WO2016017204A1 - 超電導線材 - Google Patents

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WO2016017204A1
WO2016017204A1 PCT/JP2015/057642 JP2015057642W WO2016017204A1 WO 2016017204 A1 WO2016017204 A1 WO 2016017204A1 JP 2015057642 W JP2015057642 W JP 2015057642W WO 2016017204 A1 WO2016017204 A1 WO 2016017204A1
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substrate
superconducting wire
layer
superconducting
material layer
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PCT/JP2015/057642
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English (en)
French (fr)
Inventor
高史 山口
永石　竜起
昌也 小西
康太郎 大木
元気 本田
健彦 吉原
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住友電気工業株式会社
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    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G1/00—Methods of preparing compounds of metals not covered by subclasses C01B, C01C, C01D, or C01F, in general
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G3/00—Compounds of copper
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B12/00—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
    • H01B12/02—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines characterised by their form
    • H01B12/06—Films or wires on bases or cores
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
    • H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • 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

  • This invention relates to a superconducting wire, and more particularly to a superconducting wire having a superconducting material layer formed on a substrate.
  • Such an oxide superconducting wire generally has an intermediate layer formed on an oriented metal substrate, an oxide superconducting material layer formed on the intermediate layer, and silver (Ag) or copper (Cu ) Stabilization layer (see, for example, JP-A-2013-12406 (Patent Document 1)).
  • the superconducting wire having the above-described configuration is wound into, for example, a coil to form a superconducting coil.
  • the surface of the wound superconducting wire (particularly the stabilization layer surface on which the superconducting material layer is formed) is in contact with the superconducting wire or other member laminated on the surface, and the surface is There was a case where a defect such as a loss occurred.
  • the superconducting material layer of the superconducting wire is also damaged due to the defect, and as a result, the characteristics of the superconducting wire may be deteriorated.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a superconducting wire capable of suppressing deterioration of superconducting characteristics.
  • the superconducting wire includes a laminate and a coating layer.
  • the laminate includes a substrate having a main surface and a superconducting material layer formed on the main surface.
  • the covering layer is disposed at least on the superconducting material layer.
  • the surface portion located on the superconducting material layer has a convex shape.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a method for manufacturing a superconducting wire according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the superconducting wire according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the superconducting wire according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the superconducting wire according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the superconducting wire according to the first embodiment.
  • FIG. 1 It is a figure which shows typically the structure of the slitter used for a thin wire
  • FIG. It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the manufacturing method of the superconducting wire shown in FIG. It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the manufacturing method of the superconducting wire which concerns on Embodiment 8 of this invention. It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the manufacturing method of the superconducting wire which concerns on Embodiment 8 of this invention. It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the superconducting wire which concerns on Embodiment 8 of this invention. It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the manufacturing method of the superconducting wire which concerns on Embodiment 9 of this invention.
  • a superconducting wire 10 (see FIG. 1) according to one embodiment of the present invention includes a laminate 20 and a covering layer (a protective layer 7 or a stabilizing layer 9).
  • the stacked body 20 includes a substrate 1 having a main surface and a superconducting material layer 5 formed on the main surface.
  • the covering layer (protective layer 7 or stabilizing layer 9) is disposed on at least the superconducting material layer 5.
  • the surface portion (the upper surface of the protective layer 7 or the surface portion of the stabilizing layer 9) located on the superconducting material layer 5 has a convex shape.
  • the superconducting material layer 5 can be formed directly on the main surface of the substrate 1 or indirectly via the intermediate layer 3 or the like.
  • the surface portion of the coating layer (stabilization layer 9 or protective layer 7) of the superconducting wire 10 has a convex shape, so that the surface portion is in contact with other members when handling the superconducting wire 10. It is possible to suppress the occurrence of a problem that the end portion of the surface portion is lost, for example, when contact is made. For this reason, since possibility that the superconducting material layer 5 will be damaged due to the said defect
  • the distance L ⁇ b> 1 in the thickness direction of the substrate 1 between the top portion 21 and the end portion 22 of the convex portion of the surface portion in the cross section in the width direction of the substrate 1 is It may be 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the edge portion 22 of the surface portion having a convex shape is lost can be reduced, the possibility of breakage of the superconducting material layer 5 described above can be reliably reduced.
  • the top portion 21 means a region farthest from the superconducting material layer 5 in the convex surface portion (for example, a central region of the convex protruding surface portion).
  • the edge part 22 means the edge part of the width direction in a surface part. If the distance L1 is less than 1 ⁇ m, the convex shape of the surface portion is not sufficiently large, and the above-described effects cannot be sufficiently exhibited.
  • the top portion 21 of the surface portion protrudes too much and the cross-sectional area of the superconducting wire 10 becomes large. Therefore, for example, when the coil is formed by winding the superconducting wire 10, when the surface portion is flat (in the superconducting wire 10 of FIG. 1, the thickness at the center in the width direction is substantially equal to the height of the side surface of the superconducting wire 10. Compared to the same case), the coil diameter is increased even with the same number of turns.
  • the lower limit of the distance L1 is preferably 5 ⁇ m, more preferably 10 ⁇ m, and even more preferably 15 ⁇ m.
  • the upper limit of the distance L1 is preferably 80 ⁇ m, more preferably 70 ⁇ m, and even more preferably 50 ⁇ m.
  • the surface portion has an inclined portion 29 (see FIG. 8) located at the end of the surface portion and having an inclination of 0.01 or more. May be included.
  • the ratio of the width W1 of the inclined portion 29 to the maximum width W2 of the covering layer (stabilizing layer 9) may be 0.1% or more and 30% or less.
  • the inclination can be defined as follows. As shown in FIG. 8, the position 28, which is the inflection point where the curvature changes in the surface portion, and the end portion 22 of the surface portion (the boundary portion between the side wall and the inclined portion 29 in the superconducting wire 10 and the curvature changes). Song point).
  • the width W1 that is the distance between the position 28 and the end 22 in the extending direction of the region inside the position 28 in the surface portion, and the position 28 and the end 22 in the extending direction of the side wall of the superconducting wire 10.
  • the inclination of the inclined portion 29 (see FIG. 8), which is the region between the position 28 and the end portion 22, can be defined as W3 / W1.
  • the end portion 22 since the inclined portion 29 is formed at the end of the convex surface portion, the end portion 22 does not become a clear corner portion, and the possibility of the end portion 22 being lost is reduced. it can. Therefore, the possibility of breakage of the above-described superconducting material layer 5 can be reliably reduced.
  • the said ratio is less than 0.1%, the convex shape of a surface part will become inadequate and the effect mentioned above cannot fully be exhibited.
  • the said ratio exceeds 30%, it will be in the state which the part (for example, top part 21 of FIG. 1) used as the convex shape of the surface part protruded too much.
  • the stress applied to the top portion 21 of the superconducting wire on the inner peripheral side is increased by the wound portion of the superconducting wire 10 on the outer peripheral side.
  • the stress applied to the superconducting material layer 5 becomes excessive.
  • the lower limit of the ratio is preferably 0.5%, more preferably 1%, and even more preferably 2%.
  • the upper limit of the ratio is preferably 20%, more preferably 15%, and even more preferably 10%.
  • the superconducting wire 10 (see FIG. 18) according to one embodiment of the present invention includes a laminate 20 and a coating layer (the protective layer 7 or the stabilization layer 9).
  • the stacked body 20 includes a substrate 1 having a main surface and a superconducting material layer 5 formed on the main surface.
  • the covering layer is disposed on at least the superconducting material layer 5.
  • the back surface portion located on the opposite side to the surface portion located on the superconducting material layer 5 (stable formed on the back surface side located on the opposite side to the side on which the superconducting material layer 5 is located when viewed from the substrate 1).
  • the shape of the rear surface portion of the chemical layer 9 is a convex shape.
  • the shape of the back surface portion may be a curved convex shape.
  • the substrate 1 between the top portion 21 and the end portion 122 of the convex region of the back surface portion In the superconducting wire 10, in the cross section in the width direction of the substrate 1, as shown in FIG. 18, the substrate 1 between the top portion 21 and the end portion 122 of the convex region of the back surface portion.
  • the distance L2 in the thickness direction may be 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the possibility of breakage of the surface portion of the superconducting wire 10 can be reliably reduced.
  • the top portion 21 (see FIG. 18) of the back surface portion is a region farthest from the superconducting material layer 5 (or the substrate 1) in the back surface portion having a convex shape (for example, the back surface portion protruding in a convex shape). Center region), or the central portion of the back surface portion.
  • the edge part 122 means the edge part (boundary part of the side surface of the superconducting wire 10, and a back surface part) in the width direction in a back surface part.
  • the distance L2 is less than 1 ⁇ m, the convex shape of the back surface portion is not sufficiently large, and the above-described effects cannot be exhibited sufficiently.
  • the distance L2 exceeds 100 ⁇ m, the top portion 21 of the back surface portion protrudes too much and the cross-sectional area of the superconducting wire 10 becomes large. Therefore, for example, when the coil is formed by winding the superconducting wire 10, the back surface portion is flat (in the superconducting wire 10 in FIG. 18, the thickness at the center in the width direction is substantially equal to the height of the side surface of the superconducting wire 10. Compared to the same case), the coil diameter is increased even with the same number of turns.
  • the lower limit of the distance L2 is preferably 5 ⁇ m, more preferably 10 ⁇ m, and even more preferably 15 ⁇ m.
  • the upper limit of the distance L2 is preferably 80 ⁇ m, more preferably 70 ⁇ m, and even more preferably 50 ⁇ m.
  • the back surface portion is located at the end of the back surface portion and has a back surface inclined portion having an inclination of 0.01 or more (for example, chamfering in FIG. 18 Part 9a) may be included.
  • the ratio (W1 / W2) of the width W1 of the back inclined portion (the chamfered portion 9a) to the maximum width of the coating layer (the width W2 of the superconducting wire 10 in FIG. 18) in the cross section in the width direction of the substrate 1 is 0.1%. It may be 30% or less.
  • the inclination can be defined as follows. As shown in FIG.
  • the width W1 (the width W1 of the chamfered portion 9a), which is the distance between the position 128 and the end portion 122 in the extending direction of the region inside the position 128 in the back surface portion, and the extension of the side wall of the superconducting wire 10
  • the inclined portion (the chamfered portion 9a) is formed at the end of the convex back surface portion, the end portion 122 is not a clear corner and the end portion 122 is lost.
  • the possibility can be reduced. For this reason, the possibility of the damage of the superconducting material layer 5 described above can be reliably reduced.
  • the said ratio is less than 0.1%, the convex shape of a back surface part will become inadequate, and the effect mentioned above cannot fully be exhibited.
  • the said ratio exceeds 30%, it will be in the state which the part (top part 21 of the back surface part in FIG. 18) used as the convex shape of the back surface part protruded too much.
  • the stress applied to the top portion 21 of the superconducting wire on the outer peripheral side is increased by the wound portion of the superconducting wire 10 on the inner peripheral side.
  • the stress applied to the superconducting material layer 5 becomes excessive.
  • the lower limit of the ratio is preferably 0.5%, more preferably 1%, and even more preferably 2%.
  • the upper limit of the ratio is preferably 20%, more preferably 15%, and even more preferably 10%.
  • a superconducting wire 10 (see FIG. 22) according to an aspect of the present invention includes a substrate 1 having a main surface and a superconducting material layer 5 formed on the main surface.
  • the surface of the superconducting material layer 5 has a convex shape.
  • the coating layer such as the protective layer 7 and the stabilization layer 9 is formed on the surface of the superconducting material layer 5
  • the upper surface of the coating layer can be easily made convex.
  • the distance L3 in the thickness direction of the substrate 1 may be not less than 1 ⁇ m and not more than 100 ⁇ m.
  • the surface portion of the coating layer can be easily formed into a convex shape. And since possibility that the edge part of the surface part of a coating layer will lack can be reduced, possibility of failure of superconducting material layer 5 mentioned above can be reduced reliably.
  • the top 41 is a region farthest from the back surface of the substrate 1 (the back surface opposite to the surface on which the superconducting material layer 5 is formed) on the upper surface of the superconducting material layer 5 having a convex shape (for example, , A central region of the upper surface of the superconducting material layer 5 protruding in a convex shape.
  • the end portion 42 is an end portion in the width direction on the upper surface of the superconducting material layer 5. If the distance L3 is less than 1 ⁇ m, the surface portion of the coating layer formed on the upper surface of the superconducting material layer 5 cannot be made sufficiently convex, and the above-described effects cannot be exhibited sufficiently. When the distance L3 exceeds 100 ⁇ m, the difference in height between the central portion and the end portion 42 of the superconducting material layer 5 becomes too large, and when an alternating current is passed through the superconducting wire 10, the superconducting material layer 5 There is a possibility that the current distribution in the inside becomes uneven and the electrical characteristics of the superconducting wire 10 deteriorate.
