(57)【要約】【課題】超電導コイルとして加工して含浸樹脂により固めた構造として超電導線材に熱収縮等の力が作用したとしても、酸化物超電導層等の剥離を防止することができる酸化物超電導線材を提供する。【解決手段】テープ状の基材１１の一方の面上に、中間層１２と酸化物超電導層１３とがこの順に積層され、さらに、少なくとも酸化物超電導層１３の表面を覆う保護層１４が設けられた構成の超電導積層体１６を備え、厚さ方向に二本重ね合わされた超電導積層体１６，１６の間が、超電導積層体１６の長手方向にわたって固着されていない非固着部１９となっており、二本の超電導積層体１６，１６が、少なくとも幅方向の両側に設けられた金属層１７により一体化されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テープ状の基材の一方の面上に、中間層と酸化物超電導層とがこの順に積層され、さらに、少なくとも前記酸化物超電導層の表面を覆う保護層が設けられた構成の超電導積層体を備え、
厚さ方向に二本重ね合わされた前記超電導積層体の間が、前記超電導積層体の長手方向にわたって固着されていない非固着部となっており、
二本の前記超電導積層体が、少なくとも幅方向の両側に設けられた金属層により一体化されていることを特徴とする酸化物超電導線材。
【請求項２】
前記超電導積層体が、めっきによる安定化層を有することを特徴とする請求項１に記載の酸化物超電導線材。
【請求項３】
前記金属層が、テープ状の金属箔であり、前記金属箔と前記超電導積層体との間が、接合材により接合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の酸化物超電導線材。
【請求項４】
前記金属箔が、銅箔より高強度の金属箔であることを特徴とする請求項３に記載の酸化物超電導線材。
【請求項５】
前記非固着部が、前記接合材に対して非付着性である非付着層を有することを特徴とする請求項３又は４に記載の酸化物超電導線材。
【請求項６】
前記金属層が、めっきにより形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の酸化物超電導線材。
【請求項７】
前記非固着部が、前記金属層を形成する際のめっきに対して非付着性である非付着層を有することを特徴とする請求項６に記載の酸化物超電導線材。
【請求項８】
前記非付着層が、密着力を有する温度よりも低い温度で、密着力を有しないテープであることを特徴とする請求項５又は７に記載の酸化物超電導線材。
【請求項９】
前記非付着層が、酸化膜からなることを特徴とする請求項５又は７に記載の酸化物超電導線材。
【請求項１０】
前記非付着層が、シリコーン樹脂又はフッ素樹脂からなることを特徴とする請求項５又は７に記載の酸化物超電導線材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化物超電導線材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＥＢａ２Ｃｕ３ＯＸ（ＲＥ１２３）等の一般式で表されるＲＥ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導体（ただし、ＲＥは希土類を表す。）は、液体窒素温度（７７Ｋ）を超える温度（〜９０Ｋ）で超電導性を示す。この酸化物超電導体は、他の高温超電導体に比べて磁場中での臨界電流密度が高いことから、コイルや電力ケーブル等の応用が期待されている。この酸化物超電導体を用いた超電導線材は、基板上に中間層を形成し、その表面に酸化物超電導層を成膜し、更にその表面にＡｇ，Ｃｕ等の保護層を形成することにより製造されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１４６３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
酸化物超電導線材をコイルにして樹脂に含浸して用いる場合、超電導性を示す温度に冷却した際の線材と樹脂との熱収縮差や、通電時のフープ応力等により、剥離応力が作用して線材が劣化する可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、超電導コイルとして加工して含浸樹脂により固めた構造として超電導線材に熱収縮等の力が作用したとしても、酸化物超電導層等の剥離を防止することができる酸化物超電導線材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、テープ状の基材の一方の面上に、中間層と酸化物超電導層とがこの順に積層され、さらに、少なくとも前記酸化物超電導層の表面を覆う保護層が設けられた構成の超電導積層体を備え、厚さ方向に二本重ね合わされた前記超電導積層体の間が、前記超電導積層体の長手方向にわたって固着されていない非固着部となっており、二本の前記超電導積層体が、少なくとも幅方向の両側に設けられた金属層により一体化されていることを特徴とする酸化物超電導線材を提供する。
