WO2017038826A1 - 酸化物超電導線材の接続構造体およびその製造方法 - Google Patents

酸化物超電導線材の接続構造体およびその製造方法 Download PDF

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WO2017038826A1
WO2017038826A1 PCT/JP2016/075348 JP2016075348W WO2017038826A1 WO 2017038826 A1 WO2017038826 A1 WO 2017038826A1 JP 2016075348 W JP2016075348 W JP 2016075348W WO 2017038826 A1 WO2017038826 A1 WO 2017038826A1
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superconducting wire
layer
pair
wires
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PCT/JP2016/075348
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佐藤　大樹
Original Assignee
株式会社フジクラ
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • H01R4/68—Connections to or between superconductive connectors
    • 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
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
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    • H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
    • H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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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

  • the present invention relates to an oxide superconducting wire connection structure and a method for manufacturing the same.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2015-174663 for which it applied to Japan on September 4, 2015, and uses the content here.
  • Y-based superconducting wires for example, REBa 2 Cu 3 O 7- ⁇ (RE123, rare earth elements such as RE: Y) are used
  • Bi-based superconducting wires for example, Bi 2 Sr 2 CaCu 2 O 8 + ⁇ (Bi2212), Bi
  • oxide superconducting wires high-temperature superconducting wires
  • a Y-based superconducting wire has an intermediate layer, a superconducting layer, and a stabilization layer formed of Cu or the like sequentially formed on a tape-like substrate.
  • the stabilization layer functions as a current path when transitioning from superconductivity to normal conductivity due to some factor.
  • the Y-based superconducting wire is given a tensile strength in the longitudinal direction by using a base material formed of a material having high strength such as a Ni alloy.
  • connection structure 200 is connected to a pair of superconducting wires 101 and 102 via a superconducting wire 103.
  • a tensile force in the length direction of the superconducting wires 101 and 102 is applied to the connection structure 200, the direction of the tensile force does not coincide with the direction of the line (broken line) passing through the center of gravity in the thickness direction of the wire at the connecting portion.
  • the connecting portion has high bending rigidity because the wires overlap. Therefore, as shown in FIG. 13B, if the tensile force is large, the wire rod may be bent greatly in the vicinity of the end of the connection portion.
  • FIG. 14A is a cross-sectional view showing a specific example of the connection structure 200.
  • the superconducting wires 101 to 103 include tape-like base materials 10, 20, and 30, intermediate layers 11, 21, 31, oxide superconducting layers 12, 22, and 32, and stabilization layers 13, 23, and 33, respectively. It has. Superconducting wires 101 and 102 and superconducting wire 103 are joined via solder layer 34.
  • FIG. 14B is an enlarged view of a connection portion (a portion surrounded by an ellipse in FIG. 14A) between the superconducting wire 101 and the superconducting wire 103, and is generated at the connection portion when a tensile load is applied to the connection structure 200. Stress.
  • FIG. 14A is an enlarged view of a connection portion (a portion surrounded by an ellipse in FIG. 14A) between the superconducting wire 101 and the superconducting wire 103, and is generated at the connection portion when a tensile load is applied to the connection structure 200.
  • the magnitude of the stress is represented by shading, and the higher the stress, the darker the color.
  • stress is concentrated on the superconducting wire 101 in the vicinity of the end of the connecting portion of the superconducting wires 101 and 103, and bending occurs.
  • the connection structure 200 since bending occurs with stress concentration at the end of the connection portion, the connection structure 200 has a measurement result that superconducting characteristics are lowered when a load of 70% or less of the strength of the wire itself is applied. Has been obtained.
  • the tensile strength dependency of the superconducting characteristics also changes depending on the fine structure such as the distribution amount of solder (solder layer 34) in the connection portion.
  • connection structure 200 it is difficult for the connection structure 200 to obtain stable superconducting characteristics.
  • the connection structure 200 when a superconducting coil is manufactured using the connection structure 200, the superconducting characteristics are likely to deteriorate due to the tensile load applied to the connection structure 200, which tends to be unstable.
  • An object of the present invention is to provide an oxide superconducting wire connecting structure that can prevent destabilization of superconducting characteristics caused by a tensile load, and a method for manufacturing the same.
  • Each of the oxide superconducting wire connecting structures according to the first aspect of the present invention has a first oxide superconducting layer and a first stabilizing layer sequentially laminated on a tape-like first base material, A pair of oxide superconducting wires arranged so that the surfaces face each other, a second oxide superconducting layer and a second stabilizing layer sequentially laminated on a tape-like second base material, and the pair of oxides A first surface connecting superconducting wire that relays and connects the object superconducting wire, and a second surface relay connecting body that relays and connects the pair of oxide superconducting wires, wherein the first surface connecting superconducting wire includes the first
  • the second stabilization relay member is joined to the pair of oxide superconducting wires so that the two stabilization layers are opposed to the first stabilization layer of the pair of oxide superconducting wires, The pair of oxide superconducting wires so as to face the first base material of the superconducting wires The tensile strength at the joint between the
  • the first surface connecting superconducting wire and the second surface relay connection body are provided on one surface and the other surface of the pair of oxide superconducting wires, respectively. For this reason, the structural bias in the thickness direction of the pair of oxide superconducting wires is reduced. Therefore, even when a tensile load is applied, the stress concentration and the bending of the wire are small, and the deterioration of the superconducting characteristics can be prevented.
  • the tensile strength in the junction part of a 2nd surface relay connection body is set higher than the tensile strength in the junction part of the superconducting wire for 1st surface connection. For this reason, even if a tensile load is applied to the connection structure in a coiled state, the connection portion is not damaged, and the deterioration of the superconducting characteristics can be prevented.
  • the second surface relay connection body is formed longer than the first surface connection superconducting wire in the length direction of the pair of oxide superconducting wires, and the length of the pair of oxide superconducting wires. In the direction, both ends of the joining region of the second surface relay connection body to the pair of oxide superconducting wires are more than both ends of the joining region of the first surface connecting superconducting wire to the pair of oxide superconducting wires. It may be located outside. According to this structure, the junction area of the 2nd surface relay connection body with respect to an oxide superconducting wire becomes large.
  • the tensile strength in the junction part of a 2nd surface relay connection body can be reliably made higher than the tensile strength in the junction part of the superconducting wire for 1st surface connection. Therefore, the effect of preventing the above-described deterioration in superconducting characteristics can be obtained with certainty.
  • the second surface relay connection body may be an oxide superconducting wire having a third oxide superconducting layer and a third stabilizing layer sequentially laminated on a tape-like third base material. Good.
  • the oxide superconducting wire having the same configuration as the oxide superconducting wire and the first surface connecting superconducting wire can be used as the second surface relay connection body. For this reason, the kind of component parts can be reduced and manufacture becomes easy.
  • the second surface relay connection body may be a metal layer having a single layer structure. According to this configuration, it is possible to use a high-strength, high-rigidity and thin second surface relay connection body. Accordingly, the connection structure can be thinned while ensuring the connection strength.
  • the tip surfaces of the pair of oxide superconducting wires may be arranged to face each other with a gap. According to this configuration, strain can be absorbed by the gap when the connection structure is bent. Therefore, an excessive force does not act on the connection portion, and breakage can be avoided.
  • the manufacturing method of the connection structure of the oxide superconducting wire according to the second aspect of the present invention includes a pair of oxidations having a first oxide superconducting layer and a first stabilizing layer sequentially laminated on a tape-like first substrate.
  • the pair of oxide superconducting wires are arranged with their end faces facing each other, the first surface connecting superconducting wire is disposed, the second stabilization layer is disposed on the first stabilization of the pair of oxide superconducting wires.
  • the pair of oxide superconducting wires are bonded to the pair of oxide superconducting wires so as to face each other, and the second surface relay connection body is connected to the first base material of the pair of oxide superconducting wires. Bonded to a superconducting wire, the first surface connecting superconducting wire and the second surface relay connection body Is bonded to the pair of oxide superconducting wires, the tensile strength at the joint between the second surface relay connection body and the pair of oxide superconducting wires is set to the first surface connecting superconducting wire and the pair of oxide superconducting wires. Higher than the tensile strength at the joint with the oxide superconducting wire. According to this method, it is possible to easily manufacture an oxide superconducting wire connecting structure that can prevent deterioration of superconducting characteristics even when a tensile load is applied.
  • connection structure of the oxide superconducting wire which concerns on 1st Embodiment of this invention along a length direction typically. It is a perspective view which shows typically the front-end
  • connection structure It is a figure which shows an example of a connection structure. It is explanatory drawing which shows the change of the form of a connection structure when a tensile force is applied to the connection structure of FIG. 13A. It is sectional drawing which shows an example of a connection structure typically. It is a figure which shows the stress in a connection part when a tensile load is applied to the connection structure of FIG. 14A.
  • connection structure of the oxide superconducting wire according to the embodiment of the present invention will be described.
  • drawings used in the following description in order to make the features easy to understand, there are cases where the portions that become the features are enlarged for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are not always the same as the actual ones. Absent.
  • an XYZ coordinate system is described in which the width direction of the wire is the X direction, the longitudinal direction is the Y direction, and the thickness direction is the Z direction.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing a front end portion of the oxide superconducting wire 1 used for the connection structure of the oxide superconducting wire according to the first embodiment of the present invention.
  • the oxide superconducting wire 1 includes a tape-shaped substrate (first substrate) 10, an intermediate layer (first intermediate layer) 11, an oxide superconducting layer (first oxide superconducting layer) 12, and a stabilization layer (first (Stabilization layer) 13 (metal layer) is laminated in order.
  • the base material 10 is formed of a nickel alloy represented by Hastelloy (trade name, manufactured by Haynes, USA); stainless steel; an oriented Ni—W alloy in which a texture is introduced into the nickel alloy.
  • the thickness of the substrate 10 may be in the range of 10 to 500 ⁇ m, for example.
  • the intermediate layer 11 is formed on the base material 10.
  • the intermediate layer 11 can have a structure in which a diffusion prevention layer, a bed layer, an alignment layer, and a cap layer are laminated in order from the substrate side.
