WO2013018870A1 - 超電導導体の製造方法、超電導導体および超電導導体用基板 - Google Patents

超電導導体の製造方法、超電導導体および超電導導体用基板 Download PDF

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WO2013018870A1
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superconducting
layer
substrate
superconducting conductor
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義則 長洲
久樹 坂本
樋口　優
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古河電気工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a superconducting conductor used for superconducting equipment such as a superconducting cable and a superconducting magnet, a superconducting conductor, and a substrate for the superconducting conductor.
  • polishing is performed in a process of polishing the surface of a substrate and forming an oxide high-temperature superconducting film on the polished substrate surface by laser ablation or the like.
  • a method of obtaining a plurality of superconducting wires by cutting a base material and dividing the base material into a plurality of superconducting films or by cutting the base material on which the superconducting film is formed is disclosed.
  • JP 2007-287629 A includes, as another example of slit processing, a step of preparing a superconducting wire, and a processing step of cutting the superconducting wire by a processing portion including two opposing cutting portions, At least two sets of the processing parts are arranged so as to be adjacent to each other with a space in the width direction of the superconducting wire so that the superconducting wire is sandwiched between the two cutting parts, and the cutting part is in contact with one surface of the superconducting wire
  • a method is disclosed in which the contact position is positioned on the outer side in the width direction of the superconducting wire from the contact position of the cut portion that contacts the other surface of the superconducting wire.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-1416808 as an example of laser cutting, in a low AC loss superconducting conductor in which an oxide superconducting layer is provided on a substrate, the oxide superconducting layer is arranged in the length direction of the substrate.
  • a method is disclosed in which a plurality of filament conductors are separated by a plurality of thinning grooves formed in the width direction of the base body, and a high resistance oxide is formed in the thinning grooves.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2010-192116 discloses that a superconducting wire has a structure in which an intermediate layer and a superconducting layer are sequentially formed and laminated on a substrate, and a protective layer is covered. Is formed on the surface opposite to the surface on which the superconducting layer is formed, 2) has a depth to the middle of the thickness of the substrate, and 3) in any cross section orthogonal to the longitudinal direction of the superconducting wire, at least A method of forming a slit that satisfies the requirement that there is one is disclosed.
  • the present invention has been made in view of the above-described facts, and relates to a method of manufacturing a superconducting conductor, a superconducting conductor, and a method of manufacturing the superconducting conductor capable of suppressing deterioration of insulation characteristics and superconducting characteristics during thinning. It aims at obtaining the board
  • a base material preparation step of preparing a base material having grooves formed on at least one surface A superconducting layer forming step of forming a superconducting layer on the surface of the base on which the groove is formed; A cutting step of cutting the substrate at the groove portion; The manufacturing method of the superconducting conductor which has this.
  • ⁇ 2> The method for producing a superconducting conductor according to ⁇ 1>, wherein the depth of the groove is equal to or greater than the thickness of the superconducting layer and less than the thickness of the base material.
  • ⁇ 3> The method for manufacturing a superconducting conductor according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein an opening area of an uppermost portion of the groove is larger than an area of a bottom surface of the groove.
  • ⁇ 4> The method for producing a superconducting conductor according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein a surface roughness Ra of the inner wall surface of the groove is 0.02 ⁇ m or more.
  • ⁇ 5> Any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the base material preparation step includes a substrate preparation step of preparing a substrate and an intermediate layer forming step of forming an intermediate layer on the substrate surface 2.
  • the base material preparation step includes a substrate preparation step of preparing a substrate and an intermediate layer forming step of forming an intermediate layer on the substrate surface 2.
  • ⁇ 6> The method for manufacturing a superconducting conductor according to ⁇ 5>, wherein a groove is formed on at least one surface of the substrate, and the intermediate layer forming step forms the intermediate layer on a surface on the side where the groove is formed. .
  • the base material preparing step includes preparing a base material in which a second groove is further formed on a surface of the base material opposite to the surface on which the groove is formed.
  • ⁇ 8> The method for producing a superconducting conductor according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>, wherein the groove is formed continuously from one end to the other end of the base material.
  • a substrate having a groove on at least one surface;
  • a superconducting layer formed on the surface excluding at least the groove on the side on which the groove is formed,
  • the superconducting layer is a superconducting conductor formed so as to cover a corner portion where an inner wall surface of the groove portion of the base and a surface on which the superconducting layer is formed are in contact.
  • ⁇ 12> The superconducting conductor according to ⁇ 11>, wherein a depth of the groove is equal to or greater than a thickness of the superconducting layer and less than a thickness of the base material.
  • ⁇ 14> The superconducting conductor according to any one of ⁇ 11> to ⁇ 13>, further including a second groove on a surface of the base material opposite to the surface on which the groove is formed.
  • the surface roughness Ra of one surface is less than 0.02 ⁇ m, A substrate for a superconducting conductor in which a groove is formed on the one surface.
  • the superconducting conductor manufacturing method which can suppress the deterioration of the insulation characteristic in the thinning process and a superconducting characteristic, a superconducting conductor, and the base material for superconducting conductors used for the manufacturing method of this superconducting conductor are obtained. be able to.
  • the method for producing a superconducting conductor of the present invention comprises a base material preparing step of preparing a base material having grooves formed on at least one surface, and forming a superconducting layer on the surface of the base material on the side where the grooves are formed. A superconducting layer forming step and a cutting step of cutting the substrate at the groove.
  • the superconducting conductor of the present invention manufactured by the manufacturing method according to the above embodiment has a base material having a groove on at least one surface and a surface excluding at least the groove on the side where the groove of the base material is formed. And the superconducting layer is formed so as to cover a corner portion where the inner wall surface of the groove portion of the substrate is in contact with the surface on which the superconducting layer is formed.
  • the substrate on the superconducting layer side is the surface, the surface opposite to the surface is the back surface, the bottom of the groove is the bottom surface, the surface other than the bottom surface of the groove is the inner wall surface, the back surface,
  • the substrate has a superconducting layer formed so as to cover the surface of the base material and the corner portion where the surface contacts the inner wall surface.
  • the superconducting layer may be formed so as to cover a corner portion where the surface and the side surface are in contact with each other.
  • the groove is formed continuously from one end to the other end of the base material, and the base material preparation step further includes a substrate preparation step in which a substrate is prepared.
  • the method for manufacturing a superconducting conductor includes the following steps.
  • the following intermediate layer forming step and the following protective layer forming step may be omitted.
  • a base material may consist only of a board
  • Board preparation process base material preparation process 1
  • FIG. 1A a step of preparing a substrate 10 (base material 100) in which grooves 50 are formed on at least one surface.
  • the intermediate layer 20 is formed on the surface of the substrate 10 where the groove 50 is formed, and the base material 100 is formed.
  • Superconducting layer forming step As shown in FIG. 1B, the intermediate layer 20 is formed.
  • Step of forming superconducting layer 30 and protective layer forming step As shown in FIG. 1B, step of forming protective layer 40 on superconducting layer 30 and cutting step As shown in FIG. Cutting 100
  • the superconducting layer 30 on the intermediate layer 20 in this order, and the surface of the substrate 100 on the superconducting layer 30 side is the surface, and the surface opposite to the surface.
  • the bottom of the groove 50 is the bottom surface 50A
  • the surface other than the bottom surface 50A of the groove 50 is the inner wall surface 50B
  • the surfaces other than the back surface, the bottom surface, the inner wall surface, and the surface are side surfaces.
  • the corner covering portion 30A of the superconducting layer 30 Covering the surfaces of the substrate 10 and the intermediate layer 20) and covering the corners where the surface and the side surface are in contact with each other and the corners where the surface and the inner wall surface 50B are in contact with each other with the corner covering portion 30A of the superconducting layer 30.
  • the superconducting conductor according to this embodiment formed in It is.
  • the intermediate layer 20 is also formed so as to cover the corner portion where the surface 10A of the substrate 10 and the inner wall surface 50B of the groove 50 are in contact with each other and the corner portion where the surface and the side surface are in contact with each other.
  • the corner covering portion 30A of the superconducting layer 30 covers a part of the corner covering portion 20A.
  • the corner covering portion 30A may be formed so as to cover a part of the side surface and the inner wall surface 50B of the substrate 100, and further, the side surface of the intermediate layer 20 and the entire inner wall surface 50B. It may be formed so as to cover. Further, the corner covering portion 30 ⁇ / b> A may be formed so as to cover the inner wall surface 50 ⁇ / b> B of the groove 50.
  • the covered area may not be uniform in the longitudinal direction. Part of the superconducting layer 30 can suppress peeling between a plurality of layers constituting the substrate 100.
  • the form in which the intermediate layer 20 and the protective layer 40 cover the side surfaces and the inner wall surfaces of the respective lower layers may not be uniform in the longitudinal direction as in the superconducting layer 30.
  • the substrate (superconducting conductor substrate) 10 may have various shapes such as a tape shape, a plate material, and a strip.
  • the material of the substrate 10 include Cu, Ni, Ti, Mo, Nb, Ta, W, Mn, Fe, Ag, and the like, which have a material strength higher than 150 in terms of Hv hardness and excellent in high strength and heat resistance.
  • the containing alloy can be used. Particularly preferred are stainless steel, Hastelloy (registered trademark) and other nickel-based alloys which are excellent in terms of corrosion resistance and heat resistance.
  • various ceramics may be arranged on these various metal materials, and furthermore, a ceramic simple substance may be sufficient.
  • Groove shape A groove 50 is formed in the substrate 10. As shown in FIGS. 4A and 4B, the groove 50 preferably has a shape extending in one direction, and more preferably has a shape extending in the longitudinal direction in the case of a long substrate.
  • the cross-sectional shape of the groove 50 is not particularly limited, and may be appropriately selected from square, rectangular, U-shaped, V-shaped, R-shaped, trapezoidal, short shape, and the like.
  • the opening area of the groove 50 of the substrate 10 is not the same in the depth direction, and the opening area of the groove 50 at the surface position of the substrate 10 (that is, the uppermost opening area of the groove 50) is the surface area of the bottom surface 50A of the groove 50.
  • the opening area of the uppermost part of the groove 50 is more preferably the largest. In this way, by making the uppermost opening area of the groove 50 larger than the surface area of the bottom surface 50 ⁇ / b> A, the cutting means can easily enter the groove 50 when the substrate 10 is cut from the superconducting layer 30 side by the groove 50. In addition, films (for example, the intermediate layer 20 and the superconducting layer 30) formed on the substrate 10 can easily cover the corners where the surface 10A of the substrate 10 and the inner wall surface 50B of the groove 50 are in contact.
  • the groove 50 may be formed continuously from one end to the other end of the substrate 10 as shown in FIG. 4A, or may be formed intermittently as shown in FIG. 4B. Furthermore, an irregular repetitive form or a patterned form may be used. However, when manufacturing a plurality of superconducting conductors cut by the “cutting step” described later, it is preferable to have a groove 50 formed continuously from one end to the other end shown in FIG. 4A.
  • the depth of the groove 50 is preferably not less than the thickness of the superconducting layer 30, more preferably not less than the total thickness of the intermediate layer 20 and the superconducting layer 30, and the intermediate layer 20 and the superconducting layer 30. It is particularly preferable that the total thickness of the protective layer 40 is not less than the total thickness. Deposits are also deposited on the bottom surface 50A of the groove 50 when the intermediate layer 20, the superconducting layer 30 and the protective layer 40 are formed, and a deposit layer is formed. In addition, electrical insulation between the superconducting layer 30 formed in a portion other than the groove 50 and the deposit layer on the bottom surface 50A of the groove 50 can be achieved more efficiently.
  • the upper limit of the depth of the groove 50 may be less than the thickness of the substrate 10, and is more preferably 50% or less of the thickness of the substrate 10 from the viewpoint of strength and the like.
  • the depth of the groove is 50 times the thickness of the substrate 10 to ensure strength.
  • the depth of the groove is 0.1% of the thickness of the substrate 10 in order to keep the superconducting conductors excluding the groove 50 connected to each other. It is more desirable to set it to 50%.
  • the depth of the groove 50 in the longitudinal direction is preferably constant, but the depth of the groove may vary in the longitudinal direction.
  • the surface roughness Ra of the inner wall surface 50B of the groove 50 is preferably 0.02 ⁇ m or more, and more preferably 50 ⁇ m or less.
  • the surface roughness Ra is less than or equal to the above upper limit value, the generation of current paths in the width direction due to abnormal discharge caused by the protrusions on the inner wall surface 50B of the groove 50 can be suppressed.
  • the surface roughness Ra is equal to or more than the above lower limit value, the orientation in the deposit layer on the inner wall surface 50B of the groove 50 generated when the intermediate layer 20, the superconducting layer 30, and the protective layer 40 are formed is suppressed. As a result, superconductivity in the deposit layer in the groove 50 can be suppressed.
  • the surface roughness Ra is more preferably 0.1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less. If Ra of the inner wall surface 50B of the groove 50 is 0.1 ⁇ m or more, the orientation of the deposit layer in the groove 50 is suppressed, and as a result, superconductivity in the deposit layer can be suppressed, and the current path in the width direction can be reduced. It can be effectively suppressed. On the other hand, if the surface roughness Ra is 15 ⁇ m or less, not only the superconductivity of the deposit layer can be suppressed, but also macro projections may be formed in the grooves 50, or fine particles of deposited components may be scattered inside the grooves.
  • the surface roughness Ra of the bottom surface 50A of the groove 50 is also preferably 0.02 ⁇ m or more, and more preferably 50 ⁇ m or less, like the inner wall surface 50B. Further, like the inner wall surface 50B, the surface roughness Ra of the bottom surface 50A is more preferably 0.1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less. By controlling the surface roughness Ra of the bottom surface 50A in the same manner as the inner wall surface 50B, the current path of the groove 50 can be more effectively suppressed.
