CN1806298A - 超导线,使用该超导线的超导复丝线及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明披露一种具有高临界电流密度并且在制造过程中不易产生纵向裂纹和断裂的超导线。本发明的超导线是一种含有氧化物超导体和用于包覆该氧化物超导体的包覆金属的氧化物超导线，并且其特征在于：包覆金属的材料在应力－应变测试中具有至少30％的断裂应变。

Description

超导线，使用该超导线的超导复丝线及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种超导线(superconducting wire)。尤其是，本发明涉及一种包含氧化物超导体和包覆金属的超导线。本发明还涉及一种含有多根超导线和第二包覆金属的超导复丝线(superconducting multifilamentary wire)。
而且，本发明涉及一种制造超导线的方法。本发明还涉及一种制造超导复丝线的方法。
背景技术
传统上，将铋基复丝线开发作为氧化物高温超导线。对于铋基复丝线的制造方法，已知的方法是：通过粉末填充在管(powder-in-tube)的方法将具有(BiPb)2Sr2Ca2Cu3Ox相(Bi-2223相)的氧化物超导体形成例如，长的带状线材。在该方法中，例如，首先用超导相的原料粉末(raw powder)填充金属管，并且然后，拉伸成包覆线材。将多根包覆线材再次插入金属管，并且拉伸成复丝线。将复丝线轧制成带状线材，其中金属护套包含多根超导细丝。
在该方法中，还对带状线材进行初始热处理，以产生目标超导相。然后，再次轧制该带状线材，进行二次热处理，以便超导相中的晶粒结合在一起。尽管塑性加工和热处理进行了两次，但它们中每一种只进行了一次。
由于如最熟悉的实例那样，具有Bi-2223相的铋基氧化物超导体，是陶瓷，而且容易碎裂，并且缺乏挠性，一般用包覆金属包覆。然而，已知一些用作金属护套的金属对铋基氧化物超导体的超导性能具有不利的影响。因此，通常使用对铋基氧化物超导体没有不利影响的银作为金属护套。
当比较氧化物超导体的横截面和临界电流密度相同的超导线时，具有较大比例的氧化物超导相的线材显示较大的临界电流值。因此，从临界电流性能的观点看，优选制造氧化物超导体比例尽可能最大的超导线。然而，当制造这种超导线时，低强度的易碎部分增加，这往往导致超导线在加工过程中发生纵向裂纹和断裂。如果对纵向裂纹的超导线部分继续进行加工，则内部容易导致不规则(irregularities)，这明显降低临界电流密度。因此，难以制造具有有利性能的超导线。
为了能够制造具有有利性能的超导线，已经开发了很多与制造这种超导线的方法相关的技术。例如，公开了一种制造超导线的方法，包括步骤：用超导相的原料粉末填充金属管，对该金属管进行塑性加工至少一次，和热处理至少一次，以获得线材，并且进行低氧热处理，以便在相对于空气的低氧气气氛中在低于以上热处理的温度下加热线材(见专利文献1)。该制造方法与已知的常规方法相比，能提高超导线的临界电流。
但是，当制造具有大比例的氧化物超导体的超导导体时，低强度易碎部分增加。因此，即使使用这种方法在加工过程中也难以抑制超导线产生纵向裂纹或断裂的倾向。
还公开了一种制造超导线的方法，包括步骤：用超导相的原料粉末填充金属管，将金属管拉伸成包覆线材，将多根包覆线材粘结在一起再次将其插入金属管内，以便放置包覆线材，获得多角形，并将金属管拉伸成复丝线，将复丝线轧制成带状线材，其中金属护套包含多根超导丝。在该方法中，通过将复丝线挤压在相对于包覆线材获得的多角形的对角方向或在一侧到相对侧的方向上，从而对其进行轧制(参见专利文献2)。
然而，当制造具有大比例的氧化物超导体的超导导体时，低强度易碎部分增加。因此，即使使用这种方法在加工过程中也难以抑制超导线产生纵向裂纹或断裂的倾向。
专利文献1：日本专利特许公开2003-203532