  • One or both of the diffusion prevention layer and the bed layer may be omitted.
  • the diffusion prevention layer is made of Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , GZO (Gd 2 Zr 2 O 7 ), etc., and is formed to a thickness of 10 to 400 nm, for example.
  • the bed layer is a layer for reducing the interfacial reactivity and obtaining the orientation of the film formed thereon.
  • the bed layer is made of Y 2 O 3 , Er 2 O 3 , CeO 2 , Dy 2 O 3 , Er 2 O 3 , Eu 2 O 3 , Ho 2 O 3 , La 2 O 3, etc., and the thickness is, for example, 10 It may be ⁇ 100 nm.
  • the orientation layer is formed from a biaxially oriented material in order to control the crystal orientation of the cap layer thereon.
  • the alignment layer As the material of the alignment layer, Gd 2 Zr 2 O 7 , MgO, ZrO 2 —Y 2 O 3 (YSZ), SrTiO 3 , CeO 2 , Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Zr 2 Examples thereof include metal oxides such as O 3 , Ho 2 O 3 , and Nd 2 O 3 .
  • the alignment layer is preferably formed by an IBAD (Ion-Beam-Assisted Deposition) method.
  • the cap layer is formed of a material that can be formed on the surface of the above-described alignment layer so that crystal grains can self-align in the in-plane direction.
  • the cap layer is formed from CeO 2, Y 2 O 3, Al 2 O 3, Gd 2 O 3, ZrO 2, YSZ, Ho 2 O 3, Nd 2 O 3, LaMnO 3 , etc..
  • the film thickness of the cap layer can be formed in the range of 50 to 5000 nm.
  • the oxide superconducting layer 12 may be a known oxide superconductor. Specifically, as the oxide superconducting layer 12, REBa 2 Cu 3 O 7-X (RE is a rare earth element Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd , Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu are represented. Specific examples of the oxide superconducting layer 12 include Y123 (YBa 2 Cu 3 O 7-X ) and Gd123 (GdBa 2 Cu 3 O 7-X ).
  • the stabilization layer 13 is formed on the upper surface 12 a of the oxide superconducting layer 12.
  • the stabilization layer 13 include a structure in which a second layer of Cu or Cu alloy (Cu—Zn alloy, Cu—Ni alloy, etc.) is laminated on the first layer of Ag or Ag alloy.
  • the first layer of Ag or Ag alloy is formed by sputtering, for example.
  • the second layer of Cu or Cu alloy is formed by, for example, plating or a tape material.
  • the stabilization layer 13 functions as a current path when transitioning from superconducting to normal conducting for some reason.
  • the stabilization layer 13 is formed to have a thickness of 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, for example.
  • connection structure 100 that is a connection structure for oxide superconducting wires according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the connection structure 100 is a structure in which a first oxide superconducting wire 1 and a second oxide superconducting wire 2 are connected.
  • the connection structure 100 includes the first and second oxide superconducting wires 1 and 2, the first surface connecting superconducting wire 3, and the second surface connecting superconducting wire 4 (second surface relay connecting body). And have.
  • the second oxide superconducting wire 2 includes a base material (first base material) 20, an intermediate layer (first intermediate layer) 21, an oxide superconducting layer (first oxide superconducting layer) 22, and a stabilization layer (first (Stabilization layer) 23 is laminated in order.
  • the base material 20, the intermediate layer 21, the oxide superconducting layer 22, and the stabilization layer 23 have the same configurations as the base material 10, intermediate layer 11, oxide superconducting layer 12, and stabilization layer 13 of the oxide superconducting wire 1, respectively. Therefore, the description thereof is omitted.
  • the surfaces 13a and 23a of the stabilization layers 13 and 23 of the oxide superconducting wires 1 and 2 are the first surfaces of the oxide superconducting wires 1 and 2, and the surfaces 10a and 20a of the base materials 10 and 20 are oxide superconducting. It is the 2nd surface of the wires 1 and 2.
  • FIG. The second surface is a surface opposite to the first surface.
  • the first and second oxide superconducting wires 1 and 2 are arranged with the end faces 1a and 2a facing each other.
  • a gap 5 is secured between the front end surface 1a and the front end surface 2a.
  • the first surface connecting superconducting wire 3 includes a base material (second base material) 30, an intermediate layer 31, an oxide superconducting layer (second oxide superconducting layer) 32, and a stabilizing layer (second stabilizing layer) 33 in this order. It has a laminated structure.
  • the base material 30, the intermediate layer 31, the oxide superconducting layer 32, and the stabilization layer 33 have the same configuration as the base material 10, the intermediate layer 11, the oxide superconducting layer 12, and the stabilization layer 13 of the oxide superconducting wire 1, respectively. Therefore, the description thereof is omitted.
  • the superconducting wire 3 for connecting the first surface is joined to the oxide superconducting wires 1 and 2 with the stabilizing layer 33 facing the stabilizing layers 13 and 23 of the first and second oxide superconducting wires 1 and 2, respectively. Has been.
  • the oxide superconducting wires 1 and 2 are connected to each other on the first surface (surfaces 13a and 23a) via the first surface connecting superconducting wire 3.
  • the stabilization layer 33 of the portion (one end portion 35) including the one end 3a of the first surface connecting superconducting wire 3 is the surface 13a of the stabilization layer 13 of the portion (tip portion 15) including the tip 1b of the oxide superconducting wire 1. And is bonded to the stabilization layer 13 via the solder layer 34.
  • the stabilization layer 33 of the portion including the other end 3b of the first surface connecting superconducting wire 3 (the other end portion 36) is the portion of the stabilization layer 23 including the tip 2b of the oxide superconducting wire 2 (the tip portion 25). It is superimposed on the surface 23 a and joined to the stabilization layer 23 via the solder layer 34.
  • a portion where the one end portion 35 of the first surface connecting superconducting wire 3 and the tip portion 15 of the oxide superconducting wire 1 are joined is referred to as a joining portion 51A, and the region is referred to as a first joining region 51.
  • a portion where the other end portion 36 of the first surface connecting superconducting wire 3 and the tip portion 25 of the oxide superconducting wire 2 are joined is referred to as a joining portion 52A, and the region is referred to as a second joining region 52.
  • the first surface connecting superconducting wire 3 is preferably joined over the entire width of the oxide superconducting wires 1 and 2.
  • the solder layer 34 may be provided over the entire surface 33 a of the stabilization layer 33, or may be provided only in the bonding regions 51 and 52.
  • the first surface connecting superconducting wire 3 has the one end 35 and the other end 36 joined to the oxide superconducting wires 1 and 2, respectively, thereby connecting the oxide superconducting wires 1 and 2 in a relay connection.
  • the second surface connecting superconducting wire 4 has a structure in which an intermediate layer 41, an oxide superconducting layer 42, and a stabilizing layer 43 are laminated on a base material 40 in this order.
  • the base material 40, the intermediate layer 41, the oxide superconducting layer 42, and the stabilization layer 43 have the same configurations as the base material 10, the intermediate layer 11, the oxide superconducting layer 12, and the stabilization layer 13 of the oxide superconducting wire 1, respectively. Therefore, the description thereof is omitted.
  • the superconducting wire 4 for connecting the second surface is joined to the oxide superconducting wires 1 and 2 with the stabilization layer 43 facing the base materials 10 and 20 of the first and second oxide superconducting wires 1 and 2, respectively.
  • the first and second oxide superconducting wires 1 and 2 are connected via the second surface connecting superconducting wire 4 on the surface (second surface) opposite to the first surface connecting superconducting wire 3.
  • the second surface connecting superconducting wire 4 has a structure equivalent to that of the first oxide superconducting wire 1, and is a structure in which an intermediate layer 41, an oxide superconducting layer 42, and a stabilizing layer 43 are laminated on a base material 40 in this order.
  • the second surface connecting superconducting wire 4 is formed on the oxide superconducting wires 1 and 2 with the stabilization layer 43 facing the base materials 10 and 20 of the first and second oxide superconducting wires 1 and 2, respectively. It is joined.
  • the oxide superconducting wires 1 and 2 are connected via the second surface connecting superconducting wire 4 on the second surface (surfaces 10a and 20a).
  • the stabilization layer 43 of the portion (one end portion 45) including the one end 4a of the second surface connecting superconducting wire 4 is formed on the surface 10a of the base material 10 of the portion (tip portion 15) including the tip 1b of the oxide superconducting wire 1. They are superposed and joined to the substrate 10 via the solder layer 44.
  • the stabilization layer 43 of the portion including the other end 4b of the second surface connecting superconducting wire 4 (the other end portion 46) is the surface of the base material 20 of the portion including the tip 2b of the oxide superconducting wire 2 (tip portion 25). 20a and is joined to the substrate 20 via the solder layer 44.
  • a portion where the one end 45 of the second surface connecting superconducting wire 4 and the tip 15 of the oxide superconducting wire 1 are joined is referred to as a joint 53A, and the region is referred to as a third joint region 53.
  • a portion where the other end 46 of the second surface connecting superconducting wire 4 and the tip 25 of the oxide superconducting wire 2 are joined is referred to as a joining portion 54A, and the region is referred to as a fourth joining region 54.
  • the solder layer 44 may be provided over the entire surface 43a of the stabilization layer 43, or may be provided only in the bonding regions 53 and 54 of the surface 43a.
  • oxide superconducting wires 1 and 2 By forming a metal layer made of Ag, Cu or the like on the surface regions of oxide superconducting wires 1 and 2 corresponding to the bonding regions 53 and 54 (part of the surfaces 10a and 20a of the base materials 10 and 20).
  • the oxide superconducting wires 1 and 2 and the second surface connecting superconducting wire 4 can be firmly bonded via the solder layer 44.
  • second surface connecting superconducting wire 4 is joined over the entire width of oxide superconducting wires 1 and 2.
  • the second surface connecting superconducting wire 4 has the one end 45 and the other end 46 joined to the oxide superconducting wires 1 and 2, respectively, thereby connecting the oxide superconducting wires 1 and 2 in a relay connection.
