WO2012039444A1 - 酸化物超電導線材およびその製造方法 - Google Patents

酸化物超電導線材およびその製造方法 Download PDF

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WO2012039444A1
WO2012039444A1 PCT/JP2011/071553 JP2011071553W WO2012039444A1 WO 2012039444 A1 WO2012039444 A1 WO 2012039444A1 JP 2011071553 W JP2011071553 W JP 2011071553W WO 2012039444 A1 WO2012039444 A1 WO 2012039444A1
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oxide superconducting
tape
stabilization
solder
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朽網　寛
康 花田
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株式会社フジクラ
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
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    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Definitions

  • the present invention relates to a long oxide superconducting wire whose application and development are being applied to a superconducting power cable, a superconducting magnet, a superconducting energy storage device, a superconducting power generation device, a medical MRI apparatus, a superconducting current lead, and the like.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2010-213827 filed in Japan on September 24, 2010, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • RE-123 oxide superconductor discovered in recent years (REBa 2 Cu 3 O 7-X, where RE is a rare earth element including Y) exhibits superconductivity at a temperature equal to or higher than the temperature of liquid nitrogen, resulting in current loss. Is a very promising material for practical use.
  • This oxide superconductor into a wire and using it as a power supply conductor or a magnetic coil.
  • a metal having high strength, heat resistance, and easy to process into a wire is processed into a long tape shape, and this metal base tape is Methods for forming oxide superconducting layers have been studied.
  • the oxide superconductor has electrical anisotropy, it is necessary to control the crystal orientation when forming the oxide superconducting layer on the substrate.
  • a technique is known in which an oxide superconducting layer is laminated on a base material via an intermediate layer.
  • an ion beam assisted deposition method IBAD method: Ion Beam Assisted Deposition
  • IBAD method Ion Beam Assisted Deposition
  • the intermediate layer is applied while simultaneously irradiating the argon ions generated from the ion gun from an oblique direction (for example, 45 degrees). It is known as a deposition method.
  • an intermediate layer exhibiting high biaxial orientation can be formed on a base material. Therefore, by forming an oxide superconducting thin film on this intermediate layer, an oxide superconducting conductor having excellent superconducting properties. Can be obtained.
  • a thin silver protective layer (thin stabilizing layer) is formed on the oxide superconducting layer, and a thick stabilizing layer made of a highly conductive metal material such as copper is provided thereon.
  • a stabilization layer having a layer structure is stacked is employed (for example, see Patent Document 1 below).
  • the Cu stabilization layer is provided to function as a bypass for commutating the current of the oxide superconducting layer when the oxide superconducting layer attempts to transition from the superconducting state to the normal conducting state.
  • Patent Documents 2 and 3 a structure is known in which an oxide superconducting conductor is sandwiched between metal tapes, and the metal tapes are joined with a joining member such as solder (see Patent Documents 2 and 3 below). Furthermore, a configuration is known in which a conductive foil wound around an oxide superconducting conductor is coated with a sealing agent such as solder (see Patent Document 4 below).
  • Cu used as a stabilization layer when functioning as a bypass for commutating the current of the oxide superconducting layer when the oxide superconducting layer attempts to transition from the superconducting state to the normal conducting state during energization or accident, Usually, a thickness of 20 ⁇ m to 150 ⁇ m is required.
  • the thickness of the Cu stabilization layer differs depending on the operating temperature of the superconducting wire, the current flowing in the superconducting wire, the detection system when a quench (normal conducting transition) occurs, and the like.
  • a plating method or the like is known. However, since plating is a crystal growth using electrolysis, the process takes time, and in the case of forming a thick Cu stabilization layer, There is a problem with productivity.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a configuration example of a conventional oxide superconducting conductor.
  • An oxide superconducting conductor 200 shown in FIG. 4 includes an intermediate layer 202 formed by a IBAD method or the like on a long base material 201 such as Hastelloy tape, and REBa 2 Cu 3 O 7-X (RE is Y).
  • An oxide superconducting layer 203 made of an oxide superconductor made of a rare earth element) and a highly conductive stabilizing layer 204 are sequentially laminated.
  • the oxide superconducting conductor 200 having such a configuration since the side surface of the superconducting layer 203 that is easily damaged by moisture is exposed to the outside, there is a possibility that the superconducting characteristics may be deteriorated when moisture enters.
  • FIG. 5 the schematic block diagram of the oxide superconducting wire 300 of such a structure is shown.
  • An oxide superconducting wire 300 shown in FIG. 5 includes an oxide superconducting conductor 301 sandwiched between metal tapes 302 and 302 such as Cu, and a Sn alloy solder 303 is filled between the metal tapes 302. ing.
  • a metal tape 302 such as Cu and a Sn alloy solder 303 containing Pb or the like are present on the same surface. Therefore, when water droplets W adhere to the side surface of the wire including the metal tape 302 and the solder 303, a battery is formed by the Cu of the metal tape 302 and the Sn of the solder 303 via the water droplet W, and the Sn of the solder 303 is water droplets. In some cases, the solder 303 is preferentially corroded by melting into W. Therefore, the method of encapsulating the oxide superconductor with the solder fillet or the like is not sufficient as a method for protecting the oxide superconductor from moisture.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and an oxide superconducting wire capable of suppressing the intrusion of moisture into the oxide superconducting layer, and the oxide superconducting capable of easily producing the superconducting wire. It aims at providing the manufacturing method of a wire.
  • An oxide superconducting wire includes a base material, an intermediate layer provided on the base material, an oxide superconducting layer provided on the intermediate layer, and the oxide superconducting layer.
  • An oxide superconducting laminate comprising a stabilizing base layer provided; a first solder layer covering the entire outer peripheral surface of the oxide superconducting laminate; and a metal tape so as to cover the entire outer peripheral surface of the first solder layer And a first stabilization layer formed by winding.
  • the first stabilization layer is formed by winding a plurality of times so that the metal tapes are adjacent to each other in the longitudinal direction of the oxide superconducting laminate, and the second stabilization layer is formed of the first stabilization layer.
  • the metal tape may be formed so as to cover a contact portion where the end portions in the width direction of the metal tape contact each other.
  • An oxide superconducting wire manufacturing method is an oxide superconducting wire manufacturing method, comprising: a base material; an intermediate layer provided on the base material; and an intermediate layer provided on the intermediate layer.
  • An oxide superconducting laminate comprising an oxide superconducting layer formed and a stabilizing base layer provided on the oxide superconducting layer was prepared, and a first solder layer was formed on at least one surface of the metal tape
  • a first stabilization layer tape is prepared, and the first stabilization layer tape is adjacent to the outer peripheral surface of the oxide superconducting laminate in the longitudinal direction of the oxide superconducting laminate.
  • the first solder layer and the first stabilization layer are formed by winding a plurality of times so that end portions in the width direction of the first stabilization layer tape contact each other (butt wrap winding).
  • a second stabilization layer tape having a second solder layer formed on one surface of the metal tape is prepared. After forming the first solder layer and the first stabilization layer, the second stabilization layer tape is The second stabilization layer tape is adjacent to the outer circumferential surface of the first stabilization layer in the longitudinal direction of the oxide superconducting laminate, and the widthwise ends of the second stabilization layer tape are in contact with each other.
  • the second solder layer and the second stabilization layer may be formed by winding a plurality of times (butt wrap winding).
  • the first stabilization layer tape Preparing the first stabilization layer tape, wherein the first solder layer is formed on one surface of the metal tape and the second solder layer is formed on the other surface of the metal tape;
  • the first stabilizing layer tape is adjacent to the outer peripheral surface of the oxide superconducting laminate in the longitudinal direction of the oxide superconducting laminate, and the widthwise ends of the first stabilizing layer tape are adjacent to each other.
  • the first solder layer, the first stabilization layer, and the second solder layer are formed by winding a plurality of times so as to contact each other (butt wrap winding), and a second stabilization layer tape made of a metal tape is formed.
  • the oxide superconductivity is provided on the outer peripheral surface of the second solder layer with the second stabilization layer tape.
  • the second stabilization layer tapes are adjacent to each other in the longitudinal direction of the laminate, and the second By attaching several turns so that the width direction end portions of Joka layer tape is in contact (abutting lap winding), they may form a second stabilizing layer.
  • the second stabilization layer tape may be wound so as to cover the contact portion between the widthwise ends of the first stabilization layer tape adjacent to the longitudinal direction of the oxide superconducting laminate.
  • the first solder layer and the first stabilizing layer formed of the metal tape are arranged in this order so as to cover the entire outer peripheral surface of the oxide superconducting laminate. It was set as the structure coated.
  • the oxide superconducting wire according to one aspect of the present invention has a configuration in which the outermost circumference is covered with a stabilization layer made of a metal tape. The layer is not corroded, and moisture can be prevented from entering the oxide superconducting layer.
  • the first solder layer, the first stabilization layer, the second solder layer, and the second stabilization layer are provided so as to cover the outer peripheral surface of the oxide superconducting laminate. If the formed configuration is adopted, a configuration in which all side surfaces of the oxide superconducting laminate including the oxide superconducting layer are shielded from the outside can be realized. By adopting such a configuration, it is possible to prevent moisture from entering the oxide superconducting layer and prevent the oxide superconducting layer from being damaged by moisture and degrading the superconducting characteristics.
  • the metal tape is wound to cover the contact portion of each turn of the first stabilization layer formed by winding the metal tape, and the second stabilization is performed. If the structure in which the layer is formed is adopted, the hermetic property (air tightness) of the oxide superconducting wire can be improved, and the oxide superconducting layer can be further prevented from being damaged by moisture.
