WO2017081762A1 - 超電導線材 - Google Patents

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WO2017081762A1
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material layer
superconducting
substrate
superconducting material
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PCT/JP2015/081706
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高史 山口
永石　竜起
昌也 小西
健司 山名
本井　見二
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住友電気工業株式会社
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    • H01B12/02—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines characterised by their form
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    • H—ELECTRICITY
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    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Definitions

  • 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 has a laminated structure in which a ceramic layer composed of an intermediate layer and a superconducting material layer is formed on a metal substrate.
  • stress from the metal substrate acts on the ceramic layer due to a difference in thermal expansion coefficient between the metal substrate and the ceramic layer.
  • the ceramic layer cannot follow the stress, the bonding strength at the interface between the metal substrate and the ceramic layer is lowered, and as a result, there is a problem that local peeling occurs at the edge portion of the ceramic layer. . Thereby, a part of the superconducting material layer is easily damaged or deformed, and as a result, superconducting characteristics are deteriorated.
  • An object of the present invention is to provide a superconducting wire having stable superconducting characteristics by suppressing local peeling of the superconducting material layer.
  • a superconducting wire according to one aspect of the present invention is disposed on a substrate including a first main surface and a second main surface located on the opposite side of the first main surface, and on the first main surface of the substrate. And a superconducting material layer formed. In at least a part of the direction in which the superconducting wire extends, the superconducting material layer is provided so as to cover the side surface of the substrate and at least a part of the second main surface in the width direction of the substrate. The thickness of the superconducting material layer located on the first main surface changes in the width direction. The maximum thickness of the superconducting material layer located on the second main surface is smaller than the maximum thickness of the superconducting material layer located on the first main surface.
  • the superconducting wire having the superconducting material layer formed on the substrate local peeling of the superconducting material layer can be suppressed. Thereby, a superconducting wire having stable superconducting characteristics can be realized.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a superconducting wire according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a stacked body according to Embodiment 1.
  • FIG. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the structure of the laminated body of the superconducting wire which concerns on a comparative example.
  • 3 is a flowchart showing a method for manufacturing a superconducting wire according to the first embodiment.
  • 5 is a schematic cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the superconducting wire according to Embodiment 1.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the superconducting wire according to Embodiment 1.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the superconducting wire according to Embodiment 1.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the superconducting wire according to Embodiment 1.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the superconducting wire according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a superconducting wire according to a first modification of Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a superconducting wire according to a second modification of the first embodiment.
  • 6 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a superconducting wire according to Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a superconducting wire according to Embodiment 3.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a superconducting wire according to Embodiment 4.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a method for manufacturing a superconducting wire according to a fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a superconducting wire according to a fifth embodiment. 10 is a flowchart showing a method for manufacturing a superconducting wire according to a fifth embodiment. It is a figure which shows typically the structure of the slitter used for a thin wire
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing a superconducting wire according to the fifth embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a superconducting wire according to a modification of the fifth embodiment.
  • a superconducting wire 10 (see FIG. 1) according to an aspect of the present invention includes a substrate 1 and a superconducting material layer 5.
  • the substrate 1 includes a first main surface 1a and a second main surface 1b located on the opposite side of the first main surface 1a.
  • Superconducting material layer 5 is disposed on first main surface 1a of the substrate.
  • the superconducting material layer 5 includes the side surface (at least one of the first side surface 1c and the second side surface 1d) and the second side in the width direction of the substrate 1. It is provided so as to cover at least a part of main surface 1b.
  • the thickness of the superconducting material layer 5 located on the first main surface 1a changes in the width direction.
  • the maximum thickness T2 of superconducting material layer 5 located on second main surface 1b of substrate 1 is smaller than the maximum thickness T1 of superconducting material layer 5 located on first main surface 1a.
  • the superconducting material layer 5 is formed so as to cover the first main surface 1a of the substrate 1 and at least a part of the side surface of the substrate 1 and the second main surface 1b. Therefore, the bonding strength between the substrate 1 and the superconducting material layer 5 can be increased at the end in the width direction of the substrate 1. Thereby, since generation
  • the strength of the superconducting material layer 5 located on the second main surface 1b is the strength of the superconducting material layer 5 located on the first main surface 1a. Smaller than Thereby, with respect to the stress applied to the superconducting material layer 5, the superconducting material layer 5 located on the second main surface 1b may be broken before the superconducting material layer 5 located on the first main surface 1a. As a result, as a result, the superconducting material layer 5 located on the first main surface 1a is preferentially protected from damage and deformation with respect to the superconducting material layer 5 located on the second main surface 1b. be able to.
  • the superconducting material layer 5 located on the first main surface 1a is a main part of the path through which the superconducting current flows, this part is preferentially protected, thereby deteriorating the superconducting characteristics in the superconducting wire 10. It can be effectively suppressed. As a result, the superconducting wire 10 having stable superconducting characteristics can be realized.
  • the superconducting wire 10 further includes an intermediate layer 3 disposed between the first main surface 1 a of the substrate 1 and the superconducting material layer 5.
  • intermediate layer 3 is provided so as to cover the side surface of substrate 1 and at least a part of second main surface 1b.
  • the maximum thickness T4 of the intermediate layer 3 located on the second main surface 1b is smaller than the maximum thickness T3 of the intermediate layer 3 located on the first main surface 1a (see FIG. 8).
  • the bonding strength between the substrate 1 and the intermediate layer 3 can be increased at the end in the width direction of the substrate 1, it is possible to suppress the intermediate layer 3 from being peeled from the substrate 1. Therefore, occurrence of peeling of the superconducting material layer 5 due to peeling of the intermediate layer 3 can be suppressed.
  • the maximum thickness T4 smaller than the maximum thickness T3
  • the strength of the intermediate layer 3 positioned on the second main surface 1b is compared with the strength of the intermediate layer 3 positioned on the first main surface 1a. Become smaller. Thereby, with respect to the stress applied to the intermediate layer 3, the possibility that the intermediate layer 3 positioned on the second main surface 1b will be broken before the intermediate layer 3 positioned on the first main surface 1a is increased.
  • the intermediate layer 3 and the superconducting material layer 5 located on the first main surface 1a are preferentially damaged or deformed with respect to the intermediate layer 3 and the superconducting material layer 5 located on the second main surface 1b. Can be protected from.
  • the superconducting wire 10 further includes a protective layer 7 formed on the superconducting material layer 5.
  • protective layer 7 is provided so as to cover the side surface of substrate 1 and at least a part of second main surface 1b.
  • the maximum thickness T6 of the protective layer 7 located on the second main surface 1b is smaller than the maximum thickness T5 of the protective layer 7 located on the first main surface 1a.
  • the protective layer 7 can be formed so as to cover the side surface of the substrate 1 and the superconducting material layer 5 covering at least part of the second main surface 1b, the superconducting material layer 5 is protected, This can contribute to prevention of peeling of the superconducting material layer 5.
  • the maximum thickness T6 smaller than the maximum thickness T5
  • the superconducting material layer 5 and the protective layer 7 located on the second main surface 1b are superconducting material layer 5 located on the first main surface 1a.
  • strength also becomes small. Thereby, the possibility that the superconducting material layer 5 located on the second main surface 1b will be broken before the superconducting material layer 5 located on the first main surface 1a is not hindered.
  • the thickness of the superconducting material layer 5 located on the first main surface 1a is such that the thickness of the central portion in the width direction is the thickness of at least one end in the width direction. It changes in the width direction so that it becomes larger. Also in such a superconducting wire 10, it is possible to suppress the occurrence of local peeling of the superconducting material layer 5, and thus it is possible to suppress deterioration of superconducting characteristics in the superconducting wire 10. As a result, stable superconducting characteristics can be realized.
  • the thickness of the superconducting material layer 5 located on the first main surface 1a is such that the thickness of at least one end in the width direction is the thickness of the center in the width direction. It changes in the width direction so that it becomes larger. Also in such a superconducting wire 10, it is possible to suppress the occurrence of local peeling of the superconducting material layer 5, and thus it is possible to suppress deterioration of superconducting characteristics in the superconducting wire 10. As a result, stable superconducting characteristics can be realized.
  • the superconducting material layer 5 is provided directly or indirectly on the first main surface 1 a of the substrate 1.
  • being indirectly provided on the first main surface 1a means that the intermediate layer 3 and other layers are interposed between the first main surface 1a and the superconducting material layer 5.
  • substrate 1 and superconducting Since the bonding strength with the material layer 5 can be increased, the occurrence of local peeling of the superconducting material layer 5 can be suppressed.
  • the first main surface 1a of the substrate 1 includes a curved portion. Therefore, since the surface area of the first main surface 1a is increased as compared with the substrate 1 having the flat first main surface 1a, the bonding strength between the first main surface 1a and the superconducting material layer 5 can be further increased. it can. Therefore, the occurrence of peeling of the superconducting material layer 5 can be strongly suppressed.
  • the curved portion is located at the end of the substrate 1 in the width direction of the first main surface 1a. In this way, the followability of the superconducting material layer 5 to the contraction of the substrate 1 can be improved at the end in the width direction of the first main surface 1a, so that the occurrence of peeling of the superconducting material layer 5 can be suppressed. .
  • the superconducting material layer 5 is made of an oxide superconducting material. Therefore, since local peeling of the oxide superconducting material layer can be suppressed, an oxide superconducting wire having stable superconducting characteristics can be realized.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the superconducting wire according to the first embodiment.
  • 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 1a and a second main surface 1b. Second main surface 1b is located on the side opposite to first main surface 1a.
  • the substrate 1 further includes a first side surface 1c and a second side surface 1d facing the first side surface 1c.
  • 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.
  • 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 1 a 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 1a 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 laminated body 20 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 20, that is, to cover substantially the entire outermost surface of the stacked body 20.
  • 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.
  • 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.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the laminate 20 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 shows a cross section cut in a direction crossing the extending direction of the superconducting wire 10 according to the first embodiment.
  • the superconducting material layer 5 is provided so as to cover at least a part of the side surface in the width direction (left-right direction in FIG. 2) of the substrate 1 and the second main surface 1b. .
  • the superconducting material layer 5 has one end in the width direction extending from the first side surface 1c to a part of the second main surface 1b. And the other end in the width direction extends from the second side surface 1d to a part of the second main surface 1b. These two end portions are separated from each other on the second main surface 1b. That is, the superconducting material layer 5 is provided so as to cover the entire area of the first main surface 1a and the side surfaces 1c and 1d of the substrate 1 and a part of the second main surface 1b.
  • the bonding strength between the substrate 1 and the superconducting material layer 5 is increased as compared with the conventional superconducting wire in which the superconducting material layer 5 covers only the first main surface 1a of the substrate 1. be able to.