【０００７】
前記超電導積層体が、めっきによる安定化層を有する構成を採用することも可能である。
前記金属層が、テープ状の金属箔であり、前記金属箔と前記超電導積層体との間が、接合材により接合されている構成を採用することも可能である。
前記金属箔が、銅箔より高強度の金属箔である構成を採用することも可能である。
前記非固着部が、前記接合材に対して非付着性である非付着層を有する構成を採用することも可能である。
【０００８】
前記金属層が、めっきにより形成されている構成を採用することも可能である。
前記非固着部が、前記金属層を形成する際のめっきに対して非付着性である非付着層を有する構成を採用することも可能である。
【０００９】
前記非付着層が、密着力を有する温度よりも低い温度で、密着力を有しないテープである構成を採用することも可能である。
前記非付着層が、酸化膜からなる構成を採用することも可能である。
前記非付着層が、シリコーン樹脂又はフッ素樹脂からなる構成を採用することも可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、超電導コイルとして加工して含浸樹脂により固めた構造として超電導線材に熱収縮等の応力が作用したとしても、酸化物超電導層等の剥離を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の酸化物超電導線材を例示する断面図である。
【図２】第２実施形態の酸化物超電導線材を例示する断面図である。
【図３】第３実施形態の酸化物超電導線材を例示する断面図である。
【図４】第４実施形態の酸化物超電導線材を例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、好適な実施形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
【００１３】
図１に、第１実施形態の酸化物超電導線材の断面図を示す。この断面図は、酸化物超電導線材１０の長手方向に垂直な断面の構造を模式的に示している。酸化物超電導線材１０は、二本の超電導積層体１６，１６と、超電導積層体１６，１６の周囲に設けられた金属箔１７と、金属箔１７を超電導積層体１６，１６の周囲と接合する接合材１８を含む。
【００１４】
超電導積層体１６は、テープ状の基材１１と、基材１１の一方の面上に、中間層１２と酸化物超電導層１３と保護層１４がこの順に積層された構成を有する。また、さらに超電導積層体１６は、めっきによる安定化層１５を有してもよい。
本明細書において、基材１１、中間層１２、酸化物超電導層１３、保護層１４等の各層が積層される方向が厚さ方向である。また、幅方向は、長手方向及び厚さ方向に垂直な方向である。超電導積層体の側面は、幅方向の両側の各側面（一方又は両方）である。
【００１５】
基材１１は、テープ状の金属基材であり、厚さ方向の両側に、それぞれ主面（一方の面及びこれに対向する裏面）を有する。基材１１を構成する金属の具体例として、ハステロイ（登録商標）に代表されるニッケル合金、ステンレス鋼、ニッケル合金に集合組織を導入した配向Ｎｉ−Ｗ合金などが挙げられる。基材１１の厚さは、目的に応じて適宜調整すれば良く、例えば１０〜５００μｍの範囲である。基材１１の裏面、側面、またはその両方には、接合材１８に対する接合性を改善するため、Ａｇ，Ｃｕ等の金属薄膜をスパッタ等により形成してもよい。また、この金属薄膜（第２の保護層）は、酸化物超電導層１３の表面に形成される保護層１４と一体化してもよい。
【００１６】
中間層１２は、基材１１と酸化物超電導層１３との間に設けられる。中間層１２は、多層構成でもよく、例えば基材１１側から酸化物超電導層１３側に向かう順で、拡散防止層、ベッド層、配向層、キャップ層等を有してもよい。これらの層は必ずしも１層ずつ設けられるとは限らず、一部の層を省略する場合や、同種の層を２以上繰り返し積層する場合もある。
【００１７】
拡散防止層は、基材１１の成分の一部が拡散し、不純物として酸化物超電導層１３側に混入することを抑制する機能を有する。拡散防止層は、例えば、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＧＺＯ（Ｇｄ２Ｚｒ２Ｏ７）等から構成される。拡散防止層の厚さは、例えば１０〜４００ｎｍである。
