(57)【要約】【課題】切断時における超電導層を構成する酸化物超電導体からの酸素の脱離を抑制することができる超電導線材の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係る超電導線材の製造方法は、基板と、基板の上に配置された酸化物超電導体により構成される超電導層とを有する超電導部材を準備する工程と、レーザを照射することにより超電導部材を長手方向に沿って所定の幅で切断する工程とを備える。切断する工程は、レーザが照射される箇所に位置する超電導部材を溶融させるとともに、レーザが照射される箇所に酸素を含むアシストガスを供給することにより行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の上に配置された酸化物超電導体により構成される超電導層とを有する超電導部材を準備する工程と、
レーザを照射することにより前記超電導部材を長手方向に沿って所定の幅で切断する工程とを備え、
前記切断する工程は、前記レーザが照射される箇所に位置する前記超電導部材を溶融させるとともに、前記レーザが照射される箇所に酸素を含むアシストガスを供給することにより行われる、超電導線材の製造方法。
【請求項２】
前記レーザは、赤外光である、請求項１に記載の超電導線材の製造方法。
【請求項３】
前記幅は２ｍｍ以下である、請求項１又は請求項２に記載の超電導線材の製造方法。
【請求項４】
前記アシストガス中における酸素の含有量は、１５体積％以上２５体積％以下であり、
前記アシストガスの残部は、不活性ガスにより構成される、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の超電導線材の製造方法。
【請求項５】
前記アシストガスは、空気である、請求項４に記載の超電導線材の製造方法。
【請求項６】
前記超電導部材は、前記酸化物超電導体の上に配置され、かつ、金属材料により構成される被覆層をさらに有し、
前記金属材料の酸素透過性は、銀の酸素透過性よりも低い、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の超電導線材の製造方法。
【請求項７】
前記金属材料は、銅を含む、請求項６に記載の超電導線材の製造方法。
【請求項８】
前記切断する工程において、前記超電導部材の切断面の少なくとも一部は、絶縁膜により被覆され、
前記絶縁膜は、前記超電導部材に含まれる材料の酸化物により構成される、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の超電導線材の製造方法。
【請求項９】
前記超電導部材の周囲は、第１絶縁膜により被覆されている、請求項８に記載の超電導線材の製造方法。
【請求項１０】
前記酸化物超電導体は、ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘ系酸化物超電導体（ＲＥ：希土類元素）である、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の超電導線材の製造方法。
【請求項１１】
基板と、前記基板の上に配置された酸化物超電導体により構成される超電導層とを備える超電導線材であって、
前記超電導線材の側面の少なくとも一部は、前記基板及び前記超電導層を構成する材料の酸化物で形成された第２絶縁膜で被覆されている、超電導線材。
【請求項１２】
前記超電導線材の上面及び底面は、第１絶縁膜で被覆されている、請求項１１に記載の超電導線材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導線材及び超電導線材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１（特開２０１７−９１６７９号公報）には、超電導線材の製造方法が記載されている。特許文献１に記載の超電導線材の製造方法においては、第１に、基板と、基板の上に配置される超電導層とを有する超電導部材の切断が行われる。超電導層は、ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘ系酸化物超電導体（ＲＥは、希土類元素）により構成されている。この切断は、赤外レーザを超電導部材に照射することにより行われる。赤外レーザが照射される箇所には、窒素ガスがアシストガスとして供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−９１６７９号公報