  • the metal substrate and the superconducting material layer are caused by the difference in thermal expansion coefficient between the metal and the ceramic. Stress is generated between the two. Specifically, when the superconducting wire is cooled, each layer of the wire contracts. At this time, since the superconducting material layer has a smaller thermal expansion coefficient than the metal substrate, it cannot follow the shrinkage of the metal substrate and receives stress. As a result, in the conventional superconducting wire, the superconducting material layer may be peeled off particularly at the end in the width direction of the substrate.
  • the intermediate layer is a ceramic layer, and therefore, at the end in the width direction of the substrate, the intermediate layer is the same as the superconducting material layer. Peeling may occur. When peeling occurs in the superconducting material layer or the intermediate layer as described above, the superconducting material layer is likely to be damaged or deformed, and as a result, the superconducting characteristics may be deteriorated.
  • the superconducting material layer 5 is formed so as to extend from the side surfaces 1c and 1d of the substrate 1 to at least a part of the second main surface 1b. In this way, since the bonding area between the substrate 1 and the superconducting material layer 5 can be increased as compared with the conventional superconducting wire, the bonding strength between the substrate 1 and the superconducting material layer 5 can be increased. Thereby, since the followability of the superconducting material layer 5 to the contraction of the substrate 1 is improved when the superconducting wire 10 is cooled, the superconducting material layer 5 can be prevented from peeling off from the substrate 1. As a result, the superconducting material layer 5 can be prevented from being damaged or deformed, so that deterioration of the superconducting characteristics in the superconducting wire 10 can be suppressed.
  • the intermediate layer 3 is provided so as to cover the entire area of the first main surface 1a and the side surfaces 1c and 1d of the substrate 1 and a part of the second main surface 1b. It has been. According to this, since the bonding strength between the substrate 1 and the intermediate layer 3 can be increased similarly to the superconducting material layer 5, it is possible to suppress the intermediate layer 3 from being peeled from the substrate 1. Therefore, occurrence of peeling of the superconducting material layer 5 due to peeling of the intermediate layer 3 can be suppressed. As shown in FIG. 2, the superconducting material layer 5 preferably covers the end of the intermediate layer 3 in the width direction. Thereby, peeling of the intermediate
  • the protective layer 7 covers the whole area of the first main surface 1a and the side surfaces 1c and 1d of the substrate 1 and also covers a part of the second main surface 1b. Is provided. In this way, since the protective layer 7 can be formed so as to cover the superconducting material layer 5 covering the side surfaces 1c, 1d and the second main surface 1b of the substrate 1, the superconducting material layer 5 is protected and superconducting This can contribute to prevention of peeling of the material layer 5. As shown in FIG. 2, it is preferable that the protective layer 7 covers the end of the superconducting material layer 5 in the width direction. Thereby, peeling of the superconducting material layer 5 can be further suppressed.
  • the superconducting wire 10 extends in a portion where the superconducting material layer 5, the intermediate layer 3, and the protective layer 7 cover at least a part of the second main surface 1b. If it exists in at least a part of the direction (longitudinal direction) to be performed, the bonding strength between the substrate 1 and the superconducting material layer 5 and the intermediate layer 3 can be increased.
  • the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5, and the protective layer 7 located on the first main surface 1a have cross-sectional shapes such that the central portion in the width direction protrudes. . That is, the upper surfaces of the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5, and the protective layer 7 are curved outwardly convex. Therefore, each of the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5, and the protective layer 7 located on the first main surface 1a changes in the width direction. In the example of FIG. 2, the curved top is located at the substantially central portion in the width direction of each upper surface. Therefore, each of the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5, and the protective layer 7 has a thickness in the center portion in the width direction that is larger than the thickness in the end portion in the width direction.
  • T2 is smaller than T1 (T2 ⁇ T1).
  • the strength of the superconducting material layer 5 located on the second major surface 1b becomes smaller than the strength of the superconducting material layer 5 located on the first major surface 1a. Therefore, when the superconducting material layer 5 receives stress from the substrate 1, the superconducting material layer 5 positioned on the second main surface 1b precedes the superconducting material layer 5 positioned on the first main surface 1a. The possibility of breaking increases. As a result, the superconducting material layer 5 positioned on the first main surface 1a is preferentially protected against the stress applied to the superconducting material layer 5.
  • the superconducting material layer 5 located on the first main surface 1a is a main part of the path through which the superconducting current flows, this part is protected preferentially, thereby effectively suppressing deterioration of the superconducting characteristics. It becomes possible to do.
  • the ratio of T2 to T1 (T2 / T1) is preferably 0.1% or more and 95% or less. If the ratio is 95% or less, the strength of the superconducting material layer 5 located on the second major surface 1b is surely made smaller than the strength of the superconducting material layer 5 located on the first major surface 1a. Therefore, the above-described effects can be sufficiently exhibited. On the other hand, if the ratio is less than 0.1%, sufficient bonding strength cannot be maintained between the substrate 1 and the superconducting material layer 5 on the second main surface 1b, and the above-described effects may not be sufficiently exhibited. There is.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the laminate in the superconducting wire according to the comparative example.
  • FIG. 3 shows a cross section cut in a direction crossing the extending direction of the superconducting wire according to the comparative example.
  • the laminate 200 according to the comparative example has basically the same configuration as the laminate 20 shown in FIG. 2. However, in the laminated body 200, the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5, and the protective layer 7 are provided so as to cover the first main surface 1a of the substrate 1 and part of the side surfaces 1c and 1d. This is different from the laminate 20 shown in FIG.
  • the stacked body 20 shown in FIG. 2 has a larger bonding area between the substrate 1 and the superconducting material layer 5 and a bonding area between the substrate 1 and the intermediate layer 3.
  • the substrate 1 contracts not only in the width direction but also in the thickness direction during cooling.
  • the laminated body 20 shown in FIG. 2 since the superconducting material layer 5 and the intermediate layer 3 extend to the second main surface 1b, it is good not only for shrinkage in the width direction but also for shrinkage in the thickness direction. Can exhibit excellent follow-up performance.
  • the superconducting material layer 5 and the intermediate layer 3 positioned on the side surfaces 1c and 1d can follow the shrinkage in the width direction of the substrate 1, but follow the shrinkage in the thickness direction of the substrate 1. Is considered inferior.
  • the end portion in the width direction of the superconducting material layer 5 has a U-shape when viewed in cross section. Therefore, the end portion in the width direction of the superconducting material layer 5 is substantially hooked on the second main surface 1b. In this state, the end portion functions as a claw for fixing the superconducting material layer 5 to the substrate 1 structurally. As a result, a structure with improved resistance to stress from the substrate 1 can be realized as compared with the comparative example.
  • the superconducting wire 10 according to Embodiment 1 can more strongly suppress the superconducting material layer 5 and the intermediate layer 3 from being peeled from the substrate 1 as compared with the superconducting wire according to the comparative example.
  • the intermediate layer 3 and the superconducting material layer 5 covering the side surface of the substrate 1 and at least a part of the second main surface 1b are, as shown in FIG. 1 and FIG.
  • the first side surface 1c and the second side surface 1d may be formed so as to cover both, or only one of the first side surface 1c and the second side surface 1d may be formed.
  • the intermediate layer 3 and the superconducting material layer 5 may be provided so as to cover at least one of the first side surface 1c and the second side surface 1d and at least a part of the second main surface 1b.
  • the bonding strength between the substrate 1, the intermediate layer 3, and the superconducting material layer 5 can be increased as compared with the conventional superconducting wire and the comparative example (FIG. 3).
  • FIG. 4 is a flowchart showing a method of manufacturing a superconducting wire according to the first embodiment.
  • the present embodiment will be described by taking as an example a method of manufacturing the superconducting wire 10 using the substrate 1 processed into a thin wire with a width of 4 mm.
  • a substrate preparation step (S10) is first performed. Specifically, referring to FIG. 5, a substrate 1 made of an oriented metal substrate and having a tape shape with a desired width (for example, 4 mm width) is prepared.
  • the substrate 1 includes a first main surface 1a, a second main surface 1b positioned on the opposite side of the first main surface 1a, a first side surface 1c, and a second surface facing the first side surface 1c. Side surface 1d.
  • 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. 4) for forming the intermediate layer 3 on the substrate 1 is performed. Specifically, referring to FIG. 6, intermediate layer 3 is formed on first main surface 1 a 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. 4) for forming the superconducting material layer 5 on the intermediate layer 3 is performed.
  • an RE-123-based oxide superconductor is formed on the main surface opposite to the main surface facing intermediate substrate 3 (upper main surface in FIG. 7).
  • a superconducting material layer 5 is formed.
  • any film forming method can be used.
  • the superconductive material layer 5 is formed by a vapor phase method and a liquid phase method, or a combination thereof. 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. 4) 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 (upper main surface in FIG. 8) opposite to intermediate layer 3 of superconducting material layer 5.
  • 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 stabilization layer forming step for forming the stabilization layer 9 around the stacked body 20 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 20, that is, to cover almost the entire outermost surface of the stacked body 20. It is formed by a plating method.
  • T4 is preferably smaller than T3 (T4 ⁇ T3).
  • the strength of the intermediate layer 3 positioned on the second main surface 1b becomes smaller than the strength of the intermediate layer 3 positioned on the first main surface 1a. Therefore, when the intermediate layer 3 receives stress from the substrate 1, the intermediate layer 3 positioned on the second main surface 1b may be broken before the intermediate layer 3 positioned on the first main surface 1a. Becomes higher. As a result, the intermediate layer 3 positioned on the first main surface 1a is preferentially protected against the stress applied to the intermediate layer 3, and as a result, on the first main surface 1a. It is possible to preferentially protect the superconducting material layer 5 positioned from damage or deformation.
  • T6 is It is preferably smaller than T5 (T6 ⁇ T5).
  • the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5 and the protective layer 7 located on the second main surface 1b become the intermediate layer 3 and the superconducting material located on the first main surface 1a.
  • strength also becomes small.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the superconducting wire 10A according to the first modification of the first embodiment.
  • FIG. 9 shows a cross section cut in a direction crossing the extending direction of the superconducting wire 10A.
  • superconducting wire 10 ⁇ / b> A basically has the same structure as superconducting wire 10 shown in FIG. 1, but the shape of stabilization layer 9 is different from that of superconducting wire 10. ing.
  • the thickness of stabilization layer 9 located on the width direction end portion of first main surface 1a of substrate 1 is the stabilization layer located on the width direction center portion of first main surface 1a.
  • the thickness is larger than 9.