专利文献2：日本专利特许公开2003-242847
发明内容
发明所要解决的问题
如上所述，当制造具有大比例的氧化物超导体的超导线时，低强度易碎部分增加。因此，还没有彻底解决其在加工过程中产生纵向裂纹和断裂的问题。
因此，本发明的一个目的是提供一种超导线，该超导线由于大比例的氧化物超导体而具有高临界电流密度，并且在其制造步骤中，很少发生纵向裂纹和断裂。
本发明另外一个目的是提供一种超导复丝线，该超导复丝线由于大比例的氧化物超导体而具有高临界电流密度，并且在其制造步骤中，很少发生纵向裂纹和断裂。
本发明另外一个目的是提供一种制造超导线的方法，该方法能够制造由于大比例的氧化物超导体而具有优异临界电流密度的超导线，而不导致纵向裂纹和断裂。
本发明进一步的一个目的是提供一种制造超导复丝线的方法，该方法能够制造由于大比例的氧化物超导体而具有优异临界电流密度的超导复丝线，而不导致纵向裂纹和断裂。
解决问题的手段
本发明人构思一种思想：对包覆金属如银管的机械性能的研究，这在过去没有被引起注意，该研究对解决上述问题的是有效的，并且这样试生产(prototype)含有各种材料并具有各种结构的超导线和超导复丝线，例如包覆金属的材料和条件使其能够制造一种由于大比例的氧化物超导体而具有优异临界电流密度的超导多线和超导复丝线，而不导致纵向裂纹和断裂。
根据该发现，本发明人发现发生这种纵向裂纹和断裂是因为：较大比例的氧化物超导体实际上降低了作为超导线和超导复丝线的结构材料的包覆金属的比例，从而导致结构材料在加工过程中不再耐受所产生的应力和应变。
本发明人还发现了，通过将应力-应变测试中的包覆金属的断裂应变调节到一定范围内，能制造由于大比例的氧化物超导体而具有优异临界电流密度的超导多芯线材和超导复丝线，而不导致纵向裂纹和断裂。因此本发明人克服了上述问题并实现了本发明。
具体而言，本发明是一种含有氧化物超导体和包覆该氧化物超导体的包覆金属的氧化物超导线，其中包覆金属的材料在应力-应变测试中具有至少30％的断裂应变。
断裂应变优选在30％-58％的范围内，更优选的是在45％-58％的范围内。该氧化物超导体的比例优选在25％-70％的范围内。包覆金属的材料在应力-应变测试中优选具有至少180MPa的最大应力。
包覆金属的材料优选包含银和/或银合金。而且，氧化物超导体材料优选含有铋基氧化物超导体。对于包覆金属的材料，尤其优选使用杂质浓度为10ppm-500ppm的银。杂质浓度也是加工裂纹的指示(indicator)。因此，通过控制包覆金属的杂质浓度，经常能够进一步减少加工裂纹。
本发明的超导复丝线是一种含有多根超导线和用于包覆该超导线的第二包覆金属的超导复丝线。该超导复丝线优选具有带状形状。
本发明的超导线的制造方法包括步骤：用含有氧化物超导体原料的原料粉末填充由包覆金属的材料制成的金属筒，该包覆金属的材料在应力-应变测试中具有30％-58％范围内的断裂应变，并且对填充有该原料粉末的金属筒进行至少一次塑性加工和至少一次热处理。为了减少加工裂纹，杂质浓度为10ppm-500ppm的银优选用作制造这种超导线中使用的包覆金属的材料。
本发明的超导复丝线的制造方法包括步骤：用含有氧化物超导体原料的原料粉末填充由包覆金属的材料制成的金属筒，该包覆金属的材料在应力-应变测试中具有30％-58％范围内的断裂应变，并且对填充有该原料粉末的金属筒进行至少一次塑性加工，以获得线材；用多根所述线材填充用作第二包覆金属的材料的金属筒，并对填充有该多根线材的金属筒进行至少一次塑性加工和至少一次热处理，以获得超导复丝线。在该方法中，杂质浓度为10ppm-500ppm的银同样优选用作包覆金属的材料。
发明效果
如下所述，本发明的超导线在临界电流密度和可加工性(workability)方面是优异的，因为它由于大比例的氧化物超导体而具有高临界电流密度，并且由于包覆金属的材料的断裂应变在应力-应变测试中在一定范围内，在其制造步骤中很少发生纵向裂纹和断裂。
