(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テープ状の基材上に銀が添加された酸化物超電導層が形成され、さらに該酸化物超電導層上に安定化銀層が形成されてなる複数本の酸化物超電導導体の前記安定化銀層側の表面を対向させ、これら安定化銀層同士が半田を介して接続されてなることを特徴とする酸化物超電導導体の接続構造。
【請求項２】
テープ状の基材上に酸化物超電導層が形成されてなる複数本の酸化物超電導導体がその端面同士が突き合わせられ、該突き合わせ部が、良導性金属からなる基材上に前記酸化物超電導層をなす材料より低融点の酸化物超電導材料からなる低融点酸化物超電導層が形成されてなる接続用超電導テープで覆われ、前記複数本の酸化物超電導導体の突き合わせ部の両側が前記低融点酸化物超電導層で接続され、さらに該接続用超電導テープ及びこれの両側の酸化物超電導導体上に安定化銀層が形成されてなることを特徴とする酸化物超電導導体の接続構造。
【請求項３】
テープ状の基材上に酸化物超電導層が形成されてなる複数本の酸化物超電導導体をその端面同士を突き合わせ、該突き合わせ部上に、良導性金属からなる基材上に前記酸化物超電導層をなす材料より低融点の酸化物超電導材料からなる低融点酸化物超電導層が形成されてなる接続用超電導テープを、前記複数本の酸化物超電導体どうしを低融点酸化物超電導層を介して接するように配置し、該接続用超電導テープの低融点酸化物超電導層を溶融し、さらに該接続用超電導テープ及びこれの両側の酸化物超電導導体上に安定化銀層を形成することを特徴とする酸化物超電導導体の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超電導電力ケーブル、超電導マグネット、超電導エネルギー貯蔵装置、超電導発電装置、医療用ＭＲＩ装置、超電導電流リード等の分野で利用できる酸化物超電導導体の接続構造及び接続方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、臨界温度（Ｔｃ）が液体窒素温度（約７７Ｋ）よりも高い酸化物超電導体として、例えば、Ｙ-Ｂａ-Ｃｕ-Ｏ系、Ｂｉ-Ｓｒ-Ｃａ-Ｃｕ-Ｏ系、Ｔｌ-Ｂａ-Ｃａ-Ｃｕ-Ｏ系などの酸化物超電導体が発見されている。
このような酸化物超電導体を有する酸化物超電導導体の製造方法の１つとして、化学気相蒸着法（ＣＶＤ法）等の薄膜形成手段によって基材表面に酸化物超電導薄膜を成膜する方法が知られている。この種の薄膜形成手段により形成した酸化物超電導薄膜は、臨界電流密度（Ｊｃ）が大きく、優れた超電導特性を発揮することが知られている。
【０００３】
ところで、上述のような製造方法により製造された酸化物超電導導体を実用機器に応用するには、酸化物超電導導体を接続する技術の開発が要望されており、従来の酸化物超電導導体の接続方法としては、特許第２６８８９２３号の酸化物超電導体の接合方法が知られている。この酸化物超電導体の接合方法では、真空排気した真空容器内に複数個の酸化物超電導体を互いに当接して配置し、これら酸化物超電導体を加熱し、その当接部に向けてノズルから上記酸化物超電導体と同じ材料の超微粉を噴出させ、上記当接部に上記超微粉を焼結させてこれら酸化物超電導体同士を接合している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の酸化物超電導導体の接続方法にあっては、二本の酸化物超電導導体の接合するために、これら酸化物超電導導体を再度ＣＶＤ反応用容器内に配置し、当接部上に接続用超電導薄膜を形成するための超微粉を堆積、焼結する工程を要するため、接続のための作業が煩雑になってしまう。