WO2018083826A1 - 超電導線材 - Google Patents

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WO2018083826A1
WO2018083826A1 PCT/JP2017/018882 JP2017018882W WO2018083826A1 WO 2018083826 A1 WO2018083826 A1 WO 2018083826A1 JP 2017018882 W JP2017018882 W JP 2017018882W WO 2018083826 A1 WO2018083826 A1 WO 2018083826A1
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superconducting
superconducting wire
material layer
layer
substrate
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PCT/JP2017/018882
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English (en)
French (fr)
Inventor
永石　竜起
康太郎 大木
Original Assignee
住友電気工業株式会社
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Publication date
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    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G1/00—Methods of preparing compounds of metals not covered by subclasses C01B, C01C, C01D, or C01F, in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
    • H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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 a superconducting wire.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2016-214257, which is a Japanese patent application filed on November 1, 2016. All the descriptions described in the Japanese patent application are incorporated herein by reference.
  • a superconducting wire comprising a substrate and a superconducting material layer provided on the substrate is known (see Patent Document 1).
  • a superconducting wire includes a first substrate having a first main surface, a second substrate disposed to face the first substrate, and a first substrate between the first main surface and the second substrate.
  • a laminate including one superconducting material layer.
  • the ratio w / h of the width w of the superconducting wire to the height h of the superconducting wire in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the superconducting wire is 0.8 or more and 10 or less.
  • the width w is 2 mm or less.
  • the width w is defined as the maximum width of the superconducting wire in the first direction in which the first main surface extends in this cross section.
  • the height h is defined as the maximum height of the superconducting wire in the second direction orthogonal to the first direction in this cross section.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a superconducting wire in a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the superconducting wire according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing one step of the method of manufacturing the superconducting wire according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing one step in the method of manufacturing a superconducting wire according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a step subsequent to the step shown in FIGS. 2 and 3 in the method of manufacturing a superconducting wire according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the next step of the step shown in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the next step of the step shown in FIG. 5 in the method of manufacturing a superconducting wire according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the superconducting wire in a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the superconducting wire according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing one step in the method of manufacturing a superconducting wire according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing one step in the method of manufacturing a superconducting wire according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a step subsequent to the step shown in FIGS. 8 and 9 in the method for manufacturing a superconducting wire according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a step subsequent to the step shown in FIG. 10 in the method of manufacturing a superconducting wire according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a step subsequent to the step shown in FIG. 11 in the method of manufacturing a superconducting wire according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of the superconducting wire in a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the superconducting wire according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a step subsequent to the step shown in FIGS. 8 and 9 in the method for manufacturing a superconducting wire according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a step subsequent to the step shown in
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of the superconducting wire in a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the superconducting wire according to the fourth embodiment.
  • FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of the superconducting wire in a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the superconducting wire according to the fifth embodiment.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a superconducting wire that is easy to handle and has low AC loss.
  • a superconducting wire that is easy to handle and has low AC loss can be provided.
  • Superconducting wires 1, 2, 3, 4, and 5 include a first substrate 11 having a first main surface 11m, and a second substrate disposed to face the first substrate 11. And laminates 8, 8b, 8c, 8d, and 8e including the first main surface 11m and the first superconducting material layer 13 between the second substrates 21 and 50.
  • the ratio w / h of the width w of 2, 3, 4 and 5 is 0.8 or more and 10 or less.
  • the width w is 2 mm or less.
  • the width w is defined as the maximum width of the superconducting wires 1, 2, 3, 4, and 5 in the first direction (x direction) in which the first main surface 11m extends in this cross section (xy plane).
  • the height h is the maximum height of the superconducting wires 1, 2, 3, 4, 5 in the second direction (y direction) orthogonal to the first direction (x direction) in this cross section (xy plane). Defined.
  • the ratio w / h of the superconducting wires 1, 2, 3, 4 and 5 is 0.8 or more and 10 or less, the cross section perpendicular to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wires 1, 2, 3, 4 and 5 ( The cross-sectional shapes of the superconducting wires 1, 2, 3, 4, 5 in the (xy plane) have improved symmetry.
  • Superconducting wires 1, 2, 3, 4, and 5 that are easy to handle can be provided. Since the width w of the superconducting wires 1, 2, 3, 4, and 5 is 2 mm or less, the superconducting wires 1, 2, 3, 4, and 5 having low AC loss can be provided.
  • the superconducting wires 1, 2, 3, 4 and 5 according to the above (1) are superconducting wires in the central region 48 of the superconducting wires 1, 2, 3, 4, and 5 in the second direction (y direction). It has a maximum width of 1, 2, 3, 4 and 5.
  • the first superconducting material layer 13 is included in the central region 48. Therefore, the first superconductivity with respect to the cross-sectional area of the superconducting wires 1, 2, 3, 4, 5 in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wires 1, 2, 3, 4, 5 The ratio of the cross-sectional area of the material layer 13 is large.
  • Superconducting wires 1, 2, 3, 4, and 5 have a high critical current Ic.
  • the laminated bodies 8, 8b, 8c, 8d, and 8e are composed of the first superconducting material layer 13 and the second substrate. Further, a conductive bonding layer 30 is included between the first and second layers 50 and 50.
  • the conductive bonding layer 30 functions as a bypass through which the current flowing through the first superconducting material layer 13 is commutated when the first superconducting material layer 13 transitions from the superconducting state to the normal conducting state. It is possible to prevent the superconducting wires 1, 2, 3, 4, and 5 from being damaged when the first superconducting material layer 13 transitions from the superconducting state to the normal conducting state.
  • the stacked bodies 8, 8c, 8d, and 8e are composed of the first superconducting material layer 13 and the second substrate 21.
  • the first stabilization layer 15 is further included between the first stabilization layer 15 and the second stabilization layer 15.
  • the first stabilization layer 15 functions as a bypass through which the current flowing in the first superconducting material layer 13 is commutated when the first superconducting material layer 13 transitions from the superconducting state to the normal conducting state. It is possible to prevent the superconducting wires 1, 3, 4, and 5 from being damaged when the first superconducting material layer 13 transitions from the superconducting state to the normal conducting state.
  • the second substrate 21 has a second main surface 21m facing the first main surface 11m.
  • the stacked bodies 8, 8c, 8d, and 8e further include a second superconducting material layer 23 between the first main surface 11m and the second main surface 21m. Therefore, the superconducting material layer (first superconducting layer) with respect to the cross-sectional area of the superconducting wires 1, 3, 4, and 5 in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wires 1, 3, 4, and 5 The ratio of the cross-sectional areas of the material layer 13 and the second superconducting material layer 23) is large.
  • Superconducting wires 1, 3, 4, and 5 have a high critical current Ic. Since the second superconducting material layer 23 is provided between the first main surface 11m and the second main surface 21m facing the first main surface 11m, the second superconducting material layer 23 is connected to the first substrate 11. It can be mechanically protected by the second substrate 21.
  • the superconducting wires 1, 3, 4, and 5 according to the above (5) are arranged in the central region 48 of the superconducting wires 1, 3, 4, and 5 in the second direction (y direction). It has a maximum width of 4,5.
  • the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 are included in the central region 48. Therefore, the superconducting material layer (first superconducting layer) with respect to the cross-sectional area of the superconducting wires 1, 3, 4, and 5 in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wires 1, 3, 4, and 5
  • the ratio of the cross-sectional areas of the material layer 13 and the second superconducting material layer 23) is large.
  • Superconducting wires 1, 3, 4, and 5 have a high critical current Ic.
  • the stacked bodies 8, 8c, 8d, and 8e are composed of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23.
  • a conductive bonding layer 30 includes the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer when at least one of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 transitions from the superconducting state to the normal conducting state. It functions as a bypass through which the current flowing through at least one of 23 commutates. It is possible to prevent the superconducting wires 1, 3, 4, and 5 from being damaged when at least one of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 transitions from the superconducting state to the normal conducting state.
  • the stacked bodies 8, 8c, 8d, and 8e are composed of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material.
  • a first stabilizing layer 15 is further included between the material layer 23.
  • the first stabilization layer 15 includes the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 13 when at least one of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 transitions from the superconducting state to the normal conducting state. It functions as a bypass through which the current flowing through at least one of the superconducting material layers 23 is commutated. It is possible to prevent the superconducting wires 1, 3, 4, and 5 from being damaged when at least one of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 transitions from the superconducting state to the normal conducting state.
  • the second substrate 50 is a stabilization substrate. It is possible to further prevent the superconducting wire 2 from being damaged when the first superconducting material layer 13 transitions from the superconducting state to the normal conducting state.
  • the second stabilization layer 40 includes the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 13 when at least one of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 transitions from the superconducting state to the normal conducting state. It functions as a bypass through which the current flowing through at least one of the superconducting material layers 23 is commutated. It is possible to prevent the superconducting wires 1, 2, 3, 4, and 5 from being damaged when at least one of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 transitions from the superconducting state to the normal conducting state.
  • the ratio w / h is 0.9 or more and 7 or less.
  • the width w is 1 mm or less.
  • the ratio w / h is 1 or more and 2 or less.
  • the width w is 0.7 mm or less.
  • the superconducting wires 1, 2, 3, 4 and 5 according to any one of (1) to (12) are superconducting wires in the first direction (x direction) in the cross section (xy plane).
  • the second center line of the superconducting wires 1, 2, 3, 4, 5 in the second direction (y direction) is symmetrical with respect to the first center line 44 of 1, 2, 3, 4, 5 It has a shape that is line-symmetric with respect to 46.
  • Superconducting wires 1, 2, 3, 4, and 5 that are easy to handle and have low AC loss can be provided.
  • the superconducting wires 1, 2, 3, 4, and 5 according to any one of (1) to (13) are any of a circle, an ellipse, and a polygon in the cross section (xy plane). It has the shape of Superconducting wires 1, 2, 3, 4, and 5 that are easy to handle and have low AC loss can be provided.
  • the superconducting wires 1, 2, 3, 4, and 5 according to any one of (1) to (13) are any of a circle, a square, a rhombus, and a regular hexagon in the cross section (xy plane). It has the shape of Superconducting wires 1, 2, 3, 4, and 5 that are easy to handle and have low AC loss can be provided.
  • the superconducting wire 1 of the present embodiment includes a first substrate 11 having a first main surface 11m, a second substrate 21 disposed to face the first substrate 11, and a first
  • the laminate 8 including the main surface 11m and the first superconducting material layer 13 between the second substrate 21 is mainly provided.
  • the superconducting wire 1 may further include a second stabilization layer 40 that covers the outer periphery of the multilayer body 8, and a base layer 41 that is provided between the multilayer body 8 and the second stabilization layer 40.
  • the stacked body 8 includes a first intermediate layer 12, a first protective layer 14, a first stabilization layer 15, a second intermediate layer 22, a second superconducting material layer 23, and a second protective layer 24.
  • the third stabilization layer 25 and the conductive bonding layer 30 may be further provided.
  • the laminate 8 of the present embodiment includes a first superconducting wire portion 10, a second superconducting wire portion 20, and a conductive joint between the first superconducting wire portion 10 and the second superconducting wire portion 20.
  • the first superconducting wire portion 10 includes a first substrate 11, a first intermediate layer 12, a first superconducting material layer 13, and a first protective layer 14.
  • the first superconducting wire portion 10 may further include a first stabilization layer 15.
  • the second superconducting wire portion 20 includes a second substrate 21, a second intermediate layer 22, a second superconducting material layer 23, and a second protective layer 24.
  • the second superconducting wire portion 20 may further include a third stabilization layer 25
  • the first substrate 11 and the second substrate 21 may be metal substrates.
  • the first substrate 11 and the second substrate 21 may be oriented metal substrates.
  • the oriented metal substrate means a substrate in which crystal orientations are aligned in two directions (x direction and z direction) in the first main surface 11m and the second main surface 21m of the second substrate 21.
  • the oriented metal substrate may be, for example, a clad type metal substrate in which a nickel layer, a copper layer, and the like are arranged on a SUS or Hastelloy (registered trademark) base substrate.
  • substrate 21 is not limited to these, For example, materials other than a metal may be sufficient.
  • the first substrate 11 and the second substrate 21 are other constituent elements (first intermediate layer 12, first superconducting material layer 13, first protective layer) included in the first superconducting wire portion 10 and the second superconducting wire portion 20. 14, the first stabilizing layer 15, the second intermediate layer 22, the second superconducting material layer 23, the second protective layer 24, and the third stabilizing layer 25).
  • substrate 21 are not specifically limited, 30 micrometers or more may be sufficient, and 50 micrometers or more may be sufficient specifically.
  • the thickness of the first substrate 11 and the thickness of the second substrate 21 may each be 1 mm or less, and specifically, It may be 200 ⁇ m or less.