  • the surface roughness Ra on the surface 10A (excluding the inner wall surface of the groove 50) on which the intermediate layer 20 is formed in the substrate 10 is preferably less than 0.02 ⁇ m. When the thickness is 0.02 ⁇ m or more, it is difficult to obtain a desired orientation in the intermediate layer 20. Further, the surface roughness Ra of the side surface of the substrate 10 is preferably 0.02 ⁇ m or more, more preferably 50 ⁇ m or less, and further preferably 0.1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less, like the inner wall surface 50B. Is more preferable.
  • both end sides in the width direction of the surface 10A on which the intermediate layer 20 and the superconducting layer 30 of the substrate 10 are formed can be formed in the same laminated form. And has the effect of maintaining the same peeling suppression effect.
  • the measurement of the surface roughness Ra can be performed by the following method. It is measured using a stylus type surface roughness measuring instrument according to the method specified in JIS B 0651-2001.
  • the surface roughness Ra of the inner wall surface 50B and the bottom surface 50A of the groove 50 corresponds to the inner wall surface position and the bottom portion position of the grooved roll if the groove 50 is formed using, for example, a grooved roll.
  • the surface roughness Ra of the part may be measured, and the value may be set as the value of the surface roughness Ra of the inner wall surface 50B and the bottom surface 50A.
  • the surface roughness of the side surface of the substrate 10 can be formed to a desired surface roughness by edger molding or mechanical polishing.
  • the position where the second groove 52 is formed may be a position corresponding to the groove 50 as shown in FIG. 3, or a position not corresponding to the position of the groove 50, that is, a position shifted from the groove 50.
  • the preferred shape and preferred range of the second groove 52 are the same as those of the aforementioned groove 50, but the shape and depth of the second groove 52 are grooves provided on the opposite surface of the substrate 10. 50 may be the same combination or a different combination.
  • the surface roughness Ra of the inner wall surface 52B and the bottom surface 52A of the second groove 52 is preferably the same as that of the inner wall surface 50B and the bottom surface 50A of the groove 50, but is not necessarily the same.
  • the timing for forming the second groove 52 may be the same as the formation of the first groove 50, but after forming the first groove 50, the intermediate layer 20, the superconducting layer 30, and the protective layer The timing after each of the 40 films can be arbitrarily selected.
  • the second groove 52 may be formed a plurality of times.
  • the shape of the second groove 52 is an R shape at a portion where the back surface and the inner wall surface 50 ⁇ / b> B constituting the second groove 52 are in contact with each other from the viewpoint of suppressing the thickness variation that occurs when the second groove 52 is formed. It is preferable. Further, in order to maintain the strength, the first groove 50 is made shallow (half the thickness of the substrate), and after forming the protective layer 40, the second groove 52 corresponds to the first groove 50. You may form in the location of the back surface. Further, the second groove 52 is not necessarily formed after the formation of the first groove 50, and the first groove 50 may be formed after the second groove 52. Furthermore, a third groove intersecting with the second groove 52 may be further provided (not shown in FIG. 3).
  • the substrate 10 can be bent more favorably.
  • the cutting at the groove 50 can be performed better.
  • the third groove formed in the width direction of the superconducting conductor (direction intersecting the second groove 52) is formed so as to easily follow the curvature of the winding frame, bobbin, former, etc. around which the superconducting conductor is wound. Yes.
  • the third groove is desirably formed at one or more places in the longitudinal direction. Note that the third groove need not intersect the second groove 52 perpendicularly, and may be formed obliquely in the longitudinal direction.
  • the first groove 50, the second groove 52, and the third groove By forming the first groove 50, the second groove 52, and the third groove, it is possible to provide a superconducting conductor having good superconducting characteristics and excellent winding properties. Further, when the third groove is formed obliquely in the longitudinal direction, it can be processed into a winding without deteriorating the superconducting layer 30. As will be described later, when the second groove 52 is formed at a position corresponding to the groove 50 of the substrate 10 in the case of having a cutting step of cutting at the portion of the groove 50, It is more preferable to perform cutting by laser or slit processing from both sides of the second groove 52 side.
  • a substrate 10 having a desired width for example, Hastelloy (registered trademark, manufactured by Haynes), which is a nickel-based heat- and corrosion-resistant alloy
  • a desired width for example, Hastelloy (registered trademark, manufactured by Haynes), which is a nickel-based heat- and corrosion-resistant alloy
  • the surface is further modified to a highly flat substrate surface by adding a polishing process.
  • the substrate 10 is subjected to at least the substrate 10 during the step of applying cold rolling (the step of processing from the plate thickness before rolling to the final plate thickness after rolling) or after the mechanical and chemical polishing steps.
  • a groove 50 corresponding to a desired width is formed on one surface.
  • Examples of the method for forming the groove 50 include a method in which the groove shape is reduced with a grooving roll and a continuous or intermittent groove is processed at an arbitrary depth.
  • the cross-sectional shape of the groove can be arbitrarily selected by a grooving roll.
  • the finished thickness of the substrate 10 is, for example, 50 ⁇ m to 200 ⁇ m, for example, a groove depth corresponding to 5% to 30% of the thickness of 100 ⁇ m is preferable, and more preferably 10% to 20%.
  • the opening width of the groove is preferably 0.1 mm to 3 mm, more preferably 1 mm or more, and can be arbitrarily set.
  • the intermediate layer 20 and the superconducting layer 30 are stacked on the surface 10 ⁇ / b> A of the substrate 10, the intermediate layer 20 and the superconducting layer 30 are stacked in the groove 50 along the corners formed in the substrate 10. At this time, it is possible to suppress peeling between the respective layers forming the intermediate layer 20 and the superconducting layer 30.
  • a laser can be used as a method of forming the groove 50.
  • the substrate 10 is brought to a desired width on at least one side of the substrate 10 during the cold rolling process or after mechanical and chemical polishing processes.
  • Corresponding grooves 50 are formed.
  • channel by a laser with the final rolled sheet thickness in a cold rolling process is more preferable. It is also possible to re-groove with a laser at the position where the groove is formed by the grooving roll. Alternatively, it is also possible to alternately perform groove formation with a grooving roll and laser grooving.
  • the grooving roll has a grooving effect and an effect of forming the inside of the groove and flattening the inside of the groove.
  • the width of the groove opening in the laser is preferably 0.02 mm to 3 mm, and can be arbitrarily set.
  • the second groove 52 and the third groove can also be formed in accordance with the method for forming the groove 50.
  • the intermediate layer 20 is a layer formed on the substrate 10 in order to realize high in-plane orientation in the superconducting layer 30, and physical characteristics such as a coefficient of thermal expansion and a lattice constant are different from those of the substrate 10 and the superconducting layer 30.
  • the intermediate value with the oxide superconductor which comprises is shown.
  • the intermediate layer 20 may be a single layer or a multilayer composed of two or more layers. Examples of the intermediate layer 20 include a bed layer, a biaxially oriented layer, and a cap layer.
  • the constituent material of the bed layer 22 includes Gd 2 Zr 2 O 7- ⁇ (-1 ⁇ ⁇ 1, hereinafter referred to as GZO), YAlO 3 (yttrium aluminate), YSZ (yttria protected zirconia), Y 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , Sc 2 O 3 , REZrO, RE 2 O 3 and the like can be used, among which GZO, Y 2 O 3 and YSZ are suitable.
  • RE represents a single rare earth element or a plurality of rare earth elements.
  • the bed layer 22 may have a function of improving biaxial orientation, for example.
  • GZO is preferably used as a constituent material of the bed layer 22 in order to have a function of improving the biaxial orientation.
  • the film thickness of the bed layer 22 is not specifically limited, For example, it is 10 nm or more and 200 nm or less.
  • Examples of a method for forming (depositing) the bed layer 22 include a method of forming a film by an RF sputtering method in an argon atmosphere.
  • an inert gas ion for example, Ar +
  • a vapor deposition source GZO or the like
  • the film formation conditions at this time are appropriately set depending on the constituent material and the film thickness of the bed layer 22, for example, RF sputtering output: 100 W to 500 W, substrate transport speed: 10 m / h to 100 m / h, Film temperature: 20 ° C.
  • the bed layer 22 can be formed by ion beam sputtering in which ions generated by an ion generator (ion gun) collide with a vapor deposition source.
  • the bed layer 22 may have a multilayer structure such as a combination of a Y 2 O 3 layer and an Al 2 O 3 layer.
  • the biaxially oriented layer 24 is formed on the bed layer 22 and is a layer for orienting the crystals of the superconducting layer 30 in a certain direction.
  • the constituent material of the biaxially oriented layer 24 include polycrystalline materials such as MgO, CeO 2 , YSZ, and NbO. Among these, it is preferable to contain MgO.
  • the film thickness of the biaxial orientation layer 24 is not specifically limited, For example, they are 1 nm or more and 20 nm or less.
  • a method for forming (depositing) the biaxially oriented layer 24 a method in which target particles are knocked out from a target (vapor deposition source) by a sputtering method, and the target particles thus knocked out are stacked on the bed layer 22 is preferable.
  • a method of laminating by a sputtering method IBAD method: Ion Beam Assisted Deposition
  • target particles from a target are deposited on the film formation surface while irradiating an ion beam obliquely with respect to the film formation surface.
  • the film formation conditions at this time are appropriately set depending on the constituent material and film thickness of the biaxially oriented layer 24.
  • IBAD assisted ion beam voltage 800 V to 1500 V
  • IBAD assist ion beam current 80 mA to 350 mA
  • IBAD assist ion beam acceleration voltage 200
  • V -RF sputtering output 800 W or more and 1500 W or less-Substrate transport speed: 80 m / h or more and 500 m / h or less-Film forming temperature: 5 ° C or more and 250 ° C or less is preferable.
  • cap layer further on the said biaxial orientation layer 24.
  • the cap layer is formed on the biaxially oriented layer 24 and is a layer for protecting the biaxially oriented layer 24 and enhancing lattice matching with the superconducting layer 30.
  • the material for the cap layer include LaMnO 3 (LMO), CeO 2 , MgO, YSZ, and SrTiO 3 (STO).
  • the cap layer may be a single layer or may be composed of two or more layers as shown in FIG. 1B.
  • FIG. 1B shows a cap layer composed of two layers, a first cap layer 26 and a second cap layer 28.
  • the cap layer is formed by sputtering, for example, with a first cap layer 26 made of LMO formed by sputtering. And a combination with the second cap layer 28 made of CeO 2 .
  • the thickness of the cap layer is not particularly limited, but is preferably 50 nm or more, and more preferably 300 nm or more in order to obtain sufficient orientation.
  • Examples of a method for forming (depositing) the cap layer include film formation by a PLD method or an RF sputtering method.
  • the film formation conditions by the RF sputtering method are appropriately set depending on the constituent material and the film thickness of the cap layer. For example: RF sputtering output 400 W to 1000 W It is preferable that it is 450 degreeC or more and 800 degrees C or less.
  • the superconducting layer 30 is preferably formed on the intermediate layer 20 and made of an oxide superconductor, particularly a copper oxide superconductor.
  • an oxide superconductor particularly a copper oxide superconductor.
  • a crystal material represented by a composition formula such as REBa 2 Cu 3 O 7- ⁇ (referred to as RE-123) can be used.
  • RE in REBa 2 Cu 3 O 7- ⁇ is a single rare earth element or a plurality of rare earth elements such as Y, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu, Of these, Y is often used. Further, ⁇ is an oxygen nonstoichiometric amount, for example, 0 or more and 1 or less, and is preferably closer to 0 from the viewpoint of a high superconducting transition temperature.
  • the film thickness of the superconducting layer 30 is not particularly limited, but is, for example, not less than 0.8 ⁇ m and not more than 10 ⁇ m.
  • Examples of a method for forming (depositing) the superconducting layer 30 include a TFA-MOD method, a PLD method, a CVD method, an MOCVD method, and a sputtering method.
  • a method for forming (depositing) the superconducting layer 30 includes a TFA-MOD method, a PLD method, a CVD method, an MOCVD method, and a sputtering method.
  • the film formation conditions when the MOCVD method is used are appropriately set depending on the constituent material and film thickness of the superconducting layer 30, for example, ⁇ Substrate transport speed: 80 m / h or more and 500 m / h or less ⁇ Film formation temperature: 800 ° C. to 900 ° C. It is preferable that Moreover, it is preferable to carry out in oxygen gas atmosphere from a viewpoint of making oxygen nonstoichiometric amount (delta) small and improving a superconducting characteristic.
  • a protective layer (stabilizing layer) 40 made of silver may be formed on the upper surface of the superconducting layer 30 as described above, for example, by sputtering. Further, after the protective layer 40 is formed to produce a superconducting conductor, the superconducting conductor may be subjected to heat treatment.
  • the method of forming the said protective layer with the following method is mentioned.
  • target particles silica particles
  • a target vapor deposition source
  • the normal line on the surface of the superconducting layer 30 By irradiating and depositing the target particles in a range wider than the width of the superconducting layer 30 from the direction, the protective layer 40 can be formed so that the corners of the superconducting layer 30 are covered with the corner covering portions 40A.
  • the covering part made of silver may be formed in the deepest part on the side surface of the groove 50 by adjusting the irradiation angle with respect to the surface of the superconducting layer 30 to a position where the angle is increased or decreased with respect to the normal direction. I can do it. These are also effective in the multi-turn system.
  • deposits are also deposited on the bottom surface 50A of the groove 50 when the intermediate layer 20, the superconducting layer 30, and the protective layer 40 are formed.
  • the deposit layer is electrically insulated from the superconducting layer 30. If the deposit layer is electrically connected to the superconducting layer 30, it may be removed later by a grooving roll or the like after the formation of the protective layer 40.