また、従来の酸化物超電導導体の製造方法により得られた酸化物超電導導体の接合構造にあっては、酸化物超電導導体の当接部上に化学気相蒸着法により酸化物超電導薄膜を形成しただけのものであるので、種々の用途に用いるには安定性が不十分であり、また、接続部の強度が不十分であった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、酸化物超電導導体の接続作業の簡略化が可能であり、安定性の向上と、接続部の強度の向上が可能な酸化物超電導導体の接続構造及び接続方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、酸化物超電導導体の接続作業の簡略化と、安定性の向上と、接続部の強度の向上を可能にすべく、種々の検討及び実験を重ねた結果、テープ状の基材上に酸化物超電導層が形成され、さらに該酸化物超電導層上に安定化銀層が形成されてなる複数本の酸化物超電導導体の上記安定化銀層側の表面を対向させ、これら安定化銀層同士を半田を介して接続すれば、上記課題を解決できるとの推定に至った。
しかしながら、この方法では、接続部の半田や安定化銀層などの金属層の抵抗および安定化銀層と酸化物超電導層の接触抵抗が、接続抵抗として発生するが、酸化物超電導層に銀を添加すると接触抵抗を低減でき、実用レベルの低抵抗接続を実現できることを究明し、本発明を完成したのである。
【０００７】
すなわち、請求項１記載の発明では、テープ状の基材上に銀が添加された酸化物超電導層が形成され、さらに該酸化物超電導層上に安定化銀層が形成されてなる複数本の酸化物超電導導体の前記安定化銀層側の表面を対向させ、これら安定化銀層同士が半田を介して接続されてなることを特徴とする酸化物超電導導体の接続構造を上記課題の解決手段とした。
【０００８】
また、本発明者らは、上記課題を解決すべく、種々の検討及び実験を重ねた結果、テープ状の基材上に酸化物超電導層が形成されてなる複数本の酸化物超電導導体をその端面同士を突き合わせ、該突き合わせ部上に、良導性金属からなる基材上に前記酸化物超電導層をなす材料より低融点の酸化物超電導材料からなる低融点酸化物超電導層が形成されてなる接続用超電導テープを配置し、該接続用超電導テープの低融点酸化物超電導層を溶融すれば、上記課題を解決できるとの推定に至った。
しかしながら、この方法では、酸化物超電導導体の接続部の強度において不満が残るため、さらに上記突き合わせ部を覆う接続用超電導テープ及びこれの両側の酸化物超電導導体上に安定化銀層を形成することにより、上記課題を解決できることを究明し、本発明を完成したのである。
【０００９】
すなわち、請求項２記載の発明では、テープ状の基材上に酸化物超電導層が形成されてなる複数本の酸化物超電導導体がその端面同士が突き合わせられ、該突き合わせ部が、良導性金属からなる基材上に前記酸化物超電導層をなす材料より低融点の酸化物超電導材料からなる低融点酸化物超電導層が形成されてなる接続用超電導テープで覆われ、前記複数本の酸化物超電導導体の突き合わせ部の両側が前記低融点酸化物超電導層で接続され、さらに該接続用超電導テープ及びこれの両側の酸化物超電導導体上に安定化銀層が形成されてなることを特徴とする酸化物超電導導体の接続構造を上記課題の解決手段とした。
【００１０】
また、請求項３記載の発明では、テープ状の基材上に酸化物超電導層が形成されてなる複数本の酸化物超電導導体をその端面同士を突き合わせ、該突き合わせ部上に、良導性金属からなる基材上に前記酸化物超電導層をなす材料より低融点の酸化物超電導材料からなる低融点酸化物超電導層が形成されてなる接続用超電導テープを、前記複数本の酸化物超電導体どうしを低融点酸化物超電導層を介して接するように配置し、該接続用超電導テープの低融点酸化物超電導層を溶融し、さらに該接続用超電導テープ及びこれの両側の酸化物超電導導体上に安定化銀層を形成することを特徴とする酸化物超電導導体の接続方法を上記課題の解決手段とした。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の酸化物超電導導体の接続構造及び接続方法の一実施形態について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の酸化物超電導導体の接続構造の第一の実施形態を示す断面図である。