  • the lower limit of the distance L3 is preferably 5 ⁇ m, more preferably 10 ⁇ m, and even more preferably 15 ⁇ m.
  • the upper limit of the distance L3 is preferably 80 ⁇ m, more preferably 70 ⁇ m, and even more preferably 50 ⁇ m.
  • a superconducting wire 10 (see FIG. 25) according to an aspect of the present invention includes a substrate 1 having a main surface and a superconducting material layer 5 formed on the main surface.
  • the main surface of the substrate 1 has a convex shape.
  • the upper surface of the superconducting material layer 5 has a convex shape along the shape of the main surface of the substrate 1.
  • coating layers such as the protective layer 7 and the stabilization layer 9
  • the distance L4 in the thickness direction may be 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the upper surface of the superconducting material layer 5 has a convex shape along the shape of the main surface of the substrate 1. Then, by forming a covering layer (protective layer 7 or stabilizing layer 9) on the superconducting material layer 5, the surface portion of the covering layer can be easily made convex. Therefore, since the possibility that the end portion of the surface portion of the coating layer is lost can be reduced, the possibility that the superconducting material layer 5 is damaged can be reliably reduced.
  • the top 51 is the upper surface (surface on which the superconducting material layer 5 is formed) of the substrate 1 having a convex shape on the opposite side of the back surface (surface on which the superconducting material layer 5 is formed) of the substrate 1.
  • the end portion 52 refers to an end portion in the width direction on the upper surface of the superconducting material layer 5. If the distance L4 is less than 1 ⁇ m, the surface portion of the coating layer formed on the upper surface of the superconducting material layer 5 cannot be sufficiently convex, and the above-described effects cannot be exhibited sufficiently. When the distance L4 exceeds 100 ⁇ m, the top portion 51 of the upper surface of the substrate 1 protrudes too much and the cross-sectional area of the superconducting wire 10 becomes large.
  • the coil is formed by winding the superconducting wire 10
  • the upper surface of the superconducting wire 10 is flat (in the superconducting wire 10 of FIG. 25, the thickness at the center in the width direction is the side surface of the superconducting wire 10.
  • the coil diameter becomes large even with the same number of turns.
  • the lower limit of the distance L4 is preferably 5 ⁇ m, more preferably 10 ⁇ m, and even more preferably 15 ⁇ m.
  • the upper limit of the distance L4 is preferably 80 ⁇ m, more preferably 70 ⁇ m, and even more preferably 50 ⁇ m.
  • a superconducting wire 10 (see FIG. 28) according to an aspect of the present invention includes a substrate 1 having a main surface and a superconducting material layer 5 formed on the main surface.
  • the back surface located on the opposite side to the main surface of the substrate 1 has a convex shape.
  • a coating layer for example, the stabilization layer 9
  • the surface (back surface) of the coating layer is reliably convex along the shape of the back surface of the substrate 1. It can be.
  • the distance L5 may be 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the top 51 of the back surface is the most from the superconducting material layer 5 on the back surface of the convex substrate 1 (the back surface opposite to the surface on which the superconducting material layer 5 is formed). It means a distant region (for example, a central region on the back surface of the substrate 1 protruding in a convex shape).
  • the back end 52 refers to the end in the width direction on the back of the substrate 1.
  • the distance L5 is less than 1 ⁇ m, the surface portion of the coating layer formed on the back surface of the substrate 1 cannot be made sufficiently convex, and the above-described effects cannot be sufficiently exhibited.
  • the distance L5 exceeds 100 ⁇ m, the top 51 (see FIG. 26) on the back surface of the substrate 1 protrudes too much and the cross-sectional area of the superconducting wire 10 becomes large. Therefore, for example, when the coil is formed by winding the superconducting wire 10 as shown in FIG. 28, when the lower surface of the superconducting wire 10 is flat (in the superconducting wire 10 in FIG. Compared with the case where the height of the side surface of the superconducting wire 10 is substantially the same), the diameter of the coil becomes large even with the same number of turns.
  • the lower limit of the distance L5 is preferably 5 ⁇ m, more preferably 10 ⁇ m, and even more preferably 15 ⁇ m.
  • the upper limit of the distance L5 is preferably 80 ⁇ m, more preferably 70 ⁇ m, and even more preferably 50 ⁇ m.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the superconducting wire according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1 shows a cross section cut in a direction intersecting the extending direction of the superconducting wire 10 according to the first embodiment. For this reason, it is assumed that the direction intersecting the paper surface is the longitudinal direction of the superconducting wire, and the superconducting current of the superconducting material layer 5 flows along the direction intersecting the paper surface. Further, in FIG.
  • the vertical direction hereinafter also referred to as “thickness direction”
  • the left-right direction hereinafter also referred to as “width direction”
  • the length in the thickness direction of the cross section is sufficiently smaller than the length in the width direction.
  • superconducting wire 10 has a long shape (tape shape) having a rectangular cross section, and here, a relatively large surface extending in the longitudinal direction of the long shape. Is the main surface.
  • Superconducting wire 10 includes substrate 1, intermediate layer 3, superconducting material layer 5, protective layer 7, and stabilizing layer 9.
  • the substrate 1 has a first main surface and a second main surface.
  • the second main surface is located on the opposite side to the first main surface.
  • the substrate 1 is preferably made of, for example, metal and has a long shape (tape shape) having a rectangular cross section. In order to wind around a coil, it is preferable that the board
  • substrate 1 is lengthened to about 2 km, for example.
  • the substrate 1 is more preferably an oriented metal substrate.
  • the oriented metal substrate means a substrate having a uniform crystal orientation with respect to the biaxial direction in the plane of the substrate surface.
  • Examples of oriented metal substrates include nickel (Ni), copper (Cu), chromium (Cr), manganese (Mn), cobalt (Co), iron (Fe), palladium (Pd), silver (Ag), and gold ( An alloy made of two or more metals of Au) is preferably used. These metals can be laminated with other metals or alloys. For example, an alloy such as SUS, which is a high-strength material, can be used.
  • substrate 1 is not specifically limited to this, For example, you may use materials other than a metal.
  • the length of the superconducting wire 10 in the width direction is, for example, about 4 mm to 10 mm.
  • the cross-sectional area of the substrate 1 is small.
  • the thickness of the substrate 1 is preferably about 0.1 mm, for example.
  • the intermediate layer 3 is formed on the first main surface of the substrate 1.
  • the superconducting material layer 5 is formed on the main surface of the intermediate layer 3 opposite to the main surface facing the substrate 1 (upper main surface in FIG. 1). That is, the superconducting material layer 5 is disposed on the first main surface of the substrate 1 with the intermediate layer 3 interposed therebetween.
  • the material constituting the intermediate layer 3 is preferably yttria stabilized zirconia (YSZ), cerium oxide (CeO 2 ), magnesium oxide (MgO), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), or the like. .
  • these materials have extremely low reactivity with the superconducting material layer 5 and do not deteriorate the superconducting characteristics of the superconducting material layer 5 even at the interface in contact with the superconducting material layer 5.
  • the difference in orientation between the substrate 1 having crystal orientation on the surface and the superconducting material layer 5 is relaxed, and the superconducting material layer 5 is formed at a high temperature. At this time, it is possible to prevent metal atoms from flowing out from the substrate 1 to the superconducting material layer 5.
  • middle layer 3 is not specifically limited to this.
  • the intermediate layer 3 may be composed of a plurality of layers.
  • each layer constituting the intermediate layer 3 may be composed of a different material or a part of the same material.
  • the superconducting material layer 5 is a thin film layer through which a superconducting current flows in the superconducting wire 10.
  • the superconducting material is not particularly limited, but it is preferable to use, for example, a RE-123 oxide superconductor.
  • the RE-123-based oxide superconductor is REBa 2 Cu 3 O y (y is 6 to 8, more preferably 6.8 to 7, RE is yttrium, or a rare earth such as Gd, Sm, or Ho. Means a superconductor expressed as).
  • the thickness of the superconducting material layer 5 is preferably 0.5 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • the protective layer 7 is formed on the main surface of the superconducting material layer 5 opposite to the main surface facing the intermediate layer 3 (upper main surface in FIG. 1).
  • the protective layer 7 is made of, for example, silver (Ag) or a silver alloy, and the thickness is preferably 0.1 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • a laminate 20a is formed by the substrate 1, the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5 and the protective layer 7 described above.
  • the stabilization layer 9 is arrange
  • the stabilization layer 9 is disposed so as to cover the outer periphery of the stacked body 20a, that is, to cover almost the entire outermost surface of the stacked body 20a.
  • the “periphery of the laminated body” in the present invention is not limited to the entire circumference, and may be only the main surface of the laminated body 20a.
  • the stabilization layer 9 is made of a foil or a plating layer of a highly conductive metal material.
  • the stabilization layer 9 functions together with the protective layer 7 as a bypass through which the current of the superconducting material layer 5 is commutated when the superconducting material layer 5 transitions from the superconducting state to the normal conducting state.
  • the material constituting the stabilization layer 9 is preferably, for example, copper (Cu) or a copper alloy.
  • the thickness of the stabilization layer 9 is not particularly limited, but is preferably 10 ⁇ m to 500 ⁇ m from the viewpoint of physically protecting the protective layer 7 and the superconducting material layer 5.
  • the upper surface of stabilizing layer 9 (the surface portion located on superconducting material layer 5) has a curved surface that is convex outward.
  • a distance L1 in the thickness direction of the substrate 1 between the top portion 21 and the end portion 22 in the curved surface portion is, for example, 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the top portion 21 is located at a substantially central portion in the width direction on the upper surface (surface portion) of the stabilization layer 9.
  • the end 22 is located at the end of the upper surface of the stabilization layer 9 in the width direction, and is a boundary between the upper surface and the side surface of the stabilization layer 9.
  • the upper surface of the substrate 1 has an outwardly convex curved shape, and the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5 and the protective layer are arranged along the upper surface of the substrate 1. Layer 7 is formed. For this reason, the upper surface of the laminated body 20a (the upper surface of the protective layer 7) is also curved outwardly.
  • the distance L1 between the top portion 21 and the end portion 22 is set in the above-described range, the above-described damage to the superconducting material layer 5 is suppressed. While obtaining an effect, it is possible to suppress the manifestation of the problem that the central portion in the width direction of the superconducting wire 10 becomes thicker than necessary. That is, when the distance L1 is less than 1 ⁇ m, it is difficult to sufficiently obtain the effect of preventing the corner portion of the stabilization layer 9 from being damaged as described above. Further, when the distance L1 exceeds 100 ⁇ m, the thickness at the center in the width direction of the superconducting wire 10 is relatively thicker than that of the end portion.
  • the superconducting wire 10 when the superconducting wire 10 is wound and laminated, the superconducting wire is used.
  • the thickness of the laminated portion where 10 is laminated becomes thick due to the presence of the convex portion. For this reason, when the number of turns of the superconducting wire 10 is the same, the diameter of the coil becomes large, and thus there arises a problem that the size of the coil superconducting device incorporating the superconducting wire 10 becomes larger than necessary.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a method of manufacturing a superconducting wire according to the first embodiment.
  • a substrate preparation step S10 is performed.
  • a substrate 1 made of an oriented metal substrate and having a tape shape with a width of 30 mm is prepared.
  • the substrate 1 has a first main surface and a second main surface located on the opposite side of the first main surface.
  • the thickness of the substrate 1 may be appropriately adjusted according to the purpose, and can usually be in the range of 10 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • the thickness of the substrate 1 is, for example, about 100 ⁇ m.
  • an intermediate layer forming step (S20 in FIG. 2) for forming the intermediate layer 3 on the substrate 1 is performed. Specifically, referring to FIG. 4, intermediate layer 3 is formed on the first main surface of substrate 1.
  • any film formation method can be used.
  • a physical vapor deposition method such as a pulsed laser deposition method (PLD method) can be used.
  • PLD method pulsed laser deposition method
  • a superconducting material layer forming step (S30 in FIG. 2) for forming the superconducting material layer 5 on the intermediate layer 3 is performed. Specifically, referring to FIG. 5, an RE-123 series oxide superconductor is formed on the main surface opposite to the main surface opposite to substrate 1 of intermediate layer 3 (the upper main surface in FIG. 5). A superconducting material layer 5 is formed.
  • any film forming method can be used. Examples of the vapor phase method include laser vapor deposition, sputtering, and electron beam vapor deposition.