  • substrate 1 is larger than the thickness of the stabilization layer 9 located on the width direction center part of the 2nd main surface 1b. Is also getting bigger.
  • the intermediate layer 3 and the superconducting material layer 5 are formed to extend from the side surfaces 1c and 1d of the substrate 1 to a part of the second main surface 1b. Further, the maximum thickness T2 of the superconducting material layer 5 located on the second main surface 1b is smaller than the maximum thickness T1 of the superconducting material layer 5 located on the first main surface 1a. Furthermore, the maximum thicknesses of the intermediate layer 3 and the protective layer 7 positioned on the second main surface 1b are smaller than the maximum thicknesses of the intermediate layer 3 and the protective layer 7 positioned on the first main surface 1a, respectively. Yes. For this reason, 10 A of superconducting wires can acquire the effect similar to the superconducting wire 10 shown in FIG.
  • the method of manufacturing the superconducting wire 10A has basically the same configuration as the method of manufacturing the superconducting wire according to Embodiment 1 described with reference to FIGS.
  • the film forming conditions in the stabilizing layer forming step (S50 in FIG. 4) are different from those in the first embodiment.
  • the stabilization layer 9 is formed using the electroplating method so as to cover the outer periphery of the stacked body 20, the plating layer covering the corner portion is thick because current tends to concentrate on the corner portion of the stacked body 20.
  • the stabilization layer 9 shown in FIG. 9 can be formed.
  • a superconducting wire 10A is obtained.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the superconducting wire 10B according to the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 10 shows a cross section cut in a direction crossing the extending direction of the superconducting wire 10B.
  • superconducting wire 10B according to the second modification basically has the same structure as superconducting wire 10 shown in FIG. 1, but the structure of laminate 20 is the laminate shown in FIG. 2. It is different from the body 20.
  • a protective layer 7 located on the second main surface 1b is provided so as to cover the entire second main surface 1b. Also in the superconducting wire 10B, the intermediate layer 3 and the superconducting material layer 5 are formed so as to extend from the side surfaces 1c and 1d of the substrate 1 to a part of the second main surface 1b. Further, the maximum thickness T2 of the superconducting material layer 5 located on the second main surface 1b is smaller than the maximum thickness T1 of the superconducting material layer 5 located on the first main surface 1a.
  • the maximum thicknesses of the intermediate layer 3 and the protective layer 7 positioned on the second main surface 1b are smaller than the maximum thicknesses of the intermediate layer 3 and the protective layer 7 positioned on the first main surface 1a, respectively. Yes.
  • the superconducting wire 10B can obtain the same effect as the superconducting wire 10 shown in FIG.
  • the method for manufacturing the superconducting wire 10B has basically the same configuration as the method for manufacturing the superconducting wire according to Embodiment 1 described with reference to FIGS.
  • the film forming conditions in the protective layer forming step are different from those in the first embodiment.
  • the protective layer 7 is formed on the main surface opposite to the main surface facing the intermediate layer 3 of the superconducting material layer 5 by using an electroplating method, the entire second main surface 1b is plated.
  • the protective layer 7 shown in FIG. 10 can be formed.
  • a superconducting wire 10B is obtained.
  • the portion where the superconducting material layer 5 covers a part of the second main surface 1b exists in at least a part of the longitudinal direction of the superconducting wire.
  • the bonding strength between the substrate 1 and the superconducting material layer 5 can be increased.
  • the portion where the intermediate layer 3 covers a part of the second main surface 1b and the portion where the protective layer 7 covers at least a part of the second main surface 1b are at least in the longitudinal direction of the superconducting wire. It only has to exist in part.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a superconducting wire 10C according to the second embodiment.
  • FIG. 11 shows a cross section cut in a direction crossing the extending direction of the superconducting wire 10C.
  • superconducting wire 10C according to Embodiment 2 basically has the same structure as superconducting wire 10 shown in FIG. 1, but the structure of laminated body 20 is the laminated structure shown in FIG. It is different from the body 20.
  • the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5 and the protective layer 7 located on the first main surface 1a are protruded at both ends in the width direction, and as a result, the central portion in the width direction faces the substrate 1 side.
  • the cross-sectional shape is recessed. That is, the upper surfaces of the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5 and the protective layer 7 are concavely curved on the substrate 1 side. Therefore, each of the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5, and the protective layer 7 located on the first main surface 1a changes in the width direction.
  • each of the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5, and the protective layer 7 has a thickness at the end in the width direction that is greater than the thickness at the center in the width direction.
  • the maximum thickness T2 of superconducting material layer 5 located on second main surface 1b is smaller than the maximum thickness T1 of superconducting material layer 5 located on first main surface 1a.
  • the maximum thicknesses of the intermediate layer 3 and the protective layer 7 positioned on the second main surface 1b are smaller than the maximum thicknesses of the intermediate layer 3 and the protective layer 7 positioned on the first main surface 1a, respectively. Yes. For this reason, the superconducting wire 10C can obtain the same effects as the superconducting wire 10 shown in FIG.
  • the method for manufacturing the superconducting wire 10C has basically the same configuration as the method for manufacturing the superconducting wire according to Embodiment 1 described with reference to FIGS. However, the respective film forming conditions of the intermediate layer forming step (S20 in FIG. 4 and FIG. 6), the superconducting material layer forming step (S30 and FIG. 7 in FIG. 4), and the protective layer forming step (S40 and FIG. 8 in FIG. 4). Is different from the first embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the superconducting wire 10D according to the third embodiment.
  • FIG. 12 shows a cross section cut in a direction crossing the extending direction of the superconducting wire 10D.
  • superconducting wire 10D according to Embodiment 3 basically has the same structure as superconducting wire 10 shown in FIG. 1, but the structure of laminate 20 is the laminate shown in FIG. It is different from the body 20.
  • the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5, and the protective layer 7 located on the second main surface 1b are provided so as to cover the entire second main surface 1b.
  • the maximum thickness T2 of superconducting material layer 5 located on second main surface 1b is smaller than the maximum thickness T1 of superconducting material layer 5 located on first main surface 1a.
  • the maximum thicknesses of the intermediate layer 3 and the protective layer 7 positioned on the second main surface 1b are smaller than the maximum thicknesses of the intermediate layer 3 and the protective layer 7 positioned on the first main surface 1a, respectively. Yes.
  • the superconducting wire 10D can obtain the same effect as the superconducting wire 10 shown in FIG.
  • the bonding strength between the substrate 1 and the superconducting material layer 5 is as long as the portion where the superconducting material layer 5 covers the entire second main surface 1b is present in at least part of the longitudinal direction of the superconducting wire 10D. Can be increased. Further, the portion in which the intermediate layer 3 covers the entire second main surface 1b and the portion in which the protective layer 7 covers the entire second main surface 1b are at least a part in the longitudinal direction of the superconducting wire 10D. As long as it exists.
  • the manufacturing method of the superconducting wire 10D has basically the same configuration as the manufacturing method of the superconducting wire according to the first embodiment described with reference to FIGS. However, the film forming conditions of the intermediate layer forming step (S20 in FIG. 4 and FIG. 6), the superconducting material layer forming step (S30 and FIG. 7 in FIG. 4), and the protective layer forming step (S40 and FIG. 8 in FIG. 4) This is different from Form 1.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the laminate in superconducting wire 10E according to Embodiment 4.
  • FIG. 13 shows a cross section cut in a direction crossing the extending direction of the superconducting wire 10E.
  • superconducting wire 10E according to Embodiment 4 basically has the same structure as that of superconducting wire 10 shown in FIG. 1, but the structure of laminate 20 is the laminate shown in FIG. It is different from the body 20.
  • intermediate layer 3 superconducting material layer 5 and protective layer 7 cover the entire area of first main surface 1a and first side surface 1c of substrate 1, and part of second main surface 1b. It is provided so as to cover.
  • the second side surface 1 d of the substrate 1 is not covered with the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5, and the protective layer 7.
  • the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5 and the protective layer 7 located on the first main surface 1a have cross-sectional shapes such that one end in the width direction protrudes. That is, the upper surfaces of the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5, and the protective layer 7 are curved outwardly convex. Therefore, each of the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5, and the protective layer 7 located on the first main surface 1a changes in the width direction.
  • each of the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5, and the protective layer 7 has a thickness at one end in the width direction that is greater than the thickness at the other end.
  • the maximum thickness T2 of superconducting material layer 5 located on second main surface 1b is smaller than the maximum thickness T1 of superconducting material layer 5 located on first main surface 1a.
  • the maximum thicknesses of the intermediate layer 3 and the protective layer 7 positioned on the second main surface 1b are smaller than the maximum thicknesses of the intermediate layer 3 and the protective layer 7 positioned on the first main surface 1a, respectively. Yes. For this reason, the superconducting wire 10E can obtain the same effect as the superconducting wire 10 shown in FIG.
  • FIG. 14 is a flowchart showing a method of manufacturing a superconducting wire according to the fourth embodiment.
  • the superconducting wire manufacturing method according to the fourth embodiment has basically the same configuration as the superconducting wire manufacturing method according to the first embodiment described with reference to FIGS. is doing. However, it differs from the first embodiment in that it has a fine wire processing step.
  • a substrate preparation step (S10) is performed. Specifically, a substrate 1 made of an oriented metal substrate and having a wide tape shape is prepared.
  • the width of the substrate 1 at this time can be, for example, about twice as large as the width of the substrate 1 (for example, 4 mm width) in the superconducting wire 10E (for example, 8 mm width).
  • an intermediate layer forming step (S20), a superconducting material layer forming step (S30), and a protective layer forming step (S40) are formed in this order on the wide substrate 1.
  • the intermediate layer forming step, the superconducting material layer forming step, and the protective layer forming step are performed in the same manner as in the first embodiment. By performing the above steps, a wide laminate 20 is formed.
  • a thin wire processing step (S60) for cutting the wide laminate 20 into a predetermined width for example, 4 mm width
  • a predetermined width for example, 4 mm width
  • the laminate is thinned to a width of 4 mm by performing mechanical slitting that mechanically cuts the laminate of 8 mm width using a rotary blade.
  • the fine wire processing step (S60) for example, two laminates 20 each having a width of 4 mm are obtained by cutting the laminate 20 having a length in the width direction of about 8 mm into two equal parts in the width direction.
  • the laminate 20 shown in FIG. 13 is one of these.
  • the cut surface can be one end surface in the width direction in each of the two stacked bodies 20.
  • the second side surface 1 d of the substrate 1 is exposed and is not covered with the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5, and the protective layer 7.