第一の実施形態の酸化物超電導導体の接続構造は、複数本（図面では２本）の酸化物超電導導体１０の安定化銀層３側の表面３ａを対向させ、これら安定化銀層３同士が半田５を介して接続されてなるものである。
ここで用いられる酸化物超電導導体１０は、テープ状の基材１上に銀が添加された酸化物超電導層２が形成され、さらに該酸化物超電導層２上に安定化銀層３が形成されてなるものである。
【００１２】
テープ状の基材１としては、長尺のものを用いることができるが、特に、熱膨張係数の低い耐熱性の金属テープの上面にセラミックス製の多結晶中間層を被覆してなるものが好ましい。上記耐熱性の金属テープの構成材料としては、銀、白金、ステンレス鋼、銅、ハステロイ（Ｃ２７６等）などの金属材料や合金が好ましい。また、上記金属テープ以外では、各種ガラステープあるいはマイカテープなどの各種セラミックスなどからなるテープを用いても良い。次に、上記多結晶中間層を構成する材料は、熱膨張係数が金属よりも酸化物超電導体の熱膨張係数に近い、ＹＳＺ（イットリウム安定化ジルコニア）、ＳｒＴｉＯ3、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＬａＡｌＯ3、ＬａＧａＯ3、ＹＡｌＯ3、ＺｒＯ2などのセラミックスが好ましく、これらの中で もできる限り結晶配向性の整ったものを用いることが好ましい。
【００１３】
酸化物超電導層２をなす酸化物超電導体は、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系の酸化物超電導体、Ａ−Ｂ−Ｃｕ−Ｏ系（ただし、ＡはＬa，Ｃe，Ｙ，Ｓc，Ｙbなどの周期律表IIIa族元素の１種以上を示し、ＢはＳr，Ｂaなどの周期律表IIa族元素の１ 種以上を示す）の酸化物超電導体などが用いられる。
上記銀の添加量は、酸化物超電導層２中に、５〜３０重量％添加されていることが好ましく、より好ましくは１０重量％添加されていることが好ましい。銀の添加量が５重量％未満であると、安定化銀層３と酸化物超電導層２の接触抵抗を十分低減できない。また、３０重量％を超えて添加してももはや効果の増大は期待できず、経済的にも不利となる。
【００１４】
図２は、第一の実施形態の酸化物超電導導体の接続構造に用いられる銀が添加された酸化物超電導層２を有する酸化物超電導導体１０の製造装置の概略構成を示す図である。
図２に示す製造装置を用いて、酸化物超電導導体１０を製造するには、まず、テープ状の基材１と上記酸化物超電導体を作製するための液体原料３４と、上記酸物超電導体に添加するための銀溶液８０を用意する。ここでの液体原料３４は、成膜するべき目的化合物の構成金属元素の有機金属錯体、金属アルコキシドなどの金属有機化合物を、目的化合物の組成比となるように複数種混合し、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）などの有機溶媒に溶解させたものを用いることができる。このような液体原料３４を用意したならば、収納容器４２に満たしておく。また、銀溶液８０としては、銀（ＤＰＭ）をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）などの有機溶媒に溶解させたものを用いることができる。このような銀溶液８０を用意したならば、収納容器８１に満たしておく。
【００１５】
