(57)【要約】【課題】  断面が多角形状で臨界電流の角度依存性がない高温超電導線材及びそれを用いた高温超電導コイルを提供する。【解決手段】  高温超電導線材において、中心部に形成される金属基材１と、この金属基材１の外側に形成される基材２と、この基材２の外側に形成される中間層３と、この中間層３の外側に形成される超電導層４と、この超電導層４の外側に形成される安定化層５と、この安定化層５の外側に形成される保護層６とを具備し、断面が多角形状を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部に形成される金属基材と、該金属基材の外側に形成される基材と、該基材の外側に形成される中間層と、該中間層の外側に形成される超電導層と、該超電導層の外側に形成される安定化層と、該安定化層の外側に形成される保護層とを具備し、断面が多角形状を有することを特徴とする高温超電導線材。
【請求項２】
請求項１記載の高温超電導線材において、前記金属基材の断面形状が四角形状であり、該金属基材の四角形状のそれぞれの外周部分に前記基材が積層され、該基材の外周形状は断面形状が四角形状となるように形成され、該基材の四角形状のそれぞれの外周部分に前記中間層が積層され、該中間層の外周形状は断面形状が四角形状となるように形成され、該中間層の四角形状のそれぞれの外周部分に前記超電導層が積層され、該超電導層の外周形状は断面形状が四角形状となるように形成され、該超電導層の四角形状のそれぞれの外周部分に前記安定化層が積層され、該安定化層の外周形状は断面形状が四角形状となるように形成され、該安定化層の四角形状のそれぞれの外周部分に前記保護層が積層され、該保護層の外周形状は断面形状が四角形状となるように形成されたことを特徴とする高温超電導線材。
【請求項３】
請求項１記載の高温超電導線材において、前記金属基材の断面形状が六角形状であり、該金属基材の六角形状のそれぞれの外周部分に前記基材が積層され、該基材の外周形状が六角形状であり、該基材の六角形状のそれぞれの外周部分に前記中間層が積層され、該中間層の外周形状が六角形状であり、該中間層の六角形状のそれぞれの外周部分に前記超電導層が積層され、該超電導層の外周形状が六角形状であり、該超電導層の四角形状のそれぞれの外周部分に前記安定化層が積層され、該安定化層の外周形状が六角形状であり、該安定化層の六角形状のそれぞれの外周部分に前記保護層が積層され、該保護層の外周形状が六角形状となるように構成されたことを特徴とする高温超電導線材。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載の高温超電導線材において、前記金属基材が第１のＣｕ部材、前記基材がハステロイ（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ）部材又はＮｉ−Ｗ合金部材、前記中間層が前記超電導層の結晶粒の方位を揃えるために自ら二軸配向している部材、前記超電導層がＹ元素及び希土類元素からなるＲＥ系超電導層、前記安定化層がＡｇ部材、前記保護層が第２のＣｕ部材からなることを特徴とする高温超電導線材。
【請求項５】
請求項１、２又は３記載の高温超電導線材において、前記金属基材がハステロイ（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ）部材又はＮｉ−Ｗ合金部材からなることを特徴とする高温超電導線材。
【請求項６】
請求項４記載の高温超電導線材において、前記超電導層の結晶粒の方位を揃えるために自ら二軸配向している部材がＭｇＯ／Ｈｏｍｏ−ｅｐｉＭｇＯ／ＬＭＯ（ＬａＭｎＯ3 ）、又はＹ2 Ｏ3 ／ＹＳＺ／ＣｅＯ2 、ＧＺＯ（Ｇｄ2 Ｚｒ2 Ｏ7 ）／ＣｅＯ2 、ＭｇＯ／ＬＭＯ（ＬａＭｎＯ3 ）／ＣｅＯ2 であることを特徴とする高温超電導線材。
【請求項７】
請求項４記載の高温超電導線材において、前記ＲＥ系超電導層がＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx からなることを特徴とする高温超電導線材。
【請求項８】
請求項１から６の何れか一項記載の高温超電導線材において、前記超電導層がＹＢＣＯ部材からなることを特徴とする高温超電導線材。
【請求項９】
