レアアース系酸化物超伝導線材の超伝導はんだ接合に成功―永久電流運転が可能な強磁場電磁石などの開発加速：物質・材料研究機構ほか
(2018年5月23日発表)
（国）物質・材料研究機構と科学技術振興機構は5月23日、レアアース系酸化物超伝導線材を、超伝導はんだで接合し、超伝導状態を保ったまま通電することに成功したと発表した。レアアース系超伝導線材は超伝導臨界温度が液体窒素温度（77K）を超える、いわゆる高温超伝導線材で、臨界磁場も高いことから、強磁場核磁気共鳴装置をはじめとした様々な用途開拓が期待されるという。
超伝導はんだは、一般のはんだのように扱える低融点金属の一種で、低温に冷やした際に電気抵抗ゼロの超伝導状態を示す鉛－ビスマス（Pb-Bi）、スズ－鉛－ビスマス(Sn-Pb-Bi)、スズ－ビスマス－インジウム（Sn-Bi-In）などの合金。
超伝導線材の接合技術として広く用いられているが、レアアース系酸化物超伝導線材はこれまで超伝導はんだで接合することができず、優れた特徴を持つこの線材の実用化が阻まれていた。
研究グループは今回、超伝導はんだ接合を行う際の初期の工程を詳しく調べ、原因と対策を探った。接合の際、超伝導層が大気にさらされないようにする保護層をスズ系合金に置き換えるが、そのスズ系合金はレアアース系酸化物超伝導層を侵食しやすく、超伝導状態が壊れてしまうことを見出した。
そこで、スズ系合金による置換プロセスの時間を最適化し、また接合面同士を合わせた状態で加圧熱処理し、薄い銅箔で接合部分を固定する方法を考案、これによって初めてレアアース系酸化物高温超伝導線材の超伝導はんだ接合に成功した。
この成功で、汎用のニオブ系超伝導線材をはじめすべての実用見込みのある超伝導線材の接合が可能となった。超伝導はんだ接合した超伝導線材は電気抵抗ゼロの状態でほぼ永久に電流を流し続けられるため、エネルギー消費の低減や電源由来のノイズの完全な排除が期待できる。また、レアアース系超伝導線材は強磁場特性が抜群に優れることから、今後、強磁場永久電流運転磁石の開発加速などが見込めるという。
