(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面、前記一面の逆を向く他面、及び前記一面と前記他面を連結する両側面によって形成される外部表面を有する超伝導テープを提供することと、
前記超伝導テープの外部表面の上に銅層を形成することと、
前記銅層が形成された超伝導テープの前記一面及び前記他面の上に第１金属テープ及び第２金属テープをそれぞれ接着することを含み、
前記銅層を形成することは、
物理的蒸着方法で前記超伝導テープの前記一面、前記他面及び前記側面を覆うように銅保護層を形成することと、
電気メッキ方法で前記銅保護層の上に銅安定化層を形成することを含む、
超伝導線材の製造方法。
【請求項２】
前記銅保護層は、スパッタリング工程で形成され、前記スパッタリング工程の間に前記超伝導テープをツイストして前記銅保護層が前記超伝導テープの前記一面、前記他面及び前記両側面を完全に覆うようにする、
請求項１に記載の超伝導線材の製造方法。
【請求項３】
前記銅保護層は、前記一面及び前記他面の上よりも、前記側面の上で更に薄く形成される、
請求項２に記載の超伝導線材の製造方法。
【請求項４】
前記銅安定化層を形成することは、前記電気メッキ方法で発生する水素イオンを分離する工程を含む、
請求項１に記載の超伝導線材の製造方法。
【請求項５】
前記銅安定化層を形成することは、前記超伝導テープをベーキングすることを含む、
請求項４に記載の超伝導線材の製造方法。
【請求項６】
前記電気メッキ方法は、電気メッキのためのメッキ部の底から酸素、窒素又は空気の気泡を供給することを含む、
請求項４に記載の超伝導線材の製造方法。
【請求項７】
前記銅層の上に酸化防止層を形成することを、更に含む、
請求項１に記載の超伝導線材の製造方法。
【請求項８】
前記酸化防止層は、クロムを含有する膜又は二酸化ケイ素系の無機化合物の膜である、
請求項７に記載の超伝導線材の製造方法。
【請求項９】
前記金属テープは、ステンレス鋼、銅、アルミニウム、ニッケル又はそれらの合金を含有する、
請求項１に記載の超伝導線材の製造方法。
【請求項１０】
前記第１金属テープ及び第２金属テープを接着することは、前記金属テープと前記銅層が形成された超伝導テープの間に半田を提供することを含む、
請求項１に記載の超伝導線材の製造方法。
【請求項１１】
前記第１金属テープ及び第２金属テープを接着することは、
前記銅層が形成された超伝導テープと前記金属テープを、互いに向き合う一対の弾性体の間に提供することと、
前記弾性体を押して前記半田の残留物を除去することを含む、
請求項１０に記載の超伝導線材の製造方法。
【請求項１２】
前記銅層が形成された超伝導テープの上に第１及び第２金属テープを接着する前に、前記超伝導テープの一側面の上の前記銅層の一側と、前記第１及び第２金属テープの一側を、整列させることを、更に含む、
請求項１０に記載の超伝導線材の製造方法。
【請求項１３】
前記銅層が形成された超伝導テープの一側面上での前記半田の厚さは、前記銅層が形成された超伝導テープの他側面上でのそれとは異なる、
請求項１２に記載の超伝導線材の製造方法。
【請求項１４】
前記一側面上での前記半田の厚さは、前記他側面上でのそれよりも薄い、
請求項１３に記載の超伝導線材の製造方法。
【請求項１５】
前記第１及び第２金属テープの他側は前記超伝導テープの他側面の上の前記銅層の他側から突出する、
請求項１２に記載の超伝導線材の製造方法。
【請求項１６】
一面、前記一面の逆を向く他面、及び前記一面と前記他面を連結する両側面によって形成される外部表面を有する超伝導テープを提供することと、
前記超伝導テープの外部表面の上を銅層で覆うことと、
前記銅層で覆われた超伝導テープを第１金属テープと第２金属テープとの間に提供することと、
前記超伝導テープの一側面の上の前記銅層の一側と前記第１及び第２金属テープの一側を整列させることと、