請求項１から６の何れか一項記載の高温超電導線材において、前記超電導層がビスマス系超電導層であることを特徴とする高温超電導線材。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか一項記載の高温超電導線材において、臨界電流に磁場依存性のある高温超電導部材を用いて臨界電流に磁場の角度依存性のない高温超電導線材を得ることを特徴とする高温超電導線材。
【請求項１１】
請求項１から１０の何れか一項記載の高温超電導線材を用いて得られることを特徴とする高温超電導コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流機器、例えばエネルギー貯蔵、磁場応用、変圧器、リアクトル、限流器、モータ、発電機等に用いる高温超電導線材及びそれを用いた高温超電導コイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高温超電導線材は、大電流容量化のため、多数本の高温超電導線材を用いて多並列導体を構成し巻線にするようにしている。
従来の高温超電導線材としては、六角形または十字形の横断断面を有する超電導線材が提案されている（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平２−１２９６１７号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｓｕｐｅｒ  Ｐｏｗｅｒ社（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｕｐｅｒｐｏｗｅｒ−ｉｎｃ．ｃｏｍ／ｓｙｓｔｅｍ／ｆｉｌｅｓ／２０１０  ０３１５  Ｌａｒｂａｌｅｓｔｉｅｒ＋ＳＰ１０ｔｈ＋Ａｎｎｉｖ．ｐｄｆ）
【非特許文献２】先進超伝導線材の開発とその応用  熊倉  浩明  ２００９年１月１６日、（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｐｃ．ｊｓｔ．ｇｏ．ｊｐ／ｈｏｔｔｏｐｉｃｓ／０９０２ｓｕｐｅｒ／ｒ０９０２  ｋｕｍａｋｕｒａ．ｈｔｍｌ）
【非特許文献３】イットリウム（Ｙ）系高温超電導線材プロセス開発、Ｆｏｃｕｓ  ＮＥＤＯ  Ｖｏｌ．３  Ｎｏ．１２，ｐｐ．７−８，２００３．１２
【非特許文献４】「大型ＩＢＡＤ装置を用いたＹ系高温超電導線材向け中間層の線速の大幅な向上」，材料技術研究所  羽生  智  外１０名，フジクラ技報，第１１６号、Ｖｏｌ．１，ｐｐ３８−４２（２００９）
【非特許文献５】「ＴＦＡ−ＭＯＤ法による低コストＹＢＣＯ線材の開発（７）−５００級線材の開発−」、小泉勉  外１２名、第７９回  ２００８年度秋季低温工学・超電導学会、ｐｐ．１１５
【非特許文献６】住友電気工業株式会社：超電導Ｗｅｂサイト  ビスマス系超電導線（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｅｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｓｕｐｅｒ／ｈｔｓ／）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のイットリウム系高温超電導線材（非特許文献１参照）の場合は、図９に示すように、テープ状の第１のＣｕ部材（厚さ２０μｍ）１０１上に、基材としての、例えば、一例としてハステロイ（登録商標）（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ）（厚さ５０μｍ）１０２、ＩＢＡＤ  ＭｇＯ（約１０ｎｍ）１０３ａと、Ｈｏｍｏ−ｅｐｉ  ＭｇＯ（約３０ｎｍ）１０３ｂと、ＬＭＯ（約３０ｎｍ）１０３ｃとからなるバッファ層１０３、高温超電導部材（厚さ１μｍ）１０４、Ａｇ部材（厚さ２μｍ）１０５、第２のＣｕ部材（厚さ２０μｍ）１０６が順次積層されてテープ形状を形成している。このような従来のテープ形状の高温超電導線材は、結晶構造を作る必要があるためにテープ形状に形成されているので、高温超電導コイルを作成する場合には、パンケーキ型に形成せざるを得ないといった状況にあった。
【０００６】
図１０はかかる従来のイットリウム系高温超電導線材の問題点の説明図であり（非特許文献１〜３参照）、高温超電導線材に印加される外部磁界とこの高温超電導線材のｃ軸との角度（°）に対する臨界電流（Ａ／４ｍｍ）特性図である。
この図１０において、ａは標準的なＭＯＣＶＤ法による高温超電導体テープの臨界電流値、ｂは目標とする臨界電流値であり、２０１は高温超電導体テープ、２０２はそのｃ軸を示している。なお、測定の雰囲気は７７Ｋ，１Ｔであった。