  • the tensile strength at the joints 53A and 54A between the second surface connecting superconducting wire 4 and the oxide superconducting wires 1 and 2 is equal to the joint 51A between the first surface connecting superconducting wire 3 and the oxide superconducting wires 1 and 2. It is formed to be higher than the tensile strength at 52A.
  • the tensile strength at the junction here is the tensile strength in the length direction (Y direction) of the first and second oxide superconducting wires 1 and 2 (for example, according to JIS Z2241).
  • a first connecting structure in which the oxide superconducting wires 1 and 2 are connected via the first surface connecting superconducting wire 3 (a structure in which the second surface connecting superconducting wire 4 is omitted from the connecting structure 100 in FIG.
  • the second connecting structure in which the oxide superconducting wires 1 and 2 are connected via the second surface connecting superconducting wire 4 (the structure in which the first surface connecting superconducting wire 3 is omitted from the connecting structure 100 in FIG. 1). And prepare.
  • the first connection structure and the second connection structure are subjected to a tensile test.
  • Tensile strength (the sum of the tensile strength of the joining region 51 and the tensile strength of the joining region 52) in the joining portions 51A and 52A of the joining regions 51 and 52 of the first connecting structure and the joining region 53 of the second connecting structure.
  • 54 at the joints 53A, 54A total of the tensile strength of the joint region 53 and the tensile strength of the joint region 54) is measured, and the tensile strengths are compared.
  • the second surface connecting superconducting wire 4 is preferably formed longer than the first surface connecting superconducting wire 3 in the length direction (Y direction) of the oxide superconducting wires 1 and 2.
  • the joining regions 53 and 54 of the second surface connecting superconducting wire 4 include joining regions 51 and 52 of the first surface connecting superconducting wire 3 in the length direction (Y direction) of the oxide superconducting wires 1 and 2. Is preferred.
  • the third bonding region 53 is longer than the first bonding region 51 (that is, the dimension in the Y direction is large), and the third bonding region 53 includes the first bonding region 51 in the length direction (Y direction). Yes.
  • the fourth bonding region 54 is longer than the second bonding region 52 (that is, the dimension in the Y direction is large), and the fourth bonding region 54 includes the second bonding region 52 in the length direction (Y direction). Therefore, the one end 4a of the second surface connecting superconducting wire 4 is positioned outside the length direction (Y direction) (the connection of the oxide superconducting wires 1 and 2) as compared with the one end 3a of the first surface connecting superconducting wire 3. (Position away from the center line C1). Further, the other end 4 b of the second surface connecting superconducting wire 4 is arranged at a position outside the length direction (Y direction) as compared to the other end 3 b of the first surface connecting superconducting wire 3.
  • connection center line C1 passes through the center in the length direction (Y direction) of the gap between the tip surfaces 1a and 2a of the oxide superconducting wires 1 and 2 and is orthogonal to the oxide superconducting wires 1 and 2. .
  • the first surface connecting superconducting wire 3 and the second surface connecting superconducting wire 4 may have the same mechanical characteristics.
  • the oxide superconducting wires 1 and 2 may have the same tensile strength in the length direction (for example, tensile strength according to JIS Z2241).
  • connection structure 100 As shown in FIG. 3, the following method can be used to manufacture the connection structure 100. (First step) The oxide superconducting wires 1 and 2, the first surface connecting superconducting wire 3, and the second surface connecting superconducting wire 4 are prepared.
  • the oxide superconducting wires 1 and 2 are arranged with the end faces 1a and 2a facing each other.
  • Solder layers 34 and 44 are formed on the surface 33 a of the stabilization layer 33 of the first surface connection superconducting wire 3 and the surface 43 a of the stabilization layer 43 of the second surface connection superconducting wire 4.
  • a preliminary solder layer 34a is formed in the surface region of oxide superconducting wires 1 and 2 (part of surfaces 13a and 23a of stabilization layers 13 and 23) corresponding to bonding regions 51 and 52 (see FIG. 1). Is preferred. Ag, Cu, etc. are adhered to the surface regions of oxide superconducting wires 1 and 2 (part of surfaces 10a and 20a of base materials 10 and 20) corresponding to bonding regions 53 and 54 (see FIG. 1) by vapor deposition or the like. Then, it is preferable to form the preliminary solder layer 44a.
  • the superconducting wire 3 for connecting the first surface is superposed on the first surface (the surfaces 13a and 23a of the stabilizing layers 13 and 23) so as to straddle the oxide superconducting wires 1 and 2, and the stabilizing layer 13, 23.
  • the oxide superconducting wires 1 and 2 are connected by the first surface connecting superconducting wire 3.
  • the superconducting wire 4 for connecting the second surface is superposed on the second surface (the surfaces 10a and 20a of the base materials 10 and 20) so as to straddle the oxide superconducting wires 1 and 2, and the base material 10 and 20 is formed by the solder layer 44. Join.
  • connection structure 100 shown in FIG. 1 is obtained.
  • connection structure 100 first surface connecting superconducting wire 3 is provided on one surface of oxide superconducting wires 1, 2, and second surface connecting superconducting wire 4 is disposed on the other surface of oxide superconducting wires 1, 2. Is provided. Therefore, the structural deviation in the thickness direction of the oxide superconducting wires 1 and 2 is reduced.
  • FIG. 4A is a diagram illustrating the position of the center of gravity of the connection structure 100 in the thickness direction. As shown in FIG. 4A, in the connection structure 100, the position of the center of gravity of the connection portion (broken line) is closer to the center in the thickness direction than the connection structure 200 (see FIGS. 13 and 14) shown in FIG. 4B. Therefore, in the connection structure 100, even when a tensile load is applied, the stress concentration and the bending of the wire are small, and deterioration of the superconducting characteristics can be prevented.
  • the tensile strength at the joints 53A and 54A of the second surface connecting superconducting wire 4 is set higher than the tensile strength at the joints 51A and 52A of the first surface connecting superconducting wire 3. ing.
  • the first surface of the oxide superconducting wires 1 and 2 (the surface on which the first surface connecting superconducting wire 3 is provided is usually provided. ) Is wound on the inner peripheral surface of the connection structure 100 in a coil shape. Therefore, there is a possibility that a greater tensile force acts on the second surface, which is the outer peripheral surface of the connection structure 100, as compared with the inner peripheral surface.
  • connection structure 100 the tensile strength at the joint portions 53A and 54A of the second surface connecting superconducting wire 4 is set high. Therefore, even if a tensile load is applied to the connection structure 100 in a coiled state, the connection portion is not damaged, and the superconducting characteristics can be prevented from deteriorating.
  • the tensile strength at the junction of the second surface connection superconducting wire is the same as or lower than the tensile strength at the junction of the first surface connection superconducting wire, the coiled connection structure When a tensile load is applied, a large force is applied to the joint portion of the second surface connecting superconducting wire on the outer peripheral surface side, so that breakage easily occurs.
  • connection structure 100 since there is a gap 5 between the tip surface 1a and the tip surface 2a, strain can be absorbed by the gap 5 when the connection structure 100 is bent. Therefore, an excessive force does not act on the connection portion, and breakage can be avoided.
  • the 2nd surface connection superconducting wire 4 is used as a 2nd surface relay connection body.
  • the second surface connecting superconducting wire 4 an oxide superconducting wire having the same structure as the oxide superconducting wires 1 and 2 and the first surface connecting superconducting wire 3 can be used. For this reason, the kind of component parts can be reduced and manufacture becomes easy.
  • connection structure 100 can be easily manufactured in which stress concentration and bending of the wire are small even when a tensile load is applied, and deterioration of superconducting characteristics can be prevented.
  • connection structure 100 shown in FIG. 1 the gap 5 is secured between the tip surface 1 a and the tip surface 2 a of the oxide superconducting wires 1 and 2, but the gap 5 may not be present.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a connection structure 100B that is a second modification of the connection structure 100.
  • the distal end surface 1a and the distal end surface 2a are abutted, and there is no gap between the distal end surface 1a and the distal end surface 2a.
  • connection structure 100B includes oxide superconducting wires 1 and 2 and first surface connecting superconducting wire 3, and oxide superconducting wires 1 and 2 and second surface connecting superconductivity.
  • the contact area with the wire 4 is increased. Therefore, it is advantageous in terms of ensuring connection reliability.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a connection structure 100 ⁇ / b> C that is a third modification of the connection structure 100.
  • the connection structure 100C includes stabilization layers 14 and 24 provided on the surfaces 10a and 20a of the base materials 10 and 20 of the oxide superconducting wires 1 and 2, respectively.
  • the stabilization layers 14 and 24 are made of, for example, Cu or Cu alloy (Cu—Zn alloy, Cu—Ni alloy, etc.).
  • Stabilization layers 37 and 47 can also be provided on the surfaces 30a and 40a of the base materials 30 and 40 of the first surface connecting superconducting wire 3 and the second surface connecting superconducting wire 4, respectively.
  • the stabilization layers 37 and 47 can employ the same configuration as the stabilization layers 14 and 24.
  • oxide superconducting wires 1 and 2 are provided with stabilization layers 14 and 24, respectively. For this reason, the electrical conductivity between the oxide superconducting wires 1 and 2 and the second surface connecting superconducting wire 4 can be increased.
  • the second surface relay connection body 6 can be made thinner than the first surface connection superconducting wire 3.
  • the thickness of the second surface relay connection body 6 is set to By appropriately selecting within a range that is thicker than the material 30 and thinner than the first surface connecting superconducting wire 3, the second surface relay connection body 6 can be made without reducing the strength compared to the first surface connecting superconducting wire 3. Can be thinned.
  • the tensile strength at the joints 53A and 54A between the second surface relay connection body 6 and the oxide superconducting wires 1 and 2 is such that the joints 51A and 52A between the first surface connecting superconducting wire 3 and the oxide superconducting wires 1 and 2 are as follows. Is set higher than the tensile strength at.
  • the joining regions 53 and 54 of the second surface relay connection body 6 to the oxide superconducting wires 1 and 2 are joined to the first surface connecting superconducting wire 3 in the length direction (Y direction) of the oxide superconducting wires 1 and 2.
  • regions 51 and 52 are included. Note that the joining regions 51 and 52 and the joining regions 53 and 54 may have the same range in the length direction.
