(57)【要約】【課題】本発明は、内部に水分が侵入しないように構成した酸化物超電導線材の提供を目的とする。【解決手段】本発明の酸化物超電導線材は、テープ状の基材の一方の面上に中間層と酸化物超電導層と保護層をこの順に積層して酸化物超電導積層体が構成され、該酸化物超電導積層体がその周面を１周して端縁同士を合わせ目とした樹脂製のカバー部材で覆われ、該合わせ目が熱圧着により接合されてなることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テープ状の基材の一方の面上に中間層と酸化物超電導層と保護層をこの順に積層して酸化物超電導積層体が構成され、該酸化物超電導積層体を金属からなる第１のカバー部材で覆って複合超電導導体が構成され、該複合超電導導体がその周面を１周して端縁同士を合わせ目とした樹脂製の第２のカバー部材で覆われ、前記合わせ目が熱圧着により接合されてなることを特徴とする酸化物超電導線材。
【請求項２】
前記第２のカバー部材の厚さが５μｍ以上、２５μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の酸化物超電導線材。
【請求項３】
前記第１のカバー部材が金属めっきまたは金属テープからなることを特徴とする請求項１または２に記載の酸化物超電導線材。
【請求項４】
テープ状の基材の一方の面上に中間層と酸化物超電導層と保護層をこの順に積層して酸化物超電導積層体が構成され、該酸化物超電導積層体を金属からなる第１のカバー部材で覆って構成された複合超電導導体を用い、
樹脂テープを前記複合超電導導体に被せてその周面を覆い、前記複合超電導導体を覆った樹脂テープの端縁同士を該複合超電導導体の一側で重ねて合わせ目として熱圧着し、第２のカバー部材を形成することを特徴とする酸化物超電導線材の製造方法。
【請求項５】
前記第２のカバー部材の厚さを５μｍ以上、２５μｍ以下とすることを特徴とする請求項４に記載の酸化物超電導線材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化物超電導積層体の全周を樹脂製のカバー部材により被覆した構造の酸化物超電導線材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＥ−１２３系の酸化物超電導体（ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ：ＲＥはＹを含む希土類元素）は、液体窒素温度以上で超電導性を示し、電流損失が低いため、実用上極めて有望な素材とされており、これを線材に加工して電力供給用の導体あるいは磁気コイル等として使用することが要望されている。この酸化物超電導体を線材に加工するための方法として、金属テープなどの基材上に中間層を介し酸化物超電導層を形成し、酸化物超電導線材を製造する方法が研究されている。
また、酸化物超電導線材にあっては、酸化物超電導層上に薄い銀の安定化層を形成し、その上に銅などの良導電性金属材料からなる厚い安定化層を設けた構造が採用されている。前記銅の安定化層は、酸化物超電導層が超電導状態から常電導状態に遷移しようとしたとき、該酸化物超電導層の電流を転流させるバイパスとして機能させるための目的で設けられている。
【０００３】
２層構造の安定化層を形成する技術の一例として、酸化物超電導層の上にスパッタリングにより薄い銀の安定化層を設けた後、線材全体を硫酸銅水溶液のめっき浴に浸漬し、電気めっきにより銀の安定化層上に銅の安定化層を形成する技術が知られている。
また、酸化物超電導層の上に銀の安定化層を設けた線材と銅製の安定化材テープをはんだ層を介し重ね合わせて加熱・加圧ロールに通すことによって、銀の安定化層上に銅の安定化層を形成する技術も知られている。
【０００４】