  • the superconducting material layer 5 When performed by at least one of a laser vapor deposition method, a sputtering method, an electron beam method, and an organometallic deposition method, the superconducting material layer 5 having a surface excellent in crystal orientation and surface smoothness can be formed.
  • a protective layer forming step (S40 in FIG. 2) for forming the protective layer 7 on the superconducting material layer 5 is performed.
  • silver (Ag) or a silver alloy is formed on the main surface opposite to the main surface facing the intermediate layer 3 of the superconducting material layer 5 (the upper main surface in FIG. 6).
  • the protective layer 7 is formed by physical vapor deposition such as sputtering, electroplating, or the like.
  • oxygen annealing is performed in which heat treatment is performed in an oxygen atmosphere (oxygen introduction step), and oxygen is introduced into the superconducting material layer 5.
  • a thin wire processing step for cutting the laminated body 20 having a width of 30 mm into a predetermined width (for example, 4 mm width) is performed.
  • the laminated body 20 is thinned to 4 mm width by performing mechanical slit processing that mechanically cuts the laminated body 20 having a width of 30 mm using a rotary blade.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing the configuration of the slitter 30 used in the fine wire processing step.
  • the right side of FIG. 7 shows the configuration of the stacked body 20 that is slit by the slitter 30.
  • the laminate 20 is formed by laminating the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5, and the protective layer 7 in this order on the substrate 1.
  • the slitter 30 includes a plurality of rotary blades 31 and a plurality of spacers 32.
  • the slitter 30 has, for example, a total of seven rotary blades 31.
  • Three rotary blades 31 having a width of about 4 mm are arranged on the rotary shaft on the upper side of the slitter 30.
  • a spacer 32 is disposed between the rotary blades 31 adjacent in the rotation axis direction.
  • Four rotating blades 31 having a width of about 4 mm are also arranged on the lower rotating shaft of the slitter 30.
  • variety of the rotary blade 31 installed in an upper rotating shaft and a lower rotating shaft can be set arbitrarily.
  • the laminated body 20a slit by contact with the rotary blade 31 from the substrate 1 side is adjusted by adjusting slit conditions such as the distance between adjacent rotary blades 31 and the overlapping height, thereby superconducting material.
  • the cross-sectional shape is such that the central portion in the width direction of the layer 5 or the protective layer 7 protrudes (the surface of the protective layer 7 has a convex shape).
  • the laminated body 20b slit by contact with the rotary blade 31 from the protective layer 7 side is adjusted by adjusting slit conditions such as the distance between the adjacent rotary blades 31 and the overlapping height, thereby protecting the superconducting material layer 5 and the protective layer.
  • the cross-sectional shape is such that the end in the width direction of the layer 7 protrudes (the surface of the protective layer 7 has a concave shape).
  • the laminated body 20 is cut by shearing using the rotary blades 31 facing each other vertically.
  • the edge portion is curved according to the direction (slit direction) in which the rotary blade 31 enters.
  • the substrate 1 is curved toward the protective layer 7 at the edge portion of the thin wire (laminated body 20b) slit from the protective layer 7 side by the upper rotary blade 31.
  • the protective layer 7 and the ceramic layer are curved toward the substrate 1, and as a result, the upper surface of the protective layer 7 is Convex shape.
  • the width of the rotary blade 31 inserted from the substrate 1 side and the width of the rotary blade 31 inserted from the protective layer 7 side are the same. While using the rotary blade 31 corresponding to a predetermined line width (for example, 4 mm width), the rotary blade 31 having a narrower width may be used as the rotary blade 31 inserted from the protective layer 7 side. Thereby, it is possible to increase the number of thin lines (laminated body 20a in which the upper surface of the protective layer 7 has a convex shape as shown in FIG. 1) obtained by slitting from the substrate 1 side.
  • a predetermined line width for example, 4 mm width
  • a stabilizing layer forming step for forming stabilizing layer 9 around laminated body 20a subjected to fine wire processing is performed.
  • the stabilization layer 9 made of copper (Cu) or a copper alloy is publicly known so as to cover the outer periphery of the stacked body 20a, that is, to cover almost the entire outermost surface of the stacked body 20a. It is formed by a plating method.
  • the superconducting wire 10 shown in FIG. 8 basically has the same structure as the superconducting wire shown in FIG. 1, but the shape of the upper surface of the stabilization layer 9 (the structure of the center and the end on the upper surface). Is different from the superconducting wire 10 shown in FIG. In the superconducting wire 10 shown in FIG. 8, the central portion of the upper surface of the stabilization layer 9 is substantially flat. Further, an end portion of the upper surface of the stabilization layer 9 (a flat portion is formed with an inclined portion 29. The inclined portion 29 is a region between the end portion 22 and the position 28 (inflection point).
  • the inclined portion 29 is a region having an inclination defined by the ratio (W3 / W1) of the distance W3 to the width W1 in Fig. 8 of 0.01 or more, where the width W1 is a position in the surface portion. 28 is a distance between the position 28 and the end portion 22 in the extending direction of the region inside 28. The distance W3 is a distance between the position 28 and the end portion 22 in the extending direction of the side wall of the superconducting wire 10. 8, the ratio (W1 / W2) of the width W1 of the inclined portion 29 to the width of the superconducting wire 10 (that is, the maximum width W2 of the stabilizing layer 9) in the superconducting wire 10 shown in FIG. Is 0.1% or more and 30% or less.
  • superconducting wire 10 basically has the same structure as superconducting wire 10 shown in FIG. 1, but the structure of laminated body 20b is laminated body 20a in superconducting wire 10 shown in FIG. Is different. Further, chamfered chamfered portions 9 a are formed at both ends of the upper surface of the stabilization layer 9.
  • the upper surface of the substrate 1 has a curved surface shape (concave shape) that is recessed toward the inside of the substrate 1 (toward the back side of the substrate 1). .
  • An intermediate layer 3, a superconducting material layer 5, and a protective layer 7 are formed on the curved main surface.
  • the upper surface of the protective layer 7 also has a curved shape that is recessed toward the substrate 1 along the shape of the upper surface of the substrate 1.
  • both end portions in the width direction are chamfered portions 9a that are inclined surfaces.
  • the upper surface of the stabilization layer 9 including the chamfered portion 9a has a curved surface that is convex outward. For this reason, the superconducting wire 10 shown in FIG. 9 can obtain the same effect as the superconducting wire 10 shown in FIG.
  • the stabilization layer 9 is formed so as to cover the outer periphery of the stacked body 20b.
  • protruding edge portions 4 are formed at both end portions of the upper surface located on the superconducting material layer 5 in the stabilization layer 9.
  • the chamfering part 9a shown in FIG. 9 can be formed by carrying out a chamfering process so that this edge part may be removed. As a result, the superconducting wire 10 shown in FIG. 9 is obtained.
  • superconducting wire 10 basically has the same structure as superconducting wire 10 shown in FIG. 1, but the surface (upper surface) on the side where superconducting material layer 5 of laminate 20 is disposed. The difference is that tapered portions 27 are formed at both end portions of the. By forming such a tapered portion 27, the upper surface of the laminate 20 has a convex shape. Further, the end surfaces of the protective layer 7, the superconducting material layer 5 and the intermediate layer 3 are exposed on the surface of the tapered portion 27. The tapered portion 27 extends in a direction inclined with respect to the surface of the protective layer 7. And the surface of the stabilization layer 9 is also convex shape so that the convex shape of the upper surface of this laminated body 20 may be followed.
  • a method for manufacturing the superconducting wire shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
  • steps (S10) to (S50) in FIG. 2 a laminate 20b having edge portions 24 projecting at both ends as shown in FIG. 12 is obtained.
  • a chamfering process is performed so that the edge part 24 may be removed.
  • the chamfered surface becomes the tapered portion 27 shown in FIG.
  • the outer periphery of the laminated body 20 (refer FIG. 11) in which the taper part 27 was formed in this way is covered with the stabilization layer 9 by the method similar to the process (S60) shown in FIG.
  • the superconducting wire 10 shown in FIG. 11 can be obtained.
  • the laminated body 20b in which the edge part 24 was formed is used as a laminated body which is subject to taper processing
  • the laminated body 20a in a state where the edge part is not formed A laminated body 20 as shown in FIG. 11 may be formed by performing a taper process on (see FIG. 1).
  • superconducting wire 10 basically has the same structure as the superconducting wire shown in FIG. 1, but the end portion of the upper surface of stabilization layer 9 (superconducting material layer 5 in laminate 20 is The end portion of the surface portion of the stabilization layer 9 positioned on the formed side is a chamfered portion 9a. As a result, the upper surface of the stabilization layer 9 is a convex portion that is convex outward. Therefore, the same effect as that of the superconducting wire 10 shown in FIG. 1 can be obtained by the superconducting wire 10 shown in FIG.
  • the cross-sectional shape of the laminated body 20 is substantially rectangular. From a different point of view, in the superconducting wire 10 shown in FIG. 13, the shape of the upper surface of the stabilization layer 9 and the shape of the upper surface of the laminate 20 (the surface on the protective layer 7 side) are different.
  • step (S10) to step (S60) shown in FIG. 2 are performed.
  • the cross-sectional shape of the laminate 20 is made substantially rectangular by adjusting the clearance or overlap margin between the rotary blade 31 of the slitter 30 and the spacer 32.
  • the laminate 20 may be thinned by laser processing, and the laminate 20 having a substantially rectangular cross section can be obtained by adjusting the processing conditions of the laser processing.
  • the stabilization layer 9 formed in the outer periphery of this laminated body 20 has a substantially rectangular cross-sectional shape so that the outer peripheral shape of the said laminated body 20 may be followed, as shown in FIG.
  • On the upper surface of the stabilization layer 9 (the surface of the stabilization layer 9 positioned on the side where the superconducting material layer 5 of the laminate 20 is positioned), chamfering is performed to remove the edge portions 4 at both ends in the width direction.
  • a chamfered portion 9 a is formed at the end of the upper surface of the stabilization layer 9. In this way, the superconducting wire 10 shown in FIG. 13 can be obtained.
  • superconducting wire 10 basically has the same structure as superconducting wire 10 shown in FIG. 1, but the cross-sectional shape of laminate 20 and the outer peripheral shape of stabilization layer 9 are partially different. Yes. Specifically, in the superconducting wire 10 shown in FIG. 15, both end portions in the width direction (both end portions in the width direction of the surface on which the protective layer 7 is formed) on the upper surface of the laminate 20 are formed on the substrate 1. It has a convex shape that protrudes outward in the thickness direction.
  • both end portions in the width direction of the back surface of the substrate 20 of the laminated body 20 are also protruded so as to protrude outward in the thickness direction of the substrate 1. Is formed.
  • the front surface and the back surface of the stacked body 20 are concave portions with both ends protruding.
  • both end portions in the width direction of the back surface portion of the stabilization layer 9 protrude so as to follow the shape of the back surface of the substrate 1. By this, it becomes the curved surface shape dented toward the laminated body 20 side.
  • chamfered portions 9 a are formed at both ends of the upper surface of the stabilization layer 9, so that the upper surface of the stabilization layer 9 is formed.
  • a method for manufacturing superconducting wire 10 shown in FIG. 15 will be described.
  • a wire in which the outer periphery of the laminate 20 is surrounded by the stabilization layer 9 as shown in FIG. 16 is prepared.
  • a laser processing method or the like is used to obtain the stacked body 20 in which the upper surface and the back surface of both end portions of the stacked body 20 have convex shapes.
  • the surface of the stabilization layer 9 has both the upper surface and both ends of the back surface along the outer periphery surface of the laminate 20. Each includes a protruding part. Then, chamfering is performed so as to remove the edge portions 4 at both ends on the upper surface of the stabilization layer 9 (the surface of the stabilization layer 9 on the side where the superconducting material layer 5 is disposed). As a result, as shown in FIG. 15, a chamfered portion 9a is formed at the end portion in the width direction of the upper surface of the stabilization layer 9. In this way, the superconducting wire 10 having a structure as shown in FIG. 15 can be obtained.
  • the superconducting wire 10 shown in FIG. 17 basically has the same structure as the superconducting wire 10 shown in FIG. 1, but the shape of the upper surface of the laminate 20 and the shape of the upper surface of the stabilization layer 9 are the same as those shown in FIG. It differs from the superconducting wire 10 shown in FIG. That is, in the superconducting wire 10 shown in FIG. 17, at one end portion in the width direction of the cross section shown in FIG. 17, one end portion of the laminate 20 becomes a tapered portion 14 inclined with respect to the back surface of the substrate 1. ing. On the other hand, such a curved taper portion is not formed at the other end portion in the width direction of the protective layer 7 in the laminate 20.