  • the thickness of the first substrate 11 is in a second direction (y direction) parallel to the normal of the first main surface 11m in a cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1. It is defined as the maximum height of the first substrate 11.
  • the thickness of the second substrate 21 is in a second direction (y direction) parallel to the normal line of the second main surface 21m in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1. It is defined as the maximum height of the second substrate 21.
  • the first intermediate layer 12 is provided on the first main surface 11 m of the first substrate 11.
  • the first intermediate layer 12 is disposed between the first substrate 11 and the first superconducting material layer 13.
  • the first intermediate layer 12 may be made of a material that has extremely low reactivity with the first superconducting material layer 13 and does not deteriorate the superconducting characteristics of the first superconducting material layer 13.
  • the first intermediate layer 12 suppresses diffusion of metal atoms from the first substrate 11 to the first superconducting material layer 13 when the first superconducting material layer 13 is formed using a high temperature process. it can.
  • the first intermediate layer 12 may relieve the difference in crystal orientation between the first substrate 11 and the first superconducting material layer 13.
  • the first intermediate layer 12 may have a thickness of 0.1 ⁇ m or more and 3.0 ⁇ m or less, for example.
  • the second intermediate layer 22 is provided on the second main surface 21 m of the second substrate 21.
  • the second intermediate layer 22 is disposed between the second substrate 21 and the second superconducting material layer 23.
  • the second intermediate layer 22 may be made of a material that has extremely low reactivity with the second superconducting material layer 23 and does not deteriorate the superconducting characteristics of the second superconducting material layer 23.
  • the second intermediate layer 22 suppresses the diffusion of metal atoms from the second substrate 21 to the second superconducting material layer 23 when the second superconducting material layer 23 is formed using a high temperature process. it can.
  • the second intermediate layer 22 may relieve the difference in crystal orientation between the second substrate 21 and the second superconducting material layer 23.
  • the second intermediate layer 22 may have a thickness of 0.1 ⁇ m or more and 3.0 ⁇ m or less, for example.
  • the first intermediate layer 12 and the second intermediate layer 22 are, for example, YSZ (yttria stabilized zirconia), CeO 2 (cerium oxide), MgO (magnesium oxide), Y 2 O 3 (yttrium oxide), Al 2 O 3 ( (Aluminum oxide), LaMnO 3 (lanthanum manganese oxide), Gd 2 Zr 2 O 7 (gadolinium zirconate) and SrTiO 3 (strontium titanate).
  • Each of the first intermediate layer 12 and the second intermediate layer 22 may be composed of a plurality of layers.
  • the plurality of layers may be composed of different materials from each other, part of which is composed of the same material and the rest You may comprise with a mutually different material.
  • a SUS substrate or a Hastelloy substrate is used as the first substrate 11 and the second substrate 21
  • the first intermediate layer 12 and the second intermediate layer 22 are formed by, for example, an IBAD (Ion Beam Assisted Deposition) method. It may be a layer.
  • the first superconducting material layer 13 may be provided on the main surface of the first intermediate layer 12 opposite to the main surface facing the first substrate 11.
  • the first superconducting material layer 13 may be provided on the first main surface 11m of the first substrate 11 with the first intermediate layer 12 interposed therebetween.
  • the first superconducting material layer 13 may be provided between the first main surface 11m and the second main surface 21m.
  • a second superconducting material layer 23 may be provided on the main surface of the second intermediate layer 22 opposite to the main surface facing the second substrate 21.
  • the second superconducting material layer 23 may be provided on the second main surface 21m of the second substrate 21 with the second intermediate layer 22 interposed therebetween.
  • the second superconducting material layer 23 may be provided between the first main surface 11m and the second main surface 21m.
  • the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 are portions of the superconducting wire 1 through which a superconducting current flows.
  • the superconducting material that constitutes the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 is not particularly limited, but is preferably, for example, an RE-123-based oxide superconductor.
  • the RE-123 series oxide superconductor is REBa 2 Cu 3 O y (y is 6 to 8, more preferably 6.8 to 7, RE means yttrium or a rare earth element such as Gd, Sm, or Ho) Means a superconductor represented as
  • each of the thickness of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 is not particularly limited, but the criticality of the superconducting current flowing in each of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 is not limited.
  • each of the thickness of the first superconducting material layer 13 and the thickness of the second superconducting material layer 23 may be 0.5 ⁇ m or more. It may be 0 ⁇ m or more.
  • each of the thickness of the first superconducting material layer 13 and the thickness of the second superconducting material layer 23 is 10 ⁇ m or less. It may be 5 ⁇ m or less.
  • the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 may be thicker than the first intermediate layer 12 and the second intermediate layer 22.
  • the first protective layer 14 is formed on the main surface of the first superconducting material layer 13 opposite to the main surface facing the first intermediate layer 12.
  • the first protective layer 14 is disposed between the first superconducting material layer 13 and the first stabilization layer 15.
  • the second protective layer 24 is formed on the main surface of the second superconducting material layer 23 opposite to the main surface facing the second intermediate layer 22.
  • the second protective layer 24 is disposed between the second superconducting material layer 23 and the third stabilization layer 25.
  • Each of the first protective layer 14 and the second protective layer 24 may be made of a conductive material.
  • Each of the first protective layer 14 and the second protective layer 24 may be made of, for example, silver (Ag) or a silver alloy.
  • Each of the thickness of the first protective layer 14 and the thickness of the second protective layer 24 is not particularly limited, but may be, for example, 0.1 ⁇ m or more, and specifically 1 ⁇ m or more.
  • Each of the thickness of the first protective layer 14 and the thickness of the second protective layer 24 may be, for example, 20 ⁇ m or less, and specifically, 10 ⁇ m or less.
  • the first protective layer 14 may be provided on the side surface (yz plane) of the first superconducting material layer 13.
  • the first protective layer 14 may be further provided on the side surface (yz plane) of the first intermediate layer 12.
  • the second protective layer 24 may be provided on the side surface (yz plane) of the second superconducting material layer 23.
  • the second protective layer 24 may be further provided on the side surface (yz plane) of the second intermediate layer 22.
  • the first stabilization layer 15 may be provided on the first protective layer 14.
  • a first stabilization layer 15 may be formed on the main surface of the first protective layer 14 opposite to the main surface facing the first superconducting material layer 13.
  • the third stabilization layer 25 may be provided on the second protective layer 24.
  • a third stabilization layer 25 may be formed on the surface of the second protective layer 24 opposite to the surface facing the second superconducting material layer 23.
  • the first stabilization layer 15 and the third stabilization layer 25 are, together with the first protective layer 14 and the second protective layer 24, at least one of the first superconductive material layer 13 and the second superconductive material layer 23 is superconductive. When the state transitions from the normal state to the normal state, it functions as a bypass through which the current flowing in at least one of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 is commutated.
  • the first stabilization layer 15 and the third stabilization layer 25 are made of a highly conductive metal material foil or plating layer.
  • the material constituting the first stabilization layer 15 and the third stabilization layer 25 is preferably, for example, copper (Cu) or a copper alloy.
  • the thickness of the 1st stabilization layer 15 and the 3rd stabilization layer 25 is not specifically limited, 10 micrometers or more may be sufficient, and 20 micrometers or more may be sufficient specifically.
  • the thickness of the first stabilization layer 15 and the third stabilization layer 25 may be 100 ⁇ m or less, and specifically 50 ⁇ m or less.
  • the first stabilization layer 15 and the third stabilization layer 25 are thicker than the first protection layer 14 and the second protection layer 24.
  • the conductive bonding layer 30 joins the second superconducting wire part 20 to the first superconducting wire part 10.
  • the second superconducting wire portion 20 may be joined to the first superconducting wire portion 10 so that the second main surface 21m of the second substrate 21 faces the first main surface 11m of the first substrate 11.
  • the second superconducting wire part 20 may be joined to the first superconducting wire part 10 so that the second superconducting material layer 23 faces the first superconducting material layer 13.
  • the conductive bonding layer 30 includes the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer when at least one of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 transitions from the superconducting state to the normal conducting state.
  • the material of the conductive bonding layer 30 is not particularly limited, but may be, for example, solder.
  • the thickness of the conductive bonding layer 30 may be, for example, 1 ⁇ m or more, and specifically, 10 ⁇ m or more.
  • the thickness of the conductive bonding layer 30 is not particularly limited, but may be, for example, 100 ⁇ m or less, and specifically 50 ⁇ m or less.
  • the second stabilization layer 40 covers the outer periphery of the laminate 8.
  • the second stabilization layer 40 covers the outer periphery of the stacked body 8 because the second stabilization layer 40 is formed directly on the outer periphery of the stacked body 8 and the second stabilization layer 40 is positioned below. Forming on the outer periphery of the laminate 8 with the formation 41 interposed therebetween.
  • the second stabilization layer 40 includes the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 13 when at least one of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 transitions from the superconducting state to the normal conducting state. It functions as a bypass through which the current flowing through at least one of the superconducting material layers 23 is commutated.
  • the second stabilization layer 40 is made of a foil or plating layer of a highly conductive metal material.
  • the material constituting the second stabilizing layer 40 is preferably, for example, copper (Cu) or a copper alloy.
  • Cu copper
  • the thickness of the 2nd stabilization layer 40 is not specifically limited, 10 micrometers or more may be sufficient and 15 micrometers or more may be sufficient.
  • the thickness of the second stabilization layer 40 may be, for example, 500 ⁇ m or less, or 200 ⁇ m or less.
  • the underlayer 41 is provided on the outer surface of the first substrate 11 facing the first main surface 11m and on the outer surface of the second substrate 21 facing the first main surface 11m.
  • the foundation layer 41 improves the adhesion of the second stabilization layer 40 to the first substrate 11 and the second substrate 21.
  • the underlayer 41 may be further provided on the side surface (yz plane) of the first superconducting material layer 13 and on the side surface (yz plane) of the second superconducting material layer 23.
  • the underlayer 41 may be further provided on the side surface (yz plane) of the first intermediate layer 12 and on the side surface (yz plane) of the second intermediate layer 22.
  • the base layer 41 may be made of a conductive material, like the first protective layer 14 and the second protective layer 24.
  • the underlayer 41 may be made of, for example, silver (Ag) or a silver alloy.
  • the thickness of the foundation layer 41 may be, for example, 0.1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less, or 1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the superconducting wire 1 is a long wire extending in the longitudinal direction (z direction).
  • the length of the superconducting wire 1 in the longitudinal direction (z direction) is much larger than the height h and width w of the superconducting wire 1.
  • the length in the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1 may be, for example, 1 m or more, specifically 100 m or more, and more specifically 1 km or more.
  • the width w of the superconducting wire 1 is the first direction (x direction) in which the first main surface 11m extends in a cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1. ) Is defined as the maximum width of the superconducting wire 1.
  • the height h of the superconducting wire 1 is the second direction perpendicular to the first direction (x direction) in the cross section (xy plane) perpendicular to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1. It is defined as the maximum height of the superconducting wire 1 in the (y direction).
  • the ratio w / h of the width w to the height h of the superconducting wire 1 in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1 is 0.8 or more and 10 or less.
  • the ratio w / h may be 0.9 or more, or 1 or more.
  • the ratio w / h may be 7 or less, 5 or less, 4 or less, 3 or less, or 2 or less.
  • the ratio of the width to the height of the laminate 8 in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1 is 0.8 or more and 10 or less.
  • the ratio of the width to the height of the stacked body 8 may be 0.9 or more, or 1 or more.
  • the ratio of the width to the height of the laminate 8 may be 7 or less, 5 or less, 4 or less, 3 or less, or 2 or less. Good.
  • the width of the laminated body 8 is defined as the first direction (x direction) in which the first main surface 11m extends in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1. Is defined as the maximum width of the laminate 8 in FIG.
  • the height of the laminated body 8 is the second direction (the x direction) perpendicular to the first direction (x direction) in the cross section (xy plane) perpendicular to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1 ( It is defined as the maximum height of the laminate 8 in the y direction).
  • the superconducting wire 1 is line-symmetric with respect to the first center line 44 of the superconducting wire 1 in the first direction (x direction) in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1. And has a shape that is line symmetric with respect to the second center line 46 of the superconducting wire 1 in the second direction (y direction).
  • the cross-sectional shape of the superconducting wire 1 that is axisymmetric with respect to the center line (44, 46) in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1 is Means a shape in which 90% or more of the cross-sectional area of the superconducting wire 1 is folded on each other when the cross-sectional shape (the shape of the superconducting wire 1 in the cross-section (xy plane)) is folded at the center line (44, 46). To do.
  • the laminated body 8 is symmetrical with respect to the first center line 44 of the superconducting wire 1 in the first direction (x direction) in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1. And has a shape that is line symmetric with respect to the second center line 46 of the superconducting wire 1 in the second direction (y direction).