  • the laminated body 20 (not shown) which opposes the laminated body 20 shown in FIG. 13 in a cut surface, the 1st side surface 1c of the board
  • the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5, and the protective layer 7 cover the entire area of the first main surface 1a and the second side surface 1d of the substrate 1 and the second main surface 1b. While partly covered, the first side surface 1c is not covered with the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5, and the protective layer 7, but is exposed.
  • the laminate may be thinned by laser processing.
  • the laminated body 20 shown in FIG. 13 can also be obtained by adjusting the processing conditions of the laser processing.
  • a stabilization forming step (S50) for forming the stabilization layer 9 around the laminated body 20 that has been subjected to fine wire processing is performed.
  • the stabilization forming step is performed in the same manner as in the first embodiment. By performing the above steps, the superconducting wire 10E shown in FIG. 13 is manufactured.
  • FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the laminated body in superconducting wire 10F according to the fifth embodiment.
  • FIG. 15 shows a cross section cut in a direction crossing the extending direction of the superconducting wire 10F.
  • superconducting wire 10F according to Embodiment 5 basically has the same structure as that of superconducting wire 10 shown in FIG. 1, but the structure of laminate 20 is the laminate shown in FIG. It is different from the body 20.
  • the first main surface 1a of the substrate 1 has a curved surface convex outward.
  • the top of the curved surface is located at the substantially central portion of the first main surface 1a in the width direction.
  • the end of the curved surface is located at the end of the first main surface 1a in the width direction.
  • An intermediate layer 3, a superconducting material layer 5, and a protective layer 7 are formed along the first main surface 1a.
  • the upper surface of the laminate 20 (the upper surface of the protective layer 7) is also curved outwardly.
  • Each of the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5, and the protective layer 7 has a thickness that changes in the width direction.
  • the maximum thickness T2 of the superconducting material layer 5 located on the second main surface 1b is larger than the maximum thickness T1 of the superconducting material layer 5 located on the first main surface 1a. Is also getting smaller.
  • the surface area of the first main surface 1a can be increased compared to the substrate 1 having the flat first main surface 1a. . Since the intermediate layer 3 and the superconducting material layer 5 are formed so as to cover the entire region of the first main surface 1a having the curved portion, the bonding area between the substrate 1 and the intermediate layer 3, and the substrate 1 and the superconducting material The bonding area with the material layer 5 can be increased. Thereby, the bonding strength between the substrate 1 and the intermediate layer 3 and the bonding strength between the substrate 1 and the superconducting material layer 5 can be further increased.
  • the curved surface portion may be formed over the entire area of the first main surface 1a, or may be partially formed on the first main surface 1a.
  • the curved surface portion may be a curved surface convex outward or a curved surface (concave shape) recessed toward the second main surface 1b.
  • FIG. 16 is a flowchart showing a method of manufacturing a superconducting wire according to the fifth embodiment.
  • the superconducting wire manufacturing method according to the fifth embodiment has basically the same configuration as the superconducting wire manufacturing method according to the first embodiment described with reference to FIGS. is doing. However, it differs from the first embodiment in that it has a fine wire processing step.
  • a substrate preparation step (S10) is performed. Specifically, a substrate 1 made of an oriented metal substrate and having a wide (for example, about 30 mm) tape shape is prepared.
  • a thin wire processing step (S70) for cutting the 30 mm width substrate 1 into a predetermined width for example, 4 mm width
  • a predetermined width for example, 4 mm width
  • the substrate 1 is thinned to a width of 4 mm by performing mechanical slit processing that mechanically cuts the substrate 1 having a width of 30 mm using a rotary blade.
  • FIG. 17 is a diagram schematically showing the configuration of a slitter used in the fine wire processing step.
  • the right side of FIG. 17 shows the configuration of the substrate 1 slit by the slitter 30.
  • 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 side rotating shaft and a lower side rotating shaft can be set arbitrarily.
  • the substrate 1 slit by the rotary blade 31 contacting from the second main surface 1 b side is adjusted by adjusting slit conditions such as the distance between adjacent rotary blades 31 and the overlapping height.
  • the cross-sectional shape is such that the central portion in the width direction of the first main surface 1a protrudes (the first main surface 1a has a convex shape).
  • substrate 1 of a cross-sectional shape as shown in FIG. 18 can be obtained.
  • substrate 1 which the rotary blade 31 contacted and slitted from the 1st main surface 1a side adjusts slit conditions, such as the distance between the adjacent rotary blades 31, and an overlap height, and it is 2nd main.
  • the cross-sectional shape is such that the central portion in the width direction of the surface 1b protrudes (the second main surface 1b has a convex shape).
  • the substrate 1 is cut by shearing using the rotary blades 31 facing each other in the vertical direction.
  • the edge portion is curved according to the direction (slit direction) in which the rotary blade 31 enters. Specifically, at the edge portion of the thin line (substrate 1e) slit from the first main surface 1a side by the upper rotary blade 31, the substrate 1 is curved toward the first main surface 1a side.
  • the substrate 1 is curved to the second main surface 1b side, and as a result, the first The main surface 1a has a convex shape.
  • the width of the rotary blade 31 placed on the first main surface 1a side and the width of the rotary blade 31 put on the second main surface 1b side are the same.
  • a rotary blade 31 corresponding to a predetermined line width (for example, 4 mm width) is used for the rotary blade 31 inserted from the main surface 1b side, and the rotary blade 31 having a narrower width as the rotary blade 31 inserted from the first main surface 1a side. May be used.
  • the number of thin lines obtained by slitting from the second main surface 1b side (the substrate 1 on which the first main surface 1a has a convex shape as shown in FIG. 18) can be increased.
  • an intermediate layer forming step (S20), a superconducting material layer forming step (S30), and a protective layer forming step (S40) are formed in this order on the substrate 1 shown in FIG.
  • the intermediate layer forming step, the superconducting material layer forming step, and the protective layer forming step are performed in the same manner as in the first embodiment.
  • the stacked body 20 shown in FIG. 15 is formed.
  • the stabilization formation process (S50) which forms the stabilization layer 9 around the laminated body 20 is implemented.
  • the stabilization forming step is performed in the same manner as in the first embodiment.
  • the superconducting wire 10F shown in FIG. 15 is manufactured.
  • FIG. 19 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a superconducting wire 10G according to a modification of the fifth embodiment.
  • FIG. 19 shows a cross section cut in a direction intersecting the extending direction of the superconducting wire 10G.
  • a superconducting wire 10G according to the modification basically has the same structure as superconducting wire 10 shown in FIG. 1, but the structure of laminated body 20 is the laminated body 20 shown in FIG. Is different.
  • the superconducting wire 10 ⁇ / b> G a curved portion is provided at the end in the width direction of the substrate 1 on the first main surface 1 a of the substrate 1. Thereby, the 1st main surface 1a becomes the curved surface shape convex outside.
  • Each of the intermediate layer 3, the superconducting material layer 5, and the protective layer 7 has a thickness that changes in the width direction.
  • the maximum thickness T2 of superconducting material layer 5 located on second main surface 1b is smaller than the maximum thickness T1 of superconducting material layer 5 located on first main surface 1a.
  • the maximum thickness of the intermediate layer 3 and the protective layer 7 located on the second main surface 1b is smaller than the maximum thickness of the intermediate layer 3 and the protective layer 7 located on the first main surface 1a.
  • Superconducting wire 10G can be basically obtained by performing steps (S10) to (S70) shown in FIG.
  • steps (S10) to (S70) shown in FIG. In the fine line processing step in the above-described step (S70), the wide substrate 1 is cut to a desired width by laser processing, and then curved at the end in the width direction of the first main surface 1a of the cut substrate 1. Processing for forming the portion may be performed.
  • each of the intermediate layer, the superconducting material layer, and the protective layer is configured such that the superconducting material layer is provided so as to cover at least part of the side surface and the second main surface of the substrate.
  • the configuration covering at least a part of the side surface of the substrate and the second main surface has been exemplified, the present invention is not limited to this embodiment, and the intermediate layer and the superconducting material layer are formed on the side surface of the substrate and the second main surface.
  • a structure covering at least a part a structure in which only the superconducting material layer covers the side surface of the substrate and at least a part of the second main surface, and a superconducting material layer and a protective layer at least on the side surface of the substrate and the second main surface It further includes a structure covering a part.
  • the configuration in which the intermediate layer and the superconducting material layer cover the side surface of the substrate and at least a part of the second main surface is the same as the first main surface also in the side surface of the substrate and the second main surface.
  • the configuration in which the stabilization layer is formed so as to cover the outer periphery of the multilayer body is illustrated, but a configuration in which the stabilization layer is provided at least on the upper surface of the multilayer body may be employed.
  • the outer periphery of the superconducting wire may be covered with an insulating coating layer from the viewpoint of protecting the superconducting wire.