【００１８】
拡散防止層の上には、基材１１と酸化物超電導層１３との界面における反応を低減し、その上に形成される層の配向性を向上するためにベッド層を形成しても良い。ベッド層の材質としては、例えばＹ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３等が挙げられる。ベッド層の厚さは、例えば１０〜１００ｎｍである。
【００１９】
配向層は、その上のキャップ層の結晶配向性を制御するために２軸配向する物質から形成される。配向層の材質としては、例えば、Ｇｄ２Ｚｒ２Ｏ７、ＭｇＯ、ＺｒＯ２−Ｙ２Ｏ３（ＹＳＺ）、ＳｒＴｉＯ３、ＣｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｚｒ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３等の金属酸化物を例示することができる。この配向層はＩＢＡＤ（Ion-Beam-Assisted Deposition）法で形成することが好ましい。
【００２０】
キャップ層は、上述の配向層の表面に成膜されて、結晶粒が面内方向に自己配向し得る材料からなる。キャップ層の材質としては、例えば、ＣｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＹＳＺ、Ｈｏ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、ＬａＭｎＯ３等が挙げられる。キャップ層の厚さは、５０〜５０００ｎｍの範囲が挙げられる。
【００２１】
酸化物超電導層１３は、酸化物超電導体から構成される。酸化物超電導体としては、特に限定されないが、例えば一般式ＲＥＢａ２Ｃｕ３ＯＸ（ＲＥ１２３）で表されるＲＥ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超電導体が挙げられる。希土類元素ＲＥとしては、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうちの１種又は２種以上が挙げられる。中でも、Ｙ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｓｍの１種か、又はこれら元素の２種以上の組み合わせが好ましい。一般に、Ｘは、７−ｘ（酸素欠損量ｘ：約０〜１程度）である。超電導層の厚さは、例えば０．５〜５μｍ程度である。この厚さは、長手方向に均一であることが好ましい。
【００２２】
保護層１４は、事故時に発生する過電流をバイパスしたり、酸化物超電導層１３と保護層１４の上に設けられる層との間で起こる化学反応を抑制したりする等の機能を有する。保護層１４の材質としては、例えば銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、金と銀との合金、その他の銀合金、銅合金、金合金などが挙げられる。保護層１４は、少なくとも酸化物超電導層１３の表面（厚さ方向で、基材１１側に対する反対側の面）を覆っている。さらに、保護層１４が、酸化物超電導層１３の側面、中間層１２の側面、基材１１の側面及び裏面から選択される領域の一部または全部を覆ってもよい。保護層１４は２種以上又は２層以上の金属層から構成されてもよい。保護層１４の厚さは、例えば１〜３０μｍ程度であり、保護層１４を薄くする場合は、１０μｍ以下でもよい。
【００２３】
めっきによる安定化層１５（めっき安定化層）は、例えば、超電導積層体１６の側面や保護層１４上等の外周面上に、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｌ等の金属めっき（図示せず）に形成することができる。なお、めっき安定化層の代わりに、又はめっき安定化層と併用して、金属箔、金属テープ等を安定化層１５として、超電導積層体１６の周囲に積層してもよい。この場合、安定化層１５の内面に半田等の接合材（図示せず）を設けて、基材１１、酸化物超電導層１３、保護層１４等にして接合することができる。
【００２４】
安定化層１５は、二本の超電導積層体１６，１６にまたがることなく、一本の超電導積層体１６のみに対して１層の安定化層１５が対応するように形成されている。安定化層１５の材料としては、分流回路として機能するように電気抵抗が低い材料が好ましく、さらに冷媒との熱交換を確保するため、熱伝導性が高い材料が好ましい。安定化層１５の厚さは、例えば１５〜３００μｍ程度である。