  • the deposit layer may be removed by mechanical polishing or chemical treatment inside the groove 50. Moreover, you may remove by the combination of the removal method by said grooving roll etc., and the removal method by mechanical grinding
  • a cutting process is a process of cutting the said board
  • the groove 50 is cut using a laser cutting method or a slitting cutting method.
  • cutting at the groove 50 for example, when cutting at a continuous groove 50 as shown in FIG. 4A, it is preferable to cut along the long axis direction of the groove 50, as shown in FIG. 4B.
  • cutting at the intermittent grooves 50 it is preferable to cut along the direction in which the plurality of grooves 50 are arranged. That is, by forming the grooves 50 at a desired interval in advance, a superconducting conductor having a desired width can be formed.
  • the cutting length direction it is not limited to cutting at the same groove position and the same direction position from one end to the other end of the base material, but continuous cutting from one end to the other end of the base material may be performed. . Since the superconducting layer 30 of the superconducting conductor after thinning can be cut without giving a large thermal history, deterioration of the superconducting characteristics at the end of the superconducting layer 30 of the thinned superconducting conductor can be suppressed.
  • the second groove 52 is further formed at a position corresponding to the groove 50 on the surface opposite to the surface on which the groove 50 of the substrate 10 is formed. It is more preferable to perform cutting by laser or slit processing from both sides of the second groove 52 side.
  • the groove 50 and the second groove 52 are located at corresponding positions, and the thickness of the thinned superconducting conductor (the substrate 10, the intermediate layer 20, the superconducting layer 30, the protective layer is cut by cutting the grooves 50 and 52. 40) There is little change in thickness due to the cutting, and a highly accurate dimension can be secured.
  • the cutting step is preferably performed at least after the intermediate layer forming step, more preferably after the superconducting layer forming step, and particularly preferably after forming the protective layer 40.
  • this stabilization layer is formed by plating, the groove 50 and the second groove 52 are at corresponding positions, and the dimensions of the thinned superconducting conductor are ensured by cutting at the groove 50 and 52 portions. Therefore, the thickness of the superconducting conductor covered with the stabilizing layer can be easily and more uniformly ensured.
  • the superconducting conductor formed by the manufacturing method according to the present embodiment has a trace 60 as a trace of the bottom surface 50 ⁇ / b> A of the groove 50 on the base material 100 corresponding to the position where the groove 50 is formed. Remains.
  • the base material 100 has a shear fracture surface trace or laser welding trace remaining in the range from the bottom surface 50 ⁇ / b> A of the groove 50 to the back surface (the side where the intermediate layer 20 and the superconducting layer 30 are not formed). May remain. These can be suppressed by appropriately determining the cutting direction at the time of cutting. Further, the trace 60 can be deleted using a laser, and a flat cut surface without a protrusion can be obtained.
  • the deletion of the trace 60 is performed on the side opposite to the superconducting layer 30, the influence of the thermal history on the superconducting layer 30 is small.
  • the trace 60 has the effect of fixing the movement of adjacent superconducting conductors, it is effective to leave the trace 60 on the superconducting conductor.
  • an insulating material is wound around the superconducting conductor, it also has an effect of suppressing the displacement of the insulating material. Note that only one of the traces 60 may be left at two cut surfaces of the thinned superconducting conductor.
  • a plurality of grooves 50 are left as they are instead of cutting all the grooves 50 in the cutting step, so that a plurality of pieces are formed on one substrate 10 as shown in FIG. 1B.
  • a superconducting conductor having the divided superconducting layer 30 can also be manufactured.
  • the superconducting conductor having the superconducting layer 30 divided into a plurality on one substrate 10 as shown in FIG. 1B is a manufacturing method having no cutting process, that is, a process having a substrate preparation process and a superconducting layer forming process. It can also be produced by a method (which may further include an intermediate layer forming step and a protective layer forming step if necessary).
  • the superconducting conductor shown in FIG. 1B can be used, for example, by placing a superconducting conductor bent in the width direction at the groove portion on the outer peripheral surface along the long axis direction of the cylindrical object.
  • FIG. 7 shows a plurality of superconducting conductors 1 (six in FIG. 7, 10 mm in width) in which the superconducting conductor is bent in the width direction at the outer peripheral surface of a copper cylindrical object 11 having a diameter of 22 mm in a spiral shape. It is a figure which shows the aspect of the cross section wound around (spiral winding).
  • the gap length (predetermined interval) between the superconducting conductors 1 is about 1.5 mm.
  • Each superconducting conductor 1 is formed with two grooves 50 as shown in FIG. 1B.
  • the groove 50 may be a groove formed continuously from one end to the other end of the substrate 100 as shown in FIG. 4A or an intermittently formed groove as shown in FIG. 4B. Further, as shown in FIG.
  • the second groove 52 is provided on the surface of the substrate 100 opposite to the side where the groove 50 is provided, so that the true radius of the cylindrical object 11 is increased.
  • spiral winding can be performed more easily under tension without the influence of bending strain on the superconducting layer 30.
  • a notch penetrating the base material 100 may be made in the groove 50 portion.
  • the thinned superconducting conductor 1 can be kept in shape without being separated, and spiral winding around the cylindrical object 11 can be performed more easily.
  • the notches can be formed by using a laser or the like.
  • the superconducting conductor obtained by cutting all the grooves 50 in the cutting step can be a superconducting conductor thinned to a desired width. And is suitably used for superconducting magnets.
  • the intermediate layer 20 may be composed of one layer or may have another layer.
  • oxygen non-stoichiometric amount ⁇ such as YBa 2 Cu 3 O 7- ⁇ described above has been described as being zero or more (indicating a positive value), but may be a negative value.
  • the laser cutting method has a problem that superconducting characteristics are deteriorated due to heat generated by laser irradiation during processing. Specifically, fusing marks due to heat generation are generated on the cut surface by the laser, and the shape of the cut surface is nonuniform. At this time, the heat generated by the laser irradiation has an adverse effect on the superconducting properties, and the fusing mark on the cut surface is unstable when the stabilization layer such as copper plating is further formed after the laser cutting. As a result, there is a problem that the superconducting characteristics are deteriorated and the insulating characteristics of the superconducting conductor are deteriorated.
  • the apparent superconducting conductor has a large size, and when processed into a winding or the like for a device, the current density as the device is lowered. It was.
  • the dimensional accuracy of the superconducting conductor in the equipment is poor, non-uniform stress is applied to the superconducting layer in the superconducting conductor, resulting in deterioration of superconducting characteristics.
  • the poor dimensional accuracy of the superconducting conductor may induce movement of the superconducting conductor during excitation, which may cause magnet quenching. As described above, there is a problem of affecting the long-term stability as a device.
  • the superconducting layer of the superconducting conductor after thinning by the laser is given a large thermal history, the superconducting characteristic (critical current characteristic) at the end of the superconducting layer 30 that becomes a cut portion is deteriorated.
  • the laser cutting has a problem of facilitating peeling between the intermediate layer and the superconducting layer laminated on the substrate.
  • the method of cutting by slit processing also has a problem that the superconducting characteristics are deteriorated by applying the shearing force at the time of cutting directly to the superconducting layer.
  • a protrusion mark (so-called burr) due to shearing is generated at the cutting site, and the shape of the cut surface is nonuniform.
  • a stabilization layer such as copper plating is further formed after cutting by slitting, it may cause instability of the shape of the stabilization layer, resulting in deterioration of superconducting properties and superconductivity as in laser cutting.
  • the grooves are previously formed as shown in FIG. 1A.
  • the intermediate layer 20 and the superconducting layer 30 are stacked on the substrate 10 on which the substrate 50 is formed. Therefore, the superconductivity is divided into a plurality of parts on one substrate 10 without cutting the superconducting layer 30.
  • a superconducting conductor having the layer 30 can be formed.
  • the occurrence of fusing marks when using a laser or projection marks when using slit processing is suppressed, nonuniformity in shape can be suppressed, and deterioration of the superconducting properties of the superconducting conductor can be suppressed. it can.
  • the corner portion where the surface and the side surface of the superconducting layer 30 are in contact is covered with the corner portion covering portion 40A. Therefore, the side surface of the superconducting layer 30 can be protected by the protective layer 40 as compared with the conventional example in which the corner covering portion 40A is not formed on the cut surface. Further, delamination between the stacked layers (between the superconducting layer 30 and the intermediate layer 20 or between the layers in the intermediate layer 20) can be suppressed on the side surface of the portion divided by the groove 50.
  • the superconducting conductor itself can be cut by cutting the substrate 10 in the groove 50 portion. That is, the occurrence of fusing marks and protrusion marks in the intermediate layer 20, the superconducting layer 30, the protective layer 40, etc. formed in portions other than the grooves 50 is suppressed, the nonuniformity of the shape is suppressed, and the superconducting properties of the superconducting conductor are suppressed. Can be suppressed.
  • the corner portion where the surface and the side surface of the superconducting layer 30 are in contact with each other is covered with the corner portion covering portion 40A. Therefore, the side surface of the superconducting layer 30 can be protected by the protective layer 40 as compared with the conventional example in which the corner covering portion 40A is not formed on the cut surface. Further, delamination between the stacked layers (between the superconducting layer 30 and the intermediate layer 20 or between the layers in the intermediate layer 20) can be suppressed on the side surface of the portion divided by the groove 50.
  • Example 1 A low-magnetic non-oriented metal tape base material (Hastelloy (registered trademark, manufactured by Haynes), which is a nickel-based heat- and corrosion-resistant alloy) was prepared. The material shape at this time is 0.25 mm thick ⁇ 75 mm wide. This tape base material was processed into a tape base material of 0.2 mm thickness ⁇ 75 mm width ⁇ 550 m by a 12-high rolling mill having a roll diameter of ⁇ 20 mm. Next, a U-shaped groove having a groove depth of 50 ⁇ m and a groove opening width of 1 mm was formed using a grooving roll, and cold rolling was performed.
  • Hastelloy registered trademark, manufactured by Haynes
  • GZO layer a Gd 2 Zr 2 O 7 (GZO) layer (film thickness: 110 nm) was formed at room temperature by an ion beam sputtering method on the surface of the metal tape substrate finished with a surface roughness Ra of 0.0011 ⁇ m. .
  • an MgO layer (film thickness: 3 to 5 nm) is formed at 200 to 300 ° C. by the IBAD method, and then a LaMnO 3 layer (film thickness: 30 nm) is formed at 600 to 700 ° C. by the RF sputtering method. Further, a CeO 2 layer (film thickness: 400 nm) was formed at 500 to 600 ° C. by RF sputtering.
  • the critical current (Ic) was measured using a four-terminal method in a state of being immersed in liquid nitrogen for 500 m ⁇ 6 strips. The measurement was performed at a pitch of 1 m and the voltage terminal interval was 1.2 m. The energization characteristics of the superconducting wire were measured with a definition of 1 ⁇ V / cm. 290 A or more was confirmed at all measurement positions of the critical current (Ic).
  • Example 2 A low-magnetic non-oriented metal tape base material (Hastelloy (registered trademark, manufactured by Haynes), which is a nickel-based heat- and corrosion-resistant alloy) was prepared. The material shape at this time is 0.25 mm thick ⁇ 30 mm wide. This tape base material was processed into a tape base material of 0.2 mm thickness ⁇ 30 mm width ⁇ 250 m by a 12-high rolling mill having a roll diameter of ⁇ 20 mm. Next, a V-shaped groove having a groove depth of 50 ⁇ m and a groove opening width of 1 mm was formed using a grooving roll, and cold rolling was performed.
  • Hastelloy registered trademark, manufactured by Haynes
  • V-shaped grooves Six rows of the V-shaped grooves are arranged at a pitch of 4 mm in the width direction, and are formed in parallel to the length direction. Thereafter, cold rolling was continued to produce a tape base material having a thickness of 0.1 mm ⁇ 30 mm width and six rows of grooves. At this time, the groove depth was 25 ⁇ m ⁇ the groove upper opening width was 1 mm. In the second half of the cold rolling process, the inside of the groove was formed using a grooving roll. The surface roughness Ra of the bottom of the groove was 0.045 ⁇ m. Thereafter, TA (tension annealing treatment) was performed for the purpose of shape improvement, and a flat metal substrate was obtained. Thereafter, the surface of the metal tape substrate was finished to 0.001 ⁇ m with a surface roughness Ra by mechanical polishing.
  • TA tension annealing treatment
  • the GZO layer, IBAD-MgO layer, LMO layer, CeO 2 layer, superconducting layer, and protective layer were formed by the method described in Example 1.
  • the critical current (Ic) was measured using a four-terminal method in a state where 200 m ⁇ 5 strips were immersed in liquid nitrogen. The measurement was performed at a pitch of 1 m, and the voltage terminal interval was 1.2 m. The energization characteristics of the superconducting wire were measured with a definition of 1 ⁇ V / cm. 96A or more was confirmed at all the measurement positions of the critical current (Ic).
  • Example 3 A low-magnetic non-oriented metal tape base material (Hastelloy (registered trademark, manufactured by Haynes), which is a nickel-based heat- and corrosion-resistant alloy) was prepared. The material shape at this time is 0.25 mm thick ⁇ 35 mm wide. This tape base material was processed into a tape base material of 0.2 mm thickness ⁇ 35 mm width ⁇ 250 m by a 12-high rolling mill having a roll diameter of ⁇ 20 mm. Next, a V-shaped groove having a groove depth of 50 ⁇ m and a groove opening width of 0.5 mm was formed using a grooving roll, and cold rolling was performed.
  • Hastelloy registered trademark, manufactured by Haynes
  • V-shaped grooves are arranged in 13 rows at a pitch of 2 mm in the width direction, and are formed in parallel to the length direction.
  • cold rolling was continued to produce a tape substrate having a thickness of 0.1 mm ⁇ 35 mm and a groove row of 13 rows.
  • the groove depth at this time was 25 ⁇ m ⁇ the groove upper opening width was 0.5 mm.
  • the inside of the groove was formed using a grooving roll.
