JPH04233184A - 超伝導テープの接合方法および超伝導テープ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の背景】本発明は超伝導テープ同士を接合するた
めの方法に関するものであって、更に詳しく言えば、超
伝導テープ間に超伝導継手を形成するための方法に関す
る。ここで言う「テープ」とは、幅および長さ方向に広
がる主面を有しかつ厚さ方向において小さな寸法を有す
る細長い物体を意味する。

【０００２】超伝導性とは、ある種の材料が抵抗なしに
電流を伝導することのできる特性を指す。超伝導材料が
このような特性を示すのは、それの温度が該材料の超伝
導臨界温度よりも低いことに加えて、それが該材料の超
伝導臨界磁界よりも強い磁界および該材料の超伝導臨界
電流よりも大きい電流のいずれにも暴露されていない場
合に限られる。従って、超伝導材料が暴露されている温
度、磁界または電流をそれぞれ臨界温度、臨界磁界また
は臨界電流よりも高いレベルにまで上昇させれば、超伝
導性を消失させること（すなわち、抵抗状態に戻すこと
）ができる。超伝導性の消失は、個々の材料の性質（す
なわち、温度、磁界または電流に関するそれの超伝導転
移状態の相対幅）に応じ、突然に起こることもあれば徐
々に起こることもある。

【０００３】細長いテープまたはストリップ状の形態を
有する積層構造の超伝導体およびかかる超伝導テープの
製造方法は公知である。たとえば、英国特許第１２５４
５４２号明細書中には、改良された超伝導テープおよび
かかる改良テープの製造方法が開示されている。また、
米国特許第３５３７８２７号明細書中には、積層超伝導
テープの改良およびかかる積層テープの製造方法が開示
されている。

【０００４】簡単に述べれば、純粋な状態または（好ま
しくは）少量の合金元素を添加した状態にある特定の母
材金属を他の金属と反応させることにより、大きい電流
容量を有する超伝導化合物または合金を生成させ得るこ
とが知られている。すなわち、ニオブ、タンタル、テク
ネチウムおよびバナジウムのごとき母材金属をスズ、ア
ルミニウム、ケイ素およびガリウムのごとき反応性金属
と反応もしくは合金化させることにより、三ニオブスズ
のごとき超伝導合金を生成させることができるのである
。ここで言う「三ニオブスズ」とは、スズ原子１個当り
３個のニオブ原子を含有するような金属間化合物の状態
にある超伝導合金を意味する。

【０００５】更にまた、先ず最初に母材金属（すなわち
、ニオブ、タンタル、テクネチウムまたはバナジウム）
を、母材金属原子の直径よりも少なくとも０．２９オン
グストロームだけ大きい原子直径を有する少量の溶質金
属と合金化することによって超伝導化合物または合金を
改良し得ることも知られている。様々な母材金属、溶質
金属および反応性金属の一般的な記載は、米国特許第３
４１６９１７号明細書中に見出すことができる。米国特
許第３４２９０３２号明細書中にはまた、約２５％まで
のジルコニウムを含有するニオブを過剰のスズ並びに酸
素、窒素および炭素から成る群より選ばれた非金属の存
在下で加熱した場合に生成される三ニオブスズ超伝導合
金においては臨界電流の向上が見られることが開示され
ている。

【０００６】更にまた、反応性金属を合金化することに
よって超伝導テープを改良し得ることも知られている。 たとえば、クリオジェニクス（Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃｓ）
の１９７１年２月号の５７〜５９頁に収載されたジェイ
・エス・キャスロー（Ｊ．Ｓ．　Ｃａｓｌａｗ）　の論
文「ニオブ−スズにおける臨界電流密度の向上」中に開
示されているごとく、ニオブテープ上に被覆すべき反応
性金属であるスズ中に銅を添加すれば、三ニオブスズの
臨界電流密度が向上するのである。ここで言う「反応性
金属」の中には、母材金属と反応して超伝導合金を生成
する金属（すなわち、スズ、アルミニウム、ケイ素およ
びガリウム）の合金も含まれる。その実例としては、４
５重量％までの銅を含有するスズ合金が挙げられる。

