(57)【要約】【課題】外力が作用しても特性劣化が起きることがない酸化物超電導線材およびその製造方法、ならびに超電導コイルを提供する。【解決手段】酸化物超電導積層体１と、酸化物超電導積層体１を覆う金属安定化層８と、金属安定化層８を酸化物超電導積層体１に接合する接合金属層７とを備えた酸化物超電導線材Ａ。酸化物超電導積層体１は、テープ状の基材３を有する主部１１と、酸化物超電導層５を有する超電導部１２とを有する。超電導部１２は主部１１より幅が狭く、主部１１の一方の面に積層されている。接合金属層７は、少なくとも、超電導部１２の少なくとも一方の側面１２ｄと金属安定化層８との間に介在している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物超電導積層体と、前記酸化物超電導積層体を覆う金属安定化層と、前記金属安定化層を前記酸化物超電導積層体に接合する接合金属層とを備え、
前記酸化物超電導積層体は、テープ状の基材を有する主部と、酸化物超電導層を有する超電導部とを有し、
前記超電導部は前記主部より幅が狭く、前記主部の一方の面に積層され、
前記接合金属層は、少なくとも、前記超電導部の少なくとも一方の側面と前記金属安定化層との間に介在している、酸化物超電導線材。
【請求項２】
前記超電導部の側面における前記接合金属層および前記金属安定化層の合計厚さは、前記主部の幅方向の端部と前記酸化物超電導層の幅方向の端部との幅方向の距離より大きい、請求項１に記載の酸化物超電導線材。
【請求項３】
前記酸化物超電導層の幅方向の端部の少なくとも一方は、平面視において前記主部の幅方向の端部より３００μｍ以上、幅方向の中央寄りに位置している、請求項１または２に記載の酸化物超電導線材。
【請求項４】
前記金属安定化層は、めっき層である、請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の酸化物超電導線材。
【請求項５】
前記金属安定化層は、金属テープからなる、請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の酸化物超電導線材。
【請求項６】
前記請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の酸化物超電導線材を備えた、超電導コイル。
【請求項７】
テープ状の基材を有する主部と、酸化物超電導層を有する超電導部とを備え、前記超電導部が前記主部の一方の面に積層された酸化物超電導積層体を作製する工程と、
前記超電導部の幅方向の一部を除去することにより、前記超電導部を前記主部より幅が狭くなるように形成する工程と、
前記酸化物超電導積層体を覆う金属安定化層と、前記金属安定化層を前記酸化物超電導積層体に接合する接合金属層とを形成する工程と、を有し、
前記金属安定化層および接合金属層を形成する工程において、前記接合金属層は、少なくとも、前記超電導部の少なくとも一方の側面と前記金属安定化層との間に介在させる、酸化物超電導線材の製造方法。
【請求項８】
前記超電導部を前記主部より幅が狭くなるように形成する工程において、前記超電導部の幅方向の一部を、レーザー加工によって除去する、請求項７に記載の酸化物超電導線材の製造方法。
【請求項９】
前記超電導部を前記主部より幅が狭くなるように形成する工程において、前記超電導部の幅方向の一部を、エッチングによって除去する、請求項７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、酸化物超電導線材およびその製造方法、ならびに超電導コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基材と酸化物超電導層とを有する積層体と、積層体を覆う被覆部とを有する酸化物超電導線材が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
被覆部は、めっき層、金属箔などからなる金属安定化層を有する。金属安定化層は、積層体を保護して酸化物超電導線材の機械的強度を確保するとともに、水分等の浸入を防ぎ、超電導特性の劣化を防ぐ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−０４３７３４号公報
【特許文献２】特開２０１５−１４６３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
超電導マグネット、超電導電動機などの超電導機器には、積層された複数のパンケーキ型の超電導コイルを用いる場合がある。超電導コイルは、例えば酸化物超電導線材によって構成される。超電導コイルに通電すると、超電導コイルの厚み方向に電磁力が働く。この電磁力によって酸化物超電導線材の側部に強い圧縮力が作用すると、金属安定化層の側部が損傷を受け、損傷箇所を起点として層剥離、水分浸入などが起き、超電導コイルの特性が劣化する可能性がある。
本発明は、外力が作用しても特性劣化が起きることがない酸化物超電導線材およびその製造方法、ならびに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】
【０００５】
本発明の一態様は、酸化物超電導積層体と、前記酸化物超電導積層体を覆う金属安定化層と、前記金属安定化層を前記酸化物超電導積層体に接合する接合金属層とを備え、前記酸化物超電導積層体は、テープ状の基材を有する主部と、酸化物超電導層を有する超電導部とを有し、前記超電導部は前記主部より幅が狭く、前記主部の一方の面に積層され、前記接合金属層は、少なくとも、前記超電導部の少なくとも一方の側面と前記金属安定化層との間に介在している酸化物超電導線材を提供する。
