本申請涉及一種具備由超導體構成的裸線及與該裸線接觸配置的超導穩(wěn)定化材料的超導線、及由該超導線構成的超導線圈。

本申請主張基于2015年1月7日于日本申請的專利申請2015-001510號的優(yōu)先權，并將其內(nèi)容援用于此。

背景技術：

上述超導線在例如mri、nmr、粒子加速器、磁懸浮列車、以及在電力儲存裝置等領域中使用。

該超導線具有使超導穩(wěn)定化材料介于由nb-ti合金、nb3sn等超導體構成的多個裸線之間并進行捆束的多芯結構。并且，還提供有層疊超導體與超導穩(wěn)定化材料的帶狀的超導線。

在此，在上述超導線中，在超導體的一部分中超導狀態(tài)被打破的情況下，會導致電阻部分性地較大上升而超導體的溫度上升，有可能使整個超導體成為臨界溫度以上而變?yōu)檎щ姞顟B(tài)。因此，可以設為如下結構：在超導線中，配置成使銅等的電阻較低的超導穩(wěn)定化材料與超導體接觸，在超導狀態(tài)部分性地被打破的情況下，預先使在超導體中流動的電流暫時地迂回至超導穩(wěn)定化材料上，在此期間冷卻超導體而恢復至超導狀態(tài)。

上述超導穩(wěn)定化材料中，為了使電流有效地迂回，要求超低溫下的電阻足夠低。作為表示超低溫下的電阻的指標，廣泛使用剩余電阻率(rrr)。該剩余電阻率(rrr)為常溫(293k)下的電阻ρ293k與液氦溫度(4.2k)下的電阻ρ4.2k之比ρ293k/ρ4.2k，該剩余電阻率(rrr)越高，越會發(fā)揮作為超導穩(wěn)定化材料優(yōu)異的性能。

因此，例如，在專利文獻1、2中，提出有具有較高的剩余電阻率(rrr)的cu材料。

在專利文獻1中，提出有規(guī)定特定的元素(fe、p、al、as、sn及s)的含量的雜質(zhì)濃度非常低的高純度銅。

并且，在專利文獻2中，提出有在氧濃度較低的高純度銅中微量添加zr的cu合金。

專利文獻1：日本特開2011-236484號公報

專利文獻2：日本特開平05-025565號公報

已知在將雜質(zhì)元素降低至極限的超高純度銅中，剩余電阻率(rrr)會變得足夠高。但是，為了使銅高純度化，會使制造工藝變得非常復雜，存在導致制造成本大幅地上升的問題。

在此，在專利文獻1中，將特定的元素(fe、p、al、as、sn及s)的含量限定為小于0.1ppm，但將這些元素降低至0.1ppm并不容易，還是存在制造工藝變得復雜的問題。

并且，在專利文獻2中，規(guī)定氧及zr的含量，但控制氧及zr的含量較難，存在穩(wěn)定制造具有較高的剩余電阻率(rrr)的銅合金困難的問題。

技術實現(xiàn)要素：

該發(fā)明是鑒于前述的情況而完成的，其目的在于，提供一種制造工藝比較簡單且能夠廉價制造，并具備剩余電阻率(rrr)足夠高的超導穩(wěn)定化材料，且能夠穩(wěn)定地使用的超導線及由該超導線構成的超導線圈。

為了解決該課題，本發(fā)明人等進行深入研究的結果，得到了如下見解：確認到在不可避免雜質(zhì)之中，s、se、te尤其對剩余電阻率(rrr)帶來不良影響，在純銅中微量添加ca、sr、ba及稀土類元素(re)而以化合物的形式固定s、se、te，由此能夠制造具有較高的剩余電阻率(rrr)的超導穩(wěn)定化材料。

本發(fā)明是基于上述見解而完成的，本發(fā)明的第一方式所涉及的超導線具備由超導體構成的裸線及與該裸線接觸配置的超導穩(wěn)定化材料，其特征在于，所述超導穩(wěn)定化材料由如下銅材料構成，所述銅材料以合計3質(zhì)量ppm以上且400質(zhì)量ppm以下的范圍內(nèi)含有選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素，剩余部分設為cu及不可避免雜質(zhì)，且除作為氣體成分的o、h、c、n、s外的所述不可避免雜質(zhì)的濃度的總計設為5質(zhì)量ppm以上且100質(zhì)量ppm以下。