【０００７】ニオブは、優れた超伝導合金を生成すると
いう点で重要な母材金属であることが判明している。た
とえば、一般に０．１重量％より多い少量の溶質金属を
ニオブ母材金属に添加することにより、それの電流容量
を効果的に増大させることができる。中でも、ジルコニ
ウムの添加が最も有利であるように思われる。ジルコニ
ウムのごとき溶質金属は約３３原子％までの量で添加さ
れる。その他の溶質金属も同程度の量で使用される。

【０００８】溶質金属を含有するニオブをスズ、アルミ
ニウムまたはそれらの合金と反応させるためには、ニオ
ブをそれらの金属または合金のいずれかと接触させ、次
いで適当な反応を生起させるのに十分な時間にわたって
両者を高温に加熱すればよい。優れた超伝導特性を有す
るという点で特に有利な材料は、ニオブとスズとの比率
が約３：１であるようなニオブ−スズ組成物（すなわち
、三ニオブスズ）である。

【０００９】強磁界超伝導磁石のごとき装置を製造しよ
うとする努力の中で、三ニオブスズは様々な形態（特に
線材およびテープ）で製造されたきた。超伝導テープを
連続的に製造する方法の１つは、予め選定された母材金
属（たとえば、ニオブまたはニオブ合金）のテープを溶
融した反応性金属（たとえば、スズまたはスズ合金）の
浴中に連続的に通すというものである。テープ上に溶融
浴からの反応性金属の薄い被膜を付着させた後、該テー
プを反応炉内で加熱すれば、母材金属テープの表面上に
超伝導合金が生成されることになる。

【００１０】かかるテープ上に生成された超伝導合金は
脆いから、該テープ上に常伝導性金属の外層を設置する
ことによって積層超伝導体が形成される。こうして得ら
れた積層超伝導体は強く、そして超伝導材料に損傷をも
たらすことなくコイル上に巻くことができる。たとえば
、ニオブ箔から成る比較的薄いテープをスズで処理する
ことによってテープ表面上に三ニオブスズの密着層を形
成した後、かかる超伝導テープの各主面にほぼ同じ幅の
銅テープをはんだ付けすることによって対称的な積層構
造物が得られる。銅と三ニオブスズ材料との間における
熱膨張率の差のため、脆い金属間化合物は室温下でも圧
縮状態に置かれ、従ってコイルに巻く場合に機械的破損
を生じる恐れが最少限に抑えられる。

【００１１】このような超伝導テープの用途の１つは、
超伝導磁石における巻線である。たとえば、磁気共鳴撮
像装置においては６個の超伝導磁石が使用される場合が
あるが、各磁石の巻線は１キロメートルを越える連続長
さの超伝導テープを必要とする。かかる装置における個
々の磁石同士を接続することにより、６個の磁石の全部
を通る連続した超伝導電流路が形成される。その結果、
かかる装置においては数キロメートルに及ぶ連続長さの
超伝導テープが必要とされることになる。数キロメート
ルの連続長さの超伝導テープは現在では入手することが
できないから、より短い長さを有する多数の超伝導テー
プを接合しなければならない。その上、巻線作業中にテ
ープの破断や損傷が起こり、そのために接合による補修
が必要になることも予想される。

【００１２】超伝導磁石は、磁石からの一定した磁界を
必要とする装置において使用されることが多い。一定の
磁界を維持するためには、磁石は超伝導モードまたは持
続モードで動作しなければならない。内部抵抗に原因す
る磁石中の電流損失は磁界のドリフトまたは減少を引起
こす。その結果、磁界のドリフトを防止するために必要
な接続を超伝導テープ間に達成するための超伝導継手が
所望されることになる。かかる継手の電流容量および磁
界挙動は、超伝導テープの電流容量および磁界挙動に少
なくとも近似したものでなければならない。さもないと
、かかる継手は装置の電流容量の制限因子となるわけで
ある。

【００１３】本発明の目的の１つは、超伝導テープ間に
、それの電流容量に近似した大きい電流容量を有するよ
うな超伝導継手を形成するための方法を提供することに
ある。

【００１４】本発明のもう１つの目的は、超伝導テープ
間に、それの高磁界挙動に近似した強い磁界中において
も超伝導特性を維持するような超伝導継手を形成するた
めの方法を提供することにある。