本发明的超导复丝线在临界电流密度和可加工性方面是优异的，因为它由于大比例的氧化物超导体而具有高临界电流密度，并且由于包覆金属的材料的断裂应变在应力-应变测试中在一定范围内，在其制造步骤中很少发生纵向裂纹和断裂。而且本发明超导线的制造方法能制造由于大比例的氧化物超导体而具有优异电流密度的超导线，而无纵向裂纹和断裂。
本发明超导复丝线的制造方法能制造由于大比例的氧化物超导体而具有优异电流密度的超导复丝线，而无纵向裂纹和断裂。
附图简述
图1表示本发明超导线的制造方法的实施例的流程图。
图2表示本发明超导复丝线的制造方法的实施例的流程图。
图3表示在本发明实施例和比较例中使用的银和/或银合金管上进行应力-应变测试的照片。
具体实施方式
本发明将参考其实施方案详细说明。
<定义>
在本申请中，超导线是指一种具有超导相和用于包覆该超导相的包覆材料的线材。单根超导线可包括单个超导相或多个超导相。
在本申请中，超导复丝线是指一种具有多个超导相和包覆该超导相的包覆材料的线材。包覆材料可以是单层或多层。
在本申请中，超导线是广义的，包括超导复丝线。根据上述定义，超导复丝线可以包含多根超导线，并且这种超导复丝线同样被认为是超导线。
<超导线和超导复丝线的制造方法>
通常，超导线的制造方法优选包括以下步骤：制备氧化物超导体的原料粉末，用该原料粉末填充金属管，对填充有该原料粉末的金属管进行塑性加工，并且对这个用原料粉末填充的金属管进行热处理，并进行塑性加工。
更具体地讲，当上述超导线的制造方法是制造超导复丝线的方法时，进行塑性加工的步骤优选包括以下步骤：制造包覆线材，制造复丝线，并且轧制复丝线以便制造带状线材。进行塑性加工和进行热处理中的每一步骤可以进行两次或更多次。
当上述超导线的制造方法是制造铋基复丝线的方法时，例如优选通过粉末填充管的方法将具有(BiPb)2Sr2Ca2Cu3Ox相(Bi-222相)的氧化物超导体形成长的带状线材。
在该方法中，例如，首先用超导相的原料粉末填充金属管，并且然后拉伸成包覆线材。将多根包覆线材结合在一起并再次插入金属管内，以便拉伸成复丝线。然后将复丝线轧制成带状线材，其中金属护套中包含多根超导丝。
在该方法中，对带状线材进一步进行初始热处理以产生目标超导相。然后，再次轧制带状线材并进行二次热处理，以便超导相中的晶粒结合在一起。尽管塑性加工和热处理进行了两次，它们中的每一种可以只进行一次。
图1表示本发明超导线制造方法的实施例的流程图。在该方法中，也可使用类似于上述常规的制造超导线的方法。然而，如图1所示，特别优选使用以下制造超导线的方法，该方法包括步骤：用含有氧化物超导体材料的原料粉末填充用作包覆金属的材料的金属筒，该包覆金属的材料在应力-应变测试中具有一定范围内的断裂应变(S101)；并且对填充有该原料粉末的金属筒进行至少一次塑性加工和至少一次热处理(S103)。
图2表示本发明超导复丝线制造方法的实例的流程图。也可使用类似于上述常规的制造超导复丝线的方法。然而，如图2所示，特别优选使用以下制造超导复丝线的方法，该方法包括步骤：用含有氧化物超导体材料的原料粉末填充用作包覆金属的材料的金属筒，该包覆金属的材料在应力-应变测试中具有一定范围内的断裂应变(S201)；对填充有该原料粉末的金属筒进行至少一次塑性加工，以获得线材(S203)；用多根线材填充用作第二包覆金属的材料的金属筒(S205)，并对填充有该多根线材的金属筒进行至少一次塑性加工和至少一次热处理以便获得超导复丝线(S207)。
<原料粉末>
对于在本发明中使用的氧化物超导体的原料粉末，适宜使用配制成能获得最终临界温度至少为77K的超导相的原料粉末。该原料粉末不仅含有以给定组成比例共混的复合氧化物的粉末，而且含有通过将上述混合粉末烧结并研磨而制成的粉末。
当最终含有铋基(例如，Bi2223基)氧化物超导体的材料用作本发明的氧化物超导体的材料时，含有Bi2O3、PbO、SrCO3、CaCO3和CuO粉末的共混原料粉末优选用作初始原料粉末。将该共混原料粉末，在700-800℃下，在空气中，在大气压或减压下，至少进行一次热处理，时间10-40小时，以便能获得主要由Bi2212相而不是Bi2223相组成的原料粉末，在本发明中，该粉末适宜用作氧化物超导体的原料粉末。