  • the method for manufacturing an oxide superconducting wire according to another aspect of the present invention it is possible to provide an oxide superconducting wire that can prevent moisture from entering the oxide superconducting layer. Further, the method for producing an oxide superconducting wire according to another aspect of the present invention can produce an oxide superconducting wire more easily than a method for forming a stabilization layer by a conventional plating method. . Furthermore, by adjusting the thickness of the metal tape, a stabilization layer having a desired thickness can be easily formed. In the method for manufacturing an oxide superconducting wire according to another aspect of the present invention, a first solder layer is formed on one surface of the metal tape, and a second solder layer is formed on the other surface of the metal tape.
  • the metal tape is immersed in a solder bath for the first stabilization. Since a laminated layer tape can be manufactured, it can be set as a more simple manufacturing method. Furthermore, in the method for manufacturing an oxide superconducting wire according to another aspect of the present invention, the second stabilization layer tape covers the contact portion of the first stabilization layer tape in each turn adjacent to the longitudinal direction of the oxide superconducting laminate. If the configuration in which the stabilization layer tape is wound is employed, an oxide superconducting wire that has high hermeticity (air tightness) and can further prevent the oxide superconducting layer from being damaged by moisture can be provided. .
  • FIG. 1A It is a schematic sectional drawing which shows the oxide superconducting wire which concerns on one Embodiment of this invention. It is a schematic sectional drawing of the oxide superconducting laminated body incorporated in the oxide superconducting wire shown in FIG. 1A. It is process explanatory drawing of the manufacturing method of the oxide superconducting wire which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is process explanatory drawing. It is process explanatory drawing. It is process explanatory drawing of the manufacturing method of the oxide superconducting wire which concerns on 2nd Embodiment of this invention. It is process explanatory drawing. It is process explanatory drawing. It is process explanatory drawing. It is a schematic diagram which shows an example of the structure of the conventional oxide superconducting wire. It is a schematic diagram for demonstrating the mode of corrosion by a water
  • FIG. 1A is a schematic perspective view schematically showing an oxide superconducting wire according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a schematic configuration diagram of an oxide superconducting laminate incorporated in the oxide superconducting wire shown in FIG. 1A.
  • An oxide superconducting laminate 5 shown in FIG. 1B is formed by laminating an intermediate layer 2, an oxide superconducting layer 3, and a stabilizing base layer 4 on a long tape-shaped substrate 1.
  • the oxide superconducting laminate 5 is provided at the center, and a first stabilization layer 7 made of a first solder layer 6 and a metal tape is formed so as to cover the entire circumferential surface.
  • a second solder layer 8 and a second stabilization layer 9 made of a metal tape are formed so as to cover the entire circumferential surface of the first stabilization layer 7. In this way, the oxide superconducting wire 10 is configured.
  • the base material 1 may be a base material that can be used as a base material of a normal superconducting wire, and is preferably a long plate shape, a sheet shape, or a tape shape, and preferably a base material made of a heat-resistant metal. .
  • heat resistant metals an alloy is preferable, and a nickel (Ni) alloy or a copper (Cu) alloy is more preferable.
  • Hastelloy trade name, manufactured by Haynes
  • Hastelloy B Any kind of C, G, N, W, etc.
  • the thickness of the substrate 1 may be appropriately adjusted according to the purpose, and is usually preferably 10 to 500 ⁇ m, and more preferably 20 to 200 ⁇ m.
  • the strength can be further improved, and by setting the upper limit value or less, the critical current density of the overall can be further improved.
  • the intermediate layer 2 controls the crystal orientation of the oxide superconducting layer 3 and prevents diffusion of metal elements in the base material 1 into the oxide superconducting layer 3. Further, the intermediate layer 2 functions as a buffer layer that alleviates the difference in physical properties (thermal expansion coefficient, lattice constant, etc.) between the base material 1 and the oxide superconducting layer 3.
  • the material is preferably a metal oxide whose physical properties are intermediate between the substrate 1 and the oxide superconducting layer 3.
  • preferred materials for the intermediate layer 2 include Gd 2 Zr 2 O 7 , MgO, ZrO 2 —Y 2 O 3 (YSZ), SrTiO 3 , CeO 2 , Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , Gd 2.
  • the intermediate layer 2 may be a single layer or a plurality of layers.
  • the layer made of the metal oxide preferably has crystal orientation, and when it is a plurality of layers, the outermost layer (layer closest to the superconducting layer 3) is at least It preferably has crystal orientation.
  • a bed layer may be interposed between the intermediate layer 2 and the substrate 1.
  • the bed layer has high heat resistance and is a layer for reducing interfacial reactivity, and is used for obtaining the orientation of a film disposed thereon.
  • a bed layer is arranged as necessary, and is made of, for example, yttria (Y 2 O 3 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 , also referred to as “alumina”), or the like. Is done.
  • This bed layer is formed by, for example, a film forming method such as a sputtering method. The thickness is, for example, 10 to 200 nm.
  • the diffusion prevention layer is a layer formed to prevent the diffusion of the constituent elements of the substrate 1 and is made of silicon nitride (Si 3 N 4 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), rare earth metal oxide, or the like.
  • the thickness is, for example, 10 to 400 nm. Note that since the crystallinity of the diffusion preventing layer is not questioned, it may be formed by a film forming method such as a normal sputtering method.
  • the intermediate layer 2 may adopt a multi-layer structure in which a cap layer is further laminated on the metal oxide layer.
  • the cap layer has a function of controlling the orientation of the superconducting layer 3, diffuses the elements constituting the oxide superconducting layer 3 into the intermediate layer 2, and uses a gas and an intermediate used when the oxide superconducting layer 3 is laminated. It has a function of suppressing the reaction with the layer 2 and the like.
  • the orientation is controlled by the metal oxide layer.
  • the cap layer is formed through a process of epitaxially growing on the surface of the metal oxide layer, and then growing the grains in the lateral direction (plane direction) (overgrowth) and selectively growing the crystal grains in the in-plane direction. Layer is preferred. Such a cap layer has a higher degree of in-plane orientation than the metal oxide layer.
  • the material of the cap layer is not particularly limited as long as it is a material that can exhibit the above functions. Preferred materials, specifically, CeO 2, Y 2 O 3 , Al 2 O 3, Gd 2 O 3, Zr 2 O 3, Ho 2 O 3, Nd 2 O 3 and the like.
  • the cap layer may include a Ce—M—O-based oxide in which part of Ce is substituted with another metal atom or metal ion.
  • the thickness of the intermediate layer 2 may be appropriately adjusted according to the purpose, but is usually 0.1 to 5 ⁇ m.
  • the thickness of the cap layer is usually 0.1 to 1.5 ⁇ m.
  • the intermediate layer 2 is formed by physical vapor deposition such as sputtering, vacuum vapor deposition, laser vapor deposition, electron beam vapor deposition, or ion beam assisted vapor deposition (hereinafter abbreviated as IBAD); chemical vapor deposition (CVD). ); Coating pyrolysis method (MOD method); lamination can be performed by a known method for forming an oxide thin film such as thermal spraying.
  • IBAD physical vapor deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • MOD method Coating pyrolysis method
  • lamination can be performed by a known method for forming an oxide thin film such as thermal spraying.
  • the metal oxide layer formed by the IBAD method is preferable in that the crystal orientation is high and the effect of controlling the crystal orientation of the oxide superconducting layer 3 and the cap layer is high.
  • the IBAD method is a method of orienting crystal axes by irradiating an ion beam at a predetermined angle with respect to a crystal deposition surface during deposition.
  • an argon (Ar) ion beam is used as the ion beam.
  • the intermediate layer 2 made of Gd 2 Zr 2 O 7 , MgO or ZrO 2 —Y 2 O 3 (YSZ) can reduce the value of ⁇ (FWHM: full width at half maximum) which is an index representing the degree of orientation in the IBAD method. Therefore, it is particularly suitable.
  • the oxide superconducting layer 3 a layer made of an oxide superconductor having a generally known composition can be widely applied.
  • the material of the oxide superconducting layer 3 is made of REBa 2 Cu 3 Oy (RE represents a rare earth element such as Y, La, Nd, Sm, Er, Gd), specifically, Y123 (YBa 2 Cu 3 Oy) or Gd123 (GdBa 2 Cu 3 Oy) can be exemplified.
  • the other of the oxide superconductor for example, may be used a layer formed of Bi 2 Sr 2 Ca n-1 Cu n O 4 + 2n + other oxides having high critical temperatures typified by compositions such as consisting of ⁇ superconductor Of course.
  • the oxide superconducting layer 3 is formed by physical vapor deposition such as sputtering, vacuum vapor deposition, laser vapor deposition, or electron beam vapor deposition; chemical vapor deposition (CVD); coating pyrolysis (MOD). Among them, the laser vapor deposition method is preferable.
  • the oxide superconducting layer 3 has a thickness of about 0.5 to 5 ⁇ m and preferably a uniform thickness.
  • the stabilizing base layer 4 laminated on the oxide superconducting layer 3 is formed as a layer made of a metal material having good conductivity and low contact resistance with the oxide superconducting layer 3 such as Ag or Au.
  • the reason why the stabilizing base layer 4 is made of Ag or Au is that it is difficult to escape the doped oxygen from the oxide superconducting layer 3 in the annealing step in which the oxide superconducting layer 3 is doped with oxygen, and it is eroded in an oxygen atmosphere. The point which has the property which is hard to be done can be mentioned.