【００１５】

【発明の概要】このたび、超伝導テープ同士を接合する
ことにより、隣接した超伝導テープの臨界電流および磁
界挙動に近似した大きい臨界電流および強い磁界挙動を
有するような継手を形成するための方法が見出された。 本発明の方法によって接合される超伝導テープは、母材
金属層、母材金属層上に配置された少なくとも１種の超
伝導合金層、および母材金属と化合して超伝導合金を生
成し得る少なくとも１種の反応性金属層から成る内部積
層物を含んでいる。かかる内部積層物の両側には、内部
積層物の熱膨張率よりも大きい熱膨張率を持った常伝導
金属から成る外層が結合されている。ある種のテープに
おいては、外層を被覆するためにワニスのごとき絶縁材
が使用されることもある。母材金属は、ニオブ、タンタ
ル、テクネチウムおよびバナジウムから成る群より選ば
れた金属である。

【００１６】超伝導テープ上に絶縁層が存在する場合に
は、各テープの一部分から絶縁層が除去されるが、以後
はこの部分を露出部分と呼ぶ。かかる露出部分は、本発
明の方法に従ってテープ同士を接合するための部分であ
る。露出部分から外層を除去した後、露出部分同士が接
触するようにして両テープが配置される。その際には、
露出部分同士をはんだ付けすると共に、冷却板の間に挟
んで締付けることが好ましい。かかる冷却板は所望の融
解域を除いて露出部分を被覆するためのものであって、
融解域から熱を運び去るために銅のごとき熱伝導性金属
から作られている。ここで言う「融解域」とは、露出部
分のうちで、それらを接触させながら融解すべき所定の
区域を意味する。

【００１７】露出部分内の所定の融解域を融解して再凝
固させることにより、両テープを接続する超伝導合金の
連続層が少なくとも析出することになる。かかる融解域
は、少なくとも、超伝導合金の連続析出物として再凝固
する溶融物を生成するのに十分なだけの母材金属、超伝
導合金および反応性金属を供給するに足るだけの大きさ
を有している。超伝導テープ上の超伝導合金と連続した
超伝導合金の連続層が析出する結果、両テープ間には連
続した超伝導電流路が得られる。こうして接合された露
出部分の外面には、露出部分の寸法に対応した外層の断
片が（たとえば、はんだ付けにより）結合されることが
好ましい。

【００１８】

【発明の詳しい説明】本発明の方法によれば、超伝導テ
ープ同士を結合することによって超伝導継手が形成され
る。かかる超伝導継手は、巻線時あるいは取扱い時に破
断した超伝導テープを補修するため、短い長さのテープ
を接合することによって大形の超伝導磁石用の巻線を形
成するために必要な長いテープを得るため、あるいは別
々の磁石同士を直列に接続するために使用することがで
きる。継手が超伝導磁石の一部である場合には、継手の
超伝導特性が磁石の電流容量を制限し、その結果として
磁石が発生し得る磁界を制限する。それ故、かかる継手
は超伝導テープの電流容量および磁界挙動に近似した大
きい電流容量および高磁界挙動を有していなければなら
ない。

【００１９】本発明の実施の一態様に従えば、超伝導合
金として三ニオブスズを含有する超伝導テープか接合さ
れるが、以後はこのようなテープを「三ニオブスズテー
プ」と呼ぶ。三ニオブスズテープは当業界において公知
であって、たとえば、ＩＥＥＥトランザクションズ・オ
ブ・マグネティクス（Ｉ．Ｅ．Ｅ．Ｅ．Ｔｒａｎｓａｃ
ｔｉｏｎｓ　ｏｆ　Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ）第ＭＡＧ−２
巻第４号（１９６６年１２月）の７６０〜７６４頁に収
載されたエム・ベンツ（Ｍ．Ｂｅｎｚ）　の論文「拡散
処理されたニオブ−スズテープの超伝導特性」中に記載
されている。簡単に述べれば、三ニオブスズテープの代
表例は約５ｍｍの幅および約１８５ミクロンの厚さを有
している。かかるテープは、厚さ約１１ミクロンのニオ
ブ合金の母材金属層、母材金属層の両面上に配置された
厚さ約８ミクロンの三ニオブスズの超伝導合金層、およ
び超伝導合金層上に配置された約３ミクロンの過剰スズ
合金の反応性金属層から成る約３３ミクロンの内部積層
物を含むと共に、内部積層物にはんだ付けされた厚さ約
７６ミクロンの銅から成る外層を含んでいる。 所望に応じ、両側の外層がワニス被膜で被覆される。か
かるワニスは、トルオールとメタノールとの等量混合物
およびＧＥ７０３１絶縁ワニスを４：１の比率で混合し
たものから成っている。