この構成によれば、酸化物超電導層が主部より狭く形成されているため、酸化物超電導線材の側部に外部から幅方向の力が加えられても、その影響は酸化物超電導層に及びにくい。例えば、外部からの力によって被覆部の側部が損傷を受けても、酸化物超電導層の剥離が生じることはない。また、被覆部の側部が損傷を受けても損傷は酸化物超電導層に達しないため、損傷個所から水分が浸入しても浸水は酸化物超電導層に及ばない。
酸化物超電導線材を用いた複数の超電導コイルを積層すると、通電によりコイル厚み方向（線材の幅方向）の力が作用する可能性があるが、酸化物超電導線材は幅方向の力が酸化物超電導層に影響しにくいため、被覆部の損傷等を原因として超電導コイルの特性が悪化するのを回避できる。
また、前記接合金属層によって、前記酸化物超電導積層体に対する前記金属安定化層の密着性を高め、前記金属安定化層を前記酸化物超電導積層体に強固に接合させることができる。そのため、酸化物超電導線材の側部の機械的強度を高め、超電導部の幅方向の端部（特に酸化物超電導層の幅方向の端部）を保護し、損傷を防ぐことができる。また、酸化物超電導積層体に対する金属安定化層の密着性を高めることにより、耐水性を向上させることができる。
【０００６】
前記超電導部の側面における前記接合金属層および前記金属安定化層の合計厚さは、前記主部の幅方向の端部と前記酸化物超電導層の幅方向の端部との幅方向の距離より大きいことが好ましい。
これによって、酸化物超電導線材の側部の機械的強度を高め、超電導部の幅方向の端部（特に酸化物超電導層の幅方向の端部）を保護し、損傷を防ぐことができる。
【０００７】
前記酸化物超電導層の幅方向の端部の少なくとも一方は、平面視において前記主部の幅方向の端部より３００μｍ以上、幅方向の中央寄りに位置していることが好ましい。
この構成によれば、被覆部の側部が外部からの力を受けても、その影響が酸化物超電導層に及びにくくなる。
【０００８】
前記金属安定化層は、例えば、めっき層である。
この構成によれば、超電導部の形成が容易となるため、酸化物超電導線材を容易に作製できる。
【０００９】
前記金属安定化層は、例えば、金属テープからなる。
この構成によれば、超電導部の形成が容易となるため、酸化物超電導線材を容易に作製できる。
【００１０】
本発明の一態様は、前記酸化物超電導線材を備えた超電導コイルを提供する。
この構成によれば、外部から酸化物超電導線材の幅方向の力を受けたとしても、その影響は酸化物超電導層に及びにくいため、超電導コイルの特性が悪化するのを回避できる。
【００１１】
本発明の一態様は、テープ状の基材を有する主部と、酸化物超電導層を有する超電導部とを備え、前記超電導部が前記主部の一方の面に積層された酸化物超電導積層体を作製する工程と、前記超電導部の幅方向の一部を除去することにより、前記超電導部を前記主部より幅が狭くなるように形成する工程と、前記酸化物超電導積層体を覆う金属安定化層と、前記金属安定化層を前記酸化物超電導積層体に接合する接合金属層とを形成する工程と、を有し、前記金属安定化層および接合金属層を形成する工程において、前記接合金属層は、少なくとも、前記超電導部の少なくとも一方の側面と前記金属安定化層との間に介在させる酸化物超電導線材の製造方法を提供する。
この方法によれば、超電導部の形成が容易となるため、酸化物超電導線材を容易に作製できる。
【００１２】
前記超電導部を前記主部より幅が狭くなるように形成する工程においては、前記超電導部の幅方向の一部を、レーザー加工によって除去する方法をとることができる。
この方法によれば、超電導部の形成が容易となるため、酸化物超電導線材を容易に作製できる。
【００１３】
前記超電導部を前記主部より幅が狭くなるように形成する工程においては、前記超電導部の幅方向の一部を、エッチングによって除去する方法をとることができる。
この方法によれば、超電導部の形成が容易となるため、酸化物超電導線材を容易に作製できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、外部から酸化物超電導線材の幅方向の力を受けたとしても、その影響は酸化物超電導層に及びにくい。そのため、酸化物超電導線材を用いた超電導コイルの特性が悪化するのを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態の酸化物超電導線材を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示す酸化物超電導線材の酸化物超電導積層体の一例を示す斜視図である。
【図３】図１に示す酸化物超電導線材の製造工程の一例を模式的に示す工程図である。
【図４】前図に続く工程図である。
【図５】前図に続く工程図である。
【図６】前図に続く工程図である。
【図７】第２実施形態の酸化物超電導線材を模式的に示す断面図である。
【図８】前図に示す酸化物超電導線材の製造工程の一例を模式的に示す概略図である。
【図９】第３実施形態の酸化物超電導線材を模式的に示す断面図である。
【図１０】前図に示す酸化物超電導線材の製造工程の一例を模式的に示す概略図である。
【図１１】第１実施形態の酸化物超電導線材の酸化物超電導積層体の変形例を示す断面図である。