【発明の概要】
【０００４】
レーザが照射される箇所の近傍においては、超電導部材の温度が上昇する。そのため、切断面近傍に位置する超電導層から、酸素が脱離する。超電導層から酸素が脱離すると超電導線材の超電導特性が劣化するため、特許文献１に記載の超電導線材の製造方法においては、超電導部材の切断が行われた後に、超電導層に酸素を再導入するための酸素雰囲気下での熱処理（酸素を含む雰囲気下における熱処理）が行われる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものである。より具体的には、本発明は、切断時における超電導層からの酸素の脱離を抑制することができる超電導線材及び超電導線材の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る超電導線材の製造方法は、基板と、基板の上に配置された酸化物超電導体により構成される超電導層とを有する超電導部材を準備する工程と、レーザを照射することにより超電導部材を長手方向に沿って所定の幅で切断する工程とを備える。切断する工程は、レーザが照射される箇所に位置する超電導部材を溶融させるとともに、レーザが照射される箇所に酸素を含むアシストガスを供給することにより行われる。本発明の一態様に係る超電導線材は、基板と、基板の上に配置された酸化物超電導体により構成される超電導層とを備える超電導線材である。超電導線材の側面の少なくとも一部は、基板及び超電導層を構成する材料の酸化物で形成された第２絶縁膜で被覆されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様に係る超電導線材及び本発明の一態様に係る超電導線材の製造方法によると、切断時における超電導層を構成する酸化物超電導体からの酸素の脱離を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る超電導線材１の長手方向に直交する断面図である。
【図２】実施形態に係る超電導線材１の製造方法を示す工程図である。
【図３】超電導部材１０の上面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶにおける断面図である。
【図５】切断工程Ｓ２の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［本発明の実施形態の説明］
まず、本発明の実施態様を列記して説明する。
【００１０】
（１）本発明の一実施形態に係る超電導線材の製造方法は、基板と、基板の上に配置された酸化物超電導体により構成される超電導層とを有する超電導部材を準備する工程と、レーザを照射することにより超電導部材を長手方向に沿って所定の幅で切断する工程とを備える。切断する工程は、レーザが照射される箇所に位置する超電導部材を溶融させるとともに、レーザが照射される箇所に酸素を含むアシストガスを供給することにより行われる。
【００１１】
上記（１）の超電導線材の製造方法によると、切断時における超電導層を構成する酸化物超電導体からの酸素の脱離を抑制することができる。
【００１２】
（２）上記（１）の超電導線材の製造方法において、レーザは、赤外光であってもよい。
【００１３】
一般的に、赤外光レーザによる切断は、紫外光レーザ等による切断と比較して高速な切断が可能である。しかしながら、赤外光レーザによる切断においては、被切断物である超電導部材の温度上昇が相対的に大きいため、酸化物超電導層からの酸素の脱離が相対的に生じやすい。そのため、上記（２）の超電導線材の製造方法によると、切断速度を向上させつつ、切断時における超電導層を構成する酸化物超電導体からの酸素の脱離を抑制することができる。
【００１４】
（３）上記（１）又は（２）の超電導線材の製造方法において、所定の幅は２ｍｍ以下であってもよい。
【００１５】
上記（３）の超電導線材の製造方法によると、製造される超電導線材の幅は２ｍｍ以下となる。このように超電導線材の幅が狭くなるほど、超電導線材の幅に対するレーザ照射に伴う熱影響部の幅が相対的に大きくなるため、超電導層を構成する酸化物超電導体からの酸素離脱の影響が大きくなる。すなわち、超電導特性が劣化する部分の割合が大きくなる。上記（３）の超電導線材の製造方法によると、相対的に幅の狭い超電導線材を製造する場合であっても、切断時における超電導層を構成する酸化物超電導体からの酸素の脱離に伴う超電導特性の劣化を抑制することができ、超電導特性が劣化する部分の割合を小さくすることができる。