  • the surface roughness Ra of the bottom of the groove was 0.05 ⁇ m.
  • TA tension annealing treatment
  • a flat metal substrate was obtained.
  • the surface of the metal tape substrate was finished to 0.0012 ⁇ m with a surface roughness Ra by mechanical polishing.
  • the GZO layer, IBAD-MgO layer, LMO layer, CeO 2 layer, superconducting layer, and protective layer were formed by the method described in Example 1.
  • the critical current (Ic) was measured using a four-terminal method in a state of being immersed in liquid nitrogen for 200 m. The measurement was performed at a pitch of 1 m, and the voltage terminal interval was 1.2 m. The energization characteristics of the superconducting wire were measured with a definition of 1 ⁇ V / cm. 192 A or more was confirmed at all measurement positions of the critical current (Ic). Further, in the measurement of 2 mm pitch width, 48 A or more was confirmed in each array of 2 mm width.
  • a low-magnetic non-oriented metal tape base material (Hastelloy (registered trademark, manufactured by Haynes), which is a nickel-based heat- and corrosion-resistant alloy) was prepared. The material shape at this time is 0.25 mm thick ⁇ 30 mm wide.
  • This tape base material was processed into a tape base material of 0.1 mm thickness ⁇ 30 mm width ⁇ 250 m by a 12-high rolling mill having a roll diameter of ⁇ 20 mm. Thereafter, TA (tension annealing treatment) was performed for the purpose of shape improvement, and a flat metal substrate was obtained. Thereafter, the surface of the metal tape substrate was finished to 0.0011 ⁇ m with a surface roughness Ra by mechanical polishing.
  • the GZO layer, IBAD-MgO layer, LMO layer, CeO 2 layer, superconducting layer, and protective layer were formed by the method described in Example 1.
  • the tape base material was cut into 4 mm wide ⁇ 300 m ⁇ 5 superconducting wire by slit processing. Furthermore, oxygen annealing was performed at 550 ° C. in an oxygen stream to obtain a superconducting wire. When the cut surface was observed with the naked eye, projection marks that were thought to be due to shearing of the slit processing were observed.
  • the critical current (Ic) was measured using a four-terminal method in a state of being immersed in liquid nitrogen for 200 m. The measurement was performed at a pitch of 1 m and the voltage terminal interval was 1.2 m. The energization characteristics of the superconducting wire were measured with a definition of 1 ⁇ V / cm. 84 A or more was confirmed at all measurement positions of the critical current (Ic).
  • Table 1 shows the superconducting characteristics of the superconducting wires obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1.
  • Example 1 even when slitting to a width of 10 mm, it was confirmed that it had a critical current (Ic) comparable to that of the conventional wire. Further, it can be seen that Example 2 has a higher Ic than Example 1 even in the case of the same size and shape. Further, even in Example 3 having a 4-split structure, Ic at 2 mm width divided by 1 was 48 A, and it was confirmed that the value was just half that of Ic of Example 2 with 4 mm width not having a split structure. did it. This means that the performance of the superconducting layer portion between the grooves was not deteriorated when dividing.
  • Examples 4-1 to 4-11 A low-magnetic non-oriented metal tape base material (Hastelloy (registered trademark, manufactured by Haynes), which is a nickel-based heat- and corrosion-resistant alloy) was prepared. The material shape at this time is 0.25 mm thick ⁇ 35 mm wide. This tape base material was processed into a tape base material of 0.2 mm thickness ⁇ 35 mm width ⁇ 250 m by a 12-high rolling mill having a roll diameter of ⁇ 20 mm. Next, a U-shaped groove having a groove depth of 50 ⁇ m and a groove opening width of 0.5 mm was formed using a grooving roll, and cold rolling was performed.
  • Hastelloy registered trademark, manufactured by Haynes
  • the U-shaped grooves are arranged in 13 rows at a pitch of 2 mm in the width direction, and are formed in parallel to the length direction. Thereafter, cold rolling was continued to produce a tape substrate having a thickness of 0.1 mm ⁇ 35 mm and a groove row of 13 rows. The groove depth at this time was 25 ⁇ m ⁇ the groove upper opening width was 0.5 mm. In the second half of the cold rolling process, the inside of the groove was formed using a grooving roll. At this time, in each tape base material in Examples 4-1 to 4-11, the surface roughness Ra of the bottom of the groove was adjusted between 0.01 ⁇ m and 60 ⁇ m as shown in Table 2 below. Thereafter, TA (tension annealing treatment) was performed for the purpose of shape improvement, and a flat metal substrate was obtained. Thereafter, the surface of the metal tape substrate was finished to 0.0012 ⁇ m with a surface roughness Ra by mechanical polishing.
  • the superconducting wire at this time was cut into 8 mm width ⁇ 250 m ⁇ 3 superconducting wires at the position of the groove on the surface of the tape substrate by a slit processing method.
  • a pre-formed groove (a part of the 13-row groove described above) is arranged on the 8 mm-wide tape base material so as to divide the width direction into four at a pitch of 2 mm.
  • the critical current (Ic) was measured using a four-terminal method. The measurement was performed at a pitch of 1 m, and the voltage terminal interval was 1.2 m.
  • the energization characteristics of the superconducting wire were measured with a definition of 1 ⁇ V / cm.

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Abstract

　少なくとも一方の面に溝が形成された基材を準備する基材準備工程と、前記基材の前記溝が形成された側の表面に超電導層を形成する超電導層形成工程と、前記溝の部分で前記基材を切断する切断工程と、を有する超電導導体の製造方法である。

Description

超電導導体の製造方法、超電導導体および超電導導体用基板
　本発明は、超電導ケーブルや超電導マグネットなどの超電導機器に用いられる超電導導体の製造方法、超電導導体および超電導導体用基板に関する。
　従来から、基材上に超電導層を成膜して、超電導導体を製造する試みが数多く提案されている。例えば、所望の線材幅を有する超電導線材を得るためには、作製の初期に所望幅の金属基板を準備して、該基板の表面上に中間層を形成し、さらに該中間層表面に結晶配向性が良好な超電導層を成膜する方法が挙げられる。また、得られた超電導線材をさらに細線化する場合、レーザによって切断する方法や、スリット加工により切断する方法がとられている。
　例えば特開平６－６８７２７号公報には、スリット加工の例として、基材の表面を研磨し、研磨された基材表面にレーザアブーション等により酸化物高温超電導膜を形成するプロセスにおいて、研磨された基材を切断して複数に分割したものに超電導膜を形成するか、超電導膜を形成した基材を切断して複数の超電導線を得る方法が開示されている。
　また特開２００７－２８７６２９号公報には、スリット加工の別の例として、超電導線材を準備する工程と、対向する２つの切断部を備える加工部により、超電導線材を切断する加工工程とを備え、加工部は、２つの切断部の間に超電導線材を挟み込むように、超電導線材の幅方向に間隔を隔てて隣接するように少なくとも２組以上配置され、超電導線材の一方の表面に接触する切断部の接触位置は、超電導線材の他方の表面に接触する切断部の接触位置より超電導線材の幅方向の外側に位置させる方法が開示されている。