  • the cross-sectional shape of the laminated body 8 that is axisymmetric with respect to the center line (44, 46) in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1 is Means a shape in which 90% or more of the cross-sectional area of the laminate 8 is folded on each other when the cross-sectional shape (the shape of the superconducting wire 1 in the cross-section (xy plane)) is folded at the center line (44, 46). To do.
  • the superconducting wire 1 has a circular shape in a cross section (xy plane) perpendicular to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1.
  • the laminated body 8 has a circular shape in a cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1.
  • the superconducting wire 1 may have an elliptical shape in a cross section (xy plane) perpendicular to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1.
  • the superconducting wire 1 may have an elliptical shape in a cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1.
  • the width w of the superconducting wire 1 is 2 mm or less.
  • the width w of the superconducting wire 1 may be 1 mm or less.
  • the width w of the superconducting wire 1 may be 0.7 mm or less.
  • the width w of the superconducting wire 1 may be 0.5 mm or less.
  • the width of the laminated body 8 is 2 mm or less.
  • the width of the laminated body 8 may be 1 mm or less.
  • the width of the laminated body 8 may be 0.7 mm or less.
  • the width of the laminated body 8 may be 0.5 mm or less.
  • the superconducting wire 1 has the maximum width of the superconducting wire 1 in the central region 48 of the superconducting wire 1 in the second direction (y direction).
  • the first superconducting material layer 13 is included in the central region 48.
  • the stacked body 8 has the maximum width of the stacked body 8 in the central region 48 of the superconducting wire 1 in the second direction (y direction).
  • the second superconducting material layer 23 is also included in the central region 48.
  • the central region 48 is a pair of lines separated from the second center line 46 of the superconducting wire 1 in the second direction (y direction) by 0.25 h in the second direction ( ⁇ y direction). It means the area between.
  • the superconducting wire 1 has a maximum width of the superconducting wire 1 in a region sandwiched between a pair of wires separated from the second center line 46 by 0.10 h in the second direction ( ⁇ y direction). You may have.
  • the stacked body 8 may have the maximum width of the stacked body 8 in a region sandwiched between a pair of lines separated from the second center line 46 by 0.10 h in the second direction ( ⁇ y direction).
  • the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 may be included in a region sandwiched between a pair of lines separated by 0.10 h in the second direction ( ⁇ y direction).
  • the superconducting wire 1 has a maximum width of the superconducting wire 1 in a region sandwiched between a pair of wires separated from the second center line 46 by 0.05 h in the second direction ( ⁇ y direction). You may have.
  • the stacked body 8 may have the maximum width of the stacked body 8 in a region sandwiched between a pair of lines separated from the second center line 46 by 0.05 h in the second direction ( ⁇ y direction).
  • the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 may be included in a region sandwiched between a pair of lines separated by 0.05 h in the second direction ( ⁇ y direction).
  • a first intermediate layer 12, a first superconducting material layer 13, a first protective layer 14, and a first stabilization layer 15 are provided on the first substrate 11.
  • a superconducting wire portion 10 is formed.
  • the first intermediate layer 12 is formed on the first main surface 11 m of the first substrate 11.
  • a method for forming the first intermediate layer 12 for example, a physical vapor deposition method such as a sputtering method may be used.
  • the oriented and crystallized first intermediate layer 12 may be formed by ion beam assisted deposition (IBAD).
  • the first superconducting material layer 13 is formed on the first intermediate layer 12.
  • a first superconducting material layer 13 including a RE-123 series oxide superconductor is formed on the main surface of the first intermediate layer 12 opposite to the main surface facing the first substrate 11.
  • the first superconducting material layer 13 may be formed by a vapor deposition method, a liquid deposition method, or a combination thereof.
  • the vapor deposition method include a pulsed laser deposition method (PLD method), a sputtering method, an electron beam deposition method, a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method, and a molecular beam epitaxy (MBE) method.
  • PLD method pulsed laser deposition method
  • MOCVD metal organic chemical vapor deposition
  • MBE molecular beam epitaxy
  • MOD metal organic deposition
  • the first protective layer 14 is formed on the first superconducting material layer 13. Specifically, the first protective layer 14 is formed on the main surface of the first superconducting material layer 13 opposite to the main surface facing the first intermediate layer 12.
  • the first protective layer 14 may be formed by, for example, a physical vapor deposition method such as sputtering or a plating method. In this way, the first stacked body portion (11, 12, 13) composed of the first substrate 11, the first intermediate layer 12, and the first superconducting material layer 13 is formed. In order to introduce oxygen into the first superconducting material layer 13, the first stacked body portions (11, 12, 13) are annealed in an oxygen atmosphere.
  • the first stabilization layer 15 is formed on the first protective layer 14.
  • the first stabilization layer 15 is formed on the first protective layer 14 by plating on the first protective layer 14 or bonding a metal foil on the first protective layer 14. Also good.
  • the first superconducting wire portion 10 is obtained.
  • a second intermediate layer 22, a second superconducting material layer 23, a second protective layer 24, and a third stabilization layer 25 are formed on the second substrate 21.
  • the second superconducting wire portion 20 is formed.
  • the second superconducting wire part 20 may be manufactured by the same method as the first superconducting wire part 10.
  • laminate 8 is formed by joining second superconducting wire portion 20 to first superconducting wire portion 10 using conductive joining layer 30 such as a solder layer. Specifically, the conductive bonding layer 30 is disposed between the first stabilization layer 15 and the third stabilization layer 25.
  • the stacked body 8 is divided at the dividing line 35. For example, the stacked body 8 may be divided by irradiating the stacked body 8 with a laser beam. In another example, the laminated body 8 may be divided by mechanically cutting the laminated body 8 using a rotary blade (mechanical slit processing).
  • the laminate 8 is subjected to mechanical processing so that the shape of the laminate 8 in a cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the laminate 8 is circular.
  • a laminate 8 having a circular cross-sectional shape shown in FIGS. 1 and 6 is obtained.
  • the second stabilization layer 40 is formed on the outer periphery of the laminate 8.
  • the second stabilization layer 40 may be formed on the outer periphery of the laminate 8 by plating the laminate 8 or attaching a metal foil to the laminate 8.
  • the second stabilization layer 40 may be formed on the outer periphery of the stacked body 8 via the base layer 41. In this way, the superconducting wire 1 shown in FIG. 1 is obtained.
  • the superconducting wire 1 of the present embodiment includes a first substrate 11 having a first main surface 11m, a second substrate 21 disposed to face the first substrate 11, and a first main surface 11m and a second substrate 21.
  • the laminated body 8 including the first superconducting material layer 13 therebetween.
  • the ratio w / h of the width w of the superconducting wire 1 to the height h of the superconducting wire 1 in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1 is 0.8 or more and 10 or less. .
  • the width w is 2 mm or less.
  • the width w is defined as the maximum width of the superconducting wire 1 in the first direction (x direction) in which the first main surface 11m extends in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1 Defined.
  • the height h is determined in the second direction (y direction) perpendicular to the first direction (x direction) in the cross section (xy plane) perpendicular to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1. Defined as maximum height.
  • the ratio w / h of the superconducting wire 1 is 0.8 or more and 10 or less, the cross-sectional shape of the superconducting wire 1 in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1 is improved. Have symmetry. A superconducting wire 1 that is easy to handle can be provided. Further, the AC loss in the superconducting wire 1 decreases as the width w of the superconducting wire 1 decreases. The width w of the superconducting wire 1 of the present embodiment is 2 mm or less and has a narrow width. Therefore, the superconducting wire 1 has a low AC loss. Further, since the first superconducting material layer 13 is provided between the first main surface 11 m and the second substrate 21, the first superconducting material layer 13 is mechanically formed by the first substrate 11 and the second substrate 21. Can be protected.
  • the superconducting wire 1 of the present embodiment has the maximum width of the superconducting wire 1 in the central region 48 of the superconducting wire 1 in the second direction (y direction).
  • the first superconducting material layer 13 is included in the central region 48. Therefore, the ratio of the cross-sectional area of the first superconducting material layer 13 to the cross-sectional area of the superconducting wire 1 in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1 is large.
  • the superconducting wire 1 has a high critical current Ic.
  • the superconducting wire 1 has a high critical current Ic.
  • the laminate 8 further includes a conductive bonding layer 30 between the first superconducting material layer 13 and the second substrate 21.
  • the conductive bonding layer 30 functions as a bypass through which the current flowing through the first superconducting material layer 13 is commutated when the first superconducting material layer 13 transitions from the superconducting state to the normal conducting state. It is possible to prevent the superconducting wire 1 from being damaged when the first superconducting material layer 13 transitions from the superconducting state to the normal conducting state.
  • the laminate 8 further includes a first stabilization layer 15 between the first superconducting material layer 13 and the second substrate 21.
  • the first stabilization layer 15 functions as a bypass through which the current flowing in the first superconducting material layer 13 is commutated when the first superconducting material layer 13 transitions from the superconducting state to the normal conducting state. It is possible to prevent the superconducting wire 1 from being damaged when the first superconducting material layer 13 transitions from the superconducting state to the normal conducting state.
  • the second substrate 21 has a second main surface 21m facing the first main surface 11m.
  • the stacked body 8 further includes a second superconducting material layer 23 between the first main surface 11m and the second main surface 21m. Therefore, the superconducting material layer (the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23) with respect to the cross-sectional area of the superconducting wire 1 in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1 The ratio of the cross-sectional area is large.
  • the superconducting wire 1 has a high critical current Ic.
  • first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 are disposed between the first main surface 11m and the second main surface 21m facing the first main surface 11m, the first superconducting material The layer 13 and the second superconducting material layer 23 can be mechanically protected by the first substrate 11 and the second substrate 21.
  • the superconducting wire 1 of the present embodiment has the maximum width of the superconducting wire 1 in the central region 48 of the superconducting wire 1 in the second direction (y direction).
  • the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 are included in the central region 48. Therefore, the superconducting material layer (the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23) with respect to the cross-sectional area of the superconducting wire 1 in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1
  • the ratio of the cross-sectional area is large.
  • the superconducting wire 1 has a high critical current Ic.
  • the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 are included in the central region 48, the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 13 in the machining process of the stacked body 8 shown in FIG.
  • the amount of machining of the superconducting material layer 23 can be further reduced.
  • the deterioration of the crystallinity of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 and the reduction of the cross-sectional areas of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 can be further suppressed.
  • the superconducting wire 1 has a high critical current Ic.
  • the laminate 8 further includes a conductive bonding layer 30 between the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23.
  • the conductive bonding layer 30 includes the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer when at least one of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 transitions from the superconducting state to the normal conducting state. It functions as a bypass through which the current flowing through at least one of 23 commutates. It is possible to prevent the superconducting wire 1 from being damaged when at least one of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 transitions from the superconducting state to the normal conducting state.
  • the laminate 8 further includes a first stabilization layer 15 between the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23.
  • the first stabilization layer 15 includes the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 13 when at least one of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 transitions from the superconducting state to the normal conducting state. It functions as a bypass through which the current flowing through at least one of the superconducting material layers 23 is commutated. It is possible to prevent the superconducting wire 1 from being damaged when at least one of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 transitions from the superconducting state to the normal conducting state.
  • the superconducting wire 1 of the present embodiment further includes a second stabilization layer 40 that covers the outer periphery of the laminate 8.
  • the second stabilization layer 40 includes the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 13 when at least one of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 transitions from the superconducting state to the normal conducting state. It functions as a bypass through which the current flowing through at least one of the superconducting material layers 23 is commutated. It is possible to prevent the superconducting wire 1 from being damaged when at least one of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 transitions from the superconducting state to the normal conducting state.
  • the ratio w / h may be 0.9 or more and 7 or less, and the width w may be 1 mm or less.
  • the cross-sectional shape of the superconducting wire 1 in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1 has further improved symmetry.
  • a superconducting wire 1 that is easy to handle can be provided.
  • the superconducting wire 1 since the superconducting wire 1 has a narrower width, the superconducting wire 1 has a low AC loss.
  • the ratio w / h may be 1 or more and 2 or less, and the width w may be 0.7 mm or less.
  • the cross-sectional shape of the superconducting wire 1 in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1 has further improved symmetry.
  • a superconducting wire 1 that is easy to handle can be provided.
  • the superconducting wire 1 since the superconducting wire 1 has a narrower width, the superconducting wire 1 has a low AC loss.
  • the superconducting wire 1 of the present embodiment has a first center line of the superconducting wire 1 in the first direction (x direction) in a cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1. It has a shape that is line symmetric with respect to 44 and that is line symmetric with respect to the second center line 46 of the superconducting wire 1 in the second direction (y direction).