【００１６】
（４）上記（１）〜（３）の超電導線材の製造方法において、アシストガス中における酸素の含有量は、１５体積％以上２５体積％以下であってもよい。アシストガスの残部は、不活性ガスにより構成されていてもよい。
【００１７】
上記（４）の超電導線材の製造方法によると、切断中におけるアシストガスの燃焼等を抑制することができる。
【００１８】
（５）上記（４）の超電導線材の製造方法において、アシストガスは、空気であってもよい。
【００１９】
上記（５）の超電導線材の製造方法によると、製造コストを低減することが可能となる。
【００２０】
（６）上記（１）〜（５）の超電導線材の製造方法において、超電導部材は、酸化物超電導体の上に配置され、かつ、金属材料により構成される被覆層をさらに有していてもよい。金属材料の酸素透過性は、銀の酸素透過性よりも低くてもよい。
【００２１】
超電導層が銀よりも酸素透過性が低い金属材料により構成される被覆層で覆われている場合、切断後に酸素雰囲気下で熱処理を行ったとしても、切断時に脱離した酸素を再導入することは難しい。上記（６）の超電導線材の製造方法によると、熱処理によって超電導層を構成する酸化物超電導体への酸素の再導入を行うことが難しい場合であっても、レーザによる切断に伴う超電導特性の劣化を抑制することができる。
【００２２】
（７）上記（６）の超電導線材の製造方法において、金属材料は、銅を含んでいてもよい。
【００２３】
被覆層が銅を含む金属材料により構成されている場合、切断後に酸素雰囲気下で熱処理を行うと、被覆層を構成する金属材料の酸化が進行してしまう。したがって、この場合、切断時に脱離した酸素を再導入するために酸素雰囲気下における熱処理を行うことは難しい。上記（７）の超電導線材の製造方法によると、熱処理によって超電導層を構成する酸化物超電導体への酸素の再導入を行うことが難しい場合であっても、レーザによる切断に伴う超電導特性の劣化を抑制することができる。
【００２４】
（８）上記（１）〜（７）の超電導線材の製造方法において、超電導部材の切断面の少なくとも一部は、切断する工程において、第２絶縁膜により被覆されてもよい。第２絶縁膜は、超電導部材に含まれる材料の酸化物で構成されていてもよい。
【００２５】
上記（８）の超電導線材の製造方法によると、超電導線材の切断面を被覆する絶縁膜が切断時の酸化により形成されるため、超電導部材を切断する工程とは別に、超電導線材の切断面を絶縁膜で被覆する工程を別途行う必要が無くなる。
【００２６】
（９）上記（８）の超電導線材の製造方法において、超電導部材の周囲は、第１絶縁膜により被覆されていてもよい。
【００２７】
上記（９）の超電導線材の製造方法によると、周囲が絶縁膜で被覆されている超電導部材を切断する場合であっても、超電導線材の切断面を被覆する絶縁膜が切断時の酸化により形成されるため、超電導線材の切断面を絶縁膜で被覆するための工程をあらためて行う必要が無くなる。
【００２８】
（１０）上記（１）〜（９）の超電導線材の製造方法において、酸化物超電導体は、ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘ系酸化物超電導体（ＲＥ：希土類元素）であってもよい。
【００２９】
ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘ系酸化物超電導体では、温度上昇に伴う酸素脱離及びそれによる超電導特性の劣化が生じやすいが、上記（１０）の超電導線材の製造方法によると、切断時における超電導層を構成する酸化物超電導体からの酸素の脱離を抑制することができる。
【００３０】
（１１）本発明の一実施形態に係る超電導線材は、基板と、基板の上に配置された酸化物超電導体により構成される超電導層とを備える。基板及び超電導層の側面の少なくとも一部は、基板及び超電導層を構成する材料の酸化物で形成された第２絶縁膜により被覆されている。
【００３１】
上記（１１）の超電導線材によると、超電導線材の切断面を被覆する絶縁膜が切断時の酸化により形成されるため、超電導部材を切断する工程とは別に、超電導線材の切断面を絶縁膜で被覆する工程を別途行う必要が無くなる。
【００３２】
（１２）上記の超電導線材において、超電導線材の上面及び底面は、第１絶縁膜で被覆されていてもよい。
【００３３】
上記（１２）の超電導線材によると、周囲が絶縁膜で被覆されている超電導部材を切断する場合であっても、超電導線材の切断面を被覆する絶縁膜が切断時の酸化により形成されるため、超電導線材の切断面を絶縁膜で被覆するための工程をあらためて行う必要が無くなる。
