JPH09161557A - Oxide superconductor, oxide superconducting wire, and manufacture of the wire - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a superconductor and a superconducting wire having high critical current density even in magnetic field by providing an intermediate layer with the same metal crystal and orientation on a metal board with the same crystal orientation and compounding an oxide superconducting substance. SOLUTION: For example, for preparation of an oxide superconductor of Te-1 layer, a silver tape board 10 of which the 100} face of an approx. 80% crystal particulate is parallel to a tape surface is prepared. Magnesium hydroxide is dissolved in ammonium salt solution to make some microns of a liquid drops of several micron size to be blown to a board 10 heated at 400 deg.C and annealed for 50 hours at 850 deg.C, and a MgO intermediate layer 11 is formed. Thallium nitrate, barium nitrate, calcium nitrate, copper nitrate, and glycine are dissolved in distilled water to form liquid drops with diameter of several microns and are deposited on the board 10, annealing is performed at 850 deg.C for 50 hours under the coexisting atmosphere of oxygen gas and Tl2 O vapor, Tl2 -Ca-CuO-O is obtained as a superconducting substance 12.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液体窒素の凝固点
６３Ｋまで冷却することによって超電導性を発現する酸
化物系超電導物質と、結晶の方位制御を行った金属体及
び中間層からなる基板を複合体化することによって磁場
中においても高い超電導臨界電流密度（Jc）を流すこと
が可能である超電導体、超電導線材の構成及びその線材
の製造方法に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composite of an oxide superconducting substance which exhibits superconductivity by cooling to a freezing point of 63K of liquid nitrogen, a substrate composed of a metal body and an intermediate layer whose crystal orientation is controlled. The present invention relates to a superconductor, a structure of a superconducting wire, and a method of manufacturing the wire, which can flow a high superconducting critical current density (Jc) even in a magnetic field by being embodied.

【０００２】また、それら本発明による超電導線材を使
用することで、従来のものに比べて大幅に経済的メリッ
トを生じる超電導マグネット、超電導NMR装置、超電導M
RI装置、超電導発電装置、超電導エネルギー貯蔵装置、
磁気シ−ルド装置、シンクロトロン放射光発生装置、磁
気分別装置、素粒子加速器などの装置に関する。Further, by using the superconducting wire according to the present invention, a superconducting magnet, a superconducting NMR apparatus, and a superconducting M which produce a great economic merit compared to the conventional ones.
RI equipment, superconducting power generation equipment, superconducting energy storage equipment,
The present invention relates to devices such as a magnetic shield device, a synchrotron radiation generator, a magnetic separation device, and an elementary particle accelerator.

【０００３】[0003]

【従来の技術】１９８６年に最初の酸化物高温超電導物
質が発見されて以来、数十種類以上に及ぶ酸化物超電導
物質が発見されている。それらの中で、物質の安定性、
合成のしやすさの程度等の理由から、実用化を目指した
研究が現在も行われている酸化物超電導物質は、2. Description of the Related Art Since the discovery of the first oxide high temperature superconducting material in 1986, more than several tens of oxide superconducting materials have been discovered. Among them, the stability of matter,
Oxide superconducting materials, which are still being researched for practical use because of their ease of synthesis,

【０００４】[0004]

【化９】 Embedded image

【０００５】の４種類の物質系にほぼしぼられてきてい
る。Almost all four types of material systems have been narrowed down.

【０００６】これらの中でBiー２層系の物質は結晶の配
向化（結晶を特定の向きに揃えること）が行いやすく、
また結晶粒界部での超電導電流の通りが良く、従って磁
場が掛かっていない状態での超電導輸送電流密度（トラ
ンスポートJc）は高い値がえられている(Japanese Jour
nal Of Applied Physics, vol. 30, 1991, pp. L2083-
L2084)。しかしながら、この物質系はその結晶構造に由
来する本質的な問題によって、液体窒素での冷却が可能
な温度領域でのピンニング力が非常に弱くなるという致
命的な問題がある(Physica C, vol. 177, 1991, pp.431
-437)。それ故、４０Ｋ程度以下の温度領域で使用する
には非常に良い特性を持った超電導線材を作製すること
が可能であるが、６０Ｋ以上の温度領域で使用する線材
には用いることができなかった。Among these, the Bi-2 layer system material is easy to orient the crystal (align the crystal in a specific direction),
In addition, the superconducting current flow at the grain boundary is good, and therefore the superconducting transport current density (Transport Jc) is high even when no magnetic field is applied.
nal Of Applied Physics, vol. 30, 1991, pp. L2083-
L2084). However, this material system has a fatal problem that the pinning force becomes extremely weak in the temperature range where it can be cooled by liquid nitrogen due to an essential problem derived from its crystal structure (Physica C, vol. 177, 1991, pp.431
-437). Therefore, it is possible to produce a superconducting wire having very good characteristics for use in a temperature range of about 40K or lower, but it was not possible to use it for a wire used in a temperature range of 60K or higher. .

【０００７】一方、Tlー１層系、Tlー２層系とY系の物
質は、その臨界温度（Tc）近傍まで高いピンニング力を
発揮することは可能であるが、結晶の方位を揃えること
が難しく、それ故に結晶粒界部での超電導電流の通りが
悪く、現在までに実用化に必要な一応の目安と考えられ
る温度７７Ｋ，磁場１ＴにおけるトランスポートJcが１
万A/cm²を越える超電導線材は得られていない（Physica
C, vol. 220, 1994,pp.310-322, Hitachi Review, vo
l. 39, 1990, p.55, Japanese Journal Of Applied Phy
sics, vol. 27, 1988, pp. L185-L187)。On the other hand, the Tl-1 layer system, the Tl-2 layer system and the Y system material can exhibit a high pinning force up to around their critical temperature (Tc), but the crystal orientations should be aligned. However, the flow of superconducting current at the grain boundaries is poor, and the transport Jc at a temperature of 77K and a magnetic field of 1T, which is considered to be a tentative standard required for practical use up to now, is 1
No superconducting wire exceeding 10,000 A / cm ² has been obtained (Physica
C, vol. 220, 1994, pp. 310-322, Hitachi Review, vo
l. 39, 1990, p.55, Japanese Journal Of Applied Phy
sics, vol. 27, 1988, pp. L185-L187).

【０００８】最近、７７Ｋにおけるピンニング力の強い
Ｔｌ−１層系、Ｙ系の物質の結晶の方位を揃えて、７７
Ｋでの磁場中でも高いＪｃが得られるような超電導線材
を作製することを目指した研究も各所で行われるように
なってきた。例えば、Iijima達は「Proceedings of 5th
International Symposium on Superconductivity, Nov
ember 16-19, 1992, Kobe, Japan, pp.661-664」におい
て、多結晶のNi合金基板上にIon-Beam-Assisted Deposi
tion法で結晶の方向を揃えたYttria-Stabilized- Zirco
niaを作製し、その上にpulsed laser deposition法でＹ
系超電導物質を作製する方法を開示している。またDelu
ca達は「Physica C vol. 205, 1993, pp.21-31」におい
て、多結晶Yttria-Stabilized- Zirconiaの上にspray p
yrolysis法によってＴｌ−１層系超電導物質を作製する
方法を開示している。また、芳野達は、特開平3-9311に
於て、（100）または（110）結晶面が圧延面に平行に並
んだ銀テープを用いることで、結晶の方向を揃えた超電
導体の作製方法を開示している。またYoshino達は「Abs
tracts of 6th International Symposium on Supercond
uctivity, October26-23, 1992, Hiroshima, Japan. p.
119」において、銀結晶の(110)面がテープ表面に平行に
並んだ銀テープ上にionized-cluster-beam-deposition
法でＹ系超電導物質を作製する方法を開示している。こ
れら７７Ｋ対応の線材の開発における、超電導体の結晶
方位制御は酸化物基板上に成膜する方法、あるいは真空
中で作成する方法が用いられている。Recently, the crystal orientations of the Tl-1 layer system and Y system materials having a strong pinning force at 77K have been aligned, and
Research aiming at producing a superconducting wire capable of obtaining a high Jc even in a magnetic field at K has been conducted in various places. For example, Iijima et al. "Proceedings of 5th
International Symposium on Superconductivity, Nov
ember 16-19, 1992, Kobe, Japan, pp.661-664 ", on Ion-Beam-Assisted Deposi on polycrystalline Ni alloy substrate.
Yttria-Stabilized-Zirco
nia is made and Y is applied on it by the pulsed laser deposition method.
Disclosed is a method for producing a superconducting material. Also Delu
In "Physica C vol. 205, 1993, pp.21-31", ca et al. spray p on polycrystalline Yttria-Stabilized- Zirconia.
A method for producing a Tl-1 layer superconducting material by the yrolysis method is disclosed. In addition, in the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-9311, Yoshino uses a silver tape in which (100) or (110) crystal planes are arranged parallel to the rolling surface, thereby producing a superconductor in which crystal directions are aligned. Is disclosed. In addition, Yoshino et al.
tracts of 6th International Symposium on Supercond
uctivity, October26-23, 1992, Hiroshima, Japan.p.
119 ”, the ionized-cluster-beam-deposition was performed on the silver tape in which the (110) planes of the silver crystals were aligned parallel to the tape surface.
A method for producing a Y-based superconducting material by the method is disclosed. In the development of these 77K-compatible wire rods, the crystal orientation of the superconductor is controlled by a method of forming a film on an oxide substrate or a method of forming in a vacuum.

【０００９】また、現在までのところでは、液体窒素で
冷却できる温度以上の領域においては、実用に耐える性
能の超電導線材を作製することができなかったため、液
体窒素等の液体ヘリウムより沸点の高い冷媒による冷却
によって動作するような超電導機器は存在しなかった。In addition, until now, it has been impossible to produce a superconducting wire having a performance capable of withstanding practical use in a temperature range above the temperature at which it can be cooled with liquid nitrogen, so that a refrigerant having a boiling point higher than that of liquid helium such as liquid nitrogen is used. There was no superconducting device that could operate by cooling with.

【００１０】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の中で、
Biー２層系の超電導物質を用いている技術は、７７Ｋに
おけるピンニング力が弱く、６０Ｋ以上の温度領域では
磁場がBiー２層系超電導物質に印加された場合に臨界電
流密度が大きく低下するという問題があって、液体窒素
冷却で作動する超電導機器への利用が大きく制限される
といった点が問題であった。In the above prior art,
The technology using the Bi-2 layer superconducting material has a weak pinning force at 77K, and the critical current density is greatly reduced when a magnetic field is applied to the Bi-2 layer superconducting material in the temperature region of 60K or higher. However, there is a problem in that the use of superconducting equipment that operates with liquid nitrogen cooling is greatly limited.

【００１１】Iijima達の技術では結晶の方向を揃えたYt
tria-Stabilized- Zirconiaを作製する際に真空を必要
とするプロセスIon-Beam-Assisted Deposition法を使用
しなければいけない。しかし、長尺（例ば１ｋｍ）の線
材を作製することを想定した場合、この様なプロセスは
非常に経済性が悪いことが予想される。従って、Ni基合
金上に結晶の方向を揃えたYttria-Stabilized- Zirconi
aを作製し、その上にＹ系超電導物質を作製する様な技
術では長尺の超電導線材を製品として作製することは難
しいと考えられる。According to the technique of Iijima et al.
The process Ion-Beam-Assisted Deposition, which requires a vacuum, must be used in making tria-Stabilized-Zirconia. However, when it is assumed that a long wire (for example, 1 km) is produced, such a process is expected to be very economical. Therefore, Yttria-Stabilized-Zirconi with the crystal orientation aligned on the Ni-based alloy
It is considered difficult to produce a long superconducting wire as a product by a technique of producing a and then producing a Y-based superconducting substance on it.

【００１２】Deluca達の技術ではセラッミクスであるYt
tria-Stabilized- Zirconiaを長尺のものとして作製す
る点に大きな困難が予想され、長尺の超電導線材を製品
として作製することは難しいと考えられる。Deluca et al's technology is ceramic Yt
It is expected that there will be great difficulty in producing tria-Stabilized-Zirconia as a long product, and it will be difficult to produce a long superconducting wire as a product.

【００１３】芳野達の技術では、超電導物質の結晶のｃ
軸の方向を揃えることにしか留意されておらず、結晶の
a軸の方向を揃えられていないため、７７Ｋにおける臨
界電流密度は１万A/cm²と低い値に留まっている。According to Yoshino's technique, c of a crystal of a superconducting substance is used.
Only attention has been paid to aligning the directions of the axes.
Since the directions of the a-axis are not aligned, the critical current density at 77K remains as low as 10,000 A / cm ² .

【００１４】Yoshino達の技術では銀結晶の(110)面がテ
ープ表面に平行に並んでいる。高いＪｃを得るためには
超電導結晶の(001)面の向きを平行に揃える必要がある
が、銀結晶の(110)面と超電導結晶の(001)面のマッチン
グはあまりよくないため、Yoshino達の技術では超電導
結晶の向きがまだ充分に揃って折らず、その結果、Ｊc
の値も７７Ｋ、０Ｔで45,000 A/cm²とそれほど高いもの
にはなっていない。In the technique of Yoshino et al., The (110) planes of silver crystals are arranged parallel to the tape surface. To obtain a high Jc, it is necessary to align the (001) planes of the superconducting crystals parallel to each other, but the matching between the (110) planes of silver crystals and the (001) planes of superconducting crystals is not so good, so Yoshino et al. With the technology of Jc, the direction of the superconducting crystal is not aligned enough, and as a result, Jc
The value of is not as high as 45,000 A / cm ² at 77K and 0T.