  • the cross-sectional shape of the superconducting wire 1 in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1 has further improved symmetry.
  • a superconducting wire 1 that is easy to handle can be provided.
  • the superconducting wire 1 of the present embodiment has an elliptical shape, specifically a circular shape, in a cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1.
  • the cross-sectional shape of the superconducting wire 1 in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 1 has further improved symmetry.
  • a superconducting wire 1 that is easy to handle can be provided.
  • the superconducting wire 2 of the present embodiment has the same configuration as the superconducting wire 1 of the first embodiment, but is mainly different in the following points.
  • Superconducting wire 2 of the present embodiment includes laminated body 8b.
  • the stacked body 8b includes a first superconducting wire portion 10b, a second substrate 50, and a conductive bonding layer 30 between the first superconducting wire portion 10b and the second substrate 50.
  • a second substrate 50 that is a stabilization substrate is used in place of the second superconducting wire portion 20 of the first embodiment.
  • the second substrate 50 has a second main surface 50m.
  • the second substrate 50 serves as a bypass through which the current flowing through the first superconducting material layer 13 is commutated together with the first protective layer 14 when the first superconducting material layer 13 transitions from the superconducting state to the normal conducting state. Function.
  • the second substrate 50 mechanically protects the first intermediate layer 12, the first superconducting material layer 13, and the first protective layer 14 together with the first substrate 11.
  • the second substrate 50 may be a substrate made of a highly conductive metal material.
  • the material constituting the second substrate 50 is preferably, for example, copper (Cu) or a copper alloy.
  • the thickness of the second substrate 50 is not particularly limited, but may be 30 ⁇ m or more, and specifically 50 ⁇ m or more. In consideration of the productivity and cost of the second substrate 50, the thickness of the second substrate 50 may be 1 mm or less, and specifically 200 ⁇ m or less.
  • the second substrate 50 which is a stabilization substrate may have the same thickness as the first substrate 11 or the second substrate 21 of the first embodiment.
  • the second substrate 50, which is a stabilization substrate has a larger thickness than the first stabilization layer 15 and the third stabilization layer 25 of the first embodiment.
  • the first superconducting wire portion 10 b includes a first substrate 11, a first intermediate layer 12, a first superconducting material layer 13, and a first protective layer 14. Since the superconducting wire 2 of the present embodiment includes the second substrate 50 that is a stabilization substrate, the first superconducting wire portion 10b does not include the first stabilization layer 15 of the first embodiment. Also good.
  • the first intermediate layer 12, the first superconducting material layer 13, and the first protective layer 14 are formed on the first substrate 11.
  • the first superconducting wire portion 10b is obtained.
  • the first superconducting wire portion 10b of the present embodiment may be manufactured by the same method as the first superconducting wire portion 10 of the first embodiment.
  • a second substrate 50 that is a stabilization substrate is prepared.
  • the laminated body 8b is formed by joining the second substrate 50 to the first superconducting wire portion 10b using a conductive joining layer 30 such as a solder layer.
  • the conductive bonding layer 30 is disposed between the first stabilization layer 15 and the second main surface 50 m of the second substrate 50.
  • the stacked body 8 b is divided by the dividing line 35.
  • the stacked body 8b may be divided by irradiating the stacked body 8b with a laser beam.
  • the laminated body 8 may be divided by mechanically cutting the laminated body 8 using a rotary blade (mechanical slit processing).
  • the laminated body 8b is subjected to mechanical processing so that the laminated body 8b has a circular shape in a cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the laminated body 8b.
  • the laminated body 8b shown in FIGS. 7 and 12 is obtained.
  • the second stabilization layer 40 is formed on the outer periphery of the stacked body 8b.
  • the 2nd stabilization layer 40 may be formed on the outer periphery of the laminated body 8b by plating on the laminated body 8b, or bonding a metal foil on the laminated body 8b.
  • the second stabilization layer 40 may be formed on the outer periphery of the stacked body 8b via the base layer 41. In this way, the superconducting wire 2 having a circular cross-sectional shape shown in FIG. 7 is obtained.
  • the operation and effect of the superconducting wire 2 of the present embodiment will be described.
  • the superconducting wire 2 of the present embodiment has the same effects as the superconducting wire 1 of the first embodiment, but differs in the following points.
  • the second substrate 50 is a stabilization substrate.
  • the second substrate 50 which is a stabilization substrate includes the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 13 when at least one of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 transitions from the superconducting state to the normal conducting state. It functions as a bypass through which the current flowing through at least one of the two superconducting material layers 23 is commutated.
  • the superconducting wire 2 may be damaged when at least one of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 transitions from the superconducting state to the normal conducting state. It can be further prevented.
  • the superconducting wire 3 of Embodiment 3 has the same configuration as the superconducting wire 1 of the first embodiment, but is mainly different in the following points.
  • the superconducting wire 3 of the present embodiment has a polygonal shape, specifically a rhombus shape, more specifically, in a cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 3. It has a square shape.
  • the superconducting wire 3 includes a laminated body 8c.
  • the laminated body 8c has a polygonal shape, specifically a rhombus shape, and more specifically a square shape in a cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 3. is doing.
  • the manufacturing method of superconducting wire 3 of the present embodiment is the same as the manufacturing method of superconducting wire 1 of Embodiment 1, but differs in the following points.
  • the laminated body 8c is mechanically processed so that the shape of the laminated body 8c in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the laminated body 8c is a polygon, specifically a square.
  • the machining step of the laminate 8c as shown in FIG. 6 may be omitted.
  • Superconducting wire 3 of the present embodiment has the following effects in addition to the effects of superconducting wire 1 of the first embodiment.
  • the superconducting wire 3 of the present embodiment has a polygonal shape in a cross section (xy plane) perpendicular to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 3.
  • Superconducting wire 3 has a cross-sectional shape that can be easily formed by machining.
  • the superconducting wire 3 has a cross-sectional shape that can omit machining. Since the curved surface processing step can be omitted in the superconducting wire 3, the superconducting wire 3 of the present embodiment has a shape that can reduce the manufacturing cost of the superconducting wire 3.
  • the superconducting wire 3 of the present embodiment has a rhombus shape, specifically a square shape.
  • the cross-sectional shape of the superconducting wire 3 in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 3 has further improved symmetry.
  • a superconducting wire 3 that is easy to handle can be provided.
  • the superconducting wire 4 of Embodiment 4 has the same configuration as the superconducting wire 3 of the third embodiment, but is mainly different in the following points.
  • the superconducting wire 4 of the present embodiment has the maximum width of the superconducting wire 4 in the central region 48 of the superconducting wire 4 in the second direction (y direction).
  • the superconducting wire 4 includes a laminated body 8d.
  • the stacked body 8d has the maximum width of the stacked body 8d in the central region 48 of the superconducting wire 4 in the second direction (y direction).
  • the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 are included in the central region 48.
  • the superconducting wire 4 has a maximum width of the superconducting wire 4 in a region sandwiched between a pair of wires separated from the second center line 46 by 0.10 h in the second direction ( ⁇ y direction). You may have.
  • the stacked body 8d may have the maximum width of the stacked body 8d in a region sandwiched between a pair of lines separated from the second center line 46 by 0.10 h in the second direction ( ⁇ y direction).
  • the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 may be included in a region sandwiched between a pair of lines separated by 0.10 h in the second direction ( ⁇ y direction).
  • the superconducting wire 4 has a maximum width of the superconducting wire 4 in a region sandwiched between a pair of wires separated from the second center line 46 by 0.05 h in the second direction ( ⁇ y direction). You may have.
  • the stacked body 8d may have the maximum width of the stacked body 8d in a region sandwiched between a pair of lines separated from the second center line 46 by 0.05h in the second direction ( ⁇ y direction).
  • the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 may be included in a region sandwiched between a pair of lines separated by 0.05 h in the second direction ( ⁇ y direction).
  • the manufacturing method of the superconducting wire 4 of the present embodiment is the same as the manufacturing method of the superconducting wire 3 of the third embodiment.
  • the operation and effect of the superconducting wire 4 of the present embodiment will be described.
  • the superconducting wire 4 of the present embodiment has the following effects in addition to the effects of the superconducting wire 3 of the third embodiment.
  • the superconducting wire 4 of the present embodiment has the maximum width of the superconducting wire 4 in the central region 48 of the superconducting wire 4 in the second direction (y direction).
  • the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 are included in the central region 48. Therefore, the superconducting material layer (the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23) with respect to the cross-sectional area of the superconducting wire 4 in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 4
  • the cross-sectional area of is large.
  • the superconducting wire 4 has a high critical current Ic.
  • the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 are included in the central region 48, the first superconducting material layer in the machining step of the laminate 8d as shown in FIG.
  • the amount of machining of 13 and the second superconducting material layer 23 can be further reduced.
  • the deterioration of the crystallinity of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 and the reduction of the cross-sectional areas of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 can be further suppressed.
  • the superconducting wire 4 has a high critical current Ic.
  • the superconducting wire 5 of Embodiment 5 has the same configuration as the superconducting wire 4 of the fourth embodiment, but is mainly different in the following points.
  • Superconducting wire 5 of the present embodiment has a polygonal shape, specifically a regular hexagonal shape, in a cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of superconducting wire 5.
  • the superconducting wire 5 includes a laminated body 8e.
  • the laminated body 8e has a polygonal shape, specifically a regular hexagonal shape, in a cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 5.
  • the manufacturing method of the superconducting wire 5 of the present embodiment is the same as the manufacturing method of the superconducting wire 4 of the fourth embodiment.
  • Superconducting wire 5 of the present embodiment has the following effects in addition to the effects of superconducting wire 4 of the fourth embodiment.
  • Superconducting wire 5 of the present embodiment has a polygonal shape, specifically a regular hexagonal shape, in a cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of superconducting wire 5. . Therefore, in the superconducting wire 5 of the present embodiment, the superconducting material layer (first superconducting material layer) with respect to the cross-sectional area of the superconducting wire 5 in the cross section (xy plane) orthogonal to the longitudinal direction (z direction) of the superconducting wire 5 13 and the second superconducting material layer 23) have a large cross-sectional area ratio.
  • the superconducting wire 5 has a high critical current Ic.
  • the amount of machining of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 in the machining process of the laminate 8e as shown in FIG. It can be further reduced.
  • the deterioration of the crystallinity of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 and the reduction of the cross-sectional areas of the first superconducting material layer 13 and the second superconducting material layer 23 can be further suppressed.
  • the superconducting wire 5 has a high critical current Ic.