　一方特開２００７－１４１６８８号公報には、レーザ切断の例として、基体上に酸化物超電導層が設けられてなる低交流損失超電導導体において、前記酸化物超電導層が、前記基体の長さ方向に沿って前記基体の幅方向に複数形成された細線化溝により複数のフィラメント導体に分離されてなり、前記細線化溝に高抵抗酸化物が形成される方法が開示されている。
　また、特開２０１０－１９２１１６号公報には、超電導線材は、基板上に中間層、超電導層が順に形成され積層されており、保護層が被覆された構造を有し、基板に、1)基板の超電導層が形成された面とは反対側の面に形成されている、2)基板の厚みの途中までの深さを有する、3)超電導線材の長手方向と直交する任意の断面において、少なくとも１つ存在する、との要件を満たすスリットを形成する方法が開示されている。
特開平６－６８７２７号公報 特開２００７－２８７６２９号公報 特開２００７－１４１６８８号公報 特開２０１０－１９２１１６号公報
　しかしながら、例えばレーザにより切断する方法では、レーザによる切断面には発熱による溶断痕が発生し、切断面の形状の不均一が生じ、結果として、超電導導体の絶縁特性が切断面の局部的な突起が原因で劣化する問題や、切断時の熱履歴によって超電導特性（臨界電流特性）が劣化する問題があった。また、スリット加工により切断する方法においても、レーザ切断で発生する溶断痕と同様に、切断部位にせん断による突起痕（いわゆるかえり）が生じ、切断面の形状の不均一が生じて、結果として超電導導体の絶縁特性が劣化する問題や、せん断応力によって超電導特性が劣化する問題があった。
　尚、基板と基板上に形成された各層の全てを切断する場合だけではなく、保護層、超電導層および中間層等の基板上に積層された層だけを切断して、１つの基板上に複数に分割された超電導層を有する超電導導体を形成する場合にも、同様にレーザにより切断する方法等が用いられており、前述の溶断痕の発生の問題およびそれに伴う臨界電流特性の局部的な低下等の超電導導体としての問題と、不安定性、均一性の低下等の応用機器としての問題があった。
　本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、細線化加工の際の絶縁特性や超電導特性の劣化を抑制することができる超電導導体の製造方法、超電導導体、および該超電導導体の製造方法に用いる超電導導体用基板を得ることを目的とする。
　本発明の上記課題は下記の手段によって解決された。
＜１＞　少なくとも一方の面に溝が形成された基材を準備する基材準備工程と、
　前記基材の前記溝が形成された側の表面に超電導層を形成する超電導層形成工程と、
　前記溝の部分で前記基材を切断する切断工程と、
　を有する超電導導体の製造方法。
＜２＞　前記溝の深さが、前記超電導層の厚み以上、前記基材の厚み未満である前記＜１＞に記載の超電導導体の製造方法。
＜３＞　前記溝の最上部の開口面積が前記溝の底面の面積よりも大きい前記＜１＞または＜２＞に記載の超電導導体の製造方法。
＜４＞　前記溝の内壁面の表面粗さＲａが０．０２μｍ以上である前記＜１＞～＜３＞の何れか１項に記載の超電導導体の製造方法。
＜５＞　前記基材準備工程が、基板を準備する基板準備工程と、前記基板表面に中間層を形成する中間層形成工程と、を有している前記＜１＞～＜４＞の何れか１項に記載の超電導導体の製造方法。
＜６＞　前記基板の少なくとも一方の面に溝が形成され、前記中間層形成工程は該溝が形成された側の表面に前記中間層を形成する前記＜５＞に記載の超電導導体の製造方法。
＜７＞　前記基材準備工程は、前記基材の前記溝が形成された側の面とは反対側の面において、更に第２の溝が形成された基材を準備する前記＜１＞～＜６＞の何れか１項に記載の超電導導体の製造方法。
＜８＞　前記溝が、前記基材の一端から他端まで連続して形成されている前記＜１＞～＜７＞の何れか１項に記載の超電導導体の製造方法。
＜９＞　少なくとも前記中間層形成工程の後に、前記切断工程を行う前記＜５＞～＜８＞の何れか１項に記載の超電導導体の製造方法。
＜１０＞　前記切断工程を、前記超電導層形成工程の後に行う前記＜１＞～＜９＞の何れか１項に記載の超電導導体の製造方法。
＜１１＞　少なくとも一方の面に溝を有する基材と、
　前記基材の前記溝が形成された側の少なくとも溝を除く表面に形成された超電導層と、を有し、
　前記超電導層は前記基材の前記溝部の内壁面と前記超電導層が形成される面とが接する角部を覆うように形成された超電導導体。
＜１２＞　前記溝の深さが、前記超電導層の厚み以上、前記基材の厚み未満である前記＜１１＞に記載の超電導導体。
＜１３＞　前記溝の内壁面の表面粗さＲａが０．０２μｍ以上である前記＜１１＞または＜１２＞に記載の超電導導体。
＜１４＞　前記基材の前記溝が形成された側の面とは反対側の面において、更に第２の溝を有する前記＜１１＞～＜１３＞の何れか１項に記載の超電導導体。
＜１５＞　前記溝が、前記基材の一端から他端まで連続して形成されている前記＜１１＞～＜１４＞に記載の超電導導体。
＜１６＞　一方の面の表面粗さＲａが０．０２μｍ未満であり、
　前記一方の面に溝が形成されている超電導導体用基板。
＜１７＞　側面並びに前記溝の内壁面および底面の表面粗さＲａが０．０２μｍ以上である前記＜１６＞に記載の超電導導体用基板。
＜１８＞　前記溝が形成された側の面とは反対側の面において、更に第２の溝を有する前記＜１６＞または＜１７＞に記載の超電導導体用基板。
　本発明によれば、細線化加工の際の絶縁特性や超電導特性の劣化を抑制することができる超電導導体の製造方法、超電導導体、および該超電導導体の製造方法に用いる超電導導体用基材を得ることができる。
本発明に係る製造方法における基板準備工程の一過程を示す概略断面図である。 本発明に係る製造方法における中間層形成工程、超電導層形成工程、および保護層形成工程の一過程を示す概略断面図である。 本発明に係る製造方法における切断工程の一過程を示す概略断面図である。 本発明に係る製造方法における切断工程の一過程を示す概略断面図である。 一方の面に溝を有し、且つ他方の面に第２の溝を有する基板を示す概略断面図である。 一端から他端まで連続して形成された溝を有する基板を示す斜視図である。 断続的に形成された溝を有する基板を示す斜視図である。 従来の製造方法における製造過程を示す概略断面図である。 従来の製造方法における製造過程を示す概略断面図である。 従来の製造方法における製造過程を示す概略断面図である。 従来の製造方法における製造過程を示す概略断面図である。 超電導導体を円筒形状物の外周面に折り曲げて配置した態様を示す図である。
　本発明の超電導導体の製造方法は、少なくとも一方の面に溝が形成された基材を準備する基材準備工程と、前記基材の前記溝が形成された側の表面に超電導層を形成する超電導層形成工程と、前記溝の部分で前記基材を切断する切断工程と、を有する。
　尚、上記実施形態に係る製造方法によって製造された本発明の超電導導体は、少なくとも一方の面に溝を有する基材と、前記基材の前記溝が形成された側の少なくとも溝を除く表面に形成された超電導層と、を有し、前記超電導層は前記基材の前記溝部の内壁面と前記超電導層が形成される面とが接する角部を覆うように形成される。つまり、前記基材の前記超電導層側の面を表面とし、該表面と反対側の面を裏面とし、前記溝の底部を底面とし、前記溝の底面以外の面を内壁面とし、該裏面、底面、内壁面および表面以外の面を側面とした場合に、該基材の表面および該表面と前記内壁面とが接する角部を覆うように形成された超電導層を有する。また、前記超電導層は、前記表面と前記側面とが接する角部を覆うように形成されてもよい。
　また、上記実施形態に係る製造方法において、前記溝が、前記基材の一端から他端まで連続して形成されていることが好ましく、更に前記基材準備工程が基板を準備する基板準備工程と前記基板表面に中間層を形成する中間層形成工程とを有し、少なくとも前記中間層形成工程の後に前記溝の部分で前記基材を切断する切断工程を行ってもよい。
　以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る超電導導体、その製造方法および超電導導体用基板について具体的に説明する。なお、図中、同一または対応する機能を有する部材（構成要素）には同じ符号を付して適宜説明を省略する。
　本実施形態に係る超電導導体の製造方法は以下の各工程を有する。尚、下記中間層形成工程および下記保護層形成工程はなくてもよい。また、本発明において、基材とは基板のみからなってもよく、また基板上に中間層を有した態様であってもよい。
・基板準備工程（基材準備工程１）
　図１Ａに示すように、少なくとも一方の面に溝５０が形成された基板１０（基材１００）を準備する工程
・中間層形成工程（基材準備工程２）
　図１Ｂに示すように、基板１０の溝５０が形成された側の面上に中間層２０を形成し、基材１００を形成する工程
・超電導層形成工程
　図１Ｂに示すように、中間層２０上に超電導層３０を形成する工程
・保護層形成工程
　図１Ｂに示すように、超電導層３０上に保護層４０を形成する工程
・切断工程
　図２Ａに示すように、溝５０の部分で基材１００を切断する工程
　上記実施形態に係る製造方法によれば、図１Ｂに示すように、少なくとも一方の面に溝５０を有する基板１０と、前記基板１０の前記溝５０が形成された側の面の前記溝５０以外の部分の上に中間層２０と、中間層２０上に超電導層３０と、をこの順に有し、また、基材１００の前記超電導層３０側の面を表面とし、該表面と反対側の面を裏面とし、溝５０の底部を底面５０Ａとし、溝５０の底面５０Ａ以外の面を内壁面５０Ｂとし、該裏面、底面、内壁面および表面以外の面を側面とした場合に、基材１００（基板１０と中間層２０）の表面を覆い且つ該表面と前記側面とが接する角部および該表面と前記内壁面５０Ｂとが接する角部を超電導層３０のうち、角部被覆部３０Ａによって覆うように形成された本実施形態に係る超電導導体が得られる。ここで、中間層２０も、基板１０の表面１０Ａと溝５０の内壁面５０Ｂが接する角部および該表面と前記側面とが接する角部を角部被覆部２０Ａによって覆うように形成されている。中間層２０の角部被覆部２０Ａが形成されている場合は、超電導層３０の角部被覆部３０Ａは、角部被覆部２０Ａの一部を覆うことになる。
　尚、図中には記述しないが、角部被覆部３０Ａは基材１００の一部の側面および内壁面５０Ｂを覆うように形成されていてもよく、更に中間層２０の側面および内壁面５０Ｂ全面をも覆うように形成されていてもよい。更には、角部被覆部３０Ａは溝５０の内壁面５０Ｂを覆うように形成されてもよい。超電導層３０が基材１００の側面および内壁面５０Ｂを覆う形態は、その覆う面積が、長手方向で一様ではなくてもよい。超電導層３０の一部により、基材１００を構成する複数の層間での剥離を抑制することができる。また、中間層２０、保護層４０がそれぞれの下層の側面および内壁面を覆う形態についても、超電導層３０と同様に、長手方向で一様でなくてもよい。
　以下、本実施形態に係る超電導導体の製造方法の各工程について説明する。
　（基板準備工程（超電導導体用基板の説明））
　基板（超電導導体用基板）１０の形状は、テープ状、板材、条体等の種々の形状のものを用いることができる。基板１０の材料としては、例えば、材料強度がＨｖ硬度で１５０よりも大きく、高強度および耐熱性に優れた、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ａｇ等を含有する合金を用いることができる。特に好ましいのは、耐食性および耐熱性の点で優れているステンレス、ハステロイ（登録商標）、その他のニッケル系合金である。また、これら各種金属材料上に各種セラミックスを配してもよく、更には、セラミック単体でもよい。
　・溝の形状
　基板１０には溝５０が形成される。溝５０は、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、一方向に伸びる形状であることが好ましく、長尺の基板の場合には長手方向に伸びる形状であることがより好ましい。尚、溝５０の断面形状は特に限定されるものではなく、正方形、長方形、Ｕ字状、Ｖ字状、Ｒ状、台形状、短形状等適宜選定してかまわない。ここで、基板１０の溝５０の開口面積は深さ方向で同一ではなく、基板１０の表面位置における溝５０の開口面積（つまり溝５０の最上部の開口面積）が溝５０の底面５０Ａの表面積よりも大きいことが好ましく、更には溝５０の最上部の開口面積が最大であることがより好ましい。このように、溝５０の最上部の開口面積を底面５０Ａの表面積よりも大きくすることで、溝５０で超電導層３０側から基板１０を切断する場合に、切断手段が溝５０に入りやすくなる。また、基板１０上に形成される膜（例えば、中間層２０、超電導層３０）が基板１０の表面１０Ａと溝５０の内壁面５０Ｂが接する角部を覆いやすくなる。
　また溝５０は、図４Ａに示すごとく、基板１０の一端から他端まで連続して形成されていても、図４Ｂに示すごとく、断続的に形成されていてもよい。更には、不規則な繰り返し形態でも、パターン化された形態でもよい。但し、後述の「切断工程」によって切断された複数の超電導導体を製造する場合には、図４Ａに示す一端から他端まで連続して形成された溝５０を有することが好ましい。
　・溝の深さ
　溝５０の深さは、超電導層３０の厚み以上であることが好ましく、中間層２０と超電導層３０との総厚み以上であることがより好ましく、中間層２０と超電導層３０と保護層４０の総厚み以上であることが特に好ましい。
　溝５０の底面５０Ａにも、中間層２０、超電導層３０、保護層４０の形成時に堆積物が堆積して堆積物層が形成されるが、溝５０の深さが上記厚み以上であることにより、溝５０以外の部分に形成される超電導層３０と溝５０の底面５０Ａでの堆積物層との電気的な絶縁をより効率的に達成することができる。
　尚、溝５０の深さの上限値としては基板１０の厚み未満であればよく、さらに強度等の観点から基板１０の厚みの５０％以下であることがより好ましい。
　なお、超電導導体が基材１００（基板１０のみ、または、基板１０と中間層２０）、および超電導層３０のみで形成される場合は強度確保のため、溝の深さは基板１０の厚みの５０％以下とすることが好ましいが、更に、保護層４０を有する超電導導体の場合は、溝５０を除く超電導導体同士の連結保持のため、溝の深さは基板１０の厚さの０．１％から５０％とすることがより望ましい。このとき、長手方向の溝５０の深さは一定であることが望ましいが、長手方向で溝の深さが変化してもよい。
　・溝の表面粗さＲａ
　溝５０の内壁面５０Ｂの表面粗さＲａは、０．０２μｍ以上であることが好ましく、５０μｍ以下であることがより好ましい。