【００２５】
本実施形態においては、二本の超電導積層体１６，１６が厚さ方向に重ね合わされ、超電導積層体１６，１６の間に空隙部１９が設けられている。空隙部１９は、超電導積層体１６，１６の長手方向にわたって固着されていない非固着部となっている。非固着部は非接触部とは限らず、二本の超電導積層体１６，１６の一部又は全面が、空隙部１９を介して相互に接触していてもよい。
【００２６】
また、二本の超電導積層体１６，１６の少なくとも幅方向の両側を覆うように金属箔１７が設けられている。金属箔１７と超電導積層体１６，１６との間は、接合材１８により接合されている。金属箔１７は、空隙部１９の両側をまたぐように二本の超電導積層体１６，１６と接合されている。これにより、二本の超電導積層体１６，１６が一本の酸化物超電導線材１０として一体化されている。
【００２７】
超電導積層体１６，１６の間を非固着とする手法としては、接合材１８による接合の際に、超電導積層体１６，１６が互いに対向する面（対向側の面）の一方又は両方にフラックスが塗布されない面（非塗布面）を設ける等により、対向側の面が接合材１８で濡れないようにする方法が挙げられる。フラックスとしては、樹脂系フラックス、無機系フラックス、有機系フラックス、水溶性フラックス、溶剤系フラックス等があり、一般には、酸類、塩類等の活性剤が含まれている。例えば、塗布時に金属表面が活性化され、乾燥等により活性剤の機能が失活する液状フラックスの場合は、フラックス塗布面が非塗布面に触れても、非塗布面はフラックスにより活性化されにくい。金属箔１７にもフラックスを塗布する場合は、金属箔１７の内面全体にフラックスを塗布してもよい。
【００２８】
このように、超電導積層体１６，１６の間に非固着部を有し、超電導積層体１６，１６の少なくとも幅方向の両側面部が金属箔１７により覆われていることにより、外力が金属箔１７に作用しても、超電導積層体１６の内部（特に酸化物超電導層１３及びその周囲との界面）では外力を受けないため、酸化物超電導層１３が剥離しにくく、高強度の酸化物超電導線材１０となる。超電導積層体１６の両側面及び基材１１側の裏面の３面に対して金属箔１７が接合されると、水分に対する密閉性を向上できるので、好ましい。
【００２９】
次に、非固着部の別形態の例示として、図２に、第２実施形態の酸化物超電導線材の断面図を示す。この酸化物超電導線材２０は、非固着部が非付着層２１から構成されていること以外は、第１実施形態と同様に構成されている。
【００３０】
非付着層２１は、超電導積層体１６，１６の間に、接合材１８に対し非付着性を有する材料（非付着性材料）を介在させることで構成することができる。非付着層２１が超電導積層体１６，１６の互いに対向する面（対向側の面）の一方又は両方に積層されてもよい。また、第１実施形態のフラックス非塗布面を、非付着層２１と併用することもできる。例えば、一方の超電導積層体１６の表面（対向側の面）に非付着層２１を設け、他方の超電導積層体１６の表面（対向側の面）にフラックス非塗布面を設けることも可能である。
【００３１】
非付着層２１を構成する非付着性材料としては、酸化膜、シリコーン樹脂、テフロン（登録商標）等のフッ素樹脂等が挙げられる。酸化膜を非付着性材料とする場合は、超電導積層体１６の表面部の金属を酸化させて酸化膜を形成することもでき、アルミナ等の金属酸化物を外部から成膜することもできる。シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂を非付着性材料とする場合は、液状、ゲル状、ゾル状、固体状等の各種性状から選択して用いることができる。また、非付着性材料として、接合材１８が液体となる温度で密着力を有し、接合材１８が固体となる温度で密着力を有しないテープ、例えば感温性の粘着剤、接着剤等を採用することも可能である。
【００３２】
次に、第１及び第２実施形態に共通して、超電導積層体１６，１６の周囲に金属箔１７を接合する工程について説明する。
【００３３】
金属箔１７は、酸化物超電導線材１０，２０の長手方向に延在するテープ状（金属テープ）である。金属箔１７は、超電導積層体１６，１６の周囲で、一方の超電導積層体１６の片面から幅方向に屈曲した断面形状を有する。これにより、酸化物超電導層１３の側面を安定に覆うことができるため、酸化物超電導線材１０，２０の耐水性を向上することができる。
【００３４】
