11月12~14日に開催された2008年秋季低温工学・超電導学会において、鹿児島大学、中部電力株式会社、田中貴金属工業株式会社から銅/ステンレス貼合せテープを基材とした新しいタイプのY系線材が報告された。
　液体窒素冷却での使用が可能であるYBa2Cu3Oy (Yを他の希土類元素で置換した物質も含めて)を用いた超電導線材(Y系線材)ではテープ表面の2軸配向化が最重要技術であるが、これまではハステロイなどの耐熱合金テープ上にイオンビームを照射しながら酸化物中間層を形成することで2軸配向層を得るIBAD法が主流であった。米国ではASC社―オークリッジ国立研究所を中心にNi-W合金の再結晶集合組織テープを用いたRABiTS法の研究も盛んであったが、テープが強磁性を示すことと機械的強度が低いことが大きな問題であり、実用化に疑問が呈されていた。
　今回、鹿児島大学らのグループはCuテープの酸化を克服するために、表面に500 nmのNi層を形成し、テープの機械的強度を確保するためにSUS316テープを張り合わせた。最表面のNi層の結晶配向性を確保するために、Cu上にNiをエピタキシャル成長させる新しいNiめっき法を開発し、CuテープとSUSテープの貼り合わせには表面活性化接合法を用いたとのことである。このようにして得られた配向金属テープ上にCeO2(80 nm)/YSZ(260 nm)/CeO2 CeO2(40 nm)の中間層を介して270 nmのYBa2Cu3Oy 層をパルスレーザー蒸着法にて形成した。Ni、CeO2、YBa2Cu3Oyの配向度はNi-Wテープを用いたRABiTS線材に比べて高く、X線φスキャン測定のピーク半値幅でそれぞれ4.5、4.2、5.0°である。77K、自己磁場中におけるJcは3.5 MA/cm2、低磁場での急激なJcの低下もなく、高い配向度を反映して粒界弱接合のない高品質なYBa2Cu3Oy層が形成されている。Niめっき層が有する強磁性は、中間層およびYBa2Cu3Oy層形成中の基板加熱によりNiめっき層とCuテープが拡散反応を起こして常磁性のキュプロニッケル合金に変化してしまうために特に追加の熱処理なども施す必要はない。Cuと張り合わせるテープはSUS316に限定されず、線材用途に応じてハステロイ、SUS304、汎用スチールなど様々な金属テープからの選択が可能であるとのことである。Ni-Wやハステロイテープは希少金属が大部分を占めており、素材コストがどうしても高くなりがちであるのに対して、鹿児島大学のグループが開発した線材構造ではCuが30 m、SUS316が100 mでありテープ素材コストに限れば1/5程度の大幅な低減となる。金属の圧延再結晶集合組織は冷間圧延時に金属結晶の特定の面で滑りが生じることで加工集合組織が形成され、再結晶化する際に更に結晶の向きが揃う。それ故、FCC金属の純金属がもっとも高い配向度を示す。格子定数、融点を考えるとFCC金属からはAu、Ag、Ni、Cuしか選択肢がなく、合金では高い配向度を得られない以上、配向金属テープを用いる手法としては今回提案された線材構造がほぼ最終的なものであると思われる。
　鹿児島大学の土井氏は、「短尺試料ではほぼ100%の再現性で2 MA/cm2以上の高Jcが得られているが、長尺線材の検討は始めたばかり。現在、田中貴金属工業が長尺のNiめっきCu/SUSテープの生産ライン構築を進めており、近々テープを市販する計画です。多くの方に使っていただいてY系線材開発が加速されることを期待しています。」と話している。　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(SUPERCOM事務局取材)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　図1. 　NiめっきCu/SUS316テープ　(厚さは0.13 mm、幅は50 mm)

　　　　　　　　図2.　新しく開発されたY系線材の断面構成