　表面粗さＲａが上記上限値以下であることにより、溝５０の内壁面５０Ｂの突起を起因とする異常放電による幅方向における電流パスの発生を抑制することができる。また、表面粗さＲａが上記下限値以上であることにより、中間層２０、超電導層３０、保護層４０の形成時に発生する溝５０の内壁面５０Ｂでの堆積物層における配向が抑制され、その結果、溝５０における堆積物層での超電導化を抑制することができる。
　更に上記表面粗さＲａは０．１μｍ以上１５μｍ以下であることがより好ましい。溝５０の内壁面５０ＢのＲａが０．１μｍ以上であれば、溝５０での堆積物層の配向性が抑制され、その結果堆積物層での超電導化が抑制でき、幅方向における電流パスを効果的に抑制することができる。一方、表面粗さＲａが１５μｍ以下であれば、堆積物層の超電導化が抑制できるだけでなく、溝５０においてマクロな突起が形成されたり、堆積成分の微粒粉が溝内部に点在することが抑制され、これら堆積成分微粒粉の飛散や付着による中間層２０の汚染が抑制されて、結果的に超電導特性の不安定要因を抑制することができる。
　なお、溝５０の底面５０Ａの表面粗さＲａについても、内壁面５０Ｂと同様に、０．０２μｍ以上であることが好ましく、５０μｍ以下であることがより好ましい。また、内壁面５０Ｂと同様に、底面５０Ａの上記表面粗さＲａは０．１μｍ以上１５μｍ以下であることがより好ましい。底面５０Ａの表面粗さＲａについて、内壁面５０Ｂと同様に制御することで、溝５０の電流パスを更に効果的に抑制することができる。
　・基板表面および側面の表面粗さＲａ
　尚、基板１０における中間層２０が形成される面１０Ａ（溝５０の内壁面を除く）での表面粗さＲａは０．０２μｍ未満であることが好ましい。０．０２μｍ以上であると、中間層２０において所望の配向性を得ることが難しい。
　また、基板１０の側面の表面粗さＲａについても、内壁面５０Ｂと同様に、０．０２μｍ以上であることが好ましく、５０μｍ以下であることがより好ましく、更に０．１μｍ以上１５μｍ以下であることがより好ましい。側面の表面粗さＲａについて、内壁面５０Ｂと同様に制御することで、基板１０における中間層２０、超電導層３０が形成される面１０Ａの幅方向における両端側を同じ積層形態に形成することができ、剥離抑制効果も同等に保つ効果がある。
　ここで、上記表面粗さＲａの測定は、以下の方法により行なうことができる。
　ＪＩＳ　Ｂ　０６５１－２００１に規定の方法により、触針式表面粗さ測定器を用いて測定される。
　但し、溝５０の内壁面５０Ｂおよび底面５０Ａの表面粗さＲａについては、溝５０を例えば溝付けロールを用いて形成する場合であれば、該溝付けロールの内壁面位置および底部位置に相当する部位の表面粗さＲａを測定して、その値を内壁面５０Ｂおよび底面５０Ａの表面粗さＲａの値としてもよい。
　また、上記基板１０の側面の表面粗さはエジャーロール成形や機械研磨などにより所望の表面粗さに成形することができる。
　・第２の溝
　図３に示すごとく、基板１０の溝５０が形成された側の面とは反対側の面において、更に第２の溝５２が形成された基板を用いることがより好ましい。
　第２の溝５２が形成される位置は、図３に示すように溝５０と対応する位置でもよいし、または溝５０の位置と対応しない位置、即ち溝５０からずれた位置でもよい。また第２の溝５２の好ましい形状や好ましい深さの範囲は前述の溝５０と同様であるが、第２の溝５２の形状や深さは、基板１０の反対側の面に設けられた溝５０と同じ組み合わせであっても、異なる組み合わせであってもよい。更に、第２の溝５２の内壁面５２Ｂと底面５２Ａの表面粗さＲａは、それぞれ溝５０の内壁面５０Ｂと底面５０Ａと同一であることが望ましいが、必ずしも同一である必要はない。
　基板１０の準備工程において、第２の溝５２を形成するタイミングは、第１の溝５０の形成と同時でも良いが、第１の溝５０を形成後、中間層２０、超電導層３０、保護層４０のそれぞれの成膜後のタイミングを任意に選定できる。更に、第２の溝５２の形成を複数回行ってもよい。尚、第２の溝５２の形状は、第２の溝５２の形成時に生じる厚み変動を抑制する観点から、裏面表面と第２の溝５２を構成する内壁面５０Ｂが接する部分をＲ形状とすることが好ましい。
　また、強度を保持するために、第１の溝５０の深さを浅く（基板厚さの半分）し、保護層４０まで成膜した後、第２の溝５２を第１の溝５０と対応する裏面の箇所に形成してもよい。
　また、第２の溝５２は第１の溝５０の形成よりも後に形成する必要はなく、第２の溝５２の後に第１の溝５０を形成してもよい。更に、第２の溝５２と交差する第３の溝を更に備えても良い（図３には図示しない）。
　溝５０が設けられた側とは反対側の面に第２の溝５２を有することで、基板１０の折り曲げがより良好に行える。また、特に第２の溝５２が図３に示すように溝５０と対応する位置に設けられている場合には、溝５０の部分での切断がより良好に行える。
　超電導導体の幅方向（第２の溝５２と交差する方向）に形成された第３の溝は、超電導導体を巻きつける巻枠、ボビンやフォーマー等の曲率に対して沿いやすいように形成されている。この第３の溝は、長手方向で１箇所以上の形成が望ましい。なお、第３の溝は第２の溝５２と垂直に交わる必要はなく、長手方向に斜めに形成されていてもよい。
　第１の溝５０、第２の溝５２および第３の溝の形成によって、良好な超電導特性を有し、かつ巻線性に優れた超電導導体を提供することできる。更に、第３の溝を長手方向に斜めに形成した場合には、超電導層３０に劣化を与えずに巻線に加工することが可能となる。
　なお、後述するように溝５０の部分で切断する切断工程を有する場合において、基板１０の溝５０と対応する位置に第２の溝５２が形成されている場合には、溝５０の側と第２の溝５２の側との両側から、レーザによる切断やスリット加工による切断を行うことがより好ましい。
　・溝の形成方法
　基板１０への溝５０の形成方法を、一例を挙げて説明する。
　まず、所望幅の基板１０（例えば、ニッケル基の耐熱・耐食合金であるハステロイ（登録商標、ヘインズ社製））に冷間圧延を加えて高平坦な基板表面を形成し、更に機械的、化学的研磨工程などを加え、更に高平坦な基板表面に改質する。この際、基板１０に対し、冷間圧延を加える工程（圧延前の板厚から圧延後の最終板厚に加工する工程）の間や、機械的、化学的研磨工程の後に、少なくとも基板１０の一方の面に所望の幅に相当する溝５０を形成する。
　溝５０の形成方法としては、溝付けロールで溝形状を圧下させ、連続するまたは断続的な溝を任意の深さで加工する方法が挙げられる。溝の断面形状は溝付けロールにより任意に選定できる。基板１０の仕上がり厚さは、例えば５０μｍ～２００μｍであり、例えば１００μｍ厚さの５％～３０％相当の溝深さが好ましく、更には１０％～２０％がより好ましい。溝の開口部幅は０．１ｍｍ～３ｍｍが望ましく、１ｍｍ以上がより好ましく、任意に設定できる。
　基板１０の表面１０Ａ上に中間層２０、超電導層３０を積層した場合、溝５０の部分には、基板１０に形成された角部に沿って、中間層２０と超電導層３０が積層される。この際、中間層２０や超電導層３０を形成する各積層間の剥離を抑制することができる。
　また、溝５０を形成する方法として、レーザを用いることもできる。レーザの場合、溝付けロールでの溝付けと同様に、基板１０に対し、冷間圧延工程の間、または機械的、化学的研磨工程の後に、少なくとも基板１０の一方の面に所望の幅に相当する溝５０を形成する。尚、冷間圧延工程での最終圧延板厚さでのレーザによる溝の形成がより好ましい。
　尚、溝付けロールで溝を形成した位置に、再度レーザで溝付け加工することも可能である。或いは、溝付けロールでの溝の形成とレーザでの溝付け加工を交互に行うことも可能である。溝付けロールは溝付け効果と、溝内部を成形して溝内部を平坦にする効果がある。
　レーザでの溝の開口部幅は０．０２ｍｍ～３ｍｍが望ましく、任意に設定できる。
　尚、第２の溝５２および第３の溝の形成も、上記溝５０の形成方法に準じて行なうことができる。
　（中間層形成工程）
　中間層２０は、超電導層３０において高い面内配向性を実現するために基板１０上に形成される層であり、熱膨張率や格子定数等の物理的な特性値が基板１０と超電導層３０を構成する酸化物超電導体との中間的な値を示す。
　中間層２０は、単層であっても２層以上からなる多層であってもよいが、例えばベッド層、二軸配向層、およびキャップ層を有する態様が挙げられる。
　・ベッド層
　ベッド層２２の構成材料としては、Ｇｄ２Ｚｒ２Ｏ７－δ（－１＜δ＜１、以下ＧＺＯと称す）、ＹＡｌＯ３（イットリウムアルミネート）、ＹＳＺ（イットリア保護ジルコニア）、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、ＲＥＺｒＯおよびＲＥ２Ｏ３等を用いることができ、中でもＧＺＯ、Ｙ２Ｏ３、ＹＳＺが好適なものとして挙げられる。ここで、ＲＥは、単一の希土類元素または複数の希土類元素を表す。なお、ベッド層２２は、例えば２軸配向性を向上させるなどの機能を有していてもよい。なお、２軸配向性を向上させる機能を持たせるためには、ＧＺＯをベッド層２２の構成材料として用いることが好ましい。
　ベッド層２２の膜厚は、特に限定されないが、例えば１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
　ベッド層２２の形成（成膜）方法としては、例えば、アルゴン雰囲気中でＲＦスパッタ法により成膜する方法が挙げられる。
　ＲＦスパッタ法では、プラズマ放電で発生した不活性ガスイオン（例えばＡｒ＋）を蒸着源（ＧＺＯ等）に衝突させ、はじき出された蒸着粒子を成膜面に堆積させて成膜する。このときの成膜条件は、ベッド層２２の構成材料や膜厚等によって適宜設定されるが、例えば、ＲＦスパッタ出力：１００Ｗ以上５００Ｗ以下、基板搬送速度：１０ｍ／ｈ以上１００ｍ／ｈ以下、成膜温度：２０℃以上５００℃以下とされる。
　なお、ベッド層２２の成膜には、イオン発生器（イオン銃）で発生させたイオンを蒸着源に衝突させるイオンビームスパッタ法を利用することもできる。また、ベッド層２２は、Ｙ２Ｏ３層とＡｌ２Ｏ３層との組み合わせ等の多層構造とすることもできる。
　・二軸配向層
　二軸配向層２４は、ベッド層２２上に形成され、超電導層３０の結晶を一定の方向に配向させるための層である。
　二軸配向層２４の構成材料としては、ＭｇＯ、ＣｅＯ２、ＹＳＺ、ＮｂＯ等の多結晶材料が挙げられる。これらの中でも、ＭｇＯを含有することが好ましい。
　二軸配向層２４の膜厚は、特に限定されないが、例えば１ｎｍ以上２０ｎｍ以下である。
　二軸配向層２４の形成（成膜）方法としては、スパッタ法によってターゲット（蒸着源）からターゲット粒子をたたき出し、たたき出した該ターゲット粒子を前記ベッド層２２上に積層させる方法が好ましい。尚、成膜面に対して斜め方向からイオンビームを照射しながらターゲットからのターゲット粒子を前記成膜面に堆積させて膜を形成するスパッタ法（ＩＢＡＤ法：Ion Beam Assisted Deposition）により積層する方法が特に好ましい。
　このときの成膜条件は、二軸配向層２４の構成材料や膜厚等によって適宜設定されるが、例えば、
・ＩＢＡＤアシストイオンビーム電圧：８００Ｖ以上１５００Ｖ以下
・ＩＢＡＤアシストイオンビーム電流：８０ｍＡ以上３５０ｍＡ以下
・ＩＢＡＤアシストイオンビーム加速電圧：２００Ｖ
・ＲＦスパッタ出力：８００Ｗ以上１５００Ｗ以下
・基板搬送速度：８０ｍ／ｈ以上５００ｍ／ｈ以下
・成膜温度：５℃以上２５０℃以下
であることが好ましい。
　・キャップ層
　また、本実施形態では、前記二軸配向層２４上に更にキャップ層を有していてもよい。キャップ層は、二軸配向層２４上に形成され、二軸配向層２４を保護するとともに超電導層３０との格子整合性を高めるための層である。
　キャップ層の材料としては、例えばＬａＭｎＯ３（ＬＭＯ）、ＣｅＯ２、ＭｇＯ、ＹＳＺ、ＳｒＴｉＯ３（ＳＴＯ）等が挙げられる。
　尚、キャップ層は単層であっても、図１Ｂに示すように２層以上の複数層からなっていてもよい。図１Ｂには第１キャップ層２６および第２キャップ層２８の２層からなるキャップ層が示されており、例えばスパッタ法で形成されたＬＭＯからなる第１キャップ層２６と、スパッタ法で形成されたＣｅＯ２からなる第２キャップ層２８との組合せ等が挙げられる。
　キャップ層の膜厚は、特に限定されないが、十分な配向性を得るには５０ｎｍ以上が好ましく、３００ｎｍ以上であればさらに好ましい。
　このキャップ層の形成（成膜）方法としては、ＰＬＤ法やＲＦスパッタ法による成膜が挙げられる。ＲＦスパッタ法による成膜条件は、キャップ層の構成材料や膜厚等によって適宜設定されるが、例えば
・ＲＦスパッタ出力４００Ｗ以上１０００Ｗ以下
・基板搬送速度２ｍ／ｈ以上５０ｍ／ｈ以下
・成膜温度４５０℃以上８００℃以下
であることが好ましい。
　（超電導層形成工程）
　超電導層３０は、前記中間層２０上に形成され、酸化物超電導体、特に銅酸化物超電導体で構成されていることが好ましい。この銅酸化物超電導体としては、ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ（ＲＥ－１２３と称す）等の組成式で表される結晶材料を用いることができる。
　上記ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ中のＲＥは、Ｙ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂやＬｕなどの単一の希土類元素または複数の希土類元素であり、これらの中でＹがよく用いられる。また、δは、酸素不定比量であり、例えば０以上１以下であり、超電導転移温度が高いという観点から０に近いほど好ましい。
　超電導層３０の膜厚は、特に限定されないが、例えば０．８μｍ以上１０μｍ以下である。
　超電導層３０の形成（成膜）方法としては、例えばＴＦＡ－ＭＯＤ法、ＰＬＤ法、ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法、またはスパッタ法などが挙げられる。これら成膜方法の中でも、高真空を必要とせず、大面積化が容易で量産性に優れているという理由からＭＯＣＶＤ法を用いることが好ましい。ＭＯＣＶＤ法を用いる場合の成膜条件は、超電導層３０の構成材料や膜厚等によって適宜設定されるが、例えば、
・基板搬送速度：８０ｍ／ｈ以上５００ｍ／ｈ以下
・成膜温度：８００℃～９００℃
とすることが好ましい。また、酸素不定比量δを小さくして超電導特性を高めるという観点から、酸素ガス雰囲気中で行うことが好ましい。
　（保護層形成工程）
　以上のような超電導層３０の上面には、例えばスパッタ法により銀からなる保護層（安定化層）４０を成膜してもよい。また、保護層４０を成膜して超電導導体を製造した後、超電導導体に熱処理を施してもよい。
　尚、超電導層３０の角部を角部被覆部４０Ａによって覆うように保護層４０を形成するためには、上記保護層を以下の方法で形成する方法が挙げられる。