  • the oxide superconducting wire may employ a structure in which the outer peripheral stabilization layer 7 is provided on the outer peripheral surface in addition to the stabilization layer 13.
  • the stabilization layer 13 may be only the first layer of Ag or an Ag alloy.
  • the outer periphery stabilizing layer 7 shown in FIG. 10 is provided so as to cover almost the entire periphery of the oxide superconducting wire 1 in a C-shaped cross section.
  • the outer periphery stabilizing layer 7 can be composed of, for example, a metal tape formed of Cu or a Cu alloy (Cu—Zn alloy, Cu—Ni alloy, etc.).
  • the metal tape is joined to the outer peripheral surface of the oxide superconducting wire 1 by soldering.
  • a solder layer 8 is formed by embedding molten solder in a portion not covered with the metal tape (that is, between the side edges of the metal tape).
  • the outer periphery stabilization layer 7 can be formed by wrapping a metal tape from the stabilization layer 13 side (oxide superconducting layer 12 side) so as to form a C-shaped cross section and bending it. In addition, you may comprise an outer periphery stabilization layer by plating.
  • Example preparation An intermediate layer was formed on the surface of a tape-shaped substrate having a width of 12 mm, a thickness of 0.075 mm, and a length of 5000 mm formed from Hastelloy C-276 (trade name of Haynes, USA).
  • the intermediate layer includes an Al 2 O 3 layer (diffusion prevention layer; thickness 100 nm) formed by ion beam sputtering, a Y 2 O 3 layer (bed layer; thickness 30 nm) formed by ion beam sputtering, ions, MgO layer (biaxially oriented layer; thickness 5 to 10 nm) formed by beam-assisted deposition method (IBAD method), and CeO 2 layer (cap layer; thickness 500 nm) formed by pulse laser deposition method (PLD method) Formed from.
  • a GdBa 2 Cu 3 O 7-x layer oxide superconducting layer; thickness: 2.0 ⁇ m
  • a stabilization layer having an Ag layer (first layer; thickness 2 ⁇ m) by DC sputtering and a Cu layer (second layer; thickness 20 ⁇ m) by a tape material is formed on the surface of the oxide superconducting layer.
  • a sample was obtained.
  • oxygen annealing treatment was performed at 500 ° C. for 10 hours after the Ag layer was formed, and then a Cu layer was formed.
  • Example 1 The connection structure 100 shown in FIG. 1 was produced as follows. As shown in FIG. 1, the oxide superconducting wires 1 and 2 are disposed with the end faces 1 a and 2 a facing each other.
  • the first surface connecting superconducting wire 3 is superposed on the first surface (the surfaces 13a, 23a of the stabilizing layers 13, 23) so as to straddle the oxide superconducting wires 1, 2, and the stabilizing layer 13, 23.
  • the second surface connecting superconducting wire 4 is superposed on the second surface (surfaces 10a and 20a of the base materials 10 and 20) so as to straddle the oxide superconducting wires 1 and 2, and the solder layer 44 is applied to the base materials 10 and 20. It was made to join.
  • a connection structure 200 shown in FIG. 14A was produced as follows.
  • the oxide superconducting wires 101 and 102 were arranged with their end faces facing each other.
  • the first surface connecting superconducting wire 103 was laminated on the first surface of the oxide superconducting wires 101 and 102 (the surfaces of the stabilizing layers 13 and 23) and joined to the stabilizing layers 13 and 23 by the solder layer 34.
  • the oxide superconducting wires 101 and 102 and the first surface connecting superconducting wire 103 the oxide superconducting wires obtained from the above-mentioned samples were used.
  • a connection structure 200 shown in FIG. 14A was obtained.
  • a tensile force in the length direction (Y direction) was applied to the connection structure 200, and the tensile strength was measured. The results are shown in FIG.
  • Example 1 in which the second surface connecting superconducting wire 4 is provided on the second surface of the oxide superconducting wires 1 and 2, Comparative Example 1 in which the second surface connecting superconducting wire 4 is not used. High tensile strength was obtained. The tensile strength in Example 1 was almost equivalent to that of the oxide superconducting wire having no connection structure (Comparative Example 2).
  • Example 2 A connection structure 100 shown in FIG. 1 was produced.
  • Table 1 shows the length of the first surface connecting superconducting wire 3 (length in the Y direction) and the length of the second surface connecting superconducting wire 4 (length in the Y direction).
  • the oxide superconducting wires 1 and 2 the first surface connecting superconducting wire 3, and the second surface connecting superconducting wire 4, the oxide superconducting wires obtained from the above-mentioned samples were used.
  • the Ic deterioration strain of the connection structure 100 was measured. The results are shown in Table 1 and FIG.