【００２０】内部積層物に外層をはんだ付けするために
は、約３７重量％の鉛と残部のスズとから成るはんだが
使用される。所望に応じ、外層の外面をはんだで被覆す
ることにより、テープに追加の耐食性を付与することも
できる。母材金属は、約５原子％までのジルコニウム、
約１０原子％までの酸素および残部のニオブから成るニ
オブ合金である。反応性金属は、約４０原子％までの銅
および残部のスズから成っている。なお、母材金属は約
１原子％のジルコニウム、約２原子％の酸素および残部
のニオブから成るニオブ合金であることが好ましく、ま
た反応性金属は約３２原子％の銅および残部のスズから
成ることが好ましい。

【００２１】接合すべき三ニオブスズテープの両面から
ワニス絶縁層、はんだ被膜および外層を除去することに
より、露出部分が形成される。ワニス絶縁層、はんだ被
膜および外層を除去するためには、当業界において公知
である通常の手段を使用することができる。たとえば、
ワニス絶縁層はアセトンを用いて除去することができ、
またはんだ被膜および外層はエッチング剤を用いて除去
することができる。はんだ被膜を除去するために適した
エッチング剤はフッ化水素アンモニウム、過酸化水素お
よび水から成るものであって、これはキュテック（Ｃｕ
ｔｅｃｈ）はんだ剥離剤ＳＮＰＢ１１１７としてアメリ
カ合衆国ペンシルバニア州所在のキュテック社（Ｃｕｔ
ｅｃｈ　Ｉｎｃ．）　から入手することができる。はん
だ被膜を除去するためには、所望の露出部分を約３０秒
間にわたって上記のはんだ剥離剤中に浸漬すればよい。 銅の外層を除去するために適したエッチング剤は、１７
９．７ｇのペルオキソ二硫酸ナトリウム、０．００９ｇ
の塩化水銀（ＩＩ）および７．５ｍｌのリン酸から成る
ものである。かかる銅エッチング剤を約５０℃に加熱し
た後、所望の露出部分を約４５分間にわたってその中に
浸漬することによって外層が除去される。

【００２２】あるいはまた、外層をテープから機械的に
剥離することによって除去し、そして接合後において露
出部分に再び結合することもできる。たとえば、外層に
はんだこてを当てることにより、露出部分の区域内にお
けるはんだが軟化させられる。次いで、外層が露出部分
から引き剥がされ、そして接合操作中は公知の固定手段
によって露出部分から離れた位置に保持される。外層の
剥離された部分はまた、切断して除去し、そして接合の
露出部分の外面に再び結合することもできる。

【００２３】次に、露出部分同士が接触するようにして
超伝導テープが配置される。このようなテープ間の接触
区域内に、継手を形成するための融解域が設けられるこ
とになる。たとえば、両テープが同一平面内に位置し、
長さ方向において整列し、かつ露出部分の前端に沿って
接触するようにして両テープを配置することができる。 この場合には、露出部分の前端を互いに整合するように
成形することにより、当業界において突合せ継手として
知られる継手を形成することができる。なお、所望の融
解域は互いに接触した前端を含むように設けられる。か
かる超伝導テープは、融解域が露出されるようにして露
出部分上に固定された冷却板によって保護されることが
好ましい。

【００２４】超伝導テープの配置に関しては、それらが
幅方向において対称的になるように露出部分同士を重ね
合わせることが好ましい。次いで、接合操作時および接
合操作後において継手に強度を付与するため、テープ同
士がはんだ付けされる。所望の融解域は、露出部分の整
列した側端の少なくとも一方に沿って設けられる。最も
好適な実施の態様に従えば、融解域は重なり合った露出
部分の側端の一方に沿って設けられる。

