酸化物超電導導体
【課題】超電導体を細線化し、互いに分離すれば、交流損失は低減されるものの、超電導導体としての安定性は損なわれるという課題があった。
【解決手段】本発明は、耐熱金属製の基材３上に設けられた酸化物超電導層４に基材３の長手方向に細線化溝11が設けられ、この酸化物超電導層４が細線化溝11によって複数の細線に分離された酸化物超電導導体10において、前記細線化溝11および超電導導体４の表面を低抵抗金属層５によって覆ったことを特徴とする。
【解決手段】本発明は、耐熱金属製の基材３上に設けられた酸化物超電導層４に基材３の長手方向に細線化溝11が設けられ、この酸化物超電導層４が細線化溝11によって複数の細線に分離された酸化物超電導導体10において、前記細線化溝11および超電導導体４の表面を低抵抗金属層５によって覆ったことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材上に酸化物超電導層を有する酸化物超電導導体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、開発が進められている酸化物超電導導体は、金属系の超電導導体と比較し、臨界温度が高い、臨界磁界が高いなどの特長があり、冷却が容易であることから、その応用範囲が広がりつつある。しかしながら、酸化物超電導導体は、セラミックスの一種であって極めて脆く、塑性加工は望めないため、フィラメントを細線化した丸線で提供することは困難である。このため、一般にはテープ形状の導体で提供されている。
【０００３】
特に、基材上に酸化物超電導体を設けてなる酸化物超電導導体では、等価フィラメント径が導体幅に比例することから、交流損失も導体幅に比例して増加する。
【０００４】
この交流損失の低減対策として、交流用途の超電導導体では、その長さ方向に沿ってレーザー光線等で酸化物超電導体にスリットを入れて分断し、酸化物超電導体を幅方向に複数形成することによって細線化することが行われている。
【特許文献１】特開２００７−１４１６８８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように超電導体を細線化し、互いに分離すれば、交流損失は低減されるものの、超電導導体としての安定性は損なわれるという新たな課題が発生する。細線化された酸化物超電導導体の一部にクエンチが発生した場合、そこに流れていた電流は、表面に形成された低抵抗金属層（安定化層）に分流する。しかしながら、一般にその低抵抗金属層は十分な断面積を持っていないため、ジュール損で導体が発熱し、超電導線全体がクエンチしてしまう可能性がある。
【０００６】
本発明はこの課題を解決するためになされたものであり、交流損失を低減させながらも、超電導導体の安定性を損なわない酸化物超電導導体を提供することを目的としている。
【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に係る酸化物超電導導体は、耐熱金属製の基材上に設けられた酸化物超電導層に基材の長手方向に細線化溝が設けられ、この酸化物超電導層が細線化溝によって複数の細線に分離された酸化物超電導導体において、前記細線化溝および超電導導体の表面を低抵抗金属層によって覆ったことを特徴とする。
【０００８】
さらに本発明は、耐熱金属製の基材上に設けられた酸化物超電導層に基材の長手方向に細線化溝が設けられ、この酸化物超電導層が細線化溝によって複数の細線に分離された酸化物超電導導体において、前記細線化溝および超電導導体の表面を抵抗金属層によって覆い、この抵抗金属層の表面に低抵抗金属を配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る酸化物超電導導体によれば、交流損失を低減させながらも、超電導導体の安定性を損なわない酸化物超電導導体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る酸化物超電導導体の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
（実施例１）
まず、図１を用いて実施例１を説明する。図１は本発明に係る酸化物超電導導体の第１の実施形態を示す長手方向に直角な位置で切断した縦断面図である。
【００１２】
図１において、酸化物超電導導体１０は、耐熱金属製たとえばNi合金のハステロイあるいはＮｉ−Ｗ合金製のテープ状の長尺の基体１の上に、この基体１の幅方向に沿って複数、所定の間隔で配向制御用の中間層２が形成されて基材３を構成している。この中間層３の上には酸化物超電導層４が積層され、この酸化物超電導層４は複数の細線に分離されるため各酸化物超電導層４間には細線化溝１１が形成されている。この細線化溝１１内および酸化物超電導層４の表面にはこの酸化物超電導層４の表面を覆い、細線化溝１１を埋めるように銅、銀等からなる安定化層でありクエンチ時に電流が分流する低抵抗金属層５が設けられている。
【００１３】
この低抵抗金属層５は従来と比較してクエンチが発生しても分流に必要な十分な断面積を有するので交流損失を低減させながらも、超電導導体の安定性を損なわない酸化物超電導導体を得ることができる。