  • connection structure was produced in the same manner as in Example 2 except that the length (the length in the Y direction) of the second surface connecting superconducting wire 4 was as shown in Table 1. The Ic deterioration strain of this connection structure was measured. The results are shown in Table 1 and FIG.
  • the second surface connecting superconducting wire 4 is shorter than the first surface connecting superconducting wire 3 than the first surface connecting superconducting wire 3.
  • excellent results were obtained with respect to the Ic deterioration strain.
  • the oxide superconducting wire is not limited to the RE-123 type superconducting wire, but may be a Bi type superconducting wire.
  • connection structure 100 oxide superconducting wires 1 and 2, first surface connecting superconducting wire 3 and second surface connecting superconducting wire 4 have intermediate layers 11, 21, 31, and 41. Is not a required configuration. Therefore, the oxide superconducting wire may have a configuration in which an oxide superconducting layer and a stabilizing layer are sequentially laminated on a base material.
  • the bonding regions 53 and 54 preferably include the bonding regions 51 and 52 in a plan view.

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Abstract

酸化物超電導線材の接続構造体は、それぞれ、テープ状の第一基材に順次積層された第一酸化物超電導層と第一安定化層とを有し、先端面同士が対向するように配置された一対の酸化物超電導線材と、テープ状の第二基材に順次積層された第二酸化物超電導層と第二安定化層とを有し、前記一対の酸化物超電導線材を中継接続する第１面接続用超電導線材と、前記一対の酸化物超電導線材を中継接続する第２面中継接続体と、を備え、前記第１面接続用超電導線材は、前記第二安定化層が前記一対の酸化物超電導線材の前記第一安定化層に対向するように、前記一対の酸化物超電導線材に接合され、前記第２面中継接続体は、前記一対の酸化物超電導線材の前記第一基材に対向するように前記一対の酸化物超電導線材に接合され、前記第２面中継接続体と前記一対の酸化物超電導線材との接合部における引張強度は、前記第１面接続用超電導線材と前記一対の酸化物超電導線材との接合部における引張強度より高い。

Description

酸化物超電導線材の接続構造体およびその製造方法
　本発明は、酸化物超電導線材の接続構造体およびその製造方法に関する。
　本願は、２０１５年９月４日に日本に出願された特願２０１５－１７４６６３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　近年、Ｙ系超電導線材（例えばＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ（ＲＥ１２３、ＲＥ：Ｙなどの希土類元素）を使用）、Ｂｉ系超電導線材（例えばＢｉ２Ｓｒ２ＣａＣｕ２Ｏ８＋δ（Ｂｉ２２１２）、Ｂｉ２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏ１０＋δ（Ｂｉ２２２３）を使用）などの酸化物超電導線材（高温超電導線材）の開発が進んでいる。
　一般に、Ｙ系超電導線材は、テープ状の基材上に、順次形成された中間層と、超電導層と、Ｃｕなどから形成される安定化層とを有する。安定化層は、何らかの要因で超電導から常電導に転移した際の電流パスとして機能する。
　Ｙ系超電導線材は、従来より、Ｎｉ合金のような強度の高い材料から形成される基材を用いることで、長手方向の引張り強度が与えられている。また、Ｂｉ系超電導線材でも、高強度の金属基材を用いることで引張強度を高めることが提案されている。
　実際に超電導線材をコイルやケーブルなどに使用する際は、複数の超電導線材どうしを接続させることが必要となる場合がある（例えば、特許文献１～３を参照）。
　超電導線材を用いて超電導コイルを作製する際には、通常、超電導層が配置された面を内周面にして接続構造体をコイル状に巻回する。
日本国特許第３７１７６８３号公報 日本国特許第４８１０２６８号公報 日本国特表２０１１－５２９２５５号公報
　例えば、図１３Ａに示すように、接続構造体２００は、超電導線材１０３を介して一対の超電導線材１０１，１０２が接続されている。接続構造体２００に、超電導線材１０１，１０２の長さ方向の引張力を加える場合、接統部分では引張力の方向と線材の厚さ方向の重心を通る線（破線）の方向とが一致しない。また、接続部分は、線材が重なっているため曲げ剛性が高い。そのため、図１３Ｂに示すように、引張力が大きいと、接続部分の端部近傍で線材が大きく曲がることがある。
　図１４Ａは、接続構造体２００の具体例を示す断面図である。超電導線材１０１～１０３は、それぞれ、テープ状の基材１０，２０，３０と、中間層１１，２１，３１と、酸化物超電導層１２，２２，３２と、安定化層１３，２３，３３とを備えている。超電導線材１０１，１０２と超電導線材１０３とは、半田層３４を介して接合されている。
　図１４Ｂは、超電導線材１０１と超電導線材１０３との接続部分（図１４Ａにおいて楕円で囲んだ部分）を拡大して示す図であり、接続構造体２００に引張負荷をかけたときに接続部分で生じた応力を示す。図１４Ｂでは、応力の大きさが網かけの濃淡で表されており、高い応力ほど濃い色で表されている。図１４Ｂに示すように、超電導線材１０１，１０３の接続部分の端部近傍において、超電導線材１０１には応力が集中するとともに、曲げが生じている。
　このように、接続部分の端部において応力集中とともに曲げが生じることにより、この接続構造体２００では、線材自体がもつ強度の７割以下の負荷を加えた時に超電導特性が低くなるという測定結果が得られている。さらに、接続部分の半田（半田層３４）の分布量など微細な構造によっても、超電導特性の引張強度依存性は変化する。そのため、接続構造体２００では、安定した超電導特性を得るのが難しい。
　特に、接続構造体２００を用いて超電導コイルを作製する場合には、接続構造体２００に加えられる引張負荷を原因として超電導特性が低下し、不安定になりやすかった。
　本発明は、引張負荷を原因とする超電導特性の不安定化を防ぐことができる酸化物超電導線材の接続構造体およびその製造方法を提供することを目的とする。
　本発明の第一態様に係る酸化物超電導線材の接続構造体は、それぞれ、テープ状の第一基材に順次積層された第一酸化物超電導層と第一安定化層とを有し、先端面同士が対向するように配置された一対の酸化物超電導線材と、テープ状の第二基材に順次積層された第二酸化物超電導層と第二安定化層とを有し、前記一対の酸化物超電導線材を中継接続する第１面接続用超電導線材と、前記一対の酸化物超電導線材を中継接続する第２面中継接続体と、を備え、前記第１面接続用超電導線材は、前記第二安定化層が前記一対の酸化物超電導線材の前記第一安定化層に対向するように、前記一対の酸化物超電導線材に接合され、前記第２面中継接続体は、前記一対の酸化物超電導線材の前記第一基材に対向するように前記一対の酸化物超電導線材に接合され、前記第２面中継接続体と前記一対の酸化物超電導線材との接合部における引張強度は、前記第１面接続用超電導線材と前記一対の酸化物超電導線材との接合部における引張強度より高い。
　この構成によれば、前記一対の酸化物超電導線材一方の面および他方の面にそれぞれ第１面接続用超電導線材と第２面中継接続体とが設けられている。このため、前記一対の酸化物超電導線材の厚さ方向の構造上の偏りが小さくなる。そのため、引張負荷が加えられたときにおいても応力集中および線材の折れ曲がりが小さく、超電導特性の低下を防ぐことができる。
　また、この構成によれば、第２面中継接続体の接合部における引張強度が第１面接続用超電導線材の接合部における引張強度より高く設定されている。このため、コイル状にした状態で接続構造体に引張負荷が加えられても接続部分での破損が起こらず、超電導特性の低下を防ぐことができる。
　上記第一態様において、前記第２面中継接続体は、前記一対の酸化物超電導線材の長さ方向において前記第１面接続用超電導線材より長く形成され、前記一対の酸化物超電導線材の長さ方向において、前記一対の酸化物超電導線材に対する前記第２面中継接続体の接合領域の両端部は、前記一対の酸化物超電導線材に対する前記第１面接続用超電導線材の接合領域の両端部よりも外側に位置していてもよい。
　この構成によれば、酸化物超電導線材に対する第２面中継接続体の接合面積が大きくなる。このため、第２面中継接続体の接合部における引張強度を第１面接続用超電導線材の接合部における引張強度より確実に高くできる。よって、前述の超電導特性の低下を防ぐ効果が確実に得られる。
　上記第一態様において、前記第２面中継接続体は、テープ状の第三基材に順次積層された第三酸化物超電導層と第三安定化層とを有する酸化物超電導線材であってもよい。
　この構成によれば、酸化物超電導線材および第１面接続用超電導線材と同じ構成の酸化物超電導線材を第２面中継接続体として用いることができる。このため、構成部品の種類を少なくでき、製造が容易となる。
　前記第２面中継接続体は、単層構造の金属層であってもよい。
　この構成によれば、高強度・高剛性かつ薄型の第２面中継接続体を使用することができる。これによって、接続強度を確保しつつ接続構造体を薄型化することができる。
　前記一対の酸化物超電導線材の先端面は、隙間をあけて対向させて配置されていてもよい。
　この構成によれば、接続構造体に曲げが加えられた時に、前記隙間によって歪を吸収できる。そのため、接続部分に過大な力が作用することがなく、破損を回避することができる。
　本発明の第二態様に係る酸化物超電導線材の接続構造体の製造方法は、テープ状の第一基材に順次積層された第一酸化物超電導層と第一安定化層と有する一対の酸化物超電導線材と、テープ状の第二基材に順次積層された第二酸化物超電導層と第二安定化層とを有する第１面接続用超電導線材と、第２面中継接続体とを用意し、前記一対の酸化物超電導線材を、先端面どうしを対向させて配置し、前記第１面接続用超電導線材を、前記第二安定化層を前記一対の酸化物超電導線材の前記第一安定化層に対向するように、前記一対の酸化物超電導線材に接合し、前記第２面中継接続体を、前記一対の酸化物超電導線材の前記第一基材に対向するように前記一対の酸化物超電導線材に接合し、前記第１面接続用超電導線材と前記第２面中継接続体とを前記一対の酸化物超電導線材に接合する際に、前記第２面中継接続体と前記一対の酸化物超電導線材との接合部における引張強度を、前記第１面接続用超電導線材と前記一対の酸化物超電導線材との接合部における引張強度より高くする。