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Abstract

　超電導線材（１０）は基板（１）および超電導材料層（５）を備える。基板（１）は、第１の主面（１ａ）と、第１の主面（１ａ）と反対側の第２の主面（１ｂ）とを含む。超電導材料層（５）は第１の主面（１ａ）上に配置される。超電導線材（１０）が延在する方向の少なくとも一部において、超電導材料層（５）は、基板（１）の幅方向における基板（１）の側面と第２の主面（１ｂ）の少なくとも一部とを覆うように設けられる。第１の主面（１ａ）上に位置する超電導材料層（５）の厚みは幅方向に変化している。第２の主面（１ｂ）上に位置する超電導材料層（５）の最大厚みは、第１の主面（１ａ）上に位置する超電導材料層（５）の最大厚みよりも小さい。

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、金属基板上に、中間層および超電導材料層からなるセラミックス層が形成された積層構造を有している。このような超電導線材を臨界温度にまで冷却する際、上記の積層構造においては、金属基板とセラミックス層との熱膨張係数の違いに起因して、セラミックス層には金属基板からの応力が働く。しかしながら、セラミックス層は応力に追随することができないため、金属基板とセラミックス層との界面における接合強度が低下し、結果として、セラミックス層のエッジ部分に局所的な剥がれが発生するという問題があった。これにより、超電導材料層の一部において破損や変形等が生じ易くなり、結果として、超電導特性の劣化に繋がっていた。
　本発明の目的は、局所的な超電導材料層の剥がれを抑制することにより、安定した超電導特性を有する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、第１の主面と、第１の主面と反対側に位置する第２の主面とを含む基板と、基板の第１の主面上に配置された超電導材料層とを備える。超電導線材が延在する方向の少なくとも一部において、超電導材料層は、基板の幅方向における基板の側面と第２の主面の少なくとも一部とを覆うように設けられる。第１の主面上に位置する超電導材料層の厚みは幅方向に変化している。第２の主面上に位置する超電導材料層の最大厚みは、第１の主面上に位置する超電導材料層の最大厚みよりも小さい。
　上記によれば、基板上に超電導材料層が形成された超電導線材において、局所的な超電導材料層の剥がれを抑制できる。これにより、安定した超電導特性を有する超電導線材を実現することができる。
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に係る積層体の構成を示す断面模式図である。 比較例に係る超電導線材の積層体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概略断面図である。 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概略断面図である。 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概略断面図である。 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概略断面図である。 実施の形態１の第１変形例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の第２変形例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２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３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４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４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５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５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。 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。 実施の形態５に係る超電導線材の製造方法を説明するための概略断面図である。 実施の形態５の変形例に係る超電導線材の構成を示す断面模式図である。
　[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、基板１と、超電導材料層５とを備える。基板１は、第１の主面１ａと、第１の主面１ａと反対側に位置する第２の主面１ｂとを含む。超電導材料層５は、基板の第１の主面１ａ上に配置される。超電導線材１０が延在する方向の少なくとも一部において、超電導材料層５は、基板１の幅方向における基板１の側面（第１の側面１ｃおよび第２の側面１ｄの少なくとも一方）と第２の主面１ｂの少なくとも一部とを覆うように設けられる。第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５の厚みは幅方向に変化している。基板１の第２の主面１ｂ上に位置する超電導材料層５の最大厚みＴ２は、第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５の最大厚みＴ１よりも小さい。
　このようにすれば、超電導材料層５は、基板１の第１の主面１ａを覆うともに、基板１の側面および第２の主面１ｂの少なくとも一部を覆うように形成されている。そのため、基板１の幅方向における端部において、基板１と超電導材料層５との接合強度を高めることができる。これにより、局所的な超電導材料層５の剥がれの発生を抑制できるため、超電導線材１０における超電導特性の劣化を抑制できる。
　また、最大厚みＴ２を最大厚みＴ１よりも小さくすることで、第２の主面１ｂ上に位置する超電導材料層５の強度は、第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５の強度に比べて小さくなる。これにより、超電導材料層５にかかる応力に対して、第２の主面１ｂ上に位置する超電導材料層５が、第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５に先んじて折れる可能性が高まるため、結果的に、第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５を、第２の主面１ｂ上に位置する超電導材料層５に対して優先的に破損や変形から保護することができる。第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５は、超電導電流が流れる経路の主要な部分であるため、この部分が優先的に保護されることで、超電導線材１０における超電導特性の劣化を効果的に抑制できる。この結果、安定した超電導特性を有する超電導線材１０を実現できる。
　（２）上記超電導線材１０は、基板１の第１の主面１ａと超電導材料層５との間に配置された中間層３をさらに備える。超電導線材１０が延在する方向の少なくとも一部において、中間層３は、基板１の側面と第２の主面１ｂの少なくとも一部とを覆うように設けられる。第２の主面１ｂ上に位置する中間層３の最大厚みＴ４は、第１の主面１ａ上に位置する中間層３の最大厚みＴ３よりも小さい（図８参照）。
　このようにすれば、基板１の幅方向における端部において、基板１と中間層３との接合強度を高めることができるため、基板１から中間層３が剥がれることを抑制できる。したがって、中間層３の剥がれに起因する超電導材料層５の剥がれの発生を抑制できる。また、最大厚みＴ４を最大厚みＴ３よりも小さくすることで、第２の主面１ｂ上に位置する中間層３の強度は、第１の主面１ａ上に位置する中間層３の強度に比べて小さくなる。これにより、中間層３にかかる応力に対して、第２の主面１ｂ上に位置する中間層３が、第１の主面１ａ上に位置する中間層３に先んじて折れる可能性が高まる。この結果、第１の主面１ａ上に位置する中間層３および超電導材料層５を、第２の主面１ｂ上に位置する中間層３および超電導材料層５に対して優先的に破損や変形から保護することができる。
　（３）上記超電導線材１０は、超電導材料層５上に形成された保護層７をさらに備える。超電導線材１０が延在する方向の少なくとも一部において、保護層７は、基板１の側面と第２の主面１ｂの少なくとも一部とを覆うように設けられる。第２の主面１ｂ上に位置する保護層７の最大厚みＴ６は、第１の主面１ａ上に位置する保護層７の最大厚みＴ５よりも小さい。
　このようにすれば、基板１の側面および第２の主面１ｂの少なくとも一部を覆っている超電導材料層５を覆うように保護層７を形成できるため、超電導材料層５を保護するとともに、超電導材料層５の剥がれ防止に寄与し得る。また、最大厚みＴ６を最大厚みＴ５よりも小さくすることで、第２の主面１ｂ上に位置する超電導材料層５および保護層７は、第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５および保護層７に比べて、全体の厚みが小さくなるため、強度も小さくなる。これにより、第２の主面１ｂ上に位置する超電導材料層５が、第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５に先んじて折れる可能性を妨げることがない。
　（４）上記超電導線材１０（図１参照）では、第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５の厚みは、幅方向の中央部の厚みが幅方向の少なくとも一方の端部の厚みよりも大きくなるように、幅方向に変化している。このような超電導線材１０においても、局所的な超電導材料層５の剥がれの発生を抑制できるため、超電導線材１０における超電導特性の劣化を抑制できる。この結果、安定した超電導特性を実現できる。
　（５）上記超電導線材１０（図１１参照）では、第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５の厚みは、幅方向の少なくとも一方の端部の厚みが幅方向の中央部の厚みよりも大きくなるように、幅方向に変化している。このような超電導線材１０においても、局所的な超電導材料層５の剥がれの発生を抑制できるため、超電導線材１０における超電導特性の劣化を抑制できる。この結果、安定した超電導特性を実現できる。
　（６）上記超電導線材１０では、超電導線材１０が延在する方向の少なくとも一部において、第２の主面１ｂの幅方向の一方の端部上に位置する超電導材料層５と、第２の主面１ｂの幅方向の他方の端部上に位置する超電導材料層５とは離間している。すなわち、超電導材料層５は、幅方向における一方の端部が第１の側面１ｃ上から第２の主面１ｂの一部上にまで延びるように形成され、かつ、幅方向における他方の端部が、第２の側面１ｄ上から第２の主面１ｂの一部上にまで延びるように形成されている。そして、第２の主面１ｂ上において、超電導材料層５の２つの端部が互いに離間している。このような超電導線材１０においても、局所的な超電導材料層５の剥がれの発生を抑制できるため、超電導線材１０における超電導特性の劣化を抑制できる。この結果、安定した超電導特性を実現できる。
　（７）上記超電導線材１０において、超電導材料層５は、基板１の第１の主面１ａ上に直接的または間接的に設けられている。なお、ここで第１の主面１ａ上に間接的に設けられるとは、第１の主面１ａと超電導材料層５との間に、中間層３その他の層が介在していることを意味する。第１の主面１ａ上に超電導材料層５が直接的に設けられる場合、および、第１の主面１ａ上に超電導材料層５が間接的に設けられる場合のいずれにおいても、基板１と超電導材料層５との接合強度を高めることができるため、局所的な超電導材料層５の剥がれの発生を抑制できる。
　（８）上記超電導線材１０（図１５参照）において、基板１の第１の主面１ａは曲面状の部分を含む。これにより、第１の主面１ａが平坦である基板１に比べて第１の主面１ａの表面積が増えるため、第１の主面１ａと超電導材料層５との接合強度をさらに高めることができる。したがって、超電導材料層５の剥がれの発生を強力に抑制できる。
　（９）上記超電導線材１０（図１９参照）において、上記曲面状の部分は、基板１の第１の主面１ａにおいて基板１の幅方向における端部に位置する。このようにすれば、第１の主面１ａの幅方向端部において、基板１の収縮に対する超電導材料層５の追従性を向上させることができるため、超電導材料層５の剥がれの発生を抑制できる。
　（１０）上記超電導線材１０において、超電導材料層５は、酸化物超電導材料からなる。これにより、局所的な酸化物超電導材料層の剥がれを抑制できるため、安定した超電導特性を有する酸化物超電導線材を実現することができる。
　[本発明の実施形態の詳細]
　以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。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、その説明は繰り返さない。
　＜実施の形態１＞
　（超電導線材の構成）