上記のテープ状の基材１を用意したならば、これをＣＶＤ用反応チャンバ６１内に基材搬送機構７８により基材導入部６２から所定の移動速度で送り込むとともに基材搬送機構７５の巻取ドラム７４で巻き取り、更に反応生成室６３内の基材１を加熱ヒータ４７で所定の温度に加熱する。なお、基材１を送り込む前に、不活性ガス供給源６８から不活性ガスをパージガスとして反応チャンバ６１内に送り込み、同時に圧力調整装置７２を作動させて反応チャンバ６１の内部のガスを抜くことで反応チャンバ６１内の空気等の不用ガスを排除して内部を洗浄しておくことが好ましい。
【００１６】
基材１を反応チャンバ６１内に送り込んだならば、酸素ガス供給源６９から反応チャンバ６１内に酸素ガスを送り、更に、加圧源４３により収納容器４２から液体原料３４を接続管４１を経て加圧式液体ポンプ３５に送液し、該加圧式液体ポンプ３５により液体原料３４を毛細管３１ａ内に圧送し、これと同時にアトマイズガスをアトマイズガス供給部３２に送り込むとともにシールドガスをシールドガス供給部３３に送り込む。また、同時に圧力調整装置７２を作動させ反応チャンバ６１の内部のガスを排気する。この際、シールドガスの温度は、室温程度になるように調節しておく。また、気化器５０の内部温度が上記原料のうちの最も気化温度の高い原料の最適温度になるようにヒータ５１により調節しておく。ここで用いる毛細管３１ａは、予め毛細管挿入部３１に挿入しておく。
すると、液体原料３４は毛細管３１ａの先端に達し、この後、吐出口から吹き出る際、アトマイズガス供給部３２から流れてくるアトマイズガスにより直ちに霧化されるので、一定流量のミスト状の液体原料３４が気化器５０内に連続的に供給される。そして、気化器５０の内部に供給されたミスト状の液体原料３４は、ヒータ５１により加熱されて気化し、原料ガスとなり、さらにこの原料ガスは輸送管５３を介してガス拡散部６６に連続的に供給される。この時、輸送管５３の内部温度が上記原料のうちの最も気化温度の高い原料の最適温度になるように調節しておく。また、この時、酸素ガス供給源５４から酸素ガスを供給して原料ガス中に酸素を混合する操作も行う。
【００１７】
また、液体原料３４を毛細管３１ａ内に圧送するとともに、加圧源８２により収納容器８１から銀溶液８０を接続管８３を経て加圧式液体ポンプ８４に送液し、該加圧式液体ポンプ８４により銀溶液８０を銀溶液供給管８５内に圧送し、これと同時にアトマイズガスをアトマイズガス供給部８６に送り込むとともにシールドガスをシールドガス供給部８７に送り込む。すると、銀溶液８０は銀溶液供給管８５の先端に達し、この後、吐出口から吹き出る際、アトマイズガス供給部８６から流れてくるアトマイズガスにより直ちに霧化されるので、一定流量のミスト状の銀が気化器８９内に連続的に供給される。そして、気化器８９の内部に供給されたミスト状の銀原料は、ヒータ９０により加熱されて気化し、さらにこの気化した銀原料は輸送管８８、５３を経て上記ガス拡散部６６に連続的に供給される。この時、輸送管８８の内部温度が上記銀溶液の気化温度になるように調節しておく。
【００１８】
次に、反応チャンバ６１の内部においては、輸送管５３の出口部分からガス拡散部６６に出た原料ガスおよび銀原料が、ガス拡散部６６から拡散しながら反応生成室６３側に移動し、反応生成室６３の内部を通り、次いで基材１の近傍を移動してガス排気管７０に引き込まれるように移動する。
従って、加熱された基材１の上面側で原料ガスおよび銀原料を反応させて銀が添加された酸化物超電導薄膜を生成させることができる。
以上の成膜操作を所定時間継続して行なうことにより、銀が添加された酸化物超電導層２が基材１上に形成された酸化物超電導導体１０を得ることができる。
【００１９】