本実施形態の場合、金属箔１７は、一方の超電導積層体１６の片面を全面的に覆い、両側の側面部１７ｂ，１７ｂを連結する連結部１７ａと、超電導積層体１６，１６の両側面をそれぞれ覆う側面部１７ｂ，１７ｂと、他方の超電導積層体１６の片面に沿って折返された屈曲端部１７ｃ，１７ｃとを含む。屈曲端部１７ｃ，１７ｃの一方又は両方を省略して、金属箔１７の幅方向の端部が側面部１７ｂに設けられてもよい。
【００３５】
金属箔１７の展開状態では、連結部１７ａの幅方向の両側にそれぞれ側面部１７ｂ及び屈曲端部１７ｃをこの順で有することができる。屈曲端部１７ｃ，１７ｃは、他方の超電導積層体１６の幅方向の両端部を覆うように、金属箔１７の両端部から構成することが好ましい。連結部１７ａ及び屈曲端部１７ｃは略平坦であることが好ましい。例えば、連結部１７ａと屈曲端部１７ｃとが互いに平行であってもよい。金属箔１７の厚さは、例えば１５〜３００μｍ程度である。
【００３６】
金属箔１７に用いられる材料は、酸化物超電導線材１０，２０の用途により異なってもよい。例えば、超電導ケーブルや超電導モータなどに使用する場合は、常電導状態への転移時に発生する過電流を転流させるバイパスのメイン部として機能する必要があるため、良導電性の金属が好適に用いられる。良導電性の金属として、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属が挙げられる。この場合、金属箔１７が安定化層としても機能する。
【００３７】
また、酸化物超電導線材１０，２０を超電導限流器に使用する場合は、常電導状態への転移時に発生する過電流を瞬時に抑制する必要があるため、金属箔１７に高抵抗金属が好適に用いられる。高抵抗金属として、例えば、Ｎｉ−Ｃｒ等のＮｉ系合金などが挙げられる。また、超電導積層体１６の剥離強度をさらに向上するため、金属箔１７として、Ｃｕ箔等よりも高強度なＳＵＳ等の金属テープを用いることもできる。
【００３８】
接合材１８を構成する接合材としては、例えばＳｎ−Ｐｂ系、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ系、Ｂｉ−Ｓｎ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ系などの半田、Ｓｎ、Ｓｎ合金、Ｉｎ、Ｉｎ合金、Ｚｎ、Ｚｎ合金、Ｇａ、Ｇａ合金などの金属が挙げられる。接合材の融点は、例えば５００℃以下、さらには３００℃以下が挙げられる。接合材１８の厚さは、例えば１〜１０μｍである。
【００３９】
超電導積層体１６，１６の周囲に金属箔１７及び接合材１８を設ける方法としては、一方の超電導積層体１６の周囲に金属箔１７を配置する工程、超電導積層体１６，１６の外形に沿って金属箔１７を折り曲げる工程（フォーミング）、超電導積層体１６，１６及び金属箔１７を加熱及び加圧して接合材１８の一部又は全部を溶融させる工程（再溶融、リフロー）、加圧を継続しながら全体を冷却して接合材を固化させる工程を含む方法が挙げられる。
【００４０】
フォーミングの具体例として、平坦な金属箔１７の上に超電導積層体１６，１６を配置した後、フォーミングロール等を用いて、金属箔１７の幅方向の両端部をそれぞれ超電導積層体１６，１６の側面に向けて折り曲げ、さらに、金属箔１７の幅方向の両端部を他方の超電導積層体１６に沿って折り曲げる工程が挙げられる。フォーミングによれば、同様の断面形状が超電導線材の長手方向に連続した製品を効率よく製造することができる。
【００４１】
金属箔１７の内面に対する接合材１８の分布は特に限定されないが、超電導積層体１６に対する接合性、水分の侵入防止、接合材１８を介した電気伝導性等を考慮することが好ましい。例えば、接合材１８は、金属箔１７の連結部１７ａと超電導積層体１６とを接合する接合材１８ａを有してもよい。また、接合材１８は、金属箔１７の側面部１７ｂと超電導積層体１６とを接合する接合材１８ｂを有してもよい。また、接合材１８は、金属箔１７の屈曲端部１７ｃと超電導積層体１６とを接合する接合材１８ｃを有してもよい。金属箔１７と超電導積層体１６との間が、接合材１８で完全に充填されてもよく、一部に接合材１８が形成されない領域を有してもよい。
【００４２】
側面部１７ｂに用いられる接合材１８ｂの厚さは、連結部１７ａ又は屈曲端部１７ｃに用いられる接合材１８ａ，１８ｃの厚さより大きくすることもできる。例えば、側面部の接合材１８ｂの厚さとしては、例えば、超電導積層体１６の幅の５％以上、１０％以上、２０％以上、あるいは、超電導積層体１６の厚さの５０％以上、１００％以上、２倍以上、あるいは、１００μｍ以上、２００μｍ以上、５００μｍ以上、等が好ましい。
側面部の接合材１８ｂの厚さが大きい酸化物超電導線材１０，２０を製造する場合は、金属箔１７を折り曲げる工程（フォーミング）に際して、超電導積層体１６の側面と金属箔１７との間隔が大きくなるように、例えば金属箔１７の外面側から治具を当接させる等してフォーミング加工を行うことが好ましい。
