図1に示すように、本発明の希土類系テー プ状酸化物超電導体は、無配向で非磁性の金 属で形成されたコア材となる金属基板1aと、� ��の金属基板1aの両面に配置された第1の金属� ��5a及び第2の金属層5bとからなる複合基板1上� ��、2軸配向した無機材料からなる中間層2を1� ��または複数層形成し、この上に酸化物超電� ��層3を設けたものであるが、コア材となる金 属基板1aと、この金属基板1aの両面にそれぞ� �配置された第1の金属層5a及び第2の金属層5b� �、常温接合後の熱処理あるいは熱間圧延加� �を施すことにより形成された第1の接合層4a� �第2の接合層4bによって強固に接合されてお� �、複合基板1の変形を防止する機能を有する� ��このため、第1の金属層5a及び第2の金属層5b� ��、ほぼ等しい熱膨張係数を有することが好� ��しい。尚、酸化物超電導層3の上には、銀等 からなる金属性の安定化層7が積層される。

 第1の接合層4a、第2の接合層4bは、常温接合� ��の熱処理あるいは熱間圧延加工を施すこと� ��より形成することができる。この常温接合� ��、従来良く知られたプロセスであって、一� ��に表面活性化接合と呼ばれており、事前に� ��面を電解研磨処理して表面平滑度をRa=5nm以� ��とした材料を高真空(10 ^-8 Pa)雰囲気下において、アルゴンイオンビーム (水素ラジカルでも可)を照射し、10MPaの圧力� �圧接して接着するものである(まてりあ,第35� ��第5号,1996参照)。

 上記の常温接合後に熱処理が施されるが� ��この熱処理は、接着後の層間に形成される� ��小なアモルファス層や微小結晶粒による界� ��の影響を抑制し、元素拡散によって均一且� ��強固な接合層を形成するために施される。� ��の場合の熱処理は、還元性雰囲気或いは不� ��性雰囲気で行われる。

 上記の第1の金属層5a及び第2の金属層5bの� ��、少なくとも中間層2側の第1の金属層5aは、 金属基板1aの構成元素が中間層2及び酸化物超 電導層3へ拡散することを防止する機能を有� �、第1の金属層5aの中間層2側の表面は2軸配向 した立方体集合組織6を有しており、第1の金� ��層5aを単層とすることも可能でるが、この� �1の金属層5aを相互に接合された複数層によ� �形成し、少なくとも中間層2側の表面に2軸配 向した立方体集合組織を有することが好まし い。この接合も、上記と同様に常温接合後の 熱処理あるいは熱間圧延加工を施すことによ り形成することができる。例えば、図2に示� �ように、第1の金属層5aを4層の5a―1、5a―2、5 a―3、5a―4により構成して、相互に常温接合� ��の熱処理あるいは熱間圧延加工による接合� ��4a―1、4a―2、4a―3により接合し、最外層の5 a―4のみを2軸配向した立方体集合組織を有す るように構成することもできる。

 上記の金属基板1aには、第1の金属層5a及� �第2の金属層5bの機械的強度よりも大きい機� �的強度を有する材料が用いられ、このよう� �材料として、ニッケル基合金又はステンレ� �を用いることが好ましい。このようなニッ� �ル基合金としては、ニッケルに、タングス� �ン、モリブデン、クロム、鉄、コバルト、� �ナジウム、マンガンから選択された一種類� �上の添加元素を含むものを用いることがで� �る。

 また、第1の金属層5a及び第2の金属層5bに� ��、ニッケルに、タングステン、モリブデン� ��クロム、鉄、コバルト、バナジウム、マン� ��ン、銅、銀から選択された一種類以上の添� ��元素を含むニッケル基合金を用いることが� ��ましく、第1の金属層5aを複数層に形成する� ��合には、各層のニッケル基合金ヘの合金元� ��の添加量が第1の接合層4aから中間層2側へ向 って順次減少するように構成することが好ま しい。

 この場合において、ニッケル基合金中の� ��金元素の添加量は、少なくとも第1の接合層 4aに接する層においてはニッケル基系合金の� ��性が消失する範囲内で、また少なくとも中� ��層2に接する層においてはニッケル基系合金 の立方体集合組織が形成容易な範囲内で添加 したものを用いることが好ましく、例えば、 前者の少なくとも第1の接合層4aに接する層に おいては8at%を超える範囲で、後者の少なく� �も中間層2に接する層においては6at%未満の範 囲であることが好ましい。