【図１２】実施形態の酸化物超電導線材を備えた超電導コイルを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を採用する。Ｙ方向は線材の長さ方向である。Ｘ方向は、線材表面の面内であってＹ方向と直交する方向であり、線材の幅方向である。Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向であり、線材の厚み方向である。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。以下、酸化物超電導線材を単に「線材」ということがある。本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００１７】
［酸化物超電導線材（第１実施形態）］
図１は、第１実施形態の酸化物超電導線材である酸化物超電導線材Ａを模式的に示す断面図である。図２は、酸化物超電導線材Ａの酸化物超電導積層体１の一例を模式的に示す斜視図である。なお、平面視とは、基材３の厚さ方向に平行に見ることをいう。図１においては、酸化物超電導層５は基材３に対して上側に位置する。Ｃ１は酸化物超電導積層体１の幅方向の中央である。
【００１８】
図１および図２に示すように、酸化物超電導線材Ａは、酸化物超電導積層体１と、被覆部２とを備えている。
酸化物超電導積層体１は、主部１１と、主部１１の一方の面１１ａ（図１では上面）に積層された超電導部１２とを有する。
主部１１は、例えば、基材３と、基材３の一方の面３ａ（図１では上面）に積層された中間層４とを有する。主部１１の面１１ａは中間層４の表面４ａである。基材３と中間層４とは同幅であり、平面視位置（幅方向の位置）が一致している。
【００１９】
基材３は、テープ状であることが好ましく、耐熱性の金属で形成されることが好ましい。基材３をテープ状とすることによって酸化物超電導線材Ａに可撓性を与えることができる。基材３を構成する耐熱性金属としては、ニッケル合金が好ましい。特に、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３の厚さは、例えば１０〜５００μｍである。
【００２０】
中間層４は、下地層と配向層とキャップ層とで形成される構造を一例として適用できる。
下地層を設ける場合は、拡散防止層とベッド層とで形成される複層構造、あるいは、これらのうちどちらか１層で形成される構造を下地層として採用することができる。下地層として拡散防止層を設ける場合、拡散防止層は、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、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、その厚さは、例えば１０〜４００ｎｍである。
【００２１】
下地層としてベッド層を設ける場合、ベッド層は、耐熱性が高く、界面反応性を低減し、その上に配される膜の配向性を得るために用いる。ベッド層は、例えば、Ｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３等からなる。ベッド層は、これらの材料で形成され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。
【００２２】
配向層は、配向層の上に形成する酸化物超電導層５の結晶配向性を制御するバッファー層として機能する。配向層は、酸化物超電導層と格子整合性の良い金属酸化物で形成されることが好ましい。配向層の好ましい材料として、具体的には、Ｇｄ２Ｚｒ２Ｏ７、ＭｇＯ、ＺｒＯ２−Ｙ２Ｏ３（ＹＳＺ）、ＳｒＴｉＯ３、ＣｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｈｏ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３等の金属酸化物を例示できる。配向層は、単層構造でも良いし、複層構造でも良い。
【００２３】
キャップ層は、上述の配向層の表面に成膜されて結晶粒が面内方向に自己配向し得る材料からなり、具体的には、ＣｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＹＳＺ、Ｈｏ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、ＬａＭｎＯ３等からなる。キャップ層の厚さは、例えば５０〜５０００ｎｍの範囲とすることができる。
【００２４】
超電導部１２は、中間層４の表面４ａに形成された酸化物超電導層５と、酸化物超電導層５の表面５ａに形成された保護層６（第１の保護層）とを有する。酸化物超電導層５と保護層６とは同幅であり、平面視位置（幅方向の位置）が一致している。
【００２５】
酸化物超電導層５は、通常知られている酸化物超電導体の組成を広く適用することができ、ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏｙ（ＲＥはＹ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｒ、Ｇｄ等の希土類元素を表す）で形成される材料、具体的には、Ｙ１２３（ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｙ）又はＧｄ１２３（ＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏｙ）を例示することができる。また、その他の酸化物超電導体、例えば、Ｂｉ２Ｓｒ２Ｃａｎ−１ＣｕｎＯ４＋２ｎ＋δで形成される組成等に代表される臨界温度の高い他の酸化物超電導体で形成される材料を用いても良いのは勿論である。酸化物超電導層５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。