　図１は、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１ａと、第２の主面１ｂとを有する。第２の主面１ｂは、第１の主面１ａとは反対側に位置する。基板１は、第１の側面１ｃと、第１の側面１ｃと対向する第２の側面１ｄとをさらに有する。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１ａ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１ａ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２０が形成されている。そして、この積層体２０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２０の外周を覆うように、すなわち、積層体２０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２は、実施の形態１に係る積層体２０の構成を示す断面模式図である。図２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。
　実施の形態１に係る積層体２０において、超電導材料層５は、基板１の幅方向（図２の左右方向）における側面および第２の主面１ｂの少なくとも一部を覆うように設けられている。
　具体的には、図２に示した積層体２０では、超電導材料層５は、幅方向における一方の端部が第１の側面１ｃ上から第２の主面１ｂの一部上にまで延びるように形成され、かつ、幅方向における他方の端部が第２の側面１ｄ上から第２の主面１ｂの一部上にまで延びるように形成されている。そして、これら２つの端部は第２の主面１ｂ上で互いに離間している。すなわち、超電導材料層５は、基板１の第１の主面１ａおよび側面１ｃ，１ｄの全域を覆うとともに、第２の主面１ｂの一部を覆うように設けられている。
　このような構成とすることにより、超電導材料層５が基板１の第１の主面１ａのみを覆っている従来の超電導線材と比較して、基板１と超電導材料層５との接合強度を高めることができる。
　詳細には、金属基板上にセラミックス層である超電導材料層が形成された超電導線材を臨界温度まで冷却する際、金属とセラミックスとの熱膨張係数の違いに起因して、金属基板と超電導材料層との間には応力が発生する。具体的には、超電導線材を冷却すると、線材の各層は収縮する。このとき、超電導材料層は、金属基板よりも熱膨張係数が小さいため、金属基板の収縮に追随することができず、応力を受ける。その結果、従来の超電導線材では、特に基板の幅方向における端部において、超電導材料層に剥がれが発生することがあった。
　なお、基板と超電導材料層との間に中間層が介在している超電導線材においても、中間層がセラミックス層であるため、上記超電導材料層と同様、基板の幅方向における端部において、中間層の剥がれが発生することがあった。このように超電導材料層や中間層に剥がれが発生すると、超電導材料層の破損や変形等が生じ易くなるため、結果的に超電導特性が劣化することがあった。
　実施の形態１に係る超電導線材１０では、超電導材料層５が基板１の側面１ｃ，１ｄ上から第２の主面１ｂの少なくとも一部上にまで延びるように形成されている。このようにすれば、従来の超電導線材と比較して、基板１と超電導材料層５との接合面積を増やすことができるため、基板１と超電導材料層５との接合強度を高めることができる。これにより、超電導線材１０の冷却時において基板１の収縮に対する超電導材料層５の追従性が向上するため、基板１から超電導材料層５が剥がれることを抑制できる。この結果、超電導材料層５の破損や変形を防止できるため、超電導線材１０における超電導特性の劣化を抑制できる。
　図２に示した積層体２０ではさらに、中間層３は、基板１の第１の主面１ａおよび側面１ｃ，１ｄの全域を覆うとともに、第２の主面１ｂの一部を覆うように設けられている。これによれば、超電導材料層５と同様に、基板１と中間層３との接合強度を高めることができるため、基板１から中間層３が剥がれることを抑制できる。したがって、中間層３の剥がれに起因する超電導材料層５の剥がれの発生を抑制できる。なお、図２に示すように、超電導材料層５は、中間層３の幅方向における端部を覆っていることが好ましい。これにより、中間層３の剥がれをより抑制できる。
　また、図２に示した積層体２０では、保護層７は、基板１の第１の主面１ａおよび側面１ｃ，１ｄの全域を覆うとともに、第２の主面１ｂの一部を覆うように設けられている。このようにすれば、基板１の側面１ｃ，１ｄおよび第２の主面１ｂを覆っている超電導材料層５を覆うように保護層７を形成できるため、超電導材料層５を保護するとともに、超電導材料層５の剥がれ防止に寄与し得る。なお、図２に示すように、保護層７は、超電導材料層５の幅方向における端部を覆っていることが好ましい。これにより、超電導材料層５の剥がれをより抑制できる。
　なお、本実施の形態１に係る超電導線材１０において、超電導材料層５、中間層３および保護層７が第２の主面１ｂの少なくとも一部を覆っている部分は、超電導線材１０が延在する方向（長手方向）の少なくとも一部において存在していれば、基板１と超電導材料層５および中間層３との接合強度を高めることができる。
　図２に示す積層体２０において、第１の主面１ａ上に位置する中間層３、超電導材料層５および保護層７はそれぞれ、幅方向の中央部が突出するような断面形状となっている。すなわち、中間層３、超電導材料層５および保護層７の上部表面が、外側に凸の曲面状になっている。そのため、第１の主面１ａ上に位置する中間層３、超電導材料層５および保護層７はそれぞれ、厚みが幅方向において変化している。図２の例では、曲面状の頂部が各々の上部表面における幅方向のほぼ中央部に位置する。そのため、中間層３、超電導材料層５および保護層７はそれぞれ、幅方向中央部の厚みが幅方向端部の厚みよりも大きくなっている。
　ここで、積層体２０において、第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５の最大厚みをＴ１とし、第２の主面１ｂ上に位置する超電導材料層５の最大厚みをＴ２とすると、Ｔ２はＴ１よりも小さい（Ｔ２＜Ｔ１）。
　Ｔ２をＴ１よりも小さくすることで、第２の主面１ｂ上に位置する超電導材料層５の強度は、第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５の強度に比べて小さくなる。そのため、超電導材料層５が基板１から応力を受けたときに、第２の主面１ｂ上に位置する超電導材料層５が、第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５に先んじて折れる可能性が高くなる。この結果、超電導材料層５にかかる応力に対して、第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５が優先的に保護されることになる。第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５は、超電導電流が流れる経路の主要な部分であるため、この部分が優先的に保護されることで、超電導特性の劣化を効果的に抑制することが可能となる。
　一方、Ｔ２をＴ１に比べて著しく小さくすると、第２の主面１ｂと超電導材料層５との間で充分な接合強度を保てない可能性がある。このような観点から、Ｔ１に対するＴ２の比率（Ｔ２／Ｔ１）は０．１％以上９５％以下であることが好ましい。上記比率が９５％以下であれば、第２の主面１ｂ上に位置する超電導材料層５の強度を、第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５の強度よりも確実に小さくすることができるため、上述した効果を十分に発揮し得る。一方、上記比率が０．１％未満では、第２の主面１ｂ上において基板１と超電導材料層５との間に十分な接合強度を保てず、上述した効果を十分に発揮できない可能性がある。
　実施の形態１に係る超電導線材１０はさらに、図３に示す比較例に対しても有利な効果を発揮し得る。図３は、比較例に係る超電導線材における積層体の構成を示す断面模式図である。図３は、比較例に係る超電導線材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。
　図３を参照して、比較例に係る積層体２００は、図２に示した積層体２０と基本的に同様の構成を有している。しかし、積層体２００は、中間層３、超電導材料層５および保護層７が基板１の第１の主面１ａと側面１ｃ，１ｄの一部とを覆うように設けられている点で、図２に示した積層体２０とは異なっている。
　すなわち、積層体２００では、超電導材料層５および中間層３が第２の主面１ｂ上にまで延びていない。したがって、積層体２００に比べて、図２に示した積層体２０は、基板１と超電導材料層５との接合面積、および基板１と中間層３との接合面積がともに大きくなっている。
　また、冷却時には基板１が幅方向だけでなく、厚み方向にも収縮すると考えられる。図２に示した積層体２０では、超電導材料層５および中間層３が第２の主面１ｂ上にまで延びているため、幅方向の収縮だけでなく、厚み方向の収縮に対しても良好な追従性を発揮し得る。一方、積層体２００では、側面１ｃ，１ｄ上に位置する超電導材料層５および中間層３によって、基板１の幅方向の収縮に対する追従性が得られるものの、基板１の厚み方向の収縮に対する追従性が劣ると考えられる。
　さらに、図２に示した積層体２０では、その断面視において、超電導材料層５の幅方向における端部がコの字型の形状をしている。そのため、実質的に、超電導材料層５の幅方向の端部が第２の主面１ｂに引っ掛けられた状態となっている。この状態において、当該端部は、構造上超電導材料層５を基板１に固定させるための爪としての働きを有する。その結果、比較例に比べて、基板１からの応力に対する耐性が高められた構造が実現され得る。
　以上の理由により、実施の形態１に係る超電導線材１０は、比較例に係る超電導線材に比べて、基板１から超電導材料層５や中間層３が剥がれることをより強力に抑制できる。
　なお、実施の形態１において、基板１の側面と第２の主面１ｂの少なくとも一部上とを覆う中間層３および超電導材料層５はそれぞれ、図１および図２に示されるように、第１の側面１ｃおよび第２の側面１ｄの両方を覆うように形成されてもよいし、第１の側面１ｃおよび第２の側面１ｄのいずれか一方のみを覆うように形成されてもよい。言い換えれば、第１の側面１ｃおよび第２の側面１ｄの少なくとも一方と第２の主面１ｂの少なくとも一部とを覆うように、中間層３および超電導材料層５が設けられていればよい。いずれの構成においても、従来の超電導線材および比較例（図３）に比べて、基板１と中間層３および超電導材料層５との接合強度を高めることができる。
　（超電導線材の製造方法）
　次に、図４～図８を参照して、実施の形態１に係る超電導線材の製造方法について説明する。
　図４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。以下では、４ｍｍ幅に細線加工された基板１を用いて超電導線材１０を製造する方法を例に挙げ、本実施の形態を説明する。
　図４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５を参照して、配向金属基板からなり、所望の幅（たとえば４ｍｍ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１ａと、第１の主面１ａとは反対側に位置する第２の主面１ｂと、第１の側面１ｃと、第１の側面１ｃに対向する第２の側面１ｄ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４のＳ２０）が実施される。具体的には、図６を参照して、基板１の第１の主面１ａ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４のＳ３０）が実施される。具体的には、図７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７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４のＳ４０）が実施される。具体的には、図８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８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、積層体２０の周囲に安定化層９を形成する安定化層形成工程（図４のＳ５０）が実施される。具体的には、積層体２０の外周を覆うように、すなわち、積層体２０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に示した積層体２０において、第１の主面１ａ上に位置する中間層３の最大厚みをＴ３とし、第２の主面１ｂ上に位置する中間層３の最大厚みをＴ４とすると、Ｔ４はＴ３よりも小さいことが好ましい（Ｔ４＜Ｔ３）。
　Ｔ４をＴ３よりも小さくすることで、第２の主面１ｂ上に位置する中間層３の強度は、第１の主面１ａ上に位置する中間層３の強度に比べて小さくなる。そのため、中間層３が基板１から応力を受けたときに、第２の主面１ｂ上に位置する中間層３が、第１の主面１ａ上に位置する中間層３に先んじて折れる可能性が高くなる。これにより、中間層３にかかる応力に対して、第１の主面１ａ上に位置する中間層３が優先的に保護されることになるため、結果的に、第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５を優先的に破損や変形から保護することができる。
　また、積層体２０において、第１の主面１ａ上に位置する保護層７の最大厚みをＴ５とし、第２の主面１ｂ上に位置する保護層７の最大厚みをＴ６とすると、Ｔ６はＴ５よりも小さいことが好ましい（Ｔ６＜Ｔ５）。