半田を使用して、前記銅層で覆われた超伝導テープの前記一面及び前記他面の上に第１金属テープ及び第２金属テープをそれぞれ接着することを含む、
超伝導線材の製造方法。
【請求項１７】
前記銅層で覆われた超伝導テープの一側面上での前記半田の厚さは、前記銅層で覆われた超伝導テープの他側面上でのそれよりも薄く形成される、
請求項１６に記載の超伝導線材の製造方法。
【請求項１８】
前記第１及び第２金属テープの他側は、前記超伝導テープの他側面の上の前記銅層の他側から突出するように形成される、
請求項１７に記載の超伝導線材の製造方法。
【請求項１９】
一面、前記一面の逆を向く他面、及び前記一面と前記他面を連結する両側面によって形成される外部表面を有する超伝導テープと、
前記超伝導テープの外部表面を覆う銅層と、
前記銅層によって覆われた超伝導テープの前記一面及び前記他面の上にそれぞれ接着された第１金属テープ及び第２金属テープと、
前記超伝導テープの前記一面と前記第１金属テープとの間、並びに前記超伝導テープの前記他面と前記第２金属テープとの間の半田と、を含み、
前記超伝導テープの一側面上での前記半田の厚さは、前記超伝導テープの他側面上でのそれとは異なる、
超伝導線材。
【請求項２０】
前記一側面上での前記半田の厚さは、前記他側面上でのそれよりも薄い、
請求項１９に記載の超伝導線材。
【請求項２１】
前記第１及び第２金属テープの他側は、前記超伝導テープの他側面の上の前記銅層の他側から突出する、
請求項１９に記載の超伝導線材。
【請求項２２】
前記超伝導テープの一側面を覆う前記銅層の一側と、前記第１及び第２金属テープの一側とが、整列された、
請求項１９に記載の超伝導線材。
【請求項２３】
前記銅層の上の酸化防止層を、更に含む、
請求項１９に記載の超伝導線材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超伝導線材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超伝導線材を利用する電力機器は抵抗による損失がなく効率を上げることができ、狭い面積に高い電流を流すことができるため電力機器の小型化及び軽量化を可能にするという長所を有する。近年、二軸配向された集合組織を有する薄い緩衝層又は金属基板の上に超伝導膜を形成する第２世代の高温超電導線材（Ｃｏａｔｅｄ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）に対する研究が、活発に進められている。前記第２世代の高温超電導線材は、一般的な金属線よりも非常に優れた単位面積当たりの電流輸送能力を有する。前記第２世代の高温超電導線材は、電力機器の電力損失が少ない電力分野、ＭＲＩ、超伝導磁気浮上列車及び超伝導推進船舶などの分野で利用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は超伝導線材のラミネーションを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は超伝導線材の製造方法を提供する。前記方法は一面、前記一面の逆を向く他面、及び前記一面と前記他面を連結する両側面によって形成される外部表面を有する超伝導テープを提供することと、前記超伝導テープの外部表面の上に銅層を形成することと、前記銅層が形成された超伝導テープの前記一面及び前記他面の上に第１金属テープ及び第２金属テープをそれぞれ接着することを含み、前記銅層を形成することは、物理的蒸着方法で前記超伝導テープの前記一面、前記他面及び前記側面を覆うように銅保護層を形成することと、電気メッキ方法で前記銅保護層の上に銅安定化層を形成することを含む。
【０００５】
一例として、前記銅保護層はスパッタリング工程で形成され、前記スパッタリング工程の間に前記超伝導テープをツイストして前記銅保護層が前記超伝導テープの前記一面、前記他面及び前記側面を完全に覆うようにする。
