(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超電導材料部を含む本体部と、
前記超電導材料部を含む前記本体部を機械的に補強する補強部と、
前記補強部の表面上に形成され、ニッケルタングステンまたは銅を含む配向金属膜とを備え、
前記本体部は、中間層をさらに含み、前記超電導材料部は前記中間層上に設けられ、
前記本体部の前記中間層は、前記配向金属膜上に設けられ、
前記補強部は、銅または銅含有合金からなる第１の材料と、前記第１の材料と異なる第２の材料とからなる粉末冶金焼結体から実質的に構成される、超電導線材。
【請求項２】
超電導材料部を含む本体部と、
前記超電導材料部を含む前記本体部を機械的に補強する補強部と、
前記補強部を前記本体部に接合する接合部とを備え、
前記補強部は、銅または銅含有合金からなる第１の材料と、前記第１の材料と異なる第２の材料とからなる粉末冶金焼結体から実質的に構成される、超電導線材。
【請求項３】
前記超電導材料部の熱膨張係数及び前記本体部の熱膨張係数のいずれかと前記補強部の熱膨張係数との差は、２．０×１０-6／Ｋ以下である、請求項１または請求項２に記載の超電導線材。
【請求項４】
前記本体部を支持する基板をさらに備え、
前記補強部は、前記基板と反対側の前記本体部の上に設けられる、請求項２に記載の超電導線材。
【請求項５】
前記基板の熱膨張係数と前記補強部の熱膨張係数との差は、２．０×１０-6／Ｋ以下である、請求項４に記載の超電導線材。
【請求項６】
前記補強部は、前記本体部の２つの主面の上に設けられる、請求項２に記載の超電導線材。
【請求項７】
前記補強部は、前記超電導材料部を含む前記本体部に圧縮応力を印加するように構成される、請求項２、３、６のいずれか１項に記載の超電導線材。
【請求項８】
前記補強部のヤング率は、１５０ＧＰａ以上である、請求項１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１の材料は、銅、黄銅、白銅、青銅からなる群より選ばれた少なくとも一種の材料で構成されている、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の超電導線材。
【請求項１０】
前記第２の材料は、前記第１の材料よりも大きなヤング率を有する、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】
前記第２の材料は、モリブデン、タングステンからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素で構成されている、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】
前記補強部の電気抵抗率は、液体窒素温度において、３．５×１０-8（Ωｍ）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】
請求項１２に記載の前記超電導線材を複数備え、
前記複数の超電導線材の前記補強部が互いに電気的及び機械的に接続されている、超電導線材の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導線材に関し、より特定的には、超電導材料部を含む本体部と、超電導材料部を含む本体部を機械的に補強する補強部とを備える超電導線材に関する。
【背景技術】
【０００２】
超電導材料を線材に適用するに当たり、超電導材料部を含む本体部を機械的に補強する必要がある。超電導材料部を含む本体部と、超電導材料部を含む本体部を機械的に補強する補強部とを備える超電導線材が知られている（特許文献１から特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５，８０１，１２４号明細書
【特許文献２】米国特許第６，６４９，２８０号明細書
【特許文献３】国際公開第２００９／０２２４８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
顧客の様々な要望に応じて、超電導線材を構成する構成要素（例えば、超電導材料部、補強部）の材料、厚さなどが異なる超電導線材を準備する必要がある。そのため、顧客が求める超電導線材の様々な仕様に応じて、超電導線材を構成する構成要素の材料、厚さなどを設計しなければならない。
【０００５】
従来は、超電導線材の補強部に対する様々な要求に応じて、その都度、様々な材料の中から超電導線材の補強部に適した材料を探索していた。しかし、超電導線材の補強部に対する様々な要求に応じて、その都度、様々な材料の中から超電導線材の補強部に適した材料を探索することは、手間がかかる。
【０００６】
また、超電導線材の補強部に対する要求に適した材料が見つからないため、超電導線材の一部の特性を犠牲にするように超電導線材の設計を見直さなければならないこともあった。そのため、超電導線材の設計の自由度が制約されていた。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、超電導線材の補強部に適した材料を探索する手間を減らし、超電導線材の設計の自由度を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る超電導線材は、超電導材料部を含む本体部と、超電導材料部を含む本体部を機械的に補強する補強部とを備える。補強部は、銅または銅含有合金からなる第１の材料と、第１の材料と異なる第２の材料とからなる非固溶性銅系合金から実質的に構成される。本明細書において、非固溶性銅系合金は、銅または銅含有合金からなる第１の材料に、第１の材料と異なる第２の材料が固溶しない合金をいう。本明細書において、銅含有合金とは、銅と他の元素を含む合金をいい、他の元素は銅に固溶してもよいし、固溶しなくてもよい。本明細書において、非固溶性銅系合金から実質的に構成されるとは、非固溶性銅系合金に加えて、不可避不純物を含んでもよいことを意味する。
【発明の効果】
【０００９】
上記によれば、超電導線材の補強部に適した材料を探索する手間を減らし、超電導線材の設計の自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る超電導線材の構成を概略的に示す部分断面斜視図である。
【図２】非固溶性銅系合金である銅モリブデン（ＣｕＭｏ）中の銅のモル分率に対する、銅モリブデン（ＣｕＭｏ）の熱膨張係数の変化を示す図である。
【図３】非固溶性銅系合金である銅モリブデン（ＣｕＭｏ）中の銅のモル分率に対する、銅モリブデン（ＣｕＭｏ）のヤング率の変化を示す図である。
【図４】非固溶性銅系合金である銅タングステン（ＣｕＷ）中の銅のモル分率に対する、銅タングステン（ＣｕＷ）の熱膨張係数の変化を示す図である。
【図５】非固溶性銅系合金である銅タングステン（ＣｕＷ）中の銅のモル分率に対する、銅タングステン（ＣｕＷ）のヤング率の変化を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る超電導線材の構成を概略的に示す部分断面斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る超電導線材の構成を概略的に示す部分断面斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る超電導線材の構成を概略的に示す部分断面斜視図である。
【図９】非固溶性銅系合金である黄銅モリブデン中の黄銅のモル分率に対する、黄銅モリブデンの熱膨張係数の変化を示す図である。
【図１０】非固溶性銅系合金である黄銅モリブデン中の黄銅のモル分率に対する、黄銅モリブデンのヤング率の変化を示す図である。
【図１１】非固溶性銅系合金である黄銅タングステン中の黄銅のモル分率に対する、黄銅タングステンの熱膨張係数の変化を示す図である。
【図１２】非固溶性銅系合金である黄銅タングステン中の黄銅のモル分率に対する、黄銅タングステンのヤング率の変化を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態５に係る超電導線材の接続構造を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[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。
【００１２】
（１）本発明の一態様に係る超電導線材（１，１０，１０ｂ，２０，２０ａ，２０ｂ）は、超電導材料部（４，２４）を含む本体部（７，２７）と、超電導材料部（４，２４）を含む本体部（７，２７）を機械的に補強する補強部（２，１８，１８ａ，１８ｂ）とを備える。補強部（２，１８，１８ａ，１８ｂ）は、銅または銅含有合金からなる第１の材料と、第１の材料と異なる第２の材料とからなる非固溶性銅系合金から実質的に構成される。
【００１３】
非固溶性銅系合金では、第１の材料と第２の材料とが互いに固溶しない。そのため、非固溶性銅系合金に含まれる第１の材料の割合または第２の材料の割合に応じて、非固溶性銅系合金から実質的に構成される補強部（２，１８，１８ａ，１８ｂ）の物性を連続的に変化させることができる。補強部（２，１８，１８ａ，１８ｂ）に含まれる第１の材料の割合または第２の材料の割合を変化させるだけで、超電導線材（１，１０，１０ｂ，２０，２０ａ，２０ｂ）の補強部（２，１８，１８ａ，１８ｂ）に対する様々な要求に対応することができる。したがって、超電導線材（１，１０，１０ｂ，２０，２０ａ，２０ｂ）の補強部（２，１８，１８ａ，１８ｂ）に対する様々な要求に応じて、その都度、様々な材料の中から補強部（２，１８，１８ａ，１８ｂ）に適した材料を探索する手間を減らすことができる。また、超電導線材（１，１０，１０ｂ，２０，２０ａ，２０ｂ）の設計の自由度を高めることができる。
【００１４】
（２）本発明の一態様に係る超電導線材（１，１０，１０ｂ，２０）では、超電導材料部（４）の熱膨張係数及び本体部（２７）の熱膨張係数のいずれかと補強部（２，１８，１８ａ，１８ｂ）の熱膨張係数との差は、２．０×１０-6／Ｋ以下であってもよい。これにより、超電導線材（１，１０，１０ｂ）が反ることを抑制することができる。または、超電導線材（２０）の本体部（２７）に含まれる超電導材料部（２４）に多くのクラックや欠陥が生じることを抑制することができる。
【００１５】
（３）本発明の一態様に係る超電導線材（１０，１０ｂ）では、本体部（７）を支持する基板（１２）をさらに備え、補強部（１８，１８ａ）は、基板（１２）と反対側の本体部（７）の上に設けられてもよい。これにより、超電導材料部（４）を含む本体部（７）を、基板（１２）と補強部（１８，１８ａ）とで機械的に補強することができる。そのため、超電導線材（１０，１０ｂ）の機械的強度を向上させることができる。
【００１６】
（４）本発明の一態様に係る超電導線材（１０，１０ｂ）では、基板（１２）の熱膨張係数と補強体（１８，１８ａ）の熱膨張係数との差は、２．０×１０-6／Ｋ以下であってもよい。これにより、超電導線材（１０，１０ｂ）が反ることを抑制することができる。
【００１７】
（５）本発明の一態様に係る超電導線材（１０ｂ，２０，２０ａ，２０ｂ）では、補強部（１８，１８ａ）は、本体部（７，２７）の２つの主面（７ａ，７ｂ，２７ａ，２７ｂ）の上に設けられてもよい。これにより、超電導線材（１０ｂ，２０，２０ａ，２０ｂ）が反ることを抑制することができる。
【００１８】
（６）本発明の一態様に係る超電導線材（２０）では、補強部（１８ａ，１８ｂ）は、超電導材料部（２４）を含む本体部（２７）に圧縮応力を印加するように構成されてもよい。これにより、超電導線材（２０）の機械的強度を向上させることができる。
【００１９】
（７）本発明の一態様に係る超電導線材（１，１０，１０ｂ，２０，２０ａ，２０ｂ）では、補強部（２，１８，１８ａ，１８ｂ）のヤング率は、１５０ＧＰａ以上であってもよい。これにより、超電導線材（１，１０，１０ｂ，２０，２０ａ，２０ｂ）の機械的強度を向上させることができる。
【００２０】
（８）本発明の一態様に係る超電導線材（１，１０，１０ｂ，２０，２０ａ，２０ｂ）では、第１の材料は、銅、黄銅、白銅、青銅からなる群より選ばれた少なくとも一種の材料で構成されてもよい。これらの材料は、液体窒素温度のような超電導線材（１，１０，１０ｂ，２０，２０ａ，２０ｂ）の使用温度において、３．５×１０-8（Ωｍ）以下のような低い抵抗率を有する。そのため、通常の導体から超電導線材（１，１０，１０ｂ，２０，２０ａ，２０ｂ）に電流を導入するための通常の導体と超電導線材（１，１０，１０ｂ，２０，２０ａ，２０ｂ）との接続部、及び超電導線材（１，１０，１０ｂ，２０，２０ａ，２０ｂ）同士の接続部における発熱を抑えることができる。また、超電導材料部（４，２４）にクエンチが発生した場合に超電導線材（１，１０，１０ｂ，２０，２０ａ，２０ｂ）が溶断されることを防止することができる。