　Ｔ６をＴ５よりも小さくすることで、第２の主面１ｂ上に位置する中間層３、超電導材料層５および保護層７は、第１の主面１ａ上に位置する中間層３、超電導材料層５および保護層７に比べて、全体の厚みが小さくなるため、強度も小さくなる。これにより、第２の主面１ｂ上に位置する超電導材料層５が、第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５に先んじて折れる可能性を妨げることがない。
　（実施の形態１の変形例）
　以下、図９および図１０を参照して、実施の形態１に係る超電導線材の変形例を説明する。
　図９は、実施の形態１の第１変形例に係る超電導線材１０Ａの構成を示す断面模式図である。図９は、超電導線材１０Ａ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。
　図９を参照して、第１変形例に係る超電導線材１０Ａ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、安定化層９の形状が超電導線材１０と異なっている。
　超電導線材１０Ａにおいては、基板１の第１の主面１ａの幅方向端部上に位置する安定化層９の厚みが、第１の主面１ａの幅方向中央部上に位置する安定化層９の厚みよりも大きくなっている。また、基板１の第２の主面１ｂの幅方向端部上に位置する安定化層９の厚みが、第２の主面１ｂの幅方向中央部上に位置する安定化層９の厚みよりも大きくなっている。
　超電導線材１０Ａにおいても、中間層３および超電導材料層５が基板１の側面１ｃ，１ｄ上から第２の主面１ｂの一部上にまで延びるように形成されている。また、第２の主面１ｂ上に位置する超電導材料層５の最大厚みＴ２は、第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５の最大厚みＴ１よりも小さくなっている。さらに、第２の主面１ｂ上に位置する中間層３および保護層７の最大厚みはそれぞれ、第１の主面１ａ上に位置する中間層３および保護層７の最大厚みよりも小さくなっている。このため、超電導線材１０Ａ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。
　超電導線材１０Ａの製造方法は、図４～図８に基づいて説明した実施の形態１に係る超電導線材の製造方法と基本的に同様の構成を有している。ただし、安定化層形成工程（図４のＳ５０）の成膜条件が実施の形態１とは異なっている。たとえば、積層体２０の外周を覆うように、電気めっき法を用いて安定化層９を形成する際、積層体２０の角部分に電流が集中しやすいことで当該角部分を覆うめっき層が厚くなることにより、図９に示した安定化層９を形成することができる。この結果、超電導線材１０Ａを得る。
　図１０は、実施の形態１の第２変形例に係る超電導線材１０Ｂの構成を示す断面模式図である。図１０は、超電導線材１０Ｂ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。
　図１０を参照して、第２変形例に係る超電導線材１０Ｂ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の構造が図２に示した積層体２０と異なっている。
　超電導線材１０Ｂにおいては、第２の主面１ｂ上に位置する保護層７が、第２の主面１ｂの全部を覆うように設けられている。超電導線材１０Ｂにおいても、中間層３および超電導材料層５が基板１の側面１ｃ，１ｄ上から第２の主面１ｂの一部上にまで延びるように形成されている。また、第２の主面１ｂ上に位置する超電導材料層５の最大厚みＴ２は、第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５の最大厚みＴ１よりも小さくなっている。さらに、第２の主面１ｂ上に位置する中間層３および保護層７の最大厚みはそれぞれ、第１の主面１ａ上に位置する中間層３および保護層７の最大厚みよりも小さくなっている。このため、超電導線材１０Ｂ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。
　超電導線材１０Ｂの製造方法は、図４～図８に基づいて説明した実施の形態１に係る超電導線材の製造方法と基本的に同様の構成を有している。ただし、保護層形成工程（図４のＳ４０、図８）の成膜条件が実施の形態１とは異なっている。たとえば、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上に、保護層７を電気めっき法を用いて形成する際、第２の主面１ｂの全部にめっきが付くことにより、図１０に示した保護層７を形成することができる。この結果、超電導線材１０Ｂを得る。
　なお、図９および図１０に示した変形例においても、超電導材料層５が第２の主面１ｂの一部を覆っている部分は、超電導線材の長手方向の少なくとも一部において存在していれば、基板１と超電導材料層５との接合強度を高めることができる。また、中間層３が第２の主面１ｂの一部を覆っている部分、および保護層７が第２の主面１ｂの少なくとも一部を覆っている部分は、超電導線材の長手方向の少なくとも一部において存在していればよい。
　＜実施の形態２＞
　図１１は、実施の形態２に係る超電導線材１０Ｃの構成を示す断面模式図である。図１１は、超電導線材１０Ｃ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。
　図１１を参照して、実施の形態２に係る超電導線材１０Ｃ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の構造が図２に示した積層体２０とは異なっている。
　超電導線材１０Ｃにおいては、第１の主面１ａ上に位置する中間層３、超電導材料層５および保護層７がそれぞれ、幅方向両端部が突出して結果的に幅方向中央部が基板１側に向けて窪んだような断面形状となっている。すなわち、中間層３、超電導材料層５および保護層７の上部表面が、基板１側に凹の曲面状になっている。そのため、第１の主面１ａ上に位置する中間層３、超電導材料層５および保護層７はそれぞれ、厚みが幅方向において変化している。図１１の例では、中間層３、超電導材料層５および保護層７はそれぞれ、幅方向端部の厚みが幅方向中央部の厚みよりも大きくなっている。
　超電導線材１０Ｃにおいても、第２の主面１ｂ上に位置する超電導材料層５の最大厚みＴ２は、第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５の最大厚みＴ１よりも小さくなっている。また、第２の主面１ｂ上に位置する中間層３および保護層７の最大厚みはそれぞれ、第１の主面１ａ上に位置する中間層３および保護層７の最大厚みよりも小さくなっている。このため、超電導線材１０Ｃ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。
　超電導線材１０Ｃの製造方法は、図４～図８に基づいて説明した実施の形態１に係る超電導線材の製造方法と基本的に同様の構成を有している。ただし、中間層形成工程（図４のＳ２０、図６）、超電導材料層形成工程（図４のＳ３０、図７）および保護層形成工程（図４のＳ４０、図８）のそれぞれの成膜条件が実施の形態１とは異なっている。
　＜実施の形態３＞
　図１２は、実施の形態３に係る超電導線材１０Ｄの構成を示す断面模式図である。図１２は、超電導線材１０Ｄ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。
　図１２を参照して、実施の形態３に係る超電導線材１０Ｄ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の構造が図２に示した積層体２０とは異なっている。
　超電導線材１０Ｄにおいては、第２の主面１ｂ上に位置する中間層３、超電導材料層５および保護層７はそれぞれ、第２の主面１ｂの全部を覆うように設けられている。超電導線材１０Ｄにおいても、第２の主面１ｂ上に位置する超電導材料層５の最大厚みＴ２は、第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５の最大厚みＴ１よりも小さくなっている。また、第２の主面１ｂ上に位置する中間層３および保護層７の最大厚みはそれぞれ、第１の主面１ａ上に位置する中間層３および保護層７の最大厚みよりも小さくなっている。このため、超電導線材１０Ｄ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。
　なお、超電導材料層５が第２の主面１ｂの全部を覆っている部分は、超電導線材１０Ｄの長手方向の少なくとも一部において存在していれば、基板１と超電導材料層５との接合強度を高めることができる。また、中間層３が第２の主面１ｂの全部を覆っている部分、および保護層７が第２の主面１ｂの全部を覆っている部分は、超電導線材１０Ｄの長手方向の少なくとも一部において存在していればよい。
　超電導線材１０Ｄの製造方法は、図４～図８に基づいて説明した実施の形態１に係る超電導線材の製造方法と基本的に同様の構成を有している。但し、中間層形成工程（図４のＳ２０、図６）、超電導材料層形成工程（図４のＳ３０、図７）および保護層形成工程（図４のＳ４０、図８）の成膜条件が実施の形態１とは異なっている。
　＜実施の形態４＞
　図１３は、実施の形態４に係る超電導線材１０Ｅにおける積層体の構成を示す断面模式図である。図１３は、超電導線材１０Ｅ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。
　図１３を参照して、実施の形態４に係る超電導線材１０Ｅ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の構造が図２に示した積層体２０とは異なっている。
　超電導線材１０Ｅにおいては、中間層３、超電導材料層５および保護層７は、基板１の第１の主面１ａおよび第１の側面１ｃの全域を覆うとともに、第２の主面１ｂの一部を覆うように設けられている。一方、基板１の第２の側面１ｄは、中間層３、超電導材料層５および保護層７によって覆われていない。
　超電導線材１０Ｅでは、第１の主面１ａ上に位置する中間層３、超電導材料層５および保護層７がそれぞれ、幅方向の一方端部が突出するような断面形状となっている。すなわち、中間層３、超電導材料層５および保護層７の上部表面が、外側に凸の曲面状になっている。そのため、第１の主面１ａ上に位置する中間層３、超電導材料層５および保護層７はそれぞれ、厚みが幅方向において変化している。図１３の例では、中間層３、超電導材料層５および保護層７はそれぞれ、幅方向における一方端部の厚みが他方端部の厚みよりも大きくなっている。
　超電導線材１０Ｅにおいても、第２の主面１ｂ上に位置する超電導材料層５の最大厚みＴ２は、第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５の最大厚みＴ１よりも小さくなっている。また、第２の主面１ｂ上に位置する中間層３および保護層７の最大厚みはそれぞれ、第１の主面１ａ上に位置する中間層３および保護層７の最大厚みよりも小さくなっている。このため、超電導線材１０Ｅ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１４は、実施の形態４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１４を参照して、実施の形態４に係る超電導線材の製造方法は、図４～図８に基づいて説明した実施の形態１に係る超電導線材の製造方法と基本的に同様の構成を有している。しかし、細線加工工程を有している点で実施の形態１とは異なっている。
　図１４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、配向金属基板からなり、幅広のテープ状を有する基板１が準備される。このときの基板１の幅は、たとえば、超電導線材１０Ｅにおける基板１の幅（たとえば４ｍｍ幅）の２倍程度の大きさ（たとえば８ｍｍ幅）とすることができる。
　次に、幅広の基板１に対して、中間層形成工程（Ｓ２０）、超電導材料層形成工程（Ｓ３０）および保護層形成工程（Ｓ４０）がこの順で形成される。中間層形成工程、超電導材料層形成工程および保護層形成工程はそれぞれ、実施の形態１の場合と同様に実施される。以上の工程が実施されることにより、幅広の積層体２０が形成される。
　次に、幅広の積層体２０を所定の幅（たとえば４ｍｍ幅）に切断する細線加工工程（Ｓ６０）が実施される。具体的には、回転刃を用いて８ｍｍ幅の積層体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、積層体を４ｍｍ幅に細線化する。
　細線加工工程（Ｓ６０）では、たとえば、幅方向の長さが８ｍｍ程度である積層体２０を幅方向に２等分に切断することで、４ｍｍ幅の積層体２０が２本得られる。図１３に示した積層体２０はこのうちの１本である。切断面は、上記２本の積層体２０の各々において、幅方向における一方の端面となり得る。図１３に示した積層体２０では、基板１の第２の側面１ｄが露出しており、中間層３、超電導材料層５および保護層７によって覆われていない状態となる。なお、図１３に示した積層体２０と切断面において対向する、積層体２０（図示せず）においては、基板１の第１の側面１ｃが露出した状態となる。すなわち、図示しない積層体２０では、中間層３、超電導材料層５および保護層７が、基板１の第１の主面１ａおよび第２の側面１ｄの全域を覆うとともに第２の主面１ｂの一部を覆っている一方で、第１の側面１ｃが中間層３、超電導材料層５および保護層７によって覆われず、露出した状態となる。