【００２５】銅から成る２枚の冷却板は、超伝導テープ
の幅にほぼ等しい幅および溶融域の長さの数倍に等しい
長さを有している。かかる冷却板の中央部分には、融解
域の寸法に対応した所定の長さおよび深さを有する切込
みが一方の側端に沿って設けられている。冷却板に設け
られた切込みは、所望の融解域の範囲を規定するために
役立つ。次いで、これらの冷却板の切込みが対称的に整
列しかつ所望の融解域のみが露出されるようにして、冷
却板が露出部分上に固定される。かかる冷却板は、超伝
導テープを結合状態に保つと共に、後続の融解操作に際
して過剰の熱を急速に除去するために役立つ。なお、融
解域から熱を急速に除去するために役立つものであれば
、冷却板は任意の寸法および形状を有することができる
。

【００２６】融解域は、保護雰囲気中において、いずれ
のテープ成分をも蒸発させることなしに超伝導テープを
融解する温度にまで加熱される。ここで言う「保護雰囲
気」とは、テープの反応、腐食または脆化をもたらす水
素や酸素を供給しないような雰囲気を意味する。たとえ
ば、タングステン不活性ガス溶接、レーザビーム溶接ま
たは電子ビーム溶接用の装置を制御することにより、保
護雰囲気中においてテープ成分を蒸発させることなしに
超伝導テープを融解することができる。

【００２７】本発明に従えば、超伝導テープ（たとえば
、三ニオブスズテープ）を融解域内において融解してか
ら再凝固させることにより、融解域に隣接したテープ上
の超伝導合金と連続した超伝導合金の連続析出物を生成
させ得ることが判明した。再凝固した融解域は、本明細
書中においては「溶接ビード」と呼ばれることがある。 本発明以前においても、反応性金属の存在下で母材金属
を加熱して反応性金属の融解および母材金属との反応を
生起させ、そして拡散反応によって超伝導合金を生成さ
せ得ることは知られていた。しかしながら、母材金属、
超伝導合金および過剰の反応性金属を一緒に融解して再
凝固させた場合、超伝導テープ上の超伝導合金と連続し
た超伝導合金の連続析出物を生成し得ることは知られて
おらず、従ってそれは極めて意外なことであった。

【００２８】融解域およびそれから生じる溶接ビードの
寸法は、継手の電流容量を決定する。一般に、溶接ビー
ドの電流容量はテープ上の超伝導合金の電流容量の約１
０分の１であることが判明している。それ故、超伝導テ
ープの電流容量に近似させるためには、溶接ビードの超
伝導断面積はテープの超伝導断面積の１０倍に等しいこ
とが必要である。超伝導断面積は当業界において公知の
手段によって測定されるが、これは超伝導合金の幅×厚
さに等しい。たとえば、露出部分の一方の側端に沿って
形成される最も好適な継手に関して述べれば、幅３ｍｍ
の三ニオブスズテープに対して少なくとも１５ｍｍ（好
ましくは２０ｍｍ）の長さおよび０．５ｍｍの幅を有す
る融解域を設ければよい。

【００２９】融解域はテープの断面積を減少させ、従っ
てテープ中に得られる超伝導断面積を減少させる。それ
故、融解域を注意深く選定しなければ、継手の区域にお
ける電流容量はテープの電流容量よりも低下することが
ある。継手を通して電流の移行が起こる以前の継手開始
部位においては、超伝導断面積の損失はテープの制限因
子となる。しかるに、溶接ビードを通して少量の電流が
移行するようになれば、元のテープの約２倍の超伝導体
を有する継手は断面積による制限を受けないことになる
。それ故、継手の開始部位においては、元のテープにお
ける超伝導断面積の損失を最少限に抑えるような溶接ビ
ードを形成することが重要である。

【００３０】たとえば、融解域に追加の材料を付加する
ことによってテープの超伝導断面積の損失を最少限に抑
えることができる。そのためには、外層を除去した超伝
導テープの断片を融解域上に配置し、そしてそれを融解
域と共に融解すればよい。かかる追加の材料は、超伝導
テープの幅を犠牲にすることなしに溶接ビードの超伝導
断面積を増大させるために役立つ。もう１つの方法は、
超伝導テープの側端に向かってテーパを有するように溶
接ビードを形成することである。