【０００６】
一例として、前記銅保護層は前記一面及び前記他面の上よりも前記側面の上で薄く形成される。
【０００７】
一例として、前記銅安定化層を形成することは前記電気メッキ方法で発生する水素イオンを分離する工程を含む。
【０００８】
一例として、前記電気メッキ方法は電気分解された硫酸溶液を使用する。
【０００９】
一例として、前記銅安定化層を形成することは前記超伝導テープをベーキングすることを含む。
【００１０】
一例として、前記電気メッキ方法は、電気メッキのためのメッキ部の底から酸素、窒素又は空気の気泡を供給することを含む。
【００１１】
一例として、前記方法は前記銅層の上に酸化防止層を形成することを、更に含む。
【００１２】
一例として、前記酸化防止層はクロムを含有する膜又は二酸化ケイ素系の無機化合物の膜である。
【００１３】
一例として、前記金属テープはステンレス鋼、銅、アルミニウム、ニッケル又はそれらの合金を含有する。
【００１４】
一例として、前記第１金属テープ及び第２金属テープを接着することは、前記金属テープと前記銅層が形成された超伝導テープの間に半田を提供することを含む。
【００１５】
一例として、前記第１金属テープ及び第２金属テープを接着することは、前記銅層が形成された超伝導テープと前記金属テープを、互いに向き合う一対の弾性体の間に提供することと、前記弾性体を押して前記半田の残留物を除去することを含む。
【００１６】
一例として、前記方法は、前記銅層が形成された超伝導テープの上に前記第１及び第２金属テープを接着する前に、前記超伝導テープの一側面の上の前記銅層の一側と前記第１及び第２金属テープの一側を整列させることを、更に含む。
【００１７】
一例として、前記銅層が形成された超伝導テープの一側面上での前記半田の厚さは、前記銅層が形成された超伝導テープの他側面上でのそれとは異なる。
【００１８】
一例として、前記一側面の上での前記半田の厚さは、前記他側面の上でのそれよりも薄い。
【００１９】
一例として、前記第１及び第２金属テープの他側は、前記超伝導テープの他側面の上の前記銅層の他側から突出する。
【００２０】
前記方法は、一面、前記一面の逆を向く他面、及び前記一面と前記他面を連結する両側面によって形成される外部表面を有する超伝導テープを提供することと、前記超伝導テープの外部表面の上を銅層で覆うことと、前記銅層で覆われた超伝導テープを第１金属テープと第２金属テープとの間に提供することと、前記超伝導テープの一側面の上の前記銅層の一側と前記第１及び第２金属テープの一側を整列させることと、前記半田を使用して前記銅層で覆われた前記超伝導テープの前記一面及び前記他面の上に第１金属テープ及び第２金属テープをそれぞれ接着することを含む方法でもよい。
【００２１】
一例として、前記銅層で覆われた超伝導テープの一側面上での前記半田の厚さは、前記銅層で覆われた超伝導テープの他側面上でのそれよりも薄く形成される。
【００２２】
一例として、前記第１及び第２金属テープの他側は前記超伝導テープの他側面を覆う銅層の一側から突出するように形成される。
【００２３】
本発明は超伝導線材を提供する。前記超伝導線材は一面、前記一面の逆を向く他面、及び前記一面と前記他面を連結する両側面によって形成される外部表面を有する超伝導テープと、前記超伝導テープの外部表面を覆う銅層と、前記銅層によって覆われた超伝導テープの前記一面及び前記他面にそれぞれ接着された第１金属テープ及び第２金属テープと、前記超伝導テープの前記一面と前記第１金属テープとの間、及び前記超伝導テープの前記他面と前記第２金属テープとの間の半田を含み、前記超伝導テープの一側面上での前記半田の厚さは、前記超伝導テープの他側面上でのそれとは異なる。
【００２４】
一例として、前記一側面上での前記半田の厚さは、前記他側面上でのそれよりも薄い。
【００２５】