【００１５】Iijima達、Deluca達、Yoshino達の開示す
る従来の技術では、超電導物質と複合化させる基材の性
質に充分な配慮がなされていないため、長尺の超電導線
材を製品として作製することは難しかった。In the conventional technique disclosed by Iijima et al., Deluca et al., And Yoshino et al., Since the property of the base material to be composited with the superconducting substance is not sufficiently considered, a long superconducting wire should be produced as a product. Was difficult.

【００１６】本発明の目的は、長尺化が容易であり、か
つ酸化物超電導物質の結晶を好ましい方向に揃えるため
に好適である基材を提供し、その基材と酸化物超電導物
質を複合化することで、磁場中においても高い臨界電流
密度を有する超電導体及び超電導線材を提供することに
ある。また、本発明による超電導線材を使用することで
初めて可能になる、液体窒素で冷却できる温度以上の温
度領域で動作する超電導マグネット、NMR装置、MRI装
置、磁気浮上列車、超電導発電機、エネルギー貯蔵装
置、磁気シールド装置、シンクロトロン放射光装置、素
粒子加速器等の超電導を利用する応用機器を提供するこ
とも本発明の目的である。An object of the present invention is to provide a base material which can be easily elongated and is suitable for aligning crystals of an oxide superconducting material in a preferred direction, and the base material and the oxide superconducting material are combined. In order to provide a superconductor and a superconducting wire having a high critical current density even in a magnetic field. Further, the use of the superconducting wire according to the present invention makes it possible for the first time to operate a superconducting magnet, an NMR apparatus, an MRI apparatus, a magnetic levitation train, a superconducting generator, an energy storage apparatus that operates in a temperature range higher than the temperature that can be cooled by liquid nitrogen. It is also an object of the present invention to provide an application device utilizing superconductivity such as a magnetic shield device, a synchrotron radiation device, and an elementary particle accelerator.

【００１７】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的は、結晶方位を
揃えた金属基板上に金属結晶と方位を揃えた中間層を設
け、さら酸化物超電導物質を複合化することより達成さ
れる。The above object can be achieved by providing an intermediate layer having the same orientation as the metal crystal on a metal substrate having the same crystal orientation, and further compounding the oxide superconducting material.

【００１８】酸化物超電導体の結晶方位を制御するため
には、結晶方位制御された酸化物基板が多く用いられ
る。これまで結晶制御された酸化物基板の作成には真空
が必要であり長尺化が困難であった。本発明では、基板
には長尺化が容易な金属を用い、更に結晶方位を制御し
た酸化物中間層を金属基板上に形成することで、高い臨
界電流密度を有する超電導線材を与えるものである。In order to control the crystal orientation of the oxide superconductor, an oxide substrate whose crystal orientation is controlled is often used. Up to now, it has been difficult to increase the length because a vacuum is required to form an oxide substrate whose crystal is controlled. The present invention provides a superconducting wire having a high critical current density by using a metal that can be easily elongated for the substrate and forming an oxide intermediate layer in which the crystal orientation is controlled on the metal substrate. .

【００１９】中間層を構成する結晶の{100}面は、基板
の金属結晶の{100}面と互いに平行である場合のほう
が、結晶粒子の結晶方位を揃えやすく超電導体の超電導
臨界電流密度（Jc）は高くできる。When the {100} plane of the crystal forming the intermediate layer is parallel to the {100} plane of the metal crystal of the substrate, the crystal orientations of the crystal grains are more easily aligned and the superconducting critical current density ( Jc) can be high.

【００２０】中間層を構成する結晶の{100}面を、該中
間層と金属基板との界面に平行に揃えた場合のほうが、
中間層の結晶方位を揃え易く、超電導物質の結晶方位が
揃いやすいため、超電導体の超電導臨界電流密度（Jc）
は高くできる。When the {100} planes of the crystals constituting the intermediate layer are aligned parallel to the interface between the intermediate layer and the metal substrate,
The superconducting critical current density (Jc) of superconductors is easy because the crystallographic orientations of the intermediate layer and the crystallographic orientations of the superconducting materials are easy to align.
Can be high.

【００２１】また、中間層を構成する物質の結晶の{10
0}面と酸化物超電導物質の（001）面を平行になるよう
にした場合のほうが、酸化物超電導物質の結晶粒子の結
晶方位を揃えやすく、Jcを高くすることができる。ここ
で、平行とは、両者の方向が10度以内で揃っていること
を指す。中間層の結晶の{100}面の方向と界面の角度、
中間層の結晶の{100}面と酸化物超電導物質の(001)面の
角度を色々と変化させてJcを測定したところ、5度以上
になると10％程度に、10度以上になると急激にJcが低下
した。In addition, the crystal of the substance constituting the intermediate layer {10
When the 0} plane and the (001) plane of the oxide superconducting substance are made parallel to each other, the crystal orientations of the crystal grains of the oxide superconducting substance can be more easily aligned, and Jc can be increased. Here, parallel means that both directions are aligned within 10 degrees. The direction of the {100} plane of the crystal of the intermediate layer and the angle of the interface,
Jc was measured by changing the angle between the {100} plane of the crystal of the intermediate layer and the (001) plane of the oxide superconducting material, and it was found to be about 10% at 5 degrees or more and sharply at 10 degrees or more. Jc has decreased.

【００２２】中間層を構成する物質の結晶軸と、酸化物
超電導物質の結晶軸の1軸を平行に揃えることで、Jcの
値を向上させることはできる。更に、a、b、c全ての結晶
軸が平行である場合には最も高いJc値が得られるため、
実用化には3軸とも平行であることが好ましい。The value of Jc can be improved by aligning the crystal axis of the material forming the intermediate layer and the crystal axis of the oxide superconducting material in parallel. Furthermore, since the highest Jc value is obtained when all the a, b, and c crystal axes are parallel,
For practical use, it is preferable that all three axes are parallel.

【００２３】結晶の{100}面が平行でかつ<100>方位が揃
っている状態（立方体集合組織を有している）の銀テー
プの上に、99％の結晶の{100}面が、銀結晶の{100}面と
平行であるMgO層を形成し、更に酸化物超電導物質を、
その結晶方位を揃える程度を種々に変化させて作製し、
Jcの変化を調べた。中間層であるMgOの結晶の{100}面と
酸化物超電導物質の(001)面の角度が10度以内になって
いるものが全体の８０％を下回るようになると、Jcは急
激に低下することが分かった。また、中間層の結晶の＜
100＞方向と酸化物超電導物質結晶の[100]方向が10度以
内になっているものが、全体の８０％を下回るようにな
ると、Jcは急激に低下することが分かった。99% of the crystal {100} planes were deposited on a silver tape in a state where the crystal {100} planes were parallel and the <100> orientations were aligned (having a cubic texture). An MgO layer that is parallel to the {100} plane of the silver crystal is formed, and an oxide superconducting material is added.
Fabricated by varying the degree to which the crystal orientations are aligned,
The change in Jc was investigated. When the angle between the {100} plane of the MgO crystal that is the intermediate layer and the (001) plane of the oxide superconducting material is within 10 degrees, Jc drops sharply when it falls below 80% of the whole. I found out. In addition, the crystal of the intermediate layer <
It has been found that when the 100> direction and the [100] direction of the oxide superconducting substance crystal are within 10 degrees, when it falls below 80% of the whole, Jc sharply decreases.

【００２４】銀テープ上に{100}面が＜100＞方向に揃っ
ている結晶の割合を変化させたMgOを作製し、その上に
酸化物超電導物質層を注意深く形成し、Jcの変化を調べ
た。{100}面が＜100＞方向に揃っている結晶の割合が８
０％を下回るようになると、Jcは急激に低下することが
分かった。On a silver tape, MgO was prepared by changing the proportion of crystals whose {100} faces were aligned in the <100> direction, and an oxide superconducting material layer was carefully formed on the MgO to investigate the change in Jc. It was The proportion of crystals with {100} faces aligned in the <100> direction is 8
It was found that Jc dropped sharply when it fell below 0%.

【００２５】中間層は、MgOの他にも、SrTiO₃等、酸化
物超電導物質の性質を、超電導体の熱処理時に損なわな
いものであればどのような元素からなるものであっても
構わない。In addition to MgO, the intermediate layer may be made of any element such as SrTiO ₃ as long as it does not impair the properties of the oxide superconducting material during the heat treatment of the superconductor.

【００２６】金属テープは銀の他にも、例えば、純銀、
銀と金の合金、銀とパラジウムの合金、銀と銅の合金、
銀のマトリックス相にMgO等の酸化物を分散させた分散
強化型合金等であっても構わない。結晶方位の揃った中
間層を得るためには、金属テープが立方体集合組織を有
することが好ましく、立方体集合組織を得やすい面心立
方(FCC)構造の金属の方が好ましい。ただし、体心立方
(BCC)構造の金属であっても、立方体集合組織は得られ
るので、BCC金属でも構わないが、稠密六方(HCP)構造の
金属では結晶方位の揃った中間層を得ることはできず、
従って特性の良い超電導体も得られない。The metal tape may be, for example, pure silver, in addition to silver.
Alloy of silver and gold, alloy of silver and palladium, alloy of silver and copper,
It may be a dispersion strengthened alloy in which an oxide such as MgO is dispersed in a silver matrix phase. In order to obtain an intermediate layer having a uniform crystal orientation, it is preferable that the metal tape has a cubic texture, and a metal having a face-centered cubic (FCC) structure that facilitates obtaining a cubic texture is preferable. However, body-centered cubic
Even with a (BCC) structure metal, a cubic texture can be obtained, so a BCC metal may be used, but with a dense hexagonal (HCP) structure metal, an intermediate layer with a uniform crystal orientation cannot be obtained,
Therefore, a superconductor with good characteristics cannot be obtained.

【００２７】超電導線材としての高い臨界電流密度を得
るためには、超電導部分を流れる超電導臨界電流密度を
高くする必要があるのはもちろんであるが、超電導物質
と超電導でない物質の構成比率も重要なファクターにな
る。超電導物質の占める割合が高いほど、超電導線のＪ
ｃは高くなる。本発明による方法では、金属テープ及び
中間層は薄ければ薄いほど良く、一方、超電導物質層は
厚ければ厚いほど良い。しかしながらそれらの厚さには
自ずと限界がある。経済性を考えたとき、金属テープは
圧延で作る必要があるが、その場合5ミクロン未満の厚
さの金属テープを作製することは困難であった。また、
金属テープ上に形成する中間層は、0.1ミクロン未満に
することは非常に困難であった。また、超電導物質の結
晶は、基材の結晶からの影響を受けることによって、そ
の方向が揃うので、超電導物質層が３ミクロンを越える
と結晶の方向が乱れてくる。この様なことから、長手方
向に垂直な断面における金属体の面積S1及び中間層の面
積S2と酸化物超電導物質の面積S3の関係は、S3/(S1+S2)
を0.6より大きくすることは難しい。また、S3/(S1+S2)
の値が小さくなりすぎると超電導線全体としての臨界電
流密度が低くなりすぎるので好ましくない。経済的な観
点から考慮するとS3/(S1+S2)の値は最低でも0.01は必要
である。In order to obtain a high critical current density as a superconducting wire, it is needless to say that the superconducting critical current density flowing in the superconducting portion should be high, but the composition ratio of the superconducting substance and the non-superconducting substance is also important. Become a factor. The higher the proportion of superconducting material, the more J
c becomes high. In the method according to the invention, the thinner the metal tape and the intermediate layer, the better, while the thicker the superconducting material layer, the better. However, their thickness is naturally limited. In consideration of economy, it is necessary to make the metal tape by rolling, but in that case, it is difficult to make the metal tape having a thickness of less than 5 microns. Also,
It was very difficult to make the intermediate layer formed on the metal tape smaller than 0.1 micron. Further, the crystal of the superconducting material is influenced by the crystal of the base material, so that the directions thereof are aligned, so that the crystal direction is disturbed when the superconducting material layer exceeds 3 microns. From this, the relationship between the area S1 of the metal body and the area S2 of the intermediate layer and the area S3 of the oxide superconducting material in the cross section perpendicular to the longitudinal direction is S3 / (S1 + S2).
It is difficult to make the value greater than 0.6. Also, S3 / (S1 + S2)
If the value of is too small, the critical current density of the entire superconducting wire becomes too low, which is not preferable. From an economic point of view, the value of S3 / (S1 + S2) should be 0.01 at least.

【００２８】酸化物超電導物質としては、液体窒素で冷
却できる温度以上の領域で必要とする磁場よりも高い不
可逆磁場（その磁場以上では有限の抵抗を発生してしま
う最小の磁場）を有している超電導物質を用いる必要が
ある。例えば、Tl, Sr, Ca,Cu, Oをベースにして合成さ
れた超電導物質は高いＴｃと高い不可逆磁場Ｈc*の故に
好ましい。この超電導物質群はフレキシビリテイーに富
んでおり結晶のサイトの元素置換が非常に起こりやす
い。具体的な組成式を次に示す。The oxide superconducting material has an irreversible magnetic field higher than the magnetic field required in a region above the temperature at which it can be cooled by liquid nitrogen (the minimum magnetic field that produces finite resistance above the magnetic field). It is necessary to use existing superconducting materials. For example, superconducting materials synthesized on the basis of Tl, Sr, Ca, Cu, O are preferred because of their high Tc and high irreversible magnetic field Hc *. This superconducting substance group is rich in flexibility, and element substitution of crystal sites is very likely to occur. The specific composition formula is shown below.