【００４３】
超電導積層体１６の側面を接合材１８ｂが被覆する厚さを大きくすると、接合材１８ｂは、超電導積層体１６の側面に凹凸があっても容易に密着することが可能であり、超電導積層体１６の厚さ全体にわたって単一材料からなる層であり、内部に弱い界面を有しないため、酸化物超電導線材１０，２０の幅方向の端部の強度を強くすることができる。また、超電導積層体１６の層間剥離の起点が生じ難くなり、剥離強度を向上することができる。例えば、通電時の電磁力、線材の周囲の絶縁材（樹脂）等の熱収縮、残留応力などにより、超電導線材に強い外力が作用したとき、幅方向の中心部よりも端部に応力が集中した場合であっても、超電導線材を構成する層間の剥離を抑制することができる。
【００４４】
接合材１８の供給方法は特に限定されず、あらかじめ超電導積層体１６，１６または金属箔１７の一方または両方に付着させておいてもよく、あるいは、超電導積層体１６，１６と金属箔１７との間に液体または固体状の接合材を供給してもよい。２種以上の供給方法を併用することも可能である。超電導積層体１６，１６又は金属箔１７に接合材１８を付着させる方法としては、接合材をスパッタする方法、接合材をめっきする方法（電気めっき等）、溶融した接合材を用いる方法（溶融めっき等）、これらの２以上の組み合わせ等が挙げられる。
【００４５】
金属箔１７の展開状態における幅は、二本の超電導積層体１６，１６全体を囲む外周よりも短いことが好ましい。これにより、金属箔１７が超電導積層体１６の外周を囲むように成形したとき、金属箔１７の幅方向の両端部同士が重なり合わないので、金属箔１７の端部が超電導積層体１６から浮き上がりにくくなる。金属箔１７の幅方向の両端部の間に生じる隙間は、半田や溶接等により閉鎖部１８ｄを設けて密閉することが好ましい。
【００４６】
閉鎖部１８ｄは、この部位に充填された接合材により形成されてもよい。閉鎖部１８ｄを充填する接合材は、超電導積層体１６，１６と金属箔１７との接合後に形成することができる。このほか、溶接部により閉鎖部１８ｄを構成することもできる。溶接部は、溶接時に周囲の部材から拡散した材料、例えば基材１１、保護層１４、安定化層１５、金属箔１７、接合材１８等の材料の一部を含んでもよい。溶接部を形成する際、さらに外部から金属等の材料が供給されてもよい。閉鎖部１８ｄの外面は、金属箔１７の外面から突出または凹んでもよく、あるいは同一平面でもよい。
【００４７】
第１及び第２実施形態では、各基材１１，１１の間に酸化物超電導層１３，１３を有するように、二本の超電導積層体１６，１６が配置されている。酸化物超電導線材１０，２０に流れる電流は、複数の酸化物超電導層１３，１３にまたがって流れてもよい。これにより、酸化物超電導線材の通電量を増加することができる。
なお、第１及び第２実施形態とは逆に、一方又は両方の酸化物超電導層１３，１３が、各基材１１，１１の外側に配置されてもよい。
【００４８】
図３に、第３実施形態の酸化物超電導線材の断面図を示す。この酸化物超電導線材３０では、両方の酸化物超電導層１３，１３が基材１１，１１の外側に配置されている。酸化物超電導線材３０に流れる電流は、金属箔１７等を介して、複数の酸化物超電導層１３，１３にまたがって流れてもよい。これにより、酸化物超電導線材の通電量を増加することができる。この場合、酸化物超電導層１３と金属箔１７との間に基材１１が介在せず、保護層１４又は接合材１８を介して金属箔１７が酸化物超電導層１３に接合される面積が広いため、金属箔１７を安定化層として、より良好に機能させることができる。
【００４９】
本実施形態では、超電導積層体３６として、基材１１、中間層１２、酸化物超電導層１３、保護層１４を有するが、安定化層１５（図１及び図２を参照）を有しない場合を図３に示している。酸化物超電導線材３０の製造方法は、第１・第２実施形態と同様である。なお、いずれの実施形態においても、超電導積層体１６，３６が安定化層１５を有するか否かは任意である。
【００５０】
複数の超電導積層体を一体化する金属層としては、金属箔に限られず、例えば、めっき層などの金属層でもよい。なお、複数の超電導積層体を一体化する金属層とは、複数の超電導積層体にまたがって配置される金属層を意味し、以下、「一体化金属層」という。
酸化物超電導線材の一般的な製造方法としては、安定化層を有しても有しなくてもよい超電導積層体を製造する工程と、厚さ方向に超電導積層体を重ね合わせる工程と、超電導積層体の少なくとも幅方向の両側に一体化金属層を形成して、超電導積層体の間が固着されないように一体化する工程を有する製造方法が挙げられる。