【００２１】
（９）本発明の一態様に係る超電導線材（１，１０，１０ｂ，２０，２０ａ，２０ｂ）では、第２の材料は、第１の材料よりも大きなヤング率を有してもよい。そのため、超電導線材（１，１０，１０ｂ，２０，２０ａ，２０ｂ）の機械的強度を向上させることができる。
【００２２】
（１０）本発明の一態様に係る超電導線材（１，１０，１０ｂ，２０，２０ａ，２０ｂ）では、第２の材料は、モリブデン、タングステン、クロム、コバルトからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素で構成されてもよい。これらの材料は、銅または銅含有合金からなる第１の材料よりも大きなヤング率を有する。そのため、超電導線材（１，１０，１０ｂ，２０，２０ａ，２０ｂ）の機械的強度を向上させることができる。
【００２３】
（１１）本発明の一態様に係る超電導線材（１，１０，１０ｂ，２０，２０ａ，２０ｂ）では、補強部（２，１８，１８ａ，１８ｂ）の電気抵抗率は、液体窒素温度において、３．５×１０-8（Ωｍ）以下であってもよい。これにより、通常の導体から超電導線材（１，１０，１０ｂ，２０，２０ａ，２０ｂ）に電流を導入するための通常の導体と超電導線材との接続部、及び超電導線材（１，１０，１０ｂ，２０，２０ａ，２０ｂ）同士の接続部における発熱を抑えることができる。また、超電導材料部（４，２４）にクエンチが発生した場合に超電導線材（１，１０，１０ｂ，２０，２０ａ，２０ｂ）が溶断されることを防止することができる。
【００２４】
（１２）本発明の一態様に係る超電導線材の接続構造（３０）は、３．５×１０-8（Ωｍ）以下の電気抵抗率を有する補強部（１８ａ，１８ｂ）を含む超電導線材（２０ａ，２０ｂ）を複数備え、複数の超電導線材（２０ａ，２０ｂ）の補強部（１８ａ，１８ｂ）が互いに電気的及び機械的に接続されてもよい。複数の超電導線材（２０ａ，２０ｂ）の補強部（１８ａ，１８ｂ）を互いに電気的及び機械的に接続することによって、複数の超電導線材（２０ａ，２０ｂ）の間の接続抵抗が低い超電導線材の接続構造（３０）を得ることができる。
【００２５】
[本発明の実施形態の詳細]
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。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符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００２６】
（実施の形態１）
図１を参照して、実施の形態１に係る超電導線材１について説明する。
【００２７】
図１は、超電導線材１が延在する方向（長手方向）に交差する方向に切断した本実施の形態に係る超電導線材１の断面を示す。超電導材料層４の超電導電流は超電導線材１の長手方向に沿って流れる。図１に示されるように、超電導線材１の幅方向をｘ軸方向とし、長手方向をｙ軸方向とし、厚み方向をｚ軸方向とする。
【００２８】
図１を参照して、本実施の形態に係る超電導線材１は、長手方向の長さが厚み及び幅に比べて大きく、かつ、厚みに比べて幅が大きいテープ形状を有していてもよい。本明細書では、超電導線材の幅方向及び長手方向に延在する表面（ｘｙ平面）を主面と呼ぶ。
【００２９】
超電導線材１は、主に、基板２と、本体部７とを備える。本体部７は、中間層３と、超電導材料層４と、保護層５とを含んでもよい。中間層３と保護層５とは任意に設けられる。本体部７は、少なくとも超電導材料層４を含んでいればよい。本体部７は、第１の主面７ａと、第１の主面７ａとは反対側の第２の主面７ｂとを有する。
【００３０】
基板２は、超電導材料層４を含む本体部７を機械的に支持する。基板２は、超電導材料層４を含む本体部７よりも大きな厚さを有する。基板２は、超電導材料層４を含む本体部７を機械的に補強する補強部として機能し得る。
【００３１】
基板２は、銅または銅含有合金を有する第１の材料と、第１の材料と異なる第２の材料とからなる非固溶性銅系合金から実質的に構成される。非固溶性銅系合金は、銅または銅含有合金からなる第１の材料に、第１の材料と異なる第２の材料が固溶しない合金をいう。非固溶性銅系合金として、銅または銅含有合金からなる第１の材料と、第１の材料と異なる第２の材料とが粉末合金法によって作製された、銅系の粉末合金を例示することができる。非固溶性銅系合金はその他の方法によって作製されてもよい。基板２が非固溶性銅系合金から実質的に構成されるとは、基板２は、非固溶性銅系合金に加えて、不可避不純物を含んでもよいことを意味する。
【００３２】
基板２に含まれる第１の材料は、銅、黄銅、青銅、白銅からなる群より選ばれた少なくとも一種の材料で構成されてもよい。基板２に含まれる第１の材料の一例である銅含有合金は、黄銅、青銅、白銅からなる群より選ばれた少なくとも一種の合金で構成されてもよい。本実施の形態では、基板２に含まれる第１の材料は、銅である。
【００３３】
基板２に含まれる第２の材料は、弱磁性元素を含む非磁性元素であることが好ましい。なぜなら、基板２は超電導材料層４の近くに位置するため、基板２が強磁性を有すると、超電導線材１の臨界電流Ｉcを大きくすることが困難になり得るからである。そのため、本実施の形態では、基板２に含まれる第２の材料は、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）からなる群より選ばれた少なくとも一種の元素で構成されてもよい。
【００３４】
基板２の材料として、銅タングステン（ＣｕＷ）の非固溶性銅系合金、銅モリブデン（ＣｕＭｏ）の非固溶性銅系合金、銅クロム（ＣｕＣｒ）の非固溶性銅系合金、銅コバルト（ＣｕＣｏ）の非固溶性銅系合金、黄銅タングステンの非固溶性銅系合金、黄銅モリブデンの非固溶性銅系合金、黄銅クロムの非固溶性銅系合金、黄銅コバルトの非固溶性銅系合金を例示することができる。
【００３５】
基板２は、例えば、３０ｍｍ幅のテープ状を有していてもよい。基板２の厚みは目的に応じて適宜調整すれば良く、通常は１０μｍ〜５００μｍの範囲とすることができる。本実施の形態では、基板２の厚みは、１００μｍである。基板２は、非固溶性銅系合金からなる基板の表面が配向結晶化された配向基板であってもよい。配向基板とは、基板表面の面内の２方向（ｘ方向及びｙ方向）について、結晶方位が揃っている基板を意味する。表面が配向結晶化された基板は、例えば、基板の表面に配向金属膜を貼り合わせることによって形成されてもよい。配向金属膜を構成する材料として、ニッケルタングステン（ＮｉＷ）や銅（Ｃｕ）を例示することができるが、これらの材料に限定されない。配向金属膜を構成する材料として銅（Ｃｕ）を用いる場合には、配向基板を得た後の工程において配向金属膜を構成する銅（Ｃｕ）が酸化されることを防止するために、メッキなどの方法によって、配向金属膜を構成する銅（Ｃｕ）の表面にＮｉ（ニッケル）等からなる被覆層を形成してもよい。
【００３６】
中間層３は、基板２の主面上に形成されてもよい。中間層３は、超電導材料層４との反応性が極めて低く、超電導材料層４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。中間層３は、高温プロセスを利用して超電導材料層４を形成する際に、基板２から超電導材料層４へ金属原子が流出することを防止する材料を用いることができる。中間層３は、好ましくは、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）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る。
【００３７】
中間層３は、複数の層により構成されてもよい。中間層３が複数の層により構成される場合、中間層３を構成するそれぞれの層は互いに異なる材料または一部が同じ材料により構成されてもよい。
【００３８】
中間層３の、基板２に対向する主面と反対側の主面（図１における上側の主面）上に、超電導材料層４が形成されてもよい。超電導材料層４は、超電導線材１のうち、超電導電流が流れる部分である。超電導材料層４は、本実施の形態における超電導材料部に相当する。本実施の形態では、超電導材料部である超電導材料層４は、超電導材料から実質的に構成される薄膜層である。
【００３９】
超電導材料層４に用いることのできる超電導材料は特に限定されない。超電導材料層４の材料として、ＲＥ−１２３系の酸化物超電導体を用いてもよい。ＲＥ−１２３系の酸化物超電導体とは、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などの希土類元素である）として表される超電導体を意味する。本実施の形態では、ＲＥ−１２３系の酸化物超電導体として、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｙ（ＹＢＣＯ；ｙは６〜８、より好ましくは６．８〜７）が用いられてもよい。
【００４０】
臨界電流Ｉcを向上させるために、超電導材料層４の厚みは０．５μｍ以上であることが好ましい。超電導材料層４の厚みの上限値は特に制限されるものではないが、生産性を考慮すると１０μｍ以下が望ましい。
【００４１】
超電導材料層４の、中間層３に対向する主面と反対側の主面（図１における上側の主面）上に、保護層５が形成されてもよい。保護層５は、超電導材料層４を保護する機能を有する。保護層５は銀（Ａｇ）または銀合金からなる。保護層５の厚みは、好ましくは２μｍ以下であり、より好ましくは、０．０５μｍ以上２μｍ以下である。
【００４２】
安定化層８が、本体部７を覆うように設けられてもよい。安定化層８は、少なくとも本体部７の第１の主面７ａと本体部７の側面７ｃとを覆っていればよい。本実施の形態では、本体部７及び基板２の全周を覆うように、安定化層８が設けられている。
【００４３】
安定化層８は、良導電性の金属材料の箔またはめっき層などで構成される。安定化層８は、保護層５とともに、超電導材料層４が超電導状態から常電導状態に遷移する際に超電導材料層４の電流が転流するバイパスとして機能する。安定化層８はさらに、外力や水分などから本体部７を保護する機能を有する。安定化層８を構成する材料は、たとえば銅または銅合金が好ましい。安定化層８が保護層５および超電導材料層４を物理的に保護するために、安定化層８は、１０μｍ以上５００μｍ以下の厚みを有することが好ましい。
【００４４】
本実施の形態の超電導線材１の製造方法について説明する。
まず、基板２を準備する工程が実施される。具体的には、銅または銅含有合金を有する第１の材料と、第１の材料と異なる第２の材料とからなる非固溶性銅系合金から実質的に構成される、基板２が準備される。基板２は、例えば、以下に述べる粉末冶金法によって製造され得る。第１の材料の粉末と、第２の材料の粉末とを混合する（混合工程）。次に、第１の材料の粉末と第２の材料の粉末とが混合された混合粉末を圧縮及び成形して成形品を作成する（成形工程）。その後、成形品を焼結して、銅または銅含有合金を有する第１の材料と、第１の材料と異なる非固溶性銅系合金から実質的に構成される基板２を得る（焼結工程）。
【００４５】
次に、基板２上に中間層３を形成する工程が実施される。具体的には、基板２の主面上に中間層３が形成される。中間層３の形成方法としては、例えばスパッタ法などの物理蒸着法を用いることができる。基板２の表面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、配向された中間層３が形成されてもよい。
【００４６】
次に、中間層３上に超電導材料層４を形成する工程が実施される。本実施の形態では、中間層３の基板２と対向する主面と反対側の主面（図１における中間層３の上側の主面）上に、ＲＥ−１２３系の酸化物超電導体を含む超電導材料層４を形成する。例えば、気相堆積法および液相堆積法、またはそれらの組合せにより、薄膜層である超電導材料層４を形成してもよい。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）法や分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法などを例示することができる。溶液を用いた堆積法として、有機金属堆積（ＭＯＤ）法を例示することができる。これらの堆積法のうち少なくとも１つによって超電導材料層４を成膜すると、結晶配向性および表面平滑性に優れた表面を有する超電導材料層４を形成することができる。
【００４７】
次に、超電導材料層４上に保護層５を形成する工程が実施される。具体的には、超電導材料層４の中間層３と対向する主面と反対側の主面（図１における超電導材料層４の上側の主面）上に、銀（Ａｇ）または銀合金からなる保護層５を形成する。保護層５は、例えば、スパッタなどの物理的蒸着法により形成してもよい。