上述のようにして得られた酸化物超電導導体１０の複数本を接続して図１に示すような接続構造を得るには、例えば、一方の酸化物超電導導体１０の安定化銀層３の表面３ａの一端部に半田５を配置し、この半田５が配置された端部上に他方の酸化物超電導導体１０の安定化銀層３の表面３ａの一端部を重ね合わせて、安定化銀層３同士を半田５を介して接続すると、図１に示すような第一の実施形態の酸化物超電導導体の接続構造が得られる。
ここで一方の酸化物超電導導体１０と他方の酸化物超電導導体１０の接続部１５のラップ長Ｗとしては、目的とする接続部の強度によっても異なるが、０．４ｃｍ程度あればよく、好ましくは０．５ｃｍ程度以上とすることが好ましい。この接続部１５のラップ長Ｗは、０．５ｃｍ以上と大きくしても、酸化物超電導層と安定化銀層との接触抵抗を大幅に小さくすることができる。
【００２０】
第一の実施形態の酸化物超電導導体の接続構造にあっては、テープ状の基材１上に銀が添加された酸化物超電導層２が形成され、さらに該酸化物超電導層２上に安定化銀層３が形成されてなる複数本の酸化物超電導導体１０の安定化銀層３側の表面３ａを対向させ、これら安定化銀層３同士が半田５を介して接続されたものであるので、銀が添加された酸化物超電導層２と安定化銀層３との接触抵抗を十分低減でき、接続部１５における酸化物超電導層２と安定化銀層３との界面の抵抗が安定化銀層３や半田５などの金属層の抵抗と同じ程度の値となり、従って、接続部の抵抗を実用上問題のない程度まで低減でき、また、容易に長尺化が可能であり、安定性も確保できるので、用途を広げることができる。
【００２１】
また、銀が添加された酸化物超電導層２は、酸化物超電導体の原料ガスと別系統で銀原料を反応チャンバに供給することで、酸化物超電導体の形成時に銀を添加できるので、酸化物超電導導体を再度ＣＶＤ反応用容器内に配置して、当接部上に接続用超電導薄膜を形成するための微粉体を堆積、焼結する工程がなく、接続のための作業を簡略化できる。
また、第一の実施形態の酸化物超電導導体の接続構造にあっては、複数本の酸化物超電導導体１０の安定化銀層３側の表面３ａを対向させ、これら安定化銀層３同士が半田５を介して接続されたものであるので、酸化物超電導導体の当接部上に化学気相蒸着法により酸化物超電導薄膜を形成しただけの従来の酸化物超電導導体の接続構造に比べて、接続部の強度が優れる。
【００２２】
次に、本発明の酸化物超電導導体の接続構造の第二の実施形態について説明する。
図３は、第二の実施形態の酸化物超電導導体の接続構造を示す断面図である。第二の実施形態の酸化物超電導導体の接続構造は、複数本（図面では２本）の酸化物超電導導体２０がその端面２０ｂ同士が突き合わせられ、該突き合わせ部２９が、接続用超電導テープ２５で覆われ、接続され、さらに接続用超電導テープ２５及びこれの両側の酸化物超電導導体２０上に安定化銀層２８が形成されてなるものである。
ここで用いられる酸化物超電導導体２０は、上述のような耐熱性の金属テープ２２上に上述のようなセラミックス製の多結晶中間層２３を被覆してなるテープ状の基材２１上に酸化物超電導層２４が形成されてなるものである。この第二の実施形態においては、酸化物超電導層２４中には、銀は添加されていなくても良い。
【００２３】
接続用超電導テープ２５は、良導性金属からなる基材２６上に酸化物超電導層２４をなす材料より低融点の酸化物超電導材料からなる低融点酸化物超電導層２７が形成されてなるものである。
基材２６をなす良導性金属としては、配向銀やプラチナ等が好適に用いられる。ここでの配向銀は、結晶配向性が制御されたものであり、例えば、一方向溶融凝固法により、単結晶Ａｇロッドを作製し、目的とする配向面が露出するように切り出したものを用いることができる。また、Ａｇテープは、温度や圧下率等の圧延条件により、集合組織を形成することができ、単結晶からなるＡｇテープに近い機能を有することができるので、圧延したＡｇテープを用いてもよい。