　スパッタ法によってターゲット（蒸着源）からターゲット粒子（銀粒子）をたたき出し、たたき出した該ターゲット粒子を、既に前記超電導層３０が形成された基板１０に積層させる方法において、前記超電導層３０表面の法線方向から、該ターゲット粒子を前記超電導層３０の幅より広い範囲で照射、堆積することで、超電導層３０の角部を角部被覆部４０Ａによって覆うように保護層４０を成形することが出来る。尚、前記超電導層３０表面に対する照射角度を法線方向に対して、幅方向に角度を増減する位置に調整することで、溝５０の側面における最深部に銀による被覆部を成膜することも出来る。これらは、マルチターン方式においても有効である。
　尚、既に述べた通り、溝５０の底面５０Ａにも、中間層２０、超電導層３０、保護層４０の形成時に堆積物が堆積するが、溝５０の深さが十分であればこの堆積物による堆積物層は超電導層３０と電気的に絶縁な状態となる。もし上記堆積物層が超電導層３０と電気的に接続される場合には、保護層４０の形成後に溝付けロール等により後から除去してもよい。尚、この堆積物層は、溝５０内部の機械的研磨や化学的処理等によって除去してもよい。また、上記の溝付けロール等による除去方法と、機械的研磨や化学的処理等による除去方法との組合せによって除去してもよい。
　（切断工程）
　本実施形態に係る超電導導体の製造方法は、前記溝が、前記基板の一端から他端まで連続して形成されていることが好ましい。また、切断工程は、少なくとも前記中間層形成工程の後に、前記溝５０の部分で前記基板１０を切断する工程であることが好ましい。
　切断工程では、レーザによる切断方法やスリット加工による切断方法を用いて、溝５０の部分で切断を行う。尚、溝５０の部分で切断する場合、例えば図４Ａに示すごとく連続した溝５０の部分で切断する場合には溝５０の長軸方向に沿って切断することが好ましく、また図４Ｂに示すごとく断続的な溝５０の部分で切断する場合には複数の溝５０が並んでいる方向に沿って切断することが好ましい。即ち、溝５０を予め所望の間隔で形成しておくことにより、所望の幅を有する超電導導体を形成することができる。但し、切断の長さ方向の範囲において、基材の一端から他端まで同一溝位置、同一方向位置での切断に限定するものではなく、基材の一端から他端まで連続的な切断でもよい。
　細線化後の超電導導体の超電導層３０に大きな熱履歴を与えずに切断することができることから、細線化された超電導導体の超電導層３０の端部の超電導特性の劣化を抑制することができる。
　尚、基板１０の溝５０が形成された側の面とは反対側の面の溝５０と対応する位置に、更に第２の溝５２が形成されている場合には、溝５０の側と第２の溝５２の側との両側から、レーザによる切断やスリット加工による切断を行うことがより好ましい。
　溝５０と第２の溝５２が対応する位置にあり、その溝５０、５２部分で切断することによって、細線化された超電導導体の厚さ（基板１０、中間層２０、超電導層３０、保護層４０）の切断による厚みの変化が少なく、高精度の寸法を確保することができる。
　上記切断工程は、少なくとも中間層形成工程の後に行なわれることが好ましく、更には超電導層形成工程の後に行なうことがより好ましく、保護層４０を形成した後に行なうことが特に好ましい。尚、切断工程を行った後に、更に超電導導体をＣｕ層等の安定化層によって被覆してもよい。この安定化層をメッキによって形成する場合には、溝５０と第２の溝５２が対応する位置にあり、その溝５０、５２部分で切断することによって、細線化された超電導導体の寸法が確保されているため、安定化層で被覆された超電導導体の厚みも容易に、更に均一に確保することができる。
　なお、Ｃｕ層等の安定化層の形成後に切断工程を行ってもよい。
　本実施形態に係る製造方法によって形成された超電導導体は、図２Ｂに示すように、溝５０が形成されていた位置に対応する基材１００に、溝５０の底面５０Ａの残痕として痕跡６０が残る。また、痕跡６０以外にも、基材１００には溝部５０の底面５０Ａから裏面（中間層２０や超電導層３０が形成されていない側）までの範囲に残るせん断破面跡や、レーザ溶接痕が残る場合がある。これらは切断時に、切断方向を適正に定めることで抑制可能である。更に、痕跡６０はレーザを用いて削除することができ、突起のない平坦な切断面とすることができる。この場合、痕跡６０の削除は超電導層３０と反対側で行われるため、超電導層３０への熱履歴による影響は小さい。
　なお、超電導導体を巻きつける場合は、痕跡６０は、隣り合う超電導導体同士の動きを固定する効果を有するため、超電導導体に痕跡６０を残すことが有効である。更に、超電導導体に絶縁材を巻き付ける場合には、絶縁材のずれを抑制する効果も有する。なお、細線化された超電導導体の、２箇所の切断面において痕跡６０は片方のみ残してもよい。
＜超電導導体の使用態様＞
　前述の本実施形態では、前記切断工程にて全ての溝５０の部分で切断を行うのではなくいくつかの溝５０をそのまま残すことによって、図１Ｂに示す通り、１つの基板１０上に複数に分割された超電導層３０を有する超電導導体を製造することも出来る。
　また、図１Ｂに示すような１つの基板１０上に複数に分割された超電導層３０を有する超電導導体は、切断工程を有さない製造方法、つまり基板準備工程と超電導層形成工程とを有する製造方法（更に必要により中間層形成工程や保護層形成工程を有していてもよい）によっても、製造することが出来る。
　この図１Ｂに示す超電導導体は、例えば、溝の部分で幅方向に折り曲げた超電導導体を円筒形状物の長軸方向に沿って、外周面上に配置して用いることができる。
　図７は、前記超電導導体を直径２２ｍｍの銅の円筒形状物１１の外周面に、溝の部分で幅方向に折り曲げた複数本（図７では６本、幅１０ｍｍ）の超電導導体１がスパイラル状に巻きつけられた（スパイラル巻きされた）断面の態様を示す図である。超電導導体１間のギャップ長（所定間隔）は約１．５ｍｍである。各超電導導体１には、図１Ｂに示すような２本の溝５０が形成されている。
　尚、この溝５０は、図４Ａに示すような基材１００の一端から他端まで連続して形成された溝でも、図４Ｂに示すような断続的に形成された溝でもよい。また、図３に示すように、基材１００の溝５０が設けられた側とは反対側の面に第２の溝５２を有することで、円筒形状物１１の曲率半径Ｒに沿って、真円状に近似した形態で、超電導層３０に曲げ歪みの影響のない張力下で、スパイラル巻きがより容易に行える。
　また、図４Ｂに示すような断続的に形成された溝５０である場合には、該溝５０の部分に基材１００を貫通する切れ込みを入れてもよい。切れ込みを入れることにより、細線化された超電導導体１が分離しないで形状を保つことができ、円筒形状物１１へのスパイラル巻きがより容易に行える。尚、上記切れ込みは、レーザ等を用いることで形成できる。
　また、前述の本実施形態において、前記切断工程にて全ての溝５０の部分で切断を行うことで得られる超電導導体は、所望の幅に細線化された超電導導体とすることができ、超電導ケーブルや超電導マグネット等に好適に用いられる。
（変形例）
　なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであり、例えば上述の複数の実施形態は、適宜、組み合わされて実施可能である。また、以下の変形例を、適宜、組み合わせてもよい。
　例えば、中間層２０は１層で構成されていても、更に他の層を有していてもよい。
　また、上述したＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δなどの酸素不定比量δは、０以上である場合（正の値を示す場合）を説明したが、負の値を示してもよい。
（効果）
　従来においては、所望の幅を有する超電導導体を得るため、まず、図５Ａに示すような基板１１０に対し、図５Ｂに示すようにベッド層１２２、二軸配向層１２４、第１キャップ層１２６、第２キャップ層１２８等を有する中間層１２０や、超電導層１３０、保護層１４０等を成膜し、次いで、保護層１４０、超電導層１３０、中間層１２０および基板１１０を、図６Ａに示す矢印の位置で、レーザにより切断する方法や、スリット加工により切断する方法によって、図６Ｂに示すような所望幅の超電導導体を得ていた。
　しかし、レーザにより切断する方法では、加工の際にレーザ照射に伴う発熱により、超電導特性の劣化が生じるという問題があった。具体的には、レーザによる切断面には発熱による溶断痕が発生し、切断面の形状の不均一が生じる。この時、レーザ照射の発熱は超電導特性に悪影響を与え、切断面の溶断痕は、レーザによる切断の後に銅メッキ等の安定化層を更に形成する場合には、その安定化層の形状不安定の要因ともなり、結果として、超電導特性の劣化と、超電導導体の絶縁特性が劣化する問題があった。
　また、これらの溶断痕は、突起形状を有する場合には、見掛けの超電導導体の寸法が大きくなり、機器用に巻線等に加工した場合に、機器としての電流密度が低くなるという問題があった。また、機器内の超電導導体の寸法精度が悪いために、超電導導体中の超電導層に不均一な応力が印加されるため超電導特性の劣化が生じた。更に、マグネット用コイルとした場合には、超電導導体の寸法精度の悪さは、励磁の際の超電導導体の動きを誘発し、マグネットクエンチの起因となる可能性がある。このように、機器としての長期安定性に影響するという問題があった。
　レーザによる細線化後の超電導導体の超電導層は、大きな熱履歴が与えられているために切断部分となる超電導層３０の端部の超電導特性（臨界電流特性）の劣化が生じていた。また、レーザによる切断では、基板に積層された中間層および超電導層の各層間の剥離を助長する問題があった。
　一方、スリット加工により切断する方法においても、切断時のせん断力が直接超電導層に印加されることで、超電導特性の劣化が生じる問題があった。また、切断部の形状の点では、レーザ切断で発生する溶断痕と同様に、切断部位にせん断による突起痕（いわゆるかえり）が生じ、切断面の形状の不均一が生じる。スリット加工による切断の後に銅メッキ等の安定化層を更に形成する場合には、その安定化層の形状不安定の要因ともなり、結果として、レーザ切断と同様に、超電導特性の劣化と、超電導導体の絶縁特性の劣化、積層された層間の剥離等の問題があった。
　また、図６Ｂに示すように基板１１０まで切断するのではなく、保護層、超電導層および中間層等の基板上に積層された層だけを切断して、１つの基板上に複数に分割された超電導層を有する超電導導体を形成する場合にも、同様にレーザにより切断する方法等が用いられており、前述の溶断痕の発生の問題およびそれに伴う上記の問題があった。
　これに対し、本発明に係る製造方法において、前記切断工程にて全ての溝５０の部分で切断を行うのではなくいくつかの溝５０をそのまま残す方法によれば、図１Ａに示すごとく予め溝５０が形成された基板１０上に、図１Ｂに示すように中間層２０や超電導層３０等を積層するため、超電導層３０の切断を行うことなく１つの基板１０上に複数に分割された超電導層３０を有する超電導導体を形成することができる。即ち、レーザを用いた場合の溶断痕やスリット加工を用いた場合の突起痕等の発生が抑制され、形状の不均一を抑制することができ、超電導導体の超電導特性の低下を抑制することができる。
　また、上記本発明に係る製造方法において更に保護層４０を形成する場合には、図１Ｂに示すごとく、超電導層３０の表面と側面とが接する角部を角部被覆部４０Ａによって覆うように形成されるため、切断面にこの角部被覆部４０Ａが形成されない従来例と比べて、超電導層３０の側面をも保護層４０によって保護することができる。また、溝５０によって分割された部位の側面において積層間（超電導層３０と中間層２０の間や中間層２０内の各層間）での層間剥離を抑制することができる。
　また、本発明に係る製造方法によれば、図２Ｂに示すごとく、溝５０の部分の基板１０を切断することで超電導導体自体の切断を行なうことができる。即ち、溝５０以外の部分に形成された中間層２０、超電導層３０、保護層４０等での溶断痕や突起痕等の発生が抑制され、形状の不均一が抑制され、超電導導体の超電導特性の低下を抑制することができる。即ち、レーザ用いて切断する場合でも、レーザ照射に伴う発熱は超電導層３０等に影響を与えることがなく、超電導特性の低下が抑制された超電導導体を得ることができる。一方、スリット加工する場合でも、切断時のせん断力の超電導層３０等への影響を最小に制御できるため、超電導特性の低下が抑制された超電導導体を得ることができる。
　また、上記本発明に係る製造方法において更に保護層４０を形成する場合には、図２Ｂに示すごとく、超電導層３０の表面と側面とが接する角部を角部被覆部４０Ａによって覆うように形成されるため、切断面にこの角部被覆部４０Ａが形成されない従来例と比べて、超電導層３０の側面をも保護層４０によって保護することができる。また、溝５０によって分割された部位の側面において積層間（超電導層３０と中間層２０の間や中間層２０内の各層間）での層間剥離を抑制することができる。
　なお、日本出願２０１１－１６９６０８の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
　本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
　以下、実施例および比較例について説明するが、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〕
　（基材）
　低磁性の無配向金属テープ基材（ニッケル基の耐熱・耐食合金であるハステロイ（登録商標、ヘインズ社製））を準備した。このときの素材形状は０．２５ｍｍ厚×７５ｍｍ幅である。このテープ基材をロール径Φ２０ｍｍの１２段圧延機によって、０．２ｍｍ厚×７５ｍｍ幅×５５０ｍのテープ基材に加工した。
　次いで、溝付けロールを用い溝深さ５０μｍ×溝開口部幅１ｍｍのＵ字溝を形成すると共に、冷間圧延を行った。このＵ字状溝は幅方向１０ｍｍピッチで７列配置され、長さ方向に平行に成形されている。その後、冷間圧延を継続し、厚さ０．１ｍｍ×７５ｍｍ幅、溝列７列のテープ基材を製造した。このときの溝深さは２５μｍ×溝上部の開口部幅は１ｍｍで、溝最下部幅は０．７ｍｍであった。このとき、溝最上部と最下部の溝幅比は１．４２程度である。
　尚、冷間圧延の工程の後半で、溝付けロールを用いて溝内部の形状成形加工を行った。溝の底部の表面粗さＲａは０．０５μｍであった。
　この後、形状改善を目的としてＴＡ（テンションアニール処理）を施し、平坦な金属基板を得た。その後、機械的研磨により金属テープ基材表面を表面粗さＲａで０．００１１μｍに仕上げた。
　（ＧＺＯ層）
　次いで、表面粗さＲａで０．００１１μｍに仕上げた金属テープ基材表面上に、Ｇｄ２Ｚｒ２Ｏ７（ＧＺＯ）層（膜厚：１１０ｎｍ）をイオンビームスパッタ法により、室温にて成膜した。
　（ＩＢＡＤ－ＭｇＯ層，ＬＭＯ層、ＣｅＯ２層）