一例として、前記第１及び第２金属テープの他側は前記超伝導テープの他側面の上の銅層の他側から突出する。
【００２６】
一例として、前記超伝導テープの一側面を覆う前記銅層の一側と前記第１及び第２金属テープの一側は整列される。
【００２７】
一例として、前記超伝導線材は、前記銅層の上の酸化防止層を更に含む。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、超伝導テープが容易にラミネートされる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による超伝導線材の製造方法のフローチャートである。
【図２】超伝導テープの構造を概念的に示す図である。
【図３Ａ】本発明の一実施例による銅保護層形成ユニットを概念的に説明する図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施例によって銅保護層形成ユニットに提供される超伝導テープを示す図である。
【図４】本発明の一実施例によって超伝導テープの上に銅保護層が形成されていることを示す図である。
【図５】本発明の一実施例による銅安定化層形成ユニットを概念的に説明する図である。
【図６】本発明の一実施例による銅安定化層形成ユニットの発泡装置を概念的に説明する図である。
【図７】本発明の一実施例によって超伝導テープの上に銅安定化層が形成されていることを示す図である。
【図８】本発明の一実施例によって超伝導テープの上に酸化防止層が形成されていることを示す図である。
【図９】本発明の一実施例による積層ユニットを概念的に説明する図である。
【図１０Ａ】図９のＩ−Ｉ’線断面図である。
【図１０Ｂ】図９のＩＩ−ＩＩ’線断面図である。
【図１１Ａ】本発明の実施例によって金属テープが付着された超伝導線材を示す図である。
【図１１Ｂ】本発明の実施例によって金属テープが付着された超伝導線材を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい一実施例を詳細に説明する。しかし、本発明は、ここで説明される実施例に限定されず、他の形で具体化されてもよい。ここで紹介される実施例は、開示内容が徹底で完全なものになるように、そして当業者に本発明の思想が十分に伝達されるように提供するものである。また、好ましい実施例によるものであるため、説明の順番によって提示される参照符号は、必ずしもその順番に限らない。
【００３１】
図１は、本発明の概念による超伝導線材の製造方法のフローチャートである。図１に示すように、外部表面を有する超伝導テープを提供する（Ｓ１０）。超伝導テープの外部表面の上に銅層を形成する（Ｓ２０）。銅層を形成することは、物理的蒸着法で銅保護層を形成すること（Ｓ２１）と、銅保護層の上に電気メッキ方法で銅安定化層を形成すること（Ｓ２２）を含む。銅層が形成された超伝導テープの一面及び一面の逆を向く他面の上に、第１金属テープ及び第２金属テープをそれぞれ接着する（Ｓ３０）。
【００３２】
図２は、超伝導テープの構造を概念的に示す図である。図１及び図２に示すように、一面１２、他面１３及び両側面１４によって形成される外部表面１１を有する超伝導テープ１０を提供する（Ｓ１０）。他面１３は一面１２の逆を向き、両側面１４は一面と他面を連結する。両側面１４は一側面１４ａ及び他側面１４ｂを含む。超伝導テープ１０は基板１及び基板１の上に順次に積層されたＩＢＡＤ層２、バッファ層３、超伝導層４及び保護層５を含む。一面１２は保護層５の上面であり、他面１３は基板１の底面である。
【００３３】
基板１は、２軸配向された集合組織（ｂｉａｘｉａｌｌｙ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｔｅｘｔｕｒｅｄ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有する。基板１は金属基板である。金属基板は圧延熱処理されたＮｉ，Ｎｉ系合金（Ｎｉ−Ｗ，Ｎｉ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ｗなど）、ステンレス、銀、銀合金、Ｎｉ−銀複合体などの立方晶系金属である。基板１は線材のテープ形状を有する。