  • the outer peripheral shape of the stabilization layer 9 is also a shape that basically conforms to the outer peripheral shape of the laminate 20, it is formed on the surface portion of the stabilization layer 9 located on the tapered portion 14 of the laminate 20. An inclined surface (inclined portion) is also formed. As a result, the surface portion of the stabilization layer 9 located on the protective layer 7 of the stacked body 20 is a convex portion protruding outward as a whole. Also in the superconducting wire 10 having such a structure, the same effect as that of the superconducting wire 10 shown in FIG. 1 can be obtained.
  • the superconducting wire 10 shown in FIG. 17 can be basically obtained by performing the steps (S10) to (S60) shown in FIG. However, in the laminate 20, in order to form the tapered portion 14 only at one end portion as shown in FIG. 17, for example, by adjusting the interval between the rotary blades 31 in the step (S50), the overlap margin, etc. It is preferable to apply deformation such that the protective layer 7, the superconducting material layer 5 and the like are pushed into the substrate 1 only at one end of the laminated body 20 to be formed. Alternatively, an additional processing step such as plastic deformation of only one end portion of the thinned laminate 20 is performed to prepare the laminate 20 having the tapered portion 14 as shown in FIG. Also good.
  • the superconducting wire 10 shown in FIG. 18 basically has the same structure as the superconducting wire 10 shown in FIG. 1, but the cross-sectional shape of the laminate 20 and the cross-sectional shape of the stabilization layer 9 are different. Specifically, the laminate 20 of the superconducting wire 10 shown in FIG. 18 has a substantially rectangular cross-sectional shape. And in the back surface of the stabilization layer 9 (surface of the stabilization layer 9 located in the board
  • the distance L2 in the thickness direction of the substrate 1 between the top portion 21 and the end portion 122 on the back surface side of the stabilization layer 9 is 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the top portion 21 shown in FIG. 18 is a central portion in the width direction of the back surface of the stabilization layer 9.
  • a central region on the back surface of the stabilization layer 9 including the top portion 21 has a substantially flat shape.
  • the inclination at the chamfered portion 9a is 0.01 or more.
  • the inclination can be defined as follows.
  • FIG. 18 shows a position 128 that is an inflection point at which the curvature changes on the back surface, and an end 122 of the back surface portion (an inflection point at which the curvature changes at the boundary between the side wall and the chamfered portion 9a in the superconducting wire 10). It is specified as shown in At this time, the width W1 that is the distance between the position 128 and the end 122 in the extending direction of the region inside the position 128 on the back surface is considered.
  • the inclination of the chamfered portion 9a that is a region between the position 28 and the end portion 22 can be defined as L2 / W1. Further, the ratio (W1 / W2) of the width (width W1) of the chamfered portion 9a to the width W2 of the superconducting wire 10 in FIG. 18 is not less than 0.1% and not more than 30%.
  • the manufacturing method of the superconducting wire 10 shown in FIG. 18 is demonstrated.
  • the steps (S10) to (S60) shown in FIG. 2 are performed to prepare a wire having the stabilization layer 9 formed on the outer periphery of the laminate 20 as shown in FIG.
  • a laminate 20 having a substantially rectangular cross section is prepared as the laminate 20.
  • Such a laminate 20 can be obtained, for example, by using a laser processing method in the step (S50), or by appropriately adjusting the clearance between the rotary blades 31 or the overlap margin in the slitter 30.
  • the edge portions 4 that are protruding corner portions are removed from both ends of the back surface of the stabilization layer 9 (the surface of the stabilization layer 9 positioned on the back surface side of the substrate 1). Chamfering is performed. As a result, a chamfered portion 9a is formed, and a superconducting wire 10 as shown in FIG. 18 can be obtained.
  • FIG. 20 is a schematic diagram showing an intermediate stage of the manufacturing process of the superconducting wire according to the eighth embodiment of the present invention.
  • intermediate layer 3 and superconducting material layer 5 are formed on the upper surface of substrate 1.
  • the surface of the superconducting material layer 5 has a convex shape protruding outward.
  • the distance L3 in the direction along the thickness direction of the substrate 1 between the top portion 41 and the end portion 42 on the surface of the superconducting material layer 5 can be, for example, 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the surface of the superconducting material layer 5 shown in FIG. 20 has a substantially flat central region including the top portion 41 located substantially in the center in the width direction.
  • the structure as shown in FIG. 20 can be obtained by any conventionally known method.
  • the structure as shown in FIG. 20 is obtained by configuring the upper surface of the substrate 1 to have an outwardly convex curved surface and forming the intermediate layer 3 and the superconducting material layer 5 on the curved surface. Obtainable.
  • a protective layer 7 is formed on the superconducting material layer 5 having the structure shown in FIG. As a result, a laminate 20 including the substrate 1, the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5 and the protective layer 7 can be obtained. At this time, the upper surface of the protective layer 7 has an outwardly convex curved shape so as to follow the shape of the upper surface of the superconducting material layer 5.
  • the stabilization layer 9 is formed so as to cover the outer periphery of the stacked body 20.
  • the superconducting wire 10 in which the surface (upper surface) of the portion located on the superconducting material layer 5 in the stabilization layer 9 is convex outward. Even with the superconducting wire 10 having such a structure, the same effect as that of the superconducting wire 10 shown in FIG. 1 can be obtained.
  • FIG. 23 shows the substrate 1 constituting the ninth embodiment of the superconducting wire according to the present invention.
  • the upper surface has a convex shape protruding outward.
  • a distance L4 in the thickness direction of the substrate 1 between the top portion 51 and the end portion 52 of the upper surface of the substrate 1 is, for example, 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the substrate 1 shown in FIG. 23 can be formed by any conventionally known method.
  • a substrate 1 as shown in FIG. 23 can be obtained by preparing a substrate having a rectangular cross-sectional shape and processing (for example, chamfering) an end portion in the width direction of the substrate.