更に、酸化物超電導線材の全周を取り囲む構造の一例として、テープ状の酸化物超電導線材の周囲を絶縁被覆層で覆った構造が知られている。この構造において絶縁被覆層としてポリビニルホルマール、ポリブチルビニラートなどの樹脂材料からなる絶縁テープ材を用い、この絶縁テープ材を酸化物超電導線材の周囲にラップ巻きすることにより被覆した構造が採用されている。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１９８４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記酸化物超電導線材を銅のめっき層により全周被覆した構造において、めっき層にはピンホール等の微細欠陥が存在するので、ピンホール等の微細欠陥を通じて外部から水分が侵入し、酸化物超電導層に水分が接触し、超電導特性が劣化するおそれがあった。
例えば、ＲＥ−１２３系の酸化物超電導体の特定組成のものは水分により劣化しやすく、線材を水分の多い環境に保管した場合、線材に水分が付着した状態のまま放置した場合、酸化物超電導層まで水分が到達すると、酸化物超電導層の結晶構造が崩れて超電導特性が低下する要因となる。
また、樹脂材料からなる絶縁テープ材をラップ巻きした構造では、テープ材を一部重ねるようにして緊密にラップ巻きしたとしても、テープ材どうしを重ねた部分の外部からの防水性は不十分であり、水分の侵入を防止するには不足であった。
本発明は、以上のような従来の背景に鑑みなされたもので、酸化物超電導層への水分の侵入を抑えることができる構造の酸化物超電導線材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】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、テープ状の基材の一方の面上に中間層と酸化物超電導層と保護層をこの順に積層して酸化物超電導積層体が構成され、該酸化物超電導積層体を金属からなる第１のカバー部材で覆って複合超電導導体が構成され、該複合超電導導体がその周面を１周して端縁同士を合わせ目とした樹脂製の第２のカバー部材で覆われ、前記合わせ目が熱圧着により接合されてなることを特徴とする。
【０００８】
酸化物超電導積層体を金属製の第１のカバー部材で覆い、更に樹脂製の第２のカバー部材で覆っているので、酸化物超電導積層体を２重に覆った防水構造を提供できる。この構造により、第１のカバー部材の防水性に仮に問題があったとしても第２のカバー部材で防水性を確保できる。
更に、樹脂製の第２のカバー部材の合わせ目の部分を熱圧着し、合わせ目の部分において完全な防水構造を実現できるので、カバー部材内側の酸化物超電導層に外部から水分が侵入するおそれのない構造を提供できる。よって、水分が存在する環境下において長期間使用しても、水分の影響による超電導特性の劣化が生じ難い酸化物超電導線材を提供できる。
【０００９】
本発明において、前記第２のカバー部材の厚さを５μｍ以上、２５μｍ以下とすることができる。
樹脂製の５〜２５μｍ厚のカバー部材とするならば、熱圧着時に破れ難く、熱圧着による防水構造を確実になし得、コイル化した場合の巻き数減少を生じない、臨界電流密度の低下しない酸化物超電導線材を提供できる。
本発明において、第１のカバー部材を金属めっきあるいは金属テープから構成できる。
【００１０】
本発明の製造方法は、テープ状の基材の一方の面上に中間層と酸化物超電導層と保護層をこの順に積層して酸化物超電導積層体が構成され、該酸化物超電導積層体を金属からなる第１のカバー部材で覆って構成された複合超電導導体を用い、樹脂テープを前記複合超電導導体に被せてその周面を覆い、前記複合超電導導体を覆った樹脂テープの端縁同士を該複合超電導導体の一側で重ねて合わせ目として熱圧着し、第２のカバー部材を形成することを特徴とする。
熱圧着により樹脂製の第２のカバー部材の合わせ目の部分を防水構造とすることができる。酸化物超電導積層体を第１のカバー部材により覆い、更に第２のカバー部材で覆うことで防水性に優れた酸化物超電導線材を得ることができる。
【００１１】
前記第２のカバー部材の厚さを５μｍ以上、２５μｍ以下とすることを特徴とする請求項５に記載の酸化物超電導線材の製造方法。