【００３４】
基板１の上にＩＢＡＤ層２が形成される。ＩＢＡＤ層２は順次に積層された拡散防止層（例えばＡｌ２Ｏ３）、シード層（例えばＹ２Ｏ３）及びＭｇＯ層を含む。ＩＢＡＤ層２はＩＢＡＤ方法で形成される。ＭｇＯ層の上にエピタキシャルャル成長されたホモエピＭｇＯ（ｈｏｍｏｅｐｉ−ＭｇＯ）層が更に形成されてもよい。ＩＢＡＤ層２の上にバッファ層３が形成されてもよい。バッファ層３はＬａＭｎＯ３，ＬａＡｌＯ３又はＳｒＴｉＯ３を含む。バッファ層３はスパッタリング方法で形成される。ＩＢＡＤ層２及びバッファ層３は、金属基板とその上部の超伝導物質との反応を防止し、２軸配向された集合組織の結晶性を伝達する役割をする。
【００３５】
バッファ層３上に超伝導層４が形成される。超伝導層４を形成することは、超伝導前駆体膜を形成しそれを熱処理することを含む。
【００３６】
超伝導前駆体膜は結晶化が進行されていない非晶質状態として理解される。超伝導前駆体膜は、例えば希土類元素（ＲＥ）、銅（Ｃｕ）及びバリウム（Ｂａ）のうち少なくとも一つを含有する。超伝導前駆体膜は多様な方法で形成される。超伝導前駆体膜は、例えば反応性同時蒸着（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｃｏ−ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）法、レーザアブレーション（ｌａｓｅｒ  ａｂｌａｔｉｏｎ）法、ＣＶＤ法，有機金属蒸着法（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＤ）法又はゾルゲル（ｓｏｌ−ｇｅｌ）法で形成される。
【００３７】
一方法として、超伝導前駆体膜は蒸着法で形成される。蒸着法は、希土類元素（ＲＥ）、銅（Ｃｕ）及びバリウム（Ｂａ）のうち少なくとも一つを入れた器に電子ビームを照射し、生成される金属蒸気（ｍｅｔａｌ  ｖａｐｏｒ）を基板の上に提供して超伝導前駆体膜を蒸着する。希土類元素（ＲＥ）はイットリウム（Ｙ）及びランタン系列の元素又はそれらの組み合わせであると理解される。ランタン系列の元素は、公知のようにＬａ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕなどを含む。
【００３８】
他の方法として、超伝導前駆体膜は有機金属蒸着法で製造されてもよい。例えば、溶媒中に希土類−アセテート、バリウム−アセテート、銅−アセテートを溶解させ、蒸発、蒸留及び還流させることによって、金属前駆溶液を製造する。基板の上に前駆溶液を塗布する。
【００３９】
超伝導前駆体膜が形成された基板１は熱処理され、基板１の上で超伝導層４がエピタキシャル成長する。
【００４０】
超伝導層４の上に保護層５が形成される。保護層５は、銀（Ａｇ）で形成される。保護層５は外部環境から超伝導層４を保護する機能をする。
【００４１】
図３Ａは本発明の一実施例による銅保護層形成ユニット１００を概念的に示す図であり、図３Ｂは銅保護層形成ユニット１００に提供される超伝導テープ１０を示す図である。図４は、超伝導テープの上に銅保護層２１が形成されていることを示す図である。
【００４２】
図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、銅保護層形成ユニット１００は第１リール・ツー・リール（ｒｅａｌ  ｔｏ  ｒｅｅｌ）装置１１０及び蒸着部１２０を含む。蒸着部１２０は工程チェンバー（図示せず）内に提供される。詳しくは、工程チェンバーは超伝導テープ１０の上に銅保護層を形成する蒸着工程が行われる空間を提供するものであって、大気圧以下の圧力（例えば、数Ｔｏｒｒ以下）を提供する。