初始原料粉末优选具有特定组成比例满足以下关系：在BiaPbbSrcCadCue中(a+b)∶c∶d∶e＝1.7-2.8∶1.7-2.5∶1.7-2.8∶3。尤其是，主要满足关系：(Bi或(Bi+Pb))∶Sr∶Ca∶Cu＝2∶2∶2∶3的组成比例是适宜的。Bi∶Pb∶Sr∶Ca∶Cu＝约1.8∶0.3-0.4∶约2∶约2.2∶约3.0的关系特别优选的。
填充至本发明所使用的金属筒中的原料粉末优选具有最大2.0μm的最大粒子尺寸和最大1.0μm的平均粒子尺寸，因为使用这种微细粉末容易产生高温氧化物超导体。
<金属筒>
对于本发明中使用的金属筒(金属管)的材料，优选使用选自Ag、Cu、Fe、Ni、Cr、Ti、Mo、W、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru和Os中的至少一种和/或基于该至少一种金属的合金。从与氧化物超导体的反应性和可加工性的观点看，尤其优选使用银和/或银合金。
对于作为制造本发明的超导线中所使用的包覆金属的材料的金属筒材料，使用断裂应变足够大的材料能抑制加工过程如轧制中产生的纵向裂纹或断裂。这是因为断裂应变大的材料具有优异的延展性，而具有优异延展性的材料被认为具有高的韧性并且不易产生纵向裂纹和断裂。
在本发明中使用的金属筒材料在应力-应变测试中优选具有至少为30％，尤其优选至少为45％的断裂应变。银/银合金优选具有最大为58％的断裂应变。
从可加工性的观点看，较大断裂应变是优选的。然而它容易降低最大应力值。因此，断裂应变优选在以上范围内以便获得超导体的可加工性以及性能。当将银和/或银合金用作金属筒材料时，它在下述180MPa的最大应力下的断裂应变约为58％。因此，优选限定其最大断裂应变至多为58％。
除了较大的断裂应变外，在应力-应变测试中较大的最大应力更加有用，因为它使氧化物超导体更加紧密，而且使内部横截面形状更加均匀。当包覆材料具有较大的最大应力(尤其是0.2％试验应力(proof stress))时，可以在后续加工过程中对氧化物超导体以及包覆材料施加更大的力。这是因为在加工过程中对氧化物超导体施加的最大力是由包覆金属的材料的最大应力决定的。从使氧化物超导体更紧密并使内部横截面形状更均匀的角度看，有利的是使用较大的力。
因此，在本发明中使用的金属筒材料在应力-应变测试中优选具有至少180MPa的最大应力，因为较大的最大应力(最大应力值)能在加工超导线和超导复丝线过程中对氧化物超导体施加较大的力，这能使氧化物超导体更加紧密并且使其横截面形状更加均匀。而且，银和/或银合金制成的金属筒具有约180MPa的最大应力，使用最大应力实际上至少为180MPa的金属筒能提供有利的超导线和超导复丝线。
在典型的金属和/合金中，较高的断裂应变容易降低最大应力。然而，为了获得紧密且均匀的氧化物超导体，较高的最大应力(尤其是0.2％试验应力)是有利的。因此，优选使用硬且柔韧的材料用作本发明中使用的金属筒材料。
对于在本发明中使用的金属筒材料，当氧化物超导体相对于超导线和超导复丝线的比例至少为30％时，使用具有上述性能的材料更有效。
这是因为具有上述性能的材料具有高的延展性，并且在加工过程中不易产生纵向裂纹和断裂。如果氧化物超导体相对于超导线和超导复丝线的比例降低，则包覆金属的比例增加。在这种情况下，尽管金属筒材料具有较低的延展性，但其较大的体积能使超导线和超导复丝线可被加工而无任何问题。然而，如果氧化物超导体的比例等于或高于30％，则加工裂纹的问题变得明显。因此，更需要使用具有高延展性的金属筒材料。
<塑性加工>
本发明的超导线和超导复丝线的制造方法中的塑性加工包括各种减小面积的加工。更具体而言，减小面积的加工的实例包括拉伸、轧制、压制(pressing)、锻造等。