樹脂製の５〜２５μｍ厚のカバー部材とするならば、熱圧着時に破れ難く、熱圧着による防水構造を確実になし得、コイル化した場合の巻き数減少を生じない、臨界電流密度の低下しない酸化物超電導線材を提供できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、金属製の第１のカバー部材で覆った上に、樹脂製の第２のカバー部材で覆い、その合わせ目の部分を熱圧着して構成し、合わせ目の部分において防水構造を確実に実現でき、内部の酸化物超電導層側に水分を侵入させるおそれのない構造を提供できる。よって、水分が周囲に存在する環境下において長期間使用しても、水分の影響による超電導特性の劣化が生じ難い酸化物超電導線材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る第１実施形態の酸化物超電導線材の横断面図である。
【図２】図１に示す酸化物超電導線材に組み込まれている超電導積層体の一例構造を示す断面斜視図である。
【図３】図１に示す酸化物超電導線材を製造する方法の一例を説明するための工程図であり、図３（ａ）は複合超電導導体の裏面側に第２のカバー部材を沿わせた状態を示す断面図、図３（ｂ）は複合超電導導体に沿わせてカバー部材を折り曲げた状態を示す断面図、図３（ｃ）は同カバー部材の端縁を重ね合わせて熱圧着した状態を示す断面図である。
【図４】本発明に係る第２実施形態の酸化物超電導線材の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る酸化物超電導線材の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る酸化物超電導線材の第１実施形態を模式的に示す横断面図であり、図２は図１に示す酸化物超電導線材に組み込まれている超電導積層体の一例構造を示す断面斜視図である。
本実施形態の酸化物超電導線材１は、内部に設けられている酸化物超電導積層体２の周囲を第１のカバー部材３で覆って複合超電導導体４を構成し、更にその周囲を第２のカバー部材９で覆った構造とされている。
本実施形態の酸化物超電導積層体２は、詳細には、図２に示すようにテープ状の基材５の一面上に、中間層６と酸化物超電導層７と保護層８とをこの順に積層してなる。
前記基材５は、可撓性を有する線材とするためにテープ状であることが好ましく、耐熱性の金属からなるものが好ましい。各種耐熱性金属の中でも、ニッケル合金からなることが好ましい。なかでも、市販品であれば、ハステロイ（米国ヘインズ社製商品名）が好適である。基材５の厚さは、通常は、１０〜５００μｍである。また、基材５として、ニッケル合金に集合組織を導入した配向Ｎｉ−Ｗ合金テープ基材等を適用することもできる。
【００１５】
中間層６は、以下に説明する下地層と配向層とキャップ層からなる構造を一例として適用できる。
下地層を設ける場合は、以下に説明する拡散防止層とベッド層の複層構造あるいは、これらのうちどちらか１層からなる構造とすることができるが、下地層は必須ではなく、略しても差し支えない。
下地層として拡散防止層を設ける場合、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、「アルミナ」とも呼ぶ）、あるいは、ＧＺＯ（Ｇｄ２Ｚｒ２Ｏ７）等から構成される単層構造あるいは複層構造の層が望ましく、厚さは例えば１０〜４００ｎｍである。
下地層としてベッド層を設ける場合、ベッド層は、例えば、イットリア（Ｙ２Ｏ３）などの希土類酸化物であり、より具体的には、Ｅｒ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３等を例示することができ、これらの材料からなる単層構造あるいは複層構造を採用できる。ベッド層の厚さは例えば１０〜１００ｎｍである。
【００１６】
配向層は、その上方に形成する酸化物超電導層７と格子整合性の良い金属酸化物からなることが好ましい。配向層の好ましい材質として具体的には、Ｇｄ２Ｚｒ２Ｏ７、ＭｇＯ、ＺｒＯ２−Ｙ２Ｏ３（ＹＳＺ）、ＳｒＴｉＯ３、ＣｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｚｒ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３等の金属酸化物を例示できる。配向層は、単層でも良いし、複層構造でも良い。