另外，在本發(fā)明中的稀土類元素(re)是指，la、ce、pr、nd、pm、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu、sc、y。

根據(jù)上述結構的超導線，所述超導穩(wěn)定化材料由如下銅材料構成，所述銅材料在除作為氣體成分的o、h、c、n、s外的不可避免雜質(zhì)的濃度的總計設為5質(zhì)量ppm以上且100質(zhì)量ppm以下的銅中，以合計3質(zhì)量ppm以上且400質(zhì)量ppm以下的范圍內(nèi)含有選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素，因此銅中的s、se、te以化合物的形式被固定，由此能夠使所述超導穩(wěn)定化材料的剩余電阻率(rrr)提高。并且，所述超導穩(wěn)定化材料與由超導體構成的裸線電接觸，由此即使在超導體的一部分中超導狀態(tài)被打破的情況下，也能夠使在超導體中流動的電流迂回至超導穩(wěn)定化材料，能夠抑制整個超導線變?yōu)檎щ姞顟B(tài)。因此，能夠穩(wěn)定地使用超導線。

并且，在所述超導穩(wěn)定化材料中，使用除作為氣體成分的o、h、c、n、s外的不可避免雜質(zhì)的濃度的總計設為5質(zhì)量ppm以上且100質(zhì)量ppm以下的銅，因此無需過度地實現(xiàn)銅的高純度化，制造工藝變得簡易，并能夠降低制造成本。

在此，本發(fā)明的第一方式所涉及的超導線中，優(yōu)選所述超導穩(wěn)定化材料由如下銅材料構成，所述銅材料中作為所述不可避免雜質(zhì)的fe的含量設為10質(zhì)量ppm以下、ni的含量設為10質(zhì)量ppm以下、as的含量設為5質(zhì)量ppm以下、ag的含量設為50質(zhì)量ppm以下、sn的含量設為4質(zhì)量ppm以下、sb的含量設為4質(zhì)量ppm以下、pb的含量設為6質(zhì)量ppm以下、bi的含量設為2質(zhì)量ppm以下、p的含量設為3質(zhì)量ppm以下。

在不可避免雜質(zhì)中，fe、ni、as、ag、sn、sb、pb、bi、p這樣的特定雜質(zhì)的元素具有使剩余電阻率(rrr)下降的作用。因此，如上述規(guī)定這些元素的含量，由此能夠可靠地使所述超導穩(wěn)定化材料的剩余電阻率(rrr)提高。

并且，在本發(fā)明的第一方式所涉及的超導線中，優(yōu)選所述超導穩(wěn)定化材料由s、se、te的合計含量(x質(zhì)量ppm)與選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素的合計含量(y質(zhì)量ppm)之比y/x設在0.5≤y/x≤100的范圍內(nèi)的所述銅材料構成。

該情況下，s、se、te的合計含量(x質(zhì)量ppm)與選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素的合計含量(y質(zhì)量ppm)之比y/x設在上述范圍內(nèi)，因此能夠?qū)~中的s、se、te作為與選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素的化合物而可靠地固定，且能夠可靠地抑制s、se、te引起的剩余電阻率(rrr)的下降。

而且，在本發(fā)明的第一方式所涉及的超導線中，優(yōu)選所述超導穩(wěn)定化材料由所述銅材料構成，并且所述銅材料中存在包含選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素與選自s、se、te的1種或2種以上的元素的化合物。

該情況下，在銅中存在的s、se、te通過與選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素生成化合物而可靠地得到固定，且能夠可靠地抑制s、se、te引起的剩余電阻率(rrr)的下降。

并且，在本發(fā)明的第一方式所涉及的超導線中，優(yōu)選所述超導穩(wěn)定化材料中，剩余電阻率(rrr)為250以上。

該情況下，所述超導穩(wěn)定化材料的剩余電阻率(rrr)較高為250以上，因此超低溫下的電阻值足夠低，當超導體的超導狀態(tài)被打破時，能夠使電流充分迂回，并能夠抑制正常導電狀態(tài)傳播至整個超導體中。