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Abstract

超電導線材は、第１主面を有する第１基板と、第１基板に対向して配置される第２基板と、第１主面と第２基板との間の第１の超電導材料層とを含む積層体を備える。超電導線材の長手方向に直交する断面における、超電導線材の高さｈに対する超電導線材の幅ｗの比ｗ／ｈは０．８以上１０以下である。幅ｗは２ｍｍ以下である。

Description

超電導線材
　本発明は、超電導線材に関する。本出願は、２０１６年１１月１日に出願した日本特許出願である特願２０１６－２１４２５７号に基づく優先権を主張する。当該日本特許出願に記載された全ての記載内容は、参照によって本明細書に援用される。
　基板と基板上に設けられた超電導材料層とを備える超電導線材が知られている（特許文献１を参照）。
特開２０１２－１５６０４８号公報
　本発明の一態様に係る超電導線材は、第１主面を有する第１基板と、第１基板に対向して配置される第２基板と、第１主面と第２基板との間の第１の超電導材料層とを含む積層体を備える。超電導線材の長手方向に直交する断面における、超電導線材の高さｈに対する超電導線材の幅ｗの比ｗ／ｈは０．８以上１０以下である。幅ｗは２ｍｍ以下である。幅ｗは、この断面において第１主面が延在する第１の方向における超電導線材の最大幅として定義される。高さｈは、この断面において第１の方向に直交する第２の方向における超電導線材の最大高さとして定義される。
図１は、実施の形態１に係る超電導線材の長手方向に直交する断面における、超電導線材の概略断面図である。 図２は、実施の形態１に係る超電導線材の製造方法の一工程を示す概略断面図である。 図３は、実施の形態１に係る超電導線材の製造方法の一工程を示す概略断面図である。 図４は、実施の形態１に係る超電導線材の製造方法における、図２及び図３に示す工程の次工程を示す概略断面図である。 図５は、実施の形態１に係る超電導線材の製造方法における、図４に示す工程の次工程を示す概略断面図である。 図６は、実施の形態１に係る超電導線材の製造方法における、図５に示す工程の次工程を示す概略断面図である。 図７は、実施の形態２に係る超電導線材の長手方向に直交する断面における、超電導線材の概略断面図である。 図８は、実施の形態２に係る超電導線材の製造方法の一工程を示す概略断面図である。 図９は、実施の形態２に係る超電導線材の製造方法の一工程を示す概略断面図である。 図１０は、実施の形態２に係る超電導線材の製造方法における、図８及び図９に示す工程の次工程を示す概略断面図である。 図１１は、実施の形態２に係る超電導線材の製造方法における、図１０に示す工程の次工程を示す概略断面図である。 図１２は、実施の形態２に係る超電導線材の製造方法における、図１１に示す工程の次工程を示す概略断面図である。 図１３は、実施の形態３に係る超電導線材の長手方向に直交する断面における、超電導線材の概略断面図である。 図１４は、実施の形態４に係る超電導線材の長手方向に直交する断面における、超電導線材の概略断面図である。 図１５は、実施の形態５に係る超電導線材の長手方向に直交する断面における、超電導線材の概略断面図である。
　[本開示が解決しようとする課題]
　特許文献１に記載された超電導線材の幅は超電導線材の高さの約４０倍以上であるため、超電導線材のハンドリング性が劣っている。また、特許文献１に記載された超電導線材は５ｍｍのような広い幅を有しているため、超電導線材における交流損失が大きい。本発明の一態様の目的は、取り扱いが容易でありかつ低い交流損失を有する超電導線材を提供することである。
　[本開示の効果]
　本発明の一態様によれば、取り扱いが容易でありかつ低い交流損失を有する超電導線材を提供することができる。
　[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１，２，３，４，５は、第１主面１１ｍを有する第１基板１１と、第１基板１１に対向して配置される第２基板２１，５０と、第１主面１１ｍと第２基板２１，５０との間の第１の超電導材料層１３とを含む積層体８，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅを備える。超電導線材１，２，３，４，５の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）における、超電導線材１，２，３，４，５の高さｈに対する超電導線材１，２，３，４，５の幅ｗの比ｗ／ｈは０．８以上１０以下である。幅ｗは２ｍｍ以下である。幅ｗは、この断面（ｘ－ｙ面）において第１主面１１ｍが延在する第１の方向（ｘ方向）における超電導線材１，２，３，４，５の最大幅として定義される。高さｈは、この断面（ｘ－ｙ面）において第１の方向（ｘ方向）に直交する第２の方向（ｙ方向）における超電導線材１，２，３，４，５の最大高さとして定義される。
　超電導線材１，２，３，４，５の比ｗ／ｈは０．８以上１０以下であるため、超電導線材１，２，３，４，５の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）における超電導線材１，２，３，４，５の断面形状は、向上された対称性を有する。取り扱いが容易である超電導線材１，２，３，４，５が提供され得る。超電導線材１，２，３，４，５の幅ｗは２ｍｍ以下であるため、低い交流損失を有する超電導線材１，２，３，４，５が提供され得る。
　（２）上記（１）に係る超電導線材１，２，３，４，５は、第２の方向（ｙ方向）における超電導線材１，２，３，４，５の中央領域４８において、超電導線材１，２，３，４，５の最大幅を有している。第１の超電導材料層１３は、中央領域４８に含まれる。そのため、超電導線材１，２，３，４，５の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）における超電導線材１，２，３，４，５の断面積に対する第１の超電導材料層１３の断面積の割合は大きい。超電導線材１，２，３，４，５は、高い臨界電流Ｉcを有する。
　（３）上記（１）または（２）に係る超電導線材１，２，３，４，５において、積層体８，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅは、第１の超電導材料層１３と第２基板２１，５０との間に導電接合層３０をさらに含んでいる。導電接合層３０は、第１の超電導材料層１３が超電導状態から常電導状態に遷移する際に第１の超電導材料層１３を流れていた電流が転流するバイパスとして機能する。第１の超電導材料層１３が超電導状態から常電導状態に遷移する際に超電導線材１，２，３，４，５が破損することが防止され得る。
　（４）上記（１）から（３）のいずれかに係る超電導線材１，３，４，５において、積層体８，８ｃ，８ｄ，８ｅは、第１の超電導材料層１３と第２基板２１との間に第１の安定化層１５をさらに含んでいる。第１の安定化層１５は、第１の超電導材料層１３が超電導状態から常電導状態に遷移する際に第１の超電導材料層１３を流れていた電流が転流するバイパスとして機能する。第１の超電導材料層１３が超電導状態から常電導状態に遷移する際に超電導線材１，３，４，５が破損することが防止され得る。
　（５）上記（１）に係る超電導線材１，３，４，５において、第２基板２１は、第１主面１１ｍに対向する第２主面２１ｍを有している。積層体８，８ｃ，８ｄ，８ｅは、第１主面１１ｍと第２主面２１ｍとの間に第２の超電導材料層２３をさらに含んでいる。そのため、超電導線材１，３，４，５の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）における超電導線材１，３，４，５の断面積に対する超電導材料層（第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３）の断面積の割合は大きい。超電導線材１，３，４，５は、高い臨界電流Ｉcを有する。第２の超電導材料層２３は第１主面１１ｍと第１主面１１ｍに対向する第２主面２１ｍとの間に設けられているため、第２の超電導材料層２３は第１基板１１と第２基板２１とによって機械的に保護され得る。
　（６）上記（５）に係る超電導線材１，３，４，５は、第２の方向（ｙ方向）における超電導線材１，３，４，５の中央領域４８において、超電導線材１，３，４，５の最大幅を有している。第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３は、中央領域４８に含まれる。そのため、超電導線材１，３，４，５の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）における超電導線材１，３，４，５の断面積に対する超電導材料層（第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３）の断面積の割合は大きい。超電導線材１，３，４，５は、高い臨界電流Ｉcを有する。
　（７）上記（５）または（６）に係る超電導線材１，３，４，５において、積層体８，８ｃ，８ｄ，８ｅは、第１の超電導材料層１３と第２の超電導材料層２３との間に導電接合層３０をさらに含む。導電接合層３０は、第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つが超電導状態から常電導状態に遷移する際に第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つを流れていた電流が転流するバイパスとして機能する。第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つが超電導状態から常電導状態に遷移する際に超電導線材１，３，４，５が破損することが防止され得る。
　（８）上記（５）から（７）のいずれかに係る超電導線材１，３，４，５において、積層体８，８ｃ，８ｄ，８ｅは、第１の超電導材料層１３と第２の超電導材料層２３との間に第１の安定化層１５をさらに含む。第１の安定化層１５は、第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つが超電導状態から常電導状態に遷移する際に第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つを流れていた電流が転流するバイパスとして機能する。第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つが超電導状態から常電導状態に遷移する際に超電導線材１，３，４，５が破損することが防止され得る。
　（９）上記（１）から（４）のいずれかに係る超電導線材２において、第２基板５０は、安定化基板である。第１の超電導材料層１３が超電導状態から常電導状態に遷移する際に超電導線材２が破損することが一層防止され得る。
　（１０）上記（１）から（９）のいずれかに係る超電導線材１，２，３，４，５において、積層体８，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅの外周を被覆する第２の安定化層４０をさらに備える。第２の安定化層４０は、第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つが超電導状態から常電導状態に遷移する際に第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つを流れていた電流が転流するバイパスとして機能する。第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つが超電導状態から常電導状態に遷移する際に超電導線材１，２，３，４，５が破損することが防止され得る。
　（１１）上記（１）から（１０）のいずれかに係る超電導線材１，２，３，４，５において、比ｗ／ｈは０．９以上７以下である。幅ｗは１ｍｍ以下である。取り扱いが容易でありかつ低い交流損失を有する超電導線材１，２，３，４，５が提供され得る。
　（１２）上記（１）から（１０）のいずれかに係る超電導線材１，２，３，４，５において、比ｗ／ｈは１以上２以下である。幅ｗは０．７ｍｍ以下である。取り扱いが容易でありかつ低い交流損失を有する超電導線材１，２，３，４，５が提供され得る。
　（１３）上記（１）から（１２）のいずれかに係る超電導線材１，２，３，４，５は、この断面（ｘ－ｙ面）において、第１の方向（ｘ方向）における超電導線材１，２，３，４，５の第１の中心線４４に関して線対称であり、かつ、第２の方向（ｙ方向）における超電導線材１，２，３，４，５の第２の中心線４６に関して線対称である形状を有している。取り扱いが容易でありかつ低い交流損失を有する超電導線材１，２，３，４，５が提供され得る。
　（１４）上記（１）から（１３）のいずれかに係る超電導線材１，２，３，４，５は、この断面（ｘ－ｙ面）において、円形、楕円形、及び多角形のいずれかの形状を有している。取り扱いが容易でありかつ低い交流損失を有する超電導線材１，２，３，４，５が提供され得る。
　（１５）上記（１）から（１３）のいずれかに係る超電導線材１，２，３，４，５は、この断面（ｘ－ｙ面）において、円形、正方形、菱形及び正六角形のいずれかの形状を有している。取り扱いが容易でありかつ低い交流損失を有する超電導線材１，２，３，４，５が提供され得る。
　[本発明の実施形態の詳細]
　次に、図面に基づいて本発明の実施の形態の詳細について説明する。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、その説明は繰返さない。以下に記載する実施の形態の少なくとも一部の構成を任意に組み合わせてもよい。
　（実施の形態１）
　図１に示されるように、本実施の形態の超電導線材１は、第１主面１１ｍを有する第１基板１１と、第１基板１１に対向して配置される第２基板２１と、第１主面１１ｍと第２基板２１との間の第１の超電導材料層１３とを含む積層体８を主に備える。超電導線材１は、積層体８の外周を被覆する第２の安定化層４０と、積層体８と第２の安定化層４０との間に設けられる下地層４１とをさらに備えてもよい。
　積層体８は、第１中間層１２と、第１保護層１４と、第１の安定化層１５と、第２中間層２２と、第２の超電導材料層２３と、第２保護層２４と、第３の安定化層２５と、導電接合層３０とをさらに備えてもよい。具体的には、本実施の形態の積層体８は、第１超電導線材部分１０と、第２超電導線材部分２０と、第１超電導線材部分１０と第２超電導線材部分２０との間の導電接合層３０とを含んでいる。第１超電導線材部分１０は、第１基板１１と、第１中間層１２と、第１の超電導材料層１３と、第１保護層１４とを含んでいる。第１超電導線材部分１０は、第１の安定化層１５をさらに含んでもよい。第２超電導線材部分２０は、第２基板２１と、第２中間層２２と、第２の超電導材料層２３と、第２保護層２４とを含んでいる。第２超電導線材部分２０は、第３の安定化層２５をさらに含んでもよい。
　第１基板１１及び第２基板２１は、金属基板であってもよい。特定的には、第１基板１１及び第２基板２１は、配向金属基板であってもよい。配向金属基板は、第１主面１１ｍ及び第２基板２１の第２主面２１ｍ内の２つの方向（ｘ方向及びｚ方向）に関して、結晶方位が揃っている基板を意味する。配向金属基板は、例えば、ＳＵＳまたはハステロイ（登録商標）のベース基板上にニッケル層及び銅層などが配置されたクラッドタイプの金属基板であってもよい。第１基板１１及び第２基板２１の材料はこれらに限定されず、たとえば金属以外の材料であってもよい。
　第１基板１１及び第２基板２１は、第１超電導線材部分１０と第２超電導線材部分２０に含まれる他の構成要素（第１中間層１２、第１の超電導材料層１３、第１保護層１４、第１の安定化層１５、第２中間層２２、第２の超電導材料層２３、第２保護層２４、第３の安定化層２５）よりも大きな厚さを有している。第１基板１１の厚さ及び第２基板２１の厚さは特に限定されないが、３０μｍ以上であってもよく、特定的には５０μｍ以上であってもよい。第１基板１１及び第２基板２１の生産性及びコストを考慮して、第１基板１１の厚さ及び第２基板２１の厚さは、各々、１ｍｍ以下であってもよく、特定的には２００μｍ以下であってもよい。第１基板１１の厚さは、超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）において第１主面１１ｍの法線に平行な第２の方向（ｙ方向）における第１基板１１の最大高さとして定義される。第２基板２１の厚さは、超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）において第２主面２１ｍの法線に平行な第２の方向（ｙ方向）における第２基板２１の最大高さとして定義される。