【００１４】
（実施例２）
図２は本発明に係る酸化物超電導導体の第２の実施形態を示す縦断面図である。なお、図１と同一な部分には同一の符号を付しその部分の構成の説明は省略する。
【００１５】
図２において、酸化物超電導導体１２は、細線化溝１１内および酸化物超電導層４の表面に複数の細線に分離された酸化物超電導層４の各々の結合度合いを制御するために、この酸化物超電導層４の表面を覆い、細線化溝１１を埋めるようにように比較的抵抗の高いCuNiなどの合金を配置した抵抗金属層６が設けられている。
【００１６】
この抵抗金属層６の抵抗値は低いと超電導導体の安定性は増すが交流損失が増加し、高いと超電導導体の安定性は低下するが交流損失は減るため、当該抵抗値は酸化物超電導層４の性状によって適宜選定される。この抵抗金属層６の表面には銅、銀等からなる抵抗金属層６より低抵抗体から成る低抵抗金属層５が設けられている。
【００１７】
上記構造によれば安定化層となる低抵抗金属層５は従来と比較してクエンチが発生しても分流に必要な十分な断面積を有するので交流損失を低減させながらも、超電導導体の安定性を損なわない酸化物超電導導体を得ることができる。さらには、酸化物超電導層４の表面を覆うように抵抗金属層６が設けられているのでより交流損失を低減させながらも、超電導導体の安定性を損なわない酸化物超電導導体を提供することができる。
【００１８】
（実施例３）
図３は本発明に係る酸化物超電導導体の第３の実施形態を示す縦断面図である。なお、図１と同一な部分には同一の符号を付しその部分の構成の説明は省略する。
【００１９】
図３において、酸化物超電導導体１３は、実施例１に示す酸化物超電導導体１０の渡り部を低抵抗金属から成る半田１５によって接合したものである。導体にスリットを入れるとその部分の剛性が低下するが、曲げ成形後に半田１５によって接合し、渡り部を一体化することで、実施例１の効果のほかにさらに渡り部の劣化がなく、剛性を向上させることができる。
【００２０】
なお、低抵抗金属から成る半田１５は酸化物超電導層４の表面を覆う銅、銀等からなる低抵抗金属層５と同一部材が望ましいが、抵抗値が同等な材料であれば、例えば表面を覆う低抵抗金属層５を銅または銀とし、接合材である半田１５を銀または銅としても良い。
【００２１】
（実施例４）
図４は本発明に係る酸化物超電導導体の第４の実施形態を示す縦断面図である。なお、図２と同一な部分には同一の符号を付しその部分の構成の説明は省略する。
【００２２】
図４において、酸化物超電導導体１４は、実施例２に示す酸化物超電導導体１２の渡り部に低抵抗金属から成る接続導体を半田１６によって接合したもので、実施例３と同様に接続部の剛性を高めると同時に超電導特性の補強を行うこともできる。
【００２３】
なお、低抵抗金属から成る半田１６は酸化物超電導層４の表面を覆う銅、銀等からなる低抵抗金属層５と同一部材が望ましいが、抵抗値が同等な材料であれば、例えば表面を覆う低抵抗金属層５を銅または銀とし、接合材である半田１６を銀または銅としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る酸化物超電導導体の第１の実施形態を示す縦断面図。
【図２】本発明に係る酸化物超電導導体の第２の実施形態を示す縦断面図。
【図３】本発明に係る酸化物超電導導体の第３の実施形態を示す縦断面図。
【図４】本発明に係る酸化物超電導導体の第４の実施形態を示す縦断面図。
【符号の説明】
【００２５】
１…基体
２…中間層
３…基材
４…酸化物超電導層
５…低抵抗金属層
６…抵抗金属層
１０，１２，１３，１４…酸化物超電導導体
１１…細線化溝
１５，１６…半田
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材上に酸化物超電導層を有する酸化物超電導導体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、開発が進められている酸化物超電導導体は、金属系の超電導導体と比較し、臨界温度が高い、臨界磁界が高いなどの特長があり、冷却が容易であることから、その応用範囲が広がりつつある。しかしながら、酸化物超電導導体は、セラミックスの一種であって極めて脆く、塑性加工は望めないため、フィラメントを細線化した丸線で提供することは困難である。このため、一般にはテープ形状の導体で提供されている。
【０００３】
特に、基材上に酸化物超電導体を設けてなる酸化物超電導導体では、等価フィラメント径が導体幅に比例することから、交流損失も導体幅に比例して増加する。
【０００４】
この交流損失の低減対策として、交流用途の超電導導体では、その長さ方向に沿ってレーザー光線等で酸化物超電導体にスリットを入れて分断し、酸化物超電導体を幅方向に複数形成することによって細線化することが行われている。
【特許文献１】特開２００７−１４１６８８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように超電導体を細線化し、互いに分離すれば、交流損失は低減されるものの、超電導導体としての安定性は損なわれるという新たな課題が発生する。細線化された酸化物超電導導体の一部にクエンチが発生した場合、そこに流れていた電流は、表面に形成された低抵抗金属層（安定化層）に分流する。しかしながら、一般にその低抵抗金属層は十分な断面積を持っていないため、ジュール損で導体が発熱し、超電導線全体がクエンチしてしまう可能性がある。