キャップ層は、好ましいものとして具体的には、ＣｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｚｒ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３等が例示できる。キャップ層の材質がＣｅＯ２である場合、キャップ層は、Ｃｅの一部が他の金属原子又は金属イオンで置換されたＣｅ−Ｍ−Ｏ系酸化物を含んでいても良い。ＣｅＯ２のキャップ層の膜厚は、５０ｎｍ以上であればよいが、十分な配向性を得るには１００ｎｍ以上が好ましい。但し、厚すぎると結晶配向性が悪くなるので、５０〜５０００ｎｍの範囲とすることができる。
【００１７】
酸化物超電導層７は通常知られている組成の希土類系高温酸化物超電導体からなる薄膜を広く適用することができ、ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ（ＲＥはＹ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｒ、Ｇｄ等の希土類元素を表す）なる材質のもの、具体的には、Ｙ１２３（ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ）又はＧｄ１２３（ＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ）を例示できる。酸化物超電導層１５の厚みは０．５〜５μｍ程度であって、均一な厚みであることが好ましい。
酸化物超電導層７の上面を覆うように形成されている保護層８は、ＡｇまたはＡｇ合金からなり、その厚さは１〜３０μｍ程度とされている。
【００１８】
第１のカバー部材３は、ＣｕやＣｕ合金などの良導電材料のめっき層を酸化物超電導積層体２の周囲に被覆することにより形成されるか、ＣｕやＣｕ合金などの良電導性の金属テープをフォーミングなどの加工により折り曲げて酸化物超電導積層体２を取り囲むことにより形成されている。図１の構造では、銅の電解浴に酸化物超電導積層体２を浸漬して銅めっき層を構成した例として記載されている。なお、図１の構造に代わり、金属テープをフォーミング加工により酸化物超電導積層体２の表面側に折り曲げて第１のカバー部材３として設けた構造を採用しても良い。
【００１９】
第１のカバー部材３の厚さは特に限定されず、適宜調整可能であるが、良導電性の金属テープから構成される場合、その厚さを１０〜３００μｍとすることができ、金属テープの折り曲げ時の取り扱い性を考慮すると、２０〜１００μｍの範囲が好ましい。第１のカバー部材３がＣｕのめっき層からなる場合も同等の厚さであることが好ましい。なお、酸化物超電導線材１を超電導限流器に使用する場合は、第１のカバー部材３をＣｕ−Ｎｉ等の高抵抗金属材料から構成することが好ましい。
第１のカバー部材３を良導電性の金属めっき層から構成した場合、酸化物超電導層７が超電導状態から常電導状態に遷移しようとしたとき、第１のカバー部材３が保護層８とともに、酸化物超電導層７の電流を転流させるバイパスとして機能する。また、第１のカバー部材３が良導電性の金属テープからなる場合においても同様に、電流を転流させるバイパスとして機能させることで酸化物超電導線材１を安定化することができる。
【００２０】
第１のカバー部材３を金属めっき層から構成する場合は特に必要ではないが、第１のカバー部材３を金属テープから構成した場合、第１のカバー部材３は酸化物超電導積層体２の周面に半田層を介し接合されていることが好ましい。第１のカバー部材３とＡｇの保護層８が電気的および機械的に接続されることにより、保護層８と第１のカバー部材３との接合が強固となり、接続抵抗が低下するため、酸化物超電導層７を安定化する効果を向上できる。半田層を設ける場合にその厚さは、特に限定されず、適宜調整可能であるが、例えば、２〜２０μｍ程度とすることができる。
【００２１】
半田層を用いる場合は従来公知の半田より構成することができ、例えば、Ｓｎ−Ａｇ系合金、Ｓｎ−Ｂｉ系合金、Ｓｎ−Ｃｕ系合金、Ｓｎ−Ｚｎ系合金などの鉛フリー半田、Ｐｂ−Ｓｎ系合金半田、共晶半田、低温半田などが挙げられ、これらの半田を１種または２種以上組み合わせて使用することができる。これらの中でも、融点が３００℃以下の半田を用いることが好ましい。これにより、３００℃以下の温度で第１のカバー部材３と酸化物超電導積層体２を半田付けすることが可能となるので、半田付けの熱によって酸化物超電導層７の特性劣化を抑止できる。