【０００７】
図１０に示すように、従来の高温超電導線材における臨界電流は、外部磁界とｃ軸との角度が９０°の場合は大きくとれるが、その他の角度では小さくなる。
このように、従来のテープ形状の高温超電導体線材の場合、臨界電流に磁場の角度依存性が生じるといった問題があった。
本発明は、上記状況に鑑みて、断面が多角形状で臨界電流の角度依存性がない高温超電導線材及びそれを用いた高温超電導コイルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕高温超電導線材において、中心部に形成される金属基材と、この金属基材の外側に形成される基材と、この基材の外側に形成される中間層と、この中間層の外側に形成される超電導層と、この超電導層の外側に形成される安定化層と、この安定化層の外側に形成される保護層とを具備し、断面が多角形状を有することを特徴とする。
【０００９】
〔２〕上記〔１〕記載の高温超電導線材において、前記金属基材の断面形状が四角形状であり、この金属基材の四角形状のそれぞれの外周部分に前記基材が積層され、この基材の外周形状は断面形状が四角形状となるように形成され、この基材の四角形状のそれぞれの外周部分に前記中間層が積層され、この中間層の外周形状は断面形状が四角形状となるように形成され、この中間層の四角形状のそれぞれの外周部分に前記超電導層が積層され、この超電導層の外周形状は断面形状が四角形状となるように形成され、この超電導層の四角形状のそれぞれの外周部分に前記安定化層が積層され、この安定化層の外周形状は断面形状が四角形状となるように形成され、この安定化層の四角形状のそれぞれの外周部分に前記保護層が積層され、この保護層の外周形状は断面形状が四角形状となるように形成されたことを特徴とする。
【００１０】
〔３〕上記〔１〕記載の高温超電導線材において、前記金属基材の断面形状が六角形状であり、この金属基材の六角形状のそれぞれの外周部分に前記基材が積層され、この基材の外周形状が六角形状であり、この基材の六角形状のそれぞれの外周部分に前記中間層が積層され、この中間層の外周形状が六角形状であり、この中間層の六角形状のそれぞれの外周部分に前記超電導層が積層され、この超電導層の外周形状が六角形状であり、この超電導層の四角形状のそれぞれの外周部分に前記安定化層が積層され、この安定化層の外周形状が六角形状であり、この安定化層の六角形状のそれぞれの外周部分に前記保護層が積層され、この保護層の外周形状が六角形状となるように構成されたことを特徴とする。
【００１１】
〔４〕上記〔１〕、〔２〕又は〔３〕記載の高温超電導線材において、前記金属基材が第１のＣｕ部材、前記基材がハステロイ（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ）部材又はＮｉ−Ｗ合金部材、前記中間層が前記超電導層の結晶粒の方位を揃えるために自ら二軸配向している部材、前記超電導層が希土類元素からなるＲＥ系超電導層、前記安定化層がＡｇ部材、前記保護層が第２のＣｕ部材からなることを特徴とする。
【００１２】
〔５〕上記〔１〕、〔２〕又は〔３〕記載の高温超電導線材において、前記金属基材がハステロイ（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ）部材又はＮｉ−Ｗ合金部材からなることを特徴とする。
〔６〕上記〔４〕記載の高温超電導線材において、前記超電導層の結晶粒の方位を揃えるために自ら二軸配向している部材がＭｇＯ／Ｈｏｍｏ−ｅｐｉＭｇＯ／ＬＭＯ（ＬａＭｎＯ3 ）、又はＹ2 Ｏ3 ／ＹＳＺ／ＣｅＯ2 、ＧＺＯ（Ｇｄ2 Ｚｒ2 Ｏ7 ）／ＣｅＯ2 、ＭｇＯ／ＬＭＯ（ＬａＭｎＯ3 ）／ＣｅＯ2 であることを特徴とする。
【００１３】
〔７〕上記〔４〕記載の高温超電導線材において、前記ＲＥ系超電導層がＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx からなることを特徴とする。
〔８〕上記〔１〕から〔６〕の何れか一項記載の高温超電導線材において、前記超電導層がＹＢＣＯ部材からなることを特徴とする。
〔９〕上記〔１〕から〔６〕の何れか一項記載の高温超電導線材において、前記超電導層がビスマス系超電導層であることを特徴とする。
【００１４】
〔１０〕上記〔１〕から〔９〕の何れか一項記載の高温超電導線材において、臨界電流に磁場依存性のある高温超電導部材を用いて臨界電流に磁場の角度依存性のない高温超電導線材を得ることを特徴とする。