【００４８】
その後、本体部７を酸素雰囲気下でアニールする工程が実施される。このアニール工程によって、超電導材料層４に酸素が導入される。以上の工程が実施されることにより、基板２の上に、中間層３と超電導材料層４と保護層５とを含む本体部７が形成される。
【００４９】
最後に、本体部７及び基板２を覆うように安定化層８を形成する工程が実施される。安定化層８は、少なくとも本体部７の第１の主面７ａと本体部７の側面７ｃと側面を覆っていればよい。本実施の形態では、本体部７及び基板２の全周を覆うように、安定化層８が設けられている。例えば、めっき法、または、箔を貼り合せる方法により、安定化層８を本体部７及び基板２上に形成してもよい。
【００５０】
なお、線材の幅を調整するために、保護層５を形成する工程と安定化層８を形成する工程との間に、本体部７及び基板２を細線に加工する工程を行ってもよい。本体部７及び基板２を細線に加工する工程では、本体部７及び基板２に、例えば機械スリット加工またはレーザスリット加工を施すことにより、本体部７及び基板２を所定の幅に細線化する。例えば、３０ｍｍ幅の本体部７及び基板２を４ｍｍ幅の細線に加工して、１本の本体部７及び基板２から７本の細線化された本体部７及び基板２を得ることができる。
【００５１】
以上の工程が実施されることにより、図１に示す実施の形態１に係る超電導線材１が製造される。
【００５２】
本実施の形態の作用及び効果について説明する。
本実施の形態では、超電導材料層４を含む本体部７を機械的に補強する基板２（補強部）は、銅または銅含有合金を有する第１の材料と、第１の材料と異なる第２の材料とからなる非固溶性銅系合金から実質的に構成される。この非固溶性銅系合金では、第１の材料と第２の材料とが互いに固溶しない。そのため、非固溶性銅系合金に含まれる第１の材料の割合または第２の材料の割合に応じて、非固溶性銅系合金から実質的に構成される基板２（補強部）の物性を連続的に変化させることができる。
【００５３】
例えば、図２から図５に示すように、非固溶性銅系合金中の銅のモル分率に応じて、非固溶性銅系合金の熱膨張係数及びヤング率を連続的に変化させることができる。非固溶性銅系合金のうち銅を除いた部分は実質的に第２の材料から構成されている。そのため、非固溶性銅系合金中の第２の材料のモル分率に応じて、非固溶性銅系合金から実質的に構成される基板２の熱膨張係数及びヤング率を連続的に変化させることができる。
【００５４】
図２は、非固溶性銅系合金である銅モリブデン（ＣｕＭｏ）中の銅のモル分率に対する、銅モリブデン（ＣｕＭｏ）の熱膨張係数の変化を示す図である。実線は、式（１）に基づく、銅モリブデン（ＣｕＭｏ）の非固溶性銅系合金の熱膨張係数の上限の目安を示す理論線である。点線は、式（２）に基づく、銅モリブデン（ＣｕＭｏ）の非固溶性銅系合金の熱膨張係数の下限の目安を示す理論線である。式（１）及び式（２）は、例えば、杉本孝一、外６名著、「材料組織学」、朝倉書店、1997年、ｐ．164−171に基く。黒丸は、銅モリブデン（ＣｕＭｏ）の非固溶性銅系合金の熱膨張係数の実測値である。
【００５５】
【数１】
0006438342.tif 000002
【００５６】
αuは、非固溶性合金の熱膨張係数の上限の理論線を表す。αLは、非固溶性合金の熱膨張係数の下限の理論線を表す。α1は、非固溶性合金に含まれる第１の材料の熱膨張係数を表す。α2は、非固溶性合金に含まれる第２の材料の熱膨張係数を表す。Ｖf1は、非固溶性合金に含まれる第１の材料のモル分率を表す。Ｖf2は、非固溶性合金に含まれる第２の材料のモル分率を表す。
【００５７】
図３は、非固溶性銅系合金である銅モリブデン（ＣｕＭｏ）中の銅のモル分率に対する、銅モリブデン（ＣｕＭｏ）のヤング率の変化を示す図である。実線は、式（３）に基づく、銅モリブデン（ＣｕＭｏ）の非固溶性銅系合金のヤング率の上限の目安を示す理論線である。点線は、式（４）に基づく、銅モリブデン（ＣｕＭｏ）の非固溶性銅系合金のヤング率の下限の目安を示す理論線である。式（３）及び式（４）は、例えば、杉本孝一、外６名著、「材料組織学」、朝倉書店、1997年、ｐ．164−171に基く。黒丸は、銅モリブデン（ＣｕＭｏ）の非固溶性銅系合金のヤング率の実測値である。
【００５８】
【数２】
0006438342.tif 000003
【００５９】
ＥUは、非固溶性合金のヤング率の上限の理論線を表す。ＥLは、非固溶性合金のヤング率の下限の理論線を表す。Ｅ1は、非固溶性合金に含まれる第１の材料のヤング率を表す。Ｅ2は、非固溶性合金に含まれる第２の材料のヤング率を表す。Ｖf1は、非固溶性合金に含まれる第１の材料のモル分率を表す。Ｖf2は、非固溶性合金に含まれる第２の材料のモル分率を表す。
【００６０】
図２を参照して、実測値は、上限の理論線と下限の理論線との間の領域の近くに位置している。上限の理論線と下限の理論線とは、実測値と同様に、銅のモル分率が増加するにつれて、熱膨張係数が増加する傾向を示す。そのため、非固溶性銅系合金の熱膨張係数の上限及び下限の理論線は、非固溶性銅系合金中の銅のモル分率に対する非固溶性銅系合金の熱膨張係数のガイドとなり得る。図３を参照して、実測値は、上限の理論線と下限の理論線との間の領域の近くに位置している。上限の理論線と下限の理論線とは、実測値と同様に、銅のモル分率が増加するにつれて、ヤング率が減少する傾向を示す。そのため、非固溶性銅系合金のヤング率の上限及び下限の理論線は、非固溶性銅系合金中の銅又は銅合金のモル分率に対する非固溶性銅系合金のヤング率のガイドとなり得る。以上のように、理論線は、非固溶性銅系合金中の銅のモル分率に対する非固溶性銅系合金の物性値のガイドとなり得る。
【００６１】
図１を参照して、超電導線材１は、本体部７の第２の主面７ｂの上にのみ基板２を有しており、本体部７の第１の主面７ａの上に基板２を有していない。超電導線材１は、基板２及び本体部７の積層方向（ｚ方向）について非対称な構造を有している。そのため、例えば、高温の製造プロセスを含む超電導線材１の製造工程が終了した後、超電導線材１を室温に冷却すると、超電導材料層４と基板２との大きな熱膨張係数の差によって、超電導線材１がその幅方向（ｘ方向）に反ることがある。幅方向に反りを有する超電導線材１をコイル状に巻回すると、超電導線材１が、幅方向に折れてしまうことがある。特に、臨界電流Ｉcを大きくするために超電導材料層４の膜厚を大きくするほど、超電導線材１は幅方向により大きく反ることがある。
【００６２】
基板２は、第１の材料に加えて、第１の材料に固溶せずかつ第１の材料と異なる第２の材料を含む。表１を参照して、基板２における第１の材料である銅の熱膨張係数は、ＹＢＣＯから構成される超電導材料層４の熱膨張係数（１３．０×１０-6／Ｋ）よりも大きい。基板２における第２の材料（例えば、モリブデン）は、第１の材料（例えば、銅）及び超電導材料層４（例えば、ＹＢＣＯ）よりも小さな熱膨張係数を有する。そのため、基板２（補強部）における第２の材料（例えば、モリブデン）の割合を調節することによって、基板２（補強部）の熱膨張係数を超電導材料層４（超電導材料部）の熱膨張係数に近づけることができる。その結果、超電導線材１が反ることを抑制することができる。
【００６３】
【表１】
0006438342.tif 000004
【００６４】
図２を参照して、基板２において第１の材料である銅のモル分率を調節することにより、銅モリブデン（ＣｕＭｏ）の非固溶性銅系合金から実質的に構成される基板２の熱膨張係数と、ＹＢＣＯから構成される超電導材料層４の熱膨張係数（１３．０×１０-6／Ｋ）との差を、２．０×１０-6／Ｋ以下、好ましくは、１．０×１０-6／Ｋ以下、さらに好ましくは０．５×１０-6／Ｋ以下にすることができる。さらに、基板２において第１の材料である銅のモル分率を調節することにより、基板２の熱膨張係数を超電導材料層４の熱膨張係数と等しくすることもできる。基板２の熱膨張係数と超電導材料層４の熱膨張係数との差を、２．０×１０-6／Ｋ以下にすることにより、超電導線材１が反ることを抑制することができる。
【００６５】
基板２は、第１の材料に加えて、第１の材料に固溶せずかつ第１の材料と異なる第２の材料を含む。表１を参照して、基板２における第２の材料であるモリブデンは、基板２における第１の材料である銅よりも大きなヤング率を有する。そのため、基板２における第２の材料であるモリブデンの割合を増加させることによって、基板２のヤング率を大きくすることができる。その結果、基板２（補強部）の機械的強度を向上させることができる。
【００６６】
図２及び図３を参照して、超電導線材１が反ることを抑制することができる、銅モリブデン（ＣｕＭｏ）の非固溶性銅系合金から実質的に構成される基板２は、銅や銀のヤング率よりも大きく、ステンレス鋼（ＳＵＳ）と同程度以上（１５０ＧＰａ以上）のヤング率を有する。そのため、超電導線材１が反ることを抑制することができる、銅モリブデン（ＣｕＭｏ）の非固溶性銅系合金から実質的に構成される基板２は、超電導材料層４を含む本体部７を機械的に補強する補強部として機能し得る。ステンレス鋼（ＳＵＳ）と同程度以上のヤング率を有する基板２は、超電導線材１の機械的強度を向上させることができる。本明細書において、ステンレス鋼（ＳＵＳ）と同程度のヤング率とは、ステンレス鋼（ＳＵＳ）よりも約２０％低いヤング率を意味し、より具体的には１５０ＧＰａのヤング率を意味する。
【００６７】
以上より、超電導線材１の反りを抑制することが基板２（補強部）に要求される場合には、基板２（補強部）の熱膨張係数と超電導材料層４（超電導材料部）の熱膨張係数との差が２．０×１０-6／Ｋ以下になるように、基板２（補強部）に含まれる第１の材料（銅）の割合または第２の材料（モリブデン）の割合を調整することが好ましい。
【００６８】
図４は、非固溶性銅系合金である銅タングステン（ＣｕＷ）中の銅のモル分率に対する、銅タングステン（ＣｕＷ）の熱膨張係数の変化を示す図である。実線は、式（１）に基づく、銅タングステン（ＣｕＷ）の非固溶性銅系合金の熱膨張係数の上限の目安を示す理論線である。点線は、式（２）に基づく、銅タングステン（ＣｕＷ）の非固溶性銅系合金の熱膨張係数の下限の目安を示す理論線である。既に述べたように、理論線は、非固溶性銅系合金中の銅のモル分率に対する非固溶性銅系合金の熱膨張係数のガイドとなり得る。
【００６９】
図５は、非固溶性銅系合金である銅タングステン（ＣｕＷ）中の銅のモル分率に対する、銅タングステン（ＣｕＷ）のヤング率の変化を示す図である。実線は、式（３）に基づく、銅タングステン（ＣｕＷ）の非固溶性銅系合金のヤング率の上限の目安を示す理論線である。点線は、式（４）に基づく、銅タングステン（ＣｕＷ）の非固溶性銅系合金のヤング率の下限の目安を示す理論線である。既に述べたように、理論線は、非固溶性銅系合金中の銅のモル分率に対する非固溶性銅系合金のヤング率の変化のガイドとなり得る。
【００７０】
基板２は、第１の材料に加えて、第１の材料に固溶せずかつ第１の材料と異なる第２の材料を含む。表１を参照して、基板２における第１の材料である銅の熱膨張係数は、ＹＢＣＯから構成される超電導材料層４の熱膨張係数（１３．０×１０-6／Ｋ）よりも大きい。基板２における第２の材料（例えば、タングステン）は、第１の材料（例えば、銅）及び超電導材料層４（例えば、ＹＢＣＯ）よりも小さな熱膨張係数を有する。そのため、基板２（補強部）における第２の材料（例えば、タングステン）の割合を調節することによって、基板２（補強部）の熱膨張係数を超電導材料層４（超電導材料部）の熱膨張係数に近づけることができる。その結果、超電導線材１が反ることを抑制することができる。
【００７１】
図４を参照して、基板２において第１の材料である銅のモル分率を調節することにより、銅タングステン（ＣｕＷ）の非固溶性銅系合金から実質的に構成される基板２の熱膨張係数と、ＹＢＣＯから構成される超電導材料層４の熱膨張係数（１３．０×１０-6（／Ｋ））との差を、２．０×１０-6／Ｋ以下、好ましくは、１．０×１０-6／Ｋ以下、さらに好ましくは０．５×１０-6／Ｋ以下にすることができる。さらに、基板２において第１の材料である銅のモル分率を調節することにより、基板２の熱膨張係数を超電導材料層４の熱膨張係数と等しくすることもできる。基板２の熱膨張係数と超電導材料層４の熱膨張係数との差を、２．０×１０-6／Ｋ以下にすることにより、超電導線材１が反ることを抑制することができる。
【００７２】
基板２は、第１の材料に加えて、第１の材料に固溶せずかつ第１の材料と異なる第２の材料を含む。表１を参照して、基板２における第２の材料であるタングステンは、基板２における第１の材料である銅よりも大きなヤング率を有する。そのため、基板２における第２の材料であるタングステンの割合を増加させることによって、基板２のヤング率を大きくすることができる。その結果、基板２の機械的強度を向上させることができる。