  • the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5, and the protective layer 7 are formed on the upper surface of the substrate 1 shown in FIG.
  • any conventionally known method can be used as a method for forming the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5, and the protective layer 7, any conventionally known method can be used.
  • the stabilization layer 9 is formed so as to cover the outer periphery of the stacked body 20.
  • the upper surface of the stabilization layer 9 has a curved surface convex outward so as to follow the shape of the upper surface (curved surface convex outward) of the laminate 20.
  • a substrate 1 shown in FIG. 26 is a substrate constituting Embodiment 10 of the superconducting wire according to the present invention.
  • the substrate 1 has a convex curved surface whose rear surface is convex outward.
  • a distance L5 in the thickness direction of the substrate 1 between the top portion 51 and the end portion 52 on the back surface is, for example, not less than 1 ⁇ m and not more than 100 ⁇ m.
  • the upper surface of the substrate 1 shown in FIG. 26 (the surface located on the side opposite to the convex rear surface) has a flat shape.
  • an intermediate layer 3 On the upper surface of the substrate 1, an intermediate layer 3, a superconducting material layer 5, and a protective layer 7 are formed as shown in FIG. These intermediate layer 3, superconducting material layer 5 and protective layer 7 can be formed by any conventionally known method. In this way, the laminate 20 is obtained.
  • the stabilization layer 9 is formed so as to cover the outer periphery of the laminate 20.
  • the back surface of the stabilization layer 9 (the surface of the stabilization layer 9 in the region facing the back surface of the substrate 1) has a curved surface that protrudes outward along the shape of the back surface of the substrate 1. Also with the superconducting wire 10 having such a structure, the same effect as the superconducting wire shown in FIG. 18 can be obtained.
  • the present invention is advantageously applied particularly to a superconducting wire having a superconducting material layer formed on the surface of a substrate.

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Abstract

　超電導線材（１０）は、積層体（２０）と被覆層（保護層（７）または安定化層（９））とを備える。積層体（２０）は、主面を有する基板（１）と、当該主面上に形成された超電導材料層（５）とを含む。被覆層（保護層（７）または安定化層（９））は、少なくとも超電導材料層（５）上に配置される。被覆層（保護層（７）または安定化層（９））において、超電導材料層（５）上に位置する安定化層（９）の表面部分は凸形状になっている。

Description

超電導線材
　この発明は、超電導線材に関し、より特定的には、基板上に超電導材料層が形成された超電導線材に関する。
　近年、金属基板上に超電導材料層が形成された超電導線材の開発が進められている。中でも、転移温度が液体窒素温度以上の高温超電導体である酸化物超電導体からなる超電導材料層が設けられた酸化物超電導線材が注目されている。
　このような酸化物超電導線材は、一般的に、配向性の金属基板上に中間層を形成し、当該中間層上に酸化物超電導材料層を形成し、さらに、銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）の安定化層を形成することにより製造されている（たとえば特開２０１３－１２４０６号公報（特許文献１）参照）。
特開２０１３－１２４０６号公報
　上述した構成の超電導線材は、たとえばコイル状に巻回されて超電導コイルを構成する。このとき、巻回された超電導線材の表面（特に超電導材料層が形成された側の安定化層表面）が、当該表面上に積層された超電導線材や他の部材と接触して、当該表面が欠損するといった不良が発生する場合があった。この場合、当該不良に起因して超電導線材の超電導材料層も損傷し、結果的に超電導線材の特性が劣化することがあった。
　この発明は、上記のような課題を解決するために成されたものであり、この発明の目的は、超電導特性の劣化を抑制することが可能な超電導線材を提供することである。
　本発明の一態様に係る超電導線材は、積層体と被覆層とを備える。積層体は、主面を有する基板と、当該主面上に形成された超電導材料層とを含む。被覆層は、少なくとも超電導材料層上に配置される。被覆層において、超電導材料層上に位置する表面部分は凸形状になっている。
　上記によれば、超電導線材の被覆層の表面部分が欠けるといった不良の発生確率を低減できるので、結果的に当該不良に起因する超電導特性の劣化を抑制できる。
本発明の実施の形態１に係る超電導線材の構成を示す断面模式図である。 実施の形態１に係る超電導線材の製造方法を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 実施の形態１に係る超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 実施の形態１に係る超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 実施の形態１に係る超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 細線加工工程に用いられるスリッターの構成を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態１に係る超電導線材の変形例の構成を示す断面模式図である。 本発明の実施の形態２に係る超電導線材の構成を示す断面模式図である。 図９に示した超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態３に係る超電導線材の構成を示す断面模式図である。 図１１に示した超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態４に係る超電導線材の構成を示す断面模式図である。 図１３に示した超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態５に係る超電導線材の構成を示す断面模式図である。 図１５に示した超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態６に係る超電導線材の構成を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態７に係る超電導線材の構成を説明するための断面模式図である。 図１８に示した超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態８に係る超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態８に係る超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態８に係る超電導線材を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態９に係る超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態９に係る超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態９に係る超電導線材を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態１０に係る超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態１０に係る超電導線材の製造方法を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態１０に係る超電導線材を説明するための断面模式図である。
　[本発明の実施形態の説明]
　最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
　（１）　本発明の一態様に係る超電導線材１０（図１参照）は、積層体２０と被覆層（保護層７または安定化層９）とを備える。積層体２０は、主面を有する基板１と、当該主面上に形成された超電導材料層５とを含む。被覆層（保護層７または安定化層９）は、少なくとも超電導材料層５上に配置される。被覆層（保護層７または安定化層９）において、超電導材料層５上に位置する表面部分（保護層７の上部表面または安定化層９の表面部分）は凸形状になっている。なお、上記超電導材料層５は、基板１の主面上に直接的または中間層３などを介して間接的に形成され得る。
　このようにすれば、超電導線材１０の被覆層（安定化層９または保護層７）における表面部分が凸形状になっているので、超電導線材１０のハンドリング時などにおいて当該表面部分が他の部材と接触した場合など、表面部分の端部が欠損するといった問題の発生を抑制できる。このため、被覆層の上記欠損などに起因して超電導材料層５が破損する可能性を低減できるので、超電導線材１０における超電導特性の劣化を抑制できる。
　（２）　上記超電導線材１０では、基板１の幅方向での断面において、表面部分の凸形状になっている領域の頂部２１と端部２２との間の、基板１の厚み方向における距離Ｌ１が、１μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。
　この場合、凸形状になっている表面部分の端部２２などが欠損する可能性を低減できるので、上述した超電導材料層５の破損の可能性を確実に低減できる。なお、ここで頂部２１とは、凸形状になっている表面部分において超電導材料層５から最も離れた領域（たとえば、凸状に突出した表面部分の中央領域）を意味する。また、端部２２とは、表面部分において幅方向の端部をいう。なお、上記距離Ｌ１が１μｍ未満では表面部分の凸形状が十分な大きさとならず、上述した効果を十分発揮できない。また、上記距離Ｌ１が１００μｍ超えの場合、表面部分の頂部２１が突出しすぎて超電導線材１０の断面積が大きくなる。そのため、たとえば超電導線材１０を巻回してコイルを形成する場合、上記表面部分が平坦な場合（図１の超電導線材１０において、幅方向中央での厚さが当該超電導線材１０の側面の高さとほぼ同じ場合）と比べて、同じターン数であってもコイルの直径が大きくなってしまう。
　なお、上記距離Ｌ１の下限は好ましくは５μｍ、より好ましくは１０μｍ、さらに好ましくは１５μｍとすることができる。また、上記距離Ｌ１の上限は、好ましくは８０μｍ、より好ましくは７０μｍ、さらに好ましくは５０μｍとすることができる。
　（３）　上記超電導線材１０では、基板１の幅方向での断面において、表面部分は、表面部分の端部に位置し傾きが０．０１以上となっている傾斜部２９（図８参照）を含んでいてもよい。基板１の幅方向での断面において、被覆層（安定化層９）の最大幅Ｗ２に対する傾斜部２９の幅Ｗ１の比率は０．１％以上３０％以下であってもよい。なお、ここで傾きとは、以下のように規定することができる。図８に示すように表面部分において曲率が変化する変曲点である位置２８と、表面部分の端部２２（超電導線材１０における側壁と傾斜部２９との境界部であって曲率が変化する変曲点）とを規定する。このとき、表面部分において位置２８より内側の領域の延在方向における位置２８と端部２２との間の距離である幅Ｗ１と、超電導線材１０の側壁の延在方向における位置２８と端部２２との間の距離Ｗ３とを考える。この場合、位置２８と端部２２との間の領域である傾斜部２９（図８参照）の傾きはＷ３／Ｗ１と規定することができる。
　このようにすれば、凸形状になっている表面部分の端に傾斜部２９が形成されているので、端部２２は明確な角部にはならず当該端部２２が欠損する可能性を低減できる。したがって、上述した超電導材料層５の破損の可能性を確実に低減できる。なお、上記比率が０．１％未満では表面部分の凸形状が不十分となり、上述した効果を十分発揮できない。また、上記比率が３０％超えの場合、表面部分の凸形状となった部分（たとえば図１の頂部２１）が突出しすぎた状態となる。そのため、たとえば超電導線材１０を巻回してコイルを形成する場合、巻回された外周側の超電導線材１０の部分により内周側の超電導線材の上記頂部２１に加えられる応力が大きくなり、結果的に超電導材料層５に加えられる応力が過大になる可能性がある。
　なお、上記比率の下限は好ましくは０．５％、より好ましくは１％、さらに好ましくは２％とすることができる。また、上記比率の上限は、好ましくは２０％、より好ましくは１５％、さらに好ましくは１０％とすることができる。
　（４）　本発明の一態様に係る超電導線材１０（図１８参照）は、積層体２０と被覆層（保護層７または安定化層９）とを備える。積層体２０は、主面を有する基板１と、当該主面上に形成された超電導材料層５とを含む。被覆層は、少なくとも超電導材料層５上に配置される。超電導線材１０において、超電導材料層５上に位置する表面部分と反対側に位置する裏面部分（基板１から見て超電導材料層５が位置する側と反対側に位置する裏面側に形成された安定化層９の裏面部分）の形状は凸形状になっている。当該裏面部分の形状は曲面状の凸形状であってもよい。