【００２２】
第１のカバー部材３で酸化物超電導積層体２を覆って複合超電導導体４が構成されているが、更にその外方に、以下に説明する樹脂材料からなる第２のカバー部材９が設けられている。
第２のカバー部材９は、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマールなどの樹脂製の絶縁材料からなる。この第２のカバー部材９は、酸化物超電導積層体２をその周方向に１周取り囲み、更に取り囲んで合わせ目としたカバー部材３の端縁同士を所定の幅に亘り重ねることができる程度の幅であって、酸化物超電導積層体２と同等程度の長さの樹脂のテープ材により形成されている。
【００２３】
第２のカバー部材９の合わせ目９ａの部分は熱圧着により一体化されている。合わせ目９ａの部分の幅は、酸化物超電導積層体２の幅の数分の一程度以上、例えば、２ｍｍ以上線径の幅以下が望ましい。この合わせ目３ａの部分の幅が狭すぎると、熱圧着で防水構造とするための密着幅が小さくなり、長尺の酸化物超電導積層体２の全長にわたり防水構造とする場合に欠陥部分を生じ易くなる。
【００２４】
第２のカバー部材９の厚さは５μｍ以上、２５μｍ以下が望ましい。第２のカバー部材９の厚さが５μｍ未満では、熱圧着時に破れやすくなり、コイル加工するための巻線時などのハンドリング時に破れ易くなる。第２のカバー部材９の厚さが２５μｍより厚くなると、熱圧着することが難しくなる。また、第２のカバー部材９の厚さが２５μｍより厚くなると、酸化物超電導線材１における第２のカバー部材９の占有面積が大きくなり過ぎ、コイル加工するために巻線した場合に密に巻き付けたとしても酸化物超電導積層体２の部分の体積が減少し、オーバーオール臨界電流密度（Ｊｅ）を高くすることができなくなるおそれがある。
第２のカバー部材９をポリイミドから形成した場合、熱圧着条件の一例として、圧着温度：３００〜３８０℃、圧着時の圧力：２〜２０ｋｇ／ｃｍ、熱圧着時間：数秒〜数分の１秒の条件に設定することができる。
【００２５】
以上説明のように、本実施形態の酸化物超電導線材１は、酸化物超電導積層体２を金属製の第１のカバー部材３と樹脂製の第２のカバー部材９で覆った構成であるため、外部から酸化物超電導層７まで水分が侵入し難く、酸化物超電導層７の水分による劣化を抑制できる。
なお、第１のカバー部材３を金属めっきから構成した場合、酸化物超電導積層体２の全周を囲むように第１のカバー部材３を形成したとしても、第１のカバー部材３にピンホールを生じていることがあり、第１のカバー部材３の防水構造は完全ではない。また、第１のカバー部材３を金属テープから構成して半田付けした場合であっても、金属テープの半田付け部分に隙間や半田が埋まっていない部分があると、その部分を介して水分が侵入するおそれがある。このため、樹脂製の第２のカバー部材９を形成してその合わせ目部分を熱圧着して防水構造とすることにより、より完全な防水構造にすることができる。なお、樹脂製の例えばポリイミドテープからなる第２のカバー部材９であれば、市販品のポリイミドテープで上述の厚さのテープであれば、ピンホールの問題は生じないので、合わせ目の部分を完全に熱圧着できるならば、完全な防水構造を実現できる。
【００２６】
また、本実施形態の酸化物超電導線材１を巻胴に巻回してコイル加工し、超電導マグネットを構成する場合、酸化物超電導線材１が電磁力で動かないように含浸樹脂により固める場合がある。この場合において、酸化物超電導線材１を巻胴に巻き付けたとしても、第２のカバー部材９の熱圧着した部分は簡単には剥離しないので、防水性を確保した状態でコイル加工することができる。
【００２７】
次に、本発明に係る酸化物超電導線材の製造方法の一実施形態について図面に基づいて説明する。
図３は本発明に係る酸化物超電導線材１の製造方法の一実施形態の工程を説明するための工程説明図である。