【００７３】
図４及び図５を参照して、超電導線材１が反ることを抑制することができる、銅タングステン（ＣｕＷ）の非固溶性銅系合金から実質的に構成される基板２は、銅や銀のヤング率よりも大きく、ステンレス鋼（ＳＵＳ）と同程度以上（１５０ＧＰａ以上）のヤング率を有する。そのため、超電導線材１が反ることを抑制することができる、銅タングステン（ＣｕＷ）の非固溶性銅系合金から実質的に構成される基板２は、超電導材料層４を含む本体部７を機械的に補強する補強部として機能し得る。ステンレス鋼（ＳＵＳ）と同程度以上のヤング率を有する基板２は、超電導線材１の機械的強度を向上させることができる。
【００７４】
以上より、超電導線材１の反りを抑制することが基板２（補強部）に要求される場合には、基板２（補強部）の熱膨張係数と超電導材料層４（超電導材料部）の熱膨張係数との差が２．０×１０-6／Ｋ以下になるように、基板２（補強部）に含まれる第１の材料（銅）の割合または第２の材料（タングステン）の割合を調整することが好ましい。
【００７５】
表１を参照して、クロム及びコバルトも、タングステン及びモリブデンと同様に、第１の材料である銅または黄銅のような銅合金よりも小さな熱膨張係数を有するとともに、銅または黄銅のような銅合金よりも大きなヤング率を有する。そのため、クロムまたはコバルトからなる第２の材料を含む非固溶性銅系合金も、図２から図５に示されるモリブデンまたはタングステンからなる第２の材料を含む非固溶性銅系合金と同様の傾向を示すことは明らかである。したがって、クロムまたはコバルトからなる第２の材料を含む非固溶性銅系合金から実質的に構成される基板２を用いることによって、超電導線材１が反ることを抑制することができることは明らかである。また、超電導線材１が反ることを抑制することができる、クロムまたはコバルトからなる第２の材料を含む非固溶性銅系合金から実質的に構成される基板２は、超電導材料層４を含む本体部７を機械的に補強する補強部として機能し得ることは明らかである。
【００７６】
以上のとおり、非固溶性銅系合金から実質的に構成される基板２（補強部）の特性（例えば、ヤング率、熱膨張係数）を、非固溶性銅系合金に含まれる銅または銅含有合金からなる第１の材料の割合または非固溶性銅系合金に含まれる第２の材料の割合（例えば、モル分率）を変化させるだけで、連続的に変化させることができる。そのため、本実施の形態の超電導線材１では、非固溶性銅系合金から実質的に構成される基板２において非固溶性銅系合金に含まれる第１の材料の割合または非固溶性銅系合金に含まれる第２の材料の割合を変化させるだけで、超電導線材１の基板２（補強部）に対する様々な要求（例えば、超電導線材１の反りを抑制するという要求）に対応し得る基板２（補強部）を得ることができる。したがって、超電導線材１の基板２（補強部）に対する様々な要求に応じて、超電導線材１の基板２（補強部）に適した材料を探索する手間を減らすことができ、超電導線材１の設計の自由度を高めることができる。
【００７７】
本実施の形態の超電導線材１では、基板２（補強部）に含まれる第２の材料は、基板２に含まれる銅または銅含有合金からなる第１の材料に固溶しない。そのため、式（５）に基く上限の理論線と、式（６）に基く下限の理論線とが、銅または銅含有合金からなる第１の材料と、第１の材料と異なる第２の材料とからなる非固溶性銅系合金中の第１の材料のモル分率に対する、非固溶性銅系合金の電気抵抗率のガイドとなり得る。式（５）及び式（６）は、例えば、杉本孝一、外６名著、「材料組織学」、朝倉書店、1997年、ｐ．164−171に基く。
【００７８】
【数３】
0006438342.tif 000005
【００７９】
ρUは、非固溶性合金の電気抵抗率の上限の理論線を表す。ρLは、非固溶性合金の電気抵抗率の下限の理論線を表す。ρ1は、非固溶性合金に含まれる第１の材料の電気抵抗率を表す。ρ2は、非固溶性合金に含まれる第２の材料の電気抵抗率を表す。Ｖf1は、非固溶性合金に含まれる第１の材料のモル分率を表す。Ｖf2は、非固溶性合金に含まれる第２の材料のモル分率を表す。
【００８０】
式（５）及び式（６）から、銅または銅含有合金からなる第１の材料と、第１の材料と異なる第２の材料とからなる非固溶性銅系合金から実質的に構成される基板２（補強部）の電気抵抗率は、第１の材料の電気抵抗率と第２の材料の電気抵抗率との間の値を有する。
【００８１】
本実施の形態の超電導線材１では、基板２（補強部）の第１の材料は、銅または銅含有合金からなる。基板２（補強部）の第２の材料として、モリブデン、タングステン、クロム、及びコバルトを例示することができる。表２を参照して、超電導線材１の使用温度（例えば液体窒素温度である７７Ｋ）において、第１の材料及び第２の材料の電気抵抗率は、３．５×１０-8（Ωｍ）以下である。そのため、本実施の形態では、基板２（補強部）の電気抵抗率は、３．５×１０-8（Ωｍ）以下である。
【００８２】
【表２】
0006438342.tif 000006
【００８３】
表２を参照して、超電導線材１の使用温度（例えば液体窒素温度である７７Ｋ）において、第１の材料及び第２の材料の電気抵抗率は、比較例であるステンレス鋼（ＳＵＳ）の基板の電気抵抗率の１０分の１より低い。そのため、超電導線材１の使用温度（例えば液体窒素温度である７７Ｋ）において、本実施の形態の基板２（補強部）は、比較例であるステンレス鋼（ＳＵＳ）の基板よりも低い電気抵抗率を有する。本実施の形態の超電導線材１によれば、通常の導体から超電導線材１に電流を導入するための通常の導体と超電導線材との接続部、及び超電導線材１同士の接続部における発熱を抑えることができる。また、本実施の形態の超電導線材１によれば、超電導材料層４にクエンチ（超電導状態が突然破れて常伝導状態になる現象）が発生した場合に、超電導線材１が溶断されることを防止することができる。
【００８４】
（実施の形態２）
図６を参照して、実施の形態２に係る超電導線材１０について説明する。実施の形態２の超電導線材１０は、基本的には、図１に示す実施の形態１の超電導線材１と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。
【００８５】
本実施の形態の超電導線材１０は、基板１２と、本体部７と、補強体１８を含む補強部とを備える。
【００８６】
本実施の形態では、基板１２として、例えば、ハステロイのようなニッケル合金または銀合金などからなる基板が用いられている。基板１２として、ステンレスや、実施の形態１における非固溶性銅系合金から実質的に構成される基板を用いてもよい。
【００８７】
本体部７は、中間層３と、超電導材料層４と、保護層５とを含んでもよい。本体部７は、第１の主面７ａと、第１の主面７ａと反対側の第２の主面７ｂと、側面７ｃとを有する。本体部７は、少なくとも超電導材料層４を含んでいればよい。中間層３は任意に設けられる。本体部７は、超電導材料層４上に保護層５を含んでもよい。保護層５は、超電導材料層４を保護し、さらに、半田層などの接合部１６による補強体１８と超電導材料層４との接着性を向上させる機能を有してもよい。保護層５は、銀（Ａｇ）または銀合金から構成されてもよい。
【００８８】
本実施の形態の超電導線材１０は、実施の形態１の安定化層８を備えていない。なお、本実施の形態の変形例として、実施の形態１の安定化層８のように、少なくとも本体部７の第１の主面７ａおよび側面７ｃを覆う安定化層が設けられてもよい。
【００８９】
補強体１８は、本体部７の基板２側の第２の主面７ｂとの反対側の主面である、本体部７の第１の主面７ａ上に設けられている。補強体１８は、超電導材料層４の基板２と反対側の主面上に設けられている。補強体１８は、銅または銅含有合金を有する第１の材料と、第１の材料と異なる第２の材料とからなる非固溶性銅系合金から実質的に構成される。補強体１８は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）と同程度（１５０ＧＰａ以上）以上のヤング率を有するため、超電導材料層４を含む本体部７を機械的に補強する補強部として機能し得る。補強体１８は、超電導線材１０の長手方向に沿って配置されている。補強体１８は、本体部７よりも大きな厚さを有してもよい。補強体１８は、基板１２よりも大きな厚さを有してもよい。
【００９０】
補強体１８は、半田層などの接合部１６によって、本体部７に接合される。保護層５及び接合部１６は、さらに本体部７の側面７ｃに設けられてもよい。保護層５及び接合部１６は、本体部７及び基板１２の全周を覆うように設けられてもよい。
【００９１】
本実施の形態の作用及び効果について説明する。
超電導材料層４の熱膨張係数と基板１２の熱膨張係数が異なると、超電導線材を使用温度（例えば、液体窒素温度である７７Ｋ）に冷却する際に、超電導線材の長手方向に超電導線材が反ることがある。本実施の形態では、補強体１８は、超電導材料層４の基板２と反対側の主面上に設けられている。本実施の形態の超電導線材１０は、補強体１８を有しない超電導線材よりも、基板１２、本体部７、及び補強体１８の積層方向（ｚ方向）に沿う方向に沿ってより対称な構造を有する。そのため、本実施の形態の超電導線材１０によれば、超電導線材１０が長手方向に反ることを抑制することができる。
【００９２】
本実施の形態の超電導線材１０では、補強体１８は、銅または銅含有合金を有する第１の材料と、第１の材料と異なる第２の材料とからなる非固溶性銅系合金から実質的に構成される。非固溶性銅系合金から実質的に構成される補強体１８（補強部）の物性（例えば、ヤング率、熱膨張係数）を、非固溶性銅系合金に含まれる第１の材料の割合または第２の材料の割合を変化させるだけで、連続的に変化させることができる（図２から図５を参照）。
【００９３】
超電導線材１０では、超電導材料層４を含む本体部７の厚さは、基板１２の厚さ及び補強体１８の厚さよりも十分小さい。そのため、補強体１８（補強部）の熱膨張係数と基板１２の熱膨張係数との差が、２．０×１０-6／Ｋ以下、好ましくは１．０×１０-6／Ｋ以下、さらに好ましくは０．５×１０-6／Ｋ以下になるように、補強体１８（補強部）に含まれる第１の材料の割合または第２の材料の割合を調節することによって、超電導線材１０が長手方向に反ることを効果的に抑制することができる。
【００９４】
表１を参照して、例えばハステロイから構成される基板１２は、１１．２×１０-6／Ｋの熱膨張係数を有する。図２を参照して、第１の材料である銅のモル分率を調節することにより、銅モリブデン（ＣｕＭｏ）の非固溶性銅系合金から実質的に構成される補強体１８の熱膨張係数と、ハステロイから構成される基板１２の熱膨張係数（１１．２×１０-6／Ｋ）との差を、２．０×１０-6／Ｋ以下、好ましくは１．０×１０-6／Ｋ以下、さらに好ましくは０．５×１０-6／Ｋ以下にすることができる。さらに、第１の材料である銅のモル分率を調節することにより、補強体１８の熱膨張係数を基板１２の熱膨張係数と等しくすることもできる。補強体１８の熱膨張係数と基板１２の熱膨張係数との差を、２．０×１０-6／Ｋ以下、好ましくは１．０×１０-6／Ｋ以下、さらに好ましくは０．５×１０-6／Ｋ以下にすることにより、超電導線材１０が長手方向に反ることを効果的に抑制することができる。
【００９５】
図２及び図３を参照して、超電導線材１０が反ることを抑制することができる、銅モリブデン（ＣｕＭｏ）の非固溶性銅系合金から実質的に構成される補強体１８は、銅及び銀のヤング率よりも大きく、ステンレス鋼（ＳＵＳ）と同程度以上（１５０ＧＰａ以上）のヤング率を有する。そのため、超電導線材１０が長手方向に反ることを抑制することができる、銅モリブデン（ＣｕＭｏ）の非固溶性銅系合金から実質的に構成される補強体１８は、超電導材料層４を含む本体部７を機械的に補強する補強部として機能し得る。
【００９６】
以上より、超電導線材１０が長手方向に反ることを効果的に抑制することが補強体１８（補強部）に要求される場合には、基板１２の熱膨張係数と補強体１８（補強部）の熱膨張係数との差が２．０×１０-6／Ｋ以下になるように、補強体１８（補強部）に含まれる第１の材料（例えば、銅）の割合または第２の材料（例えば、モリブデン）の割合を調整することが好ましい。
【００９７】
さらに、本実施の形態の超電導線材１０では、補強体１８（補強部）と基板２とが、超電導材料層４（超電導材料部）を含む本体部７を機械的に補強する。そのため、本実施の形態の超電導線材１０は、さらに向上された機械的強度を有する。また、本実施の形態の超電導線材１０の基板１２、本体部７、及び補強体１８の積層方向（ｚ方向）の中央面である中立線が、超電導材料層４に近づくため、超電導材料層４を外側にして超電導線材１０を曲げる際に超電導材料層４に印加される引張応力が低減することができる。その結果、本実施の形態の超電導線材１０は、さらに向上された曲げ強度を有する。