【００３４】
［本発明の実施形態の詳細］
次に、本発明の実施形態の詳細を、図面を参照して説明する。なお、以下の図面においては、同一又は相当する部分に同一の符号を付し、重複する説明は繰り返さない。
【００３５】
（実施形態に係る超電導線材の構成）
以下に、実施形態に係る超電導線材１の構成を説明する。
【００３６】
図１は、実施形態に係る超電導線材１の長手方向に直交する断面図である。図１に示されるように、超電導線材１は、基板１１と、中間層１２と、超電導層１３とを有している。超電導線材１は、第１被覆層１４と、第２被覆層１５と、第１絶縁膜１６と、第２絶縁膜１７とをさらに有していてもよい。
【００３７】
超電導線材１は、幅Ｗを有している。幅Ｗは、４ｍｍ以下であることが好ましい。幅Ｗは、２ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
【００３８】
中間層１２は、基板１１の上に配置されている。超電導層１３は、基板１１の上に配置されている。より具体的には、超電導層１３は、中間層１２の上に配置されている。
【００３９】
基板１１には、例えば、ニッケル（Ｎｉ）／銅（Ｃｕ）／ステンレス鋼（ＳＵＳ）が積層されたクラッド材が用いられる。基板１１には、例えば、ハステロイが用いられてもよい。中間層１２には、例えば、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）が用いられる。
【００４０】
超電導層１３は、酸化物超電導体により構成されている。この酸化物超電導体は、例えば、ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘ系酸化物超電導体（ＲＥ：希土類元素）である。この希土類元素は、例えば、イットリウム（Ｙ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロビウム（Ｅｕ）、ガドリウム（Ｇｄ）、ホルミウム（Ｈｏ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等である。
【００４１】
中間層１２の超電導層１３に接する面及び超電導層１３を構成する酸化物超電導体は、２軸配向していることが好ましい。
【００４２】
第１被覆層１４は、超電導層１３の上に配置されている。第１被覆層１４は、例えば、銀（Ａｇ）により構成されている。
【００４３】
第２被覆層１５は、第１被覆層１４を介して超電導層１３の上に配置されている。また、第２被覆層１５は、基板１１の下面を覆うように配置されている。第２被覆層１５は、Ａｇよりも酸素透過性が低い金属材料により構成されている。第２被覆層１５は、例えば、銅（Ｃｕ）又はＣｕ合金により構成されている。第２被覆層１５は、例えば、電解めっき層である。第１被覆層１４及び第２被覆層１５は、超電導層１３がクエンチ（超電導状態から常電導状態に移行する現象）した場合に、電流をバイパスさせる。
【００４４】
なお、第１被覆層１４のみならず、第２被覆層１５も形成するのは、第１被覆層１４が厚くなることに伴うコストの増加を避けるため及び第２被覆層１５を設けることに伴う強度の上昇のためである。また、第２被覆層１５を超電導層１３の直上に形成しないのは、第２被覆層１５を構成する材料（例えば、Ｃｕ）が超電導層１３中に拡散することを避けるため及び超電導層１３に対する酸素導入が困難となることを避けるためである（後記のとおり、超電導層１３への酸素導入のための熱処理は、第１被覆層１４の形成後であって、第２被覆層１５の形成前に行われる）。
【００４５】
第１絶縁膜１６は、超電導線材１の上面及び底面を覆っている。第２絶縁膜１７は、超電導線材１の側面の少なくとも一部を被覆している。より具体的には、第２絶縁膜１７は、基板１１、中間層１２、超電導層１３、第１被覆層１４及び第２被覆層１５の側面の少なくとも一部を被覆している。第２絶縁膜１７は、超電導線材１を構成する材料（より具体的には、基板１１、中間層１２、超電導層１３、第１被覆層１４及び第２被覆層１５を構成する材料のうちの少なくともいずれか）の酸化物により構成されている。
【００４６】
（実施形態に係る超電導線材の製造方法）
以下に、実施形態に係る超電導線材１の製造方法を説明する。
【００４７】
図２は、実施形態に係る超電導線材１の製造方法を示す工程図である。図２に示されるように、実施形態に係る超電導線材１の製造方法は、準備工程Ｓ１と、切断工程Ｓ２とを有している。