【０００６】
本発明はこの課題を解決するためになされたものであり、交流損失を低減させながらも、超電導導体の安定性を損なわない酸化物超電導導体を提供することを目的としている。
【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に係る酸化物超電導導体は、耐熱金属製の基材上に設けられた酸化物超電導層に基材の長手方向に細線化溝が設けられ、この酸化物超電導層が細線化溝によって複数の細線に分離された酸化物超電導導体において、前記細線化溝および超電導導体の表面を低抵抗金属層によって覆ったことを特徴とする。
【０００８】
さらに本発明は、耐熱金属製の基材上に設けられた酸化物超電導層に基材の長手方向に細線化溝が設けられ、この酸化物超電導層が細線化溝によって複数の細線に分離された酸化物超電導導体において、前記細線化溝および超電導導体の表面を抵抗金属層によって覆い、この抵抗金属層の表面に低抵抗金属を配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る酸化物超電導導体によれば、交流損失を低減させながらも、超電導導体の安定性を損なわない酸化物超電導導体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る酸化物超電導導体の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
（実施例１）
まず、図１を用いて実施例１を説明する。図１は本発明に係る酸化物超電導導体の第１の実施形態を示す長手方向に直角な位置で切断した縦断面図である。
【００１２】
図１において、酸化物超電導導体１０は、耐熱金属製たとえばNi合金のハステロイあるいはＮｉ−Ｗ合金製のテープ状の長尺の基体１の上に、この基体１の幅方向に沿って複数、所定の間隔で配向制御用の中間層２が形成されて基材３を構成している。この中間層３の上には酸化物超電導層４が積層され、この酸化物超電導層４は複数の細線に分離されるため各酸化物超電導層４間には細線化溝１１が形成されている。この細線化溝１１内および酸化物超電導層４の表面にはこの酸化物超電導層４の表面を覆い、細線化溝１１を埋めるように銅、銀等からなる安定化層でありクエンチ時に電流が分流する低抵抗金属層５が設けられている。
【００１３】
この低抵抗金属層５は従来と比較してクエンチが発生しても分流に必要な十分な断面積を有するので交流損失を低減させながらも、超電導導体の安定性を損なわない酸化物超電導導体を得ることができる。
【００１４】
（実施例２）
図２は本発明に係る酸化物超電導導体の第２の実施形態を示す縦断面図である。なお、図１と同一な部分には同一の符号を付しその部分の構成の説明は省略する。
【００１５】
図２において、酸化物超電導導体１２は、細線化溝１１内および酸化物超電導層４の表面に複数の細線に分離された酸化物超電導層４の各々の結合度合いを制御するために、この酸化物超電導層４の表面を覆い、細線化溝１１を埋めるようにように比較的抵抗の高いCuNiなどの合金を配置した抵抗金属層６が設けられている。
【００１６】
この抵抗金属層６の抵抗値は低いと超電導導体の安定性は増すが交流損失が増加し、高いと超電導導体の安定性は低下するが交流損失は減るため、当該抵抗値は酸化物超電導層４の性状によって適宜選定される。この抵抗金属層６の表面には銅、銀等からなる抵抗金属層６より低抵抗体から成る低抵抗金属層５が設けられている。
【００１７】
上記構造によれば安定化層となる低抵抗金属層５は従来と比較してクエンチが発生しても分流に必要な十分な断面積を有するので交流損失を低減させながらも、超電導導体の安定性を損なわない酸化物超電導導体を得ることができる。さらには、酸化物超電導層４の表面を覆うように抵抗金属層６が設けられているのでより交流損失を低減させながらも、超電導導体の安定性を損なわない酸化物超電導導体を提供することができる。
【００１８】
（実施例３）
図３は本発明に係る酸化物超電導導体の第３の実施形態を示す縦断面図である。なお、図１と同一な部分には同一の符号を付しその部分の構成の説明は省略する。
【００１９】
図３において、酸化物超電導導体１３は、実施例１に示す酸化物超電導導体１０の渡り部を低抵抗金属から成る半田１５によって接合したものである。導体にスリットを入れるとその部分の剛性が低下するが、曲げ成形後に半田１５によって接合し、渡り部を一体化することで、実施例１の効果のほかにさらに渡り部の劣化がなく、剛性を向上させることができる。
【００２０】
なお、低抵抗金属から成る半田１５は酸化物超電導層４の表面を覆う銅、銀等からなる低抵抗金属層５と同一部材が望ましいが、抵抗値が同等な材料であれば、例えば表面を覆う低抵抗金属層５を銅または銀とし、接合材である半田１５を銀または銅としても良い。
【００２１】
（実施例４）