  • a film forming method such as a sputtering method is employed, and the thickness thereof can be formed to about 1 to 30 ⁇ m.
  • the oxide superconducting laminate 5 having the structure shown in FIG. 1B covers and covers the upper surface of the oxide superconducting layer 3 with a stabilizing base layer 4 of Ag or Au. It is necessary to protect the oxide superconducting layer 3 with some kind of cover in consideration of the possibility that the superconducting properties may be deteriorated due to moisture entering the oxide superconducting layer 3.
  • the first solder layer 6 and a metal tape are wound around the peripheral surface of the oxide superconducting laminate 5 so as to cover the entire peripheral surface.
  • the oxide superconducting laminate 5 is configured such that the formed first stabilizing layer 7, the second solder layer 8, and the second stabilizing layer 9 formed by winding a metal tape are coated in this order.
  • Adopt a structure that covers the entire circumference.
  • the solder constituting the first solder layer 6 and the second solder layer 8 is not particularly limited, and a conventionally known solder can be used.
  • a conventionally known solder can be used.
  • Sn, Sn—Ag alloy, Sn—Bi alloy examples thereof include lead-free solder such as Sn—Cu based alloy and Sn—Zn based alloy, Pb—Sn based alloy solder, eutectic solder and low temperature solder.
  • solders can be used alone or in combination of two or more.
  • the thickness of the first solder layer 6 is not particularly limited and can be adjusted as appropriate. For example, it can be about 2 to 20 ⁇ m.
  • the kind of solder which comprises the 1st solder layer 6 and the 2nd solder layer 8, and the thickness of the 1st solder layer 6 and the 2nd solder layer 8 may be the same or different, and can be adjusted suitably. .
  • the first stabilizing layer 7 and the second stabilizing layer 9 are formed so that the current of the oxide superconducting layer 3 is converted together with the stabilizing base layer 4 when the oxide superconducting layer 3 attempts to transition from the superconducting state to the normal conducting state. It functions as a bypass to flow.
  • the first stabilization layer 7 and the second stabilization layer 9 are formed by winding a long metal tape around the outer periphery of the oxide superconducting laminate 5.
  • the metal tape for forming the first stabilization layer 7 and the second stabilization layer 9 is made of a highly conductive metal, such as Cu, brass (Cu—Zn alloy), a Cu alloy such as a Cu—Ni alloy, It is preferable to use a relatively inexpensive material such as stainless steel, and it is more preferable to use Cu because it has high conductivity and is inexpensive.
  • the thicknesses of the first stabilization layer 7 and the second stabilization layer 9 are not particularly limited and can be appropriately adjusted, but are preferably 12.5 to 300 ⁇ m. By setting the lower limit value or more, a higher effect of stabilizing the oxide superconducting layer 3 can be obtained, and by setting the upper limit value or less, the oxide superconducting wire 10 can be thinned. Note that the types of metals constituting the first stabilization layer 7 and the second stabilization layer 9 and the thicknesses of the first stabilization layer 7 and the second stabilization layer 9 may be the same or different. It can be adjusted.
  • the oxide superconducting wire 10 of the present embodiment includes a first solder layer 6, a first stabilizing layer 7, a second solder layer 8, and a second stabilizing so as to cover the outer peripheral surface of the oxide superconducting laminate 5. Since the layer 9 is formed, a configuration in which all side surfaces of the oxide superconducting laminate 5 including the oxide superconducting layer 3 are shielded from the outside can be realized. By adopting such a configuration, it is possible to suppress the penetration of moisture into the oxide superconducting layer 3 and prevent the oxide superconducting layer 3 from being damaged by moisture and degrading the superconducting characteristics. Further, in the conventional oxide superconducting wire 300 shown in FIG.
  • the oxide superconducting wire 10 of the present embodiment has a configuration in which the entire circumference of the outermost periphery is covered with the second stabilization layer 9 made of a metal tape. The solder layer is not corroded, and moisture permeation into the oxide superconducting layer 3 can be suppressed.
  • FIG. 1 A first Embodiment 2A to 2C are process explanatory views of the method for manufacturing an oxide superconducting wire according to the first embodiment of the present invention.
  • the above-described long oxide superconducting laminate 5 and the first stabilizing layer tape 11 having the first solder layer 6a formed on one surface of the metal tape 7a are prepared.
  • the material and thickness of the metal tape 7a are the same as those of the first metal stabilizing layer 7 of the oxide superconducting wire 10.
  • the solder constituting the first solder layer 6 a is the same as the first solder layer 6 of the oxide superconducting wire 10.
  • the first stabilization layer tape 11 is placed on the outer peripheral surface of the long oxide superconducting laminate 5, and the longitudinal direction of the oxide superconducting laminate 5 with the first solder layer 6 a inside. Winding is performed so that end portions in the width direction of the first stabilizing layer tape 11 of each turn adjacent to each other are in contact with each other (in the following description, such winding method is abbreviated as “butt wrap winding”).
  • butt wrap winding such winding method is abbreviated as “butt wrap winding”.
  • a second stabilizing layer tape 12 having a second solder layer 8a formed on one surface of the metal tape 9a is prepared.
  • the material and thickness of the metal tape 9a are the same as those of the second metal stabilizing layer 9 of the oxide superconducting wire 10.
  • the solder constituting the second solder layer 8 a is the same as the second solder layer 8 of the oxide superconducting wire 10.
  • the second stabilization layer 12 tape is applied to the outer peripheral surface of the composite 20 around which the first stabilization layer tape 11 is wound so as to cover the outer peripheral surface of the oxide superconducting laminate 5.
  • the second solder layer 8a is set on the inner side and wound by butt wrap winding.
  • the first stabilization layer tape 11a, 11b, 11c of each turn adjacent to each other in the longitudinal direction of the oxide superconducting laminate 5 of the composite 20 is covered with the contact portion 21 between the end portions in the width direction. 2 Wrap the stabilizing layer tape 12.
  • the second stabilization layer tape 12 by winding the second stabilization layer tape 12 around the composite 20, the second stabilization layer tapes 12a, 12b, 12c adjacent to each other in the longitudinal direction of the oxide superconducting laminate 5 are arranged without a gap.
  • the end portions of the adjacent second stabilizing layer tapes 12a, 12b, and 12c are in contact with each other.
  • the coated oxide superconducting laminate in which the first stabilizing layer tape 11 and the second stabilizing layer tape 12 are wound so as to cover the outer peripheral surface of the oxide superconducting laminate 5 is subjected to heat treatment and as necessary.
  • the pressure treatment By applying the pressure treatment, the first solder layer 6a and the second solder layer 8a are melted, and the metal tapes 7a and 9a are bonded to the outer peripheral surface of the oxide superconducting laminate 5 with sufficient bonding strength.
  • the first solder layer 6 and the first stabilization layer 7 formed from the first solder layer 6a of the first stabilization layer tape 11 and the metal tape 7a so as to cover the outer peripheral surface of the oxide superconducting laminate 5.
  • the second solder layer 8a of the second stabilization layer tape 12 and the second solder layer 8 and the second stabilization layer 9 formed of the metal tape 9a form an oxide superconducting wire 10 covered in this order. can do.
  • FIG. 2C is a cross-sectional view along the longitudinal direction of the oxide superconducting wire manufactured by the oxide superconducting wire manufacturing method of the present embodiment.
  • the first stabilization layer tapes 11a, 11b in the respective turns adjacent to the longitudinal direction of the oxide superconducting laminate 5 of the composite 20
  • the upper surface of the contact portion 21 is covered with the second solder layer 8 and the second stabilization layer 9 by winding the second stabilization layer tape 12 so as to cover the contact portion 21 between the end portions in the width direction of 11c. Therefore, the hermeticity (air tightness) of the oxide superconducting wire can be enhanced, and it is possible to further prevent moisture from entering from the outside through the contact portion 21 and damaging the oxide superconducting layer 3. it can.
  • the oxide superconducting wire manufacturing method of the present embodiment it is possible to provide an oxide superconducting wire that can prevent moisture from entering the oxide superconducting layer. Moreover, the manufacturing method of the oxide superconducting wire of this embodiment can manufacture an oxide superconducting wire more simply compared with the method of forming a stabilization layer by the conventional plating method. Furthermore, by adjusting the thickness of the metal tape, a stabilization layer having a desired thickness can be easily formed.
  • the superconducting wire manufacturing method according to the first embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this.
  • the oxide superconductivity is performed.
  • An oxide superconducting wire having a structure in which the outer peripheral surface of the laminated body 5 is covered with the first solder layer 6 and the first stabilization layer 7 can also be produced.
  • the oxide superconducting wire having such a configuration is configured such that all the side surfaces of the oxide superconducting laminate 5 including the oxide superconducting layer 3 are shielded from the outside. Since this can be realized, it is possible to suppress the penetration of moisture into the oxide superconducting layer 3 and prevent the oxide superconducting layer 3 from being damaged by moisture and degrading the superconducting characteristics.
  • [Second Embodiment] 3A to 3C are process explanatory views of a method for manufacturing an oxide superconducting wire according to the second embodiment of the present invention.
  • the first solder layer 6b was formed on one surface of the long oxide superconducting laminate 5 and the metal tape 7b, and the second solder layer 8b was formed on the other surface of the metal tape 7b.
  • a first stabilizing layer tape 13 is prepared.