【００２９】[0029]

【化１０】 Embedded image

【００３０】また、次の組成式で表わされる酸化物超電
導物質群も、高い不可逆磁場を有しており、本発明に好
ましい物質である。The oxide superconducting substance group represented by the following compositional formula also has a high irreversible magnetic field and is a preferable substance for the present invention.

【００３１】[0031]

【化１１】 Embedded image

【００３２】また、組成が下記の化学式で表されるTl-2
層系の超電導物質は、Further, Tl-2 having a composition represented by the following chemical formula
Layered superconducting materials are

【００３３】[0033]

【化１２】 Embedded image

【００３４】上記のTl-1層系或いはY系の超電導物質群
に比べて、不可逆磁場は少し小さくなるが、このような
物質群を使用しても構わない。Although the irreversible magnetic field is slightly smaller than that of the above Tl-1 layer system or Y system superconducting substance group, such a substance group may be used.

【００３５】組成が下記の化学式で表される超電導物質
群は、The superconducting substance group whose composition is represented by the following chemical formula is

【００３６】[0036]

【化１３】 Embedded image

【００３７】液体窒素冷却できる温度領域ではそれほど
高い不可逆磁場を持っていないので、本発明の趣旨から
少し外れるが、この様な超電導物質を使用した場合で
も、Jc（ただし、不可逆磁場以下の磁場中での）をより
高くすることができる。また、より低温度領域（例え
ば、液体ヘリウムで冷却）で使用した場合のＪｃが大幅
に向上する。Since it does not have such a high irreversible magnetic field in the temperature range where liquid nitrogen can be cooled, it deviates a little from the gist of the present invention. However, even when such a superconducting material is used, Jc (However, in a magnetic field below the irreversible magnetic field) Can be higher. Also, Jc when used in a lower temperature region (for example, cooling with liquid helium) is significantly improved.

【００３８】本発明が適用できる超電導物質はこれらに
限らず、一般的に結晶の方向を揃えることで特性が向上
する全ての物質にたいして適用できる技術である。The superconducting substance to which the present invention can be applied is not limited to these, but is a technique which can be applied to all substances whose characteristics are generally improved by aligning the crystal directions.

【００３９】従来の超電導応用機器はすべて３０Ｋ以下
の温度領域でしか超電導状態にならない超電導物質を使
用していたため、その運転には液体ヘリウムを必要と
し、コストが非常に掛かった。この点を解決するために
本発明では液体窒素での冷却で十分に超電導状態になる
物質を用いた超電導線材或いは超電導体を使用するの
で、冷却に掛かるコストを大幅に低減することができ
る。更に、本発明で作製した超電導線材或いは超電導体
を使用して、超電導応用機器を作製した場合、従来の超
電導機器においては非常に考慮する必要のあった、クエ
ンチ（何らかの原因によって、超電導体の一部が常電導
状態に転移したとき、それが急激に伝播して超電導体の
全体が常電導状態に転移してしまい、その際に急激に多
量の熱を発生する現象）に関する問題が大いに低減さ
れ、実質的にはまずクエンチが起こらないような超電導
機器とすることができる。従って、従来は行う必要のあ
ったクエンチ対策が必要なくなり、それに見合った大幅
なコスト低減が図れる。Since all conventional superconducting equipment uses a superconducting substance which is in a superconducting state only in a temperature range of 30 K or less, liquid helium is required for its operation, which is very costly. In order to solve this point, the present invention uses a superconducting wire or a superconductor made of a substance that becomes sufficiently in a superconducting state by cooling with liquid nitrogen, so that the cost for cooling can be greatly reduced. Furthermore, when a superconducting applied device is manufactured using the superconducting wire or the superconducting wire manufactured by the present invention, quenching (for some reason, the superconducting When a part changes to the normal conduction state, it rapidly propagates and the entire superconductor changes to the normal conduction state, and at that time, a large amount of heat is suddenly generated. In the first place, a superconducting device in which quenching does not substantially occur can be provided. Therefore, it is not necessary to take a quenching measure that has been necessary in the past, and a significant cost reduction can be achieved.

【００４０】我々はＴｌ−１層系、Ｔｌ−２層系、Ｙ系
等の超電導物質で図１、２、３に示す様な結晶構造（図
１、２は２単位格子で、図３は単位格子で図示）をもつ
超電導物質が高い不可逆磁場（ある温度において、電気
抵抗がゼロである超電導電流を試料に流すことが可能で
ある最大印加磁場の値のこと、これ以上の磁場を試料に
印加すると試料は抵抗を発生する。）を持ちえることを
示し、その超電導物質にピンニングセンタを導入して高
い不可逆磁場を持つ超電導体を作製する方法を可能にし
てきた（特願平３ー６６００１、特願平３ー１５１３３
７）。その過程で、不可逆磁場を高くすることの出来る
超電導物質を用いて多結晶体（要するに単結晶ではな
く、結晶粒界が存在する超電導体）で超電導線材を作製
するときには、超電導物質の結晶のｃ軸が同じ方向を向
いている（c軸配向）ようにしてやった方が高いＪｃを
持った超電導体が出来ることを、超電導物質の結晶のa,
b,ｃ軸が全て同じ方向を向いている（３軸配向）よう
にしてやった方がより高いＪｃを持った超電導体が出来
ることを、見いだした。図１、３において、１はTl、P
b、BiもしくはHg原子、２はSrもしくはBa原子、３はCa
原子、４はCu原子、５は酸素原子である。また図２にお
いて、６はCu原子、７はBa原子、８はY原子もしくは希
土類原子である。We are superconducting materials such as T1-1 layer system, T1-2 layer system, and Y system, and have a crystal structure as shown in FIGS. 1, 2, and 3 (FIGS. 1 and 2 are two unit lattices, and FIG. 3 is A superconducting material with a unit cell has a high irreversible magnetic field (at a certain temperature, the value of the maximum applied magnetic field that allows a superconducting current with zero electric resistance to flow through the sample, and a magnetic field higher than this It has been shown that the sample can have resistance when applied, and has enabled a method for producing a superconductor having a high irreversible magnetic field by introducing a pinning center into the superconducting material (Japanese Patent Application No. 3-66001). , Japanese Patent Application No. 3-15133
7). In the process, when a superconducting wire is produced with a polycrystalline body (that is, not a single crystal but a superconductor in which crystal grain boundaries exist) using a superconducting material capable of increasing the irreversible magnetic field, c of the crystal of the superconducting material is used. The fact that a superconductor with a higher Jc can be obtained by making the axes oriented in the same direction (c-axis orientation)
It was found that a superconductor having a higher Jc can be obtained by making the b and c axes all point in the same direction (triaxial orientation). 1 and 3, 1 is Tl, P
b, Bi or Hg atom, 2 Sr or Ba atom, 3 Ca
Atoms, 4 are Cu atoms, and 5 are oxygen atoms. In FIG. 2, 6 is a Cu atom, 7 is a Ba atom, and 8 is a Y atom or a rare earth atom.

【００４１】超電導線材における超電導物質の結晶の方
位は、基板の影響を受け易いため、まず基板の結晶方位
を制御する必要がある。しかも、長尺化が容易でなけれ
ばならない。そこで今回高い不可逆磁場を持ちえる超電
導物質を配向させて高いJcを持つ超電導線材或いは超電
導体の構造及び作製方法を考案した。Since the crystal orientation of the superconducting material in the superconducting wire is easily influenced by the substrate, it is necessary to control the crystal orientation of the substrate first. Moreover, it must be easy to increase the length. Therefore, we have devised a structure and a manufacturing method of a superconducting wire or superconductor having a high Jc by orienting a superconducting material capable of having a high irreversible magnetic field.

【００４２】結晶方位の揃った金属基板上に直接酸化物
超電導体を作製した場合、熱膨張差により超電導体にク
ラックが生じて超電導特性が低下するといった問題があ
った。本発明では、金属基板上に中間層を設けることに
より、熱膨張差の問題が緩和され、超電導特性が更に向
上した。When an oxide superconductor is directly produced on a metal substrate having a uniform crystal orientation, there is a problem that cracks are generated in the superconductor due to a difference in thermal expansion and the superconducting characteristics are deteriorated. In the present invention, by providing the intermediate layer on the metal substrate, the problem of the difference in thermal expansion is alleviated, and the superconducting property is further improved.

【００４３】また、通常、酸化物超電導体の結晶方向制
御に用いられる単結晶等の酸化物基板は、真空中で作ら
れるため、長尺化が困難である。しかし、すでに結晶方
位の揃った金属基板上に、酸化物中間層を形成すれば、
大気圧下でも金属基板の影響を受けて結晶軸の揃った中
間層が得られ、結果として結晶方位の揃った長尺基板が
得られる。Further, since an oxide substrate such as a single crystal which is usually used for controlling the crystal orientation of an oxide superconductor is made in a vacuum, it is difficult to make it long. However, if an oxide intermediate layer is formed on a metal substrate that already has a uniform crystal orientation,
Even under atmospheric pressure, an intermediate layer having a uniform crystal axis is obtained under the influence of a metal substrate, and as a result, a long substrate having a uniform crystal orientation is obtained.

【００４４】例えば、{100}面が表面に平行に揃った銀
テープの上に、酸化物の中間層を堆積法により形成した
ところ、中間層の結晶の｛100｝面が銀テープと中間層
の界面に平行な基板が作成できた。さらに、この基板上
にY系、Tlー１層系、Tlー２層系等の超電導物質を作製
したところ、温度77K、磁場１T中におけるJcが１万A/cm
²以上の非常に特性の良い超電導線材を得ることができ
た。この方法は、用いる金属テープの長さによって長尺
化が容易であり、配向した長尺基板が容易にえられる。For example, when an intermediate layer of an oxide is formed by a deposition method on a silver tape having {100} planes parallel to the surface, the {100} planes of the crystals of the intermediate layer are the silver tape and the intermediate layer. A substrate parallel to the interface of was prepared. Furthermore, when Y-based, Tl-1 layer system, Tl-2 layer system, etc. superconducting materials were fabricated on this substrate, Jc was 10,000 A / cm at a temperature of 77K and a magnetic field of 1T.
We were able to obtain superconducting wire rods with excellent characteristics of ² or more. This method can easily be made long depending on the length of the metal tape used, and an oriented long substrate can be easily obtained.

【００４５】また、立方体集合組織を有する銀と金の合
金、銀とパラジウムの合金、銀と銅の合金、銀のマトリ
ックス相にMgOを分散させた分散強化型合金、銀のマト
リックス相に金属間化合物を分散させた分散強化型合金
を使用した場合にも、銀テープを用いた場合と同様に高
いＪｃが得られた。また、立方体集合組織を有するNi,
Ni-Fe合金, Cu, Cu-Al合金を使用した場合にも、立方体
集合組織を有する銀テープの上に、中間層及び酸化物超
電導物質を作製した場合と同様に高いＪｃが得られるも
のと考えられる。Further, a silver-gold alloy having a cubic texture, a silver-palladium alloy, a silver-copper alloy, a dispersion-strengthened alloy in which MgO is dispersed in a silver matrix phase, and an intermetallic material in the silver matrix phase. Even when the dispersion-strengthened alloy in which the compound was dispersed was used, a high Jc was obtained as in the case where the silver tape was used. Also, Ni having a cubic texture,
Even when Ni-Fe alloy, Cu, Cu-Al alloy is used, high Jc can be obtained as in the case of producing the intermediate layer and the oxide superconducting material on the silver tape having the cubic texture. Conceivable.

【００４６】本発明に記載の超電導物質、非超電導物質
及びその他の物質の組成は、厳密にこの値だけに限られ
るものではない。実際には、これらの酸化物には若干の
組成不定性があり各構成元素の含有比率が、十数パ−セ
ントから3０パ−セント程度までずれることもある。従
って、本発明において記載している物質の組成が若干異
なっていても、その結晶構造が基本的に同じであれば、
本発明に記載の物質と同じものである。The composition of the superconducting substance, non-superconducting substance and other substances described in the present invention is not strictly limited to this value. In reality, these oxides have some composition indefiniteness, and the content ratio of each constituent element may deviate from about a dozen percent to about 30 percent. Therefore, even if the composition of the substance described in the present invention is slightly different, if the crystal structure is basically the same,
It is the same as the substance described in the present invention.