〔１１〕高温超電導コイルであって、上記〔１〕から〔１０〕の何れか一項記載の高温超電導線材を用いて得られることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、断面が多角形状で臨界電流の角度依存性がない高温超電導線材及びそれを用いた高温超電導コイルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施例を示す高温超電導線材の断面図である。
【図２】本発明の第１実施例を示す高温超電導線材の製造工程を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す高温超電導線材の断面図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す高温超電導線材の製造工程を示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施例を示す高温超電導線材の断面図である。
【図６】本発明の第３実施例を示す高温超電導線材の製造工程を示す断面図である。
【図７】本発明の第４実施例を示す高温超電導線材の断面図である。
【図８】本発明の第４実施例を示す高温超電導線材の製造工程を示す断面図である。
【図９】従来のイットリウム系超電導線材を示す断面斜視図である。
【図１０】従来のイットリウム系高温超電導線材の問題点の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の高温超電導線材は、中心部に形成される金属基材と、この金属基材の外側に形成される基材と、この基材の外側に形成される中間層と、この中間層の外側に形成される超電導層と、この超電導層の外側に形成される安定化層と、この安定化層の外側に形成される保護層とを具備し、断面が多角形状を有する。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施例を示す高温超電導線材の断面図、図２はその製造工程を示す断面図である。
本発明の高温超電導線材は、中心部に形成される金属基材（第１のＣｕ部材）と、この金属基材の外側に形成される基材〔ハステロイ（登録商標）部材又はＮｉ−Ｗ合金部材〕と、この基材の外側に形成される中間層（Ｙ2 Ｏ3 ／ＹＳＺ／ＣｅＯ2 ）と、この中間層の外側に形成される超電導層〔ＲＥ（Ｒａｒｅ  Ｅａｒｔｈ：希土類元素）Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏx 、ＹＢＣＯ部材、ビスマス系超電導層）と、この超電導層の外側に形成される安定化層（Ａｇ部材）と、この安定化層の外側に形成される保護層（第２のＣｕ部材）とを具備することを特徴とする。
【００１９】
図１において、１は中心部に形成される断面が四角形状の金属基材（第１のＣｕ部材）、また、ハステロイ（登録商標），又はＮｉ−Ｗ合金部材でもよい。２はこの金属基材１の外側に形成される基材、例えば、ハステロイ（登録商標），又はＮｉ−Ｗ合金部材、３はこの基材２の外側に形成される中間層（Ｙ2 Ｏ3 ／ＹＳＺ／ＣｅＯ2 ）、４はこの中間層３の外側に形成される超電導層（例えば、ＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx ，ＹＢＣＯ部材，ビスマス系超電導層、５は超電導層４の外側に形成される安定化層（Ａｇ部材）、６はこの安定化層の外側に形成される保護層（第２のＣｕ部材）である。
【００２０】
なお、基材２としてのハステロイ（登録商標）は、主にニッケル基にモリブデンやクロムを多く加えることで耐食性や耐熱性を高めた合金であり、モリブデンやクロム、鉄などの成分量の違いによって、ハステロイＢやハステロイＣなどの種類に分かれている。析出硬化型のニッケル基合金に属し、耐酸化性や耐熱性が高い金属であるため、腐食性環境や高温環境での使用に適している。
【００２１】