如果在本发明超导复丝线的制造方法中只进行一次塑性加工，则优选包括以下实际步骤：对填充有该原料粉末的金属筒进行减少面积以便形成包覆线材，对插入有结合的包覆线材的金属筒减少面积形成复丝线，并将复丝线加工成带状形状。
将复丝线加工成带状形状，以便将在超导复丝线中最终形成的晶体定向在一个方向上。通常，取决于晶体的定向，能流过氧化物基超导复丝线的电流密度变化巨大。因此，通过将晶体定向在一个方向上能获得更高的电流密度。
<热处理>
本发明的超导线和超导复丝线的制造方法中的热处理优选进行两次或更多次，并且通常进行初始和二次热处理。初始热处理主要是为了产生氧化物超导体，如Bi2223相。二次热处理主要是为了将氧化物超导体如Bi2223相的晶体相互之间牢固地结合。
本发明的超导线和超导复丝线的制造方法中的初始和二次热处理均优选在至少815℃，尤其是至少830℃下进行。此外，它们优选在最高860℃，尤其是最高850℃下进行。
尤其是，初始热处理非常适宜在840-850℃范围内的温度下进行，而二次热处理适宜在830-840℃范围内的温度下进行。而且，二次热处理可以在上述范围内的不同温度下以多个阶段进行(尤其两个阶段)。
本发明的超导线和超导复丝线的制造方法中的初始和二次热处理中的每一个优选进行至少50小时，并且最多250小时。尤其是，二次热处理适宜进行至少100小时。
本发明的超导线和超导复丝线的制造方法中的初始和二次热处理均可以在空气气氛中进行。而且，更优选的是，热处理在具有组成与大气组成相同的气流中进行。这样做时，优选减少热处理的气氛中水分。
<超导线>
本发明的超导线是一种含有氧化物超导体和用于包覆该氧化物超导体的包覆金属的氧化物超导线，其中包覆金属的材料在应力-应变测试中具有在一定范围内的断裂应变。
上述断裂应变优选至少为30％，尤其是至少45％。此外，该断裂应变优选最大58％。其原因与以上本发明超导线制造方法的描述相同。
在本发明中使用的包覆金属的材料优选具有在应力-应变测试中至少180MPa的最大应力。其原因与以上本发明超导线制造方法的描述相同。
当氧化物超导体占本发明超导线的比例为至少30％时，将具有以上性能的材料用作本发明中所使用的包覆金属更有效。更具体而言，氧化物超导体占超导线和超导复丝线的比例优选至少为30％，其中适宜使用具有以上性能的材料。其原因与以上本发明超导线制造方法的描述相同。
对于在本发明中使用的包覆金属的材料，优选使用选自Ag、Cu、Fe、Ni、Cr、Ti、Mo、W、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru和Os中的至少一种和/或基于该至少一种金属的合金。从与氧化物超导体的反应性和可加工性的观点看，尤其优选使用银和/或银合金。其原因与以上本发明超导线制造方法的描述相同。
在本发明中使用的氧化物超导体材料优选含有铋基氧化物超导体。例如，如本发明超导线的制造方法所述，该材料优选含有从含Bi2O3、PbO、SrCO3、CaCO3和CuO粉末的共混粉末获得的铋基氧化物超导体。这是因为，当通过合适的方法(如本发明超导线的制造方法)制造超导线时，能获得最终具有至少为77K的高临界温度的超导相。
<超导复丝线>
本发明的超导复丝线是一种具有多根上述超导线和用于包覆该超导线的第二包覆金属的超导复丝线。本发明的超导复丝线优选具有带状形状。其原因与以上本发明超导复丝线制造方法的描述相同。
用于本发明超导复丝线的包覆金属和氧化物超导体的性能优选与用于本发明超导线的包覆金属和氧化物超导体的性能相似。其原因与以上本发明超导线制造方法的描述相同。
本发明将参考实施例进行更详细的说明。然而，本发明不受其限制。
(第一实施方案)
将Bi2O3、PbO、SrCO3、CaCO3和CuO粉末以1.8∶0.3∶1.9∶2.0∶3.0的比例共混形成共混粉末，接着，该共混粉末在空气中，分别在700℃热处理8小时，在800℃热处理10小时和在840℃热处理8小时。在每一次热处理后研磨共混粉末以产生原料粉末。