【００４７】本発明によって作製した超電導体を使用す
ることによって、液体窒素冷却で動作する、特性の良い
超電導マグネットの作製が可能になる。そしてこのマグ
ネットを使用することによって液体窒素冷却で動作する
NMR装置, SQUID装置、MRI装置, 磁気浮上列車等の作製
が可能になる。超電導マグネットを利用した装置の全て
を、本発明の超電導体を使用した線材を使用した超電導
で置き換えることが可能であり、そのことによって装置
を液体窒素冷却で動作させることができる。装置を液体
窒素冷却で動作させることによって、単に運転コスト
（液体ヘリウムと液体窒素の価格差）が安くなるメリッ
ト以上に超電導装置の信頼性（クエンチと呼ばれる超電
導が急激に破壊する現象を抑え込む為に、種々の措置が
施される必要がある）を確保するためのコスト、冷凍機
に掛かるコスト、断熱にかかるコストが大幅に低減さ
る。従って、本発明による超電導線材、コイルを用いて
超電導装置を作製することによって、装置の価格を大幅
に低減することが可能になる。By using the superconductor manufactured by the present invention, it becomes possible to manufacture a superconducting magnet which operates with liquid nitrogen cooling and has good characteristics. And it works with liquid nitrogen cooling by using this magnet
It enables the production of NMR equipment, SQUID equipment, MRI equipment, magnetic levitation trains, etc. It is possible to replace all of the devices using superconducting magnets with superconducting materials using the wire material using the superconductor of the present invention, which allows the devices to operate in liquid nitrogen cooling. By operating the device with liquid nitrogen cooling, the reliability of superconducting devices (suppressing a phenomenon called rapid quenching of superconductivity) is suppressed more than the merit that the operating cost (price difference between liquid helium and liquid nitrogen) is simply reduced. , It is necessary to take various measures), the cost for the refrigerator, and the cost for heat insulation are significantly reduced. Therefore, by manufacturing a superconducting device using the superconducting wire and coil according to the present invention, the cost of the device can be significantly reduced.

【００４８】[0048]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。Embodiments of the present invention will be described below.

【００４９】［実施の形態１］Tl-1層系の酸化物超電導
体を次にようにして作成した。まず、約80％の結晶粒の
{100}面がテープ表面に平行である銀テープの上に、酸
化物中間層を作成した(中間層形成工程)。１リットルの
アンモニウム塩水溶液に0.02モル水酸化マグネシウムを
溶かし、超音波振動子を用いて、この溶液を直径数ミク
ロンの液滴にして４００℃に加熱した銀テープ基板の上
に吹き付け、厚さ３ミクロンの前駆体を堆積した。これ
を８５０℃において５０時間アニールしてMgO中間層を
作成した。このMgO中間層の結晶の方位をX線回折測定で
調べたところ、約80％の結晶粒の{100}面が銀テープと
の界面に平行に揃っていることが確認できた。１リット
ルの蒸留水に、純度98%以上の硝酸タリウムを0.01モ
ル、硝酸バリウムを0.02モル、硝酸カルシウムを0.02モ
ル、硝酸銅を0.03モル、グリシンを0.05モルを溶かして
原料溶液を作製した。超音波振動子を用いて、この溶液
を直径数ミクロンの液滴にして銀テープ基板の上に吹き
付け、厚さ３ミクロンの前駆体を堆積した(堆積工程)。
この時の基板温度は800℃とした。これを酸素ガスとTl₂
O蒸気が共存する雰囲気下で８５０℃において５０時間
アニールする(加熱工程)ことによって超電導物質(Tl-Ba
-Ca-Cu-O)にした。図４に、でき上がった超電導体の構
造を示す。１０は立方体集合組織を有する銀テープ基板
であり、１１はMgO中間層、１２はTl-1層系の酸化物超
電導物質である。[Embodiment 1] A Tl-1 layer oxide superconductor was prepared as follows. First, about 80% of crystal grains
An oxide intermediate layer was formed on a silver tape whose {100} plane was parallel to the tape surface (intermediate layer forming step). Dissolve 0.02 mol magnesium hydroxide in 1 liter ammonium salt aqueous solution, and use an ultrasonic oscillator to spray this solution into droplets with a diameter of several microns and spray it onto a silver tape substrate heated to 400 ° C to a thickness of 3 The micron precursor was deposited. This was annealed at 850 ° C. for 50 hours to form an MgO intermediate layer. When the crystal orientation of this MgO intermediate layer was examined by X-ray diffraction measurement, it was confirmed that the {100} plane of about 80% of the crystal grains was aligned parallel to the interface with the silver tape. 0.01 mol of thallium nitrate having a purity of 98% or more, 0.02 mol of barium nitrate, 0.02 mol of calcium nitrate, 0.03 mol of copper nitrate and 0.05 mol of glycine were dissolved in 1 liter of distilled water to prepare a raw material solution. Using an ultrasonic oscillator, this solution was made into droplets having a diameter of several microns and sprayed onto a silver tape substrate to deposit a precursor having a thickness of 3 microns (deposition step).
The substrate temperature at this time was 800 ° C. This is oxygen gas and Tl ₂
By annealing (heating process) at 850 ° C for 50 hours in an atmosphere in which O vapor coexists, the superconducting material (Tl-Ba
-Ca-Cu-O). FIG. 4 shows the structure of the completed superconductor. 10 is a silver tape substrate having a cubic texture, 11 is an MgO intermediate layer, and 12 is a Tl-1 layer type oxide superconducting material.

【００５０】出来上がった超電導体の超電導臨界温度を
直流4端子法で測定したところ107Kで電気抵抗がゼロに
なることが確認できた。７７Ｋの臨界電流密度を測定し
たところ、ゼロ磁場で600,000A/cm², １Ｔの磁場を基板
に垂直に印加したときには85,000A/cm²であった。When the superconducting critical temperature of the completed superconductor was measured by the DC 4-terminal method, it was confirmed that the electric resistance became zero at 107K. The measured critical current density of 77K, the magnetic field 600,000A / cm ^2, 1T in zero magnetic field when applied perpendicular to the substrate was 85,000A / cm ^2.

【００５１】Ｘ線回折測定によって超電導物質１２の結
晶のｃ軸がどの方向を向いているのかを調べたところ、
基板の法線に対して1度以内に８０％の結晶のｃ軸の向
きが入っていた。When the direction of the c-axis of the crystal of the superconducting substance 12 was examined by X-ray diffraction measurement,
Within 1 degree with respect to the normal to the substrate, 80% of the crystal had a c-axis orientation.

【００５２】［比較例１］市販の銀テープ上に、実施の
形態１と同様にMgO中間層を作成した。X線回折測定でこ
の中間層の結晶の方位を調べたところ、結晶軸の方位に
関しては特に揃っているようなことはなかった。この基
板上に、実施の形態１とまったく同様にしてTl-2層系の
超電導物質を作製した。出来上がった超電導体の超電導
臨界温度を直流4端子法で測定したところ105Kで電気抵
抗がゼロになることが確認できた。７７Ｋの臨界電流密
度を測定したところ、ゼロ磁場で30,000A/cm², １Ｔの
磁場を基板に垂直に印加したときには3,300A/cm²であっ
た。[Comparative Example 1] An MgO intermediate layer was formed on a commercially available silver tape in the same manner as in the first embodiment. When the crystal orientation of this intermediate layer was examined by X-ray diffraction measurement, it was found that the crystal axis orientations were not particularly uniform. A Tl-2 layer type superconducting material was produced on this substrate in the same manner as in the first embodiment. The superconducting critical temperature of the finished superconductor was measured by the DC 4-terminal method, and it was confirmed that the electric resistance became zero at 105K. The measured critical current density of 77K, the magnetic field of 30,000A / cm ^2, 1T in zero magnetic field when applied perpendicular to the substrate was 3,300A / cm ^2.

【００５３】Ｘ線回折測定によって超電導物質の結晶の
ｃ軸がどの方向を向いているのかを調べたところ、いず
れの結晶軸の方位に関しては特に揃っているようなこと
はなかった。When the direction of the c-axis of the crystal of the superconducting substance was examined by X-ray diffraction measurement, it was found that the crystal axes were not particularly aligned.

【００５４】実施の形態１、比較例１の結果から、結晶
方位を揃えた金属体上に中間層を形成して、結晶方位を
揃えた基板を作成し、酸化物超電導物質を組み合わせて
超電導体とすることによって、非常にJcの高い超電導体
或いは超電導線材が得られることが分かる。From the results of the first embodiment and comparative example 1, an intermediate layer is formed on a metal body having a uniform crystal orientation to prepare a substrate having a uniform crystal orientation, and a superconductor is prepared by combining an oxide superconducting substance. It can be seen that a superconductor having a very high Jc or a superconducting wire can be obtained by the above.

【００５５】［実施の形態２］立方体集合組織を有する
銀テープの基板上に、イオンビームスパッタによりMgO
中間層を作製した(中間層生成工程)。Ｘ線回折測定で中
間層の結晶の方位を調べたところ、約80％の結晶粒の{1
00}面が銀テープとの界面に平行でかつその＜100＞方位
が銀テープの圧延を掛けた方向に平行に揃っていること
が確認できた。[Embodiment 2] MgO is formed on a silver tape substrate having a cubic texture by ion beam sputtering.
An intermediate layer was produced (intermediate layer generation step). When the crystal orientation of the intermediate layer was examined by X-ray diffraction measurement, about 80% of the crystal grains {1
It was confirmed that the {00} plane was parallel to the interface with the silver tape, and its <100> orientation was aligned parallel to the rolling direction of the silver tape.

【００５６】さらにMgO中間層の上に実施の形態１とま
ったく同様にしてTl-1層系の超電導物質(Tl-Ba-Ca-Cu-
O)を作製した。出来上がった超電導体の超電導臨界温度
を直流4端子法で測定したところ121Kで電気抵抗がゼロ
になることが確認できた。７７Ｋの臨界電流密度を測定
したところ、ゼロ磁場で880,000A/cm², １Ｔの磁場を基
板に垂直に印加したときには150,000A/cm²であった。Further, a Tl-1 layer type superconducting material (Tl-Ba-Ca-Cu-) was formed on the MgO intermediate layer in the same manner as in the first embodiment.
O) was produced. The superconducting critical temperature of the finished superconductor was measured by the DC 4-terminal method, and it was confirmed that the electric resistance became zero at 121K. The measured critical current density of 77K, the magnetic field 880,000A / cm ^2, 1T in zero magnetic field when applied perpendicular to the substrate was 150,000A / cm ^2.

【００５７】Ｘ線回折測定によって超電導物質の結晶の
ｃ軸がどの方向を向いているのかを調べたところ、基板
の法線に対して1度以内に８０％の結晶のｃ軸の向きが
入っていた。また、超電導物質の結晶のa軸（或いはb
軸）が銀テープの圧延方向と一致しているものが80％以
上あることが確認できた。When the direction of the c-axis of the crystal of the superconducting material was examined by X-ray diffraction measurement, 80% of the c-axis of the crystal entered within 1 degree with respect to the normal to the substrate. Was there. The a-axis (or b) of the crystal of superconducting material
It was confirmed that 80% or more of the tapes had their axis aligned with the rolling direction of the silver tape.

【００５８】［実施の形態３］実施の形態２とは別の組
成を有するTl-1層系の超電導体を作製した。まず、実施
の形態２と同様に、立方体集合組織を有する銀テープの
表面にMgO中間層を設けて基板を作成した(中間層作成工
程)。このMgO中間層上に、Tl-1層系の超電導物質を次の
ようにして作製した。まず、１リットルの蒸留水に、純
度98%以上の硝酸タリウムを0.005モル、硝酸鉛を0.005
モル、硝酸ストロンチウムを0.02モル、硝酸カルシウム
を0.02モル、硝酸銅を0.03モル、グリシンを0.04モルを
溶かして原料溶液を作製した。超音波振動子を用いて、
この溶液を直径数ミクロンの液滴にして銀テープ基板の
上に吹き付け、厚さ３ミクロンの前駆体を堆積した(堆
積工程)。この時の基板温度は800℃とした。次いで、こ
れを酸素ガスとTl₂O蒸気が共存する雰囲気下で８６０℃
において５０時間アニールする(加熱工程)ことによって
Tl-1層系の超電導体（Tl-Pb-Sr-Ca-Cu-O）を得た。[Embodiment 3] A Tl-1 layer superconductor having a composition different from that of Embodiment 2 was produced. First, similarly to Embodiment 2, a MgO intermediate layer was provided on the surface of a silver tape having a cubic texture to form a substrate (intermediate layer forming step). On this MgO intermediate layer, a Tl-1 layer type superconducting material was produced as follows. First, 0.001 mol of thallium nitrate with a purity of 98% or more and 0.005 mol of lead nitrate are added to 1 liter of distilled water.
Mol, strontium nitrate 0.02 mol, calcium nitrate 0.02 mol, copper nitrate 0.03 mol, and glycine 0.04 mol were dissolved to prepare a raw material solution. With an ultrasonic transducer,
This solution was made into droplets having a diameter of several microns and sprayed onto a silver tape substrate to deposit a precursor having a thickness of 3 microns (deposition step). The substrate temperature at this time was 800 ° C. Then, this is placed at 860 ° C. in an atmosphere in which oxygen gas and Tl ₂ O vapor coexist.
By annealing for 50 hours (heating step)
A Tl-1 layer superconductor (Tl-Pb-Sr-Ca-Cu-O) was obtained.

【００５９】出来上がった超電導体の超電導臨界温度を
直流4端子法で測定したところ121Kで電気抵抗がゼロに
なることが確認できた。７７Ｋの臨界電流密度を測定し
たところ、ゼロ磁場で900,000A/cm², １Ｔの磁場を基板
に垂直に印加したときには200,000A/cm²であった。When the superconducting critical temperature of the completed superconductor was measured by the DC 4-terminal method, it was confirmed that the electric resistance became zero at 121K. The measured critical current density of 77K, the magnetic field 900,000A / cm ^2, 1T in zero magnetic field when applied perpendicular to the substrate was 200,000 / cm ^2.