　この方法によれば、引張負荷が加えられたときにおいても超電導特性の低下を防ぐことができる酸化物超電導線材の接続構造体を容易に製造できる。
　本発明の上記態様によれば、一対の酸化物超電導線材の一方の面に第１面接続用超電導線材が設けられ、他方の面に第２面中継接続体が設けられている。そのため、引張負荷が加えられたときにおいても応力集中および線材の折れ曲がりが小さく、超電導特性の低下を防ぐことができる。
　また、第２面中継接続体の接合部における引張強度が第１面接続用超電導線材の接合部における引張強度より高い。そのため、コイル状にした状態で引張負荷が加えられても接続部分での破損が起こらず、超電導特性の低下を防ぐことができる。
本発明の第１実施形態に係る酸化物超電導線材の接続構造体を模式的に示す、長さ方向に沿う断面図である。 図１の接続構造体に用いられる酸化物超電導線材の先端部を模式的に示す斜視図である。 図１の接続構造体の製造方法を模式的に示す図である。 図１に示す酸化物超電導線材の接続構造体における厚さ方向の重心の位置を示す図である。 従来の酸化物超電導線材の接続構造体の一例における厚さ方向の重心の位置を示す図である。 図１の接続構造体を用いて超電導コイルを作製した場合の接続構造体の形態を模式的に示す図である。 図１の接続構造体の第１変形例を模式的に示す、長さ方向に沿う断面図である。 図１の接続構造体の第２変形例を模式的に示す、長さ方向に沿う断面図である。 図１の接続構造体の第３変形例を模式的に示す、長さ方向に沿う断面図である。 本発明の第２実施形態に係る酸化物超電導線材の接続構造体を模式的に示す、長さ方向に沿う断面図である。 本発明の各実施形態に係る接続構造体に使用できる酸化物超電導線材の他の例を模式的に示す、長さ方向に直交する方向に沿う断面図である。 試験結果を示すグラフである。 試験結果を示すグラフである。 接続構造体の一例を示す図である。 図１３Ａの接続構造体に引張力を加えたときの接続構造体の形態の変化を示す説明図である。 接続構造体の一例を模式的に示す断面図である。 図１４Ａの接続構造体に引張負荷をかけたときの接続部分における応力を示す図である。
　以下、本発明の実施形態に係る酸化物超電導線材の接続構造体について説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、一部の図に、線材の幅方向をＸ方向、長手方向をＹ方向、厚み方向をＺ方向とするＸＹＺ座標系を記載した。
［酸化物超電導線材］
　図２は、本発明の第１実施形態に係る酸化物超電導線材の接続構造体に用いられる酸化物超電導線材１の先端部を模式的に示す斜視図である。酸化物超電導線材１は、テープ状の基材（第一基材）１０に中間層（第一中間層）１１、酸化物超電導層（第一酸化物超電導層）１２、安定化層（第一安定化層）１３（金属層）が順に積層された構造を有する。
　基材１０は、ハステロイ（米国ヘインズ社製商品名）に代表されるニッケル合金；ステンレス鋼；ニッケル合金に集合組織を導入した配向Ｎｉ－Ｗ合金などから形成される。基材１０の厚みは、例えば１０～５００μｍの範囲であればよい。
　中間層１１は、基材１０上に形成される。中間層１１は、一例として、基材側から順に拡散防止層とベッド層と配向層とキャップ層とが積層された構造を有することができる。拡散防止層とベッド層との一方あるいは両方を省略してもよい。拡散防止層は、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＧＺＯ（Ｇｄ２Ｚｒ２Ｏ７）等から構成され、例えば厚み１０～４００ｎｍに形成される。ベッド層は、界面反応性を低減し、その上に形成される膜の配向性を得るため層である。ベッド層は、Ｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３等から形成され、厚みは例えば１０～１００ｎｍであればよい。配向層は、その上のキャップ層の結晶配向性を制御するために２軸配向する物質から形成される。配向層の材質としては、Ｇｄ２Ｚｒ２Ｏ７、ＭｇＯ、ＺｒＯ２－Ｙ２Ｏ３（ＹＳＺ）、ＳｒＴｉＯ３、ＣｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｚｒ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３等の金属酸化物を例示することができる。配向層はＩＢＡＤ（Ion-Beam-Assisted Deposition）法で形成することが好ましい。キャップ層は、上述の配向層の表面に成膜されて結晶粒が面内方向に自己配向し得る材料から形成される。具体的には、キャップ層は、ＣｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＹＳＺ、Ｈｏ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、ＬａＭｎＯ３等から形成される。キャップ層の膜厚は５０～５０００ｎｍの範囲に形成できる。
　酸化物超電導層１２は公知の酸化物超電導体でよい。具体的には、酸化物超電導層１２として、ＲＥ－１２３系と呼ばれるＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－Ｘ（ＲＥは希土類元素であるＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうちの１種または２種以上を表す）を例示できる。酸化物超電導層１２の具体例としては、Ｙ１２３（ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－Ｘ）、Ｇｄ１２３（ＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－Ｘ）などがある。これらの銅酸化物超電導体は、母物質が絶縁体であるが、酸素アニール処理により酸素を取り込むことで結晶構造の整った酸化物超電導体となり、超電導特性を示す性質をもつ。
　酸化物超電導層１２の厚みは、０．５～５μｍ程度であって、均一な厚みであることが好ましい。
　安定化層１３は、酸化物超電導層１２の上面１２ａに形成される。安定化層１３としては、ＡｇまたはＡｇ合金の第１層の上に、ＣｕまたはＣｕ合金（Ｃｕ－Ｚｎ合金、Ｃｕ－Ｎｉ合金等）の第２層が積層された構造を例示できる。ＡｇまたはＡｇ合金の第１層は例えばスパッタ法などにより形成される。ＣｕまたはＣｕ合金の第２層は例えばめっき、テープ材などにより形成される。安定化層１３は、何らかの要因で超電導から常電導に転移した際の電流パスとして機能する。安定化層１３は、例えば、１μｍ以上１００μｍ以下の厚みを有するように形成される。
［第１実施形態の接続構造体］
　本発明の第１実施形態に係る酸化物超電導線材の接続構造体である接続構造体１００について、図１を参照しつつ説明する。
　図１に示すように、接続構造体１００は、第１の酸化物超電導線材１と第２の酸化物超電導線材２とを接続した構造体である。詳しくは、接続構造体１００は、第１および第２の酸化物超電導線材１，２と、第１面接続用超電導線材３と、第２面接続用超電導線材４（第２面中継接続体）とを有する。
　第２の酸化物超電導線材２は、基材（第一基材）２０に中間層（第一中間層）２１、酸化物超電導層（第一酸化物超電導層）２２、安定化層（第一安定化層）２３が順に積層された構造を有する。基材２０，中間層２１、酸化物超電導層２２、安定化層２３は、それぞれ酸化物超電導線材１の基材１０、中間層１１、酸化物超電導層１２、安定化層１３と同様の構成を有するため、その説明を省略する。
　なお、酸化物超電導線材１，２の安定化層１３，２３の表面１３ａ，２３ａは酸化物超電導線材１，２の第１面であり、基材１０，２０の表面１０ａ，２０ａは酸化物超電導線材１，２の第２面である。第２面は、第１面とは反対の面である。
　第１および第２の酸化物超電導線材１，２は、先端面１ａ，２ａ同士を対向させて配置されている。先端面１ａと先端面２ａとの間には、隙間５が確保されている。
　第１面接続用超電導線材３は、基材（第二基材）３０に中間層３１、酸化物超電導層（第二酸化物超電導層）３２、安定化層（第二安定化層）３３が順に積層された構造を有する。基材３０，中間層３１，酸化物超電導層３２，安定化層３３は、それぞれ酸化物超電導線材１の基材１０，中間層１１，酸化物超電導層１２，安定化層１３と同様の構成を有するため、その説明を省略する。
　第１面接続用超電導線材３は、安定化層３３が第１および第２の酸化物超電導線材１，２の安定化層１３，２３に対向した状態で酸化物超電導線材１，２にそれぞれ接合されている。これによって、酸化物超電導線材１，２は、第１面（表面１３ａ，２３ａ）において、第１面接続用超電導線材３を介して接続されている。
　第１面接続用超電導線材３の一端３ａを含む部分（一端部３５）の安定化層３３は、酸化物超電導線材１の先端１ｂを含む部分（先端部１５）の安定化層１３の表面１３ａに重ね合わされ、半田層３４を介して安定化層１３に接合されている。
　第１面接続用超電導線材３の他端３ｂを含む部分（他端部３６）の安定化層３３は、酸化物超電導線材２の先端２ｂを含む部分（先端部２５）の安定化層２３の表面２３ａに重ね合わされ、半田層３４を介して安定化層２３に接合されている。
　第１面接続用超電導線材３の一端部３５と酸化物超電導線材１の先端部１５とが接合された部分を接合部５１Ａといい、その領域を第１接合領域５１という。第１面接続用超電導線材３の他端部３６と酸化物超電導線材２の先端部２５とが接合された部分を接合部５２Ａといい、その領域を第２接合領域５２という。接合領域５１，５２では、第１面接続用超電導線材３は、酸化物超電導線材１，２の全幅にわたって接合されることが好ましい。半田層３４は、安定化層３３の表面３３ａの全域に設けてもよいし、接合領域５１，５２にのみ設けてもよい。
　第１面接続用超電導線材３は、一端部３５と他端部３６とがそれぞれ酸化物超電導線材１，２に接合されることによって、酸化物超電導線材１，２を中継接続する。
　第２面接続用超電導線材４は、基材４０に中間層４１、酸化物超電導層４２、安定化層４３が順に積層された構造を有する。基材４０，中間層４１，酸化物超電導層４２，安定化層４３は、それぞれ酸化物超電導線材１の基材１０，中間層１１，酸化物超電導層１２，安定化層１３と同様の構成を有するため、その説明を省略する。
　第２面接続用超電導線材４は、安定化層４３が第１および第２の酸化物超電導線材１，２の基材１０，２０に対向した状態で、酸化物超電導線材１，２にそれぞれ接合されている。これによって、第１および第２の酸化物超電導線材１，２は、第１面接続用超電導線材３とは反対の面（第２面）において、第２面接続用超電導線材４を介して接続されている。
　第２面接続用超電導線材４は、第１の酸化物超電導線材１と同等の構造を有し、基材４０に中間層４１、酸化物超電導層４２、安定化層４３が順に積層された構造を有する。第２面接続用超電導線材４は、安定化層４３を第１および第２の酸化物超電導線材１，２の基材１０，２０に向い合せた状態で、酸化物超電導線材１，２にそれぞれ接合されている。これによって、酸化物超電導線材１，２は、第２面（表面１０ａ，２０ａ）において、第２面接続用超電導線材４を介して接続されている。
　第２面接続用超電導線材４の一端４ａを含む部分（一端部４５）の安定化層４３は、酸化物超電導線材１の先端１ｂを含む部分（先端部１５）の基材１０の表面１０ａに重ね合わされ、半田層４４を介して基材１０に接合されている。第２面接続用超電導線材４の他端４ｂを含む部分（他端部４６）の安定化層４３は、酸化物超電導線材２の先端２ｂを含む部分（先端部２５）の基材２０の表面２０ａに重ね合わされ、半田層４４を介して基材２０に接合されている。