【００２６】
保護層６は、酸化物超電導層５が超電導状態から常電導状態に遷移するとき、酸化物超電導層５の電流を転流させるバイパスとして機能する。保護層６は、例えば銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、金と銀との合金、その他の銀合金または金合金からなる。
保護層６の厚さは１〜３０μｍ程度である。保護層６は、酸化物超電導層５の表面５ａを覆うように形成されている。
【００２７】
超電導部１２の幅（Ｘ方向の寸法）は、主部１１の幅より狭い。超電導部１２の幅方向の端部１２ｂ，１２ｂ（側縁部）は、例えば平面視において、主部１１の幅方向の端部１１ｂ，１１ｂ（側縁部）よりも幅方向の中央寄りに位置する。そのため、酸化物超電導層５の幅方向の端部５ｂ，５ｂ（側縁部）の平面視位置は、主部１１の幅方向の端部１１ｂ，１１ｂよりも幅方向の中央Ｃ１に近い。
酸化物超電導層５の幅方向の端部５ｂ，５ｂは、酸化物超電導層５の全長にわたって主部１１の幅方向の端部１１ｂ，１１ｂよりも中央寄りにあるのが好ましい。
主部１１の面１１ａ（中間層４の表面４ａ）のうち、超電導部１２が形成されていない領域を側部表面領域１１ｃ，１１ｃという。
【００２８】
主部１１の幅方向の端部１１ｂと、酸化物超電導層５の幅方向の端部５ｂとの幅方向の距離Ｌ１は、３００μｍ以上（好ましくは５００μｍ以上）であることが好ましい。距離Ｌ１が３００μｍ以上であると、被覆部２の側部が外部からの力を受けても、その影響が酸化物超電導層５に及びにくくなる。例えば、被覆部２の側部に幅方向に１０〜１００μｍの外傷（亀裂）が生じたとしても、その外傷は酸化物超電導層５に達しない。
距離Ｌ１は、例えば１０００μｍ以下とすることができる。距離Ｌ１が１０００μｍ以下であると、酸化物超電導層５に十分な幅を確保し、酸化物超電導線材Ａの臨界電流特性を高めることができる。
なお、主部１１の幅方向の端部１１ｂと酸化物超電導層５の幅方向の端部５ｂとの幅方向の距離Ｌ１は、例えば側部表面領域１１ｃの幅に相当する。
【００２９】
酸化物超電導層５の幅Ｗ２は、基材３の幅Ｗ１の２分の１以上であることが好ましい。これによって、酸化物超電導層５に十分な幅を確保し、酸化物超電導線材Ａの臨界電流特性を高めることができる。
【００３０】
図１１に示すように、酸化物超電導層５の幅方向の端部５ｂの端面がＹＺ平面に対して傾斜している場合には、距離Ｌ１は、幅方向の端部５ｂの最外縁５ｂ１（平面視において幅方向の最も外側の部分）と主部１１の幅方向の端部１１ｂとの幅方向の距離であり、幅方向の端部５ｂと幅方向の端部１１ｂとの最小距離である。この場合の酸化物超電導層５の幅Ｗ２は最外縁５ｂ１，５ｂ１どうしの距離である。
なお、図１に示す酸化物超電導線材Ａでは、平面視において酸化物超電導層５の幅方向の端部５ｂ，５ｂの両方が主部１１の幅方向の端部１１ｂ，１１ｂよりも中央Ｃ１に近いが、酸化物超電導層５の幅方向の端部５ｂ，５ｂのうち一方のみが主部１１の幅方向の端部１１ｂより中央Ｃ１に近くてもよい。例えば、平面視において、酸化物超電導層５の幅方向の端部５ｂ，５ｂのうち一方のみが主部１１の幅方向の端部１１ｂより中央Ｃ１に近く、かつ他方の幅方向の端部５ｂの平面視位置は主部１１の幅方向の端部１１ｂの平面視位置（幅方向の位置）に一致していてもよい。
【００３１】
図１に示すように、被覆部２は、接合金属層７（第２の保護層、被覆金属層）と、接合金属層７の外面に形成された金属安定化層８とを備えている。
接合金属層７は、酸化物超電導積層体１の長さ方向に延在しており、酸化物超電導積層体１を覆って形成されている。接合金属層７は、酸化物超電導積層体１に対する金属安定化層８の密着性を高め、金属安定化層８を酸化物超電導積層体１に強固に接合させる。よって、被覆部２の機械的強度を高め、被覆部２を破損しにくくすることができる。
接合金属層７を構成する材料は、良導電性を有すればよく、特に限定されないが、銅、銅合金（Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｎｉ合金等）、Ａｕ、Ａｕ合金等を用いることが好ましい。なかでも、高い導電性を有し、かつ安価であることから銅が好ましい。
【００３２】
金属安定化層８は、酸化物超電導積層体１の長さ方向に延在しており、接合金属層７を介して酸化物超電導積層体１を覆って形成されている。金属安定化層８は、酸化物超電導層５が超電導状態から常電導状態に転移したときに、保護層６とともに、電流を転流するバイパスとして機能する。
金属安定化層８を構成する材料は、良導電性を有すればよく、特に限定されないが、銅、銅合金（Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｎｉ合金等）、Ａｌ、Ａｌ合金（Ａｌ−Ｃｕ合金等）などの比較的安価な材料を用いることが好ましい。なかでも、高い導電性を有し、かつ安価であることから銅が好ましい。金属安定化層８の厚さは特に限定されないが、例えば１５〜３００μｍとすることが好ましい。
金属安定化層８は、めっき法により形成されためっき層であることが好ましい。
【００３３】