【００６０】Ｘ線回折測定によってこのTl-1層系超電導
物質の結晶のｃ軸がどの方向を向いているのかを調べた
ところ、基板の法線に対して1度以内に８０％の結晶の
ｃ軸の向きが入っていた。また、超電導物質の結晶のa
軸（或いはb軸）が銀テープの圧延方向と一致している
ものが80％以上あることが確認できた。When the direction of the c-axis of the crystal of the Tl-1 layer system superconducting material was examined by X-ray diffraction measurement, it was found that 80% of the crystal within 1 degree with respect to the normal line of the substrate. The direction of the c-axis was included. In addition, a crystal of superconducting material
It was confirmed that 80% or more of the axes (or b axes) were aligned with the rolling direction of the silver tape.

【００６１】［実施の形態４］Y系の超電導体を作製し
た。まず、実施の形態２と同様に、立方体集合組織を有
する銀テープの表面にMgO中間層を設けた基板を作成し
た。この基板のMgO中間層上に、Y系の超電導物質を次の
ようにして作製した。１リットルの蒸留水に、純度98%
以上の硝酸イットリウムを0.01モル、硝酸バリウムを0.
02モル、硝酸銅を0.03モル、グリシンを0.02モルを溶か
して原料溶液を作製した。超音波振動子を用いて、この
溶液を直径数ミクロンの液滴にして銀テープ基板の上に
吹き付け、厚さ３ミクロンの前駆体を堆積した(堆積工
程)。この時の基板温度は800℃とした。これを酸素ガス
雰囲気下で８７０℃において５０時間アニールする(加
熱工程)ことによって超電導体(Y-Ba-Cu-O)を得た。[Embodiment 4] A Y-based superconductor was manufactured. First, as in the second embodiment, a substrate was prepared in which an MgO intermediate layer was provided on the surface of a silver tape having a cubic texture. A Y-based superconducting material was produced on the MgO intermediate layer of this substrate as follows. 98% purity in 1 liter of distilled water
0.01 mol of the above yttrium nitrate and 0.
02 mol, 0.03 mol of copper nitrate and 0.02 mol of glycine were dissolved to prepare a raw material solution. Using an ultrasonic oscillator, this solution was made into droplets having a diameter of several microns and sprayed onto a silver tape substrate to deposit a precursor having a thickness of 3 microns (deposition step). The substrate temperature at this time was 800 ° C. This was annealed in an oxygen gas atmosphere at 870 ° C. for 50 hours (heating step) to obtain a superconductor (Y-Ba-Cu-O).

【００６２】出来上がったY系超電導体の超電導臨界温
度を直流4端子法で測定したところ92Kで電気抵抗がゼロ
になることが確認できた。７７Ｋの臨界電流密度を測定
したところ、ゼロ磁場で500,000A/cm², １Ｔの磁場を基
板に垂直に印加したときには90,000A/cm²であった。When the superconducting critical temperature of the completed Y-based superconductor was measured by the DC 4-terminal method, it was confirmed that the electric resistance became zero at 92K. The measured critical current density of 77K, the magnetic field 500,000A / cm ^2, 1T in zero magnetic field when applied perpendicular to the substrate was 90,000A / cm ^2.

【００６３】Ｘ線回折測定によってこのY系超電導物質
の結晶のｃ軸がどの方向を向いているのかを調べたとこ
ろ、基板の法線に対して1度以内に８０％の結晶のｃ軸
の向きが入っていた。また、超電導物質の結晶のa軸
（或いはb軸）が銀テープの圧延方向と一致しているも
のが80％以上あることが確認できた。When the direction of the c-axis of the crystal of the Y-based superconducting material was examined by X-ray diffraction measurement, it was found that 80% of the c-axis of the crystal was within 1 degree with respect to the normal line of the substrate. The direction was included. It was also confirmed that 80% or more of the crystals of the superconducting material had the a-axis (or b-axis) aligned with the rolling direction of the silver tape.

【００６４】［実施の形態５］立方体集合組織を有する
銀テープ基板の上に、実施の形態２、３および４で用い
たMgO中間層の代りに、SrTiO₃中間層をイオンビームス
パッタにより実施の形態２、３および４と同様に作製し
た(中間層生成工程)。さらにこのSrTiO₃中間層上に、そ
れぞれ実施の形態２(Tl-1層系、組成：Tl-Ba-Ca-Cu-
O)、実施の形態３(Tl-1層系、組成：Tl-Pb-Sr-Cu-O)お
よび実施の形態４(Y系、組成：Y-Ba-Cu-O)と同様にして
超電導物質を作製し、３種類の超電導テープを得た。い
ずれの超電導テープにおいても、その超電導物質に応じ
て実施の形態２、３または４で得られたものと同程度
（Jcで９０％以内）の性能のものが得られた。[Embodiment 5] An SrTiO ₃ intermediate layer was formed by ion beam sputtering on the silver tape substrate having a cubic texture, instead of the MgO intermediate layer used in the second, third and fourth embodiments. It produced like Mode 2, 3 and 4 (intermediate layer production process). Furthermore, on this SrTiO ₃ intermediate layer, the second embodiment (Tl-1 layer system, composition: Tl-Ba-Ca-Cu-
O), Embodiment 3 (Tl-1 layer system, composition: Tl-Pb-Sr-Cu-O) and Embodiment 4 (Y system, composition: Y-Ba-Cu-O). A substance was produced to obtain three kinds of superconducting tapes. In any of the superconducting tapes, the same performance (Jc within 90%) as that obtained in Embodiment 2, 3 or 4 was obtained depending on the superconducting material.

【００６５】［実施の形態６］立方体集合組織を有する
Ag-10%Cu合金基板の上に、硝酸銀水溶液を用いて、実施
の形態１と同様の方法で銀中間層を作製した(中間層生
成工程)。この銀中間層の上に実施の形態２(Tl-1層系、
組成：Tl-Ba-Ca-Cu-O)、実施の形態３(Tl-1層系、組
成：Tl-Pb-Sr-Cu-O)および実施の形態４(Y系、組成：Y-
Ba-Cu-O)と同様にして３種類の超電導テープを得た。い
ずれの超電導テープにおいても、その超電導物質に応じ
て実施の形態２、３または４で得られたものと同程度
（Jcで９０％以内）の性能のものが得られた。[Embodiment 6] Having a cubic texture
A silver intermediate layer was formed on the Ag-10% Cu alloy substrate by using an aqueous solution of silver nitrate in the same manner as in Embodiment 1 (intermediate layer forming step). The second embodiment (Tl-1 layer system,
Composition: Tl-Ba-Ca-Cu-O), Embodiment 3 (Tl-1 layer system, composition: Tl-Pb-Sr-Cu-O) and Embodiment 4 (Y system, composition: Y-
Three types of superconducting tapes were obtained in the same manner as Ba-Cu-O). In any of the superconducting tapes, the same performance (Jc within 90%) as that obtained in Embodiment 2, 3 or 4 was obtained depending on the superconducting material.

【００６６】［実施の形態７］４００℃に加熱した立方
体集合組織を有する銀テープ基板の上に、MgO水溶液を
塗布した後、これを８５０℃において５０時間アニール
してMgO中間層を作成した(中間層生成工程)。X線回折測
定で中間層の結晶の方位を調べたところ、約80％の結晶
粒の{100}面が銀テープとの界面に平行でかつその＜100
＞方位が銀テープの圧延を掛けた方向に平行に揃ってい
ることが確認できた。そのMgO中間層の上に実施の形態
２(Tl-1層系、組成：Tl-Ba-Ca-Cu-O)、実施の形態３(Tl
-1層系、組成：Tl-Pb-Sr-Cu-O)および実施の形態４(Y
系、組成：Y-Ba-Cu-O)と同様にして超電導物質を作製
し、３種類の超電導テープを得た。いずれの超電導テー
プにおいても、その超電導物質に応じて実施の形態２、
３または４で得られたものと同程度（Jcで９０％以内）
の性能のものが得られた。[Embodiment 7] An MgO aqueous solution was applied onto a silver tape substrate having a cubic texture heated to 400 ° C. and then annealed at 850 ° C. for 50 hours to form an MgO intermediate layer ( Intermediate layer generation step). The crystal orientation of the intermediate layer was examined by X-ray diffractometry, and the {100} plane of about 80% of the crystal grains was parallel to the interface with the silver tape and its <100
> It was confirmed that the orientation was parallel to the rolled direction of the silver tape. The second embodiment (Tl-1 layer system, composition: Tl-Ba-Ca-Cu-O), the third embodiment (Tl-1) on the MgO intermediate layer.
-1 layer system, composition: Tl-Pb-Sr-Cu-O) and Embodiment 4 (Y
A superconducting substance was prepared in the same manner as the system and composition: Y-Ba-Cu-O) to obtain three kinds of superconducting tapes. In any of the superconducting tapes, the second embodiment according to the superconducting material,
Similar to that obtained in 3 or 4 (within 90% in Jc)
The performance of was obtained.

【００６７】［実施の形態８］実施の形態２、３および
４で用いた立方体集合組織を有する銀テープ基板の代り
に、Ag-40%Au, Ag-20%Au, Ag-10%Pd, Ag-10%Cuの各種合
金、及びAg母相に粒径0.1ミクロンのMgOを堆積率にして
0.1％分散させた酸化物分散型合金、及び Ag-10%Cu合金
にCuAl2を体積率にして0.1%分散させた金属間化合物分
散型合金を、圧延＋熱処理加工して立方体集合組織を有
する６種類の金属テープとして、その上に実施の形態
２、３および４と同様にしてMgO中間層およびTl-1層系
(組成：Tl-Ba-Ca-Cu-O)、Tl-1層系(組成：Tl-Pb-Sr-Cu-
O)およびY系(組成：Y-Ba-Cu-O)超電導物質を作製し、各
種超電導テープ（１８種類）を得た。いずれの超電導テ
ープにおいても、その超電導物質に応じて実施の形態
２、３または４で得られたものと同程度（Jcで９０％以
内）の性能のものが得られた。[Embodiment 8] Instead of the silver tape substrate having a cubic texture used in Embodiments 2, 3 and 4, Ag-40% Au, Ag-20% Au, Ag-10% Pd, Ag-10% Cu alloys and Ag matrix with MgO particles of 0.1 micron as the deposition rate
Oxide dispersion type alloy with 0.1% dispersion and intermetallic compound dispersion type alloy with CuAl2 volume ratio of 0.1% dispersed in Ag-10% Cu alloy have cubic texture by rolling + heat treatment 6 As a kind of metal tape, a MgO intermediate layer and a Tl-1 layer system are formed on the metal tape in the same manner as in Embodiments 2, 3 and 4.
(Composition: Tl-Ba-Ca-Cu-O), Tl-1 layer system (Composition: Tl-Pb-Sr-Cu-
O) and Y-based (composition: Y-Ba-Cu-O) superconducting materials were produced to obtain various superconducting tapes (18 types). In any of the superconducting tapes, the same performance (Jc within 90%) as that obtained in Embodiment 2, 3 or 4 was obtained depending on the superconducting material.

【００６８】［実施の形態９］厚さ5ミクロン、幅１c
m、長さ100mの立方体集合組織を有する銀テープの上
に、実施の形態１と同様な方法でMgO中間層及び超電導
物質(Tl-1層系、組成：Tl-Ba-Ca-Cu-O)を作成し(連続加
熱中間層形成工程及び連続加熱堆積工程)、長さ１００
ｍの超電導線材を作製した。外径30cmのボビンにテープ
状の超電導線材を巻取って熱処理を行い、その後、線材
全長にわたるＪｃを測定したところゼロ磁場に於て Jc
(all)＝60,000 A/cm²であった（このJc(all)は臨界電流
値を銀を含む線材全体の断面積で割ったものである）。
磁場中でのJc(all)を測定するために１００ｍの線材よ
り１０ｃｍ長さの試料片を１０ピース無作為に切りだし
て直流４端子法でJc(all)を測定した。最も特性の悪か
った試料片の測定結果は、７７Ｋにおいて磁場を掛けな
い状態、0.01Ｔ、0.1Ｔ、1Ｔ、5Ｔの磁場を試料の長手
方向に対して直角な方向に印加したときのJc(all)はそ
れぞれ60,000, 40,000, 25,000, 13,000, 11,000 A/cm²
であった。[Embodiment 9] Thickness 5 μm, width 1 c
On a silver tape having a cubic texture of m and a length of 100 m, a MgO intermediate layer and a superconducting material (Tl-1 layer system, composition: Tl-Ba-Ca-Cu-O) were prepared in the same manner as in the first embodiment. ) Is prepared (continuous heating intermediate layer forming step and continuous heating deposition step), and a length of 100
m superconducting wire was produced. A tape-shaped superconducting wire was wound on a bobbin with an outer diameter of 30 cm, heat treated, and then Jc was measured over the entire length of the wire.
(all) = 60,000 A / cm ² (This Jc (all) is the critical current value divided by the cross-sectional area of the entire wire containing silver).
In order to measure Jc (all) in a magnetic field, 10 pieces of 10 cm long sample pieces were randomly cut from a 100 m wire and Jc (all) was measured by a DC 4-terminal method. The measurement result of the sample piece with the worst characteristics is Jc (all) when a magnetic field of 0.01T, 0.1T, 1T, 5T is applied in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the sample without applying a magnetic field at 77K. ) Are 60,000, 40,000, 25,000, 13,000, 11,000 A / cm ^{2 respectively}
Met.