【００３１】前記のごとき突合せ溶接の場合には、露出
部分の幅方向を斜めに横切る融解域を設け、それによっ
てテープの幅方向を斜めに横切る溶接ビードを形成する
ことが好ましい。このようにすれば、テープの幅方向に
沿った様々な位置において電流が一方のテープから他方
のテープに移行することになる。電流が幅方向に沿った
単一の位置において移行しなければならない場合には、
その位置における超伝導断面積が決定的なものとなり、
従ってそれは隣接するテープにおける超伝導断面積に少
なくとも等しくなければならない。

【００３２】超伝導テープの露出部分は少なくとも融解
域よりも大きい長さを有すると共に、継手の形成を容易
にするのに十分なだけの長さを有することが好ましい。 接合後、露出部分の寸法に対応した外層の断片をはんだ
付けすることによって露出部分が被覆される。

【００３３】

【実施例１】約３ｍｍの幅を有する１巻きの三ニオブス
ズテープを入手した。本発明の方法に従って接合するた
め、かかるテープから長さ約２５ｃｍのテープ試料５対
を切取った。前記のキュテックはんだ剥離剤ＳＮＰＢ１
１１７中に各試料の一方の端部（約５ｃｍ）を約６０秒
間にわたって浸漬することにより、各試料の外面からは
んだを除去した。次いで、各試料の同じ端部を約５０℃
に加熱された前記の銅エッチング剤中に約４５分間にわ
たって浸漬した。その結果、銅から成る外層が除去され
、そして内部積層物に外層を結合していた薄いはんだ層
が露出された。こうして形成された露出部分から約１ｃ
ｍを切取ることにより、長さ約４ｃｍの露出部分が得ら
れた。

【００３４】幅方向において対称的に整列するようにし
て、各対の試料の露出部分同士を約１２ｍｍの長さにわ
たって重ね合わせた。次いで、はんだごてで加熱するこ
とにより、重なり合った露出部分同士をはんだ付けした
。 その際には、露出部分同士を結合するのに十分なだけの
薄いはんだ層が露出部分上に残存していたので、余分の
はんだは使用しなかった。

【００３５】約２５ｍｍ×７６ｍｍ×３．２ｍｍの寸法
を有する２枚の銅製冷却板を用意した。各冷却板の中央
部分には、一方の側端に沿って切込みが設けられていた
。この切込みは約１０ｍｍの長さおよび約０．５ｍｍの
深さを有していて、それの両端にはテーパが付けられて
いた。冷却板の切込みが重なり合った露出部分上におい
て対称的に整列し、それにより切込みの位置において一
方の側端に沿った区域が露出されるようにして、露出部
分の両側に冷却板を固定した。冷却板の切込み内に露出
された区域が所望の融解域である。

【００３６】タングステン不活性ガスアーク溶接機を用
いて融解域を融解した。タングステン電極は直径約０．
５ｍｍの先端寸法を有しており、また遮蔽ガスとしては
アルゴンを使用した。冷却板に電極を接触させることに
よってアークを発生させた。アークを冷却板から融解域
内にゆっくりと移動させ、そして露出部分が多少融解す
るまで待った。融解の開始後、アークを数回にわたり融
解域に沿ってゆっくりと移動させることによって融解域
全体を融解した。完全な融解が達成された後、電極を取
除いたところ、融解域に沿って溶接ビードが得られた。

【００３７】次に、当業界において公知の四端子抵抗測
定技術を用いて継手の電流容量を測定するための試験を
行った。２本の電圧端子は、継手の各端から短い距離だ
離れた超伝導テープ上にはんだ付けした。電流リード線
は、継手の各端から遠く離れた超伝導テープ上にはんだ
付けした。液体窒素中で冷却した後に液体ヘリウム中で
冷却することにより、継手を４．２Ｋにまで冷却した。 約５テスラの磁界を有する磁石を、磁界が超伝導テープ
中の電流路に対して垂直になるようにして継手の上方に
配置した。

【００３８】継手に流す電流を段階的に増加させ、そし
て継手の両側に位置する端子からの電圧を記録した。こ
の試験においては、臨界電流は端子間に０．２マイクロ
ボルトの電圧差を生じる電流として定義された。三ニオ
ブスズテープの臨界電流を測定するため、継手を含まな
い三ニオブスズテープの試料３個についても同様な試験
を行った。テープ試料および継手に関して測定された臨
界電流値を下記表１中に示す。