被覆部２は、酸化物超電導積層体１の基材３の他方の面３ｂと、主部１１の側面１１ｄ，１１ｄと、側部表面領域１１ｃ，１１ｃと、超電導部１２の側面１２ｂ，１２ｂと、超電導部１２の表面１２ａ（保護層６の表面６ａ）とを覆って形成されている。
詳しくは、接合金属層７は、基材３の他方の面３ｂと、主部１１の側面１１ｄ，１１ｄと、側部表面領域１１ｃ，１１ｃと、超電導部１２の側面１２ｂ，１２ｂと、超電導部１２の表面１２ａ（保護層６の表面６ａ）とを、隙間なく覆って形成されている。そのため、接合金属層７は、酸化物超電導積層体１の外表面（基材３の他方の面３ｂ、主部１１の側面１１ｄ，１１ｄ、側部表面領域１１ｃ，１１ｃ、超電導部１２の側面１２ｂ，１２ｂ、超電導部１２の表面１２ａ（保護層６の表面６ａ））と、金属安定化層８との間に介在している。
【００３４】
金属安定化層８は、接合金属層７の全外表面を覆って形成されているため、接合金属層７を介して、基材３の他方の面３ｂと、主部１１の側面１１ｄ，１１ｄと、側部表面領域１１ｃ，１１ｃと、超電導部１２の側面１２ｂ，１２ｂと、超電導部１２の表面１２ａ（保護層６の表面６ａ）とを覆っている。
【００３５】
超電導部１２の側面１２ｄ，１２ｄにおける被覆部２の厚さ（幅方向（Ｘ方向））の寸法）Ｔ１（接合金属層７と金属安定化層８との合計厚さ）（例えば最大厚さ）は、主部１１の幅方向の端部１１ｂと酸化物超電導層５の幅方向の端部５ｂとの幅方向の距離Ｌ１より大きいことが好ましい。
これによって、酸化物超電導線材Ａの側部の機械的強度を高め、超電導部１２の幅方向の端部１２ｂ，１２ｂ（特に酸化物超電導層５の幅方向の端部５ｂ，５ｂ）を保護し、損傷を防ぐことができる。
【００３６】
主部１１の側面１１ｄに沿う被覆部２の厚さＴ２は、例えば２０μｍ以上である。被覆部２の厚さＴ２を２０μｍ以上とすることにより被覆部２が破損しにくくなる。厚さＴ２は１００μｍ以下とすることができる。厚さＴ２を１００μｍ以下とすることにより酸化物超電導線材Ａの線幅を抑えることができる。
【００３７】
［酸化物超電導線材の製造方法（第１実施形態）］
図１に示す酸化物超電導線材Ａを製造する場合を例として、第１実施形態の製造方法を説明する。
【００３８】
（工程１：酸化物超電導積層体の作製）
図３に示す酸化物超電導積層体１Ａを、次のようにして作製する。
まず、基材３の一方の面３ａに中間層４を形成する。中間層４は、例えば下地層と配向層とキャップ層とを有する。
下地層として拡散防止層を設ける場合、拡散防止層はスパッタ法等の成膜法により形成することができる。下地層としてベッド層を設ける場合、ベッド層はスパッタ法等の成膜法により形成することができる。配向層は、イオンビームアシスト蒸着法（ＩＢＡＤ法）等の物理的蒸着法で形成することができる。キャップ層は、ＰＬＤ法（パルスレーザ蒸着法）、スパッタリング法等で成膜することができる。ＰＬＤ法によりＣｅＯ２層を形成する際には、基材温度約５００〜１０００℃、約０．６〜１００Ｐａの酸素ガス雰囲気中で成膜することができる。
これによって、基材３と中間層４とからなる主部１１を得る。
【００３９】
中間層４の表面４ａに酸化物超電導層５Ａを形成する。酸化物超電導層５Ａは、スパッタ法、真空蒸着法、レーザ蒸着法、電子ビーム蒸着法、パルスレーザ堆積法（ＰＬＤ法）、化学気相成長法（ＣＶＤ法）、有機金属塗布熱分解法（ＭＯＤ法）等で積層することができる。酸化物超電導層５Ａは、中間層４と同幅であり、平面視位置が中間層４と一致している。
【００４０】
酸化物超電導層５Ａの表面５Ａａに保護層６Ａを形成する。保護層６Ａは、ＤＣスパッタ装置、ＲＦスパッタ装置などを用いてスパッタ法により形成することができる。保護層６Ａは、酸化物超電導層５Ａと同幅であり、平面視位置が酸化物超電導層５Ａと一致している。保護層６Ａを形成することによって、酸化物超電導層５Ａと保護層６Ａとからなる超電導部１２Ａが形成される。
【００４１】
これによって、主部１１と超電導部１２Ａとを有する酸化物超電導積層体１Ａを得る。超電導部１２Ａのうち、酸化物超電導層５Ａの幅方向の端部５Ａｂ，５Ａｂと、保護層６Ａの幅方向の端部６Ａｂ，６Ａｂとを含む部分を側部分１３，１３という。側部分１３，１３は、超電導部１２Ａの幅方向の端部１２Ａｂ，１２Ａｂを含む部分であり、酸化物超電導積層体１Ａの長さ方向に沿う一定幅の部分である。
【００４２】
（工程２：超電導部１２Ａの側部分１３を除去）
図４に示すように、保護層６Ａの表面のうち、側部分１３，１３を除く領域（中央領域１６）にマスク１７を形成する。
図５に示すように、エッチング等の化学的加工により側部分１３，１３を除去する。エッチングには、例えば、酸性またはアルカリ性のエッチング液を用いたウェットエッチング法を採用できる。エッチング液としては、例えば硝酸、硫酸、塩酸、過酸化水素水、アンモニア水などを使用できる。
次いで、マスク１７を除去する。これによって、酸化物超電導積層体１を得る。
【００４３】
（工程３：接合金属層７を形成）
図６に示すように、例えばスパッタ法、真空蒸着法等の成膜法により接合金属層７を形成する。
【００４４】
（工程４：金属安定化層８を形成）
めっき法により金属安定化層８（図１参照）を形成する。これによって、接合金属層７と金属安定化層８とからなる被覆部２が形成される。
以上の工程を経て、図１に示す酸化物超電導線材Ａを得る。
【００４５】