【００４３】
蒸着部１２０は第１リール・ツー・リール装置１１０を介在して提供された第１及び第２蒸着部１２１，１２２を含む。一実施例として、第１及び第２蒸着部１２１，１２２は物理的蒸着法（例えば、スパッタリング）を利用して超伝導テープ１０の上に銅保護層２１を形成する。例えば、第１及び第２蒸着部１２１，１２２はスパッタリングターゲットである。超伝導テープ１０は第１リール・ツー・リール装置２２０によってツイスト（ｔｗｉｓｔ）される。それによって、銅保護層２１が超伝導テープ１０の一面１２及び他面１３の両方に形成される。更に、一面１２と他面１３を連結する両側面１４の上にも銅保護層２１が形成される。銅保護層２１の厚さは大よそ０．５〜４．０ｍｍである。銅保護層２１は、一面１２と他面１３の上よりも、側面１４の上で更に薄く形成される（図４を参照）。
【００４４】
図５は、本発明の一実施例による銅安定化層形成ユニット２００を概念的に示す図である。図６は、超伝導テープの上に銅安定化層２２が形成されていることを示す図である。
【００４５】
図５を参照すると、銅安定化層形成ユニット２００は第２リール・ツー・リール装置２２０及びメッキ部２３０を含む。メッキ部２３０は第１及び第２メッキ部２３１，２３２を含む。一実施例として、第１及び第２メッキ部２３１，２３２は、硫酸銅（II）五水和物と硫酸を混ぜたメッキ溶液２３４の中に収容された陽極２３５を含む。陽極２３５は、含リン銅（リンを含有する銅）である。第１及び第２メッキ部２３１，２３２のメッキ溶液内に超伝導テープ１０が提供される。超伝導テープ１０は負極に帯電される。一般的な技術によると、超伝導テープ１０は硫酸を含有するメッキ溶液２３４及び／又は洗浄工程によって損傷を受ける恐れがある。本発明によると、銅保護層２１は超伝導テープ１０がメッキ溶液２３４及び／又は洗浄工程によって損傷を受けることを防止することができる。
【００４６】
更に、メッキ溶液２３４に含有された水素イオンが超伝導テープ１０の上に残存する可能性がある。このような水素イオンは超伝導テープ１０を損傷する恐れがある。銅安定化層２２を形成する間及び／又はその後、水素イオンは除去（分離）されることが好ましい。水素イオンの除去のために多様な方法が使用される。
【００４７】
一例として、第１及び第２メッキ部２３１，２３２の底から酸素、窒素又は空気の気泡を供給して水素イオンが超伝導テープ１０の上に残存することを減らすことができる（図６を参照）。図６は、メッキ溶液２３４の中に収容された陽極２３５の下のバブラー２３７から酸素又は空気の気泡が供給されることを示す図である。酸素、窒素又は空気の気泡は超伝導テープ１０の表面を通ってメッキ溶液２３４の上に上昇する。
【００５０】
一例として、メッキされた超伝導テープ１０をベーキングする。ベーキング工程は１０−６ｔｏｒｒ乃至常圧及び常温以上で行われる。ベーキング工程は、例えば大よそ１ｍｔｏｒｒの圧力及び大よそ２００℃の温度で行われる。ベーキング工程によって超伝導テープ１０の上に残存する水素を除去する。
【００５１】
図７に示すように、銅保護層２１に銅安定化層２２が電気メッキされる。銅保護層２１は銅安定化層２２の電気メッキのためのシード層として機能する。銅安定化層２２は、超伝導テープ１０の一面、他面及び側面の上に、均一に形成される。銅安定化層２２の厚さは大よそ１５〜２０ｍｍである。
【００５２】
銅層２０は銅保護層２１及び銅保護層２１の上の銅安定化層２２を含む。銅層２０は超伝導テープ１０の外部表面１１全体を囲んで超伝導テープ１０をカプセル化する。それによって、超伝導テープ１０が安定的に保護される。本発明の実施例によると、外部のガス及び有害物質の浸透から超伝導テープをより安定的に保護するために、銅層をより高密度に形成することができる。
【００５３】