而且，本發(fā)明的第一方式所涉及的超導線中，所述超導穩(wěn)定化材料優(yōu)選通過連續(xù)鑄造軋制法制造。

該情況下，連續(xù)實施鑄造與軋制，因此生產(chǎn)效率高，且能夠獲得長條狀的超導穩(wěn)定化材料。

本發(fā)明的第二方式所涉及的超導線圈的特征在于，具有具備卷線部的結構，所述卷線部由上述第一方式所涉及的超導線卷繞在繞線管的周面而成。

如上所述，在該結構的超導線圈中，使用具備具有較高的剩余電阻率(rrr)的超導穩(wěn)定化材料的超導線，因此能夠穩(wěn)定地使用。

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種制造工藝比較簡單且能夠廉價制造，并具備剩余電阻率(rrr)足夠高的超導穩(wěn)定化材料，且能夠穩(wěn)定地使用的超導線及由該超導線構成的超導線圈。

附圖說明

圖1是本實施方式即超導線的橫截面示意圖。

圖2是用于圖1所示的超導線的細絲的縱截面示意圖。

圖3是作為另一實施方式的超導線的示意圖。

圖4是表示實施例中的本發(fā)明例4中的超導穩(wěn)定化材料的(a)sem觀察結果及(b)化合物的分析結果的圖。

圖5是表示實施例中的本發(fā)明例10中的超導穩(wěn)定化材料的(a)sem觀察結果及(b)化合物的分析結果的圖。

圖6是表示實施例中的本發(fā)明例19中的超導穩(wěn)定化材料的(a)sem觀察結果及(b)化合物的分析結果的圖。

具體實施方式

以下，參考所附的附圖，對作為本發(fā)明的一實施方式的超導線10進行說明。

如圖1所示，本實施方式中的超導線10具備：芯部11；多個細絲12，配置在該芯部11的外周側(cè)；及外殼部13，配置在這些多個細絲12的外周側(cè)。

如圖1及圖2所示，本實施方式中，上述細絲12被設為通過超導穩(wěn)定化材料20以電接觸的狀態(tài)包覆由超導體構成的裸線15的結構。也就是說，由超導體構成的裸線15與超導穩(wěn)定化材料20成為能夠?qū)щ姷臓顟B(tài)。

在此，如圖2所示，由超導體構成的裸線15的一部分中超導狀態(tài)被打破產(chǎn)生正常導電區(qū)域a的情況下，超導穩(wěn)定化材料20使在由超導體構成的裸線15中流動的電流i暫時地迂回。

而且，在本實施方式中，超導穩(wěn)定化材料20通過如下銅材料構成，所述銅材料以合計3質(zhì)量ppm以上且400質(zhì)量ppm以下的范圍內(nèi)含有選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素，剩余部分設為cu及不可避免雜質(zhì)，且除作為氣體成分的o、h、c、n、s外的不可避免雜質(zhì)的濃度的總計設為5質(zhì)量ppm以上且100質(zhì)量ppm以下。

并且，本實施方式中，構成超導穩(wěn)定化材料20的銅材料中，作為不可避免雜質(zhì)的fe的含量設為10質(zhì)量ppm以下、ni的含量設為10質(zhì)量ppm以下、as的含量設為5質(zhì)量ppm以下、ag的含量設為50質(zhì)量ppm以下、sn的含量設為4質(zhì)量ppm以下、sb的含量設為4質(zhì)量ppm以下、pb的含量設為6質(zhì)量ppm以下、bi的含量設為2質(zhì)量ppm以下、p的含量設為3質(zhì)量ppm以下。

而且，在本實施方式即超導穩(wěn)定化材料20中，s、se、te的合計含量(x質(zhì)量ppm)與選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素的合計含量(y質(zhì)量ppm)之比y/x設在0.5≤y/x≤100的范圍內(nèi)。

并且，在本實施方式中，構成超導穩(wěn)定化材料20的銅材料中，存在包含選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素與選自s、se、te的1種或2種以上的元素的化合物。