酸化物超電導線材Ａは、酸化物超電導層５が主部１１より狭く形成されており、幅方向の端部５ｂ，５ｂが主部１１の幅方向の端部１１ｂ，１１ｂより幅方向の中央寄りに位置している。そのため、酸化物超電導線材Ａの側部に外部から幅方向の力が加えられても、その影響は酸化物超電導層５に及びにくい。例えば、外部からの力によって被覆部２の側部が損傷を受けても、酸化物超電導層５の剥離が生じることはない。また、被覆部２の側部が損傷を受けても損傷は酸化物超電導層５に達しないため、損傷個所から水分が浸入しても浸水は酸化物超電導層５に及ばない。
酸化物超電導線材Ａを用いた複数の超電導コイルを積層すると、通電によりコイル厚み方向（線材の幅方向）の力が作用する可能性があるが、酸化物超電導線材Ａは幅方向の力が酸化物超電導層５に影響しにくいため、被覆部２の損傷等を原因として超電導コイルの特性が悪化するのを回避できる。
酸化物超電導線材Ａは、接合金属層７によって、酸化物超電導積層体１に対する金属安定化層８の密着性を高め、金属安定化層８を酸化物超電導積層体１に強固に接合させることができる。そのため、酸化物超電導線材Ａの側部の機械的強度を高め、超電導部１２の幅方向の端部１２ｂ，１２ｂ（特に酸化物超電導層５の幅方向の端部５ｂ，５ｂ）を保護し、損傷を防ぐことができる。また、酸化物超電導積層体１に対する金属安定化層８の密着性を高めることにより、耐水性を向上させることができる。
【００４６】
前記製造方法によれば、エッチング等の化学的加工により側部分１３，１３を除去することによって超電導部１２を形成するため、超電導部１２の形成が容易である。よって、酸化物超電導線材Ａを容易に作製できる。
【００４７】
［酸化物超電導線材（第２実施形態）］
図７は、第２実施形態の酸化物超電導線材である酸化物超電導線材Ｂを模式的に示す断面図である。なお、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付して説明を省略する。
図７に示すように、酸化物超電導線材Ｂは、酸化物超電導積層体１と、被覆部２２とを備えている。酸化物超電導線材Ｂは、被覆部２２以外は第１実施形態の酸化物超電導線材Ａと同じ構成である。
【００４８】
被覆部２２は、第１接合金属層７と、第２接合金属層２７と、金属安定化層２８とを備えている。
第１接合金属層７は、第１実施形態の酸化物超電導線材Ａにおける接合金属層７と同じ構成としてよい。
第２接合金属層２７を構成する材料としては、例えば、Ｓｎ系、Ｓｎ−Ｐｂ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｉｎ系などの半田が使用できる。第２接合金属層２７は、第１接合金属層７を介して、酸化物超電導積層体１を覆って形成されている。第２接合金属層２７は、第１接合金属層７と金属安定化層２８との間を埋めるように充填されている。
接合金属層７，２７は、酸化物超電導積層体１に対する金属安定化層２８の密着性を高め、金属安定化層２８を酸化物超電導積層体１に強固に接合させる。よって、被覆部２２の機械的強度を高め、被覆部２２を破損しにくくすることができる。
【００４９】
金属安定化層２８は、酸化物超電導積層体１の長さ方向に延在しており、接合金属層７，２７を介して酸化物超電導積層体１を覆って形成されている。
金属安定化層２８は、酸化物超電導層５が超電導状態から常電導状態に転移したときに、保護層６とともに、電流を転流するバイパスとして機能する。金属安定化層２８を構成する材料は、良導電性を有すればよく、特に限定されないが、銅、銅合金（Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｎｉ合金等）、Ａｌ、Ａｌ合金（Ａｌ−Ｃｕ合金等）などの比較的安価な材料を用いることが好ましい。なかでも、高い導電性を有し、かつ安価であることから銅が好ましい。
金属安定化層２８の厚さは特に限定されないが、例えば１５〜３００μｍとすることが好ましい。
【００５０】
金属安定化層２８は、基部２８ａと、側部２８ｂ，２８ｂと、対向部２８ｃ，２８ｃとを有する。
基部２８ａは、接合金属層７，２７を介して、酸化物超電導積層体１の酸化物超電導層５側の面（図７の上面）を覆っている。側部２８ｂ，２８ｂは、接合金属層７，２７を介して酸化物超電導積層体１の側面を覆っている。対向部２８ｃ，２８ｃは、接合金属層７，２７を介して酸化物超電導積層体１の基材３側の面の一部または全部を覆っている。金属安定化層２８は、例えば金属テープを、横断面が略Ｃ字型となるように折り曲げて形成されている。
【００５１】
酸化物超電導積層体１の幅方向の中央部であって金属安定化層２８の対向部２８ｃ，２８ｃ間には、対向部２８ｃ，２８ｃ間の空間を埋めるように埋込層２９が形成されている。埋込層２９は、半田（Ｓｎ系等）などからなり、接合金属層２７と一体化されていてもよい。
【００５２】
［酸化物超電導線材の製造方法（第２実施形態）］
図７に示す酸化物超電導線材Ｂを製造する場合を例として、第２実施形態の製造方法を説明する。
【００５３】
（工程１：酸化物超電導積層体の作製）
第１実施形態の製造方法の工程１と同様にして、図３に示す酸化物超電導積層体１Ａを得る。
【００５４】
（工程２：超電導部１２Ａの側部分１３を除去）
第１実施形態の製造方法の工程２と同様にして、超電導部１２Ａの側部分１３，１３を除去し、酸化物超電導積層体１を得る（図４および図５参照）。
【００５５】
（工程３：第１接合金属層７を形成）
第１実施形態の製造方法の工程３と同様にして、第１接合金属層７を形成する（図６参照）。
【００５６】
（工程４：第２接合金属層２７および金属安定化層２８を形成）