まず、図２（ａ）に示すように中心部に第１のＣｕ部材１を成形する。次いで、図２（ｂ）に示すように、第１のＣｕ部材１の外周面に基材２としてのハステロイ（登録商標）を組織変形（Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）により成形する。次いで、図２（ｃ）に示すように、基材２の外周面に例えば、Ｙ2 Ｏ3 ／ＹＳＺ／ＣｅＯ2 の中間層３を形成する。この中間層３の製法としては、例えば、以下の（１）〜（３）のような製法を用いることができる。（１）化学反応を用いた気相成長法（ＣＶＤ法）：加熱した基板物質上に、目的とする薄膜の成分を含む原料ガスを供給し、基板表面あるいは気相での化学反応により膜を堆積する。（２）スパッタリング法：ターゲット（物質）にＡｒなどの不活性な物質を高速で衝突させると、ターゲット表面で原子や分子と衝突し、さまざまな現象が発生する。この現象の内で、ターゲットを構成する原子や分子が叩き出される過程をスパッタリングといい、この叩き出された原子や分子を基板上に付着させて薄膜を形成する。（３）ＩＢＡＤ（Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法（非特許文献４参照）：スパッタリング法で成膜する際に斜めからビームを同時に照射することにより、中間層の結晶方向が揃うように成膜させる。なお、より詳細には、ＳｕｐｅｒＰｏｗｅｒ社では、ＩＢＡＤ法によるＭｇＯ／Ｈｏｍｏ−ｅｐｉＭｇＯ／ＬＭＯ（ＬａＭｎＯ3 ）、ＡＭＳＣ社では、Ｙ2 Ｏ3 ／ＹＳＺ（ｙｔｔｒｉａ−ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  ｚｉｒｃｏｎｉａ）／ＣｅＯ2 、そのほかにＧＺＯ（Ｇｄ2 Ｚｒ2 Ｏ7 ）／ＣｅＯ2 、ＩＢＡＤ法によるＭｇＯ／ＬＭＯ（ＬａＭｎＯ3 ）／ＣｅＯ2 の組み合わせも用いることができる。
【００２２】
次に、図２（ｄ）に示すように、中間層３上に超電導層４を形成する。その超電導層４の製法としては、例えば、（１）ＰＬＤ（Ｐｕｌｓｅ  Ｌａｓｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法：ターゲット上にパルスレーザを照射して、原料を昇華してターゲットに対向して配置されている基材上に飛散、堆積させる方法や（２）ＴＦＡ−ＭＯＤ（Ｔｒｉｆｌｕｏｒｏａｃｅｔａｔｅ−Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法（上記非特許文献５参照）：有機金属塩熱分解法と呼び、ＲＥ系が含まれたＴＦＡ溶液を線材に塗布後、熱処理を加えることによりＲＥ系超電導層を成膜する方法、のいずれかを用いることができる。
【００２３】
そして、図２（ｅ）に示すように、この超電導層４上にＤＣスパッタリングにより安定化層（Ａｇ部材）５を成膜し、最後に、図２（ｆ）に示すように、安定化層（Ａｇ部材）５上に保護層（第２のＣｕ部材）６を形成する。
図３は本発明の第２実施例を示す高温超電導線材の断面図、図４はその製造工程を示す断面図である。
【００２４】
図３において、１１は中心部に形成される断面が四角形状の金属基材としての第１のＣｕ部材、また、ハステロイ（登録商標）、又はＮｉ−Ｗ合金部材でもよい。１２は第１のＣｕ部材１１の外周部分に形成される基材、例えば、ハステロイ（登録商標）、又はＮｉ−Ｗ合金部材であり、この基材１２の断面の外周が四角形状となるように形成する。１３はこの基材１２の四角形状の外周の各辺に積層される中間層であり、この中間層１３の断面の外周が四角形状となるように形成する。１４はこの中間層１３の四角形状の外周の各辺に積層される超電導層としての超電導材であり、この超電導部材１４の断面の外周が四角形状となるように形成する。１５はこの超電導部材１４の四角形状の外周の各辺に積層される安定層としてのＡｇ部材であり、このＡｇ部材１５の断面の外周が四角形状となるように形成する。１６はこのＡｇ部材１５の四角形状の外周の各辺に積層される保護層としての第２のＣｕ部材である。また、１７は積層した部材１１〜１６の四隅を埋め込むように形成される保護層としての第３のＣｕ部材であり、この第３のＣｕ部材１７によって、高温超電導線材全体の断面が四角形状となるように構成される。
【００２５】
まず、図４（ａ）に示すように、中心部に断面が四角形状の第１のＣｕ部材１１を成形する。次いで、図４（ｂ）に示すように、第１のＣｕ部材１１の外周部分にマスク（図示なし）をして、断面が四角形状の第１のＣｕ部材１１の外周面に凸形状の基材１２を形成する。同様に、図４（ｃ）に示すように、この凸形状の基材１２の上面にマスク（図示なし）をして凸形状の中間層を積層して凸形状の中間層１３を形成する。次いで、図４（ｄ）に示すように、この凸形状の中間層１３の上面にマスク（図示なし）をして超電導層を積層して凸形状の超電導層としての超電導部材１４を形成する。次いで、図４（ｅ）に示すように、この超電導部材１４の上面にマスク（図示なし）をして安定化層としてのＡｇ部材を積層して凸形状のＡｇ部材１５を形成する。次いで、図４（ｆ）に示すように、この凸形状のＡｇ部材１５の上面に保護層としての第２のＣｕ部材を積層して凸形状の第２のＣｕ部材１６を成形する。次いで、図４（ｇ）に示すように、四隅の空間部に保護層としての第３のＣｕ部材１７を形成して、高温超電導線材全体の断面が四角形状となるように構成する。
