에 있어서의 상기 초전도층측의 표면 거칠기는, 상기 절연층에 있어서의 상기 기판측의 표면 거칠기와 다른 초전도선.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서
    상기 절연층에 있어서의 상기 초전도층측의 비커스 경도는, 상기 절연층에 있어서의 상기 기판측의 비커스 경도와 다른 초전도선.
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