【００５１】
一体化金属層は、少なくとも超電導積層体の間の非固着部を覆うように、超電導積層体の長手方向に連続して形成されることが好ましい。また、水分、外気等から酸化物超電導層を保護するため、酸化物超電導層の幅方向の両端部が一体化金属層により覆われることが好ましい。一体化金属層が安定化層としても機能するためには、電気伝導性、熱伝導性の優れた、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｌ等から一体化金属層を構成することが好ましい。
【００５２】
次に、一体化金属層の別形態の例示として、図４に、第４実施形態の酸化物超電導線材の断面図を示す。この酸化物超電導線材４０は、二本の超電導積層体１６，１６の周囲に一体化金属層として、めっき層４７が形成されていること以外は、第２実施形態と同様に構成されている。なお、本実施形態における非固着層の態様は、第２実施形態の非付着層２１と同様とは限らず、第１実施形態の空隙部１９と同様にすることもできる。
【００５３】
めっき層４７を一体化金属層とする場合は、めっき工程において、厚さ方向に重ね合わされた超電導積層体１６，１６の間にめっきが形成されないように、超電導積層体１６，１６の間の隙間を狭くしたり、めっきに対する非付着性材料から非付着層２１を積層したりすることができる。非付着層２１は、超電導積層体１６，１６の互いに対向する面（対向側の面）の一方又は両方に積層されてもよく、両方の超電導積層体１６，１６に対して固着されずに挟み込まれてもよい。
【００５４】
また、めっき工程において、二本の超電導積層体１６，１６が対向する側とは反対側の面（非対向側の面）をローラ等により押圧することにより、超電導積層体１６，１６の隙間、あるいは超電導積層体１６，１６と非付着層２１との間を隙間なく一体化した状態を維持することも可能である。
【００５５】
超電導積層体１６の安定化層１５は省略可能であるが、基材１１の裏面又は側面に対して、めっき層４７が付着しやすいように、超電導積層体１６の外面には、金属などの下地層を形成することが好ましい。超電導積層体１６の周囲にＣｕ等の安定化層１５を設けた場合、Ｃｕ等のめっき層４７との密着性が優れるので、好ましい。めっき層４７の厚さは、例えば１５〜３００μｍ程度である。
【００５６】
めっきに対する非付着性材料としては、酸化膜、シリコーン樹脂、テフロン（登録商標）等のフッ素樹脂等が挙げられる。酸化膜を非付着性材料とする場合は、超電導積層体の表面部の金属を酸化させて酸化膜を形成することもでき、アルミナ等の金属酸化物を外部から成膜することもできる。シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂を非付着性材料とする場合は、液状、ゲル状、ゾル状、固体状等の各種性状から選択して用いることができる。また、非付着性材料として、めっき工程時の温度（例えば常温または高温）で密着力を有し、めっき工程後の温度（例えば低温または常温）で密着力を有しないテープ、例えば感温性の粘着剤、接着剤等を採用することも可能である。これにより、めっき層４７を形成する際に、超電導積層体１６の表面にめっきが付着せず、超電導積層体１６，１６間の固着を防ぐことができる。めっき工程は、常温で実施してもよく、高温で実施してもよい。
密着力を有する温度よりも低い温度で、密着力を有しないテープを非付着性材料として用いる場合、酸化物超電導線材を使用する低温（例えば液体窒素の温度）で密着力を有しないテープを用いてもよく、この場合、常温（例えば２０〜３０℃前後）でテープが密着力を有してもよい。ここで、テープの密着力とは、超電導積層体１６，１６の間を固着可能な密着力（接着力）を意味する。
また、非付着層２１は、密着性がないか、あるいは、密着性が弱い、合紙であってもよい。合紙は、耐熱性のある樹脂等のシート、フィルム等であってもよい。
【００５７】
金属箔１７が一体化金属層である場合（例えば図２を参照）と比較すると、めっき層４７が一体化金属層である場合には、接合材１８が省略可能となる。また、金属箔１７の幅方向の端部の隙間に閉鎖部１８ｄを形成することなく、周方向に連続しためっき層４７を、二本の超電導積層体１６，１６の例えば全周に形成することもできる。図４の場合、めっき層４７は、両側の側面部４７ｂ，４７ｂを連結する連結部４７ａ，４７ａと、超電導積層体１６，１６の両側面をそれぞれ覆う側面部４７ｂ，４７ｂとを有する。一方又は両方の超電導積層体１６の表面（非対向側の面）に、連結部４７ａが積層されてもよい。