【００２６】
図５は本発明の第３実施例を示す高温超電導線材の断面図、図６はその製造工程を示す断面図である。
図５において、２１は中心部に形成される断面が六角形状の金属基材としての第１のＣｕ部材、また、ハステロイ（登録商標）、又はＮｉ−Ｗ合金部材でもよい。２２は第１のＣｕ部材２１の外周部分に形成される基材、例えば、ハステロイ（登録商標）、又はＮｉ−Ｗ合金部材であり、この基材２２の断面の外周が六角形状となるように形成する。２３はこの基材２２の六角形状の外周の各辺に積層される中間層であり、この中間層２３の断面の外周が六角形状となるように形成する。２４はこの中間層２３の六角形状の外周の各辺に積層される超電導層としての超電導部材であり、この超電導部材２４の断面の外周が六角形状になるように形成する。２５はこの超電導部材２４の六角形状の外周の各辺に積層される安定化層としてのＡｇ部材であり、このＡｇ部材２５の断面の外周は断面形状が六角形状となるように形成する。２６はこのＡｇ部材２５の六角形状の外周の各辺に積層される保護層としての第２のＣｕ部材であり、このＣｕ部材２６は断面の外周が六角形状となるように形成する。
【００２７】
まず、図６（ａ）に示すように中心部に断面が六角形状の金属基材としての第１のＣｕ部材２１を成形する。次いで、図６（ｂ）に示すように、第１のＣｕ部材２１の外周部分に基材２２を積層する。次いで、図６（ｃ）に示すように、この基材２２の外周面に中間層２３を積層する。次いで、図６（ｄ）に示すように、この中間層２３の外周面に超電導層としての超電導部材２４を積層する。次いで、図６（ｅ）に示すように、この超電導部材２４の外周面に安定化層としてのＡｇ部材２５を積層する。次いで、図６（ｆ）に示すように、このＡｇ部材２５の外周面に保護層としての第２のＣｕ部材２６を成形し、全体の断面が六角形状の高温超電導線材を形成する。
【００２８】
図７は本発明の第４実施例を示す高温超電導線材の断面図、図８はその製造工程を示す断面図である。
図７において、３１は中心部に形成される断面が六角形状の金属基材としての第１のＣｕ部材、また、ハステロイ（登録商標）又はＮｉ−Ｗ合金部材でもよい。３２はこの第１のＣｕ部材３１の六角形状の外周の各辺にマスク（図示なし）をして基材を積層して形成される凸形状の基材、例えば、ハステロイ（登録商標）又はＮｉ−Ｗ合金部材、３３はこの凸形状の基材３２の上面にマスク（図示なし）をして凸形状の中間層を積層して形成される凸形状の中間層、３４はこの凸形状の中間層３３の上面にマスク（図示なし）をして超電導層としての超電導部材を積層して形成される凸形状の超電導部材、３５はこの超電導部材３４の上面にマスク（図示なし）をして安定化層としてのＡｇ部材を積層して形成される凸形状のＡｇ部材、３６はこの凸形状のＡｇ部材３５の上面にマスク（図示なし）をして保護層としての第２のＣｕ部材を積層して形成される凸形状の第２のＣｕ部材である。また、３７はマスク（図示なし）をして六隅を埋め込むように形成される保護層としての第３のＣｕ部材である。この高温超電導線材は、断面形状が全体的に六角形状となるように形成する。
【００２９】
まず、図８（ａ）に示すように、中心部に断面が六角形状の金属基材としての第１のＣｕ部材３１を成形する。次いで、図８（ｂ）に示すように、第１のＣｕ部材３１の外周部分にマスク（図示なし）をして、第１のＣｕ部材３１の外周面に第１の基材を積層して凸形状の基材３２を形成する。次いで、図８（ｃ）に示すように、この凸形状の基材３２の上面にマスク（図示なし）をして凸形状の中間層を積層して凸形状の中間層３３を形成する。次いで、図８（ｄ）に示すように、この凸形状の中間層３３の上面にマスク（図示なし）をして超電導層としての超電導部材を積層して凸形状の超電導部材３４を形成する。次に、図８（ｅ）に示すように、この超電導部材３４の上面にマスク（図示なし）をして安定化層としてのＡｇ部材を積層して凸形状のＡｇ部材３５を形成する。次いで、図８（ｆ）に示すように、この凸形状のＡｇ部材３５の上面に保護層としての第２のＣｕ部材を積層して凸形状の第２のＣｕ部材３６を成形する。次いで、図８（ｇ）に示すように、六隅の空間部にマスク（図示なし）をして保護層としての第３のＣｕ部材３７を形成して、高温超電導線材全体の断面が六角形状となるように構成する。