　このようにすれば、たとえば超電導線材１０を巻回してコイルを形成する場合に、外周側の超電導線材１０の裏面部分が内周側の超電導線材１０の表面部分に接触しても、当該裏面部分が凸形状となっているので、断面が矩形上の超電導線材のように端部に角部は存在せず、当該角部が内周側の超電導線材１０の表面部分に接触して表面部分が破損するといった問題の発生を防止できる。
　（５）　上記超電導線材１０では、基板１の幅方向での断面において、図１８に示すように、裏面部分の凸形状になっている領域の頂部２１と端部１２２との間の、基板１の厚み方向における距離Ｌ２が、１μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。
　この場合、上述のように超電導線材１０の表面部分の破損の可能性を確実に低減できる。なお、ここで裏面部分の頂部２１（図１８参照）とは、凸形状になっている裏面部分において超電導材料層５（または基板１）から最も離れた領域（たとえば、凸状に突出した裏面部分の中央領域）、または裏面部分の中央部を意味する。また、端部１２２とは、裏面部分において幅方向の端部（超電導線材１０の側面と裏面部分との境界部）をいう。
　なお、上記距離Ｌ２が１μｍ未満では裏面部分の凸形状が十分な大きさとならず、上述した効果を十分発揮できない。また、上記距離Ｌ２が１００μｍ超えの場合、裏面部分の頂部２１が突出しすぎて超電導線材１０の断面積が大きくなる。そのため、たとえば超電導線材１０を巻回してコイルを形成する場合、上記裏面部分が平坦な場合（図１８の超電導線材１０において、幅方向中央での厚さが当該超電導線材１０の側面の高さとほぼ同じ場合）と比べて、同じターン数であってもコイルの直径が大きくなってしまう。
　なお、上記距離Ｌ２の下限は好ましくは５μｍ、より好ましくは１０μｍ、さらに好ましくは１５μｍとすることができる。また、上記距離Ｌ２の上限は、好ましくは８０μｍ、より好ましくは７０μｍ、さらに好ましくは５０μｍとすることができる。
　（６）　上記超電導線材１０では、基板１の幅方向での断面において、裏面部分は、裏面部分の端部に位置し傾きが０．０１以上となっている裏面傾斜部（たとえば図１８の面取り部９ａ）を含んでいてもよい。基板１の幅方向での断面における、被覆層の最大幅（図１８の超電導線材１０の幅Ｗ２）に対する裏面傾斜部（面取り部９ａ）の幅Ｗ１の比率（Ｗ１／Ｗ２）は０．１％以上３０％以下であってもよい。なお、ここで傾きとは、以下のように規定することができる。図１８に示すように裏面部分において曲率が変化する変曲点である位置１２８と、裏面部分の端部１２２（超電導線材１０における側壁と面取り部９ａとの境界部であって曲率が変化する変曲点）とを規定する。このとき、裏面部分において位置１２８より内側の領域の延在方向における位置１２８と端部１２２との間の距離である幅Ｗ１（面取り部９ａの幅Ｗ１）と、超電導線材１０の側壁の延在方向における位置１２８と端部１２２との間の距離Ｌ２とを考える。この場合、位置２８と端部２２との間の領域である面取り部９ａ（図１８参照）の傾きはＬ２／Ｗ１と規定することができる。
　このようにすれば、凸形状になっている裏面部分の端に傾斜部（面取り部９ａ）が形成されているので、端部１２２は明確な角部にはならず当該端部１２２が欠損する可能性を低減できる。このため、上述した超電導材料層５の破損の可能性を確実に低減できる。なお、上記比率が０．１％未満では裏面部分の凸形状が不十分となり、上述した効果を十分発揮できない。また、上記比率が３０％超えの場合、裏面部分の凸形状となった部分（図１８における裏面部分の頂部２１）が突出しすぎた状態となる。そのため、たとえば超電導線材１０を巻回してコイルを形成する場合、巻回された内周側の超電導線材１０の部分により外周側の超電導線材の上記頂部２１に加えられる応力が大きくなり、結果的に超電導材料層５に加えられる応力が過大になる可能性がある。
　なお、上記比率の下限は好ましくは０．５％、より好ましくは１％、さらに好ましくは２％とすることができる。また、上記比率の上限は、好ましくは２０％、より好ましくは１５％、さらに好ましくは１０％とすることができる。
　（７）　本発明の一態様に係る超電導線材１０（図２２参照）は、主面を有する基板１と、主面上に形成された超電導材料層５とを備える。超電導材料層５の表面は凸形状になっている。このようにすれば、超電導材料層５の表面上に保護層７や安定化層９などの被覆層を形成するときに、当該被覆層の上部表面を容易に凸形状とすることができる。この結果、超電導線材１０のハンドリング時などに当該被覆層の上部表面の端部が欠損するといった問題の発生を確実に抑制できる。
　（８）　上記超電導線材１０では、基板１の幅方向での断面において、超電導材料層５の凸形状になっている領域の頂部４１（図２０参照）と端部４２（図２０参照）との間の、基板１の厚み方向における距離Ｌ３が、１μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。
　この場合、超電導材料層５上に被覆層（保護層７や安定化層９）を形成することで、当該被覆層の表面部分も容易に凸形状にすることができる。そして、被覆層の表面部分の端部などが欠損する可能性を低減できるので、上述した超電導材料層５の破損の可能性を確実に低減できる。なお、ここで頂部４１とは、凸形状になっている超電導材料層５の上部表面において基板１の裏面（超電導材料層５が形成された表面と反対側の裏面）から最も離れた領域（たとえば、凸状に突出した超電導材料層５の上部表面の中央領域）を意味する。また、端部４２とは、超電導材料層５の上部表面において幅方向の端部をいう。なお、上記距離Ｌ３が１μｍ未満では、超電導材料層５の上部表面上に形成する被覆層の表面部分を十分に凸形状とすることができず、上述した効果を十分発揮できない。また、上記距離Ｌ３が１００μｍ超えの場合、超電導材料層５の中央部と端部４２との間で高低差が大きくなり過ぎ、当該超電導線材１０に交流電流を流した場合に、超電導材料層５内での電流分布が不均一になり超電導線材１０の電気的特性が劣化する可能性がある。
　なお、上記距離Ｌ３の下限は好ましくは５μｍ、より好ましくは１０μｍ、さらに好ましくは１５μｍとすることができる。また、上記距離Ｌ３の上限は、好ましくは８０μｍ、より好ましくは７０μｍ、さらに好ましくは５０μｍとすることができる。
　（９）　本発明の一態様に係る超電導線材１０（図２５参照）は、主面を有する基板１と、主面上に形成された超電導材料層５とを備える。基板１の主面は凸形状になっている。このようにすれば、超電導材料層５の上部表面は基板１の主面の形状に沿って凸形状となる。そして、超電導材料層５の表面上に保護層７や安定化層９などの被覆層を形成するときに、当該被覆層の上部表面を容易に凸形状とすることができる。この結果、超電導線材１０のハンドリング時などに当該被覆層の上部表面の端部が欠損するといった問題の発生を確実に抑制できる。
　（１０）　上記超電導線材１０では、図２３に示すように、基板１の幅方向での断面において、主面の凸形状になっている領域の頂部５１と端部５２との間の、基板１の厚み方向における距離Ｌ４が、１μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。
　この場合、超電導材料層５の上部表面は基板１の主面の形状に沿って凸形状となる。そして、超電導材料層５上に被覆層（保護層７や安定化層９）を形成することで、当該被覆層の表面部分も容易に凸形状にすることができる。そのため、被覆層の表面部分の端部などが欠損する可能性を低減できるので、上述した超電導材料層５の破損の可能性を確実に低減できる。なお、ここで頂部５１とは、凸形状になっている基板１の上部表面（超電導材料層５が形成される表面）において基板１の裏面（超電導材料層５が形成された表面と反対側の裏面）から最も離れた領域（たとえば、凸状に突出した基板１の上部表面の中央領域）を意味する。また、端部５２とは、超電導材料層５の上部表面において幅方向の端部をいう。なお、上記距離Ｌ４が１μｍ未満では、超電導材料層５の上部表面上に形成する被覆層の表面部分を十分に凸形状とすることができず、上述した効果を十分発揮できない。また、上記距離Ｌ４が１００μｍ超えの場合、基板１の上部表面の頂部５１が突出しすぎて超電導線材１０の断面積が大きくなる。そのため、たとえば超電導線材１０を巻回してコイルを形成する場合、超電導線材１０の上部表面が平坦な場合（図２５の超電導線材１０において、幅方向中央での厚さが当該超電導線材１０の側面の高さとほぼ同じ場合）と比べて、同じターン数であってもコイルの直径が大きくなってしまう。
　なお、上記距離Ｌ４の下限は好ましくは５μｍ、より好ましくは１０μｍ、さらに好ましくは１５μｍとすることができる。また、上記距離Ｌ４の上限は、好ましくは８０μｍ、より好ましくは７０μｍ、さらに好ましくは５０μｍとすることができる。
　（１１）　本発明の一態様に係る超電導線材１０（図２８参照）は、主面を有する基板１と、主面上に形成された超電導材料層５とを備える。基板１の主面と反対側に位置する裏面は凸形状になっている。このようにすれば、基板１の裏面上に被覆層（たとえば安定化層９など）を形成する場合に、当該被覆層の表面（裏面）を基板１の裏面の形状に沿って確実に凸形状とすることができる。この結果、超電導線材１０のハンドリング時などに当該被覆層の裏面の端部が欠損し、その衝撃や変形等により基板１の主面側の超電導材料層５が破損するといった問題の発生を確実に抑制できる。
　（１２）　上記超電導線材１０（図２８参照）では、基板１の幅方向での断面において、裏面の凸形状になっている領域の頂部５１と端部５２との間の、基板１の厚み方向における距離Ｌ５が、１μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。
　この場合、上述のように被覆層の裏面の端部が欠損するといった問題の発生を確実に抑制できる。そのため、当該欠損に起因する超電導材料層５の破損の可能性を低減できる。なお、ここで上記裏面の頂部５１（図２６参照）とは、凸形状になっている基板１の裏面（超電導材料層５が形成される表面と反対側の裏面）において超電導材料層５から最も離れた領域（たとえば、凸状に突出した基板１の裏面の中央領域）を意味する。また、上記裏面の端部５２（図２６参照）とは、基板１の裏面において幅方向の端部をいう。なお、上記距離Ｌ５が１μｍ未満では、基板１の裏面上に形成する被覆層の表面部分を十分に凸形状とすることができず、上述した効果を十分発揮できない。また、上記距離Ｌ５が１００μｍ超えの場合、基板１の裏面の頂部５１（図２６参照）が突出しすぎて超電導線材１０の断面積が大きくなる。そのため、たとえば図２８に示すような超電導線材１０を巻回してコイルを形成する場合、超電導線材１０の下部表面が平坦な場合（図２８の超電導線材１０において、幅方向中央での厚さが当該超電導線材１０の側面の高さとほぼ同じ場合）と比べて、同じターン数であってもコイルの直径が大きくなってしまう。
　なお、上記距離Ｌ５の下限は好ましくは５μｍ、より好ましくは１０μｍ、さらに好ましくは１５μｍとすることができる。また、上記距離Ｌ５の上限は、好ましくは８０μｍ、より好ましくは７０μｍ、さらに好ましくは５０μｍとすることができる。
　[本発明の実施形態の詳細]
　以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
　＜実施の形態１＞
　（超電導線材の構成）
　図１は、本発明の実施の形態１に係る超電導線材の構成を示す断面模式図である。図１は、実施の形態１に係る超電導線材１０の延在する方向に交差する方向に切断した断面を示している。このため、紙面に交差する方向が超電導線材の長手方向であり、超電導材料層５の超電導電流は紙面に交差する方向に沿って流れるものとする。また、図１および以降の断面模式図においては、図を見やすくするために矩形状の断面における上下方向（以下、「厚み方向」とも称する）と左右方向（以下、「幅方向」とも称する）との長さの差を小さくしているが、実際は当該断面の厚み方向の長さは幅方向の長さに比べて十分に小さい。
　図１を参照して、実施の形態１に係る超電導線材１０は、断面が矩形をなす長尺形状（テープ状）であり、ここでは長尺形状の長手方向に延在する相対的に大きな表面を主面とする。超電導線材１０は、基板１と、中間層３と、超電導材料層５と、保護層７と、安定化層９とを備える。
　基板１は、第１の主面と、第２の主面とを有する。第２の主面は、第１の主面とは反対側に位置する。基板１は、たとえば金属からなり、断面が矩形をなす長尺形状（テープ状）とすることが好ましい。コイルに巻回するためには、基板１はたとえば２ｋｍ程度に長尺化されていることが好ましい。
　基板１は、配向金属基板を用いることがさらに好ましい。なお、配向金属基板とは、基板表面の面内の２軸方向に関して、結晶方位が揃っている基板を意味する。配向金属基板としては、たとえばニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、および金（Ａｕ）のうちの２以上の金属からなる合金が好適に用いられる。これらの金属を他の金属または合金と積層することもでき、たとえば高強度材料であるＳＵＳなどの合金を用いることもできる。なお、基板１の材料は特にこれに限定されず、たとえば金属以外の材料を用いてもよい。
　超電導線材１０の幅方向の長さは、たとえば４ｍｍ～１０ｍｍ程度である。超電導線材１０に流れる電流密度を大きくするためには、基板１の断面積が小さい方が好ましい。ただし、基板１の厚み（図１における上下方向）を薄くしすぎると、基板１の強度が劣化する可能性がある。したがって、基板１の厚みはたとえば０．１ｍｍ程度にすることが好ましい。
　中間層３は、基板１の第１の主面上に形成されている。超電導材料層５は、中間層３の、基板１と対向する主面と反対側の主面（図１における上側の主面）上に形成されている。すなわち、超電導材料層５は、中間層３を挟んで基板１の第１の主面上に配置されている。中間層３を構成する材料は、たとえばイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）およびチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）などが好ましい。これらの材料は、超電導材料層５との反応性が極めて低く、超電導材料層５と接触している境界面においても超電導材料層５の超電導特性を低下させない。特に、基板１を構成する材料として金属を用いる場合には、表面に結晶配向性を有する基板１と超電導材料層５との配向性の差を緩和して、超電導材料層５を高温で形成する際に、基板１から超電導材料層５への金属原子の流出を防止する役割を果たすことができる。なお、中間層３を構成する材料は特にこれに限定されない。
　また、中間層３は、複数の層により構成されていてもよい。中間層３が複数の層により構成される場合、中間層３を構成するそれぞれの層は互いに異なる材質または一部が同じ材質により構成されていてもよい。
　超電導材料層５は、超電導線材１０のうち、超電導電流が流れる薄膜層である。超電導材料は特に限定されないが、たとえばＲＥ－１２３系の酸化物超電導体とすることが好ましい。なお、ＲＥ－１２３系の酸化物超電導体とは、ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏｙ（ｙは６～８、より好ましくは６．８～７、ＲＥとはイットリウム、またはＧｄ、Ｓｍ、Ｈｏなどの希土類元素を意味する）として表される超電導体を意味する。また、超電導材料層５に流れる超電導電流の値を向上させるためには、超電導材料層５の厚みは０．５μｍ～１０μｍであることが好ましい。
　保護層７は、超電導材料層５の、中間層３と対向する主面と反対側の主面（図１における上側の主面）上に形成されている。保護層７は、たとえば銀（Ａｇ）または銀合金からなり、その厚みは０．１μｍ以上５０μｍ以下とすることが好ましい。