用上述原料粉末填充外径为36mm，内径为33.5mm，长度为1000mm，氧含量为50ppm，碳含量为20ppm且银纯度为4N的银管，以便拉伸成具有直径为3.7mm的包覆线材。将55根包覆线材结合成六边形，并且插入外径为36mm，内径为28mm，且长度为1000mm的银管中，以便拉伸成直径为1.6mm的复丝线。而且，将复丝线轧制(初始轧制)成带状复丝线。
将获得的带状多芯线材在840℃-850℃的空气气氛下进行初始热处理50小时。然后，将初始热处理之后的带状复丝线再次轧制(二次轧制)成具有宽度为4.0mm且厚度为0.2mm的带状复丝线。然后，在840℃-850℃的空气气氛下，进行二次热处理50-150小时，获得超导复丝线。在制造超导复丝线过程中由拉伸产生的裂纹数目用肉眼观察确定，其结果列于表1。
[表1]
             包覆金属    氧化物超导体   由拉伸导致的裂纹数目
种类   断裂应变(％)   最大应力(MPa) 种类   比例(％)
 比较例1   银合金   7.6   273   Bi2223   33   15
 比较例2   银合金   12.1   279   Bi2223   36   2
 比较例3   银合金   13.3   257   Bi2223   33   5
 比较例4   银合金   21.7   243   Bi2223   42   5
 比较例5   银合金   26.3   232   Bi2223   43   2
 实施例1   银合金   45.6   191   Bi2223   43   0
 实施例2   银合金   45.8   188   Bi2223   33   0
 实施例3   银合金   49.0   185   Bi2223   42   0
 实施例4   银合金   50.8   184   Bi2223   33   0
 实施例5   银合金   58.8   178   Bi2223   40   0
(实施例2-5和比较例1-5)
在实施例2-5和比较例1-5中，除了氧化物超导体的比例如表1所示以外，通过使用具有表1所示性能的包覆金属按照实施例1获得超导复丝线。
<银和/或银合金管的应力-应变测试方法>
利用拉力测试机，分别对实施例1-5和比较例1-5中使用的银和/或银合金管进行应力-应变测试，测试速度为3mm/min，夹持部件之间的距离为110mm，以获得银和/或银合金管在断裂时的应变和最大应力(MPa)。其结果如表1所示。
图3表示在本发明实施例和比较例中使用的银和/或银合金管上进行应力-应变测试的照片。
如上述结果所示，比较例1-5的超导复丝线在其制造步骤中由于拉伸导致许多裂纹，其中这些超导复丝线使用了具有断裂应变小于30％的银和/或银合金。相反，实施例1-5的超导复丝线在其制造步骤中没有由于拉伸而导致的裂纹，其中这些超导复丝线使用了具有断裂应变为至少30％的银和/或银合金。
因此，发现：实施例1-5的超导复丝线优于比较例1-5中的超导复丝线，因为包覆金属的材料在断裂时具有更高的应变，这导致在其制造步骤中很少由于拉伸产生裂纹。
(实施例6-10)
实施例1使用了银纯度为4N(99.99％)的银管。银纯度为4N的银管的杂质浓度相当于100ppm。在实施例6-10中，除了使用杂质浓度分别为5ppm(实施例6)、10ppm(实施例7)、50ppm(实施例8)、500ppm(实施例9)和1000ppm(实施例10)的银管以外，按照实施例1制造超导复丝线，以便调查包覆金属杂质浓度和加工裂纹之间的关系。杂质的实例是Al、Fe、Cu、Ni、Si、Zn和其它。
当通过肉眼观察在制造过程由于拉伸而导致的裂纹时，发现当杂质浓度为5ppm(实施例6)和1000ppm(实施例10)时出现裂纹。将这些结果与其银管杂质浓度为100ppm的实施例1的结果一起考虑时，发现杂质浓度也是加工裂纹的指示，并且因此通过控制杂质浓度可以减少加工裂纹出现的频率，也就是杂质浓度为10ppm-500ppm的银优选用于包覆金属。