【００５８】
一体化金属層として、２種以上の金属層を併用することも可能である。例えば、超電導積層体の幅方向の一方側を覆う一体化金属層と、他方を覆う一体化金属層とが、別個の金属層として分離していてもよい。別個の金属層の材料は、同一でも異種でもよい。
一体化金属層は、二本の超電導積層体が対向する側とは反対側の面（非対向側の面）の一部又は全部を覆ってもよい。非対向側の面の一方又は両方が、一体化金属層に覆われなくてもよい。
【００５９】
テープ状の酸化物超電導線材を使用して超電導コイルを作製するには、超電導線材を巻き枠の外周面に沿って必要な層数巻き付けてコイル形状（多層巻きコイル）とした後、巻き付けた超電導線材を覆うようにエポキシ樹脂等の樹脂を含浸させて、超電導線材を固定することができる。
【００６０】
以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
例えば、第１〜第４実施形態に含まれる各構成の１又は２以上を、省略したり、組み合わせたり、変更したりすることが可能である。
酸化物超電導線材は、外部端子を有することができる。外部端子を有する箇所では、他の箇所と異なる断面構造を有してもよい。
非固着部は、少なくとも、酸化物超電導線材を超電導で使用する低温（例えば液体窒素の温度）で非固着ならよく、常温（例えば２０〜３０℃前後）では非固着でも、固着されていてもよい。
【実施例】
【００６１】
以下、実施例をもって本発明を具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
【００６２】
＜実施例１＞
（１）ハステロイ（登録商標）Ｃ−２７６（米国ヘインズ社商品名）の基材（幅１２ｍｍ×長さ１０００ｍｍ×厚さ０．７５ｍｍ）の表面を研磨した。
（２）アセトンで基材の表面を脱脂・洗浄した。
（３）イオンビームスパッタにより、基材上にＡｌ２Ｏ３の拡散防止層を１００ｎｍ成膜した。
（４）イオンビームスパッタにより、拡散防止層上にＹ２Ｏ３のベッド層を３０ｎｍ成膜した。
（５）イオンビームアシスト蒸着法により、ベッド層上にＭｇＯの配向層を５〜１０ｎｍ成膜した。
（６）パルスレーザー蒸着法により、配向層上にＣｅＯ２のキャップ層を５００ｎｍ成膜した。
（７）パルスレーザー蒸着法により、キャップ層上にＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘの酸化物超電導層を２μｍ成膜した。
（８）酸化物超電導層の表面方向からのスパッタにより、主として酸化物超電導層上に、Ａｇの保護層を２μｍ成膜した。
【００６３】
（９）超電導積層体の酸素アニールを行った。
（１０）超電導積層体を４ｍｍ幅にスリット加工した。
（１１）超電導積層体の表面及び裏面にスパッタにより、Ｃｕを１μｍ成膜した。
（１２）超電導積層体の全周にめっきにより、Ｃｕの安定化層（省略可能）を２０μｍ成膜した。
【００６４】
（１３）厚さ２０μｍの無酸素銅箔を用いて、厚さ方向に重ね合わせた二本の超電導積層体の周囲に半田付けし、酸化物超電導線材を得た。接合の際、二本の超電導積層体が対向する面（例えば酸化物超電導層側の対向面）にはフラックスを塗らず、半田が付着しないようにした。なお、接合に用いる半田は合金に限らず、Ｓｎでもよい。また、対向面に、半田が付着しない材料を積層してもよい。
【００６５】
＜実施例２＞
（１）実施例１の（１）〜（１２）と同様にして、外周にＣｕの安定化層を有する超電導積層体を作製した。
（２）二本の超電導積層体の間に合紙を入れて、厚さ方向に重ね合わせた超電導積層体の周囲（側面及び非対向側の面）にめっき加工を実施し、酸化物超電導線材を得た。合紙は、密着性がないか、あるいは、密着性が弱いものが好ましい。
【００６６】
これらの実施例によれば、酸化物超電導線材において、二本の超電導積層体の間が固着されていないので、超電導積層体の層間剥離を抑制することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１０，２０，３０，４０…酸化物超電導線材、１１…基材、１２…中間層、１３…酸化物超電導層、１４…保護層、１５…安定化層、１６，３６…超電導積層体、１７…金属層（金属箔）、１８…接合材、１９…非固着部（空隙部）、２１…非固着部（非付着層）、４７…金属層（めっき層）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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