  • the material and thickness of the metal tape 7b are the same as those of the first metal stabilizing layer 7 of the oxide superconducting wire 10.
  • the solder constituting the first solder layer 6b and the second solder layer 8b is the same as the first solder layer 6 and the second solder layer 8 of the oxide superconducting wire 10.
  • the first stabilization layer 13 tape is placed on the outer peripheral surface of the long oxide superconducting laminate 5, and the first solder layer 6 b is inside, and the length of the oxide superconducting laminate 5 is long. It winds by butt wrap winding so that the width direction edge parts of the 1st stabilization layer tape 13 of each turn adjacent to a direction may touch.
  • the first stabilization layer tapes 13a, 13b, 13c adjacent in the longitudinal direction of the oxide superconducting laminate 5 are The end portions of the adjacent first stabilizing layer tapes 13a, 13b, and 13c are in contact with each other.
  • a second stabilizing layer tape 9b made of a metal tape is prepared.
  • the material and thickness of the metal tape that is the second stabilization layer tape 9 b are the same as those of the second metal stabilization layer 9 of the oxide superconducting wire 10.
  • the second stabilization layer 9b tape is applied to the outer peripheral surface of the composite 30 around which the first stabilization layer tape 13 is wound so as to cover the outer peripheral surface of the oxide superconducting laminate 5. Wrap by butt wrap.
  • the first stabilization layer tape 13a, 13b, 13c of each turn adjacent to each other in the longitudinal direction of the oxide superconducting laminate 5 of the composite 20 is covered with the contact portions 21 between the end portions in the width direction.
  • the coated oxide superconducting laminate in which the first stabilizing layer tape 13 and the second stabilizing layer tape 9b are wound so as to cover the outer peripheral surface of the oxide superconducting laminate 5 is subjected to heat treatment and as necessary.
  • the pressure treatment By applying the pressure treatment, the first solder layer 6b and the second solder layer 8b are melted, and the metal tapes 7b and 9b are bonded to the outer peripheral surface of the oxide superconducting laminate 5 with sufficient bonding strength.
  • the oxide superconducting wire 10 in which the first stabilization layer 7 and the second solder layer 8 and the second stabilization layer 9 formed from the second stabilization layer tape 9b are coated in this order can be formed.
  • FIG. 3C is a cross-sectional view along the longitudinal direction of the oxide superconducting wire manufactured by the method of manufacturing an oxide superconducting wire according to the present embodiment.
  • the first stabilizing layer tapes 13a, 13b in the respective turns adjacent to the longitudinal direction of the oxide superconducting laminate 5 of the composite 30 are provided.
  • the 2nd stabilization layer tape 9b is wound so that the contact part 31 of the width direction edge parts of 13c may be covered.
  • the hermetic property (airtightness) of an oxide superconducting wire can be improved, and a water
  • the oxide superconducting wire manufacturing method of the present embodiment it is possible to provide an oxide superconducting wire that can prevent moisture from entering the oxide superconducting layer. Moreover, the manufacturing method of the oxide superconducting wire of this embodiment can manufacture an oxide superconducting wire more simply compared with the method of forming a stabilization layer by the conventional plating method. Furthermore, by adjusting the thickness of the metal tape, a stabilization layer having a desired thickness can be easily formed.
  • the first solder layer 6b is formed on one surface of the metal tape 7b, and the second solder layer 8b is formed on the other surface of the metal tape 7b.
  • the first stabilization layer tape 13 and the second stabilization layer tape 9b made of a metal tape are wound around the oxide superconducting laminate 5. Therefore, in this embodiment, if the first solder layer 6b and the second solder layer 8b are configured to be the same solder, the metal tape 7b is filled with the solder constituting the first solder layer 6b and the second solder layer 8b. Since the first stabilization layer tape 13 can be manufactured by immersing it in the solder bath, a simpler manufacturing method can be obtained.
  • the manufacturing method of the first embodiment described above is also simpler than the conventional plating method, but when the solder layer is formed only on one side of the metal tape, it is necessary to mask the other side of the metal tape.
  • the production method of this embodiment is easier to procure the stabilization layer tape than the production method of the first embodiment.
  • the oxide superconducting wire and the manufacturing method thereof according to the embodiment of the present invention have been described.
  • each part of the oxide superconducting wire is an example, and is appropriately changed without departing from the scope of the present invention.
  • the first solder layer 6, the first stabilization layer 7, the second solder layer 8, and the second stabilization layer 9 are formed so as to cover the entire peripheral surface of the oxide superconducting laminate 5.
  • the oxide superconducting wire 10 formed in this order is illustrated, the present invention is not limited to this, and the second solder layer 8 and the second stabilization layer 9 can be omitted.
  • the 1st stabilization layer tape 11 and the 2nd stabilization layer tape 12 in which the solder layer was formed in one surface of a metal tape or the 1st in which the solder layer was formed in both surfaces of a metal tape
  • the first solder layer 6 may be formed by immersing the oxide superconducting laminate 5 in a solder bath, or the composite 20 in which the first stabilizing layer tape 11 is wound around the oxide superconducting laminate 5.
  • the second solder layer 8 may be formed by dipping in a solder bath.
  • Example 2 An intermediate layer of Gd 2 Zr 2 O 7 (GZO) having a thickness of 1.2 ⁇ m by an IBAD method on a metal substrate made of Hastelloy C276 (trade name, manufactured by Haynes, USA) having a width of 10 mm and a thickness of 0.1 mm. Formed. Further, a cap layer made of CeO 2 having a thickness of 1.0 ⁇ m was formed on the intermediate layer by the PLD method. Next, an oxide superconducting layer having a composition of GdBa 2 Cu 3 O 7-x having a thickness of 1.0 ⁇ m was formed on the cap layer by the PLD method.
  • GZO Gd 2 Zr 2 O 7
  • an Ag stabilizing base layer having a thickness of 10 ⁇ m was formed on the oxide superconducting layer by sputtering.
  • a first stabilization layer tape in which a 5 ⁇ m thick tin solder layer was formed on one surface of a 20 ⁇ m thick Cu tape was prepared, and on the outer peripheral surface of the oxide superconducting laminate produced above, As shown in 2A, it was wound with the solder side inside.
  • a second stabilization layer tape having a 5 ⁇ m thick tin solder layer formed on one surface of a 20 ⁇ m thick Cu tape was prepared, and the oxide superconducting laminate in which the first solder layer tape was wound was prepared.
  • the second stabilization layer tape was wound around the outer peripheral surface so that the solder layer was inside and the contact portion of each turn of the first stabilization layer tape was covered as shown in FIG. 2B.
  • the coated oxide superconducting laminate around which the first stabilizing layer tape and the second stabilizing layer tape are wound so as to cover the outer peripheral surface of the oxide superconducting laminate is heated at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder.
  • a solder layer first solder layer
  • a Cu layer first stabilization layer
  • a solder layer second solder layer
  • a Cu layer The oxide superconducting wire having the structure shown in FIG. 1A was formed in the order of the second solder layer.
  • the obtained oxide superconducting wire had a critical current value Ic of 100 A, and an oxide superconducting wire could be produced without degrading the superconducting properties of the oxide superconducting laminate.
  • the prepared oxide superconducting wire was held in an atmosphere of temperature 123 ° C. and humidity 85% for 300 hours, and then the superconducting property of the oxide superconducting wire was measured.
  • the critical current value Ic was 100 A, and the superconducting property deteriorated. It wasn't.
  • the present invention can be used for oxide superconducting wires used in various power devices such as superconducting motors and current limiters.