而且，在本實施方式中，超導穩(wěn)定化材料20中，剩余電阻率(rrr)設為250以上。

在此，對如上述那樣規(guī)定超導穩(wěn)定化材料20的成分組成、化合物的有無、剩余電阻率(rrr)的理由進行如下說明。

(選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素)

含于銅的不可避免雜質(zhì)中，s、se、te為通過在銅中固溶使剩余電阻率(rrr)較大地下降的元素。因此，為了使剩余電阻率(rrr)提高，需要排除這些s、se、te的影響。

在此，選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素為與s、se、te反應性較高的元素，因此通過與s、se、te生成化合物，能夠抑制這些s、se、te在銅中固溶。由此，能夠使超導穩(wěn)定化材料20的剩余電阻率(rrr)充分地提高。

另外，選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素為難以在銅中固溶的元素，并且即使在銅中固溶也使剩余電阻率(rrr)下降的作用較小，因此即使相對于s、se、te的含量過量添加的情況下，也不會較大地降低超導穩(wěn)定化材料20的剩余電阻率(rrr)。

在此，選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素的含量小于3質(zhì)量ppm時，有可能不能夠充分發(fā)揮固定s、se、te的作用效果。另一方面，若選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素的含量超過400質(zhì)量ppm，則有可能產(chǎn)生這些添加元素的粗大的析出物等，而加工性劣化。根據(jù)以上的內(nèi)容，本實施方式中，將選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素的含量規(guī)定在3質(zhì)量ppm以上且400質(zhì)量ppm以下的范圍內(nèi)。

另外，為了可靠地固定s、se、te，優(yōu)選將選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素的含量的下限設為3.5質(zhì)量ppm以上，進一步設為4.0質(zhì)量ppm以上。另一方面，為了可靠地抑制加工性的下降，優(yōu)選將選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素的含量的上限設在300質(zhì)量ppm以下，進一步優(yōu)選設為100質(zhì)量ppm以下。

(除氣體成分外的不可避免雜質(zhì)元素)

關于除氣體成分(o、h、c、n、s)外的不可避免雜質(zhì)，通過降低其濃度來提高剩余電阻率(rrr)。另一方面，若欲使不可避免雜質(zhì)的濃度降低至必要以上，則會導致制造工藝變得復雜，制造成本大幅地上升。因此，本實施方式中，將除氣體成分(o、h、c、n、s)外的不可避免雜質(zhì)的濃度設定在總計5質(zhì)量ppm以上且100質(zhì)量ppm以下的范圍內(nèi)。

為了將除氣體成分(o、h、c、n、s)外的不可避免雜質(zhì)的濃度設在總計5質(zhì)量ppm以上且100質(zhì)量ppm以下的范圍內(nèi)，作為原料，能夠使用純度99～99.9999質(zhì)量％的高純度銅和無氧銅(c10100，c10200)。其中，若o處于高濃度，則會導致ca、sr、ba及稀土類元素與o進行反應，因此o濃度優(yōu)選設為20質(zhì)量ppm以下，更優(yōu)選為10ppm以下。進一步優(yōu)選為5質(zhì)量ppm以下。

另外，為了可靠地抑制超導穩(wěn)定化材料20的制造成本的上升，優(yōu)選將不可避免雜質(zhì)的下限設為7質(zhì)量ppm以上，進一步優(yōu)選設為10質(zhì)量ppm以上。另一方面，為了使超導穩(wěn)定化材料20的剩余電阻率(rrr)可靠地提高，優(yōu)選將不可避免雜質(zhì)的上限設為90質(zhì)量ppm以下，進一步優(yōu)選設為80質(zhì)量ppm以下。

在此，本實施方式中的不可避免雜質(zhì)為fe、ni、as、ag、sn、sb、pb、bi、p、li、be、b、f、na、mg、al、si、cl、k、ti、v、cr、mn、nb、co、zn、ga、ge、br、rb、zr、mo、ru、pd、cd、in、i、cs、hf、ta、w、re、os、ir、pt、au、hg、tl、th、u。

(fe、ni、as、ag、sn、sb、pb、bi、p)