　第２面接続用超電導線材４の一端部４５と酸化物超電導線材１の先端部１５とが接合された部分を接合部５３Ａといい、その領域を第３接合領域５３という。第２面接続用超電導線材４の他端部４６と酸化物超電導線材２の先端部２５とが接合された部分を接合部５４Ａといい、その領域を第４接合領域５４という。
　半田層４４は、安定化層４３の表面４３ａの全域に設けてもよいし、表面４３ａのうち接合領域５３，５４にのみ設けてもよい。
　接合領域５３，５４に相当する酸化物超電導線材１，２の表面領域（基材１０，２０の表面１０ａ，２０ａの一部）に、Ａｇ、Ｃｕなどから形成される金属層を形成することにより、酸化物超電導線材１，２と第２面接続用超電導線材４とを半田層４４を介して強固に接合できる。接合領域５３，５４では、第２面接続用超電導線材４は、酸化物超電導線材１，２の全幅にわたって接合されることが好ましい。
　第２面接続用超電導線材４は、一端部４５と他端部４６とがそれぞれ酸化物超電導線材１，２に接合されることによって、酸化物超電導線材１，２を中継接続する。
　第２面接続用超電導線材４と酸化物超電導線材１，２との接合部５３Ａ，５４Ａにおける引張強度は、第１面接続用超電導線材３と酸化物超電導線材１，２との接合部５１Ａ，５２Ａにおける引張強度より高くなるように形成されている。ここでいう接合部における引張強度とは、第１および第２の酸化物超電導線材１，２の長さ方向（Ｙ方向）の引張強度（例えばＪＩＳ　Ｚ２２４１に準拠）である。
　第１面接続用超電導線材３と酸化物超電導線材１，２との接合部５１Ａ，５２Ａにおける引張強度と、第２面接続用超電導線材４と酸化物超電導線材１，２との接合部５３Ａ，５４Ａにおける引張強度とを比較するには、例えば次の方法を用いることができる。
　酸化物超電導線材１，２を第１面接続用超電導線材３を介して接続した第１の接続構造体（図１の接続構造体１００から第２面接続用超電導線材４を省いた構造）と、酸化物超電導線材１，２を第２面接続用超電導線材４を介して接続した第２の接続構造体（図１の接続構造体１００から第１面接続用超電導線材３を省いた構造）と、を用意する。
　第１の接続構造体と第２の接続構造体とを引張試験に供する。第１の接続構造体の接合領域５１，５２の接合部５１Ａ，５２Ａにおける引張強度（接合領域５１の引張強度と接合領域５２の引張強度の合計）と、第２の接続構造体の接合領域５３，５４の接合部５３Ａ，５４Ａにおける引張強度（接合領域５３の引張強度と接合領域５４の引張強度の合計）とを測定し、これらの引張強度を比較する。
　第２面接続用超電導線材４は、酸化物超電導線材１，２の長さ方向（Ｙ方向）において第１面接続用超電導線材３より長く形成されていることが好ましい。
　第２面接続用超電導線材４の接合領域５３，５４は、酸化物超電導線材１，２の長さ方向（Ｙ方向）において、第１面接続用超電導線材３の接合領域５１，５２を含むことが好ましい。詳しくは、第３接合領域５３は第１接合領域５１に比べて長く（すなわちＹ方向の寸法が大きく）、長さ方向（Ｙ方向）において第３接合領域５３は第１接合領域５１を含んでいる。第４接合領域５４は第２接合領域５２に比べて長く（すなわちＹ方向の寸法が大きく）、長さ方向（Ｙ方向）において第４接合領域５４は第２接合領域５２を含む。そのため、第２面接続用超電導線材４の一端４ａは、第１面接続用超電導線材３の一端３ａに比べ、長さ方向（Ｙ方向）の外側の位置（酸化物超電導線材１，２の接続中央線Ｃ１から離れた位置）に配置される。また、第２面接続用超電導線材４の他端４ｂは、第１面接続用超電導線材３の他端３ｂに比べ、長さ方向（Ｙ方向）の外側の位置に配置される。
　この構成によれば、酸化物超電導線材１，２に対する第２面中継接続体４の接合面積が大きくなる。そのため、第２面接続用超電導線材４の接合部５３Ａ，５４Ａにおける引張強度を、第１面接続用超電導線材３の接合部５１Ａ，５２Ａにおける引張強度より確実に高くできる。よって、超電導特性の低下を防ぐ効果が確実に得られる。
　なお、接続中央線Ｃ１は、酸化物超電導線材１，２の先端面１ａ，２ａ間の隙間の長さ方向（Ｙ方向）における中央を通り、酸化物超電導線材１，２に直交する線である。
　第１面接続用超電導線材３と第２面接続用超電導線材４とは、機械的特性が互いに同じであってよい。例えば酸化物超電導線材１，２の長さ方向の引張強度（例えばＪＩＳ　Ｚ２２４１に準拠する引張強度）が互いに同じであってよい。
［接続構造体の製造方法］
　図３に示すように、接続構造体１００を製造するには、次の方法を用いることができる。
（第１工程）
　酸化物超電導線材１，２、第１面接続用超電導線材３、および第２面接続用超電導線材４を用意する。
（第２工程）
　酸化物超電導線材１，２を、先端面１ａ，２ａどうしを対向させて配置する。
（第３工程）
　第１面接続用超電導線材３の安定化層３３の表面３３ａおよび第２面接続用超電導線材４の安定化層４３の表面４３ａに半田層３４，４４を形成する。接合領域５１，５２（図１参照）に相当する酸化物超電導線材１，２の表面領域（安定化層１３，２３の表面１３ａ，２３ａの一部）には、予備半田層３４ａを形成するのが好ましい。接合領域５３，５４（図１参照）に相当する酸化物超電導線材１，２の表面領域（基材１０，２０の表面１０ａ，２０ａの一部）には、蒸着等によりＡｇ、Ｃｕなどを付着させてから、予備半田層４４ａを形成するのが好ましい。
　第１面接続用超電導線材３を、酸化物超電導線材１，２にまたがるように第１面（安定化層１３，２３の表面１３ａ，２３ａ）に重ね合わせて半田層３４により安定化層１３，２３に接合させる。これによって、酸化物超電導線材１，２は第１面接続用超電導線材３により接続される。
　第２面接続用超電導線材４を、酸化物超電導線材１，２にまたがるように第２面（基材１０，２０の表面１０ａ，２０ａ）に重ね合わせて半田層４４により基材１０，２０に接合させる。
　なお、酸化物超電導線材１，２に対する第１面接続用超電導線材３の接合と、第２面接続用超電導線材４の接合とは、いずれかが先であってもよいし、同時であってもよい。
　以上の工程を経て、図１に示す接続構造体１００を得る。
　接続構造体１００では、酸化物超電導線材１，２の一方の面に第１面接続用超電導線材３が設けられ、酸化物超電導線材１，２の他方の面に第２面接続用超電導線材４が設けられている。そのため、酸化物超電導線材１，２の厚さ方向の構造上の偏りが小さくなる。
　図４Ａは、接続構造体１００の厚さ方向の重心の位置を示す図である。図４Ａに示すように、接続構造体１００では、図４Ｂに示す接続構造体２００（図１３、図１４参照）に比べ、接続部分の重心の位置（破線）は厚さ方向の中央に近い。そのため、接続構造体１００では、引張負荷が加えられたときにおいても応力集中および線材の折れ曲がりが小さく、超電導特性の低下を防ぐことができる。
　前述のように、接続構造体１００では、第２面接続用超電導線材４の接合部５３Ａ，５４Ａにおける引張強度が第１面接続用超電導線材３の接合部５１Ａ，５２Ａにおける引張強度より高く設定されている。
　図５に示すように、接続構造体１００を用いて超電導コイルを作製する際には、通常、酸化物超電導線材１，２の第１面（第１面接続用超電導線材３が設けられた面）を内周面にして接続構造体１００をコイル状に巻回する。
　そのため、接続構造体１００の外周面となる第２面には、内周面に比べて大きな引張力が作用する可能性がある。しかしながら、接続構造体１００では、第２面接続用超電導線材４の接合部５３Ａ，５４Ａにおける引張強度が高く設定されている。そのため、コイル状にした状態で接続構造体１００に引張負荷が加えられても接続部分での破損が起こらず、超電導特性の低下を防ぐことができる。
　これに対し、第２面接続用超電導線材の接合部における引張強度が、第１面接続用超電導線材の接合部における引張強度と同じまたはこれより低い場合には、コイル状にした接続構造体に引張負荷が加えられると、外周面側の第２面接続用超電導線材の接合部に大きな力が加えられることにより破損が生じやすくなる。
　接続構造体１００では、先端面１ａと先端面２ａとの間に隙間５があるため、接続構造体１００に曲げが加えられた時に、隙間５によって歪を吸収できる。そのため、接続部分に過大な力が作用することがなく、破損を回避することができる。
　また、接続構造体１００では、第２面中継接続体として、第２面接続用超電導線材４が用いられている。第２面接続用超電導線材４としては、酸化物超電導線材１，２および第１面接続用超電導線材３と同じ構成の酸化物超電導線材を用いることができる。このため、構成部品の種類を少なくでき、製造が容易となる。
　前述の接続構造体１００の製造方法によれば、引張負荷が加えられたときにおいても応力集中および線材の折れ曲がりが小さく、超電導特性の低下を防ぐことができる接続構造体１００を容易に製造できる。
［第１実施形態に係る接続構造体の第１変形例］
　以下、既出の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
　図１に示す接続構造体１００では、酸化物超電導線材１，２の先端面１ａと先端面２ａとの間の隙間５には何も充てんされていないが、隙間５には導電性材料を充てんしてもよい。
　図６は、接続構造体１００の第１変形例である接続構造体１００Ａを示す図である。接続構造体１００Ａは、隙間５に半田等の導電性材料６が充てんされている点で、図１に示す接続構造体１００と異なる。
　接続構造体１００Ａは、隙間５に導電性材料６が充てんされているため、図１に示す接続構造体１００に比べ、酸化物超電導線材１と酸化物超電導線材２との間の導電性の点で優れている。
［第１実施形態の接続構造体の第２変形例］
　図１に示す接続構造体１００では、酸化物超電導線材１，２の先端面１ａと先端面２ａとの間には、隙間５が確保されているが、隙間５はなくてもよい。
　図７は、接続構造体１００の第２変形例である接続構造体１００Ｂを示す図である。接続構造体１００Ｂは、先端面１ａと先端面２ａとが突き合わせされており、先端面１ａと先端面２ａとの間に隙間はない。
　接続構造体１００Ｂは、図１に示す接続構造体１００に比べ、酸化物超電導線材１，２と第１面接続用超電導線材３、および、酸化物超電導線材１，２と第２面接続用超電導線材４との接触面積が大きくなる。そのため、接続信頼性の確保の点で有利である。
［第１実施形態の接続構造体の第３変形例］
　図８は、接続構造体１００の第３変形例である接続構造体１００Ｃを示す図である。接続構造体１００Ｃは、酸化物超電導線材１，２の基材１０，２０の表面１０ａ，２０ａに、それぞれ設けられた安定化層１４，２４を有している。安定化層１４，２４は、例えばＣｕまたはＣｕ合金（Ｃｕ－Ｚｎ合金、Ｃｕ－Ｎｉ合金等）から形成される。
　第１面接続用超電導線材３および第２面接続用超電導線材４の基材３０，４０の表面３０ａ，４０ａにも、それぞれ安定化層３７，４７を設けることができる。安定化層３７，４７は、安定化層１４，２４と同様の構成を採用することができる。
　接続構造体１００Ｃには、酸化物超電導線材１，２に安定化層１４，２４が設けられている。このため、酸化物超電導線材１，２と第２面接続用超電導線材４との間の導電性を高めることができる。
［第２実施形態の接続構造体］
　本発明の第２実施形態に係る酸化物超電導線材の接続構造体である接続構造体１１０について、図９を参照しつつ説明する。
　図９に示すように、接続構造体１１０では、第２面接続用超電導線材４に代えて、単層構造の第２面中継接続体６が用いられている。第２面中継接続体６は、金属箔などから形成される。第２面中継接続体６の材料としては、例えば、ステンレス鋼、ニッケル合金（ハステロイなど）、チタン合金、銅などを例示できる。