【００２４】
酸化物超電導層２７をなす酸化物超電導材料が、酸化物超電導層２４をなす材料より融点が高いものであると、接続用超電導テープ２５に熱をかけて酸化物超電導層２７を溶融させたときに、酸化物超電導層２４が熱により劣化したり、あるいは溶融して超電導特性が低下するため好ましくない。
低融点酸化物超電導層２７をなす酸化物超電導材料は、酸化物超電導層２４をなす酸化物超電導材料よりも融点が約５０゜Ｃ程度低いものでもよいが、融点が１００゜Ｃ程度低いものであることが好ましい。
低融点酸化物超電導層２７をなす低融点の酸化物超電導材料の具体例としては、酸化物超電導層２４が融点が９８０〜１０００゜Ｃ程度のＹ1Ｂａ2Ｃｕ3Ｏxなる組成（ｘ＝6.9）からなる場合、融点が８８０〜９００゜Ｃ程度のＹｂ1Ｂａ2Ｃｕ3Ｏxなる組成（ｘ＝6.9）のものなどを用いることができる。
【００２５】
安定化銀層２８の厚みとしては、５〜１０μｍ程度とされる。安定化銀層２８の厚みが５μｍ以下であると、安定性が低下してしまい、１０μｍを超えて厚くしてももはや効果の増大は期待できず、経済的にも不利となる。
【００２６】
上述のような酸化物超電導導体２０の複数本を接続して、図３に示すような接続構造を得るには、複数本（図面では２本）の酸化物超電導導体２０をその端面２０ｂ同士を突き合わせ、該突き合わせ部２９上に、接続用超電導テープ２５を配置し、該接続用超電導テープ２５を低融点酸化物超電導層２７が溶融する温度で加熱し、さらに該接続用超電導テープ２５及びこれの両側の酸化物超電導導体２０上に安定化銀層２８をスパッタ法等の薄膜形成手段により形成すると、図３に示すような第二の実施形態の酸化物超電導導体の接続構造が得られる。
【００２７】
第二の実施形態の酸化物超電導導体の接続構造にあっては、複数本の酸化物超電導導体２０がその端面２０ｂ同士が突き合わせられ、該突き合わせ部２９が接続用超電導テープ２５で覆われ、接続され、さらに該接続用超電導テープ２５及びこれの両側の酸化物超電導導体２０上に安定化銀層２８が形成されてなるものであるので、容易に長尺化が可能であり、また、安定化銀層２８により安定性も確保できるので、用途を広げることができる。
【００２８】
また、酸化物超電導導体２０の突き合わせ部２９に接続用超電導テープ２５を配置し、該テープ２５の低融点酸化物超電導層２７を溶融するだけで、複数本の酸化物超電導導体２０を接続できるので、酸化物超電導導体を再度ＣＶＤ反応用容器内に配置して、当接部上に接続用超電導薄膜を形成するための微粉体を堆積、焼結する工程がなく、接続のための作業を簡略化できる。
また、第二の実施形態の酸化物超電導導体の接続構造にあっては、複数本の酸化物超電導導体２０の突き合わせ部２９が接続用超電導テープ２５で覆われ、さらに接続用超電導テープ２５及びこれの両側の酸化物超電導導体２０上に安定化銀層２８が形成されたものであるので、酸化物超電導導体の当接部上に化学気相蒸着法により酸化物超電導薄膜を形成しただけの従来の酸化物超電導導体の接続構造に比べて、接続部の強度が優れる。
なお、第二の実施形態の酸化物超電導導体の接続構造にあっては、突き合わせ部２９を覆う接続用超電導テープ２５及びこれの両側の酸化物超電導導体２０の上に安定化銀層２８が形成されている場合について説明したが、さらに、酸化物超電導導体２０の外側面や下面側まで延長して形成されていてもよい。
【００２９】
【実施例】
（実施例１）
２本の酸化物超電導導体を用意した。ここでの酸化物超電導導体としては、ハステロテープ上にイオンビームアシストスパッタリング法によりＹＳＺ（イットリウム安定化ジルコニア）面配向中間層を形成したテープ状の基材（幅１ｃｍ×長さ１０ｃｍ×厚さ０．０２ｃｍ）上に、銀が１０重量％添加された厚さ０．８μｍのＹ-Ｂａ-Ｃｕ-Ｏ系の酸化物超電導層が形成され、さらにこの上に厚さ６μｍの安定化銀層が形成されたものを用いた。