不可避免雜質(zhì)中，fe、ni、as、ag、sn、sb、pb、bi、p這樣的特定雜質(zhì)的元素具有使超導穩(wěn)定化材料20的剩余電阻率(rrr)下降的作用，因此分別規(guī)定這些元素的含量，由此能夠可靠地抑制超導穩(wěn)定化材料20的剩余電阻率(rrr)的下降。因此，本實施方式中，將fe的含量規(guī)定在10質(zhì)量ppm以下、將ni的含量規(guī)定在10質(zhì)量ppm以下、將as的含量規(guī)定在5質(zhì)量ppm以下、將ag的含量規(guī)定在50質(zhì)量ppm以下、將sn的含量規(guī)定在4質(zhì)量ppm以下、將sb的含量規(guī)定在4質(zhì)量ppm以下、將pb的含量規(guī)定在6質(zhì)量ppm以下、將bi的含量規(guī)定在2質(zhì)量ppm以下、將p的含量規(guī)定在3質(zhì)量ppm以下。

另外，為了進一步可靠地抑制超導穩(wěn)定化材料20的剩余電阻率(rrr)的下降，優(yōu)選將fe的含量規(guī)定在4.5質(zhì)量ppm以下、將ni的含量規(guī)定在3質(zhì)量ppm以下、將as的含量規(guī)定在3質(zhì)量ppm以下、將ag的含量規(guī)定在38質(zhì)量ppm以下、將sn的含量規(guī)定在3質(zhì)量ppm以下、將sb的含量規(guī)定在1.5質(zhì)量ppm以下、將pb的含量規(guī)定在4.5質(zhì)量ppm以下、將bi的含量規(guī)定在1.5質(zhì)量ppm以下、將p的含量規(guī)定在1.5質(zhì)量ppm以下，進一步優(yōu)選將fe的含量規(guī)定在3.3質(zhì)量ppm以下、將ni的含量規(guī)定在2.2質(zhì)量ppm以下、將as的含量規(guī)定在2.2質(zhì)量ppm以下、將ag的含量規(guī)定在28質(zhì)量ppm以下、將sn的含量規(guī)定在2.2質(zhì)量ppm以下、將sb的含量規(guī)定在1.1質(zhì)量ppm以下、將pb的含量規(guī)定在3.3質(zhì)量ppm以下、將bi的含量規(guī)定在1.1質(zhì)量ppm以下、將p的含量規(guī)定在1.1質(zhì)量ppm以下。另外，fe、ni、as、ag、sn、sb、pb、bi、p的含量的下限值為0質(zhì)量ppm。并且，過度降低這些有可能會招致制造成本的增加，因此優(yōu)選將fe的含量設為0.1質(zhì)量ppm以上、將ni的含量設為0.1質(zhì)量ppm以上、將as的含量設為0.1質(zhì)量ppm以上、將ag的含量設為0.1質(zhì)量ppm以上、將sn的含量設為0.1質(zhì)量ppm以上、將sb的含量設為0.1質(zhì)量ppm以上、將pb的含量設為0.1質(zhì)量ppm以上、將bi的含量設為0.1質(zhì)量ppm以上、將p的含量設為0.1質(zhì)量ppm以上，但并不限定于此。

(s、se、te的合計含量與添加元素的合計含量之比y/x)

如上所述，選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素與s、se、te這樣的元素生成化合物。在此，s、se、te的合計含量(x質(zhì)量ppm)與添加元素的合計含量(y質(zhì)量ppm)之比y/x小于0.5時，添加元素的含量不足，有可能會無法充分地固定s、se、te這樣的元素。

另一方面，若s、se、te的合計含量與添加元素的合計含量之比y/x超過100，則有可能會導致不與s、se、te進行反應的剩余的添加元素較多地存在，而加工性下降。

根據(jù)以上的內(nèi)容，本實施方式中，將s、se、te的合計含量與添加元素的合計含量之比y/x規(guī)定在0.5以上且100以下的范圍內(nèi)。