　以上に述べた基板１、中間層３、超電導材料層５および保護層７により積層体２０ａが形成されている。そして、この積層体２０ａの周囲を覆うように安定化層９が配置されている。本実施の形態では、積層体２０ａの外周を覆うように、すなわち、積層体２０ａの外側の最表面のほぼ全面を覆うように、安定化層９が配置されている。ただし、本発明における「積層体の周囲」とは、全周に限定されるものではなく、積層体２０ａの主面だけでもよい。
　安定化層９は、良導電性の金属材料の箔またはめっき層などからなる。安定化層９は、保護層７とともに、超電導材料層５が超電導状態から常電導状態に遷移する際に超電導材料層５の電流が転流するバイパスとして機能する。安定化層９を構成する材料は、たとえば銅（Ｃｕ）または銅合金などが好ましい。安定化層９の厚みは特に限定されないが、保護層７および超電導材料層５を物理的に保護する観点から１０μｍ～５００μｍであることが好ましい。
　図１を参照して、本実施形態に係る超電導線材１０では、安定化層９の上部表面（超電導材料層５上に位置する表面部分）は外側に凸の曲面状となっている。当該曲面状の表面部分における頂部２１と端部２２との間の基板１の厚み方向における距離Ｌ１は、たとえば１μｍ以上１００μｍ以下である。頂部２１は、安定化層９の上部表面（表面部分）における幅方向のほぼ中央部に位置する。端部２２は、安定化層９の上部表面の幅方向における端部に位置し、上部表面と安定化層９の側面との境界部である。なお、図１に示した積層体２０ａにおいては、基板１の上部表面が外側に凸の曲面状となっており、当該基板１の上部表面に沿うように中間層３、超電導材料層５および保護層７が形成されている。このため、積層体２０ａの上部表面（保護層７の上部表面）も外側に凸の曲面状となっている。
　このようにすれば、安定化層９の上部表面が外側に凸の曲面状となっているので、超電導線材１０のハンドリングなどにおいて安定化層９の上部表面における端部の角部などが欠損するといった問題の発生を抑制できる。このため、当該安定化層９の欠損などに起因する超電導材料層５の破損といった問題の発生を抑制できる。
　また、図１に示した超電導線材においては、頂部２１と端部２２との間の距離Ｌ１が上述のような範囲に設定されているので、上記のような超電導材料層５の破損を抑制する効果を得られるとともに、超電導線材１０の幅方向の中央部が必要以上に厚くなるといった問題の顕在化を抑制できる。すなわち、距離Ｌ１が１μｍ未満である場合には、上述のような安定化層９の角部の破損を防止するといった効果を十分に得ることが難しい。また、距離Ｌ１が１００μｍ超えの場合には、超電導線材１０の幅方向の中央における厚みが端部に比べて相対的に厚くなるので、超電導線材１０を巻回して積層するような場合に超電導線材１０を積層した積層部の厚みが当該凸部の存在により厚くなってしまう。このため、超電導線材１０のターン数を同じにした場合に、コイルの直径が大きくなるため、超電導線材１０を組込んだコイル超電導機器のサイズが必要以上に大きくなるといった問題が起きる。
　（超電導線材の製造方法）
　図２～図７を参照して、図１に示した超電導線材１０の製造方法を説明する。以下では、３０ｍｍ幅に作製された積層体２０から４ｍｍ幅に細線加工された積層体２０を用いて超電導線材１０を製造する方法を例に挙げ、本実施の形態を具体的に説明する。
　図２は、実施の形態１に係る超電導線材の製造方法を示すフローチャートである。図２を参照して、まず基板準備工程（Ｓ１０）が実施される。具体的には、図３を参照して、配向金属基板からなり、３０ｍｍ幅のテープ状を有する基板１が準備される。基板１は、第１の主面と、第１の主面とは反対側に位置する第２の主面とを有する。基板１の厚みは目的に応じて適宜調整すれば良く、通常は１０μｍ～５００μｍの範囲とすることができる。基板１の厚みはたとえば１００μｍ程度である。
　次に、基板１上に中間層３を形成する中間層形成工程（図２のＳ２０）が実施される。具体的には、図４を参照して、基板１の第１の主面上に中間層３が成膜される。中間層３の成膜方法としては、任意の成膜方法を用いることができるが、たとえばパルスレーザ蒸着法（Pulsed　Laser　Deposition：ＰＬＤ法）などの物理蒸着法を用いることができる。
　次に、中間層３上に超電導材料層５を形成する超電導材料層形成工程（図２のＳ３０）が実施される。具体的には、図５を参照して、中間層３の基板１と対向する主面と反対側の主面（図５における上側の主面）上に、ＲＥ－１２３系の酸化物超電導体からなる超電導材料層５を形成する。超電導材料層５の成膜方法としては、任意の成膜方法を用いることができるが、たとえば気相法および液相法、またはそれらの組合せにより形成する。気相法としては、たとえばレーザ蒸着法、スパッタリング法、および電子ビーム蒸着法などが挙げられる。レーザ蒸着法、スパッタリング法、電子ビーム法、および有機金属堆積法の少なくとも１つにより行なわれると、結晶配向性および表面平滑性に優れた表面を有する超電導材料層５を形成することができる。
　次に、超電導材料層５上に保護層７を形成する保護層形成工程（図２のＳ４０）が実施される。具体的には、図６を参照して、超電導材料層５の中間層３と対向する主面と反対側の主面（図６における上側の主面）上に、銀（Ａｇ）または銀合金からなる保護層７を、たとえばスパッタなどの物理的蒸着法や電気めっき法などにより形成する。保護層７を形成することで、超電導材料層５の表面を保護することができる。その後、酸素雰囲気下で加熱処理する酸素アニールを行ない（酸素導入工程）、超電導材料層５に酸素を導入する。以上の工程が実施されることにより、幅方向の長さが３０ｍｍ程度である積層体２０が形成される。
　次に、３０ｍｍ幅の積層体２０を所定の幅（たとえば４ｍｍ幅）に切断する細線加工工程（図３のＳ５０）が実施される。具体的には、図７に示されるように、回転刃を用いて３０ｍｍ幅の積層体２０を機械的に切断する機械スリット加工を行なうことにより、積層体２０を４ｍｍ幅に細線化する。図７は、細線加工工程に用いられるスリッター３０の構成を模式的に示す図である。図７の右側には、スリッター３０によりスリットされる積層体２０の構成を示している。積層体２０は、基板１上に中間層３、超電導材料層５および保護層７をこの順に積層してなる。
　図７を参照して、スリッター３０は、複数の回転刃３１と、複数のスペーサ３２とを有する。本実施の形態においては、スリッター３０はたとえば合計７枚の回転刃３１を有している。スリッター３０の上側の回転軸には、約４ｍｍ幅の回転刃３１が３枚配置されている。回転軸方向に隣接する回転刃３１の間にはスペーサ３２が配置されている。スリッター３０の下側の回転軸にも約４ｍｍ幅の回転刃３１が４枚配置されている。なお、上側の回転軸と下側の回転軸とに設置する回転刃３１の幅は、任意に設定することができる。
　図７に示すように、基板１側から回転刃３１が接触してスリットされた積層体２０ａは、隣接する回転刃３１間の距離や重なり高さなどのスリット条件を調整することにより、超電導材料層５や保護層７の幅方向中央部が突出する（保護層７の表面が凸形状となる）ような断面形状となっている。これにより、図１に示すような断面形状の積層体２０ａ（４ｍｍ幅の細線）を得ることができる。なお、保護層７側から回転刃３１が接触してスリットされた積層体２０ｂは、隣接する回転刃３１間の距離や重なり高さなどのスリット条件を調整することにより、超電導材料層５や保護層７の幅方向端部が突出する（保護層７の表面が凹形状となる）ような断面形状となっている。
　上述のように、機械スリット加工においては、上下で互いに対向する回転刃３１を用いてせん断によって積層体２０を切断している。得られた細線（積層体２０ａ、２０ｂ）の各々において、回転刃３１が入る方向（スリット方向）に応じてエッジ部分に湾曲が発生する。具体的には、上側の回転刃３１により保護層７側からスリットした細線（積層体２０ｂ）のエッジ部分では、基板１が保護層７側に湾曲する。一方、下側の回転刃３１により基板１側からスリットした細線（積層体２０ａ）のエッジ部分では、保護層７およびセラミックス層が基板１側に湾曲し、結果的に保護層７の上部表面が凸形状となる。
　なお、図７に示した機械スリット加工において、基板１側から入れる回転刃３１の幅と保護層７側から入れる回転刃３１の幅とを同じにしたが、基板１側から入れる回転刃３１に所定の線幅（たとえば４ｍｍ幅）に対応した回転刃３１を用いるとともに、保護層７側から入れる回転刃３１としてより幅が狭い回転刃３１を用いるようにしてもよい。これにより、基板１側からスリットされて得られる細線（図１に示すように保護層７の上部表面が凸形状となった積層体２０ａ）の数を多くすることができる。
　再び図２を参照して、最後に、細線加工された積層体２０ａの周囲に安定化層９を形成する安定化層形成工程（図２のＳ６０）が実施される。具体的には、積層体２０ａの外周を覆うように、すなわち、積層体２０ａの外側の最表面のほぼ全面を覆うように、銅（Ｃｕ）または銅合金からなる安定化層９を、公知のめっき法により形成する。安定化層９を形成する方法としては、めっき法以外に、銅箔を貼り合せる方法がある。以上の工程が実施されることにより、図１に示す実施の形態１に係る超電導線材１０が製造される。
　図８を参照して、図１に示した超電導線材１０の変形例を説明する。図８に示した超電導線材１０は、基本的には図１に示して超電導線材と同様の構造を備えるが、安定化層９の上部表面の形状（上部表面における中央部および端部の構造）が図１に示した超電導線材１０とは異なっている。図８に示した超電導線材１０では、安定化層９の上部表面の中央部がほぼ平坦である。また、安定化層９の上部表面の端部（平坦なにおいて、傾斜部２９が形成されている。傾斜部２９とは、端部２２と位置２８（変曲点）との間の領域である。当該傾斜部２９においては、図８の距離Ｗ３と幅Ｗ１との比（Ｗ３／Ｗ１）により定義される傾きが０．０１以上の領域である。ここで、幅Ｗ１は、表面部分において位置２８より内側の領域の延在方向における、位置２８と端部２２との間の距離である。また、距離Ｗ３は、超電導線材１０の側壁の延在方向における、位置２８と端部２２との間の距離である。そして、図８に示した超電導線材１０においては、超電導線材１０の幅（すなわち、安定化層９の最大幅Ｗ２）に対する傾斜部２９の幅Ｗ１の比率（Ｗ１／Ｗ２）が０．１％以上３０％以下となっている。
　上述した比率（Ｗ１／Ｗ２）の数値が０．１％未満である場合には、図１に示した超電導線材１０と同様の効果を十分得ることができない。また、上述した比率が３０％超えの場合には、超電導線材１０を巻回して積層した場合に、超電導線材１０の幅方向における中央部に応力が集中することになり、結果的に超電導材料層５に対する応力が過大になる可能性がある。
　＜実施の形態２＞
　図９を参照して、本発明による超電導線材１０の実施の形態２を説明する。
　図９を参照して、超電導線材１０は、基本的には図１に示した超電導線材１０と同様の構造を備えるが、積層体２０ｂの構造が図１に示した超電導線材１０における積層体２０ａと異なっている。また、安定化層９の上部表面の両端部には面取り加工された面取り部９ａが形成されている。
　図９に示した超電導線材１０の積層体２０ｂにおいては、基板１の上部表面が基板１の内部に向けて（基板１の裏面側に向けて）窪んだ曲面状（凹形状）になっている。そして、当該曲面状になっている主表面上に中間層３、超電導材料層５、保護層７が形成されている。保護層７の上部表面も、基板１の上部表面の形状に沿って基板１側に窪んだ曲面状となっている。安定化層９の上部表面においては、幅方向の両端部が傾斜面である面取り部９ａになっている。この結果、面取り部９ａを含む安定化層９の上部表面は外側に向けて凸形状の曲面状となっている。このため、図９に示した超電導線材１０は、図１に示した超電導線材１０と同様の効果を得ることができる。
　図１０を参照して、図９に示した超電導線材１０の製造方法を説明する。図２に示した工程（Ｓ１０）～工程（Ｓ５０）までを実施することにより、保護層７の両端部が突出して結果的に保護層７の上部表面が窪んだ曲面状となった積層体２０ｂを得ることができる。この積層体２０ｂの外周を覆うように安定化層９を形成する。この結果、図１０に示すように、安定化層９において超電導材料層５上に位置する上部表面の両端部には突出したエッジ部４が形成された状態となる。そして、このエッジ部を除去するように面取り加工することにより、図９に示した面取り部９ａを形成することができる。この結果、図９に示した超電導線材１０を得る。
　＜実施の形態３＞
　図１１を参照して、本発明による超電導線材の実施の形態３を説明する。図１１を参照して、超電導線材１０は基本的には図１に示した超電導線材１０と同様の構造を備えるが、積層体２０の超電導材料層５が配置された側の面（上部表面）の両端部にテーパ部２７が形成されている点が異なっている。このようなテーパ部２７が形成されることにより、積層体２０の上部表面は凸状の形状となっている。また、テーパ部２７の表面においては、保護層７、超電導材料層５および中間層３の端面が露出した状態になっている。このテーパ部２７は、保護層７の表面に対して傾斜した方向に延びている。そして、この積層体２０の上部表面の凸状の形状に沿うように、安定化層９の表面も凸状の形状となっている。
　このような構成の超電導線材１０によっても、図１に示した超電導線材１０と同様の効果を得ることができる。
　次に、図１２を参照して、図１に示した超電導線材の製造方法を説明する。図２の工程（Ｓ１０）～工程（Ｓ５０）までを実施することにより、図１２に示すように両端部が突出したエッジ部２４となっている積層体２０ｂを得る。そして、この積層体２０ｂにおいて、エッジ部２４を除去するように面取り加工を行なう。この結果、面取り加工された面が図１１に示したテーパ部２７となる。そして、このようにテーパ部２７が形成された積層体２０（図１１参照）の外周を図２に示した工程（Ｓ６０）と同様の方法により安定化層９で覆う。この結果、図１１に示す超電導線材１０を得ることができる。
　なお、図１２に示したように、テーパ加工を行なう対象である積層体としてエッジ部２４が形成された積層体２０ｂを用いているが、当該エッジ部が形成されていない状態の積層体２０ａ（図１参照）に対してテーパ加工を行なうことにより、図１１に示すような積層体２０を形成してもよい。
　＜実施の形態４＞
　図１３を参照して、本発明による超電導線材の実施の形態４を説明する。図１３を参照して、超電導線材１０は基本的には図１に示した超電導線材と同様の構造を備えるが、安定化層９の上部表面の端部（積層体２０において超電導材料層５が形成された側に位置する安定化層９の表面部分の端部）が面取り部９ａとなっている。この結果、安定化層９の上部表面は外側に凸である凸形状部となっている。このため、図１３に示した超電導線材１０によっても、図１に示した超電導線材１０と同様の効果を得ることができる。
　また、図１３に示した超電導線材１０においては、積層体２０の断面形状がほぼ矩形状となっている。異なる観点から言えば、図１３に示した超電導線材１０においては、安定化層９の上部表面の形状と積層体２０の上部表面（保護層７側の表面）の形状とが異なっている。
　次に、図１４を参照して、図１に示した超電導線材の製造方法を説明する。まず、図２に示した工程（Ｓ１０）～工程（Ｓ６０）を実施する。このとき、上述した工程（Ｓ５０）における細線加工工程ではスリッター３０の回転刃３１とスペーサ３２との間のクリアランスや重なり代などを調整することにより積層体２０の断面形状がほぼ矩形状とされている。なお、工程（Ｓ５０）ではレーザ加工により積層体２０を細線化してもよく、当該レーザ加工の加工条件を調整することによっても断面形状がほぼ矩形状となった積層体２０を得ることができる。
　そして、この積層体２０の外周に形成された安定化層９は、図１４に示すように、当該積層体２０の外周形状に沿うようにほぼ矩形状の断面形状を有している。安定化層９の上部表面（積層体２０の超電導材料層５が位置する側に位置する安定化層９の表面）においては、幅方向における両端部のエッジ部４を除去する面取り加工を行なう。この結果、図１３に示すように安定化層９の上部表面の端部に面取り部９ａが形成される。このようにして、図１３に示す超電導線材１０を得ることができる。