【００６９】［実施の形態１０］実施の形態９で作製し
たものと同じ超電導テープ線材を１０本作製した。この
線材の構造を図５に示す。立方体集合組織を有する銀基
板１０と、中間層１１と、酸化物超伝導物質１２からな
る１本の線材を１０本積層した(集合化工程)後、銀被覆
材１３で全体を覆い100ｍ長さの集合体線材を作製し
た。１４は絶縁体で、超電導線の表面に５ミクロン程度
の厚さにアルミナをコーテイングした(絶縁層形成工
程)。この線材をパンケーキ状に巻いて、超電導コイル
を作製した。この様なコイルを８つ作製し、縦方向に積
層して、図６に示す超電導マグネットを作製した。クラ
イオスタット２１に、８つの超電導コイルを積層した積
層コイル２０を入れ液体窒素１９に浸漬した。積層コイ
ル２０に電流を流して磁場を発生させたところ、最大磁
場2.8テスラーを発生させることが出来た。[Embodiment 10] Ten superconducting tape wire rods same as those produced in Embodiment 9 were produced. The structure of this wire is shown in FIG. A silver substrate 10 having a cubic texture, an intermediate layer 11, and 10 single wires made of an oxide superconducting material 12 were laminated (assembling step), and then the whole was covered with a silver coating material 13 to have a length of 100 m. The aggregate wire rod of was produced. 14 is an insulator, and alumina is coated on the surface of the superconducting wire to a thickness of about 5 microns (insulating layer forming step). This wire was wound into a pancake shape to produce a superconducting coil. Eight such coils were produced and laminated in the longitudinal direction to produce the superconducting magnet shown in FIG. A laminated coil 20 in which eight superconducting coils were laminated was placed in a cryostat 21 and immersed in liquid nitrogen 19. When a magnetic field was generated by passing a current through the laminated coil 20, it was possible to generate a maximum magnetic field of 2.8 Tesler.

【００７０】［実施の形態１１］実施の形態１での作製
方法に準じて作製した超電導テープ線材を用いて種々の
断面構造を有する超電導導体を作製した。その断面構造
を、図７、図８、図９に示す。図７は超電導線材を積層
した積層線材を８本作製し、積層線材の上面と側面表面
が９０°になるよう六角形に組み込み、これを更に集合
体化して銀被覆材１３で覆った極細多芯線である。図８
は超電導線材をスパイラル状に巻いて作製した丸線を集
合体化して作製した極細多芯線、図９は超電導線材を同
心円状にして集合体化した極細多芯線である。これらの
超電導線の表面に５ミクロン程度の厚さにアルミナをコ
ーティングし(絶縁層形成工程)、それをパンケーキ状に
巻いて、超電導コイルを作製した。この様なコイルを８
つ作製し、縦方向に積層して、図６に示す構成の超電導
マグネットを作製した。コイルを液体窒素に浸漬し、電
流を流して磁場を発生させたところ、何れの超電導導体
を使用した場合でも最大磁場2.0〜2.8テスラーの磁場を
発生させることが出来た。[Embodiment 11] Superconducting tape wire rods manufactured according to the manufacturing method of Embodiment 1 were used to manufacture superconducting conductors having various sectional structures. The sectional structure is shown in FIGS. 7, 8 and 9. FIG. 7 shows a multilayer wire rod in which eight superconducting wire rods are laminated, and the laminated wire rod is assembled into a hexagon so that the upper surface and the side surface of the laminated wire rod are 90 °, which are further assembled and covered with a silver coating material 13. It is a core wire. FIG.
Is an ultrafine multicore wire produced by assembling a round wire produced by winding a superconducting wire in a spiral shape, and FIG. 9 is an ultrafine multicore wire in which the superconducting wire is concentrically formed and assembled. Alumina was coated on the surface of these superconducting wires to a thickness of about 5 microns (insulating layer forming step) and wound in a pancake shape to prepare a superconducting coil. 8 such coils
One was prepared and laminated in the longitudinal direction to prepare a superconducting magnet having the structure shown in FIG. When the coil was immersed in liquid nitrogen and an electric current was applied to generate a magnetic field, it was possible to generate a maximum magnetic field of 2.0 to 2.8 Tesler regardless of which superconducting conductor was used.

【００７１】［実施の形態１２］実施の形態１１で作製
した超電導マグネットを使用して核磁気共鳴(ＮＭＲ)装
置を作製し、水素原子の核磁気共鳴が測定できることを
確認した。ＮＭＲ装置は、外部から磁場をかけることに
よって、原子の化学結合状態を調べることができる。外
部磁場が大きいほどＮＭＲ装置の性能が向上するため、
強磁場発生が可能な超電導マグネットが用いられてきた
が、高価な液体ヘリウムが必要であった。本発明により
作製したＮＭＲ装置は、市販のHe冷却で運転するタイプ
の物に比べて、断熱が簡略化出来ることから、製造コス
トが１０％以上削減出来ることが分かった。また高価な
液体ヘリウムを用いないですむことから運転コストも大
幅に低減出来ることが分かった。[Embodiment 12] A nuclear magnetic resonance (NMR) apparatus was produced using the superconducting magnet produced in Embodiment 11, and it was confirmed that the nuclear magnetic resonance of hydrogen atoms could be measured. The NMR apparatus can examine the chemical bonding state of atoms by applying a magnetic field from the outside. Since the performance of the NMR device improves as the external magnetic field increases,
Superconducting magnets capable of generating a strong magnetic field have been used, but expensive liquid helium was required. It has been found that the NMR apparatus manufactured by the present invention can reduce the manufacturing cost by 10% or more because the heat insulation can be simplified as compared with a commercially available type of apparatus which is operated by cooling with He. It was also found that operating costs can be significantly reduced because expensive liquid helium is not required.

【００７２】ＭＲＩ装置は、核磁気共鳴を利用して画像
に変換し、生態組織を調べるもので、基本的な動作原理
はＮＭＲ装置と同じである。本発明による超電導体を用
いて作製した超電導線材を使用した超電導マグネットを
使ったMRI装置の製造コストを見積ったところ、ヘリウ
ム冷凍機の代わりに構造がずっと簡単で安価な窒素冷凍
機で済むこと、断熱が１重で済むこと、更に動作温度が
７７Kと従来のMRI装置の動作温度4.2Kに比べて随分と高
くなっていることから、超電導線材の比熱が１００程度
大きくなっているためクエンチの心配がなく、その対策
を行う必要がないことから、少なくとも２０％のコスト
ダウンが可能であることが分かった。The MRI apparatus converts nuclear magnetic resonance into an image and examines biological tissues, and the basic operation principle is the same as that of the NMR apparatus. Estimating the manufacturing cost of the MRI apparatus using the superconducting magnet using the superconducting wire produced by using the superconductor according to the present invention, the structure is much simpler and cheaper nitrogen refrigerator instead of the helium refrigerator, Since heat insulation is only one layer and the operating temperature is 77K, which is much higher than the operating temperature of 4.2K of the conventional MRI apparatus, the superconducting wire has a specific heat of about 100, which may cause a quench. Since there is no need to take measures against it, it has been found that cost reduction of at least 20% is possible.

【００７３】［実施の形態１３］磁界発生用巻線部に、
本発明による超電導マグネットを使用して発電装置を製
作した場合、また本発明による超電導体を用いた超電導
マグネットの回路を閉じて電流を流し、電磁エネルギー
を貯蔵する超電導エネルギー貯蔵装置を作製した場合、
従来の液体ヘリウム冷却の超電導マグネットで作製した
場合に比べてどの程度のコスト低減になるかを見積もっ
た。ヘリウム冷凍機の代わりに構造がずっと簡単で安価
な窒素冷凍機で済むこと、断熱が簡単でよいこと、比熱
の大きい液体窒素であることから冷媒を超電導マグネッ
トに供給するシステムが非常に簡略化できることから、
いずれも２０％以上のコスト低減になることが分かっ
た。[Embodiment 13] In the magnetic field generating winding portion,
When a power generator is manufactured using the superconducting magnet according to the present invention, or when a circuit of the superconducting magnet using the superconductor according to the present invention is closed to pass an electric current and a superconducting energy storage device for storing electromagnetic energy is manufactured,
It was estimated how much the cost would be reduced compared to the case of manufacturing with a conventional liquid helium cooled superconducting magnet. A nitrogen refrigerator that has a much simpler structure and is cheaper to replace the helium refrigerator, that the heat insulation is simple and good, and that liquid nitrogen that has a large specific heat can greatly simplify the system that supplies the refrigerant to the superconducting magnet. From
It was found that the cost was reduced by 20% or more.

【００７４】［実施の形態１４］本発明で作製した超電
導体を使用した磁気シールドを作製した。厚さ３ｃｍの
超電導体の板で立方体を作製し、７８Ｋの窒素ガスで冷
却し、シールド超電導状態にして、外部より５０ガウス
の磁場を与えた。内部に入れたホール素子で内部の磁場
を測定したところ、ホール素子の検出可能限界以下の小
さな磁場であった。外部磁場を３０００ガウスにしたと
き内部の磁場は１ガウス程度であった。本発明による超
電導体を用いて作製した磁気シールドは十分な特性を有
することが確認できた。[Embodiment 14] A magnetic shield using the superconductor produced in the present invention was produced. A cube was prepared from a superconductor plate having a thickness of 3 cm, cooled with 78 K of nitrogen gas to be in a shield superconducting state, and a magnetic field of 50 Gauss was applied from the outside. When the internal magnetic field was measured with the Hall element placed inside, it was a small magnetic field below the detectable limit of the Hall element. When the external magnetic field was set to 3000 gauss, the internal magnetic field was about 1 gauss. It was confirmed that the magnetic shield manufactured using the superconductor according to the present invention has sufficient characteristics.

【００７５】［実施の形態１５］大型の粒子加速器、例
えばリングの直径が１ｋｍの加速器リングにつける粒子
ビーム収束用の４極電磁石をすべて本発明による超電導
線材を用いたマグネットで作製した場合、従来の液体ヘ
リウム冷却の超電導マグネットで作製した場合に比べて
どの程度のコスト低減になるかを見積った。ヘリウム冷
凍機の代わりに構造がずっと簡単で安価な窒素冷凍機で
済むこと、断熱が簡単で良いこと、比熱の大きい液体窒
素であることから冷媒を超電導マグネットに供給するシ
ステムが非常に簡略化出来ることから、２０％以上のコ
スト低減になることが分かった。[Embodiment 15] A large particle accelerator, for example, a quadrupole electromagnet for converging a particle beam to be attached to an accelerator ring having a diameter of 1 km is produced by a magnet using a superconducting wire according to the present invention. It was estimated how much the cost would be reduced compared to the case of manufacturing with the liquid helium-cooled superconducting magnet. A nitrogen refrigerator that has a much simpler structure and is cheaper than a helium refrigerator can be used, heat insulation is simple and good, and liquid nitrogen with a large specific heat makes it possible to greatly simplify the system for supplying the refrigerant to the superconducting magnet. Therefore, it was found that the cost could be reduced by 20% or more.

【００７６】［実施の形態１６］シンクロトン放射光発
生装置の加速器及び偏向コイル、収束コイルを、本発明
で作製した超電導マグネットを用いた場合、従来の液体
ヘリウム冷却の超電導マグネットで作製した場合に比べ
てどの程度のコスト低減になるかを見積もった。ヘリウ
ム冷凍機の代わりに構造がずっと簡単で安価な窒素冷凍
機で済むこと、断熱が簡単でよいこと、比熱の大きい液
体窒素であることから冷媒を超電導マグネットに供給す
るシステムが非常に簡略化できることから、２０％以上
のコスト低減になることが分かった。[Embodiment 16] When the superconducting magnet manufactured by the present invention is used for the accelerator, the deflection coil, and the converging coil of the synchroton radiation generator, when the conventional superconducting magnet cooled by liquid helium is used. We estimated how much the cost would be reduced by comparison. A nitrogen refrigerator that has a much simpler structure and is cheaper to replace the helium refrigerator, that the heat insulation is simple and good, and that liquid nitrogen that has a large specific heat can greatly simplify the system that supplies the refrigerant to the superconducting magnet. Therefore, it was found that the cost could be reduced by 20% or more.

【００７７】［実施の形態１７］酸化物超電導物質とし
て、[Embodiment 17] As an oxide superconducting substance,

【００７８】[0078]

【化１４】 Embedded image

【００７９】上式で示すTl-1層系を用いても、実施の形
態１から９と同様の結果が得られた。Using the Tl-1 layer system represented by the above equation, the same results as in the first to ninth embodiments were obtained.

【００８０】［実施の形態１８］酸化物超電導物質とし
て、[Embodiment 18] As an oxide superconducting substance,

【００８１】[0081]

【化１５】 Embedded image

【００８２】上式で示すY系を用いても、実施の形態１
から９とほぼ同様の結果が得られたが、超電導物質の結
晶のa軸のなす角度が６度以内になるようにする必要が
あった。Even if the Y system represented by the above equation is used, the first embodiment
The results are almost the same as those from No. 9 to 9, but it is necessary to make the angle of the a-axis of the crystal of the superconducting substance within 6 degrees.

【００８３】［実施の形態１９］酸化物超電導物質とし
て、[Embodiment 19] As an oxide superconducting substance,

【００８４】[0084]

【化１６】 Embedded image

【００８５】上式で示すTl-2層系を用いても、従来技術
による超電導線材或いは超電導体よりも２倍程度高い臨
界電流密度が得られることが確認できた。It was confirmed that even if the Tl-2 layer system shown by the above formula is used, a critical current density about twice as high as that of the conventional superconducting wire or superconductor can be obtained.