另外，為了可靠地將s、se、te這樣的元素以化合物的形式來固定，將s、se、te的合計含量與添加元素的合計含量之比y/x的下限優(yōu)選設為0.75以上，進一步優(yōu)選設為1.0以上。并且，為了可靠地抑制加工性的下降，優(yōu)選將s、se、te的合計含量與添加元素的合計含量之比y/x的上限設為75以下，進一步優(yōu)選設為50以下。在此，超導穩(wěn)定化材料20中的s、se、te的合計含量優(yōu)選超過0質(zhì)量ppm為25質(zhì)量ppm以下，但并不限定于此。

(包含添加元素與選自s、se、te的1種或2種以上的元素的化合物)

如上所述，選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素與s、se、te這樣的元素生成化合物，由此抑制s、se、te等元素在銅中固溶。因而，通過存在包含選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素與選自s、se、te的1種或2種以上的元素的化合物，能夠使超導穩(wěn)定化材料20的剩余電阻率(rrr)可靠地提高。

在此，包含選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素與s、se、te等元素的化合物以0.001個/μm²以上的個數(shù)密度存在，由此能夠可靠地使剩余電阻率(rrr)提高。并且，為了進一步使剩余電阻率(rrr)提高，優(yōu)選將化合物的個數(shù)密度設為0.005個/μm²以上。更優(yōu)選為0.007個/μm²以上。在本實施方式中，上述個數(shù)密度將粒徑0.1μm以上的化合物作為對象。

另外，在本實施方式中，s、se、te這樣的元素的含量足夠少，因此上述化合物(粒徑0.1μm以上)的個數(shù)密度的上限成為0.1個/μm²以下，更優(yōu)選為0.09個/μm²以下。進一步優(yōu)選為0.08個/μm²以下。

(剩余電阻率(rrr))

在作為本實施方式的超導穩(wěn)定化材料20中，剩余電阻率(rrr)設為250以上，因此在超低溫中，電阻值較低且能夠使電流良好地迂回。優(yōu)選剩余電阻率(rrr)為280以上，更優(yōu)選為300以上。進一步優(yōu)選為400以上。另外，優(yōu)選將剩余電阻率(rrr)設為10000以下，但并不限定于此。

在此，上述超導穩(wěn)定化材料20通過包括熔煉鑄造工序、塑性加工工序及熱處理工序的制造工序來制造。

另外，通過連續(xù)鑄造軋制法(例如scr法)等，制造本實施方式中所表示的組成的粗拉銅線，并可以將其作為原材料來制造超導穩(wěn)定化材料20。該情況下，超導穩(wěn)定化材料20的生產(chǎn)效率會提高，且能夠大幅地降低制造成本。在此所說的連續(xù)鑄造軋制法是指，例如使用具備帶式/輪式連續(xù)鑄造機與連續(xù)軋制裝置的連續(xù)鑄造軋制設備來制造銅粗拉線，且將該銅粗拉線作為原材料制造拉拔銅線的工序。

根據(jù)如上構成的作為本實施方式的超導線10，具備由超導體構成的裸線15及與該裸線15接觸配置的超導穩(wěn)定化材料20，該超導穩(wěn)定化材料20由如下銅材料構成，即，在除作為氣體成分的o、h、c、n、s外的不可避免雜質(zhì)的濃度的總計設為5質(zhì)量ppm以上且100質(zhì)量ppm以下的銅中，以合計3質(zhì)量ppm以上且400質(zhì)量ppm以下的范圍內(nèi)含有選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素，因此銅中的s、se、te以化合物的形式被固定，能夠使超導穩(wěn)定化材料20的剩余電阻率(rrr)提高。并且，所述超導穩(wěn)定化材料通過與由超導體構成的裸線電接觸，即使在由超導體構成的裸線15中產(chǎn)生超導狀態(tài)被打破的正常導電區(qū)域a的情況下，也能夠使電流可靠地迂回至超導穩(wěn)定化材料20上。因而，能夠抑制整個超導線10變?yōu)檎щ姞顟B(tài)，且能夠穩(wěn)定地使用作為本實施方式的超導線10。

并且，使用除作為氣體成分的o、h、c、n、s外的不可避免雜質(zhì)的濃度的總計設為5質(zhì)量ppm以上且100質(zhì)量ppm以下的銅，因此無需過度地實現(xiàn)銅的高純度化，制造工藝變得簡易，并能夠降低超導穩(wěn)定化材料20的制造成本。