図４は本発明に係る酸化物超電導導体の第４の実施形態を示す縦断面図である。なお、図２と同一な部分には同一の符号を付しその部分の構成の説明は省略する。
【００２２】
図４において、酸化物超電導導体１４は、実施例２に示す酸化物超電導導体１２の渡り部に低抵抗金属から成る接続導体を半田１６によって接合したもので、実施例３と同様に接続部の剛性を高めると同時に超電導特性の補強を行うこともできる。
【００２３】
なお、低抵抗金属から成る半田１６は酸化物超電導層４の表面を覆う銅、銀等からなる低抵抗金属層５と同一部材が望ましいが、抵抗値が同等な材料であれば、例えば表面を覆う低抵抗金属層５を銅または銀とし、接合材である半田１６を銀または銅としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る酸化物超電導導体の第１の実施形態を示す縦断面図。
【図２】本発明に係る酸化物超電導導体の第２の実施形態を示す縦断面図。
【図３】本発明に係る酸化物超電導導体の第３の実施形態を示す縦断面図。
【図４】本発明に係る酸化物超電導導体の第４の実施形態を示す縦断面図。
【符号の説明】
【００２５】
１…基体
２…中間層
３…基材
４…酸化物超電導層
５…低抵抗金属層
６…抵抗金属層
１０，１２，１３，１４…酸化物超電導導体
１１…細線化溝
１５，１６…半田
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱金属製の基材上に設けられた酸化物超電導層に基材の長手方向に細線化溝が設けられ、この酸化物超電導層が細線化溝によって複数の細線に分離された酸化物超電導導体において、前記細線化溝および超電導導体の表面を低抵抗金属層によって覆ったことを特徴とする酸化物超電導導体。
【請求項２】
耐熱金属製の基材上に設けられた酸化物超電導層に基材の長手方向に細線化溝が設けられ、この酸化物超電導層が細線化溝によって複数の細線に分離された酸化物超電導導体において、前記細線化溝および超電導導体の表面を抵抗金属層によって覆い、この抵抗金属層の表面に低抵抗金属を配置したことを特徴とする酸化物超電導導体。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の酸化物超電導導体を、低抵抗金属層が中心対称面となるよう低抵抗金属からなる半田によって接続して積層したことを特徴とする酸化物超電導導体。
【請求項４】
前記低抵抗金属層は銅または銀から成ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の酸化物超電導導体。
【請求項５】
前記抵抗金属層は前記低抵抗金属層より抵抗値が高いCuNiから成ることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項記載の酸化物超電導導体。
【請求項６】
前記半田は銅または銀から成ることを特徴とする請求項３記載の酸化物超電導導体。
【請求項１】
耐熱金属製の基材上に設けられた酸化物超電導層に基材の長手方向に細線化溝が設けられ、この酸化物超電導層が細線化溝によって複数の細線に分離された酸化物超電導導体において、前記細線化溝および超電導導体の表面を低抵抗金属層によって覆ったことを特徴とする酸化物超電導導体。
【請求項２】
耐熱金属製の基材上に設けられた酸化物超電導層に基材の長手方向に細線化溝が設けられ、この酸化物超電導層が細線化溝によって複数の細線に分離された酸化物超電導導体において、前記細線化溝および超電導導体の表面を抵抗金属層によって覆い、この抵抗金属層の表面に低抵抗金属を配置したことを特徴とする酸化物超電導導体。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の酸化物超電導導体を、低抵抗金属層が中心対称面となるよう低抵抗金属からなる半田によって接続して積層したことを特徴とする酸化物超電導導体。
【請求項４】
前記低抵抗金属層は銅または銀から成ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の酸化物超電導導体。
【請求項５】
前記抵抗金属層は前記低抵抗金属層より抵抗値が高いCuNiから成ることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項記載の酸化物超電導導体。
【請求項６】
前記半田は銅または銀から成ることを特徴とする請求項３記載の酸化物超電導導体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２１８００８（Ｐ２００９−２１８００８Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５８５０５（Ｐ２００８−５８５０５）
【出願日】平成２０年３月７日（２００８．３．７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月７日（２００８．３．７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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