本実施形態の酸化物超電導線材１の製造方法においては、まず、テープ状の基材５の一方の面上に中間層６と酸化物超電導層７と保護層８とをこの順に積層して酸化物超電導積層体２を作製し、更にこれを第１のカバー部材３で覆った構造の複合超電導導体４を作製する。中間層６、酸化物超電導層７、保護層８の成膜には、スパッタ法、パルスレーザー蒸着法（ＰＬＤ法）、ＩＢＡＤ法（Ion Beam Assisted Deposition）、有機金属塗布熱分解法（TFA-MOD法）などの常法を用いて各層を基材上に順次成膜すればよい。また、これらの各層を基材上に積層して得た酸化物超電導積層体２を銅の電解浴に浸漬することでＣｕからなる第１のカバー部材３を形成し、複合超電導導体４を作製できる。
【００２８】
次に、このテープ状の複合超電導導体４に対し、その幅の２倍より少し大きい幅広の樹脂製のテープ状のカバー部材１０を図３（ａ）に示すように沿わせる。この場合、図３（ａ）に示すように、基材５の裏面側にカバー部材１０を沿わせるが、図３（ａ）に示す複合超電導導体４を上下逆にしてカバー部材１０を沿わせても良いのは勿論である。
この後、図３（ｂ）に示すようにカバー部材１０を酸化物超電導積層体２の両側面に沿って上方に折り曲げ、更に図３（ｃ）に示すようにカバー部材１０の幅方向両端縁１０Ｐ、１０Ｑを酸化物超電導積層体２の上面側に一部重なるように被せて合わせ目部分を構成し、重なった部分を熱圧着することで合わせ目９ａの部分を熱溶着したカバー部材９で複合超電導導体４の全周を覆った構成の図３（ｃ）に示す酸化物超電導線材１を得ることができる。
以上説明の方法により、図３（ｃ）に示すように酸化物超電導積層体２を第１のカバー部材３と第２のカバー部材９とで２重に覆った構造の酸化物超電導線材１を得ることができる。この構造の酸化物超電導線材１であるならば、先に説明した種々の特徴を有する酸化物超電導線材１を得ることができる。
【００２９】
図４は、本発明に係る第２実施形態の酸化物超電導線材を示すもので、この第２実施形態の酸化物超電導線材３０において、先の第１実施形態の構造と同じ構成要素には同一の符号を付してそれら同一要素の説明を簡略化する。
第２実施形態の構造において、テープ状の基材５の一方の面上に中間層６と酸化物超電導層７と保護層８をこの順に積層して酸化物超電導積層体２が構成され、これを第１のカバー部材３で覆って複合超電導導体４が構成されている点は、第１実施形態の構造と同等である。
【００３０】
第２実施形態の酸化物超電導線材３０において異なっているのは、複合超電導導体４を覆っている樹脂製の第２のカバー部材３１の合わせ目３１ａの部分が酸化物超電導積層体２の側面側中央部に形成されている点である。即ち、第２のカバー部材３１は酸化物超電導積層体２の幅の２倍より若干幅広のテープ状に形成され、第２のカバー部材３１を２つ折りとしてテープ状の酸化物超電導積層体２を挟み込んだ上、酸化物超電導積層体２の一方の端面中央側に突出させた端縁３１ｂ、３１ｂ同士を重ねて熱圧着により一体化することで、合わせ目３１ａが形成されている点が異なる。この実施形態において酸化物超電導積層体２の一方の端面中央部に合わせ目３１ａを形成する場合、合わせ目３１ａの幅は０．５ｍｍ以下であることが好ましい。
図４に示す構成では、熱圧着の際に第２のカバー部材３１の両端縁３１ｂ同士を挟んで熱圧着できるので、熱圧着を酸化物超電導線材１の全長に亘り確実に形成することが容易にでき、酸化物超電導積層体２の長さ方向全長に亘り隙間無く熱圧着した構造のカバー部材３１を提供できる。
【００３１】
以上構成の第２実施形態の酸化物超電導線材３０において、酸化物超電導積層体２を第１のカバー部材３で覆う構造については、第１実施形態の構造と同等であるので、第１実施形態の構造において第１のカバー部材３の存在により得られる作用効果は第２実施形態において同様に得ることができる。即ち、第１のカバー部材３が酸化物超電導積層７の電流を転流できるバイパスとなり、超電導特性の安定化を図るとともに、第１のカバー部材３１で覆うことによりある程度の防水構造を実現できる。
更に、第１のカバー部材３の外方に樹脂製の第２のカバー部材３１を設けている点も同様であるので、外部から酸化物超電導層７まで水分が侵入し難く、酸化物超電導層７の水分による劣化を抑制できる酸化物超電導線材３０を提供できる。
また、本実施形態の如く第２のカバー部材３１の合わせ目３１ａを複合超電導導体４の側面側に配置したことにより、酸化物超電導線材３０を巻胴に多層巻回してコイル化した構造において、酸化物超電導積層体２の表面側と裏面側に凹凸が生じないので、巻胴上において巻き乱れを生じることなくコイル化できる酸化物超電導線材３０を提供できる。