　＜実施の形態５＞
　図１５を参照して、本発明による超電導線材の実施の形態５を説明する。図１５を参照して、超電導線材１０は基本的には図１に示した超電導線材１０と同様の構造を備えるが、積層体２０の断面形状および安定化層９の外周形状が一部異なっている。具体的には、図１５に示した超電導線材１０においては、積層体２０の上部表面での幅方向における両端部（保護層７が形成された面の幅方向における両端部）が、基板１の厚み方向において外側に突出するような凸形状となっている。また、積層体２０の基板１の裏面（超電導材料層５が配置された側とは反対側の表面）の幅方向における両端部も、基板１の厚み方向において外側に突出するように凸部が形成されている。この結果、積層体２０の表面と裏面とはそれぞれ両端部が突出した凹形状部となっている。
　さらに、安定化層９において、基板１の裏面側に位置する部分（裏面部分）では、安定化層９の当該裏面部分の幅方向における両端部が基板１の裏面の形状に沿うように突出することにより、積層体２０側に向けて凹んだ曲面状となっている。一方、積層体２０の保護層７側に位置する安定化層９の部分においては、安定化層９の上部表面の両端部に面取り部９ａが形成されることにより、安定化層９の上部表面が外側に向けて凸となった凸形状となっている。このような構造の超電導線材１０によっても、図１に示した超電導線材１０と同様の効果を得ることができる。
　図１６を参照して、図１５に示した超電導線材１０の製造方法を説明する。図２に示した工程（Ｓ１０）～工程（Ｓ６０）を実施することにより、図１６に示すように積層体２０の外周を安定化層９で囲んだ線材を準備する。このとき細線加工工程（Ｓ５０）においては、たとえばレーザ加工法などを用いて積層体２０の両端部の上部表面および裏面がそれぞれ凸形状となるような積層体２０を得る。このような形状の積層体２０の外周を覆うように安定化層９を形成することにより、安定化層９の表面は積層体２０の外周表面に沿ったように上部表面および裏面の両端部がそれぞれ突出した部分を含む。そして、安定化層９の上部表面（超電導材料層５が配置された側の安定化層９の表面）における両端部のエッジ部４を除去するように面取り加工を行なう。この結果、図１５に示すように安定化層９の上部表面の幅方向の端部に面取り部９ａが形成される。このようにして、図１５に示すような構造の超電導線材１０を得ることができる。
　＜実施の形態６＞
　図１７を参照して、本発明による超電導線材の実施の形態６を説明する。
　図１７に示す超電導線材１０は、基本的には図１に示した超電導線材１０と同様の構造を備えるが、積層体２０の上部表面の形状および安定化層９の上部表面の形状が図１に示した超電導線材１０とは異なっている。すなわち、図１７に示した超電導線材１０では、図１７に示す断面の幅方向における一方の端部において、積層体２０の一方の端部が基板１の裏面に対して傾斜したテーパ部１４となっている。一方、積層体２０において保護層７の幅方向における他方の端部には、このような曲面状のテーパ部は形成されていない。そして、安定化層９の外周形状も、基本的に積層体２０の外周形状に沿った形状となっていることから、積層体２０のテーパ部１４上に位置する安定化層９の表面部にも傾斜した面（傾斜部）が形成されている。この結果、積層体２０の保護層７上に位置する安定化層９の表面部分は、全体として外側に凸の凸状部分となっている。このような構造の超電導線材１０においても、図１に示した超電導線材１０と同様の効果を得ることができる。
　次に、図１７に示した超電導線材１０の製造方法を説明する。図１７に示した超電導線材１０は、基本的には、図２に示した工程（Ｓ１０）～工程（Ｓ６０）を実施することにより得ることができる。但し、積層体２０において、図１７に示すように一方の端部のみにテーパ部１４を形成するには、たとえば工程（Ｓ５０）における回転刃３１間の間隔や重なり代などを調整して、細線化される積層体２０の一方端のみについて保護層７や超電導材料層５などが基板１側に押し込まれるような変形を加えることが好ましい。あるいは、細線化された積層体２０に対して一方の端部のみを塑性変形させるなどの追加の加工工程を行なうことにより、図１７に示すようなテーパ部１４を有する積層体２０を準備してもよい。
　＜実施の形態７＞
　図１８を参照して、本実施形態に係る超電導線材１０を説明する。図１８に示す超電導線材１０は、基本的には図１に示した超電導線材１０と同様の構造を備えるが、積層体２０の断面形状および安定化層９の断面形状が異なっている。具体的には、図１８に示した超電導線材１０の積層体２０は、その断面形状がほぼ矩形状となっている。そして、安定化層９の裏面（積層体２０の基板１側に位置する安定化層９の表面）においては、その幅方向の両端部に面取り部９ａが形成されている。この結果、安定化層９の裏面は外側に向けて突出した凸形状となっている。このような構造によっても、図１に示した超電導線材１０と同様の効果を得ることができる。
　また、図１８に示した超電導線材１０においては、安定化層９の裏面側の頂部２１と端部１２２との間の、基板１の厚み方向における距離Ｌ２が１μｍ以上１００μｍ以下となっている。なお、図１８に示した頂部２１は、安定化層９の裏面の幅方向における中央部である。当該頂部２１を含む安定化層９の裏面の中央領域は、ほぼ平坦な形状を有している。
　また、面取り部９ａにおける傾きは０．０１以上となっている。ここで、傾きとは、以下のように規定することができる。裏面において曲率が変化する変曲点である位置１２８と、裏面部分の端部１２２（超電導線材１０における側壁と面取り部９ａとの境界部であって曲率が変化する変曲点）とを図１８に示すように規定する。このとき、裏面において位置１２８より内側の領域の延在方向における、位置１２８と端部１２２との間の距離である幅Ｗ１を考える。この場合、位置２８と端部２２との間の領域である面取り部９ａの上記傾きはＬ２／Ｗ１と規定することができる。また、図１８の超電導線材１０の幅Ｗ２に対する面取り部９ａの幅（幅Ｗ１）の比率（Ｗ１／Ｗ２）は０．１％以上３０％以下である。
　次に、図１９を参照して、図１８に示した超電導線材１０の製造方法を説明する。
　まず、図２に示した工程（Ｓ１０）～工程（Ｓ６０）を実施し、図１９に示すように積層体２０の外周に安定化層９が形成された線材を準備する。このとき、積層体２０としては断面形状がほぼ矩形状の積層体２０を準備する。このような積層体２０は、たとえば工程（Ｓ５０）においてレーザ加工工法を用いる、あるいはスリッター３０において回転刃３１間のクリアランスや重なり代などを適宜調整することにより得ることができる。そして、図１９に示すような線材において、安定化層９の裏面（基板１の裏面側に位置する安定化層９の表面）の両端部について、突出した角部であるエッジ部４を除去するように面取り加工を行なう。この結果、面取り部９ａが形成され、図１８に示すような超電導線材１０を得ることができる。
　＜実施の形態８＞
　図２０は、本発明による超電導線材の実施の形態８の製造工程の途中段階を示す模式図である。図２０を参照して、基板１の上部表面上に中間層３および超電導材料層５が形成されている。超電導材料層５の表面は、外側に向けて突出した凸形状となっている。超電導材料層５の表面における頂部４１と端部４２との間の基板１の厚み方向に沿った方向での距離Ｌ３はたとえば１μｍ以上１００μｍ以下とすることができる。なお、図２０に示した超電導材料層５の表面は、幅方向のほぼ中央部に位置する頂部４１を含む中央領域がほぼ平坦な形状となっている。
　図２０に示すような構造は従来周知の任意の方法により得ることができる。たとえば、基板１の上部表面を外側に凸の曲面状となるように構成し、当該曲面状の表面上に中間層３および超電導材料層５を形成することにより、図２０に示すような構造を得ることができる。
　次に、図２１に示すように、図２０に示した構造の超電導材料層５上に保護層７を形成する。この結果、基板１、中間層３、超電導材料層５および保護層７を含む積層体２０を得ることができる。このとき、保護層７の上部表面は、超電導材料層５の上部表面の形状に沿うように外側に凸の曲面状となっている。
　次に、図２２に示すように、積層体２０の外周を覆うように安定化層９を形成する。この結果、安定化層９において超電導材料層５上に位置する部分の表面（上部表面）が外側に凸となった超電導線材１０を得ることができる。このような構造の超電導線材１０によっても、図１に示した超電導線材１０と同様の効果を得ることができる。
　＜実施の形態９＞
　図２３は、本発明による超電導線材の実施の形態９を構成する基板１を示している。基板１においては、上部表面が外側に凸の凸形状となっている。また、基板１の上部表面の頂部５１と端部５２との間の、基板１の厚み方向における距離Ｌ４はたとえば１μｍ以上１００μｍ以下となっている。
　図２３に示した基板１は、従来周知の任意の方法により形成することができる。たとえば、断面形状が矩形状の基板を準備し、当該基板の幅方向の端部を加工する（たとえば面取り加工する）ことにより、図２３に示すような基板１を得ることができる。
　図２３に示した基板１の上部表面上に、図２４に示すように中間層３、超電導材料層５および保護層７を形成する。これらの中間層３、超電導材料層５および保護層７の形成方法は、従来周知の任意の方法を用いることができる。
　次に、図２５に示すように、積層体２０の外周を覆うように安定化層９を形成する。この結果、安定化層９の上部表面は、積層体２０の上部表面（外側に凸状となっている曲面状の表面）の形状に沿うように外側に凸の曲面状となっている。このような構造の超電導線材１０によっても、図１に示した超電導線材１０と同様の効果を得ることができる。
　＜実施の形態１０＞
　図２６に示す基板１は、本発明による超電導線材の実施の形態１０を構成する基板である。当該基板１は、裏面側が外側に凸となっている凸状の曲面となっている。当該裏面における頂部５１と端部５２との間の、基板１の厚み方向における距離Ｌ５は、たとえば１μｍ以上１００μｍ以下となっている。図２６に示した基板１の上部表面（凸形状となった裏面と反対側に位置する表面）は、平坦な形状になっている。
　基板１の上部表面上に、図２７に示すように中間層３、超電導材料層５および保護層７を形成する。これらの中間層３、超電導材料層５および保護層７は従来周知の任意の方法により形成することができる。このようにして、積層体２０が得られる。
　次に、図２８に示すように、積層体２０の外周を覆うように安定化層９を形成する。この結果、安定化層９の裏面（基板１の裏面と対向する領域の安定化層９の表面）は、基板１の裏面の形状に沿ったように外側に凸の曲面状となっている。このような構造の超電導線材１０によっても図１８に示した超電導線材と同様の効果を得ることができる。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　この発明は、特に基板の表面上に超電導材料層が形成された超電導線材に有利に適用される。
１　基板、３　中間層、４，２４　エッジ部、５　超電導材料層、７　保護層、９　安定化層、９ａ　面取り部、１０　超電導線材、１４，２７　テーパ部、２０，２０ａ，２０ｂ　積層体、２１，４１，５１　頂部、２２，４２，５２，１２２　端部、２８，１２８　位置、２９　傾斜部、３０　スリッター、３１　回転刃、３２　スペーサ

Claims (12)

  1. 　主面を有する基板と、前記主面上に形成された超電導材料層とを含む積層体と、
    　少なくとも前記超電導材料層上に配置された被覆層とを備え、
    　前記被覆層において、前記超電導材料層上に位置する表面部分は凸形状になっている、超電導線材。
  2. 　前記基板の幅方向での断面において、前記表面部分の前記凸形状になっている領域の頂部と端部との間の、前記基板の厚み方向における距離は、１μｍ以上１００μｍ以下である、請求項１に記載の超電導線材。
  3. 　前記基板の幅方向での断面において、前記表面部分は、前記表面部分の端部に位置し傾きが０．０１以上となっている傾斜部を含み、
    　前記基板の幅方向での断面において、前記被覆層の最大幅に対する前記傾斜部の幅の比率は０．１％以上３０％以下である、請求項１または請求項２に記載の超電導線材。
  4. 　超電導線材であって、
    　主面を有する基板と、前記主面上に形成された超電導材料層とを含む積層体と、
    　少なくとも前記超電導材料層上に配置された被覆層とを備え、
    　前記超電導線材において、前記超電導材料層上に位置する表面部分と反対側に位置する裏面部分の形状は凸形状になっている、超電導線材。
  5. 　前記基板の幅方向での断面において、前記裏面部分の前記凸形状になっている領域の頂部と端部との間の、前記基板の厚み方向における距離は、１μｍ以上１００μｍ以下である、請求項４に記載の超電導線材。
  6. 　前記基板の幅方向での断面において、前記裏面部分は、前記裏面部分の端部に位置し傾きが０．０１以上となっている裏面傾斜部を含み、
    　前記基板の幅方向での断面における、前記被覆層の最大幅に対する前記裏面傾斜部の幅の比率は０．１％以上３０％以下である、請求項４または請求項５に記載の超電導線材。
  7. 　主面を有する基板と、
    　前記主面上に形成された超電導材料層とを備え、
    　前記超電導材料層の表面は凸形状になっている、超電導線材。
  8. 　前記基板の幅方向での断面において、前記超電導材料層の前記凸形状になっている領域の頂部と端部との間の、前記基板の厚み方向における距離は、１μｍ以上１００μｍ以下である、請求項７に記載の超電導線材。
  9. 　主面を有する基板と、
    　前記主面上に形成された超電導材料層とを備え、
    　前記基板の前記主面は凸形状になっている、超電導線材。
  10. 　前記基板の幅方向での断面において、前記主面の凸形状になっている領域の頂部と端部との間の、前記基板の厚み方向における距離は、１μｍ以上１００μｍ以下である、請求項９に記載の超電導線材。
  11. 　主面を有する基板と、
    　前記主面上に形成された超電導材料層とを備え、
    　前記基板の前記主面と反対側に位置する裏面は凸形状になっている、超電導線材。
  12. 　前記基板の幅方向での断面において、前記裏面の凸形状になっている領域の頂部と端部との間の、前記基板の厚み方向における距離は、１μｍ以上１００μｍ以下である、請求項１１に記載の超電導線材。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6766947B2 (ja) * 2017-03-07 2020-10-14 住友電気工業株式会社 超電導線材、超電導コイルおよび超電導ケーブル導体

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013129568A1 (ja) * 2012-02-29 2013-09-06 株式会社フジクラ 超電導線材および超電導コイル
WO2013157286A1 (ja) * 2012-04-16 2013-10-24 古河電気工業株式会社 超電導成膜用基材及び超電導線並びに超電導線の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013129568A1 (ja) * 2012-02-29 2013-09-06 株式会社フジクラ 超電導線材および超電導コイル
WO2013157286A1 (ja) * 2012-04-16 2013-10-24 古河電気工業株式会社 超電導成膜用基材及び超電導線並びに超電導線の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113232516A (zh) * 2021-06-29 2021-08-10 福建师范大学 一种高导向性能的高温超导带材堆叠磁浮系统

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Publication number Publication date
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