【００４８】
準備工程Ｓ１においては、超電導部材１０の準備が行われる。切断工程Ｓ２においては、超電導部材１０の切断が行われる。切断工程Ｓ２は、準備工程Ｓ１の後に行われる。
【００４９】
＜準備工程Ｓ１＞
以下に、準備工程Ｓ１の詳細を説明する。
【００５０】
図３は、超電導部材１０の上面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶにおける断面図である。図３に示されるように、超電導部材１０は、帯状の形状を有している。すなわち、超電導部材１０の長さは、超電導部材１０の幅よりも相対的に大きくなっている。
【００５１】
図４に示されるように、超電導部材１０は、基板１１と、中間層１２と、超電導層１３とを有している。超電導部材１０は、第１被覆層１４と、第２被覆層１５とをさらに有している。超電導部材１０の周囲（超電導部材１０の上面、底面及び側面）は、第１絶縁膜１６で覆われていてもよい。中間層１２は、基板１１の上に配置されている。超電導層１３は、基板１１の上に配置されている。より具体的には、超電導層１３は、中間層１２の上に配置されている。
【００５２】
第１被覆層１４及び第２被覆層１５は、超電導層１３の上に配置されている。より具体的には、第１被覆層１４の直上に配置されている。第２被覆層１５は、基板１１の底面、第１被覆層１４の上面並びに基板１１、中間層１２、超電導層１３及び第１被覆層１４の側面を覆っている。
【００５３】
中間層１２は、例えば、スパッタリングにより、基板１１の上に形成される。超電導層１３は、例えば、パルスレーザデポジション（ＰＬＤ）法、塗布熱分解（ＭＯＤ）法により、中間層１２の上に形成される。第１被覆層１４は、例えばスパッタリングにより、超電導層１３の上に形成される。第２被覆層１５は、例えば電解めっきにより形成される。但し、中間層１２、超電導層１３、第１被覆層１４及び第２被覆層１５の形成方法は、これに限られるものではない。なお、第１被覆層１４が形成された後、第２被覆層１５が形成される前に、超電導層１３に酸素を導入するため、酸素雰囲気下における熱処理が行われる。
【００５４】
＜切断工程Ｓ２＞
以下に、切断工程Ｓ２の詳細を説明する。
【００５５】
図５は、切断工程Ｓ２の模式図である。図５に示されるように、切断工程Ｓ２において、超電導部材１０は、レーザＬを照射することにより、第２方向ＤＲ２に沿って所定の幅Ｗで切断される。より具体的には、切断工程Ｓ２においては、レーザＬが照射される箇所に位置する超電導部材１０を溶融させるとともに、当該箇所にアシストガスＧが供給される。第２方向ＤＲ２は、超電導部材１０の長手方向である。
【００５６】
レーザＬは、第２方向ＤＲ２に沿って超電導部材１０に照射される。レーザＬの第２方向ＤＲ２に沿った照射は、超電導部材１０を第２方向ＤＲ２に沿って搬送することによって行われる。レーザＬの第２方向ＤＲ２に沿った照射は、レーザＬを第２方向ＤＲ２に沿って走査することによって行われてもよい。幅Ｗは、第２方向ＤＲ２と直交する第１方向ＤＲ１において測定される。幅Ｗは、例えば４ｍｍ以下である。幅Ｗは、好ましくは、２ｍｍ以下である。幅Ｗは、さらに好ましくは、１ｍｍ以下である。
【００５７】
レーザＬは、好ましくは、赤外光である。赤外光とは、７８０ｎｍ以上の波長の光である。レーザＬの波長は、好ましくは、１．０μｍ以上１．１μｍ以下である。レーザＬとしては、例えばファイバーレーザが用いられる。但し、レーザＬは、これに限られるものではない。レーザＬは、超電導部材１０に対して照射された際に、アブレーション加工ではなく、熱加工が主として生じるものであれば特に限定されない。
【００５８】
レーザＬは、例えば、基板１１とは反対側から照射される。レーザＬは、基板１１側から照射されてもよい。
【００５９】
アシストガスＧは、酸素（Ｏ２）を含有している。アシストガスＧの残部は、不活性ガスで構成されていてもよい。不活性ガスは、例えば、窒素（Ｎ２）、アルゴン（Ａｒ）、二酸化炭素（ＣＯ２）等である。アシストガス中において、酸素の含有量は、１５体積％以上２５体積％以下であることが好ましい。アシストガスＧは、空気であってもよい。アシストガスＧとして用いられる空気は、例えば大気組成の乾燥空気である。
【００６０】
レーザＬが超電導部材１０に照射されると、照射箇所において、超電導部材１０が溶融する。この溶融した超電導部材１０は、当該照射箇所に供給されているアシストガスＧで吹き飛ばされて当該照射箇所から除去される。そのため、第２方向ＤＲ２（超電導部材１０の長手方向）に沿ってレーザＬの照射されることにより、超電導部材１０が第２方向ＤＲ２に沿って所定の幅Ｗで切断され、超電導線材１が切り出される。