　第１中間層１２は、第１基板１１の第１主面１１ｍ上に設けられている。第１中間層１２は、第１基板１１と第１の超電導材料層１３との間に配置されている。第１中間層１２は、第１の超電導材料層１３との反応性が極めて低く、第１の超電導材料層１３の超電導特性を低下させないような材料を用いることができる。第１中間層１２は、高温プロセスを利用して第１の超電導材料層１３を形成する際に、第１基板１１から第１の超電導材料層１３へ金属原子が拡散することを抑制することができる。第１基板１１がその表面に結晶配向性を有するとき、第１中間層１２は、第１基板１１と第１の超電導材料層１３との結晶配向性の差を緩和してもよい。第１中間層１２は、例えば、０．１μｍ以上３．０μｍ以下の厚さを有してもよい。
　第２中間層２２は、第２基板２１の第２主面２１ｍ上に設けられている。第２中間層２２は、第２基板２１と第２の超電導材料層２３との間に配置されている。第２中間層２２は、第２の超電導材料層２３との反応性が極めて低く、第２の超電導材料層２３の超電導特性を低下させないような材料を用いることができる。第２中間層２２は、高温プロセスを利用して第２の超電導材料層２３を形成する際に、第２基板２１から第２の超電導材料層２３へ金属原子が拡散することを抑制することができる。第２基板２１がその表面に結晶配向性を有するとき、第２中間層２２は、第２基板２１と第２の超電導材料層２３との結晶配向性の差を緩和してもよい。第２中間層２２は、例えば、０．１μｍ以上３．０μｍ以下の厚さを有してもよい。
　第１中間層１２及び第２中間層２２は、例えば、ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）、ＣｅＯ２（酸化セリウム）、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、Ｙ２Ｏ３（酸化イットリウム）、Ａｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）、ＬａＭｎＯ３（酸化ランタンマンガン）、Ｇｄ2Ｚｒ2Ｏ7（ジルコン酸ガドリニウム）およびＳｒＴｉＯ３（チタン酸ストロンチウム）の少なくとも一つから構成されてもよい。第１中間層１２及び第２中間層２２の各々は、複数の層により構成されていてもよい。第１中間層１２及び第２中間層２２の各々が複数の層により構成される場合、複数の層は、互いに異なる材質により構成されてもよいし、一部が同じ材質により構成されかつ残りは互いに異なる材質により構成されてもよい。第１基板１１及び第２基板２１としてＳＵＳ基板またはハステロイ基板が用いられる場合、第１中間層１２及び第２中間層２２は、例えば、ＩＢＡＤ（Ion　Beam　Assisted　Deposition）法にて形成された結晶配向層であってもよい。
　第１中間層１２の、第１基板１１に面する主面と反対側の主面上に、第１の超電導材料層１３が設けられてもよい。第１の超電導材料層１３は、第１中間層１２を挟んで第１基板１１の第１主面１１ｍ上に設けられてもよい。第１の超電導材料層１３は、第１主面１１ｍと第２主面２１ｍとの間に設けられてもよい。第２中間層２２の、第２基板２１に面する主面と反対側の主面上に、第２の超電導材料層２３が設けられてもよい。第２の超電導材料層２３は、第２中間層２２を挟んで第２基板２１の第２主面２１ｍ上に設けられてもよい。第２の超電導材料層２３は、第１主面１１ｍと第２主面２１ｍとの間に設けられてもよい。第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３は、超電導線材１のうち、超電導電流が流れる部分である。
　第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３を構成する超電導材料は特に限定されないが、例えば、ＲＥ－１２３系の酸化物超電導体とすることが好ましい。ＲＥ－１２３系の酸化物超電導体は、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。
　第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の各々の厚さは、特に限定されないが、第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の各々に流れる超電導電流の臨界電流Ｉcを向上させるために、第１の超電導材料層１３の厚さ及び第２の超電導材料層２３の厚さの各々は、０．５μｍ以上であってもよく、特定的には１．０μｍ以上であってもよい。第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の生産性を考慮して、第１の超電導材料層１３の厚さ及び第２の超電導材料層２３の厚さの各々は、１０μｍ以下であってもよく、特定的には５μｍ以下であってもよい。第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３は、第１中間層１２及び第２中間層２２よりも厚くてもよい。
　第１保護層１４は、第１の超電導材料層１３の、第１中間層１２に面する主面と反対側の主面上に形成されている。第１保護層１４は、第１の超電導材料層１３と第１の安定化層１５との間に配置されている。第２保護層２４は、第２の超電導材料層２３の、第２中間層２２に面する主面と反対側の主面上に形成されている。第２保護層２４は、第２の超電導材料層２３と第３の安定化層２５との間に配置されている。
　第１保護層１４及び第２保護層２４の各々は、導電材料で構成されてもよい。第１保護層１４及び第２保護層２４の各々は、例えば、銀（Ａｇ）または銀合金から構成されてもよい。第１保護層１４の厚さ及び第２保護層２４の厚さの各々は特に限定されないが、例えば、０．１μｍ以上であってもよく、特定的には１μｍ以上であってもよい。第１保護層１４の厚さ及び第２保護層２４の厚さの各々は、例えば、２０μｍ以下であってもよく、特定的には１０μｍ以下であってもよい。
　第１保護層１４は、第１の超電導材料層１３の側面（ｙ－ｚ面）上に設けられてもよい。第１保護層１４は、第１中間層１２の側面（ｙ－ｚ面）上にさらに設けられてもよい。第２保護層２４は、第２の超電導材料層２３の側面（ｙ－ｚ面）上に設けられてもよい。第２保護層２４は、第２中間層２２の側面（ｙ－ｚ面）上にさらに設けられてもよい。
　第１の安定化層１５は、第１保護層１４上に設けられてもよい。第１保護層１４の、第１の超電導材料層１３に面する主面と反対側の主面上に、第１の安定化層１５が形成されてもよい。第３の安定化層２５は、第２保護層２４上に設けられてもよい。第２保護層２４の、第２の超電導材料層２３に面する表面と反対側の表面上に、第３の安定化層２５が形成されてもよい。
　第１の安定化層１５及び第３の安定化層２５は、第１保護層１４及び第２保護層２４とともに、第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つが超電導状態から常電導状態に遷移する際に第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つを流れていた電流が転流するバイパスとして機能する。第１の安定化層１５及び第３の安定化層２５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。第１の安定化層１５及び第３の安定化層２５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。第１の安定化層１５及び第３の安定化層２５の厚さは特に限定されないが、１０μｍ以上であってもよく、特定的には２０μｍ以上であってもよい。第１の安定化層１５及び第３の安定化層２５の厚さは１００μｍ以下であってもよく、特定的には５０μｍ以下であってもよい。第１の安定化層１５及び第３の安定化層２５は、第１保護層１４及び第２保護層２４よりも厚い。
　導電接合層３０は、第２超電導線材部分２０を第１超電導線材部分１０に接合する。第２基板２１の第２主面２１ｍが第１基板１１の第１主面１１ｍに対向するように、第２超電導線材部分２０は、第１超電導線材部分１０に接合されてもよい。第２の超電導材料層２３が第１の超電導材料層１３に対向するように、第２超電導線材部分２０は、第１超電導線材部分１０に接合されてもよい。導電接合層３０は、第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つが超電導状態から常電導状態に遷移する際に第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つを流れていた電流が転流するバイパスとして機能する。導電接合層３０の材料は特に限定されないが、例えば、はんだであってもよい。導電接合層３０の厚さは、例えば、１μｍ以上であってもよく、特定的には１０μｍ以上であってもよい。導電接合層３０の厚さは特に限定されないが、例えば、１００μｍ以下であってもよく、特定的には５０μｍ以下であってもよい。
　第２の安定化層４０は、積層体８の外周を被覆する。第２の安定化層４０が積層体８の外周を被覆することは、第２の安定化層４０が積層体８の外周上に直接形成されることと、第２の安定化層４０が下地層４１を介して積層体８の外周上に形成されることとを含む。第２の安定化層４０は、第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つが超電導状態から常電導状態に遷移する際に第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つを流れていた電流が転流するバイパスとして機能する。第２の安定化層４０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。第２の安定化層４０を構成する材料は、例えば、銅（Ｃｕ）または銅合金などが好ましい。第２の安定化層４０の厚さは特に限定されないが、１０μｍ以上であってもよく、１５μｍ以上であってもよい。第２の安定化層４０の厚さは、例えば、５００μｍ以下であってもよく、２００μｍ以下であってもよい。
　下地層４１は、第１主面１１ｍに対向する第１基板１１の外表面上と、第１主面１１ｍに対向する第２基板２１の外表面上とに設けられる。下地層４１は、第１基板１１及び第２基板２１に対する第２の安定化層４０の密着性を向上させる。下地層４１は、第１の超電導材料層１３の側面（ｙ－ｚ面）上及び第２の超電導材料層２３の側面（ｙ－ｚ面）上にさらに設けられてもよい。下地層４１は、第１中間層１２の側面（ｙ－ｚ面）上及び第２中間層２２の側面（ｙ－ｚ面）上にさらに設けられてもよい。下地層４１は、第１保護層１４及び第２保護層２４と同様に、導電材料で構成されてもよい。下地層４１は、例えば、銀（Ａｇ）または銀合金から構成されてもよい。下地層４１の厚さは、例えば、０．１μｍ以上１０μｍ以下であってもよく、１μｍ以上５μｍ以下であってもよい。
　超電導線材１は、長手方向（ｚ方向）に延在する長尺線材である。超電導線材１の長手方向（ｚ方向）の長さは、超電導線材１の高さｈ及び幅ｗよりもはるかに大きい。超電導線材１の長手方向（ｚ方向）の長さは、例えば、１ｍ以上であってもよく、特定的には１００ｍ以上であってもよく、さらに特定的には１ｋｍ以上であってもよい。本明細書において、超電導線材１の幅ｗは、超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）において第１主面１１ｍが延在する第１の方向（ｘ方向）における超電導線材１の最大幅として定義される。本明細書において、超電導線材１の高さｈは、超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）において第１の方向（ｘ方向）に直交する第２の方向（ｙ方向）における超電導線材１の最大高さとして定義される。
　超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）における超電導線材１の高さｈに対する幅ｗの比ｗ／ｈは、０．８以上１０以下である。比ｗ／ｈは、０．９以上であってもよく、１以上であってもよい。比ｗ／ｈは、７以下であってもよく、５以下であってもよく、４以下であってもよく、３以下であってもよく、２以下であってもよい。
　超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）における積層体８の高さに対する幅の比は、０．８以上１０以下である。積層体８の高さに対する幅の比は、０．９以上であってもよく、１以上であってもよい。積層体８の高さに対する幅の比は、７以下であってもよく、５以下であってもよく、４以下であってもよく、３以下であってもよく、２以下であってもよい。本明細書において、積層体８の幅は、超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）において第１主面１１ｍが延在する第１の方向（ｘ方向）における積層体８の最大幅として定義される。本明細書において、積層体８の高さは、超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）において第１の方向（ｘ方向）に直交する第２の方向（ｙ方向）における積層体８の最大高さとして定義される。
　超電導線材１は、超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）において、第１の方向（ｘ方向）における超電導線材１の第１の中心線４４に関して線対称であり、かつ、第２の方向（ｙ方向）における超電導線材１の第２の中心線４６に関して線対称である形状を有している。本明細書では、超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）において中心線（４４，４６）に関して線対称である超電導線材１の断面形状は、超電導線材１の断面形状（断面（ｘ－ｙ面）における超電導線材１の形状）を中心線（４４，４６）で折り重ねたときに、超電導線材１の断面積の９０％以上が互いに折り重なるような形状を意味する。
　積層体８は、超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）において、第１の方向（ｘ方向）における超電導線材１の第１の中心線４４に関して線対称であり、かつ、第２の方向（ｙ方向）における超電導線材１の第２の中心線４６に関して線対称である形状を有している。本明細書では、超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）において中心線（４４，４６）に関して線対称である積層体８の断面形状は、積層体８の断面形状（断面（ｘ－ｙ面）における超電導線材１の形状）を中心線（４４，４６）で折り重ねたときに、積層体８の断面積の９０％以上が互いに折り重なるような形状を意味する。
　超電導線材１は、超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）において、円形の形状を有している。積層体８は、超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）において、円形の形状を有している。超電導線材１は、超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）において、楕円形の形状を有してもよい。積層体８は、超電導線材１は、超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）において、楕円形の形状を有してもよい。
　超電導線材１の幅ｗは、２ｍｍ以下である。超電導線材１の幅ｗは、１ｍｍ以下であってもよい。超電導線材１の幅ｗは、０．７ｍｍ以下であってもよい。超電導線材１の幅ｗは、０．５ｍｍ以下であってもよい。積層体８の幅は、２ｍｍ以下である。積層体８の幅は、１ｍｍ以下であってもよい。積層体８の幅は、０．７ｍｍ以下であってもよい。積層体８の幅は、０．５ｍｍ以下であってもよい。
　超電導線材１は、第２の方向（ｙ方向）における超電導線材１の中央領域４８において、超電導線材１の最大幅を有する。第１の超電導材料層１３は、中央領域４８に含まれている。積層体８は、第２の方向（ｙ方向）における超電導線材１の中央領域４８において、積層体８の最大幅を有している。第２の超電導材料層２３も、中央領域４８に含まれている。本明細書において、中央領域４８は、第２の方向（ｙ方向）における超電導線材１の第２の中心線４６から、第２の方向（±ｙ方向）に０．２５ｈだけ離れた一対の線に挟まれる領域を意味する。