【００３０】
なお、上記実施例では、超電導部材としては、主にＹＢＣＯ部材について説明したが、これに限定されるものではなく、Ｙの部分をＧｄ、Ｈｏ、Ｓｍなどの希土類元素に換えたＲＥ系超電導部材（ＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx ）やビスマス系超電導部材（上記非特許文献６参照）を用いるようにしてもよい。
ビスマス系超電導材料とは、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏで構成されるもので、特にＢｉ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｃｕの組成比が２：２：２：３となる２２２３相は臨界温度が１１０Ｋと高い。また、その製法としては、ＡｇとＢｉ系高温超電導材料を複合加工する固相法を中心に開発が進められてきたが、革新的なプロセス開発〔Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｖｅｒ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ：ＣＴ−ＯＰ（登録商標）〕により、品質向上（臨界電流の向上、機械強度の向上）と生産性の向上（１，０００ｍ以上の長尺化、歩留り４倍以上）が図られている。例えば、従来法による焼結によると、組織は異相や空隙が大きく、多い（密度は約８５％以下）のに対して、ＣＴ−ＯＰ（登録商標）（高圧焼結）によれば、異相が小さい上に少なく、空隙がない（密度は約１００％以下）の超電導組織を有している。したがって、空隙がないため、液体窒素での冷却時に液体窒素が浸透することはなく、温度上昇時にガス化してバルーニング（膨れ）が生じることもないという利点を有する。本発明においても、これらのＢｉ系高温超電導材料を用いることができる。
【００３１】
このようにして製造された高温超電導材は、図示しないが、巻枠に複数層敷き詰めて巻き付けることにより、高温超電導コイルとして用いることができる。その高温超電導コイルとして構成した場合には、臨界電流の角度依存性をなくすことができる。
また、上記実施例では、超電導部材としては、主にＹＢＣＯ部材やＢｉ系部材について説明したが、他の臨界電流に磁場依存性のある高温超電導部材を用いて臨界電流に磁場の角度依存性のない高温超電導線材や高温超電導コイルを得るように構成するようにしてもよい。ここで、臨界電流に磁場依存性のある高温超電導部材の例としては、ＲＥ１２３系やＢｉ系以外に、２００８年に細野氏らによって発表された鉄系超電導体がある。具体的には、ＲｅＦｅＡｓＯ1-x ＦX （Ｒｅは希土類）およびＡＦe 2 Ａｓ2 （Ａはアルカリ金属やアルカリ土類金属）、ＡＦｅＡｓなどの組成である。
【００３２】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、断面形状が多角形状で臨界電流の角度依存性がない高温超電導線材及びその高温超電導コイルとして利用可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１，１１，２１，３１    金属基材（第１のＣｕ部材、また、ハステロイ（登録商標）、又はＮｉ−Ｗ合金部材）
２，１２，２２，３２    基材（ハステロイ部材やＮｉ−Ｗ合金部材）
３，１３，２３，３３    中間層（Ｙ2 Ｏ3 ／ＹＳＺ／ＣｅＯ2 層）
４，１４，２４，３４    超電導層（ＲＥ系超電導層、ＹＢＣＯ部材、ビスマス系超電導層）
５，１５，２５，３５    安定化層（Ａｇ部材）
６，１６，２６，３６    保護層（第２のＣｕ部材）
１７，３７    保護層（第３のＣｕ部材）
【図１０】
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【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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