図８に示すように、銅層２０を覆う酸化防止層２５を更に形成する。酸化防止層２５を形成することはクロメート処理を含む。クロメート処理によって、銅の上にクロム酸クロムを主成分とする薄い皮膜が形成される。皮膜形成の主反応は、クロム酸又は重クロム酸塩を主成分とする溶液中の酸によって銅が溶解され、重クロム酸イオンなどを還元するために銅界面での水素イオンの濃度が低下する。それによって、銅表面に沈殿物が沈着して複雑な成分のクロメート皮膜が形成される。クロメート皮膜を乾燥して水分を除去すると、微細な亀裂がある状態の硬い皮膜になる。このような酸化防止層２５はクロムを含有する層である。それとは異なって、酸化防止層２５は二酸化ケイ素系の無機化合物であってもよい。二酸化ケイ素系の無機化合物は、例えばリチウム化合物、シリコーン化合物及び添加剤を含む。二酸化ケイ素系の無機化合物の少なくとも一部は、後の工程の必要に応じて除去されてもよい。
【００５４】
酸化防止層２５は、銅層２０の表面が酸化されて銅層２０とそれに接触する他の導線との接触抵抗が増加することを防止する。後の図面では酸化防止層２５が図示されないが、本発明の概念によると銅層２０の上に酸化防止層２５が存在してもよい。
【００５５】
以下の明細書及び特許請求の範囲において、銅層２０が形成された超伝導テープ１０を超伝導テープ１０と称する。そのため超伝導テープ１０を覆う銅層２０の一側２０ａは超伝導テープ１０の一側面１４ａの上にあり、超伝導テープ１０を覆う銅層２０の他側２０ｂは超伝導テープ１０の他側面１４ｂの上にある。更に、酸化防止層２５が存在する場合、銅層の一側２０ａ及び他側２０ｂはそれぞれ酸化防止層２５の一側及び他側を意味する。
【００５６】
図９は、本発明の一実施例による積層ユニット３０を概念的に説明する図である。図１０Ａ及び図１０Ｂは、それぞれ図９のＩ−Ｉ’線及びＩＩ−ＩＩ’線に沿って、超伝導テープ１０、第１及び第２金属テープ３１，３２が投入される側から見た断面図である。
【００５７】
図９、図１０Ａ及び図１０Ｂを参照すると、積層ユニット３００は半田ポート３１０、第３リール・ツー・リール装置及び圧着部３３０を含む。
【００５８】
半田ポート３１０はその内部に半田３５を含む。半田３５は錫（６２％）、鉛（３６％）及び／又は銀（２％）を含む。
【００５９】
第３リール・ツー・リール装置は、第１及び第２金属テープ３１，３２を提供する第１及び第２リール部３２１，３２２と、超伝導テープ１０を提供する第３リール部３２３と、超伝導線材４０を巻き取る第４リール部３２４とを含む。第３リール部３２３は第１リール部３２１と第２リール部３２２からの第１及び第２金属テープ３１，３２の間に超伝導テープ１０を提供する。超伝導テープ１０、第１及び第２金属テープ３１，３２は半田ポート３１０の半田３５に浸された後、超伝導線材４０になって第４リール部３２４に提供される。半田３５は、第１金属テープ３１と超伝導テープ１０の一面との間、及び第２金属テープ３２と超伝導テープ１０の他面との間に、提供される。半田３５と第１及び第２金属テープ３１，３２は、例えば４０〜１２０ｍｍの厚さを有する。第１及び第２金属テープ３１，３２は金属又は金属合金を含む。第１及び第２金属テープ３１，３２は、例えばステンレス鋼、銅、アルミニウム、ニッケル又はそれらの合金を含有する。
【００６０】
圧着部３３０の前にガイド部３２０が設けられる。ガイド部３２０は第１及び第２金属テープ３１，３２の間に挟まれた超伝導テープ１０を圧着部３３０にガイドする。ガイド部３２０は、超伝導テープ１０の一側面１４ａの上の銅層の一側２０ａと、第１及び第２金属テープ３１，３２の一側３１ａ，３２ａを、整列させる。例えば、ガイド部３２０は、超伝導テープ１０の一側面１４ａの上の銅層の一側２０ａと、第１及び第２金属テープ３１，３２の一側３１ａ，３２ａに、接触する。それによって、第１及び第２金属テープ３１，３２は、それぞれ銅層２０が形成された超伝導テープ１０の一面１２及び他面１３を、完全に覆う。