　さらに、ＭｇＯ層（膜厚：３～５ｎｍ）をＩＢＡＤ法により２００～３００℃にて成膜し、次いでＬａＭｎＯ３層（膜厚：３０ｎｍ）をＲＦスパッタ法により６００～７００℃にて成膜し、更にＣｅＯ２層（膜厚：４００ｎｍ）をＲＦスパッタ法により５００～６００℃にて成膜した。
　（超電導層）
　次いで、ＭＯＣＶＤ法により８００℃の条件下で、ＹＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－ｄ超電導層を１μｍの厚さに成膜した。
　（保護層）
　こうして得られた超電導層上に保護層としてのＡｇ層を厚さで１５μｍ積層した。
　（切断）
　テープ基材表面の溝の位置で、スリット加工法により１０ｍｍ幅×５００ｍ×６条の超電導線材に切り分けた。更に、酸素流気中５５０℃で酸素アニールを行い超電導線材を得た。
　製造された超電導線材について、５００ｍ×６条について、液体窒素に浸漬した状態で、四端子法を用いて臨界電流（Ｉｃ）を測定した。測定は１ｍピッチとし、電圧端子間隔は１．２ｍとした。超電導線材の通電特性は１μＶ／ｃｍ定義で測定した。
　臨界電流（Ｉｃ）の全測定位置で、２９０Ａ以上を確認した。
〔実施例２〕
　（基材）
　低磁性の無配向金属テープ基材（ニッケル基の耐熱・耐食合金であるハステロイ（登録商標、ヘインズ社製））を準備した。このときの素材形状は０．２５ｍｍ厚×３０ｍｍ幅である。このテープ基材をロール径Φ２０ｍｍの１２段圧延機によって、０．２ｍｍ厚×３０ｍｍ幅×２５０ｍのテープ基材に加工した。
　次いで、溝付けロールを用い溝深さ５０μｍ×溝開口部幅１ｍｍのＶ字溝を形成すると共に、冷間圧延を行った。このＶ字状溝は幅方向４ｍｍピッチで６列配置され、長さ方向に平行に成形されている。その後、冷間圧延を継続し、厚さ０．１ｍｍ×３０ｍｍ幅、溝列６列のテープ基材を製造した。このときの溝深さは２５μｍ×溝上部開口部幅は１ｍｍであった。
　尚、冷間圧延の工程の後半で、溝付けロールを用いて溝内部の形状成形加工を行った。溝の底部の表面粗さＲａは０．０４５μｍであった。
　この後、形状改善を目的としてＴＡ（テンションアニール処理）を施し、平坦な金属基板を得た。その後、機械的研磨により金属テープ基材表面を表面粗さＲａで０．００１μｍに仕上げた。
　ＧＺＯ層、ＩＢＡＤ－ＭｇＯ層，ＬＭＯ層、ＣｅＯ２層、超電導層、保護層の形成は、実施例１に記載の方法により行った。
　（切断）
　テープ基材表面の溝の位置で、スリット加工法により４ｍｍ幅×２５０ｍ×５条の超電導線材に切り分けた。更に、酸素流気中５５０℃で酸素アニールを行い超電導線材を得た。
　製造された超電導線材について、２００ｍ×５条について、液体窒素に浸漬した状態で、四端子法を用いて臨界電流（Ｉｃ）を測定した。測定は１ｍピッチとし、電圧端子間隔は１．２ｍとした。超電導線材の通電特性は１μＶ／ｃｍ定義で測定した。
　臨界電流（Ｉｃ）の全測定位置で、９６Ａ以上を確認した。
〔実施例３〕
　（基材）
　低磁性の無配向金属テープ基材（ニッケル基の耐熱・耐食合金であるハステロイ（登録商標、ヘインズ社製））を準備した。このときの素材形状は０．２５ｍｍ厚×３５ｍｍ幅である。このテープ基材をロール径Φ２０ｍｍの１２段圧延機によって、０．２ｍｍ厚×３５ｍｍ幅×２５０ｍのテープ基材に加工した。
　次いで、溝付けロールを用い溝深さ５０μｍ×溝開口部幅０．５ｍｍのＶ字溝を形成すると共に、冷間圧延を行った。このＶ字状溝は幅方向２ｍｍピッチで１３列配置され、長さ方向に平行に成形されている。その後、冷間圧延を継続し、厚さ０．１ｍｍ×３５ｍｍ幅、溝列１３列のテープ基材を製造した。このときの溝深さは２５μｍ×溝上部開口部幅は０．５ｍｍであった。
　尚、冷間圧延の工程の後半で、溝付けロールを用いて溝内部の形状成形加工を行った。溝の底部の表面粗さＲａは０．０５μｍであった。
　この後、形状改善を目的としてＴＡ（テンションアニール処理）を施し、平坦な金属基板を得た。その後、機械的研磨により金属テープ基材表面を表面粗さＲａで０．００１２μｍに仕上げた。
　ＧＺＯ層、ＩＢＡＤ－ＭｇＯ層，ＬＭＯ層、ＣｅＯ２層、超電導層、保護層の形成は、実施例１に記載の方法により行った。
　（切断）
　テープ基材表面の溝の位置で、スリット加工法により８ｍｍ幅×２５０ｍ×３条の超電導線材に切り分けた。このとき、８ｍｍ幅のテープ基材上には、予め成形した溝（前記した１３列溝の一部）が２ｍｍピッチで幅方向を４分割するように配置されている。前記２ｍｍピッチの溝は長さ方向に平行に成形されており、溝内部は一様な平滑性をもち、突起形状がなく平坦に成形されているため、電気的に超電導層を切る効果を持つものと考えられる。
　更に、酸素流気中５５０℃で酸素アニールを行い超電導線材を得た。
　製造された超電導線材について、２００ｍ分について、液体窒素に浸漬した状態で、四端子法を用いて臨界電流（Ｉｃ）を測定した。測定は１ｍピッチとし、電圧端子間隔は１．２ｍとした。超電導線材の通電特性は１μＶ／ｃｍ定義で測定した。
　臨界電流（Ｉｃ）の全測定位置で、１９２Ａ以上を確認した。また、２ｍｍピッチ幅の測定では２ｍｍ幅それぞれ各配列で４８Ａ以上を確認した。
〔比較例１〕
　（基材）
　低磁性の無配向金属テープ基材（ニッケル基の耐熱・耐食合金であるハステロイ（登録商標、ヘインズ社製））を準備した。このときの素材形状は０．２５ｍｍ厚×３０ｍｍ幅である。このテープ基材をロール径Φ２０ｍｍの１２段圧延機によって、０．１ｍｍ厚×３０ｍｍ幅×２５０ｍのテープ基材に加工した。
　この後、形状改善を目的としてＴＡ（テンションアニール処理）を施し、平坦な金属基板を得た。その後、機械的研磨により金属テープ基材表面を表面粗さＲａで０．００１１μｍに仕上げた。
　ＧＺＯ層、ＩＢＡＤ－ＭｇＯ層，ＬＭＯ層、ＣｅＯ２層、超電導層、保護層の形成は、実施例１に記載の方法により行った。
　（切断）
　テープ基材に対し、スリット加工法により４ｍｍ幅×３００ｍ×５条の超電導線材に切り分けた。更に、酸素流気中５５０℃で酸素アニールを行い超電導線材を得た。
　切断面を目視にて観察したところ、スリット加工のせん断によるものと思われる突起痕が観察された。
　製造された超電導線材について、２００ｍ分について、液体窒素に浸漬した状態で、四端子法を用いて臨界電流（Ｉｃ）を測定した。測定は１ｍピッチとし、電圧端子間隔は１．２ｍとした。超電導線材の通電特性は１μＶ／ｃｍ定義で測定した。
　臨界電流（Ｉｃ）の全測定位置で、８４Ａ以上を確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 
　表１に実施例１～３、比較例１によって得られた超電導線材の超電導特性を示す。実施例１では１０ｍｍ幅にスリットした場合でも従来の線材と遜色ない臨界電流（Ｉｃ）を有していることを確認できた。また、比較例１に比べて実施例２では、同じ寸法形状の場合であっても高いＩｃを有していることがわかる。更に、４分割構造とした実施例３でも、１分割された２ｍｍ幅でのＩｃが４８Ａとなり、分割構造を有していない４ｍｍ幅の実施例２のＩｃの丁度半分の値であることが確認できた。これは、分割する際に溝間の超電導層部分の性能を落とさなかったことを意味する。
〔実施例４－１～４－１１〕
　低磁性の無配向金属テープ基材（ニッケル基の耐熱・耐食合金であるハステロイ（登録商標、ヘインズ社製））を準備した。このときの素材形状は０．２５ｍｍ厚×３５ｍｍ幅である。このテープ基材をロール径Φ２０ｍｍの１２段圧延機によって、０．２ｍｍ厚×３５ｍｍ幅×２５０ｍのテープ基材に加工した。
　次いで、溝付けロールを用い溝深さ５０μｍ×溝開口部幅０．５ｍｍのＵ字溝を形成すると共に、冷間圧延を行った。このＵ字状溝は幅方向２ｍｍピッチで１３列配置され、長さ方向に平行に成形されている。その後、冷間圧延を継続し、厚さ０．１ｍｍ×３５ｍｍ幅、溝列１３列のテープ基材を製造した。このときの溝深さは２５μｍ×溝上部開口部幅は０．５ｍｍであった。
　尚、冷間圧延の工程の後半で、溝付けロールを用いて溝内部の形状成形加工を行った。この際、実施例４－１～４－１１におけるそれぞれのテープ基材において、溝の底部の表面粗さＲａを、下記表２に示す通り０．０１μｍ～６０μｍの間で調整した。
　この後、形状改善を目的としてＴＡ（テンションアニール処理）を施し、平坦な金属基板を得た。その後、機械的研磨により金属テープ基材表面を表面粗さＲａで０．００１２μｍに仕上げた。
　ＧＺＯ層、ＩＢＡＤ－ＭｇＯ層，ＬＭＯ層、ＣｅＯ２層、超電導層、保護層の形成および切断は、実施例３に記載の方法により行った。
　溝の底部の表面粗さＲａが０．０１μｍ～６０μｍである実施例４－１～４－１１の超電導線材のそれぞれに対して、溝部での臨界電流（Ｉｃ）測定を行い、溝部での通電特性を評価した。得られた結果を表２に示す。
　－長手方向の通電－
　ここで、溝部に沿って長手方向に電流を流し、溝部の長手方向の通電状況を評価した。このとき得られた臨界電流（Ｉｃ）が未検出（０Ａ）の場合に‘Ａ’、Ｉｃを検出した場合に‘Ｂ’と評価した。
　－幅方向の通電－
　更に、超電導線材の幅方向に電流を流して、幅方向の通電状況を評価した。このとき得られた臨界電流（Ｉｃ）が未検出（０Ａ）の場合に‘Ａ’、Ｉｃを検出した場合に‘Ｂ’と評価した。
　－超電導特性－
　この時の超電導線材は、テープ基材表面の溝の位置で、スリット加工法により８ｍｍ幅×２５０ｍ×３条の超電導線材に切り分けた。このとき、８ｍｍ幅のテープ基材上には、予め成形した溝（前記した１３列溝の一部）が２ｍｍピッチで幅方向を４分割するように配置されている。
　この超電導線材を液体窒素に浸漬した状態で、四端子法を用いて臨界電流（Ｉｃ）を測定した。測定は１ｍピッチとし、電圧端子間隔は１．２ｍとした。超電導線材の通電特性は１μＶ／ｃｍ定義で測定した。
　測定した臨界電流（Ｉｃ）が１９０Ａ以上の場合を‘Ａ’、１８０Ａ未満の場合を‘Ｂ’と評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 
　表２に基づき、以下に溝の底部の表面粗さＲａの数値変化による特性への影響を述べる。
　溝の底部の表面粗さＲａが０．０２μｍ未満の場合（実施例４－１）には、溝部の長手方向において、僅かではあるが臨界電流（Ｉｃ）を検出した。これは、溝部に堆積した中間層上の超電導層がやや配向したために、電流パスが形成されたと考えられる。更に、溝の底部の表面粗さＲａが０．１μｍ未満の場合（実施例４－１～４－３）には、溝部の幅方向非連続的に、極僅かではあるが臨界電流（Ｉｃ）を検出した。これは、溝部に堆積した中間層上の超電導層がやや配向したために、非連続的に電流パスが形成されたと考えられる。
　また、溝の底部の表面粗さＲａが１５μｍを超えた場合（実施例４－９～４－１１）には、超電導特性が低下していることが分かった。これは、溝内のマクロな突起や、微粒粉が点在しているために、これら堆積成分微粉体の飛散や付着によって、中間層が汚染され、超電導層の配向性に影響を与えたためと考えられる。
　更に、溝の底部の表面粗さＲａが５０μｍを超えた場合（実施例４－１１）には、溝部の幅方向において僅かではあるが導通していることが分かった。これは、溝部の突起を起点として生じた異常放電や、上記堆積成分微粉体の飛散、付着によって幅方向における電流パスが形成されたためと考えられる。
１００　基材
１０，１１０　基板
２０Ａ　角部被覆部
２２，１２２　ベッド層
２４，１２４　二軸配向層
２６，１２６　第１キャップ層
２８，１２８　第２キャップ層
３０，１３０　超電導層
３０Ａ　角部被覆部
４０，１４０　保護層
４０Ａ　角部被覆部
５０　溝（第１の溝）
５２　第２の溝

Claims (18)

  1. 　少なくとも一方の面に溝が形成された基材を準備する基材準備工程と、
    　前記基材の前記溝が形成された側の表面に超電導層を形成する超電導層形成工程と、
    　前記溝の部分で前記基材を切断する切断工程と、
    　を有する超電導導体の製造方法。
  2. 　前記溝の深さが、前記超電導層の厚み以上、前記基材の厚み未満である請求項１に記載の超電導導体の製造方法。
  3. 　前記溝の最上部の開口面積が前記溝の底面の面積よりも大きい請求項１または請求項２に記載の超電導導体の製造方法。
  4. 　前記溝の内壁面の表面粗さＲａが０．０２μｍ以上である請求項１～請求項３の何れか１項に記載の超電導導体の製造方法。
  5. 　前記基材準備工程が、基板を準備する基板準備工程と、前記基板表面に中間層を形成する中間層形成工程と、を有している請求項１～請求項４の何れか１項に記載の超電導導体の製造方法。
  6. 　前記基板の少なくとも一方の面に溝が形成され、前記中間層形成工程は該溝が形成された側の表面に前記中間層を形成する請求項５に記載の超電導導体の製造方法。
  7. 　前記基材準備工程は、前記基材の前記溝が形成された側の面とは反対側の面において、更に第２の溝が形成された基材を準備する請求項１～請求項６の何れか１項に記載の超電導導体の製造方法。
  8. 　前記溝が、前記基材の一端から他端まで連続して形成されている請求項１～請求項７の何れか１項に記載の超電導導体の製造方法。
  9. 　少なくとも前記中間層形成工程の後に、前記切断工程を行う請求項５～請求項８の何れか１項に記載の超電導導体の製造方法。
  10. 　前記切断工程を、前記超電導層形成工程の後に行う請求項１～請求項９の何れか１項に記載の超電導導体の製造方法。
  11. 　少なくとも一方の面に溝を有する基材と、
    　前記基材の前記溝が形成された側の少なくとも溝を除く表面に形成された超電導層と、を有し、
    　前記超電導層は前記基材の前記溝部の内壁面と前記超電導層が形成される面とが接する角部を覆うように形成された超電導導体。
  12. 　前記溝の深さが、前記超電導層の厚み以上、前記基材の厚み未満である請求項１１に記載の超電導導体。
  13. 　前記溝の内壁面の表面粗さＲａが０．０２μｍ以上である請求項１１または請求項１２に記載の超電導導体。
  14. 　前記基材の前記溝が形成された側の面とは反対側の面において、更に第２の溝を有する請求項１１～請求項１３の何れか１項に記載の超電導導体。
  15. 　前記溝が、前記基材の一端から他端まで連続して形成されている請求項１１～請求項１４に記載の超電導導体。
  16. 　一方の面の表面粗さＲａが０．０２μｍ未満であり、
    　前記一方の面に溝が形成されている超電導導体用基板。
  17. 　側面並びに前記溝の内壁面および底面の表面粗さＲａが０．０２μｍ以上である請求項１６に記載の超電導導体用基板。
  18. 　前記溝が形成された側の面とは反対側の面において、更に第２の溝を有する請求項１６または請求項１７に記載の超電導導体用基板。
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