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Abstract

　この酸化物超電導線材は、基材と、前記基材上に設けられた中間層と、前記中間層上に設けられた酸化物超電導層と、前記酸化物超電導層上に設けられた安定化基層と、を備える酸化物超電導積層体と；前記酸化物超電導積層体の外周面全体を覆う第１半田層と；前記第１半田層の外周面全体を覆うように金属テープの巻きつけにより形成された第１安定化層と；を備える。

Description

酸化物超電導線材およびその製造方法
　本発明は、超電導電力ケーブル、超電導マグネット、超電導エネルギー貯蔵装置、超電導発電装置、医療用ＭＲＩ装置、超電導電流リードなどへの応用開発が進められている長尺状の酸化物超電導線材とその製造方法に関する。
　本願は、２０１０年９月２４日に、日本に出願された特願２０１０－２１３８２７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　近年になって発見されたＲＥ－１２３系酸化物超電導体（ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－Ｘ：ＲＥはＹを含む希土類元素）は、液体窒素の温度以上の温度で超電導性を示し、電流損失が低いため、実用上極めて有望な素材である。この酸化物超電導体を線材に加工して電力供給用の導体あるいは磁気コイル等として使用することが要望されている。この酸化物超電導体を線材に加工するための方法として、強度が高く、耐熱性もあり、線材に加工することが容易な金属を長尺のテープ状に加工し、この金属基材テープ上に酸化物超電導層を形成する方法が研究されている。
　更に、酸化物超電導体は電気的異方性を有しているので、基材上に酸化物超電導層を形成する場合、結晶の配向制御を行う必要がある。その方法の一例として、基材上に中間層を介して酸化物超電導層を積層する技術が知られている。この中間層を利用する技術の一例として、イオンビームアシスト蒸着法（ＩＢＡＤ法：Ion Beam Assisted Deposition）が知られている。この方法は、スパッタリング法によりターゲットから叩き出した構成粒子を基材上に堆積させる際、イオン銃から発生されたアルゴンイオン等を同時に斜め方向（例えば、４５度方向）から照射しながら中間層を堆積させる方法として知られている。
　このＩＢＡＤ法によれば、高い２軸配向性を示す中間層を基材上に成膜できるので、この中間層上に酸化物超電導薄膜を形成することにより、超電導特性の優れた酸化物超電導導体を得ることができる。
　前記酸化物超電導導体では、酸化物超電導層上に、薄い銀の保護層（薄い安定化層）を形成し、その上に銅などの良導電性金属材料からなる厚い安定化層を設けた２層構造の安定化層を積層する構造が採用されている（例えば、下記特許文献１参照）。
　Ｃｕの安定化層は、酸化物超電導層が超電導状態から常電導状態に遷移しようとしたとき、前記酸化物超電導層の電流を転流させるバイパスとして機能させるために設けられている。
　また、酸化物超電導導体を金属テープで挟み、前記金属テープ同士の間を半田などの接合部材で充填して接合する構造が知られている（下記特許文献２、３参照）。さらに、酸化物超電導導体に巻きつけた導体箔を半田などの封孔剤でコーティングする構成が知られている（下記特許文献４参照）。
日本国特開平７－７３７５８号公報 日本国特表２００３－５０５８４８号公報 日本国特開２００８－２４３５８８号公報 日本国特表２００９－５０３７９４号公報
　安定化層として用いられるＣｕは、通電時もしくは事故時に酸化物超電導層が超電導状態から常電導状態に遷移しようとしたとき、前記酸化物超電導層の電流を転流させるバイパスとして機能させるために、通常、２０μｍ～１５０μｍの厚みが必要とされる。Ｃｕの安定化層の厚さは、超電導線材の使用温度や、超電導線材に流れる電流、クエンチ（常電導転移）が発生したときの検知システムなどにより必要とされる厚さが異なる。薄いＣｕの安定化層の形成方法としてはメッキ法などが知られているが、メッキは電解を使った結晶成長であるためプロセスに時間がかかり、厚いＣｕの安定化層を形成する場合には生産性に問題がある。
　図４は、従来の酸化物超電導導体の一構成例を示す模式図である。図４に示す酸化物超電導導体２００は、ハステロイテープなどの長尺状の基材２０１上にＩＢＡＤ法などにより形成された中間層２０２と、ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－Ｘ（ＲＥはＹを含む希土類元素）からなる酸化物超電導体からなる酸化物超電導層２０３と、良導電性の安定化層２０４とが順次積層されて構成されている。しかしながら、このような構成の酸化物超電導導体２００では、水分によりダメージを受けやすい超電導層２０３の側面が外部に露呈しているため、水分が浸入することにより超電導特性の低下を引き起こす虞がある。
　上記特許文献２、３に記載の技術では、酸化物超電導導体が半田フィレットなどによりカプセル化されるため、酸化物超電導層の側面は外部に露呈されない構造となっている。図５に、このような構造の酸化物超電導線材３００の概略構成図を示す。図５に示す酸化物超電導線材３００は、酸化物超電導導体３０１が、Ｃｕなどの金属テープ３０２、３０２で挟みこまれ、この金属テープ３０２同士の間にＳｎ合金の半田３０３が充填されて構成されている。このような構成の酸化物超電導線材３００の端部では、Ｃｕなどの金属テープ３０２とＰｂなどを含むＳｎ合金の半田３０３とが同一表面に存在している。このため、金属テープ３０２と半田３０３とを含む線材側面に水滴Ｗが付着した場合、水滴Ｗを介して金属テープ３０２のＣｕと半田３０３のＳｎとで電池を形成し、半田３０３のＳｎが水滴Ｗに溶け出して、半田３０３が優先的に腐食されてしまう場合がある。したがって、このように酸化物超電導導体を半田フィレットなどによりカプセル化する方法でも、水分から酸化物超電導導体を保護する方法としては十分ではない。
　本発明は、以上のような従来の実情に鑑みなされたものであり、酸化物超電導層への水分の浸入を抑えることができる酸化物超電導線材、及び前記超電導線材を簡便に製造できる酸化物超電導線材の製造方法の提供を目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用した。
　本発明の一態様に係る酸化物超電導線材は、基材と、前記基材上に設けられた中間層と、前記中間層上に設けられた酸化物超電導層と、前記酸化物超電導層上に設けられた安定化基層と、を備える酸化物超電導積層体と；前記酸化物超電導積層体の外周面全体を覆う第１半田層と；前記第１半田層の外周面全体を覆うように金属テープの巻きつけにより形成された第１安定化層と；を備える。
　前記第１安定化層の外周面全体を覆う第２半田層と；前記第２半田層の外周面全体を覆うように金属テープの巻きつけにより形成された第２安定化層と；をさらに備えていてもよい。
　前記第１安定化層は、前記酸化物超電導積層体の長手方向に前記金属テープ同士が隣接するように複数回巻きつけることにより形成され、前記第２安定化層は、前記第１安定化層の前記金属テープの幅方向の端部同士が接触する接触部を覆うように形成されていてもよい。
　本発明の別の態様に係る酸化物超電導線材の製造方法は、酸化物超電導線材の製造方法であって、基材と、前記基材上に設けられた中間層と、前記中間層上に設けられた酸化物超電導層と、前記酸化物超電導層上に設けられた安定化基層と、を備える酸化物超電導積層体を準備し、金属テープの少なくとも一方の面に第１半田層が形成された第１安定化層テープを準備し、前記第１安定化層テープを、前記酸化物超電導積層体の外周面に、前記酸化物超電導積層体の長手方向に前記第１安定化層テープ同士が隣接し、前記第１安定化層テープの幅方向端部同士が接するように複数回巻きつけること（突合せラップ巻き）により、前記第１半田層および第１安定化層を形成する。
　金属テープの一方の面に第２半田層が形成された第２安定化層テープを準備し、前記第１半田層および前記第１安定化層を形成した後、前記第２安定化層テープを、前記第１安定化層の外周面に、前記酸化物超電導積層体の長手方向に前記第２安定化層テープが隣接し、前記第２安定化層テープの幅方向端部同士が接するように複数回巻きつけること（突合せラップ巻き）により、前記第２半田層および第２安定化層を形成してもよい。
　前記金属テープの一方の面に前記第１半田層が形成され、且つ前記金属テープの他方の面に第２半田層が形成された前記第１安定化層テープを準備し、前記第１安定化層テープを、前記酸化物超電導積層体の外周面に、前記酸化物超電導積層体の長手方向に前記第１安定化層テープ同士が隣接し、前記第１安定化層テープの幅方向端部同士が接するように複数回巻きつけること（突合せラップ巻き）により、前記第１半田層と前記第１安定化層と前記第２半田層とを形成し、金属テープよりなる第２安定化層テープを準備し、前記第１半田層と前記第１安定化層と前記第２半田層とを形成した後、前記第２安定化層テープを、前記第２半田層の外周面に、前記酸化物超電導積層体の長手方向に前記第２安定化層テープ同士が隣接し、前記第２安定化層テープの幅方向端部同士が接するように複数回巻きつけること（突合せラップ巻き）により、第２安定化層を形成してもよい。
　前記酸化物超電導積層体の長手方向に隣接する前記第１安定化層テープの幅方向端部同士の接触部を覆うように、前記第２安定化層テープを巻きつけてもよい。
　上記本発明の一態様に係る酸化物超電導線材は、酸化物超電導積層体の外周面全体を覆うように、第１半田層と、金属テープにより形成された第１安定化層とが、この順に被覆されてなる構成とした。これにより、上記本発明の一態様に係る酸化物超電導線材は、最外周の全周が金属テープよりなる安定化層により被覆されている構成であるため、水滴などが付着した場合にも、半田層が腐食されることがなく、酸化物超電導層への水分の浸入を抑えることができる。
　また、上記本発明の一態様に係る酸化物超電導線材において、酸化物超電導積層体の外周面を覆うように第１半田層、第１安定化層、第２半田層、第２安定化層が形成されている構成を採用するならば、酸化物超電導層を含む酸化物超電導積層体の側面全てが外部から遮蔽された構成が実現できる。このような構成を採用することで、酸化物超電導層への水分の浸入を抑え、酸化物超電導層が水分によりダメージを受けて超電導特性が劣化することを防ぐことができる。