図８に示すように、酸化物超電導積層体１より幅が広い被覆テープ２Ａを用意する。
被覆テープ２Ａは、金属テープ２８Ａと、金属テープ２８Ａの表面に形成された接合金属層２７Ａとを有する。接合金属層２７Ａは、半田（Ｓｎ系等）などの金属からなり、めっき法等により形成することができる。
被覆テープ２Ａを酸化物超電導積層体１の長さ方向（Ｙ方向）に沿って配置し、酸化物超電導積層体１を包み込んで横断面Ｃ字状に折り曲げる。
【００５７】
加熱により接合金属層２７Ａを溶融させる。溶融金属（半田等）は酸化物超電導積層体１と金属テープ２８Ａとの間隙に充填され、第２接合金属層２７となる。前記溶融金属、および必要に応じて添加された金属（半田等）によって埋込層２９を形成することができる。金属テープ２８Ａは金属安定化層２８となる。これにより、図７に示す酸化物超電導線材Ｂが得られる。
【００５８】
酸化物超電導線材Ｂは、第１実施形態の酸化物超電導線材Ａと同様に、酸化物超電導層５の幅方向の端部５ｂ，５ｂが主部１１の幅方向の端部１１ｂ，１１ｂより幅方向の中央寄りに位置しているため、外部から線材の幅方向の力を受けたとしても、その影響は酸化物超電導層５に及びにくい。そのため、酸化物超電導線材Ａを用いた超電導コイルの特性が悪化するのを回避できる。
酸化物超電導線材Ｂは、第１実施形態の酸化物超電導線材Ａと同様に、第１接合金属層７によって、酸化物超電導積層体１に対する金属安定化層２８の密着性を高め、金属安定化層２８を酸化物超電導積層体１に強固に接合させることができる。そのため、酸化物超電導線材Ｂの側部の機械的強度を高め、超電導部１２の幅方向の端部１２ｂ，１２ｂ（特に酸化物超電導層５の幅方向の端部５ｂ，５ｂ）を保護し、損傷を防ぐことができる。また、酸化物超電導積層体１に対する金属安定化層２８の密着性を高めることにより、耐水性を向上させることができる。
【００５９】
［酸化物超電導線材（第３実施形態）］
図９は、第３実施形態の酸化物超電導線材である酸化物超電導線材Ｃを模式的に示す断面図である。なお、第１実施形態または第２実施形態と同じ構成については同じ符号を付して説明を省略する。
図９に示すように、酸化物超電導線材Ｃは、酸化物超電導積層体３１と、被覆部３２とを備えている。
酸化物超電導積層体３１は、主部４１と、主部４１の一方の面４１ａ（図９では上面）に積層された超電導部４２とを有する。
【００６０】
主部４１は、基材３からなる。主部４１の面４１ａは基材３の表面３ａである。
超電導部４２は、基材３の表面３ａに形成された中間層３４と、中間層３４の表面３４ａに形成された酸化物超電導層５と、酸化物超電導層５の表面５ａに形成された保護層６とを有する。中間層３４と酸化物超電導層５と保護層６とは同幅であり、平面視位置が一致している。
中間層３４は、幅以外は、第１実施形態の酸化物超電導線材Ａにおける中間層４と同じ構成とすることができる。
【００６１】
超電導部４２の幅（Ｘ方向の寸法）は、主部４１より幅が狭い。超電導部４２の幅方向の端部４２ｂ，４２ｂは、平面視において、主部４１の幅方向の端部４１ｂ，４１ｂよりも幅方向の中央寄りに位置する。そのため、酸化物超電導層５の幅方向の端部５ｂ，５ｂの平面視位置は、主部４１の幅方向の端部４１ｂ，４１ｂよりも幅方向の中央Ｃ１に近い。
主部４１の面４１ａ（基材３の面３ａ）のうち、超電導部４２が形成されていない領域を側部表面領域４１ｃ，４１ｃという。
【００６２】
被覆部３２は、接合金属層３７と、接合金属層３７の外面に形成された金属安定化層８とを備えている。
接合金属層３７は、第１実施形態の酸化物超電導線材Ａにおける接合金属層７と同じ構成としてよい。
被覆部３２は、基材３の他方の面３ｂと、主部４１の側面４１ｄ，４１ｄと、側部表面領域４１ｃ，４１ｃと、超電導部４２の側面４２ｂ，４２ｂと、超電導部４２の表面４２ａ（保護層６の表面６ａ）とを覆って形成されている。
【００６３】
［酸化物超電導線材の製造方法（第３実施形態）］
図９に示す酸化物超電導線材Ｃを製造する場合を例として、第３実施形態の製造方法を説明する。
【００６４】
（工程１：酸化物超電導積層体の作製）
第１実施形態の製造方法（第１の例）の工程１と同様にして、図３に示す酸化物超電導積層体１Ａを得る。本工程では、酸化物超電導積層体１Ａの中間層４と酸化物超電導層５Ａと保護層６Ａとを超電導部４２Ａという。
【００６５】
（工程２：超電導部４２Ａの側部分４３を除去）
図１０に示すように、レーザー加工機（レーザー照射装置）１４を用いて、超電導部４２Ａの幅方向の端部４２Ａｂ，４２Ａｂを含む側部分４３，４３にレーザー光１５を照射し、側部分４３，４３を除去する。側部分４３，４３は、酸化物超電導層５Ａの幅方向の端部５Ａｂ，５Ａｂと、保護層６Ａの幅方向の端部６Ａｂ，６Ａｂと、中間層４の幅方向の端部４ｂ，４ｂとを含む一定幅の部分である。
これによって、酸化物超電導積層体３１を得る。
【００６６】
（工程３，４：接合金属層３７および金属安定化層８を形成）
第１実施形態の製造方法の工程３，４と同様にして、接合金属層３７および金属安定化層８を形成する。
以上の工程を経て、図９に示す酸化物超電導線材Ｃを得る。
【００６７】
酸化物超電導線材Ｃは、第１実施形態の酸化物超電導線材Ａと同様に、酸化物超電導層５の幅方向の端部５ｂ，５ｂが主部４１の幅方向の端部４１ｂ，４１ｂより中央寄りに位置しているため、外部から線材の幅方向の力を受けたとしても、その影響は酸化物超電導層５に及びにくい。そのため、酸化物超電導線材Ｃを用いた超電導コイルの特性が悪化するのを回避できる。