【００８６】［実施の形態２０］酸化物超電導物質とし
て、[Embodiment 20] As an oxide superconducting material,

【００８７】[0087]

【化１７】 Embedded image

【００８８】上式で示すBi-2層系を用いても、従来技術
による超電導線材或いは超電導体よりも２倍程度高い臨
界電流密度が得られることが確認できた。It was confirmed that even with the Bi-2 layer system represented by the above formula, a critical current density about twice as high as that of the conventional superconducting wire or superconductor can be obtained.

【００８９】[0089]

【発明の効果】本発明によれば、結晶方位の揃った酸化
物超電導体及び線材の製作が可能となるため、液体ヘリ
ウムによる冷却は勿論、液体窒素による冷却によって運
転される、高磁界中においても高い超電導臨界電流密度
を有する超電導体、超電導線材、超電導マグネット、超
電導利用機器が得られる。本発明による超電導体、超電
導線材を用いた超電導利用機器は、液体窒素による冷却
で運転することが可能になるため、装置全体として見た
とき、単に超電導の部分を従来の超電導体、超電導線材
で置き換えたに留まらず、冷却システム、断熱構造、ク
エンチ対策（超電導の破壊が急激に起こる現象を抑制す
る対策）などを大幅に簡素化することが出来、それ以上
のコストメリットがある。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to manufacture oxide superconductors and wires with uniform crystallographic orientations. Therefore, in a high magnetic field operated by liquid nitrogen as well as liquid helium cooling. It is possible to obtain a superconductor, a superconducting wire, a superconducting magnet, and a superconducting device having a high superconducting critical current density. The superconducting device according to the present invention, the superconducting device using the superconducting wire can be operated by cooling with liquid nitrogen, so when viewed as a whole device, the superconducting portion is simply a conventional superconductor, a superconducting wire. Not only the replacement, but also the cooling system, heat insulation structure, quench countermeasures (measures to suppress the phenomenon of rapid superconducting destruction) can be greatly simplified, and there is a further cost advantage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】Ｔl−１層系の酸化物超電導物質の結晶構造を
示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a crystal structure of a Tl-1 layer oxide superconducting material.

【図２】Ｔl−２層系の酸化物超電導物質の結晶構造を
示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a crystal structure of a Tl-2 layer oxide superconducting material.

【図３】Ｙ系の酸化物超電導物質の結晶構造を示す模式
図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a crystal structure of a Y-based oxide superconducting material.

【図４】本発明の実施の形態１である銀テープ基板、中
間層及び超電導層からなる超電導線材の構造を示す模式
図である。FIG. 4 is a schematic view showing a structure of a superconducting wire rod including a silver tape substrate, an intermediate layer and a superconducting layer which is Embodiment 1 of the present invention.

【図５】本発明の実施の形態１０の１００ｍ長の超電導
線の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a 100-m-long superconducting wire according to a tenth embodiment of the present invention.

【図６】本発明の超電導線のコイルを備えた超電導マグ
ネットの模式図である。FIG. 6 is a schematic view of a superconducting magnet including a coil of the superconducting wire of the present invention.

【図７】本発明の実施の形態１１である積層状超電導多
芯線材の断面拡大図である。FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a laminated superconducting multifilamentary wire according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図８】本発明の実施の形態１１であるスパイラル状超
電導多芯線材の断面拡大図である。FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a spiral superconducting multicore wire rod according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図９】本発明の実施の形態１１である同心円状超電導
多芯線材の断面拡大図である。FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a concentric superconducting multicore wire rod according to an eleventh embodiment of the present invention.

【符号の説明】 １ Tl原子、Pb原子、Bi原子もしくはHg原子 ２ Sr原子もしくはBa原子 ３ Ca原子 ４ Cu原子 ５ 酸素原子 ６ Cu原子 ７ Ba原子 ８ Y原子もしくは希土類原子 ９ 酸素原子 １０ 金属テープ １１ 中間層 １２ 酸化物超電導物質 １３ 銀被覆材 １４ 絶縁体 １５ 励磁用電源 １６ サービスポート １７ 冷媒体排出口 １８ 熱反射板 １９ 液体窒素 ２０ 積層した超電導コイル ２１ クライオスタット[Explanation of symbols] 1 Tl atom, Pb atom, Bi atom or Hg atom 2 Sr atom or Ba atom 3 Ca atom 4 Cu atom 5 Oxygen atom 6 Cu atom 7 Ba atom 8 Y atom or rare earth atom 9 Oxygen atom 10 Metal tape 11 Intermediate Layer 12 Oxide Superconducting Material 13 Silver Coating Material 14 Insulator 15 Excitation Power Supply 16 Service Port 17 Refrigerant Discharge Port 18 Heat Reflector 19 Liquid Nitrogen 20 Laminated Superconducting Coil 21 Cryostat

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｂ 13/00 ５６５ Ｈ０１Ｂ 13/00 ５６５Ｄ (72)発明者 小沢 武 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 東山 和寿 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. ⁶ Identification number Reference number within the agency FI Technical display location H01B 13/00 565 H01B 13/00 565D (72) Inventor Takeshi Ozawa 7-chome, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture 1st-1 Hitachi Ltd. Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Kazutoshi Higashiyama 7-1 Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Ltd Hitachi Research Laboratory