　さらに、上記本発明の一態様に係る酸化物超電導線材において、金属テープが巻きつけられてなる第１安定化層の各ターンの接触部を覆うように、金属テープを巻きつけて第２安定化層が形成される構成を採用するならば、酸化物超電導線材のハーメチック性（気密性）を高めることができ、酸化物超電導層が水分によりダメージを受けることをより一層抑止することができる。
　上記本発明の別の態様に係る酸化物超電導線材の製造方法によれば、酸化物超電導層へ水分が浸入することを抑止できる酸化物超電導線材を提供することができる。また、上記本発明の別の態様に係る酸化物超電導線材の製造方法は、従来のメッキ法により安定化層を形成する方法と比較して、より簡便に酸化物超電導線材を製造することができる。さらに、金属テープの厚さを調整することにより、簡便に所望の厚さの安定化層を形成することができる。
　また、上記本発明の別の態様に係る酸化物超電導線材の製造方法において、金属テープの一方の面に第１半田層が形成され、且つ前記金属テープの他方の面に第２半田層が形成された第１安定化層テープと、金属テープよりなる第２安定化層テープを酸化物超電導積層体に順に巻きつける構成を採用するならば、金属テープを半田浴に浸漬させることにより第１安定化層テープを製造することができるため、より簡便な製造方法とすることができる。
　さらに、上記本発明の別の態様に係る酸化物超電導線材の製造方法において、酸化物超電導積層体の長手方向に隣接する各ターンの第１安定化層テープの接触部を覆うように、第２安定化層テープを巻きつける構成を採用するならば、ハーメチック性（気密性）が高く、酸化物超電導層が水分によりダメージを受けることをより一層抑止可能な酸化物超電導線材を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る酸化物超電導線材を示す概略断面図である。 図１Ａに示す酸化物超電導線材に組み込まれている酸化物超電導積層体の概略断面図である。 本発明の第１実施形態に係る酸化物超電導線材の製造方法の工程説明図である。 同工程説明図である。 同工程説明図である。 本発明の第２実施形態に係る酸化物超電導線材の製造方法の工程説明図である。 同工程説明図である。 同工程説明図である。 従来の酸化物超電導線材の構造の一例を示す模式図である。 従来の酸化物超電導線材の構造の一例において、水分による腐食の様子を説明するための模式図である。
　以下、本発明の一実施形態に係る酸化物超電導線材を図面に基づいて説明する。
　図１Ａは、本発明の一実施形態に係る酸化物超電導線材を模式的に示す概略斜視図である。図１Ｂは、図１Ａに示す酸化物超電導線材に組み込まれている酸化物超電導積層体の概略構成図である。
　図１Ｂに示す酸化物超電導積層体５は、長尺テープ状の基材１の上に、中間層２と酸化物超電導層３と安定化基層４とを積層して形成されている。この酸化物超電導積層体５を中心部に備え、その全周面を覆うように第１半田層６と金属テープよりなる第１安定化層７が形成されている。この第１安定化層７の全周面を覆うように第２半田層８と金属テープよりなる第２安定化層９が形成されている。このようにして、酸化物超電導線材１０が構成されている。
　基材１は、通常の超電導線材の基材として使用し得る基材であれば良く、長尺のプレート状、シート状又はテープ状であることが好ましく、耐熱性の金属からなる基材が好ましい。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。中でも、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。
　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オーバーオールの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、酸化物超電導層３の結晶配向性を制御し、基材１中の金属元素の酸化物超電導層３への拡散を防止する。さらに、中間層２は、基材１と酸化物超電導層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する。その材質は、物理的特性が基材１と酸化物超電導層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。
　中間層２と基材１との間には、ベッド層が介在されていてもよい。ベッド層は、耐熱性が高く、界面反応性を低減するための層であり、その上に配される膜の配向性を得るために用いられる。このようなベッド層は、必要に応じて配され、例えば、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、「アルミナ」とも呼ぶ）等から構成される。このベッド層は、例えば、スパッタリング法等の成膜法により形成される。その厚さは、例えば、１０～２００ｎｍである。
　さらに、本実施形態においては、基材１とベッド層との間に拡散防止層が介在された構造を採用しても良い。拡散防止層は、基材１の構成元素拡散を防止するために形成された層で、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、あるいは希土類金属酸化物等から構成される。その厚さは、例えば、１０～４００ｎｍである。なお、拡散防止層の結晶性は問われないので、通常のスパッタ法等の成膜法により形成すればよい。
　このように基材１とベッド層との間に拡散防止層を介在させることにより、後述する中間層２や酸化物超電導層３等の他の層を形成する際に、必然的に加熱されたり、熱処理される結果として熱履歴を受ける場合に、基材１の構成元素の一部がベッド層を介して酸化物超電導層３側に拡散することを効果的に抑制することができる。基材１とベッド層との間に拡散防止層を介在させる場合の例としては、拡散防止層としてＡｌ２Ｏ３、ベッド層としてＹ２Ｏ３を用いる組み合わせを例示することができる。
　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を採用しても良い。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、酸化物超電導層３を構成する元素の中間層２への拡散や、酸化物超電導層３を積層する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。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層が好ましい。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材質であれば、特に限定されない。好ましい材質として、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蒸着法（以下、ＩＢＡＤ法と略記する）等の物理的蒸着法；化学気相成長法（ＣＶＤ法）；塗布熱分解法（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、酸化物超電導層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。
　酸化物超電導層３は、通常知られている組成の酸化物超電導体からなる層を広く適用することができる。酸化物超電導層３の材質は、ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏｙ（ＲＥはＹ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｒ、Ｇｄ等の希土類元素を表す）からなる材質、具体的には、Ｙ１２３（ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｙ）又はＧｄ１２３（ＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏｙ）を例示することができる。また、その他の酸化物超電導体、例えば、Ｂｉ２Ｓｒ２Ｃａｎ－１ＣｕｎＯ４＋２ｎ＋δからなる組成等に代表される臨界温度の高い他の酸化物超電導体からなる層を用いても良いのは勿論である。
　酸化物超電導層３は、スパッタ法、真空蒸着法、レーザ蒸着法、電子ビーム蒸着法等の物理的蒸着法；化学気相成長法（ＣＶＤ法）；塗布熱分解法（ＭＯＤ法）等で積層でき、なかでもレーザ蒸着法が好ましい。
　酸化物超電導層３の厚みは、０．５～５μｍ程度であって、均一な厚みであることが好ましい。
　酸化物超電導層３の上に積層されている安定化基層４は、ＡｇまたはＡｕなどの良導電性かつ酸化物超電導層３と接触抵抗が低くなじみの良い金属材料からなる層として形成される。
　なお、安定化基層４をＡｇまたはＡｕから構成する理由として、酸化物超電導層３に酸素をドープするアニール工程においてドープした酸素を酸化物超電導層３から逃避し難くする性質および酸素雰囲気下で侵されにくい性質を有する点を挙げることができる。ＡｇまたはＡｕの安定化基層４を成膜するには、スパッタ法などの成膜法を採用し、その厚さを１～３０μｍ程度に形成できる。
　図１Ｂに示す構造の酸化物超電導積層体５は、酸化物超電導層３の上面をＡｇまたはＡｕの安定化基層４で覆ってカバーしているが、酸化物超電導層３の両側面側は特に保護されておらず、露出されており、酸化物超電導層３に水分が浸入して超電導特性が劣化するおそれがあることを考慮し、何らかのカバーで保護する必要がある。
　本実施形態においては、酸化物超電導層３を保護するために、酸化物超電導積層体５の周面側に前記周面全体を覆うように、第１半田層６と、金属テープの巻きつけにより形成された第１安定化層７と、第２半田層８と、金属テープの巻きつけにより形成された第２安定化層９とが、この順に被覆されてなる構成として酸化物超電導積層体５の全周をカバーする構造を採用する。
　第１半田層６および第２半田層８を構成する半田としては、特に限定されず、従来公知の半田を使用することができ、例えば、Ｓｎ、Ｓｎ－Ａｇ系合金、Ｓｎ－Ｂｉ系合金、Ｓｎ－Ｃｕ系合金、Ｓｎ－Ｚｎ系合金などの鉛フリー半田、Ｐｂ－Ｓｎ系合金半田、共晶半田、低温半田などが挙げられる。また、これらの半田を１種または２種以上組み合わせて使用することができる。これらの中でも、融点が３００℃以下の半田を用いることが好ましい。これにより、３００℃以下の温度で半田付けすることが可能となるので、半田付けの熱によって酸化物超電導層３の特性が劣化することを抑止することができる。第１半田層６の厚さは、特に限定されず、適宜調整可能であるが、例えば、２～２０μｍ程度とすることができる。なお、第１半田層６および第２半田層８を構成する半田の種類や、第１半田層６および第２半田層８の厚さは、同一でも異なっていてもよく、適宜調整可能である。