【実施例】
【００３２】
ハステロイＣ−２７６（米国ヘインズ社商品名）からなる幅１０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ、長さ１０ｍのテープ状の基材上に、Ａｌ２Ｏ３の拡散防止層（ａ−Ａｌ２Ｏ３の厚さ８０ｎｍ）と、Ｙ２Ｏ３のベッド層（ａ−Ｙ２Ｏ３の厚さ３０ｎｍ）と、ＭｇＯの中間層（ＩＢＡＤ−ＭｇＯの厚さ１０ｎｍ）と、ＣｅＯ２のキャップ層（厚さ３００ｎｍ）とＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘなる組成の酸化物超電導層を積層した酸化物超電導積層体を用意した。この酸化物超電導積層体をＣｕの電解浴に浸漬して厚さ２０μｍのＣｕ層を形成し、第１のカバー部材を被覆した複合超電導導体を形成した。
このテープ状の複合超電導導体に対し、ポリイミドテープ（厚さ２０μｍ、幅２５ｍｍ、長さ１０ｍ）を２つ折りとして複合超電導導体に縦添えして被せ、複合超電導導体の一側面側にはみ出したポリイミドテープの端縁同士を合わせ目として幅約２．５ｍｍ、複合超電導導体の全長に亘り熱圧着して第２のカバー部材で被覆した酸化物超電導線材を得た。加熱条件は、温度３００℃、加圧力１０ｋｇ／ｍ２、圧着時間３０秒とした。
【００３３】
この酸化物超電導線材を外径１００ｍｍの巻胴に巻回し、エポキシ樹脂を含浸させて固化し、樹脂含浸型の超電導コイルを作製した。この超電導コイルを液体窒素に浸漬して室温から液体窒素温度（７７Ｋ）まで冷却し、この超電導コイルを液体窒素から取り出して室温に戻す処理を１０サイクル行う、熱サイクル試験を行った。
その結果、１０サイクル分の熱サイクル試験後もポリイミドテープからなる第２のカバー部材に剥離部などの欠陥は認められなかった。
前記構造の複合超電導導体に対し被覆するポリイミドテープとして、厚さ５μｍのポリイミドテープを用い、その他の構造は同等として酸化物超電導線材を作製し、同様な熱サイクル試験に供した。また、前記構造の複合超電導導体に対し被覆するポリイミドテープとして、厚さ２５μｍのポリイミドテープを用い、その他の構造は同等として酸化物超電導線材を作製し、同様な熱サイクル試験に供した。
厚さ５μｍのポリイミドテープを用いた酸化物超電導線材と厚さ２５μｍのポリイミドテープを用いた酸化物超電導線材のいずれにおいても熱サイクル試験後にポリイミドテープからなる第２のカバー部材に剥離部などの欠陥は認められなかった。
【００３４】
「比較例」
次に、先の酸化物超電導積層体に対し、厚さ４μｍのポリイミドテープ、厚さ２７μｍのポリイミドテープをそれぞれ個別に用いて同様に縦添えし、複合超電導導体の側面側にはみ出した部分を熱圧着して比較例の酸化物超電導線材を作製した。厚さ４μｍのポリイミドテープを用いて熱圧着した場合、熱圧着時の加圧力によりポリイミドテープの合わせ目の部分の複数箇所に亀裂を生じた。
厚さ２７μｍのポリイミドテープを用いた比較例の酸化物超電導線材について先と同様の１０サイクルの熱サイクル試験を行ったところ、試験後の酸化物超電導線材において、いずれもカバー部材の合わせ目の複数箇所に剥離部を生じた。この剥離部分を観察したところ、ポリイミドテープの合わせ目の部分で熱圧着したはずの部分が未圧着部分となって剥離しており、ポリイミドテープが厚すぎたために、未圧着の部分が生じていたことが判明した。
以上の試験結果から、熱圧着の不良を生じさせないためにポリイミドテープの厚さは５μｍ〜２５μｍの範囲であることが好ましいと思われる。
【符号の説明】
【００３５】
１…酸化物超電導線材、２…酸化物超電導積層体、３…第１のカバー部材、４…複合超電導導体、５…基材、６…中間層、７…酸化物超電導層、８…保護層、９…第２のカバー部材、９ａ…合わせ目、３０…酸化物超電導線材、３１…第２のカバー部材、３１ａ…合わせ目、３１ｂ…端縁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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