【００６１】
レーザＬが照射されることにより溶融した超電導部材１０の一部は、アシストガスＧ中に含まれる酸素により酸化されるとともに、切断面に付着する。したがって、切断面（すなわち、基板１１、中間層１２、超電導層１３、第１被覆層１４及び第２被覆層１５の側面）の少なくとも一部には、超電導部材１０に含まれる材料の酸化物により構成される第２絶縁膜１７で被覆される。
【００６２】
切断工程Ｓ２が行われた後に、超電導線材１に対して酸素雰囲気中における熱処理が行われなくてもよい。
【００６３】
（実施形態に係る超電導線材及びその製造方法の効果）
以下に、実施形態に係る超電導線材１及びその製造方法の効果を説明する。
【００６４】
レーザＬの照射箇所付近に位置する超電導層１３は、レーザＬが照射された際に、温度が上昇する。そのため、レーザＬの照射箇所に供給されるアシストガスに酸素が含まれていない場合には、温度の上昇に伴い、超電導層１３を構成する酸化物超電導体から酸素が離脱する。このような酸素の離脱は、超電導線材の超電導特性の劣化につながる。そのため、このような場合には、レーザＬの照射箇所付近に位置する超電導層１３を構成する酸化物超電導体に酸素を再導入するために、酸素雰囲気下での熱処理を行う必要がある。
【００６５】
他方で、実施形態に係る超電導線材１の製造方法においては、アシストガスＧに酸素が含まれている。レーザＬの照射箇所付近に位置する超電導層１３を構成する酸化物超電導体は、レーザＬが通過して冷却される際にアシストガスＧ中の酸素を取り込む。そのため、実施形態に係る超電導線材１の製造方法によると、切断時に超電導層１３を構成する酸化物超電導体からの酸素の離脱を抑制することができる。
【００６６】
実施形態に係る超電導線材１の製造方法において、レーザＬを照射することにより超電導部材１０から切断される超電導線材１の幅Ｗが狭くなるほど、超電導線材１の幅Ｗに対するレーザ照射に伴う熱影響部の幅が相対的に大きくなり、超電導層１３を構成する酸化物超電導体からの酸素の離脱の影響が大きくなる。すなわち、超電導線材１中において超電導特性が劣化している部分の割合が大きくなる。実施形態に係る超電導線材１の製造方法によると、切断時における超電導層１３を構成する酸化物超電導体からの酸素の離脱が抑制されるため、相対的に幅Ｗの狭い超電導線材１を製造する場合であっても、切断時における超電導特性の劣化を抑制することができ、超電導特性が劣化する部分の割合を下げることができる。
【００６７】
実施形態に係る超電導線材１の製造方法において、アシストガスＧ中における酸素の含有量が１５体積％以上２５体積％以下であり、かつ、アシストガスＧの残部が不活性ガスにより構成されている場合、切断工程Ｓ２におけるアシストガスＧの燃焼等を抑制することができる。
【００６８】
実施形態に係る超電導線材１の製造方法において、アシストガスＧが空気である場合、アシストガスＧが安価に入手可能となる。そのため、この場合には、超電導線材１の製造コストを低減することができる。
【００６９】
超電導層１３が銀よりも酸素透過性が低い金属材料により構成される第２被覆層１５で覆われている場合、切断後に酸素雰囲気下で熱処理を行ったとしても、切断時に脱離した酸素を再導入することは難しい。このような熱処理中に、雰囲気中の酸素が第２被覆層１５を透過して超電導層１３に到達し難いためである。このことを別の観点からいえば、実施形態に係る超電導線材１の製造方法によらない場合には、第２被覆層１５は、切断及び酸素雰囲気下での熱処理を行った後に形成される必要がある。
【００７０】
他方で、実施形態に係る超電導線材１の製造方法によると、切断時における超電導層１３を構成する酸化物超電導体からの酸素の離脱を抑制することができるため、酸素雰囲気下での熱処理を省略することも可能である。したがって、実施形態に係る超電導線材の製造方法によると、熱処理によって超電導層を構成する酸化物超電導体への酸素の再導入を行うことが難しい場合（すなわち、第２被覆層１５が、銀よりも酸素透過性が低い金属材料で構成されている場合）であっても、レーザＬによる切断に伴う超電導特性の劣化を抑制することができる。
【００７１】
第２被覆層１５が銅を含む金属材料により構成されている場合には、切断後に酸素雰囲気下で熱処理を行うと、第２被覆層１５の酸化が進行してしまう。そのため、この場合には、切断時に脱離した酸素を再導入するために酸素雰囲気下における熱処理を行うことは難しい。