　第２面中継接続体６は、半田層５４を介して、酸化物超電導線材１，２の基材１０，２０の表面１０ａ，２０ａに接合されている。第２面中継接続体６は、第１面接続用超電導線材３より薄くすることができる。例えば、第２面中継接続体６が第１面接続用超電導線材３の基材３０と同じ材料（例えばハステロイ）から形成される場合には、第２面中継接続体６の厚さを、基材３０より厚くかつ第１面接続用超電導線材３より薄い範囲で適切に選択することにより、第２面中継接続体６を、第１面接続用超電導線材３に比べて強度を低下させずに薄くすることができる。
　第２面中継接続体６と酸化物超電導線材１，２との接合部５３Ａ，５４Ａにおける引張強度は、第１面接続用超電導線材３と酸化物超電導線材１，２との接合部５１Ａ，５２Ａにおける引張強度より高く設定されている。
　酸化物超電導線材１，２に対する第２面中継接続体６の接合領域５３，５４は、酸化物超電導線材１，２の長さ方向（Ｙ方向）について、第１面接続用超電導線材３の接合領域５１，５２を含むことが好ましい。なお、接合領域５１，５２と接合領域５３，５４とは長さ方向の範囲が一致していてもよい。
　接続構造体１１０は、単層構造の第２面中継接続体６が用いられているため、高強度・高剛性かつ薄型の第２面中継接続体６を使用することができ、これによって、接続強度を確保しつつ接続構造体１００を薄型化することができる。
［酸化物超電導線材の他の例］
　図１０に示すように、酸化物超電導線材には、安定化層１３に加えて、外周面に外周安定化層７を設けた構造を採用してもよい。この場合、安定化層１３はＡｇまたはＡｇ合金の第１層のみとしてもよい。
　図１０に示す外周安定化層７は、酸化物超電導線材１のほぼ全周を断面Ｃ字形に覆って設けられている。外周安定化層７は、例えばＣｕまたはＣｕ合金（Ｃｕ－Ｚｎ合金、Ｃｕ－Ｎｉ合金等）から形成される金属テープで構成することができる。金属テープは半田により酸化物超電導線材１の外周面に接合される。金属テープにより覆われていない部分（すなわち、金属テープの側縁部どうしの間）には、溶融半田が埋め込まれることによって半田層８が形成されている。
　外周安定化層７は、金属テープを安定化層１３側（酸化物超電導層１２側）から断面Ｃ字形を形成するように包み込んで折り曲げ加工することで形成することができる。
　なお、外周安定化層は、めっきによって構成してもよい。
　以下、実施例を示して本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されない。
（試料の作製）
　ハステロイＣ－２７６（米国ヘインズ社商品名）から形成される幅１２ｍｍ、厚み０．０７５ｍｍ、長さ５０００ｍｍのテープ状の基材の表面に中間層を形成した。
　中間層は、イオンビームスパッタ法により形成したＡｌ２Ｏ３層（拡散防止層；厚さ１００ｎｍ）と、イオンビームスパッタ法により形成したＹ２Ｏ３層（ベッド層；厚さ３０ｎｍ）と、イオンビームアシスト蒸着法（ＩＢＡＤ法）により形成したＭｇＯ層（２軸配向層；厚さ５～１０ｎｍ）と、パルスレーザー蒸着法（ＰＬＤ法）により形成したＣｅＯ２層（キャップ層；厚さ５００ｎｍ）とから形成される。
　次いで中間層の表面に、ＰＬＤ法によりＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－ｘ層（酸化物超電導層；厚さ２．０μｍ）を形成した。
　次いで、酸化物超電導層の表面に、ＤＣスパッタ法によるＡｇ層（第１層；厚さ２μｍ）と、テープ材によるＣｕ層（第２層；厚さ２０μｍ）とを有する安定化層を形成して、試料を得た。安定化層を形成する際には、Ａｇ層形成後に５００℃で１０時間の酸素アニール処理を行い、その後、Ｃｕ層を形成した。
（実施例１）
　図１に示す接続構造体１００を、次のようにして作製した。
　図１に示すように、酸化物超電導線材１，２を、先端面１ａ，２ａどうしを対向させて配置した。第１面接続用超電導線材３を、酸化物超電導線材１，２にまたがるように第１面（安定化層１３，２３の表面１３ａ，２３ａ）に重ね合わせ、半田層３４により安定化層１３，２３に接合させた。
　第２面接続用超電導線材４を、酸化物超電導線材１，２にまたがるように第２面（基材１０，２０の表面１０ａ，２０ａ）に重ね合わせ、半田層４４により基材１０，２０に接合させた。
　酸化物超電導線材１，２、第１面接続用超電導線材３、および第２面接続用超電導線材４としては、前述の試料から得られた酸化物超電導線材を用いた。
　以上の工程を経て、図１に示す接続構造体１００を得た。
　引張試験機を用いて、酸化物超電導線材１，２の端部を把持して接続構造体１００に長さ方向（Ｙ方向）の引張力を加え、引張強度を測定した。結果を図１１に示す。
（比較例１）
　図１４Ａに示す接続構造体２００を、次のようにして作製した。
　酸化物超電導線材１０１，１０２を、先端面どうしを対向させて配置した。第１面接続用超電導線材１０３を、酸化物超電導線材１０１，１０２の第１面（安定化層１３，２３の表面）に積層し、半田層３４により安定化層１３，２３に接合させた。
　酸化物超電導線材１０１，１０２、および第１面接続用超電導線材１０３としては、前述の試料から得られた酸化物超電導線材を用いた。
　以上の工程を経て、図１４Ａに示す接続構造体２００を得た。
　接続構造体２００に長さ方向（Ｙ方向）の引張力を加え、引張強度を測定した。結果を図１１に示す。
（比較例２）
　比較のため、前述の試料から得られた酸化物超電導線材（接続構造のない酸化物超電導線材）の引張強度を測定した。結果を図１１に示す。
　図１１に示すように、酸化物超電導線材１，２の第２面に第２面接続用超電導線材４を設けた実施例１では、第２面接続用超電導線材４を用いていない比較例１に比べ、高い引張強度が得られた。
　実施例１における引張強度は、接続構造のない酸化物超電導線材（比較例２）とほぼ同等であった。
（実施例２）
　図１に示す接続構造体１００を作製した。第１面接続用超電導線材３の長さ（Ｙ方向の長さ）、および第２面接続用超電導線材４の長さ（Ｙ方向の長さ）は表１のとおりとした。
　酸化物超電導線材１，２、第１面接続用超電導線材３、および第２面接続用超電導線材４としては、前述の試料から得られた酸化物超電導線材を用いた。
　この接続構造体１００のＩｃ劣化歪を測定した。結果を表１および図１２に示す。
（参考例１）
　第２面接続用超電導線材４の長さ（Ｙ方向の長さ）を表１のとおりとしたこと以外は実施例２と同様にして接続構造体を作製した。この接続構造体のＩｃ劣化歪を測定した。結果を表１および図１２に示す。
（比較例３）
　第２面接続用超電導線材４の長さ（Ｙ方向の長さ）を表１のとおりとしたこと以外は実施例２と同様にして接続構造体を作製した。この接続構造体のＩｃ劣化歪を測定した。結果を表１および図１２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図１２に示すように、第２面接続用超電導線材４が第１面接続用超電導線材３より短い比較例３に比べ、第２面接続用超電導線材４が第１面接続用超電導線材３より長い実施例２では、Ｉｃ劣化歪について優れた結果が得られた。
　図１１、表１および図１２に示す結果より、第２面接続用超電導線材４が第１面接続用超電導線材３より長い接続構造体１００の優位性が確認できた。
　以上、本発明の様々な実施形態を説明したが、各実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
　例えば、酸化物超電導線材は、ＲＥ－１２３系の超電導線材に限らず、Ｂｉ系の超電導線材であってもよい。
　また、接続構造体１００では、酸化物超電導線材１，２、第１面接続用超電導線材３および第２面接続用超電導線材４は、中間層１１，２１，３１，４１を有するが、中間層は必須の構成ではない。そのため、酸化物超電導線材は、基材上に酸化物超電導層と安定化層とを順次積層した構成であってもよい。また、接続構造体１００では、接合領域５３，５４は平面視において接合領域５１，５２を含むことが好ましい。
１…第１の酸化物超電導線材、１ａ…先端面、２…第２の酸化物超電導線材、２ａ…先端面、３…第１面接続用超電導線材、４…第２面接続用超電導線材（第２面中継接続体）、５…隙間、６…第２面中継接続体、１０，２０，３０，４０…基材、１２，２２，３２，４２…酸化物超電導層、１３，２３，３３，４３…安定化層、５１，５２，５３，５４・・・接合領域、５１Ａ，５２Ａ，５３Ａ，５４Ａ・・・接合部。

Claims (6)

  1. 　それぞれ、テープ状の第一基材に順次積層された第一酸化物超電導層と第一安定化層とを有し、先端面同士が対向するように配置された一対の酸化物超電導線材と、
    　テープ状の第二基材に順次積層された第二酸化物超電導層と第二安定化層とを有し、前記一対の酸化物超電導線材を中継接続する第１面接続用超電導線材と、
    　前記一対の酸化物超電導線材を中継接続する第２面中継接続体と、
    　を備え、　
    　前記第１面接続用超電導線材は、前記第二安定化層が前記一対の酸化物超電導線材の前記第一安定化層に対向するように、前記一対の酸化物超電導線材に接合され、
    　前記第２面中継接続体は、前記一対の酸化物超電導線材の前記第一基材に対向するように前記一対の酸化物超電導線材に接合され、
    　前記第２面中継接続体と前記一対の酸化物超電導線材との接合部における引張強度は、前記第１面接続用超電導線材と前記一対の酸化物超電導線材との接合部における引張強度より高い、酸化物超電導線材の接続構造体。
  2. 　前記第２面中継接続体は、前記一対の酸化物超電導線材の長さ方向において前記第１面接続用超電導線材より長く形成され、
    　前記一対の酸化物超電導線材の長さ方向において、前記一対の酸化物超電導線材に対する前記第２面中継接続体の接合領域の両端部は、前記一対の酸化物超電導線材に対する前記第１面接続用超電導線材の接合領域の両端部よりも外側に位置している、請求項１に記載の酸化物超電導線材の接続構造体。
  3. 　前記第２面中継接続体は、テープ状の第三基材に順次積層された第三酸化物超電導層と第三安定化層とを有する酸化物超電導線材である、請求項１または２に記載の酸化物超電導線材の接続構造体。
  4. 　前記第２面中継接続体は、単層構造の金属層である、請求項１または２に記載の酸化物超電導線材の接続構造体。
  5. 　前記一対の酸化物超電導線材の先端面は、隙間をあけて対向させて配置されている、請求項１～４のうちいずれか１項に記載の酸化物超電導線材の接続構造体。
  6. 　テープ状の第一基材に順次積層された第一酸化物超電導層と第一安定化層と有する一対の酸化物超電導線材と、テープ状の第二基材に順次積層された第二酸化物超電導層と第二安定化層とを有する第１面接続用超電導線材と、第２面中継接続体とを用意し、
    　前記一対の酸化物超電導線材を、先端面どうしを対向させて配置し、
    　前記第１面接続用超電導線材を、前記第二安定化層を前記一対の酸化物超電導線材の前記第一安定化層に対向するように、前記一対の酸化物超電導線材に接合し、
    　前記第２面中継接続体を、前記一対の酸化物超電導線材の前記第一基材に対向するように前記一対の酸化物超電導線材に接合し、
    　前記第１面接続用超電導線材と前記第２面中継接続体とを前記一対の酸化物超電導線材に接合する際に、前記第２面中継接続体と前記一対の酸化物超電導線材との接合部における引張強度を、前記第１面接続用超電導線材と前記一対の酸化物超電導線材との接合部における引張強度より高くする、酸化物超電導線材の接続構造体の製造方法。
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