　第１安定化層７および第２安定化層９は、酸化物超電導層３が超電導状態から常電導状態に遷移しようとしたときに、安定化基層４とともに、酸化物超電導層３の電流が転流するバイパスとして機能する。第１安定化層７および第２安定化層９は、長尺の金属テープを酸化物超電導積層体５の外周側に巻きつけることにより形成されている。第１安定化層７および第２安定化層９を形成する金属テープは、良導電性の金属から形成されており、Ｃｕ、黄銅（Ｃｕ－Ｚｎ合金）、Ｃｕ－Ｎｉ合金等の銅合金、ステンレス等の比較的安価な材質を用いることが好ましく、中でも高い導電性を有し、安価であることがらＣｕを用いることがより好ましい。第１安定化層７および第２安定化層９の厚さは、特に限定されず、適宜調整可能であるが、１２．５～３００μｍとすることが好ましい。下限値以上とすることにより酸化物超電導層３を安定化する一層高い効果が得られ、上限値以下とすることにより酸化物超電導線材１０を薄型化できる。なお、第１安定化層７および第２安定化層９を構成する金属の種類や、第１安定化層７および第２安定化層９の厚さは、同一でも異なっていてもよく、適宜調整可能である。
　本実施形態の酸化物超電導線材１０は、酸化物超電導積層体５の外周面を覆うように第１半田層６と、第１安定化層７と、第２半田層８と、第２安定化層９とが形成されている構成であるため、酸化物超電導層３を含む酸化物超電導積層体５の側面全てが外部から遮蔽された構成が実現できる。このような構成にすることで、酸化物超電導層３への水分の浸入を抑え、酸化物超電導層３が水分によりダメージを受けて超電導特性が劣化することを防ぐことができる。
　また、図５に示す従来の酸化物超電導線材３００では、前記線材に水滴Ｗが付着した場合に、水滴Ｗを介して半田３０３と金属テープ３０２とで電池を形成し、半田３０３が腐食されてしまう場合があった。これに対し、本実施形態の酸化物超電導線材１０は、最外周の全周が金属テープよりなる第２安定化層９により被覆されている構成であるため、水滴などが付着した場合にも、半田層が腐食されることがなく、酸化物超電導層３への水分の浸入を抑えることができる。
　次に、本発明の実施形態に係る酸化物超電導線材１０の製造方法を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
　図２Ａ～図２Ｃは、本発明の第１実施形態に係る酸化物超電導線材の製造方法の工程説明図である。
　まず、前述した長尺の酸化物超電導積層体５と、金属テープ７ａの一方の面に第１半田層６ａが形成された第１安定化層テープ１１を準備する。金属テープ７ａの材質および厚さとしては、前記酸化物超電導線材１０の第１金属安定化層７と同様である。また、第１半田層６ａを構成する半田も、前記酸化物超電導線材１０の第１半田層６と同様である。
　次いで、図２Ａに示すように、長尺の酸化物超電導積層体５の外周面に、第１安定化層テープ１１を、第１半田層６ａを内側にして、酸化物超電導積層体５の長手方向に隣接する各ターンの第１安定化層テープ１１の幅方向端部同士が接するように巻きつける（以下の説明において、このような巻きつけ方を「突合せラップ巻き」と略称する）。このように第１安定化層テープ１１を酸化物超電導積層体５に巻きつけることにより、酸化物超電導積層体５の長手方向に隣接する各第１安定化層テープ１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、隙間無く配置され、隣接する第１安定化層テープ１１ａ、１１ｂ、１１ｃの端部同士が接触した状態となる。
　続いて、金属テープ９ａの一方の面に第２半田層８ａが形成された第２安定化層テープ１２を準備する。金属テープ９ａの材質および厚さとしては、前記酸化物超電導線材１０の第２金属安定化層９と同様である。また、第２半田層８ａを構成する半田も、前記酸化物超電導線材１０の第２半田層８と同様である。
　その後、図２Ｂに示すように、酸化物超電導積層体５の外周面を覆うように第１安定化層テープ１１が巻きつけられた複合体２０の外周面に、第２安定化層１２テープを、第２半田層８ａを内側にして、突合せラップ巻きにより巻きつける。この際、複合体２０の酸化物超電導積層体５の長手方向に隣接する各ターンの各第１安定化層テープ１１ａ、１１ｂ、１１ｃの幅方向端部同士の接触部２１を覆うように、第２安定化層テープ１２を巻きつける。
　このように第２安定化層テープ１２を複合体２０に巻きつけることにより、酸化物超電導積層体５の長手方向に隣接する各第２安定化層テープ１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、隙間無く配置され、隣接する第２安定化層テープ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの端部同士が接触した状態となる。
　次に、酸化物超電導積層体５の外周面を覆うように第１安定化層テープ１１および第２安定化層テープ１２が巻きつけられた被覆酸化物超電導積層体に、加熱処理及び必要に応じて加圧処理を施すことにより、第１半田層６ａおよび第２半田層８ａが溶融して酸化物超電導積層体５の外周面に金属テープ７ａ、９ａが十分な接合強度で接合される。これにより、酸化物超電導積層体５の外周面を覆うように、第１安定化層テープ１１の第１半田層６ａおよび金属テープ７ａより形成された第１半田層６および第１安定化層７と、第２安定化層テープ１２の第２半田層８ａおよび金属テープ９ａより形成された第２半田層８および第２安定化層９とが、この順に被覆された酸化物超電導線材１０を形成することができる。
　図２Ｃは、本実施形態の酸化物超電導線材の製造方法により製造された酸化物超電導線材の長手方向に沿った断面図である。図２Ｃに示すように、本実施形態の酸化物超電導線材の製造方法において、複合体２０の酸化物超電導積層体５の長手方向に隣接する各ターンの各第１安定化層テープ１１ａ、１１ｂ、１１ｃの幅方向端部同士の接触部２１を覆うように、第２安定化層テープ１２を巻きつけることにより、接触部２１の上面は第２半田層８および第２安定化層９により覆われるため、酸化物超電導線材のハーメチック性（気密性）を高めることができ、外部より水分などが接触部２１を介して浸入し、酸化物超電導層３にダメージを与えることをより一層抑止することができる。
　本実施形態の酸化物超電導線材の製造方法によれば、酸化物超電導層の水分が浸入することを抑止できる酸化物超電導線材を提供することができる。また、本実施形態の酸化物超電導線材の製造方法は、従来のメッキ法により安定化層を形成する方法と比較して、より簡便に酸化物超電導線材を製造することができる。さらに、金属テープの厚さを調整することにより、簡便に所望の厚さの安定化層を形成することができる。
　以上、本発明の第１実施形態に係る超電導線材の製造方法について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図２Ａに示すように酸化物超電導積層体５の外周面を覆うように第１安定化層テープ１１を巻きつけた後に、加熱及び必要に応じて加圧を行うことで、酸化物超電導積層体５の外周面が第１半田層６と第１安定化層７により被覆された構造の酸化物超電導線材を作製することもできる。このような構成の酸化物超電導線材も、上記第１実施形態の酸化物超電導線材１０と同様に、酸化物超電導層３を含む酸化物超電導積層体５の側面全てが外部から遮蔽された構成が実現できるため、酸化物超電導層３への水分の浸入を抑え、酸化物超電導層３が水分によりダメージを受けて超電導特性が劣化することを防ぐことができる。
［第２実施形態］
　図３Ａ～図３Ｃは、本発明の第２実施形態に係る酸化物超電導線材の製造方法の工程説明図である。
　まず、前述した長尺の酸化物超電導積層体５と、金属テープ７ｂの一方の面に第１半田層６ｂが形成され、且つ金属テープ７ｂの他方の面に第２半田層８ｂが形成された第１安定化層テープ１３を準備する。金属テープ７ｂの材質および厚さとしては、前記酸化物超電導線材１０の第１金属安定化層７と同様である。また、第１半田層６ｂおよび第２半田層８ｂを構成する半田も、前記酸化物超電導線材１０の第１半田層６および第２半田層８と同様である。
　次いで、図３Ａに示すように、長尺の酸化物超電導積層体５の外周面に、第１安定化層１３テープを、第１半田層６ｂを内側にして、酸化物超電導積層体５の長手方向に隣接する各ターンの第１安定化層テープ１３の幅方向端部同士が接するように突合せラップ巻きにより巻きつける。このように第１安定化層テープ１３を酸化物超電導積層体５に巻きつけることにより、酸化物超電導積層体５の長手方向に隣接する各第１安定化層テープ１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、隙間無く配置され、隣接する第１安定化層テープ１３ａ、１３ｂ、１３ｃの端部同士が接触した状態となる。
　続いて、金属テープよりなる第２安定化層テープ９ｂを準備する。第２安定化層テープ９ｂである金属テープの材質および厚さとしては、前記酸化物超電導線材１０の第２金属安定化層９と同様である。その後、図３Ｂに示すように、酸化物超電導積層体５の外周面を覆うように第１安定化層テープ１３が巻きつけられた複合体３０の外周面に、第２安定化層９ｂテープを、突合せラップ巻きにより巻きつける。この際、複合体２０の酸化物超電導積層体５の長手方向に隣接する各ターンの各第１安定化層テープ１３ａ、１３ｂ、１３ｃの幅方向端部同士の接触部２１を覆うように、第２安定化層テープ９ｂを巻きつける。
　このように第２安定化層テープ９ｂを複合体３０に巻きつけることにより、酸化物超電導積層体５の長手方向に隣接する各第２安定化層テープ１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、隙間無く配置され、隣接する第２安定化層テープ１３ａ、１３ｂ、１３ｃの端部同士が接触した状態となる。
　次に、酸化物超電導積層体５の外周面を覆うように第１安定化層テープ１３および第２安定化層テープ９ｂが巻きつけられた被覆酸化物超電導積層体に、加熱処理及び必要に応じて加圧処理を施すことにより、第１半田層６ｂおよび第２半田層８ｂが溶融して酸化物超電導積層体５の外周面に金属テープ７ｂ、９ｂが十分な接合強度で接合される。これにより、酸化物超電導積層体５の外周面を覆うように、第１安定化層テープ１３の第１半田層６ｂおよび金属テープ７ｂならびに第２半田層８ｂより形成された第１半田層６および第１安定化層７ならびに第２半田層８と、第２安定化層テープ９ｂより形成された第２安定化層９とが、この順に被覆された酸化物超電導線材１０を形成することができる。