銅層２０が形成された超伝導テープ１０の一面１２及び他面１３は、安定的に保護される。更に、第１及び第２金属テープ３１，３２の幅が、銅層２０が形成された超伝導テープ１０の幅より大きい場合、第１及び第２金属テープ３１，３２の他側３１ｂ，３２ｂは、超伝導テープ１０の他側面１４ｂの上の銅層２０の他側２０ｂから、突出する。このようなガイド部３２０がなければ、超伝導テープ１０と第１及び第２金属テープ３１，３２が整列されない恐れがある。例えば、超伝導テープ１０が、第１及び第２金属テープ３１，３２の少なくとも一方から外れる恐れがある。
【００６１】
圧着部３３０は、第１乃至第３リール部３２１，３２２，３２３と第４リール部３２４の間の半田ポート３１０の内部に設けられる。圧着部３３０は、一対の圧着部本体３３１，３３２と、これらの間の一対の弾性体３３４，３３５（例えば、シリコーンゴム）とで、形成される。圧着部３３０は、超伝導テープ１０、第１及び第２金属テープ３１，３２を圧着し、超伝導テープ１０、第１金属テープ３１及び第２金属テープ３２を接着する。それと共に圧着部３３０は、銅層２０が形成された超伝導テープ１０の一側面１４ａ及び／又は他側面１４ｂの上の不必要な半田残留物を除去して、超伝導テープ１０の一面１２と第１金属テープ３１との間、そして超伝導テープ１０の他面１３と第２金属テープ３２との間に、半田３５が残されるようにする。除去された半田残留物は、半田ポート３１０に回収されて再使用される。
【００６２】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、超伝導テープ１０の両面の上に金属テープ３１，３２が付着された超伝導線材４０を示す図である。
【００６３】
図２及び図１１Ａを参照すると、本発明の一実施例による超伝導線材４０は超伝導テープ１０、超伝導テープ１０の外部表面の上の銅層２０、銅層２０が形成された超伝導テープ１０の一面１２及び他面１３の上にそれぞれ接着された第１金属テープ３１及び第２金属テープ３２、並びに超伝導テープ１０の一面１２と第１金属テープ３１との間、並びに超伝導テープ１０の他面１３と第２金属テープ３２との間の半田３５を含む。超伝導テープ１０の外部表面１１は、一面１２と、一面１２の逆を向く他面１３と、一面１２と他面１３を連結する両側面によって形成される。
【００６４】
銅層２０が形成された超伝導テープ１０の一側面１４ａ上での半田３５の厚さは、銅層２０が形成された超伝導テープ１０の他側面１４ｂ上でのそれ（半田３５の厚さ）とは異なり得る。例えば、銅層２０が形成された超伝導テープ１０の一側面１４ａ上での半田３５の厚さは、銅層２０が形成された超伝導テープ１０の他側面１４ｂ上でのそれより薄くてもよい。更に、半田３５は銅層２０が形成された超伝導テープ１０の一側面１４ａの上から十分に除去され、第１及び第２金属テープ３１，３２の他側３１ｂ、３２ｂと超伝導テープ１０の他側面１４ｂの上の銅層２０の他側２０ｂの間に残存する。図１１Ａに示したのは、第１金属テープ３１及び第２金属テープ３２の幅が、銅層２０が形成された超伝導テープ１０の幅より大きい場合である。
【００６５】
図２及び図１１Ｂに示すように、本発明の他の実施例において、半田３５は、銅層２０が形成された超伝導テープ１０の一側面１４ａ及び他側面１４ｂの上から、十分に除去される。半田３５は、超伝導テープ１０の一面１２と第１金属テープ３１との間、及び超伝導テープ１０の他面１３と第２金属テープ３２との間に残存する。図１１Ｂに示したのは、第１金属テープ３１及び第２金属テープ３２の幅が、銅層２０が形成された超伝導テープ１０の幅と同じ場合である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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