　特定的には、超電導線材１は、第２の中心線４６から、第２の方向（±ｙ方向）に０．１０ｈだけ離れた一対の線に挟まれる領域において、超電導線材１の最大幅を有してもよい。積層体８は、第２の中心線４６から、第２の方向（±ｙ方向）に０．１０ｈだけ離れた一対の線に挟まれる領域において、積層体８の最大幅を有してもよい。第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３は、第２の方向（±ｙ方向）に０．１０ｈだけ離れた一対の線に挟まれる領域に含まれてもよい。さらに特定的には、超電導線材１は、第２の中心線４６から、第２の方向（±ｙ方向）に０．０５ｈだけ離れた一対の線に挟まれる領域において、超電導線材１の最大幅を有してもよい。積層体８は、第２の中心線４６から、第２の方向（±ｙ方向）に０．０５ｈだけ離れた一対の線に挟まれる領域において、積層体８の最大幅を有してもよい。第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３は、第２の方向（±ｙ方向）に０．０５ｈだけ離れた一対の線に挟まれる領域に含まれてもよい。
　図２から図６を参照して、本実施の形態の超電導線材１の製造方法の一例を説明する。
　図２に示されるように、第１基板１１上に、第１中間層１２と、第１の超電導材料層１３と、第１保護層１４と、第１の安定化層１５とを含む第１超電導線材部分１０が形成される。具体的には、第１基板１１の第１主面１１ｍ上に第１中間層１２が形成される。第１中間層１２の形成方法として、例えばスパッタ法などの物理蒸着法が用いられてもよい。第１基板１１の第１主面１１ｍが配向結晶化されていない場合には、イオンビームアシスト蒸着（ＩＢＡＤ）法によって、配向結晶化された第１中間層１２が形成されてもよい。
　次に、第１中間層１２上に第１の超電導材料層１３が形成される。本実施の形態では、第１中間層１２の第１基板１１に面する主面と反対側の主面上に、ＲＥ－１２３系の酸化物超電導体を含む第１の超電導材料層１３が形成される。例えば、気相堆積法、液相堆積法、またはこれらの組合せにより、第１の超電導材料層１３が形成されてもよい。気相堆積法としては、パルスレーザ蒸着法（ＰＬＤ法）、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ）法または分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法などが例示され得る。溶液を用いた堆積法として、有機金属堆積（ＭＯＤ）法が例示され得る。
　次に、第１の超電導材料層１３上に第１保護層１４が形成される。具体的には、第１の超電導材料層１３の第１中間層１２に面する主面と反対側の主面上に、第１保護層１４が形成される。第１保護層１４は、例えば、スパッタなどの物理的蒸着法またはめっき法などにより形成されてもよい。こうして、第１基板１１、第１中間層１２及び第１の超電導材料層１３から構成される第１積層体部分（１１，１２，１３）が形成される。第１の超電導材料層１３に酸素を導入するために、第１積層体部分（１１，１２，１３）が酸素雰囲気下でアニールされる。
　最後に、第１保護層１４上に第１の安定化層１５が形成される。例えば、第１保護層１４上にめっきを施すこと、または、第１保護層１４上に金属箔を貼り合せること等によって、第１の安定化層１５が第１保護層１４上に形成されてもよい。こうして、第１超電導線材部分１０が得られる。
　図３に示されるように、第２基板２１上に、第２中間層２２と、第２の超電導材料層２３と、第２保護層２４と、第３の安定化層２５とを形成することによって、第２超電導線材部分２０が形成される。第２超電導線材部分２０は、第１超電導線材部分１０と同様の方法によって製造されてもよい。
　図４を参照して、はんだ層のような導電接合層３０を用いて、第２超電導線材部分２０を第１超電導線材部分１０に接合することによって、積層体８が形成される。具体的には、導電接合層３０は、第１の安定化層１５と第３の安定化層２５との間に配置される。図４及び図５を参照して、分割線３５で積層体８が分割される。一例では、積層体８にレーザビームを照射することにより、積層体８が分割されてもよい。別の例では、回転刃を用いて積層体８を機械的に切断すること（機械スリット加工）により、積層体８が分割されてもよい。
　図６を参照して、積層体８の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）における積層体８の形状が円形となるように、積層体８に機械的加工が施される。こうして、図１及び図６に示される、円形の断面形状を有する積層体８が得られる。
　それから、積層体８の外周上に第２の安定化層４０が形成される。例えば、積層体８上にめっきを施すこと、または、積層体８上に金属箔を貼り合せること等によって、第２の安定化層４０が積層体８の外周上に形成されてもよい。第２の安定化層４０は、下地層４１を介して積層体８の外周上に形成されてもよい。こうして、図１に示される超電導線材１が得られる。
　本実施の形態の超電導線材１の作用及び効果について説明する。
　本実施の形態の超電導線材１は、第１主面１１ｍを有する第１基板１１と、第１基板１１に対向して配置される第２基板２１と、第１主面１１ｍと第２基板２１との間の第１の超電導材料層１３とを含む積層体８を備える。超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）における、超電導線材１の高さｈに対する超電導線材１の幅ｗの比ｗ／ｈは０．８以上１０以下である。幅ｗは２ｍｍ以下である。幅ｗは、超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）において第１主面１１ｍが延在する第１の方向（ｘ方向）における超電導線材１の最大幅として定義される。高さｈは、超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）において第１の方向（ｘ方向）に直交する第２の方向（ｙ方向）における超電導線材１の最大高さとして定義される。
　超電導線材１の比ｗ／ｈは０．８以上１０以下であるため、超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）における超電導線材１の断面形状は、向上された対称性を有する。取り扱いが容易である超電導線材１が提供され得る。また、超電導線材１における交流損失は、超電導線材１の幅ｗが小さくなるにつれて減少する。本実施の形態の超電導線材１の幅ｗは２ｍｍ以下であり、狭い幅を有する。そのため、超電導線材１は低い交流損失を有する。さらに、第１の超電導材料層１３は第１主面１１ｍと第２基板２１との間に設けられているため、第１の超電導材料層１３は第１基板１１と第２基板２１とによって機械的に保護され得る。
　本実施の形態の超電導線材１は、超電導線材１は、第２の方向（ｙ方向）における超電導線材１の中央領域４８において、超電導線材１の最大幅を有する。第１の超電導材料層１３は、中央領域４８に含まれる。そのため、超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）における超電導線材１の断面積に対する第１の超電導材料層１３の断面積の割合は大きい。超電導線材１は、高い臨界電流Ｉcを有する。
　また、第１の超電導材料層１３は中央領域４８に含まれるため、図６に示される積層体８の機械加工工程における第１の超電導材料層１３の機械加工量が減少し得る。第１の超電導材料層１３の結晶性の劣化と第１の超電導材料層１３の断面積の減少とが抑制され得る。超電導線材１は、高い臨界電流Ｉcを有する。
　本実施の形態の超電導線材１では、積層体８は、第１の超電導材料層１３と第２基板２１との間に導電接合層３０をさらに含んでいる。導電接合層３０は、第１の超電導材料層１３が超電導状態から常電導状態に遷移する際に第１の超電導材料層１３を流れていた電流が転流するバイパスとして機能する。第１の超電導材料層１３が超電導状態から常電導状態に遷移する際に超電導線材１が破損することが防止され得る。
　本実施の形態の超電導線材１では、積層体８は、第１の超電導材料層１３と第２基板２１との間に第１の安定化層１５をさらに含んでいる。第１の安定化層１５は、第１の超電導材料層１３が超電導状態から常電導状態に遷移する際に第１の超電導材料層１３を流れていた電流が転流するバイパスとして機能する。第１の超電導材料層１３が超電導状態から常電導状態に遷移する際に超電導線材１が破損することが防止され得る。
　本実施の形態の超電導線材１では、第２基板２１は、第１主面１１ｍに対向する第２主面２１ｍを有している。積層体８は、第１主面１１ｍと第２主面２１ｍとの間に第２の超電導材料層２３をさらに含んでいる。そのため、超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）における超電導線材１の断面積に対する超電導材料層（第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３）の断面積の割合は大きい。超電導線材１は、高い臨界電流Ｉcを有する。第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３は第１主面１１ｍと第１主面１１ｍに対向する第２主面２１ｍとの間に配置されているため、第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３は第１基板１１及び第２基板２１によって機械的に保護され得る。
　本実施の形態の超電導線材１は、第２の方向（ｙ方向）における超電導線材１の中央領域４８において、超電導線材１の最大幅を有している。第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３は、中央領域４８に含まれている。そのため、超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）における超電導線材１の断面積に対する超電導材料層（第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３）の断面積の割合は大きい。超電導線材１は、高い臨界電流Ｉcを有する。
　また、第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３は中央領域４８に含まれるため、図６に示される積層体８の機械加工工程における第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の機械加工量がさらに減少し得る。第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の結晶性の劣化と第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の断面積の減少とがさらに抑制され得る。超電導線材１は、高い臨界電流Ｉcを有する。
　本実施の形態の超電導線材１では、積層体８は、第１の超電導材料層１３と第２の超電導材料層２３との間に導電接合層３０をさらに含んでいる。導電接合層３０は、第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つが超電導状態から常電導状態に遷移する際に第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つを流れていた電流が転流するバイパスとして機能する。第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つが超電導状態から常電導状態に遷移する際に超電導線材１が破損することが防止され得る。
　本実施の形態の超電導線材１では、積層体８は、第１の超電導材料層１３と第２の超電導材料層２３との間に第１の安定化層１５をさらに含んでいる。第１の安定化層１５は、第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つが超電導状態から常電導状態に遷移する際に第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つを流れていた電流が転流するバイパスとして機能する。第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つが超電導状態から常電導状態に遷移する際に超電導線材１が破損することが防止され得る。
　本実施の形態の超電導線材１は、積層体８の外周を被覆する第２の安定化層４０をさらに備える。第２の安定化層４０は、第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つが超電導状態から常電導状態に遷移する際に第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つを流れていた電流が転流するバイパスとして機能する。第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つが超電導状態から常電導状態に遷移する際に超電導線材１が破損することが防止され得る。
　本実施の形態の超電導線材１では、比ｗ／ｈは０．９以上７以下であってもよく、幅ｗは１ｍｍ以下であってもよい。超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）における超電導線材１の断面形状は、さらに向上された対称性を有する。取り扱いが容易である超電導線材１が提供され得る。また、超電導線材１はさらに狭い幅を有するため、超電導線材１は低い交流損失を有する。
　本実施の形態の超電導線材１では、比ｗ／ｈは１以上２以下であってもよく、幅ｗは０．７ｍｍ以下であってもよい。超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）における超電導線材１の断面形状は、さらに向上された対称性を有する。取り扱いが容易である超電導線材１が提供され得る。また、超電導線材１はさらに狭い幅を有するため、超電導線材１は低い交流損失を有する。
　本実施の形態の超電導線材１は、超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）において、第１の方向（ｘ方向）における超電導線材１の第１の中心線４４に関して線対称であり、かつ、第２の方向（ｙ方向）における超電導線材１の第２の中心線４６に関して線対称である形状を有している。超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）における超電導線材１の断面形状は、さらに向上された対称性を有する。取り扱いが容易である超電導線材１が提供され得る。
　本実施の形態の超電導線材１は、超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）において、楕円形の形状、特定的には円形の形状を有している。超電導線材１の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）における超電導線材１の断面形状は、さらに向上された対称性を有する。取り扱いが容易である超電導線材１が提供され得る。
　（実施の形態２）
　図７を参照して、実施の形態２の超電導線材２について説明する。本実施の形態の超電導線材２は、実施の形態１の超電導線材１と同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。本実施の形態の超電導線材２は、積層体８ｂを備える。積層体８ｂは、第１超電導線材部分１０ｂと、第２基板５０と、第１超電導線材部分１０ｂと第２基板５０との間の導電接合層３０とを含んでいる。
　本実施の形態の超電導線材２では、実施の形態１の第２超電導線材部分２０に代えて、安定化基板である第２基板５０が用いられている。第２基板５０は、第２主面５０ｍを有する。第２基板５０は、第１保護層１４とともに、第１の超電導材料層１３が超電導状態から常電導状態に遷移する際に第１の超電導材料層１３を流れていた電流が転流するバイパスとして機能する。第２基板５０は、第１基板１１とともに、第１中間層１２、第１の超電導材料層１３及び第１保護層１４を機械的に保護する。第２基板５０は、良導電性の金属材料からなる基板であってもよい。第２基板５０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。
　第２基板５０の厚さは特に限定されないが、３０μｍ以上であってもよく、特定的には５０μｍ以上であってもよい。第２基板５０の生産性及びコストを考慮して、第２基板５０の厚さは１ｍｍ以下であってもよく、特定的には２００μｍ以下であってもよい。安定化基板である第２基板５０は、第１基板１１または実施の形態１の第２基板２１と同様の厚さを有してもよい。安定化基板である第２基板５０は、実施の形態１の第１の安定化層１５及び第３の安定化層２５よりも大きな厚さを有する。