　図３Ｃは、本実施形態の酸化物超電導線材の製造方法により製造された酸化物超電導線材の長手方向に沿った断面図である。図３Ｃに示すように、本実施形態の酸化物超電導線材の製造方法において、複合体３０の酸化物超電導積層体５の長手方向に隣接する各ターンの各第１安定化層テープ１３ａ、１３ｂ、１３ｃの幅方向端部同士の接触部３１を覆うように、第２安定化層テープ９ｂを巻きつける。これにより、接触部３１の上面は第２安定化層９ｂにより覆われるため、酸化物超電導線材のハーメチック性（気密性）を高めることができ、外部より水分などが接触部３１を介して浸入し、酸化物超電導層３にダメージを与えることをより一層抑止することができる。
　本実施形態の酸化物超電導線材の製造方法によれば、酸化物超電導層の水分が浸入することを抑止できる酸化物超電導線材を提供することができる。また、本実施形態の酸化物超電導線材の製造方法は、従来のメッキ法により安定化層を形成する方法と比較して、より簡便に酸化物超電導線材を製造することができる。さらに、金属テープの厚さを調整することにより、簡便に所望の厚さの安定化層を形成することができる。
　また、本実施形態の酸化物超電導線材の製造方法は、金属テープ７ｂの一方の面に第１半田層６ｂが形成され、且つ金属テープ７ｂの他方の面に第２半田層８ｂが形成された第１安定化層テープ１３と、金属テープよりなる第２安定化層テープ９ｂを酸化物超電導積層体５に巻きつける構成とした。そのため、本実施形態において、第１半田層６ｂおよび第２半田層８ｂを同一の半田とする構成とするなら、金属テープ７ｂを第１半田層６ｂおよび第２半田層８ｂを構成する半田を満たした半田浴に浸漬させることにより第１安定化層テープ１３を製造することができるため、より簡便な製造方法とすることができる。前述した第１実施形態の製造方法も従来のメッキ法に比べて簡便であるが金属テープの片面のみに半田層を形成する場合は、金属テープの他方の面にマスキングを施す必要があるため、第１実施形態の製造方法よりも本実施形態の製造方法の方が、安定化層テープの調達がより簡便である。
　以上、本発明の実施形態に係る酸化物超電導線材およびその製造方法について説明したが、上記実施形態において、酸化物超電導線材の各部は一例であって、本発明の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施形態では、酸化物超電導積層体５の全周面を覆うように第１半田層６と、第１安定化層７と、第２半田層８と、第２安定化層９がこの順に形成された酸化物超電導線材１０を例示したが、本発明はこれに限定されず、第２半田層８と第２安定化層９を省略することも可能である。また、上記実施形態では、金属テープの一方の面に半田層が形成された第１安定化層テープ１１および第２安定化層テープ１２、または金属テープの両面に半田層が形成された第１安定化層テープ１３を使用して、第１半田層６および第２半田層８を形成する例を示したが、本発明はこれに限定されない。酸化物超電導積層体５を半田浴に浸漬させることにより第１半田層６を形成してもよいし、酸化物超電導積層体５に第１安定化層テープ１１が巻きつけられた複合体２０を半田浴に浸漬させることにより第２半田層８を形成してもよい。
　以下、実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されない。
「実施例」
　幅１０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのハステロイＣ２７６（米国ヘインズ社製商品名）製の金属基材の上に、ＩＢＡＤ法により１．２μｍ厚のＧｄ２Ｚｒ２Ｏ７（ＧＺＯ）なる組成の中間層を形成した。さらに、この中間層の上に、ＰＬＤ法により１．０μｍ厚のＣｅＯ２なる組成のキャップ層を成膜した。次に、このキャップ層の上にＰＬＤ法により１．０μｍ厚のＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－ｘなる組成の酸化物超電導層を形成した。さらに、この酸化物超電導層の上に、スパッタ法により１０μｍ厚のＡｇの安定化基層を形成した。得られた積層体を長手方向に沿って裁断することにより、幅５ｍｍ、長さ１０ｍ、臨界電流値Ｉｃ＝１００Ａの酸化物超電導積層体を作製した。
　次に、厚さ２０μｍのＣｕテープの一方の面に厚さ５μｍの錫半田層が形成された第１安定化層テープを準備し、上記で作製した酸化物超電導積層体の外周面に、図２Ａに示すように、半田側を内側にして巻きつけた。
　続いて、厚さ２０μｍのＣｕテープの一方の面に厚さ５μｍの錫半田層が形成された第２安定化層テープを準備し、第１半田層テープを巻きつけた酸化物超電導積層体の外周面に、半田層を内側にして、図２Ｂに示すように、第１安定化層テープの各ターンの接触部を覆うようにして、第２安定化層テープを巻きつけた。
　次に、酸化物超電導積層体の外周面を覆うように第１安定化層テープおよび第２安定化層テープが巻きつけられた被覆酸化物超電導積層体を、半田の融点以上の温度で加熱することにより、酸化物超電導積層体の外周面を覆うように、半田層（第１半田層）と、Ｃｕ層（第１安定化層）と、半田層（第２半田層）と、Ｃｕ層（第２半田層）とが順に形成された、図１Ａに示す構造の酸化物超電導線材を製造した。得られた酸化物超電導線材の臨界電流値Ｉｃは１００Ａであり、酸化物超電導積層体の超電導特性を劣化させることなく酸化物超電導線材を作製することができた。
　作製した酸化物超電導線材を、温度１２３℃、湿度８５％の雰囲気中で３００時間保持した後、酸化物超電導線材の超電導特性を測定したところ、臨界電流値Ｉｃは１００Ａであり超電導特性は劣化していなかった。
「比較例」
　上記実施例と同様の方法で、幅５ｍｍ、長さ１０ｍ、臨界電流値Ｉｃ＝１００Ａの酸化物超電導積層体を作製した。
　次いで、作製した酸化物超電導積層体を、図５に示すように、厚さ１００μｍのＣｕテープで挟み込み、このＣｕテープ同士の間に錫半田フィレットを充填して、酸化物超電導積層体を半田フィレットによりカプセル化した酸化物超電導線材を作製した。
　作製した酸化物超電導線材を、温度１２３℃、湿度８５％の雰囲気中で３００時間保持した後、酸化物超電導線材の超電導特性を測定したところ、臨界電流値Ｉｃがほぼ０Ａまで劣化していた。
　本発明は、例えば、超電導モータ、限流器など、各種電力機器に用いられる酸化物超電導線材に利用することができる。
　１　基材
　２　中間層
　３　酸化物超電導層
　４　安定化基層
　５　酸化物超電導積層体
　６　第１半田層
　７　第１安定化層
　８　第２半田層
　９　第２安定化層
　１０　酸化物超電導線材
　１１、１３　第１安定化層テープ
　１２、９ｂ　第２安定化層テープ

Claims (7)

  1. 　基材と、前記基材上に設けられた中間層と、前記中間層上に設けられた酸化物超電導層と、前記酸化物超電導層上に設けられた安定化基層と、を備える酸化物超電導積層体と；
    　前記酸化物超電導積層体の外周面全体を覆う第１半田層と；
    　前記第１半田層の外周面全体を覆うように金属テープの巻きつけにより形成された第１安定化層と；
    を備えることを特徴とする酸化物超電導線材。
  2. 　前記第１安定化層の外周面全体を覆う第２半田層と；
    　前記第２半田層の外周面全体を覆うように金属テープの巻きつけにより形成された第２安定化層と；
    をさらに備え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. 　前記第１安定化層は、前記酸化物超電導積層体の長手方向に前記金属テープ同士が隣接するように複数回巻きつけることにより形成され、
    　前記第２安定化層は、前記第１安定化層の前記金属テープの幅方向の端部同士が接触する接触部を覆うように形成される
    ことを特徴とする請求項２に記載の酸化物超電導線材。
  4. 　酸化物超電導線材の製造方法であって、
    　基材と、前記基材上に設けられた中間層と、前記中間層上に設けられた酸化物超電導層と、前記酸化物超電導層上に設けられた安定化基層と、を備える酸化物超電導積層体を準備し、
    　金属テープの少なくとも一方の面に第１半田層が形成された第１安定化層テープを準備し、
    　前記第１安定化層テープを、前記酸化物超電導積層体の外周面に、前記酸化物超電導積層体の長手方向に前記第１安定化層テープ同士が隣接し、前記第１安定化層テープの幅方向端部同士が接するように複数回巻きつけることにより、前記第１半田層および第１安定化層を形成する
    ことを特徴とする酸化物超電導線材の製造方法。
  5. 　金属テープの一方の面に第２半田層が形成された第２安定化層テープを準備し、
    　前記第１半田層および前記第１安定化層を形成した後、前記第２安定化層テープを、前記第１安定化層の外周面に、前記酸化物超電導積層体の長手方向に前記第２安定化層テープ同士が隣接し、前記第２安定化層テープの幅方向端部同士が接するように複数回巻きつけることにより、前記第２半田層および第２安定化層を形成する
    ことを特徴とする請求項４に記載の酸化物超電導線材の製造方法。
  6. 　前記金属テープの一方の面に前記第１半田層が形成され、且つ前記金属テープの他方の面に第２半田層が形成された前記第１安定化層テープを準備し、
    　前記第１安定化層テープを、前記酸化物超電導積層体の外周面に、前記酸化物超電導積層体の長手方向に前記第１安定化層テープ同士が隣接し、前記第１安定化層テープの幅方向端部同士が接するように複数回巻きつけることにより、前記第１半田層と前記第１安定化層と前記第２半田層とを形成し、
    　金属テープよりなる第２安定化層テープを準備し、
    　前記第１半田層と前記第１安定化層と前記第２半田層とを形成した後、前記第２安定化層テープを、前記第２半田層の外周面に、前記酸化物超電導積層体の長手方向に前記第２安定化層テープ同士が隣接し、前記第２安定化層テープの幅方向端部同士が接するように複数回巻きつけることにより、第２安定化層を形成する
    ことを特徴とする請求項４に記載の酸化物超電導線材の製造方法。
  7. 　前記酸化物超電導積層体の長手方向に隣接する前記第１安定化層テープの幅方向端部同士の接触部を覆うように、前記第２安定化層テープを巻きつける
    ことを特徴とする請求項５または６に記載の酸化物超電導線材の製造方法。
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