【００７２】
実施形態に係る超電導線材１の製造方法によると、切断時における超電導層１３を構成する酸化物超電導体からの酸素の離脱を抑制することができるため、酸素雰囲気下での熱処理を省略することも可能である。したがって、実施形態に係る超電導線材１の製造方法によると、熱処理によって超電導層を構成する酸化物超電導体への酸素の再導入を行うことが難しい場合であっても、レーザによる切断に伴う超電導特性の劣化を抑制することができる。
【００７３】
実施形態に係る超電導線材の製造方法においては、レーザＬが照射されることによって溶融した超電導部材１０が酸化されるとともに切断面に付着する結果、切断面の少なくとも一部は、超電導部材１０に含まれる酸化物で構成される第２絶縁膜１７により被覆される。
【００７４】
（切断試験）
以下に、実施形態に係る超電導線材１の製造方法の効果を確認するために行った切断試験を説明する。
【００７５】
＜試料＞
表１には、切断試験に供された試料が示されている。表１に示されるように、基板１１として、ＳＵＳ基材と、ＳＵＳ基材上に配向して形成された銅層と、銅層上に配向して形成されたニッケル層とを含むクラッド材が用いられた。中間層１２として、ニッケル層上に配向して形成された酸化イットリウム層と、酸化イットリウム層上に配向して形成された酸化セリウム層とを含む層が用いられた。超電導層１３として、中間層１２と配向して形成されたＹＢａＣｕ３Ｏ７−ｘ層が用いられた。超電導層１３の上には、銀により構成される第１被覆層１４が形成された。試料１〜試料６においては、第２被覆層１５は形成されていない。
【００７６】
試料１及び試料４は、幅が１ｍｍとなるように切断された。試料２及び試料５は、幅が２ｍｍとなるように切断された。試料３及び試料６は、幅が４ｍｍとなるように切断された。
【００７７】
【表１】
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【００７８】
＜試験条件＞
表２には、切断試験の試験条件が示されている。表２に示されるように、この切断試験においては、レーザＬとして、波長が１．０６４μｍのファイバーレーザが用いられた。レーザＬの出力は、３００Ｗとされた。試料１〜試料３に対しては、アシストガスＧとして、乾燥空気が用いられた。試料４〜試料６に対しては、アシストガスＧとして、窒素が用いられた。アシストガスＧの流量は、１００Ｌ／ｍｉｎとされた。加工速度は、５０ｍ／ｍｉｎとされた。
【００７９】
【表２】
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【００８０】
表３には、試験結果が示されている。表３に示されるように、試料１の臨界電流Ｉｃは、試料４の臨界電流Ｉｃよりも大きくなっていた。試料１の臨界電流Ｉｃは、試料４の臨界電流Ｉｃに対して、１１６％改善していた。試料２の臨界電流Ｉｃは、試料５の臨界電流Ｉｃよりも大きくなっていた。試料２の臨界電流Ｉｃは、試料５の臨界電流Ｉｃに対して、１０７％改善していた。試料３の臨界電流Ｉｃは、試料６の臨界電流Ｉｃよりも大きくなっていた。試料３の臨界電流Ｉｃは、試料６の臨界電流Ｉｃに対して、１０３％改善していた。
【００８１】
【表３】
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【００８２】
このような試験結果から、アシストガスＧとして乾燥空気を用いた場合、アシストガスＧとして窒素を用いた場合と比較して、超電導層１３を構成する酸化物超電導体からの酸素の離脱が抑制され、臨界電流Ｉｃが改善されることが実験的にも示された。また、このような試験結果から、幅Ｗを小さくすることにより、実施形態に係る超電導線材１の製造方法による超電導特性の改善効果が大きくなることが、実験的にも確認された。
【００８３】
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８４】
１  超電導線材
１０  超電導部材
１１  基板
１２  中間層
１３  超電導層
１４  第１被覆層
１５  第２被覆層
１６  第１絶縁膜
１７  第２絶縁膜
ＤＲ１  第１方向
ＤＲ２  第２方向
Ｇ  アシストガス
Ｌ  レーザ
Ｓ１  準備工程
Ｓ２  切断工程
Ｗ  幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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