【００９８】
本実施の形態の超電導線材１０では、補強体１８（補強部）に含まれる非固溶性銅系合金の第１の材料の割合または第２の材料の割合を変化させるだけで、超電導線材１０の補強体１８（補強部）に対する様々な要求（例えば、超電導線材１０が長手方向に反ることを抑制するとともに、機械的強度をさらに向上させるという要求）に対応し得る補強体１８（補強部）を得ることができる。そのため、第１の材料と、第１の材料と異なる第２の材料とからなる非固溶性銅系合金から実質的に構成される補強体１８（補強部）は、超電導線材１０に対する様々な要求に応じて、超電導線材１０の補強体１８（補強部）に適した材料を探索する手間を減らすことができ、超電導線材１０の設計の自由度を高めることができる。
【００９９】
本実施の形態の超電導線材１０では、補強体１８（補強部）に含まれる第２の材料は、補強体１８（補強部）に含まれる銅または銅含有合金からなる第１の材料に固溶しない。そのため、実施の形態１の基板２と同様に、本実施の形態の補強体１８（補強部）の電気抵抗率は、第１の材料の電気抵抗率と第２の材料の電気抵抗率との間の値を有する。
【０１００】
本実施の形態の超電導線材１０では、補強体１８（補強部）の第１の材料は、銅または銅含有合金からなる。補強体１８（補強部）の第２の材料として、モリブデン、タングステン、クロム、及びコバルトを例示することができる。表２を参照して、超電導線材１０の使用温度（例えば、液体窒素温度である７７Ｋ）において、第１の材料及び第２の材料の電気抵抗率は、３．５×１０-8（Ωｍ）以下である。そのため、本実施の形態では、補強体１８（補強部）の電気抵抗率は、３．５×１０-8（Ωｍ）以下である。
【０１０１】
表２を参照して、超電導線材１０の使用温度（例えば、液体窒素温度である７７Ｋ）において、第１の材料及び第２の材料の電気抵抗率は、比較例であるステンレス鋼（ＳＵＳ）の補強体の電気抵抗率の１０分の１より低い。そのため、本実施の形態の補強体１８（補強部）は、比較例であるステンレス鋼（ＳＵＳ）の補強体よりも低い電気抵抗率を有する。本実施の形態の超電導線材１０によれば、通常の導体から超電導線材１０に電流を導入するための通常の導体と超電導線材との接続部、及び超電導線材１０同士の接続部における発熱を抑えることができる。また、本実施の形態の超電導線材１０によれば、超電導材料層４にクエンチが発生した場合に、超電導線材１０が溶断されることを防止することができる。
【０１０２】
（実施の形態３）
図７を参照して、実施の形態３に係る超電導線材１０ｂについて説明する。実施の形態３の超電導線材１０ｂは、基本的には、図６に示す実施の形態２の超電導線材１０と同様の構成を備え、同様の効果を得ることができるが、主に以下の点で異なる。
【０１０３】
本実施の形態の超電導線材１０ｂは、基板１２と、本体部７と、第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂを含む補強部とを備える。
【０１０４】
第１の補強体１８ａは、本体部７の第１の主面７ａ上に設けられている。第２の補強体１８ｂは、本体部７の第２の主面７ｂ上に設けられている。第２の補強体１８ｂは、超電導材料層４の第１の補強体１８ａと反対側の主面上に設けられている。本実施の形態の補強部（第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）は、銅または銅含有合金を有する第１の材料と、第１の材料と異なる第２の材料とからなる非固溶性銅系合金から実質的に構成される。第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂは、ステンレス鋼（ＳＵＳ）と同程度以上（１５０ＧＰａ以上）のヤング率を有するため、超電導材料層４を含む本体部７を機械的に補強する補強部として機能し得る。第１の補強体１８ａは、第２の補強体１８ｂと、同じ厚さ及び同じ熱膨張係数を有してもよい。第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂは、本体部７よりも大きな厚さを有してもよい。補強体１８は、基板１２よりも大きな厚さを有してもよい。
【０１０５】
第１の補強体１８ａは、半田層などの接合部１６によって、本体部１７の第１の主面１７ａ上に設けられてもよい。第２の補強体１８ｂは、半田層などの接合部１６によって、本体部１７の第２の主面１７ｂ上に設けられてもよい。第２の補強体１８ｂが本体部１７の第２の主面１７ｂ上に設けられているとは、第２の補強体１８ｂと本体部１７との間に別の部材が介在してもよいことを意味する。具体的には、本体部１７の第２の主面１７ｂ上に設けられた基板１２の主面上に第２の補強体１８ｂが設けられる。
【０１０６】
本体部７は、超電導材料層４上に保護層５を含んでもよい。保護層５は、超電導材料層４を保護し、さらに、半田層などの接合部１６による第１の補強体１８ａと超電導材料層４との接着性を向上させる機能を有してもよい。保護層５は、銀（Ａｇ）または銀合金から構成されてもよい。半田層などの接合部１６による第２の補強体１８ｂと基板１２との接着性を向上させるために、基板１２の主面上に下地層１５を形成し、下地層１５の上に接合部１６を設けるようにしてもよい。下地層１５は、保護層５と同様に、銀（Ａｇ）または銀合金から構成されてもよい。保護層５及び接合部１６は、さらに本体部７の側面７ｃに設けられてもよい。保護層５及び接合部１６は、本体部７及び基板１２の全周を覆うように設けられてもよい。
【０１０７】
基板１２として、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、ハステロイ、実施の形態１における非固溶性銅系合金から実質的に構成される基板等が用いられ得る。
【０１０８】
本実施の形態の作用及び効果について説明する。
超電導材料層４の熱膨張係数と基板１２の熱膨張係数が異なると、超電導線材を使用温度（例えば、液体窒素温度である７７Ｋ）に冷却する際に、超電導線材の長手方向に超電導線材が反ることがある。本実施の形態では、第２の補強体１８ｂは、超電導材料層４の第１の補強体１８ａと反対側の主面上に設けられている。本実施の形態の超電導線材１０ｂでは、第１の補強体１８ａ、本体部７、基板１２、及び第２の補強体１８ｂの積層方向（ｚ方向）の中央面である中立線が、超電導材料層４に近づき、本実施の形態の超電導線材１０ｂは、第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂを有しない超電導線材よりも、第１の補強体１８ａ、本体部７、基板１２、及び第２の補強体１８ｂの積層方向（ｚ方向）に沿う方向に沿ってさらに対称な構造を有する。そのため、本実施の形態の超電導線材１０ｂによれば、超電導線材１０ｂが長手方向に反ることを抑制することができる。
【０１０９】
実施の形態２の超電導線材１０と同様に、本実施の形態の超電導線材１０ｂにおいて、第１の補強体１８ａの熱膨張係数と基板１２の熱膨張係数との差、及び、第２の補強体１８ｂの熱膨張係数と基板１２の熱膨張係数との差が、２．０×１０-6／Ｋ以下、好ましくは１．０×１０-6／Ｋ以下、さらに好ましくは０．５×１０-6／Ｋ以下となるように、非固溶性銅系合金から実質的に構成される補強部（第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）に含まれる第１の材料の割合または第２の材料の割合を調整してもよい。このため、超電導線材１０ｂが長手方向に反ることを効果的に抑制することができる。
【０１１０】
また、本実施の形態の超電導線材１０ｂでは、第２の補強体１８ｂは、超電導材料層４の第１の補強体１８ａと反対側の主面上に設けられている。第１の補強体１８ａは、第２の補強体１８ｂと、同じ厚さを有してもよい。第１の補強体１８ａの熱膨張係数と第２の補強体１８ｂの熱膨張係数との差が、２．０×１０-6／Ｋ以下、好ましくは１．０×１０-6／Ｋ以下、さらに好ましくは０．５×１０-6／Ｋ以下であってもよい。第１の補強体１８ａは、第２の補強体１８ｂと、同じ熱膨張係数を有してもよい。本実施の形態の超電導線材１０ｂでは、第１の補強体１８ａ、本体部７、基板１２、及び第２の補強体１８ｂの積層方向（ｚ方向）の中央面である中立線が、超電導材料層４に近づき、本実施の形態の超電導線材１０ｂは、第１の補強体１８ａ、本体部７、基板１２、及び第２の補強体１８ｂの積層方向（ｚ方向）に沿う方向に沿ってさらに対称な構造を有する。第１の補強体１８ａの熱膨張係数と基板１２の熱膨張係数との差に起因する超電導線材１０ｂの長手方向の反りは、第２の補強体１８ｂの熱膨張係数と基板１２の熱膨張係数との差に起因する超電導線材１０ｂの長手方向の反りによって打ち消される。そのため、本実施の形態の超電導線材１０ｂによれば、第１の補強体１８ａの熱膨張係数と基板１２の熱膨張係数との差、及び第２の補強体１８ｂの熱膨張係数と基板１２の熱膨張係数との差が、２．０×１０-6／Ｋよりも大きくても、超電導線材１０ｂが長手方向に反ることを抑制することができる。
【０１１１】
以上のように、第１の補強体１８ａの熱膨張係数と基板１２の熱膨張係数との差、及び第２の補強体１８ｂの熱膨張係数と基板１２の熱膨張係数との差が、２．０×１０-6／Ｋよりも大きくてもよい。そのため、第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂは、１５０ＧＰａ以上、好ましくは１８２ＧＰａ以上、さらに好ましくは２０５ＧＰａ以上のヤング率を有するように、非固溶性銅系合金から実質的に構成される補強部（第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）に含まれる第１の材料の割合または第２の材料の割合を調整して、超電導線材１０ｂの機械的強度をさらに向上させてもよい。
【０１１２】
第１の実装例の超電導線材１０ｂは、例えば、１７．３×１０-6／Ｋの熱膨張係数を有するステンレス鋼（ＳＵＳ）の基板１２と、第１の材料（Ｃｕ）のモル分率が例えば８０％以下の銅モリブデン（ＣｕＭｏ）非固溶性銅系合金から実質的に構成される第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂとを備える。図２及び図３に示されるように、第１の実装例の超電導線材１０ｂによれば、超電導線材１０ｂの反りを抑制することができるうえ、第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂのヤング率をステンレス鋼（ＳＵＳ）のヤング率よりも大きくすることができる。
【０１１３】
第２の実装例の超電導線材１０ｂは、例えば、１１．２×１０-6／Ｋの熱膨張係数を有するハステロイの基板１２と、第１の材料（Ｃｕ）のモル分率が例えば５０％以下の銅タングステン（ＣｕＷ）非固溶性銅系合金から実質的に構成される第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂとを備える。図４及び図５に示されるように、第１の実装例の超電導線材１０ｂによれば、超電導線材１０ｂの反りを抑制することができるうえ、第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂのヤング率をハステロイのヤング率よりも大きくすることができる。
【０１１４】
第１の補強体１８ａと第２の補強体１８ｂとのそれぞれが、本体部７の厚さと基板１２の厚さとの和以上の厚さを有することが好ましい。第１の補強体１８ａと第２の補強体１８ｂとのそれぞれが、本体部７の厚さと基板１２の厚さとの和以上の厚さを有していると、超電導線材１０ｂの反りに対する本体部７と基板１２との寄与は小さくなり、さらに超電導線材１０ｂが反ることをさらに効果的に抑制することができる。
【０１１５】
さらに、本実施の形態の超電導線材１０ｂでは、第１の補強体１８ａと第２の補強体１８ｂと基板２とが、超電導材料層４を含む本体部７を機械的に補強する。そのため、本実施の形態の超電導線材１０ｂは、さらに向上された機械的強度を有する。
【０１１６】