【００３９】

【表１】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　表　　　　１　　　　　　　　　　　　
４．２Ｋおよび５テスラにおいて測定された臨界電流　
　　　　　　　　　　　　　試　　　　料　　　　　　
　　　　　　　　　　　　臨界電流（アンペア）　　　
　　　　　　　　　　　テープ１　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　３０４　　　　　　　　
　　　　　　テープ２　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　３５１　　　　　　　　　　　　　
　テープ３　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　３６２　　　　　　　　　　　　　　継手１　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
１６５　　　　　　　　　　　　　　継手２　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２７７　
　　　　　　　　　　　　　継手３　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　２６２　　　　　
　　　　　　　　　継手４　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　２０８　　　　　　　　　
　　　　　継手５　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　２７０実施例１において形成された
継手に関して測定された臨界電流は、三ニオブスズテー
プにおける臨界電流の少なくとも５０％に相当している
。それ故、約２０ｍｍの長さ（すなわち、実施例１にお
いて形成された継手に関する融解域の長さの約２倍に等
しい長さ）を持った継手は、幅３ｍｍの三ニオブスズテ
ープの電流容量を持った超伝導継手を得るのに十分なは
ずである。

【００４０】かかる臨界電流試験によれば、本発明の方
法によって形成された継手が５テスラの磁界中において
超伝導性を示すこともまた判明した。５テスラの磁界は
、ニオブ、スズ、および継手中に存在する（三ニオブス
ズを除く）その他の部分の臨界磁界よりも高い。それ故
、継手が５テスラの磁界中において超伝導性を示したこ
とから見れば、継手を貫通して連続した三ニオブスズ電
流路が存在したことになる。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ニオブ、タンタル、テクネチウムおよ
   びバナジウムから成る群より選ばれた母材金属層、前記
   母材金属層上に配置された少なくとも１種の超伝導合金
   層、および前記母材金属と化合して前記超伝導合金を生
   成し得る少なくとも１種の反応性金属層から成る内部積
   層物と、前記内部積層物の両側に結合されかつ前記内部
   積層物の熱膨張率よりも大きい熱膨張率を持った常伝導
   金属から成る外層とを含む超伝導テープ同士を接合する
   方法において、（ａ）　別々のテープの一部分の少なく
   とも一方の表面から前記外層を除去して露出部分を形成
   した後、前記露出部分同士が接触するようにして前記テ
   ープを配置し、（ｂ）　前記露出部分同士が接触してい
   る少なくとも１つの融解域において前記露出部分を融解
   し、次いで（ｃ）　こうして得られた溶融物を前記超伝
   導合金の連続析出物として再凝固させる諸工程から成る
   ことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】　　前記露出部分同士が接触している部位
   において前記露出部分同士をはんだ付けする工程を更に
   含む請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】　　各々の冷却板に設けられた切込みが前
   記融解域上において対称的に整列しかつ前記融解域が露
   出されるようにして前記露出部分の両側に冷却板を固定
   する工程を更に含む請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】　　前記融解域が、少なくとも、前記超伝
   導合金の連続析出物として再凝固する溶融物を生成する
   のに十分なだけの母材金属、超伝導合金および反応性金
   属を供給するに足るだけの大きさを有する請求項１記載
   の方法。
5. 【請求項５】　　前記外層が前記テープの両面から除去
   される請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】　　外層の断片を結合して接合済みの前記
   露出部分を被覆する工程を更に含む請求項１記載の方法
   。
7. 【請求項７】　　前記母材金属が約５原子％までのジル
   コニウム、約１０原子％までの酸素および残部のニオブ
   から成るニオブ合金であり、前記超伝導合金が三ニオブ
   スズであり、かつ前記反応性金属が約４０原子％までの
   銅および残部のスズから成るスズ合金である請求項１記
   載の方法。
8. 【請求項８】　　前記融解工程がタングステン不活性ガ
   ス電極によって実施される請求項１記載の方法。
9. 【請求項９】　　前記融解工程がレーザによって実施さ
   れる請求項１記載の方法。