而且，本實施方式中，關于影響到剩余電阻率(rrr)的fe、ni、as、ag、sn、sb、pb、bi、p的含量，將fe的含量規(guī)定在10質(zhì)量ppm以下、將ni的含量規(guī)定在10質(zhì)量ppm以下、將as的含量規(guī)定在5質(zhì)量ppm以下、將ag的含量規(guī)定在50質(zhì)量ppm以下、將sn的含量規(guī)定在4質(zhì)量ppm以下、將sb的含量規(guī)定在4質(zhì)量ppm以下、將pb的含量規(guī)定在6質(zhì)量ppm以下、將bi的含量規(guī)定在2質(zhì)量ppm以下、將p的含量規(guī)定在3質(zhì)量ppm以下，因此能夠可靠地使超導穩(wěn)定化材料20的剩余電阻率(rrr)提高。

并且，本實施方式中，s、se、te的合計含量(x質(zhì)量ppm)與選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素的合計含量(y質(zhì)量ppm)之比y/x設在0.5≤y/x≤100的范圍內(nèi)，因此通過將s、se、te與添加元素生成化合物而能夠可靠地固定銅中的s、se、te，且能夠可靠地抑制剩余電阻率(rrr)的下降。并且，不與s、se、te進行反應的剩余的添加元素不會較多地存在，能夠確保超導穩(wěn)定化材料20的加工性。

而且，本實施方式中，存在包含選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素與選自s、se、te的1種或2種以上的元素的化合物，因此在銅中存在的s、se、te能夠通過與選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素生成化合物而可靠地得到固定，而能夠可靠地抑制s、se、te引起的超導穩(wěn)定化材料20的剩余電阻率(rrr)的下降。

尤其，本實施方式中，粒徑0.1μm以上的化合物的個數(shù)密度設為0.001個/μm²以上，因此能夠作為化合物可靠地固定s、se、te，且能夠使超導穩(wěn)定化材料20的剩余電阻率(rrr)充分地提高。

并且，在本實施方式中，超導穩(wěn)定化材料20的剩余電阻率(rrr)較高為250以上，因此超低溫下的電阻值充分地變低。因而，在由超導體構成的裸線15中，即使在產(chǎn)生超導狀態(tài)被打破的正常導電區(qū)域a的情況下，也能夠使電流可靠地迂回至超導穩(wěn)定化材料20。

以上，對作為本發(fā)明的實施方式的超導線進行了說明，但本發(fā)明并不限定于此，在不脫離該發(fā)明的技術思想的范圍內(nèi)能夠適當變更。

例如，關于構成超導線10的芯部11及外殼部13，也可以通過與作為本實施方式的超導穩(wěn)定化材料20同樣的組成的銅材料構成。

并且，如圖1所示，上述實施方式中，以捆束多個細絲12的結構的超導線10為例進行了說明，但并不限定于此，例如如圖3所示，也可以為在帶狀的基材113上層疊配置超導體115及超導穩(wěn)定化材料120的結構的超導線110。

實施例

以下，對為確認本發(fā)明的效果而進行的確認實驗的結果進行說明。

本實施例中，作為研究室實驗，將純度99.9999質(zhì)量％的高純度銅及ca、sr、ba、及稀土類元素(re)的母合金用作原料，調(diào)整為表1中所記載的組成。并且，關于fe、ni、as、ag、sn、sb、pb、bi、p及其他雜質(zhì)，由純度99.9質(zhì)量％以上的fe、ni、as、ag、sn、sb、pb、bi、p與純度99.9質(zhì)量％的純銅制作每個元素的母合金，并使用該母合金進行了調(diào)整。首先，在n2+co的還原性氣體氣氛中使用電爐熔煉高純度銅，之后，添加各種添加元素及雜質(zhì)的母合金制備為規(guī)定濃度，以規(guī)定的鑄模進行鑄造，由此獲得了直徑：70mm×長度：150mm的鑄錠。在稀土類的母合金的原料中使用了一部分混合稀土。從該鑄錠切出截面尺寸：25mm×25mm方材，且對此以850℃施行熱軋而形成直徑8mm的熱軋線材，從該熱軋線材通過冷軋成型直徑2.0mm的細線，且對此以500℃實施保持1小時的消除應力退火，由此制造了表1所示的評價用線材。另外，本實施例中，也確認了熔煉鑄造的過程中雜質(zhì)元素的混入。