本実施の形態の超電導線材１０ｂでは、補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）に含まれる非固溶性銅系合金の第１の材料の割合または第２の材料の割合を変化させるだけで、超電導線材１０ｂの補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）に対する様々な要求（例えば、超電導線材１０ｂが長手方向に反ることを抑制するとともに、超電導線材１０ｂの機械的強度をさらに向上させるという要求）に対応し得る補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）を得ることができる。そのため、第１の材料と、第１の材料と異なる第２の材料とからなる非固溶性銅系合金から実質的に構成される補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）は、超電導線材１０ｂに対する様々な要求に応じて、超電導線材１０ｂの補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）に適した材料を探索する手間を減らすことができ、超電導線材１０ｂの設計の自由度を高めることができる。
【０１１７】
本実施の形態の超電導線材１０ｂでは、補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）に含まれる第２の材料は、補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）に含まれる銅または銅含有合金からなる第１の材料に固溶しない。そのため、実施の形態２の補強部（補強体１８）と同様に、本実施の形態の補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）の電気抵抗率は、第１の材料の電気抵抗率と第２の材料の電気抵抗率との間の値を有する。
【０１１８】
本実施の形態では、補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）の第１の材料は、銅または銅含有合金からなる。補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）の第２の材料として、モリブデン、タングステン、クロム、及びコバルトを例示することができる。表２を参照して、超電導線材１０ｂの使用温度（例えば液体窒素温度である７７Ｋ）において、第１の材料及び第２の材料の電気抵抗率は、３．５×１０-8（Ωｍ）以下である。そのため、本実施の形態では、補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）の電気抵抗率は、３．５×１０-8（Ωｍ）以下である。
【０１１９】
表２を参照して、超電導線材１０ｂの使用温度（例えば液体窒素温度である７７Ｋ）において、第１の材料及び第２の材料の電気抵抗率は、比較例であるステンレス鋼（ＳＵＳ）の補強体の電気抵抗率の１０分の１より低い。そのため、本実施の形態の補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）は、比較例であるステンレス鋼（ＳＵＳ）の補強体よりも低い電気抵抗率を有する。本実施の形態の超電導線材１０ｂによれば、通常の導体から超電導線材１０ｂに電流を導入するための通常の導体と超電導線材との接続部、及び超電導線材１０ｂ同士の接続部における発熱を抑えることができる。また、本実施の形態の超電導線材１０ｂによれば、超電導材料層４にクエンチが発生した場合に、超電導線材１０ｂが溶断されることを防止することができる。
【０１２０】
（実施の形態４）
図８を参照して、実施の形態４に係る超電導線材２０について説明する。本実施の形態の超電導線材２０は、本体部２７と、補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）とを備える。本体部２７は、超電導材２４からなる超電導材料部と、超電導材２４を被覆するシース部２６とを含む。
【０１２１】
超電導材２４は、超電導線材２０において、超電導電流が流れる部分である。本実施の形態では、超電導材２４は、複数本の超電導フィラメントから構成されている。超電導材２４は、１本の超電導フィラメントから構成されてもよい。超電導材２４の材料として、ビスマス系の酸化物超電導体を例示することができる。ビスマス系の酸化物超電導体とは、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系の組成を有する超電導体を意味する。より特定的には、超電導材２４の材料として、（ビスマスと鉛）：ストロンチウム：カルシウム：銅の原子比がほぼ２：２：２：３の比率で近似して表されるＢｉ２２２３相を含む材料を用いることができる。
【０１２２】
シース部２６は、超電導材２４を埋め込む。シース部２６は、超電導線材２０の引張強度のような機械的強度を増加させるとともに、超電導線材２０に可撓性を付与する。シース部２６は、さらに、半田層などの接合部１６による、第１の補強体１８ａと本体部２７との接着性及び第２の補強体１８ｂと本体部２７との接着性を向上させる機能を有してもよい。シース部２６の材料として、銀や銀合金を例示することができる。
【０１２３】
補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）は、本体部２７の第１の主面２７ａと第２の主面２７ｂの少なくとも１つに設けられる。本実施の形態では、第１の補強体１８ａは、本体部２７の第１の主面２７ａ上に設けられ、第２の補強体１８ｂは、本体部２７の第２の主面２７ｂ上に設けられている。第２の補強体１８ｂは、超電導材２４を含む本体部２７の第１の補強体１８ａと反対側の主面上に設けられている。本実施の形態の補強部（第１の補強体１８ａと第２の補強体１８ｂ）は、実施の形態３の補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）と同様に、銅または銅含有合金を有する第１の材料と、第１の材料と異なる第２の材料とからなる非固溶性銅系合金から実質的に構成される。第１の補強体１８ａと第２の補強体１８ｂとは、ステンレス鋼（ＳＵＳ）と同程度以上（１５０ＧＰａ以上）のヤング率を有する。そのため、第１の補強体１８ａと第２の補強体１８ｂとは、超電導材料層４を含む本体部２７を機械的に補強する補強部として機能し得る。第１の補強体１８ａは、第２の補強体１８ｂと、同じ厚さ及び同じ熱膨張係数を有してもよい。
【０１２４】
第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂに含まれる第１の材料は、銅、黄銅、青銅、白銅からなる群より選ばれた少なくとも一種の材料で構成されてもよい。第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂに含まれる第１の材料の一例である銅含有合金は、黄銅、青銅、白銅からなる群より選ばれた少なくとも一種の合金で構成されている。
【０１２５】
補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）は、半田層などの接合部１６によって、本体部２７に接合されてもよい。具体的には、接合部１６によって、本体部の第１の主面２７ａ上に、第１の補強体１８ａが接合され、本体部の第２の主面２７ｂ上に、第２の補強体１８ｂが接合されてもよい。半田層などの接合部１６は、本体部２７の側面２７ｃ上にも設けられてもよい。
【０１２６】
本実施の形態の超電導線材２０の製造方法を説明する。
まず、超電導材２４を有するテープ状の本体部２７を準備する工程が実施される。具体的には、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｓｒ、ＣａおよびＣｕが所定の組成比となるように、酸化物あるいは炭酸化物の原料粉を混合する。この混合粉に熱処理と粉砕とを繰り返すことにより、前駆体粉末が作製される。
【０１２７】
次に、この前駆体粉末を金属管に充填する。その後、前駆体粉末が充填された金属管に対して伸線加工を行う。この伸線加工工程では、伸線加工と中間軟化処理とを繰り返し、前駆体フィラメントを芯材として金属管で被覆されたクラッド線を得る。
【０１２８】
次に、複数のクラッド線を束ねて再び金属管に嵌合する。これにより、たとえば５５芯を有する多芯線が作製される。次に多芯線に対して伸線加工を施す。これにより、酸化物超電導体の前駆体粉末をシース部２６で被覆した形態を有する線材が作製される。
【０１２９】
その後、この多芯線に対して複数回の圧延加工と熱処理とを繰り返す。その結果、前駆体粉末が変化し、複数本の超電導フィラメントから構成される超電導材２４となる。また、圧延加工により線材がテープ状となる。以上の工程により、超電導材２４と、超電導材２４を被覆するシース部２６とを有するテープ状の本体部２７が製造される。
【０１３０】
次に、補強体１８を準備する工程が実施される。具体的には、銅または銅含有合金を有する第１の材料と、第１の材料に固溶することなく分散される第２の材料とからなる非固溶性銅系合金から実質的に構成される補強体１８が準備される。補強体１８は、例えば粉末冶金法などの実施の形態１の基板２と同様の方法によって製造され得る。
【０１３１】
その後、本体部２７の第１の主面２７ａと第２の主面２７ｂの少なくとも１つに、補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）を設ける工程が実施される。本体部２７と補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）とを、半田層などの接合部１６によって、接合する。以上の工程により、図８に示す超電導線材２０が得られる。
【０１３２】
次に、本実施の形態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２０では、第１の補強体１８ａと第２の補強体１８ｂとが、超電導材２４を含む本体部２７を機械的に補強する。そのため、本実施の形態の超電導線材２０は、向上された機械的強度を有する。
【０１３３】
本実施の形態では、超電導材料部（超電導材２４）を含む本体部２７を機械的に補強する補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）は、銅または銅含有合金を有する第１の材料と、第１の材料と異なる第２の材料とからなる非固溶性銅系合金から実質的に構成される。この非固溶性銅系合金では、第１の材料と第２の材料とが互いに固溶しない。そのため、非固溶性銅系合金に含まれる第１の材料の割合または第２の材料の割合に応じて、非固溶性銅系合金から実質的に構成される補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）の物性を連続的に変化させることができる。
【０１３４】
例えば、図２から図５に示すように、非固溶性銅系合金中の銅のモル分率に応じて、非固溶性銅系合金の熱膨張係数及びヤング率を連続的に変化させることができる。また、図９から図１２に示すように、非固溶性銅系合金中の黄銅のモル分率に応じて、非固溶性銅系合金の熱膨張係数及びヤング率を連続的に変化させることができる。非固溶性銅系合金のうち銅または黄銅を除いた部分は実質的に第２の材料から構成されている。そのため、非固溶性銅系合金中の第２の材料のモル分率に応じて、非固溶性銅系合金の熱膨張係数及びヤング率を連続的に変化させることができる。
【０１３５】
図９は、非固溶性銅系合金である黄銅モリブデン中の黄銅のモル分率に対する、黄銅モリブデンの熱膨張係数の変化を示す図である。実線は、式（１）に基づく、黄銅モリブデンの非固溶性銅系合金の熱膨張係数の上限の目安を示す理論線である。点線は、式（２）に基づく、黄銅モリブデンの非固溶性銅系合金の熱膨張係数の下限の目安を示す理論線である。
【０１３６】
図１０は、非固溶性銅系合金である黄銅モリブデン中の黄銅のモル分率に対する、黄銅モリブデンのヤング率の変化を示す図である。実線は、式（３）に基づく、黄銅モリブデンの非固溶性銅系合金のヤング率の上限の目安を示す理論線である。点線は、式（４）に基づく、黄銅モリブデンの非固溶性銅系合金のヤング率の下限の目安を示す理論線である。
【０１３７】
図１１は、非固溶性銅系合金である黄銅タングステン中の黄銅のモル分率に対する、黄銅タングステンの熱膨張係数の変化を示す図である。実線は、式（１）に基づく、黄銅タングステンの非固溶性銅系合金の熱膨張係数の上限の目安を示す理論線である。点線は、式（２）に基づく、黄銅タングステンの非固溶性銅系合金の熱膨張係数の下限の目安を示す理論線である。
【０１３８】
図１２は、非固溶性銅系合金である黄銅タングステン中の黄銅のモル分率に対する、黄銅タングステンのヤング率の変化を示す図である。実線は、式（３）に基づく、黄銅タングステンの非固溶性銅系合金のヤング率の上限の目安を示す理論線である。点線は、式（４）に基づく、黄銅タングステンの非固溶性銅系合金のヤング率の下限の目安を示す理論線である。
【０１３９】
既に述べたように、図２から図５、並びに図９から図１２に示される理論線は、非固溶性銅系合金中の銅又は銅合金のモル分率に対する非固溶性銅系合金の物性値のガイドとなり得る。
【０１４０】