　第１超電導線材部分１０ｂは、第１基板１１と、第１中間層１２と、第１の超電導材料層１３と、第１保護層１４とを含んでいる。本実施の形態の超電導線材２は安定化基板である第２基板５０を含んでいるため、第１超電導線材部分１０ｂは、実施の形態１の第１の安定化層１５を含んでいなくてもよい。
　図８から図１２を参照して、本実施の形態の超電導線材２の製造方法の一例を説明する。
　図８に示されるように、第１基板１１上に、第１中間層１２と、第１の超電導材料層１３と、第１保護層１４とを形成する。こうして、第１超電導線材部分１０ｂが得られる。本実施の形態の第１超電導線材部分１０ｂは、実施の形態１の第１超電導線材部分１０と同様の方法によって製造されてもよい。図９に示されるように、安定化基板である第２基板５０が用意される。
　図１０に示されるように、はんだ層のような導電接合層３０を用いて第２基板５０を第１超電導線材部分１０ｂに接合することによって、積層体８ｂが形成される。導電接合層３０は、第１の安定化層１５と第２基板５０の第２主面５０ｍとの間に配置される。図１０及び図１１に示されるように、積層体８ｂが分割線３５で分割される。一例では、積層体８ｂにレーザビームを照射することにより、積層体８ｂが分割されてもよい。別の例では、回転刃を用いて積層体８を機械的に切断すること（機械スリット加工）により、積層体８が分割されてもよい。
　図１２を参照して、積層体８ｂの長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）における積層体８ｂの形状が円形となるように、積層体８ｂに機械的加工が施される。こうして、図７及び図１２に示される積層体８ｂが得られる。
　それから、積層体８ｂの外周上に第２の安定化層４０が形成される。例えば、積層体８ｂ上にめっきを施すこと、または、積層体８ｂ上に金属箔を貼り合せること等によって、第２の安定化層４０が積層体８ｂの外周上に形成されてもよい。第２の安定化層４０は、下地層４１を介して積層体８ｂの外周上に形成されてもよい。こうして、図７に示される、円形の断面形状を有する超電導線材２が得られる。
　本実施の形態の超電導線材２の作用及び効果について説明する。本実施の形態の超電導線材２は、実施の形態１の超電導線材１と同様の効果を奏するが、以下の点で異なる。
　本実施の形態の超電導線材２では、第２基板５０は安定化基板である。安定化基板である第２基板５０は、第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つが超電導状態から常電導状態に遷移する際に第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つを流れていた電流が転流するバイパスとして機能する。本実施の形態の超電導線材２によれば、第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の少なくとも１つが超電導状態から常電導状態に遷移する際に超電導線材２が破損することが一層防止され得る。
　（実施の形態３）
　図１３を参照して、実施の形態３の超電導線材３について説明する。本実施の形態の超電導線材３は、実施の形態１の超電導線材１と同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。
　本実施の形態の超電導線材３は、超電導線材３の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）において、多角形の形状、特定的には菱形の形状、さらに特定的には正方形の形状を有している。超電導線材３は、積層体８ｃを備える。積層体８ｃは、超電導線材３の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）において、多角形の形状、特定的には菱形の形状、さらに特定的には正方形の形状を有している。
　本実施の形態の超電導線材３の製造方法の一例を説明する。本実施の形態の超電導線材３の製造方法は、実施の形態１の超電導線材１の製造方法と同様であるが、以下の点で異なる。積層体８ｃの長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）における積層体８ｃの形状が多角形、特定的には正方形となるように、積層体８ｃに機械的加工が施される。本実施の形態の超電導線材３の製造方法では、図６に示されるような積層体８ｃの機械加工工程が省略されてもよい。
　本実施の形態の超電導線材３の作用及び効果について説明する。本実施の形態の超電導線材３は、実施の形態１の超電導線材１の効果に加えて、以下の効果を奏する。
　本実施の形態の超電導線材３は、超電導線材３の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）において、多角形の形状を有している。超電導線材３は、機械加工によって容易に形成され得る断面形状を有している。超電導線材３は、機械加工が省略され得る断面形状を有している。超電導線材３では曲面加工工程が省略され得るので、本実施の形態の超電導線材３は、超電導線材３の製造コストを低減させ得る形状を有している。
　本実施の形態の超電導線材３は、菱形の形状、特定的には正方形の形状を有している。超電導線材３の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）における超電導線材３の断面形状は、さらに向上された対称性を有する。取り扱いが容易である超電導線材３が提供され得る。
　（実施の形態４）
　図１４を参照して、実施の形態４の超電導線材４について説明する。本実施の形態の超電導線材４は、実施の形態３の超電導線材３と同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。
　本実施の形態の超電導線材４は、第２の方向（ｙ方向）における超電導線材４の中央領域４８において、超電導線材４の最大幅を有している。超電導線材４は、積層体８ｄを備える。積層体８ｄは、第２の方向（ｙ方向）における超電導線材４の中央領域４８において、積層体８ｄの最大幅を有している。第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３は、中央領域４８に含まれている。
　特定的には、超電導線材４は、第２の中心線４６から、第２の方向（±ｙ方向）に０．１０ｈだけ離れた一対の線に挟まれる領域において、超電導線材４の最大幅を有してもよい。積層体８ｄは、第２の中心線４６から、第２の方向（±ｙ方向）に０．１０ｈだけ離れた一対の線に挟まれる領域において、積層体８ｄの最大幅を有してもよい。第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３は、第２の方向（±ｙ方向）に０．１０ｈだけ離れた一対の線に挟まれる領域に含まれてもよい。さらに特定的には、超電導線材４は、第２の中心線４６から、第２の方向（±ｙ方向）に０．０５ｈだけ離れた一対の線に挟まれる領域において、超電導線材４の最大幅を有してもよい。積層体８ｄは、第２の中心線４６から、第２の方向（±ｙ方向）に０．０５ｈだけ離れた一対の線に挟まれる領域において、積層体８ｄの最大幅を有してもよい。第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３は、第２の方向（±ｙ方向）に０．０５ｈだけ離れた一対の線に挟まれる領域に含まれてもよい。
　本実施の形態の超電導線材４の製造方法は、実施の形態３の超電導線材３の製造方法と同様である。
　本実施の形態の超電導線材４の作用及び効果について説明する。本実施の形態の超電導線材４は、実施の形態３の超電導線材３の効果に加えて、以下の効果を奏する。
　本実施の形態の超電導線材４は、第２の方向（ｙ方向）における超電導線材４の中央領域４８において、超電導線材４の最大幅を有している。第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３は、中央領域４８に含まれている。そのため、超電導線材４の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）における超電導線材４の断面積に対する超電導材料層（第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３）の断面積は大きい。超電導線材４は、高い臨界電流Ｉcを有する。
　また、第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３は中央領域４８に含まれているため、図６に示されるような積層体８ｄの機械加工工程における、第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の機械加工量がさらに減少し得る。第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の結晶性の劣化と第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の断面積の減少とがさらに抑制され得る。超電導線材４は、高い臨界電流Ｉcを有する。
　（実施の形態５）
　図１５を参照して、実施の形態５の超電導線材５について説明する。本実施の形態の超電導線材５は、実施の形態４の超電導線材４と同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。
　本実施の形態の超電導線材５は、超電導線材５の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）において、多角形の形状、特定的には正六角形の形状を有している。超電導線材５は、積層体８ｅを備える。積層体８ｅは、超電導線材５の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）において、多角形の形状、特定的には正六角形の形状を有している。
　本実施の形態の超電導線材５の製造方法は、実施の形態４の超電導線材４の製造方法と同様である。
　本実施の形態の超電導線材５の作用及び効果について説明する。本実施の形態の超電導線材５は、実施の形態４の超電導線材４の効果に加えて、以下の効果を奏する。
　本実施の形態の超電導線材５は、超電導線材５の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）において、多角形の形状、特定的には正六角形の形状を有している。そのため、本実施の形態の超電導線材５では、超電導線材５の長手方向（ｚ方向）に直交する断面（ｘ－ｙ面）における超電導線材５の断面積に対する超電導材料層（第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３）の断面積の割合は大きい。超電導線材５は、高い臨界電流Ｉcを有する。
　また、本実施の形態の超電導線材５によれば、図６に示されるような積層体８ｅの機械加工工程における、第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の機械加工量がさらに減少し得る。第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の結晶性の劣化と第１の超電導材料層１３及び第２の超電導材料層２３の断面積の減少とがさらに抑制され得る。超電導線材５は、高い臨界電流Ｉcを有する。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。矛盾のない限り、今回開示された実施の形態の少なくとも２つを組み合わせてもよい。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。
１，２，３，４，５　超電導線材、８，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ　積層体、１０，１０ｂ　第１超電導線材部分、１１　第１基板、１１ｍ　第１主面、１２　第１中間層、１３　第１の超電導材料層、１４　第１保護層、１５　第１の安定化層、２０　第２超電導線材部分、２１，５０　第２基板、２１ｍ，５０ｍ　第２主面、２２　第２中間層、２３　第２の超電導材料層、２４　第２保護層、２５　第３の安定化層、３０　導電接合層、３５　分割線、４０　第２の安定化層、４１　下地層、４４　第１の中心線、４６　第２の中心線、４８　中央領域。

Claims (15)

  1. 　第１主面を有する第１基板と、
    　前記第１基板に対向して配置される第２基板と、
    　前記第１主面と前記第２基板との間の第１の超電導材料層とを含む積層体を備える超電導線材であって、
    　前記超電導線材の長手方向に直交する断面における、前記超電導線材の高さｈに対する前記超電導線材の幅ｗの比ｗ／ｈは０．８以上１０以下であり、
    　前記幅ｗは２ｍｍ以下であり、
    　前記幅ｗは、前記断面において前記第１主面が延在する第１の方向における前記超電導線材の最大幅として定義され、
    　前記高さｈは、前記断面において前記第１の方向に直交する第２の方向における前記超電導線材の最大高さとして定義される、超電導線材。
  2. 　前記超電導線材は、前記第２の方向における前記超電導線材の中央領域において、前記超電導線材の前記最大幅を有し、
    　前記第１の超電導材料層は、前記中央領域に含まれる、請求項１に記載の超電導線材。
  3. 　前記積層体は、前記第１の超電導材料層と前記第２基板との間に導電接合層をさらに含む、請求項１または請求項２に記載の超電導線材。
  4. 　前記積層体は、前記第１の超電導材料層と前記第２基板との間に第１の安定化層をさらに含む、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２基板は、前記第１主面に対向する第２主面を有し、
    　前記積層体は、前記第１主面と前記第２主面との間に第２の超電導材料層をさらに含む、請求項１に記載の超電導線材。
  6. 　前記超電導線材は、前記第２の方向における前記超電導線材の中央領域において、前記超電導線材の前記最大幅を有し、
    　前記第１の超電導材料層及び前記第２の超電導材料層は、前記中央領域に含まれる、請求項５に記載の超電導線材。
  7. 　前記積層体は、前記第１の超電導材料層と前記第２の超電導材料層との間に導電接合層をさらに含む、請求項５または請求項６に記載の超電導線材。
  8. 　前記積層体は、前記第１の超電導材料層と前記第２の超電導材料層との間に第１の安定化層をさらに含む、請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の超電導線材。
  9. 　前記第２基板は、安定化基板である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の超電導線材。
  10. 　前記積層体の外周を被覆する第２の安定化層をさらに備える、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。
  11. 　前記比ｗ／ｈは０．９以上７以下であり、
    　前記幅ｗは１ｍｍ以下である、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の超電導線材。
  12. 　前記比ｗ／ｈは１以上２以下であり、
    　前記幅ｗは０．７ｍｍ以下である、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の超電導線材。
  13. 　前記断面において、前記超電導線材は、前記第１の方向における前記超電導線材の第１の中心線に関して線対称であり、かつ、前記第２の方向における前記超電導線材の第２の中心線に関して線対称である形状を有する、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の超電導線材。
  14. 　前記超電導線材は、前記断面において、円形、楕円形、及び多角形のいずれかの形状を有する、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の超電導線材。
  15. 　前記超電導線材は、前記断面において、円形、正方形、菱形及び正六角形のいずれかの形状を有する、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の超電導線材。
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