ついで、一方の酸化物超電導導体の安定化銀層の表面の一端部に半田を配置し、この半田が配置された端部上に他方の酸化物超電導導体の安定化銀層の表面の一端部を重ね合わせて、安定化銀層同士を半田を介して接続して、図１に示すような酸化物超電導導体の接続構造を得た。ここで一方の酸化物超電導導体と他方の酸化物超電導導体の接続部のラップ長は、０．５ｃｍであった。また、接続部の半田の厚みは、３８μｍであった。
【００３０】
（比較例１）
酸化物超電導層中に銀が添加されていない酸化物超電導導体を用いた以外は、実施例１と同様にして酸化物超電導導体の接続構造を得た。
【００３１】
実施例１ならびに比較例１で得られた酸化物超電導導体の接続構造を純酸素雰囲気中にて５００℃で２時間熱処理を施して測定試料とした。
そして、これら試料を液体窒素で７７Ｋに冷却し、各試料の比抵抗を測定した。その結果を下記表１に示す。また、これにより求められる金属層部分（半田層、安定化銀層）の抵抗値と、予備実験により測定した安定化銀層と酸化物超電導層の接触比抵抗による接続部の安定化銀層と酸化物超電導層の接触抵抗（安定化銀層と酸化物超電導層の界面の抵抗）の計算結果を下記表１に合わせて示す。
【００３２】
【表１】
0003717683.tif 000002
【００３３】
表１中、＊１、＊２は、接続部の安定化銀と酸化物超電導層との接触比抵抗であり、＊３、＊４は、接続部の安定化銀と酸化物超電導層の界面の抵抗である。  上記表１に示す結果から明らかなように、比較例１の接続構造は、接続部における酸化物超電導層と安定化銀層との界面の抵抗が1.1×10-6ohmであり、安定化銀層や半田などの金属層の抵抗に比べて２桁以上大きいことがわかる。これに対して実施例１の接続構造によれば、銀が添加された酸化物超電導層と安定化銀層との接触抵抗を十分低減でき、接続部における酸化物超電導層と安定化銀層との界面の抵抗が4.4×10-8ohmであり、安定化銀層や半田などの金属層の抵抗と同じ程度の値となることがわかる。
また、上記測定値より計算した比較例１の接続部のトータルの接続抵抗は、１．１×１０-6Ωであり、これに対して実施例１の接続部のトータルの接続構造は、６．９×１０-8Ωであり、接続部の抵抗を実用上問題のない程度まで低減できることがわかる。
なお、上記実施例では、ラップ長が０．５ｃｍとしたが、これを１００倍の長さとしても、接続部の接続抵抗を従来の約１／１００とすることができることを確認した。
【００３４】
また、Ｙ-Ｂａ-Ｃｕ-Ｏ系の酸化物超電導層に添加する銀の添加量を０重量％〜３０重量％の範囲で変更した以外は、上記実施例１と同様にして作製した酸化物超電導導体の接続構造についても、酸化物超電導層と安定化銀層との接触抵抗について調べたところ、銀の添加量を１０重量％以上３０重量％以下の範囲としたものについては、実施例１のものと大差なく、酸化物超電導層と安定化銀層との接触抵抗を十分低減でき、接続部における酸化物超電導層と安定化銀層との界面の抵抗も実施例１のものとほぼ同様であり、安定化銀層や半田などの金属層の抵抗と同じ程度の値となることがわかった。また、銀の添加量を５重量％以上〜１０重量％未満としたものについては、銀の添加量が変化すると、酸化物超電導層と安定化銀層との接触抵抗も変化するが、酸化物超電導層と安定化銀層との接触抵抗を十分低減できており、接続部の抵抗を実用上問題のない程度まで低減できることがわかった。また、銀の添加量を５重量％未満としたものについては、酸化物超電導層と安定化銀層との接触抵抗を十分低減できず、実用上問題が生じる恐れがあることがわかった。