本実施の形態の超電導線材２０では、超電導材２４として、Ｂｉ２２２３相を含む材料が用いられている。Ｂｉ２２２３相を含む材料は、セラミックスである。一般に、セラミックスは、圧縮応力に対して高い強度を有するが、引張応力に対して低い強度を有する。そこで、補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）は、超電導材２４を含む本体部２７に圧縮応力を印加するように構成されてもよい。これにより、超電導線材２０の機械的強度を向上させることができる。
【０１４１】
超電導材２４を含む本体部２７に圧縮応力を印加するように補強部を構成するために、例えば、補強部は超電導材２４を含む本体部２７よりも大きな熱膨張係数を有してもよい。補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）が超電導材２４を含む本体部２７よりも大きな熱膨張係数を有すると、超電導線材２０が使用温度（例えば液体窒素温度である７７Ｋ）に冷却される際に、補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）が本体部２７よりも縮む。そのため、補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）によって、超電導材２４を含む本体部２７に圧縮応力を印加することができる。その結果、超電導線材２０の機械的強度を向上させることができる。
【０１４２】
図２，図４，図９，図１１を参照して、第１の材料である銅または黄銅のような銅合金のモル分率を調節することにより、銅モリブデン（ＣｕＭｏ）、銅タングステン（ＣｕＷ）、黄銅モリブデン、または黄銅タングステンの非固溶性銅系合金から実質的に構成される補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）の熱膨張係数を、Ｂｉ２２２３相を含む超電導材２４を含む本体部２７の熱膨張係数（１２．６×１０-6／Ｋ）よりも大きくすることができる。
【０１４３】
図２から図５、並びに図９から図１２を参照して、補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）の熱膨張係数を超電導材２４を含む本体部２７の熱膨張係数よりも大きくすることができる、補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）は、銅、黄銅のような銅合金、銀のヤング率よりも大きく、ステンレス鋼（ＳＵＳ）と同程度以上（１５０ＧＰａ以上）のヤング率を有する。そのため、超電導材２４を含む本体部２７よりも大きな熱膨張係数を有する補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）は、超電導材２４を含む本体部２７を機械的に補強する補強部として機能し得る。超電導線材２０の機械的強度をさらに向上させるために、第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂのヤング率は、好ましくは１８２ＧＰａのステンレス鋼（ＳＵＳ）のヤング率以上、さらに好ましくは２０５ＧＰａのハステロイのヤング率以上であってもよい。
【０１４４】
以上より、超電導線材２０の機械的強度を向上させることが補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）に要求される場合には、例えば、補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）の熱膨張係数を超電導材２４を含む本体部２７の熱膨張係数よりも大きくすることによって、補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）が超電導材料部（超電導材２４）に圧縮応力を印加することが好ましい。
【０１４５】
なお、補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）の熱膨張係数と超電導材２４を含む本体部２７の熱膨張係数との差が大きすぎると、超電導材２４が多くのクラックや欠陥を有することがある。そのため、補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）の熱膨張係数と超電導材２４を含む本体部２７の熱膨張係数との差は、２．０×１０-6／Ｋ以下が好ましい。補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）の熱膨張係数と超電導材２４を含む本体部２７の熱膨張係数との差を２．０×１０-6／Ｋ以下とすることによって、超電導材２４に多くのクラックや欠陥が生じることを抑制することができる。
【０１４６】
超電導材２４を含む本体部２７に圧縮応力を印加するように補強部を構成するために、例えば、補強部に予め引張応力を印加してもよい。具体的には、超電導材２４を含む本体部２７に、引張応力が印加された補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）を接合する。それから、この引張応力を除去する。引張応力が除去された補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）は縮むため、補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）によって、超電導材２４を含む本体部２７に圧縮応力を印加することができる。補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）に予め引張応力を印加することによって、超電導材２４を含む本体部２７に圧縮応力が印加される場合、補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）の熱膨張係数は、超電導材２４を含む本体部２７の熱膨張係数よりも小さくてもよい。補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）の熱膨張係数と超電導材２４を含む本体部２７の熱膨張係数との差による引張応力を考慮しても、補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）により超電導材２４を含む本体部２７に印加される圧縮応力によって、超電導線材２０が十分な機械的強度を有するように、補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）に含まれる第１の材料または第２の材料の割合が調整されてもよい。
【０１４７】
超電導材２４を含む本体部２７に圧縮応力を印加する第１の実装例では、超電導線材２０は、０．２３ｍｍの厚さと４．３ｍｍの幅を有する本体部２７と、５０μｍの厚さと４．５ｍｍの幅を有する黄銅モリブデンの非固溶性合金（モリブデンのモル分率３０％）の補強部（第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）とを備える。黄銅モリブデンの非固溶性合金（モリブデンのモル分率３０％）の補強部（第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）は、本体部２７に、０．１％の圧縮歪みを印加する。第１の実装例の超電導線材２０は、約４００ＭＰａの許容応力を有する。ここで、許容応力は、超電導線材に許容応力を印加したときの臨界電流Ｉcが、超電導線材に応力を印加しないときの臨界電流Ｉcの９５％となる応力を意味し、超電導線材の機械的強度の指標の一つである。これに対し、第１の比較例の超電導線材は、本体部２７と、第１の実装例の補強部（第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）と同じ厚さと幅を有するとともに固溶性の銅合金からなる補強部とを備える。第１の比較例の超電導線材は、２５０ＭＰａの許容応力を有する。第１の実装例の超電導線材２０は、第１の比較例の超電導線材に比べて、約１．６倍の許容応力を有する。第１の実装例の超電導線材２０は、第１の比較例の超電導線材に比べて、向上した機械的強度を有する。
【０１４８】
超電導材２４を含む本体部２７に圧縮応力を印加する第２の実装例では、超電導線材２０は、０．２３ｍｍの厚さと４．３ｍｍの幅を有する本体部２７と、２０μｍの厚さと４．５ｍｍの幅を有する黄銅モリブデンの非固溶性合金（モリブデンのモル分率３０％）の補強部（第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）とを備える。黄銅モリブデンの非固溶性合金（モリブデンのモル分率３０％）の補強部（第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）は、本体部２７に、０．１５％の圧縮歪みを印加する。第２の実装例の超電導線材２０は、約４００ＭＰａの許容応力を有する。これに対し、第２の比較例の超電導線材は、本体部２７と、第２の実装例の補強部（第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）と同じ厚さと幅を有するとともにステンレス鋼（ＳＵＳ）からなる補強部とを備える。第２の比較例の超電導線材は、２７０ＭＰａの許容応力を有する。第２の実装例の超電導線材２０は、第２の比較例の超電導線材に比べて、約１．５倍の許容応力を有する。第２の実装例の超電導線材２０は、第２の比較例の超電導線材に比べて、向上した機械的強度を有する。
【０１４９】
超電導材２４を含む本体部２７に圧縮応力を印加する第３の実装例では、超電導線材２０は、０．２３ｍｍの厚さと４．３ｍｍの幅を有する本体部２７と、３０μｍの厚さと４．５ｍｍの幅を有する黄銅モリブデンの非固溶性合金（モリブデンのモル分率３０％）の補強部（第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）とを備える。黄銅モリブデンの非固溶性合金（モリブデンのモル分率３０％）の補強部（第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）は、本体部２７に、０．２０％の圧縮歪みを印加する。第３の実装例の超電導線材２０は、約４５０ＭＰａの許容応力を有する。これに対し、第３の比較例の超電導線材は、本体部２７と、第３の実装例の補強部（第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）と同じ厚さと幅を有するとともにＮｉ合金からなる補強部とを備える。第３の比較例の超電導線材は、約４００ＭＰａの許容応力を有する。第３の実装例の超電導線材２０は、第３の比較例の超電導線材に比べて、約１．１倍の許容応力を有する。第３の実装例の超電導線材２０は、第３の比較例の超電導線材に比べて、向上した機械的強度を有する。
【０１５０】
表１を参照して、クロム及びコバルトも、タングステン及びモリブデンと同様に、第１の材料である銅よりも小さな熱膨張係数を有するとともに、銅よりも大きなヤング率を有する。そのため、クロムまたはコバルトからなる第２の材料を含む非固溶性銅系合金も、図２から図５、並びに図９から図１２に示されるモリブデンまたはタングステンからなる第２の材料を含む非固溶性銅系合金と同様の傾向を示すことは明らかである。したがって、クロムまたはコバルトからなる第２の材料を含む非固溶性銅系合金から実質的に構成される補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）は、超電導材２４を含む本体部２７を機械的に補強する補強部として機能し得ることは明らかである。また、クロム及びコバルトはタングステン及びモリブデンよりも大きな熱膨張係数を有するため、クロムまたはコバルトからなる第２の材料を含む非固溶性銅系合金から実質的に構成される補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）は、超電導材２４に圧縮応力を印加できることも明らかである。
【０１５１】
以上のとおり、本実施の形態では、超電導線材２０に求められる様々な要求（例えば、超電導線材２０の許容引張応力を向上させるとともに、超電導線材２０の機械的強度を向上させるという要求）に応えることができる補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）を、補強部（第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）を構成する非固溶性銅系合金における第１または第２の材料の割合を変化させるだけで得ることができる。したがって、本実施の形態では、超電導線材２０の補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）に適した材料を探索する手間を減らすことができ、超電導線材２０の設計の自由度を高めることができる。