　なお、細線加工工程（Ｓ６０）ではレーザ加工により積層体を細線化してもよい。当該レーザ加工の加工条件を調整することによっても、図１３に示した積層体２０を得ることができる。
　次に、細線加工された積層体２０の周囲に安定化層９を形成する安定化形成工程（Ｓ５０）が実施される。安定化形成工程は、実施の形態１の場合と同様に実施される。以上の工程が実施されることにより、図１３に示した超電導線材１０Ｅが製造される。
　＜実施の形態５＞
　図１５は、実施の形態５に係る超電導線材１０Ｆにおける積層体の構成を示す断面模式図である。図１５は、超電導線材１０Ｆ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。
　図１５を参照して、実施の形態５に係る超電導線材１０Ｆ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の構造が図２に示した積層体２０とは異なっている。
　超電導線材１０Ｆにおいては、基板１の第１の主面１ａが外側に凸の曲面状となっている。当該曲面状における頂部は第１の主面１ａにおける幅方向のほぼ中央部に位置する。当該曲面状における端部は、第１の主面１ａの幅方向における端部に位置する。第１の主面１ａ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２０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。中間層３、超電導材料層５および保護層７はそれぞれ、厚みが幅方向に変化している。図１５に示した積層体２０においても、第２の主面１ｂ上に位置する超電導材料層５の最大厚みＴ２は、第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５の最大厚みＴ１よりも小さくなっている。
　超電導線材１０Ｆにおいては、第１の主面１ａが曲面状となっているので、第１の主面１ａが平坦である基板１に比べて、第１の主面１ａの表面積を増やすことができる。そして、曲面状の部分を有する第１の主面１ａの全域を覆うように中間層３および超電導材料層５が形成されるため、基板１と中間層３との接合面積、および基板１と超電導材料層５との接合面積を増やすことができる。これにより、基板１と中間層３との接合強度、および基板１と超電導材料層５との接合強度をさらに高めることができる。
　なお、曲面状の表面部分は、図１５に示すように、第１の主面１ａの全域に亘って形成されてもよいし、第１の主面１ａに部分的に形成されてもよい。また、曲面状の表面部分は、外側に凸の曲面状であってもよいし、第２の主面１ｂ側に向けて窪んだ曲面状（凹形状）であってもよい。
　図１６は、実施の形態５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１６を参照して、実施の形態５に係る超電導線材の製造方法は、図４～図８に基づいて説明した実施の形態１に係る超電導線材の製造方法と基本的に同様の構成を有している。しかし、細線加工工程を有している点で実施の形態１とは異なっている。
　図１６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、配向金属基板からなり、幅広（たとえば３０ｍｍ程度）のテープ状を有する基板１が準備される。
　次に、３０ｍｍ幅の基板１を所定の幅（たとえば４ｍｍ幅）に切断する細線加工工程（Ｓ７０）が実施される。具体的には、図１７に示されるように、回転刃を用いて３０ｍｍ幅の基板１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、基板１を４ｍｍ幅に細線化する。
　図１７は、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。図１７の右側にはスリッター３０によりスリットされる基板１の構成を示している。
　図１７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。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１７に示すように、第２の主面１ｂ側から回転刃３１が接触してスリットされた基板１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、第１の主面１ａの幅方向中央部が突出する（第１の主面１ａ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１８に示すような断面形状の基板１を得ることができる。なお、第１の主面１ａ側から回転刃３１が接触してスリットされた基板１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、第２の主面１ｂの幅方向中央部が突出する（第２の主面１ｂが凸形状となる）ような断面形状となる。
　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基板１を切断している。得られた細線（基板１）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により第１の主面１ａ側からスリットした細線（基板１ｅ）のエッジ部分では、基板１が第１の主面１ａ側に湾曲する。一方、下側の回転刃３１により第２の主面１ｂ側からスリットした細線（基板１ｆ）のエッジ部分では、基板１が第２の主面１ｂ側に湾曲し、結果的に、第１の主面１ａが凸形状となる。
　なお、図１７に示した機械スリット加工において、第１の主面１ａ側に入れる回転刃３１の幅と第２の主面１ｂ側に入れる回転刃３１の幅とを同じにしたが、第２の主面１ｂ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、第１の主面１ａ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、第２の主面１ｂ側からスリットされて得られる細線（図１８に示すように第１の主面１ａが凸形状となった基板１）の数を多くすることができる。
　次に、図１８に示した基板１に対して、中間層形成工程（Ｓ２０）、超電導材料層形成工程（Ｓ３０）および保護層形成工程（Ｓ４０）がこの順で形成される。中間層形成工程、超電導材料層形成工程および保護層形成工程はそれぞれ、実施の形態１の場合と同様に実施される。以上の工程が実施されることにより、図１５に示した積層体２０が形成される。
　次に、積層体２０の周囲に安定化層９を形成する安定化形成工程（Ｓ５０）が実施される。安定化形成工程は、実施の形態１の場合と同様に実施される。以上の工程が実施されることにより、図１５に示した超電導線材１０Ｆが製造される。
　（実施の形態５の変形例）
　図１９は、実施の形態５の変形例に係る超電導線材１０Ｇの構成を示す断面模式図である。図１９は、超電導線材１０Ｇ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。
　図１９を参照して、変形例に係る超電導線材１０Ｇ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の構造が図２に示した積層体２０と異なっている。
　超電導線材１０Ｇにおいては、基板１の第１の主面１ａにおいて基板１の幅方向における端部に曲面状の部分が設けられている。これにより、第１の主面１ａは外側に凸の曲面状となっている。中間層３、超電導材料層５および保護層７はそれぞれ、厚みが幅方向に変化している。超電導線材１０Ｇにおいても、第２の主面１ｂ上に位置する超電導材料層５の最大厚みＴ２は、第１の主面１ａ上に位置する超電導材料層５の最大厚みＴ１よりも小さくなっている。また、第２の主面１ｂ上に位置する中間層３および保護層７の最大厚みは、第１の主面１ａ上に位置する中間層３および保護層７の最大厚みよりも小さくなっている。
　基板１の幅方向における端部に曲面状の部分を設けることにより、第１の主面１ａの幅方向端部において、基板１の収縮に対する中間層３および超電導材料層５の追従性を向上させることができる。これにより、基板１から中間層３および超電導材料層５が剥がれることを防止することができる。
　次に、図１９に示した超電導線材１０Ｇの製造方法を説明する。超電導線材１０Ｇは、基本的に、図１６に示した工程（Ｓ１０）～工程（Ｓ７０）を実施することにより得ることができる。なお、上述した工程（Ｓ７０）における細線加工工程では、レーザ加工により幅広の基板１を所望の幅に切断した後、切断された基板１の第１の主面１ａの幅方向端部に曲面状の部分を形成するための加工を施してもよい。
　なお、上記実施の形態１～５においては、超電導材料層が基板の側面および第２の主面の少なくとも一部を覆うように設けられる構成として、中間層、超電導材料層および保護層の各々が基板の側面および第２の主面の少なくとも一部を覆う構成について例示したが、本発明は、本実施の形態に限らず、中間層および超電導材料層が基板の側面および第２の主面の少なくとも一部を覆う構成、超電導材料層のみが基板の側面と第２の主面の少なくとも一部とを覆う構成、および、超電導材料層および保護層が基板の側面と第２の主面の少なくとも一部とを覆う構成をさらに含んでいる。これらの構成のうち、中間層および超電導材料層が基板の側面と第２の主面の少なくとも一部とを覆う構成は、基板の側面および第２の主面においても、第１の主面と同様に、超電導材料層の配向性を向上させることができる点、および、中間層の剥がれを防止できる点において好ましい。
　また、上記の実施の形態１～５においては、積層体の外周を覆うように安定化層を形成する構成について例示したが、少なくとも積層体の上面に安定化層を設ける構成としてもよい。この場合、保護層上に安定化層を形成した後に、超電導線材を保護する観点から、超電導線材の外周を絶縁被覆層で被覆する構成としてもよい。
　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。
　１，１ｅ，１ｆ　基板、３　中間層、５　超電導材料層、７　保護層、９　安定化層、１０，１０Ａ～１０Ｇ　超電導線材、２０　積層体、３０　スリッター、３１　回転刃、３２　スペーサ

Claims (10)

  1. 　超電導線材であって、
    　第１の主面と、前記第１の主面と反対側に位置する第２の主面とを含む基板と、
    　前記基板の前記第１の主面上に配置された超電導材料層とを備え、
    　前記超電導線材が延在する方向の少なくとも一部において、前記超電導材料層は、前記基板の幅方向における前記基板の側面と前記第２の主面の少なくとも一部とを覆うように設けられ、
    　前記第１の主面上に位置する前記超電導材料層の厚みは前記幅方向に変化しており、かつ、
    　前記第２の主面上に位置する前記超電導材料層の最大厚みは、前記第１の主面上に位置する前記超電導材料層の最大厚みよりも小さい、超電導線材。
  2. 　前記基板の前記第１の主面と前記超電導材料層との間に配置された中間層をさらに備え、
    　前記超電導線材が延在する方向の少なくとも一部において、前記中間層は、前記基板の前記側面と前記第２の主面の少なくとも一部とを覆うように設けられ、
    　前記第２の主面上に位置する前記中間層の最大厚みは、前記第１の主面上に位置する前記中間層の最大厚みよりも小さい、請求項１に記載の超電導線材。
  3. 　前記超電導材料層上に形成された保護層をさらに備え、
    　前記超電導線材が延在する方向の少なくとも一部において、前記保護層は、前記基板の前記側面と前記第２の主面の少なくとも一部とを覆うように設けられ、
    　前記第２の主面上に位置する前記保護層の最大厚みは、前記第１の主面上に位置する前記保護層の最大厚みよりも小さい、請求項１または請求項２に記載の超電導線材。
  4. 　前記第１の主面上に位置する前記超電導材料層の厚みは、前記幅方向の中央部の厚みが前記幅方向の少なくとも一方の端部の厚みよりも大きくなるように、前記幅方向に変化している、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の超電導線材。
  5. 　前記第１の主面上に位置する前記超電導材料層の厚みは、前記幅方向の少なくとも一方の端部の厚みが前記幅方向の中央部の厚みよりも大きくなるように、前記幅方向に変化している、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の超電導線材。
  6. 　前記超電導線材が延在する方向の少なくとも一部において、前記第２の主面の前記幅方向の一方の端部上に位置する前記超電導材料層と、前記第２の主面の前記幅方向の他方の端部上に位置する前記超電導材料層とは離間している、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の超電導線材。
  7. 　前記超電導材料層は、前記基板の前記第１の主面上に直接的または間接的に設けられている、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の超電導線材。
  8. 　前記基板の前記第１の主面は、曲面状の部分を含む、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の超電導線材。
  9. 　前記曲面状の部分は、前記第１の主面において前記幅方向における端部に位置する、請求項８に記載の超電導線材。
  10. 　前記超電導材料層は、酸化物超電導材料からなる、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の超電導線材。
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