Claims (33)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 第１の金属からなる基板上に、酸化物ま
たは第２の金属からなる中間層と、酸化物超電導物質か
らなる超電導層とを順次に形成してなる酸化物超電導体
において、前記基板は多結晶体からなり、かつ該基板を
構成する結晶及び前記中間層を構成する結晶それぞれの
{１００}面が互いに１０度以内で平行であることを特徴
とする酸化物超電導体。1. An oxide superconductor comprising: an intermediate layer made of an oxide or a second metal; and a superconducting layer made of an oxide superconducting material, which are sequentially formed on a substrate made of a first metal. The substrate is made of a polycrystal, and each of the crystal forming the substrate and the crystal forming the intermediate layer is
An oxide superconductor characterized in that {100} planes are parallel to each other within 10 degrees. 【請求項２】 第１の金属からなる基板上に、酸化物ま
たは第２の金属からなる中間層と、酸化物超電導物質か
らなる超電導層とを順次に形成してなる酸化物超電導体
において、該基板は多結晶体からなり、かつ該基板を構
成する金属結晶及び前記中間層を構成する結晶の{１０
０}面が、前記基板と前記中間層との界面に対して１０
度以内で平行であり、かつ前記基板を構成する金属結晶
及び前記中間層結晶それぞれの＜１００＞方向が互いに
１０度以内で揃っていることを特徴とする酸化物超電導
体。2. An oxide superconductor obtained by sequentially forming an intermediate layer made of an oxide or a second metal and a superconducting layer made of an oxide superconducting substance on a substrate made of a first metal, The substrate is made of a polycrystal, and the metal crystal that constitutes the substrate and the crystal that constitutes the intermediate layer {10
0} plane is 10 with respect to the interface between the substrate and the intermediate layer.
An oxide superconductor characterized in that they are parallel within a range of degrees, and the <100> directions of the metal crystal and the intermediate layer crystal forming the substrate are aligned within a range of 10 degrees. 【請求項３】 前記酸化物超電導物質の８０％以上の結
晶の(００１)面が、前記中間層の結晶の{１００}面と１
０度以内で平行である事を特徴とする請求項１または２
に記載の酸化物超電導体。3. The (001) plane of 80% or more of the crystals of the oxide superconducting material is the {100} plane of the crystal of the intermediate layer and the
3. Parallelism within 0 degree.
2. The oxide superconductor according to claim 1. 【請求項４】 前記酸化物超電導物質の８０％以上の結
晶の［１００］方向が、前記中間層の結晶の＜１００＞
方向と１０度以内で平行である事を特徴とする請求項１
または２に記載の酸化物超電導体。4. The [100] direction of 80% or more of the crystals of the oxide superconducting material is <100> of the crystals of the intermediate layer.
The direction is parallel to the direction within 10 degrees.
Alternatively, the oxide superconductor described in 2. 【請求項５】 前記酸化物超電導物質の８０％以上の結
晶の(００１)面が、前記中間層の結晶の{１００}面と１
０度以内で平行であり、かつ該酸化物超電導物質の８０
％以上の結晶の［１００］方向が、前記中間層の結晶の
＜１００＞方向と１０度以内で平行であることを特徴と
する請求項１または２に記載の酸化物超電導体。5. The (001) plane of 80% or more of the crystals of the oxide superconducting material is the {100} plane of the crystal of the intermediate layer and the
It is parallel within 0 degree and 80% of the oxide superconducting material.
% Or more of the [100] direction of the crystal is parallel to the <100> direction of the crystal of the intermediate layer within 10 degrees, The oxide superconductor according to claim 1 or 2, wherein 【請求項６】 前記基板は、Ａg、Ａg−Ａu合金、Ａg−
Ｐd合金、Ａg−Ｃu合金の一群、Ａgまたは前記Ａg合金
のマトリックス相に酸化物を分散させた酸化物分散型合
金、及びＡgまたは前記Ａg合金のマトリックス相に金属
間化合物を分散させた金属間化合物分散型合金のうちか
ら選ばれた１種からなり、前記中間層はＭgＯ及びＳrＴ
iＯ₃から選ばれた１種からなることを特徴とする請求項
１ないし５記載の酸化物超電導体。6. The substrate is Ag, Ag--Au alloy, Ag--
Pd alloy, a group of Ag-Cu alloys, oxide-dispersed alloy in which oxide is dispersed in matrix phase of Ag or Ag alloy, and intermetallic in which intermetallic compound is dispersed in matrix phase of Ag or Ag alloy The intermediate layer is made of MgO and SrT.
6. The oxide superconductor according to claim 1, wherein the oxide superconductor is composed of one selected from iO ₃ . 【請求項７】 前記基板は、Ａg−Ａu合金、Ａg−Ｐd合
金、Ａg−Ｃu合金の一群、Ａgまたは前記Ａg合金のマト
リックス相に酸化物を分散させた酸化物分散型合金、及
びＡgまたは前記Ａg合金のマトリックス相に金属間化合
物を分散させた金属間化合物分散型合金のうちから選ば
れた１種からなり、前記中間層はＡgからなることを特
徴とする請求項１ないし５記載の酸化物超電導体。 (酸化物超電導物質の種類)7. The substrate is a group of Ag—Au alloy, Ag—Pd alloy, Ag—Cu alloy, Ag or an oxide dispersion type alloy in which an oxide is dispersed in a matrix phase of the Ag alloy, and Ag or 6. An intermetallic compound-dispersed alloy in which an intermetallic compound is dispersed in a matrix phase of the Ag alloy, and the intermediate layer is made of Ag. Oxide superconductor. (Type of oxide superconducting material) 【請求項８】 前記酸化物超電導物質の化学組成が次式
で表されることを特徴とする請求項１ないし７いずれか
に記載の酸化物超電導体。 【化１】 8. The oxide superconductor according to claim 1, wherein the chemical composition of the oxide superconductor is represented by the following formula. Embedded image 【請求項９】 前記酸化物超電導物質の化学組成が次式
で表されることを特徴とする請求項１ないし７いずれか
に記載の酸化物超電導体。 【化２】 で表されることを特徴とする酸化物超電導体。9. The oxide superconductor according to claim 1, wherein the chemical composition of the oxide superconductor is represented by the following formula. Embedded image An oxide superconductor characterized by being represented by. 【請求項１０】 前記酸化物超電導物質の化学組成が次
式で表されることを特徴とする請求項１ないし７いずれ
かに記載の酸化物超電導体。 【化３】 10. The oxide superconductor according to claim 1, wherein the chemical composition of the oxide superconductor is represented by the following formula. Embedded image 【請求項１１】 前記酸化物超電導物質の化学組成が次
式で表されることを特徴とする請求項１ないし７いずれ
かに記載の酸化物超電導体。 【化４】 11. The oxide superconductor according to claim 1, wherein the chemical composition of the oxide superconductor is represented by the following formula. Embedded image 【請求項１２】 請求項２ないし５いずれかに記載の酸
化物超電導体の基板を長く延びる金属テープから構成し
てなる酸化物超電導線材。12. An oxide superconducting wire comprising a substrate of the oxide superconductor according to claim 2 and a long metal tape. 【請求項１３】 横断面における前記金属テープの面積
Ｓ1と前記中間層の面積Ｓ2及び該超電導層の面積Ｓ3の
比率が、０.０１≦Ｓ3／(Ｓ1＋Ｓ2)≦０．６を満たすこ
とを特徴とする請求項１２記載の酸化物超電導線材。13. The ratio of the area S1 of the metal tape to the area S2 of the intermediate layer and the area S3 of the superconducting layer in a cross section satisfies 0.01 ≦ S3 / (S1 + S2) ≦ 0.6. The oxide superconducting wire according to claim 12. 【請求項１４】 結晶の８０％以上が立方体集合組織と
なっている純度９９.９％以上の銀テープと、非金属物
質から成る中間層と、化学組成が 【化５】 で表される酸化物超電導物質からなる超電導層とを順次
に積層してなる超電導線材であって、８０％以上の前記
銀テープを構成する結晶の{１００}面と、前記中間層を
構成する結晶の{１００}面が互いに１０度以内で平行で
あり、該中間層の結晶の＜１００＞方向と前記超電導層
を構成する結晶の［１００］方向の８０％以上が10度以
内で平行であることを特徴とする酸化物超電導線材。14. A silver tape having a purity of 99.9% or more, in which 80% or more of crystals have a cubic texture, an intermediate layer made of a non-metal substance, and a chemical composition of A superconducting wire formed by sequentially laminating a superconducting layer made of an oxide superconducting material represented by the following formula, wherein 80% or more of {100} planes of crystals constituting the silver tape and the intermediate layer are constituted. The {100} faces of the crystals are parallel to each other within 10 degrees, and 80% or more of the <100> direction of the crystals of the intermediate layer and the [100] direction of the crystals forming the superconducting layer are parallel to each other within 10 degrees. An oxide superconducting wire characterized by being present. 【請求項１５】 結晶の８０％以上が立方体集合組織と
なっている純度９９.９％以上の銀テープと、非金属物
質から成る中間層と、化学組成が 【化６】 で表される酸化物超電導物質からなる超電導層とを順次
に積層してなる超電導線材であって、８０％以上の前記
銀テープを構成する結晶の{１００}面と、前記中間層を
構成する結晶の{１００}面が互いに１０度以内で平行で
あり、該中間層の結晶の＜１００＞方向と前記超電導層
を構成する結晶の［１００］方向の８０％以上が１０度
以内で平行であることを特徴とする酸化物超電導線材。15. A silver tape having a purity of 99.9% or more in which 80% or more of the crystals have a cubic texture, an intermediate layer made of a non-metallic substance, and a chemical composition of A superconducting wire formed by sequentially laminating a superconducting layer made of an oxide superconducting material represented by the following formula, wherein 80% or more of {100} planes of crystals constituting the silver tape and the intermediate layer are constituted. The {100} planes of the crystals are parallel to each other within 10 degrees, and 80% or more of the <100> direction of the crystals of the intermediate layer and the [100] direction of the crystals forming the superconducting layer are parallel to each other within 10 degrees. An oxide superconducting wire characterized by being present. 【請求項１６】 結晶の８０％以上が立方体集合組織と
なっている純度９９.９％以上の銀テープと、非金属物
質から成る中間層と、化学組成が 【化７】 で表される酸化物超電導物質からなる超電導層とを順次
に積層してなる超電導線材であって、８０％以上の前記
銀テープを構成する結晶の{１００}面と、前記中間層を
構成する結晶の{１００}面が互いに１０度以内で平行で
あり、該中間層の結晶の＜１００＞方向と該酸化物超電
導物質結晶の［１００］方向の８０％以上が１０度以内
で平行である事を特徴とする酸化物超電導線材。16. A silver tape having a purity of 99.9% or more in which 80% or more of crystals have a cubic texture, an intermediate layer made of a non-metallic substance, and a chemical composition of A superconducting wire formed by sequentially laminating a superconducting layer made of an oxide superconducting material represented by the following formula, wherein 80% or more of {100} planes of crystals constituting the silver tape and the intermediate layer are constituted. The {100} planes of the crystals are parallel to each other within 10 degrees, and the <100> direction of the crystals of the intermediate layer and 80% or more of the [100] direction of the oxide superconducting material crystals are parallel to each other within 10 degrees. Oxide superconducting wire that is characterized. 【請求項１７】 結晶の８０％以上が立方体集合組織と
なっている純度９９.９９％以上の銀テープと、非金属
物質から成る中間層と、化学組成が 【化８】 で表される酸化物超電導物質からなる超電導層を順次積
層してなる超電導線材であって、８０％以上の前記銀テ
ープを構成する結晶の{１００}面と、前記中間層を構成
する結晶の{１００}面が互いに１０度以内で平行であ
り、該中間層の結晶の＜１００＞方向と前記超電導層を
構成する結晶の［１００］方向の８０％以上が１０度以
内で平行であることを特徴とする酸化物超電導線材。17. A silver tape having a purity of 99.99% or more in which 80% or more of crystals have a cubic texture, an intermediate layer made of a non-metallic substance, and a chemical composition of A superconducting wire formed by sequentially stacking superconducting layers made of an oxide superconducting material represented by the following formula, wherein 80% or more of {100} faces of the crystals forming the silver tape and the crystals forming the intermediate layer are formed. The {100} planes are parallel to each other within 10 degrees, and 80% or more of the <100> direction of the crystal of the intermediate layer and the [100] direction of the crystal forming the superconducting layer are parallel to each other within 10 degrees. Oxide superconducting wire characterized by. 【請求項１８】 金属結晶の８０％以上が立方体集合組
織となっている金属テープの表面に、酸化物からなる中
間層を形成する中間層生成工程と、該中間層の表面に酸
化物超電導物質の原料を堆積させて上層を形成する堆積
工程と、７００〜１０００℃の温度に加熱して前記上層
を超電導体化する加熱工程を含むことを特徴とする酸化
物超電導線材の製造方法。18. An intermediate layer forming step of forming an intermediate layer made of an oxide on a surface of a metal tape in which 80% or more of metal crystals have a cubic texture, and an oxide superconducting substance on the surface of the intermediate layer. 2. A method for producing an oxide superconducting wire, comprising: a deposition step of depositing the above raw material to form an upper layer; and a heating step of heating at a temperature of 700 to 1000 ° C. to turn the upper layer into a superconductor. 【請求項１９】 金属結晶の８０％以上が立方体集合組
織となっている金属テープの表面に、酸化物からなる中
間層を形成する中間層生成工程と、該中間層の表面に酸
化物超電導物質の原料を堆積させて上層を形成する堆積
工程と、該堆積工程を経て作製された金属テープ・中間
層・上層からなる複合素材を複数束ねて集合体とする集
合化工程と、該集合体を７００〜１０００℃の温度に加
熱して超伝導体化する加熱工程と、該集合体の表面に絶
縁体を形成する絶縁層形成工程を含むことを特徴とする
酸化物超電導線材の製造方法。19. An intermediate layer forming step of forming an intermediate layer made of an oxide on a surface of a metal tape in which 80% or more of metal crystals have a cubic texture, and an oxide superconducting substance on the surface of the intermediate layer. A deposition step of depositing the above raw materials to form an upper layer, an assembly step of bundling a plurality of composite materials composed of the metal tape, the intermediate layer and the upper layer produced through the deposition step into an assembly; and the assembly A method for producing an oxide superconducting wire, comprising: a heating step of heating to a temperature of 700 to 1000 ° C. to form a superconductor; and an insulating layer forming step of forming an insulator on the surface of the aggregate. 【請求項２０】 金属結晶の８０％以上が立方体集合組
織となっている金属テープの一部分を局所的に４００〜
１０００℃の温度に加熱し、その表面に酸化物を連続的
に堆積して中間層形成する連続加熱中間層形成工程と、
該金属テープ及び該中間層の一部分を局所的に４００〜
１０００℃の温度に加熱し、中間層の表面に酸化物超電
導物質の原料を連続的に堆積することによって超電導物
質を連続的に作製する連続加熱堆積工程を含むことを特
徴とする酸化物超電導線材の製造方法。20. A portion of a metal tape, in which 80% or more of metal crystals have a cubic texture, is locally distributed from 400 to 400.
A continuous heating intermediate layer forming step of heating to a temperature of 1000 ° C. and continuously depositing an oxide on the surface to form an intermediate layer;
The metal tape and a part of the intermediate layer are locally
An oxide superconducting wire comprising a continuous heating deposition step of continuously producing a superconducting material by heating to a temperature of 1000 ° C. and continuously depositing a raw material of an oxide superconducting material on the surface of an intermediate layer. Manufacturing method. 【請求項２１】 金属結晶の８０％以上が立方体集合組
織となっている金属テープの表面に、酸化物を連続的に
塗布して中間層を形成する中間層形成工程と、該金属テ
ープ及び該中間層の一部分を局所的に４００〜１０００
℃の温度に加熱し、中間層の表面に酸化物超電導物質の
原料を連続的に堆積することによって超電導物質を連続
的に作製する連続加熱堆積工程を含むことを特徴とする
酸化物超電導線材の製造方法。21. An intermediate layer forming step of forming an intermediate layer by continuously applying an oxide on the surface of a metal tape having 80% or more of metal crystals having a cubic texture, the metal tape and the metal tape. 400 to 1000 locally in a part of the intermediate layer
The oxide superconducting wire is characterized by including a continuous heating deposition step of continuously producing a superconducting material by heating the material to a temperature of ℃ and continuously depositing a raw material of the oxide superconducting material on the surface of the intermediate layer. Production method. 【請求項２２】 金属結晶の８０％以上が立方体集合組
織となっている金属テープの一部分を局所的に４００〜
１０００℃の温度に加熱し、その表面に酸化物を連続的
に堆積して中間層を形成する連続加熱中間層形成工程
と、該金属テープ及び該中間層の一部分を局所的に４０
０〜１０００℃の温度に加熱し、中間層の表面に、酸化
物超電導物質の原料を連続的に堆積することによって超
電導物質を連続的に作製する連続加熱堆積工程と、該連
続加熱堆積工程を経て作製された金属テープ・中間層・
超伝導層からなる素線を複数束ねて集合体とする集合化
工程と、該集合体の表面に絶縁体を形成する絶縁層形成
工程を含むことを特徴とする酸化物超電導線材の製造方
法。22. A portion of a metal tape in which 80% or more of the metal crystals have a cubic texture locally is 400-400.
A continuous heating intermediate layer forming step of heating to a temperature of 1000 ° C. and continuously depositing an oxide on the surface to form an intermediate layer, and locally heating the metal tape and a part of the intermediate layer to 40
A continuous heating deposition step of continuously producing a superconducting material by heating to a temperature of 0 to 1000 ° C. and continuously depositing a raw material of an oxide superconducting material on the surface of the intermediate layer; and the continuous heating deposition step. Metal tape, intermediate layer
A method for producing an oxide superconducting wire, comprising: an assembling step of bundling a plurality of strands of superconducting layers into an aggregate; and an insulating layer forming step of forming an insulator on the surface of the aggregate. 【請求項２３】 金属結晶の８０％以上が立方体集合組
織となっている金属テープの一部分を局所的に４００〜
１０００℃の温度に加熱し、その表面に酸化物を連続的
に堆積して中間層を形成する連続加熱中間層形成工程
と、該金属テープ及び該中間層の一部分を局所的に４０
０〜１０００℃の温度に加熱し、中間層の表面に、酸化
物超電導物質の原料を連続的に堆積することによって超
電導物質を連続的に作製する連続加熱堆積工程と、該連
続加熱堆積工程を経て作製された金属テープ・中間層・
超伝導層からなる素線を複数束ねて集合体とする集合化
工程と、該集合体を７００〜１０００℃の温度に加熱す
る加熱工程と、該集合体の表面に絶縁体を形成する絶縁
層形成工程を含むことを特徴とする酸化物超電導線材の
製造方法。23. A portion of a metal tape in which 80% or more of the metal crystals have a cubic texture locally is 400-400.
A continuous heating intermediate layer forming step of heating to a temperature of 1000 ° C. and continuously depositing an oxide on the surface to form an intermediate layer, and locally heating the metal tape and a part of the intermediate layer to 40
A continuous heating deposition step of continuously producing a superconducting material by heating to a temperature of 0 to 1000 ° C. and continuously depositing a raw material of an oxide superconducting material on the surface of the intermediate layer; and the continuous heating deposition step. Metal tape, intermediate layer
An assembling step of bundling a plurality of strands of a superconducting layer into an aggregate, a heating step of heating the aggregate to a temperature of 700 to 1000 ° C., and an insulating layer for forming an insulator on the surface of the aggregate. A method for manufacturing an oxide superconducting wire, comprising a forming step. 【請求項２４】 前記金属テープが銀からなることを特
徴とする請求項１８ないし２３いずれかに記載の酸化物
超電導線材の製造方法。24. The method for producing an oxide superconducting wire according to claim 18, wherein the metal tape is made of silver. 【請求項２５】 請求項１２ないし１７いずれかに記載
の超電導線材を使用した超電導マグネット。25. A superconducting magnet using the superconducting wire according to claim 12. 【請求項２６】 請求項１２ないし１７いずれかに記載
の超電導線材を使用したマグネットを使用したNMR装
置。26. An NMR apparatus using a magnet using the superconducting wire according to claim 12. 【請求項２７】 請求項１２ないし１７いずれかに記載
の超電導線材を使用したマグネットを使用したMRI装
置。27. An MRI apparatus using a magnet using the superconducting wire according to claim 12. 【請求項２８】 請求項１２ないし１７いずれかに記載
の超電導線材を使用した発電装置。28. A power generator using the superconducting wire according to claim 12. 【請求項２９】 請求項１２ないし１７いずれかに記載
の超電導線材を使用したエネルギー貯蔵装置。29. An energy storage device using the superconducting wire according to claim 12. 【請求項３０】 請求項１２ないし１７いずれかに記載
の超電導線材を使用した磁気シールド装置。30. A magnetic shield device using the superconducting wire according to claim 12. 【請求項３１】 請求項１２ないし１７いずれかに記載
の超電導線材を使用したシンクロトロン放射光発生装
置。31. A synchrotron radiation light generator using the superconducting wire according to claim 12. 【請求項３２】 請求項１２ないし１７いずれかに記載
の超電導線材を使用したマグネットを使用した磁気分別
装置。32. A magnetic separation device using a magnet using the superconducting wire according to claim 12. 【請求項３３】 請求項１２ないし１７いずれかに記載
の超電導線材を使用したマグネットを使用した素粒子加
速器。33. An elementary particle accelerator using a magnet using the superconducting wire according to any one of claims 12 to 17.