【０１５２】
本実施の形態では、補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）に含まれる第２の材料は、補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）に含まれる銅または銅含有合金からなる第１の材料に固溶しない。そのため、実施の形態３の補強部（第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）と同様に、本実施の形態の補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）の電気抵抗率は、第１の材料の電気抵抗率と第２の材料の電気抵抗率との間の値を有する。
【０１５３】
本実施の形態では、補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）の第１の材料は、銅または黄銅のような銅含有合金からなる。補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）の第２の材料として、モリブデン、タングステン、クロム、及びコバルトを例示することができる。表２を参照して、超電導線材１０の使用温度（例えば液体窒素温度である７７Ｋ）において、第１の材料及び第２の材料の電気抵抗率は、３．５×１０-8（Ωｍ）以下である。そのため、本実施の形態では、補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）の電気抵抗率は、３．５×１０-8（Ωｍ）以下である。
【０１５４】
表２を参照して、超電導線材２０の使用温度（例えば液体窒素温度である７７Ｋ）において、第１の材料及び第２の材料の電気抵抗率は、比較例であるステンレス鋼（ＳＵＳ）の補強体の電気抵抗率の１０分の１より低い。そのため、本実施の形態の補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）は、比較例であるステンレス鋼（ＳＵＳ）の補強体よりも低い電気抵抗率を有する。本実施の形態の超電導線材２０によれば、通常の導体から超電導線材２０に電流を導入するための通常の導体と超電導線材との接続部、及び超電導線材２０同士の接続部における発熱を抑えることができる。また、本実施の形態の超電導線材２０によれば、超電導材料層４にクエンチが発生した場合に、超電導線材２０が溶断されることを防止することができる。さらに、本実施の形態の超電導線材２０によれば、複数の超電導線材２０の間の接続抵抗を大幅に低減させることができる。
【０１５５】
例えば、本実施の形態の第３の実装例の超電導線材２０における補強体１８は、超電導線材２０の使用温度（例えば、液体窒素温度である７７Ｋ）において、２．２×１０-8（Ωｍ）の電気抵抗率を有する。これに対し、第３の比較例の超電導線材における補強体は、超電導線材の使用温度（例えば、液体窒素温度である７７Ｋ）において、３．５×１０−７（Ωｍ）の電気抵抗率を有する。本実施の形態の第３の実装例の超電導線材２０は、第３の比較例の超電導線材に比べて、約１５分の１の電気抵抗率を有する。そのため、本実施の形態の第３の実装例の超電導線材２０では、超電導材２４にクエンチが発生した場合に、超電導線材２０が溶断されることを防止することができる。第３の実装例の超電導線材２０では、第３の比較例の超電導線材よりも、複数の超電導線材２０の間の接続抵抗を大幅に低減させることができる。
【０１５６】
本実施の形態の変形例では、補強部は、第１の補強体１８ａのみを有し、第２の補強体１８ｂは設けられていなくてもよい。言い換えると、補強部は、本体部２７の第１の主面２７ａと第２の主面２７ｂとの少なくとも１つに設けられる。この変形例において、超電導線材２０の反りが問題となる場合には、実施の形態２で述べたように、補強部（第１の補強体１８ａ）の熱膨張係数と超電導材２４を含む本体部２７の熱膨張係数との差が２×１０-6／Ｋ以下となるように、補強部（第１の補強体１８ａ）に含まれる第１の材料の割合または第２の材料の割合を調整してもよい。
【０１５７】
（実施の形態５）
図１３を参照して、実施の形態５に係る複数の超電導線材の接続構造３０について説明する。
【０１５８】
本実施の形態における複数の超電導線材の接続構造３０では、複数の超電導線材（第１の超電導線材２０ａ及び第２の超電導線材２０ｂ）のそれぞれの補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）が電気的及び機械的に接続されている。具体的には、第１の超電導線材２０ａの第２の補強体１８ｂと第２の超電導線材２０ｂの第１の補強体１８ａとが電気的及び機械的に接続されている。
【０１５９】
複数の超電導線材（第１の超電導線材２０ａ及び第２の超電導線材２０ｂ）として、例えば、図７及び図８に示される超電導線材１０ｂ、２０を用いることができる。本実施の形態では、複数の超電導線材（第１の超電導線材２０ａ及び第２の超電導線材２０ｂ）として、図８に示される超電導線材２０が用いられている。
【０１６０】
本実施の形態では、接続部３３において、複数の超電導線材（第１の超電導線材２０ａ及び第２の超電導線材２０ｂ）の補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）が互いに電気的及び機械的に接続されている。より具体的には、第１の超電導線材２０ａの端部と第２の超電導線材２０ｂとの端部とを積層し、第１の超電導線材２０ａの第２の補強体１８ｂの端部と第２の超電導線材２０ｂの第１の補強体１８ａの端部とを、半田等の固着手段（図示せず）を用いて固着することによって、接続部３３が形成される。なお、第１の超電導線材２０ａの端部及び第２の超電導線材２０ｂの端部と異なる位置において、複数の超電導線材（第１の超電導線材２０ａ及び第２の超電導線材２０ｂ）の補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）を互いに電気的及び機械的に接続してもよい。
【０１６１】
表２を参照して、超電導線材の使用温度（例えば、液体窒素温度である７７Ｋ）において、ステンレス鋼は、高い電気抵抗率を有する。ステンレス鋼からなる補強部を有する複数の超電導線材が互いに接続された比較例の接続部は、複数の高い電気抵抗を有する。接続部は高い電気抵抗を有するので、接続部において熱が発生し、接続部の近傍の温度が上昇する。そのため、複数の超電導線材が接続された超電導コイルや超電導ケーブルの冷却設計が困難になる。また、接続部において、超電導線材の臨界電流Ｉcが低下するという問題があった。さらに、本体部に含まれる超電導材にクエンチが発生した場合に、接続部において超電導線材が溶断されやすい。
【０１６２】
複数の超電導線材の接続部を超電導線材の長手方向に沿って長くすることによって、複数の超電導線材の接続部における電気抵抗の増加を抑制し得る。しかし、複数の超電導線材の接続部を超電導線材の長手方向に沿って長くすると、複数の超電導線材が接続された超電導コイルや超電導ケーブルの可撓性が低下する。
【０１６３】
これに対し、本実施の形態の超電導線材の接続構造３０では、銅または銅含有合金からなる第１の材料と、第１の材料と異なる第２の材料とからなる非固溶性銅系合金から実質的に構成される補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）を有する複数の超電導線材（第１の超電導線材２０ａ、第２の超電導線材２０ｂ）が互いに電気的及び機械的に接続されている。補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）に含まれる第２の材料は、補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）に含まれる銅または銅含有合金からなる第１の材料に固溶しない。そのため、本実施の形態の補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）の電気抵抗率は、第１の材料の電気抵抗率と第２の材料の電気抵抗率との間の値を有する。
【０１６４】
本実施の形態では、補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）の第１の材料は、銅または銅含有合金からなる。補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）の第２の材料として、モリブデン、タングステン、クロム、及びコバルトを例示することができる。表２を参照して、超電導線材２０の使用温度（例えば液体窒素温度である７７Ｋ）において、第１の材料及び第２の材料の電気抵抗率は、３．５×１０-8（Ωｍ）以下である。そのため、本実施の形態では、補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）の電気抵抗率は、３．５×１０-8（Ωｍ）以下である。
【０１６５】
表２を参照して、超電導線材２０の使用温度（例えば液体窒素温度である７７Ｋ）において、第１の材料及び第２の材料の電気抵抗率は、比較例であるステンレス鋼（ＳＵＳ）の補強体の電気抵抗率の１０分の１より低い。そのため、本実施の形態の補強部（第１の補強体１８ａ及び第２の補強体１８ｂ）は、比較例であるステンレス鋼（ＳＵＳ）の補強体よりも低い電気抵抗率を有する。
【０１６６】
本実施の形態では、複数の超電導線材（第１の超電導線材２０ａ及び第２の超電導線材２０ｂ）の接続部３３において、低い電気抵抗率を有する補強部（例えば、第１の補強体１８ａ、第２の補強体１８ｂ）が互いに電気的及び機械的に接続されて、超電導線材の接続構造３０が形成されている。そのため、複数の超電導線材（第１の超電導線材２０ａ及び第２の超電導線材２０ｂ）の間の接続抵抗が低い超電導線材の接続構造３０を得ることができる。超電導線材の接続構造３０において発生する熱を少なくすることができ、超電導線材の接続構造３０で温度が上昇することを抑制することができる。その結果、複数の超電導線材が接続された超電導コイルや超電導ケーブルの冷却設計が容易になる。また、複数の超電導線材（第１の超電導線材２０ａ及び第２の超電導線材２０ｂ）の接続部３３において、超電導線材２０の臨界電流Ｉcが低下することを抑制することができる超電導線材の接続構造３０を提供することができる。
【０１６７】
また、超電導線材の接続構造３０では、複数の超電導線材（第１の超電導線材２０ａ及び第２の超電導線材２０ｂ）の間の接続抵抗が低い。そのため、超電導線材の長手方向における、複数の超電導線材（第１の超電導線材２０ａ及び第２の超電導線材２０ｂ）の接続部３３の長さを短くすることができる。その結果、複数の超電導線材が接続された接続構造３０を備える超電導コイルや超電導ケーブルの可撓性を向上させることができる。さらに、超電導材２４にクエンチが発生した場合に、複数の超電導線材（第１の超電導線材２０ａ及び第２の超電導線材２０ｂ）の接続部３３において超電導線材２０が溶断されることを防止することができる超電導線材の接続構造３０を提供することができる。
【０１６８】
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。例えば、上記実施の形態では、機械的強度の大きさを示す指標としてヤング率を用いたが、機械的強度の大きさを示す指標として、０．２％耐力、引張強度などを用いてもよい。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、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】
【０１６９】
１，１０，１０ｂ，２０  超電導線材
２，１２  基板
３  中間層
４  超電導材料層
５  保護層
７，２７  本体部
７ａ，２７ａ  第１の主面
７ｂ，２７ｂ  第２の主面
７ｃ，２７ｃ  側面
８  安定化層
１５  下地層
１６  接合部
１８  補強体
１８ａ  第１の補強体
１８ｂ  第２の補強体
２０ａ  第１の超電導線材
２０ｂ  第２の超電導線材
２４  超電導材
２６  シース部
３０  接続構造
３３  接続部
【図１】
0006438342.tif 000007
【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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