酸化物超電導線材Ｃは、第１実施形態の酸化物超電導線材Ａと同様に、接合金属層３７によって、酸化物超電導積層体１に対する金属安定化層８の密着性を高め、金属安定化層８を酸化物超電導積層体１に強固に接合させることができる。そのため、酸化物超電導線材Ａの側部の機械的強度を高め、超電導部４２の幅方向の端部４２ｂ，４２ｂ（特に酸化物超電導層５の幅方向の端部５ｂ，５ｂ）を保護し、損傷を防ぐことができる。また、酸化物超電導積層体１に対する金属安定化層２８の密着性を高めることにより、耐水性を向上させることができる。
【００６８】
酸化物超電導線材Ｃでは、被覆部３２が基材３に直接、接合されているため、酸化物超電導線材Ａ，Ｂに比べて、酸化物超電導線材Ｃの側部の機械的強度をさらに高めることができる。また、耐水性をさらに高めることができる。
【００６９】
図１２は、超電導コイルの一例である超電導コイル１００を示す図である。
超電導コイル１００は、複数のコイル体１０１が積層されて構成されている。
コイル体１０１は、酸化物超電導線材１０２が巻回されて構成されている。酸化物超電導線材１０２としては、図１、図７、および図９に示す酸化物超電導線材Ａ，Ｂ，Ｃのうち少なくとも１つを使用できる。
コイル体１０１は、パンケーキコイルであって、酸化物超電導線材１０２が厚さ方向に積層されて巻回されている。パンケーキコイルとは、テープ状の酸化物超電導線材を重ね巻きするように巻回して構成されたコイルである。図１２に示す超電導コイル１００のコイル体１０１は円環状である。複数のコイル体１０１は、互いに電気的に接続されていてよい。
【００７０】
超電導コイル１００は、複数のコイル体１０１が積層されて構成されているため、通電によりコイル厚み方向（線材の幅方向）の大きな圧縮力がコイル体１０１に作用する可能性があるが、酸化物超電導線材Ａ，Ｂ，Ｃは幅方向の力が酸化物超電導層５に影響しにくいため、被覆部２の損傷等を原因として超電導コイル１００の特性が悪化するのを回避できる。
【００７１】
以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態における構成は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
例えば、図１に示す酸化物超電導線材Ａでは、保護層６と接合金属層７とは少なくとも一部が一体化されていてもよい。保護層６と接合金属層７とは総括して保護層と呼んでもよい。
図７に示す酸化物超電導線材Ｂでは、保護層６と第１接合金属層７と第２接合金属層２７とは少なくとも一部が一体化されていてもよい。保護層６と第１接合金属層７と第２接合金属層２７のうち２以上は総括して保護層と呼んでもよい。
酸化物超電導線材Ｃでは、金属テープの両面に接合金属層が設けられた構造の被覆テープを採用したが、被覆テープは、金属テープの両面に接合金属層が設けられた構造であってもよい。
【００７２】
図１２に示す超電導コイル１００のコイル体１０１は、コイル体１０１の中心軸と平行に見て円環状であるが、コイル体１０１の形状は円環状に限らず、長円状（レーストラック状）、楕円状などとしてもよい。超電導コイル１００を構成するコイル体１０１の数は２以上の任意の数であってよい。
図１に示す酸化物超電導線材Ａでは、  酸化物超電導層５の幅方向の端部５ｂは、酸化物超電導層５の全長にわたって主部１１の幅方向の端部１１ｂよりも中央寄りにあるのが好ましいが、長さ方向の一部のみが主部１１の幅方向の端部１１ｂよりも中央寄りにある場合でも、被覆部２の損傷等に起因する特性劣化を防ぐ効果は得られる。
【００７３】
図１に示す酸化物超電導線材Ａの接合金属層７は、酸化物超電導積層体１の全外表面を覆っているが、接合金属層が覆う領域は、酸化物超電導積層体の全外表面でなくてもよい。接合金属層は、例えば、少なくとも、超電導部の少なくとも一方の側面を覆う構成とすることができる。その場合、接合金属層は、少なくとも、超電導部の少なくとも一方の側面と、金属安定化層との間に介在する。
接合金属層は、少なくとも、超電導部の少なくとも一方の側面と、少なくとも一方の側部表面領域とを覆う構成であってもよい。その場合、接合金属層は、少なくとも、超電導部の少なくとも一方の側面および少なくとも一方の側部表面領域と、金属安定化層との間に介在する。
図１に示す酸化物超電導線材Ａを作製するにあたっては、図３〜図６に示すように、エッチングによって超電導部１２Ａの側部分１３を除去する方法を例示したが、第３実施形態の製造方法と同様に、レーザー加工を採用してもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１…酸化物超電導積層体、５…酸化物超電導層、５ｂ…酸化物超電導層の幅方向の端部、７…接合金属層、第１接合金属層、８，２８…金属安定化層、１１…主部、１１ａ…主部の一方の面、１１ｂ…主部の幅方向の端部、１１ｄ…側面、１２，１２Ａ…超電導部、１４…レーザー加工機、２７…第２接合金属層、２８Ａ…金属テープ、１００…超電導コイル、Ａ，Ｂ，Ｃ…酸化物超電導線材、Ｃ１…幅方向の中央、Ｌ１…主部の幅方向の端部と酸化物超電導層の幅方向の端部との幅方向の距離、Ｔ１…超電導部の側面における被覆部の厚さ（超電導部の側面における接合金属層および金属安定化層の合計厚さ）。
【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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