 複合基板1上の中間層2は、2軸配向した無機� ��料からなり、1層又は複数層構造に形成され 、例えば、1層構造の場合には、CeO ₂ 膜またはこれにGdを所定量添加したCe―Gd-O膜� ��らなる中間層(B)が、また、2層構造の場合は 、この中間層(B)と複合基板との間にCe、Gd又� �Smから選択された1種類の元素とZrを含む中間 層(A)が形成される。

 上記の中間層2は、超電導層を気相法で成 膜する場合で基板温度を低温に保持できる場 合には1層構造が採用され、超電導層をMOD法� �CVD法等の高温で成膜する場合には2層構造と� ��ることが好ましい。

 上記の中間層(A)は、MOD法、パルスレーザ� ��蒸着法、スパッタ法またはCVD法のいずれの� ��法でも成膜することができるが、MOD法で形� ��する場合、中間層を構成する元素を含むオ� ��チル酸塩、ナフテン酸塩、ネオデカン酸塩� ��たは三弗化酢酸塩等の混合溶液の塗布の後� ��熱処理を施すことにより形成され、1種類あ るいは2種類以上の有機溶媒に均一に溶解し� �基板上に塗布できるものであればよい。こ� �混合溶液中の金属元素量は、0.08~0.5mol/lとす� ��ことが好ましく、特に、0.1~0.3mol/lであるこ� ��が好ましい。この金属元素量が0.08mol/l未満� ��あると1回の塗布及び熱処理で形成される酸 化物膜が薄くなり、均一な中間層を形成する ことができず、また、0.5mol/lを超えると1回で 形成される酸化物膜が厚くなり、表面平滑性 を損ねるだけでなく、結晶性が低下すること による。

 中間層(A)の膜厚は、塗布及び熱処理工程� ��繰り返す回数によってコントロールされる� ��、表面の平滑性を考慮すると3~5回の塗布に� ��って所望の厚さを得ることが有効である。� ��た、膜厚は30nm~300nmとすることが好ましい。 塗布方法は、ディップコート法、スピンコー ト法、インクジェット法等が挙げられるが、 基板に均一に膜形成できるものであれば、こ の例によって制約されるものではない。

 中間層を2層構造に形成する場合、中間層(B) のCeO ₂ またはCe―Gd-O膜は、上述した中間層(A)と同様 にMOD法により、あるいはパルスレーザー蒸着 法、スパッタ法またはCVD法のいずれの方法で 成膜してもよく、Ce―Gd-O膜中のGd添加量は金� ��元素量で50at%以下が好ましい。Gd添加量が50a t%を超えると、結晶系が変化し、この上にYBCO 超電導膜を成膜した場合に、良好な配向性が 得られない。この膜厚は50nm~3μmとすることが 好ましい。この理由は、膜厚が50nm未満では� �板の元素拡散防止に対する効果が少なく、3� �mを超えると膜にクラックが入る可能性があ� ��ためである。

 上記の中間層(B)の上にYBCO超電導膜を成膜す ることにより、臨界電流密度(Jc)が1MA/cm ² 以上のYBCO超電導体を得ることができる。こ� �成膜プロセスは、MOD法、パルスレーザ蒸着� �、スパッタ法、CVD法のいずれの方法をも用� �ることができる。

 MOD法によりYBCO超電導膜を成膜する場合の 原料は、Y、Ba、Cuを所定のモル比で含む有機� ��塩または有機金属化合物が用いられる。モ� ��数はY:Ba:Cu=1:(2+a):(3+b)の比率で、0.01<a<0.3 、0.01<b<0.5とする。この範囲以外のモル� �にした場合、超電導層の生成が不可能ある� �は多数の不純物が生成するなどの問題点が� �じる。このMOD原料としては、例えば、各元� �のオクチル酸塩、ナフテン酸塩、ネオデカ� �酸塩、三弗化酢酸塩などが上げられるが、1� ��類あるいは2種類以上の有機溶媒に均一に溶 解し、基板上に塗布できるものであればよい 。

 以下、本発明の実施例について説明する� ��