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の酸化物超電導導体の接続構造にあっては、上述の構成としたことにより、銀が添加された酸化物超電導層と安定化銀層との接触抵抗を十分低減でき、接続部における酸化物超電導層と安定化銀層との界面の抵抗が安定化銀層や半田などの金属層の抵抗と同じ程度の値となり、従って、接続部の抵抗を実用上問題のない程度まで低減でき、また、容易に長尺化が可能であり、安定性も確保できるので、用途を広げることができる。また、上記銀が添加された酸化物超電導層は、酸化物超電導体の原料ガスと別系統で銀原料を反応チャンバに供給することで、酸化物超電導体の形成時に銀を添加できるので、酸化物超電導導体を再度ＣＶＤ反応用容器内に配置して、当接部上に接続用超電導薄膜を形成するための微粉体を堆積、焼結する工程がなく、接続のための作業を簡略化できる。
また、請求項１記載の酸化物超電導導体の接続構造にあっては、複数本の酸化物超電導導体の安定化銀層側の表面を対向させ、これら安定化銀層同士が半田を介して接続されたものであるので、酸化物超電導導体の当接部上に化学気相蒸着法により酸化物超電導薄膜を形成しただけの従来の酸化物超電導導体の接続構造に比べて、接続部の強度が優れる。
【００３６】
請求項２記載の酸化物超電導導体の接続構造にあっては、上述の構成としたことにより、容易に長尺化が可能であり、また、安定化銀層により安定性も確保できるので、用途を広げることができる。また、酸化物超電導導体の突き合わせ部に接続用超電導テープを配置し、該テープの低融点酸化物超電導層を溶融するだけで、複数本の酸化物超電導導体どうしを低融点酸化物超電導層を介して接続できるので、酸化物超電導導体を再度ＣＶＤ反応用容器内に配置して、当接部上に接続用超電導薄膜を形成するための微粉体を堆積、焼結する工程がなく、接続のための作業を簡略化できる。
また、請求項２記載の酸化物超電導導体の接続構造にあっては、複数本の酸化物超電導導体の突き合わせ部が接続用超電導テープで覆われ、複数本の酸化物超電導体どうしが低融点酸化物超電導層で接続され、さらに接続用超電導テープ及びこれの両側の酸化物超電導導体上に安定化銀層が形成されたものであるので、酸化物超電導導体の当接部上に化学気相蒸着法により酸化物超電導薄膜を形成しただけの従来の酸化物超電導導体の接続構造に比べて、接続部の強度が優れる。
請求項３記載の酸化物超電導導体の接続方法にあっては、上述の構成としたことにより、接続のための作業が煩雑になることがなく、請求項２記載の酸化物超電導導体の接続構造を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の酸化物超電導導体の接続構造の第一の実施形態を示す断面図である。
【図２】  第一の実施形態の酸化物超電導導体の接続構造に用いられる酸化物超電導導体の製造装置の概略構成を示す図である。
【図３】  本発明の酸化物超電導導体の接続構造の第二の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・テープ状の基材、２・・・銀が添加された酸化物超電導層、３・・・安定化銀層、３ａ・・・表面、５・・・半田、１０・・・酸化物超電導導体、１５・・・接続部、２０・・・酸化物超電導導体、２０ｂ・・・端面、２１・・・テープ状の基材、２４・・・酸化物超電導層、２５・・・接続用超電導テープ、２６・・・基材、２７・・・低融点酸化物超電導層、２８・・・安定化銀層、２９・・・突き合わせ部、Ｗ・・・ラップ長。
【図１】
0003717683.tif 000003
【図２】
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【図３】
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