使用這些評價用線材，對以下的項目進行了評價。

(剩余電阻率(rrr))

利用四端子法，測定293k下的電阻率(ρ293k)及液氦溫度(4.2k)下的電阻率(ρ4.2k)，計算了rrr＝ρ293k/ρ4.2k。

(組成分析)

使用測定了剩余電阻率(rrr)的樣品，以如下方式實施了成分分析。關于除氣體成分外的元素，在小于10質(zhì)量ppm的情況下，使用了輝光放電質(zhì)譜法，在10質(zhì)量ppm以上的情況下使用了感應耦合等離子體發(fā)射光譜分析法。并且，在s的分析中使用了紅外線吸收法。o的濃度全部為10質(zhì)量ppm以下。另外，o的分析使用了紅外線吸收法。

(化合物粒子觀察)

為了確認包含選自ca、sr、ba及稀土類元素的1種或2種以上的添加元素與s、se、te中1種或2種以上的化合物粒子的有無，使用sem(掃描型電子顯微鏡)進行粒子觀察，且實施了該化合物粒子的edx分析(能量分散型x射線分光法)。

并且，為了評價化合物的個數(shù)密度(個/μm²)，對于化合物的分散狀態(tài)不特異的區(qū)域，以10000倍(觀察視場：2×10⁸nm²)進行觀察，進行了10個視場(觀察視場合計：2×10⁹nm²)的拍攝。將化合物的長徑(中途不與晶界接觸的條件下在粒內(nèi)能引出最長的直線的長度)與短徑(在長徑與直角相交的方向，中途不與晶界接觸的條件下能引出最長的直線的長度)的平均值作為化合物的粒徑。而且，求出了粒徑0.1μm以上的化合物的個數(shù)密度(個/μm²)。

將評價結果示于表1。并且，將本發(fā)明例4的化合物的(a)sem觀察結果及(b)分析結果(edx分析結果)示于圖4，將本發(fā)明例10的化合物的(a)sem觀察結果及(b)分析結果(edx分析結果)示于圖5，將本發(fā)明例19的化合物的(a)sem觀察結果及(b)分析結果(edx分析結果)示于圖6。另外，圖4的(b)、圖5的(b)及圖6的(b)分別表示在圖4的(a)、圖5的(a)及圖6的(b)中標注了“+”的化合物的光譜。

[表1]

比較例1中，除氣體成分(o、h、c、n、s)外的不可避免雜質(zhì)的總量超過100質(zhì)量ppm，剩余電阻率(rrr)較低為106。

比較例2中，未添加選自ca、sr、ba及稀土類元素(re)的1種或2種以上的添加元素，剩余電阻率(rrr)較低為218。

比較例3中，ca的添加量為1030質(zhì)量ppm而超過本發(fā)明的范圍，在塑性加工中產(chǎn)生了裂痕。因此，未實施剩余電阻率(rrr)及組織觀察。

相對于此，在本發(fā)明例1-22中，確認到剩余電阻率(rrr)為250以上，作為超導穩(wěn)定材料尤其適合。

并且，如圖4所示，在添加了ca的情況下，觀察到了包含ca與s的化合物。

而且，如圖5所示，在添加了sr的情況下，觀察到了包含sr與s的化合物。

而且，如圖6所示，在添加了稀土類元素的情況下，觀察到了稀土類元素與s的化合物。

根據(jù)以上的內(nèi)容，可以確認，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種制造工藝比較簡單且能夠廉價制造，并具備剩余電阻率(rrr)足夠高的超導穩(wěn)定化材料的超導線。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種制造工藝比較簡單且能夠廉價制造，并具備剩余電阻率(rrr)足夠高的超導穩(wěn)定化材料，且能夠穩(wěn)定地使用的超導線。

符號說明

10、110-超導線，20、120-超導穩(wěn)定化材料。