(57)【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１５６０４８号公報
【発明の概要】
【０００４】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
[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。
【０００７】
[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。
【０００８】
[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。
【０００９】
（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。
【００１０】
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。
【００１１】
（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。
【００１２】
（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。
【００１３】
（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。
【００１４】
（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。
【００１５】
（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。
【００１６】
（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。
【００１７】
（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。
【００１８】
（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。
【００１９】
（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。
【００２０】
（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。
【００２１】
（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。
【００２２】
（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。
【００２３】
（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。
【００２４】
（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。
【００２５】
[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。
【００２６】
（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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
（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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
（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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
（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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
（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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【符号の説明】
【０１０８】
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。
【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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【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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