应该理解为：本文中公开的实施方案和实施例在各方面都是用于说明的，而不是限制本发明的。本发明的范围不受以上说明书的限制，而是由所附的权利要求书的权项限定，并且也应包括所有在权利要求书范围内所做的修改和其等价方案。

Claims (14)

1.一种超导线，包括氧化物超导体和用于包覆所述氧化物超导体的包覆金属，所述包覆金属的材料在应力-应变测试中具有至少30％的断裂应变。
2.根据权利要求1的超导线，其中所述断裂应变在30％-58％范围内。
3.根据权利要求1的超导线，其中所述断裂应变在45％-58％范围内。
4.根据权利要求1的超导线，其中所述氧化物超导体的比例在25％-70％范围内。
5.根据权利要求1的超导线，其中所述包覆金属的材料在应力-应变测试中具有至少180MPa的最大应力。
6.根据权利要求1的超导线，其中所述包覆金属的材料含有银和/或银合金。
7.根据权利要求1的超导线，其中所述氧化物超导体的材料含有铋基氧化物超导体。
8.根据权利要求1的超导线，其中所述包覆金属的材料是杂质浓度为10ppm-500ppm的银。
9.一种超导复丝线，包括多根权利要求1的超导线和用于包覆所述超导线的第二包覆金属。
10.根据权利要求9的超导复丝线，具有带状形状。
11.一种超导线的制造方法，包括步骤：
用含有氧化物超导体原料的原料粉末填充由包覆金属的材料制成的金属筒，该包覆金属的材料在应力-应变测试中具有30％-58％范围内的断裂应变(S101)；并且
对填充有所述原料粉末的金属筒进行至少一次塑性加工和至少一次热处理(S103)。
12.根据权利要求11的超导线的制造方法，其中所述包覆金属的材料是杂质浓度为10ppm-500ppm的银。
13.一种超导复丝线的制造方法，包括步骤：
用含有氧化物超导体原料的原料粉末填充由包覆金属的材料制成的金属筒，该包覆金属的材料在应力-应变测试中具有30％-58％范围内的断裂应变(S201)；
对填充有所述原料粉末的金属筒进行至少一次塑性加工，以获得线材(S203)；
用多根所述线材填充用作第二包覆金属的材料的金属筒(S205)；并且
对填充有多根所述线材的金属筒进行至少一次塑性加工和至少一次热处理，以获得超导复丝线(S207)。
14.根据权利要求13的超导复丝线的制造方法，其中所述包覆金属的材料是杂质浓度为10ppm-500ppm的银。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2516291C1 (ru) * 2012-09-17 2014-05-20 Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" ОАО "ЭНИН" Сверхпроводящий многожильный ленточный провод для переменных и постоянных токов

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4411959A (en) * 1981-08-17 1983-10-25 Westinghouse Electric Corp. Submicron-particle ductile superconductor
JP2611778B2 (ja) * 1987-08-21 1997-05-21 三菱電線工業株式会社 超電導線の製造方法
JP3253440B2 (ja) * 1993-12-28 2002-02-04 住友電気工業株式会社 酸化物超電導線材およびコイル
JP3778971B2 (ja) * 1994-10-17 2006-05-24 住友電気工業株式会社 酸化物超電導線材およびその製造方法
EP0756336A1 (en) * 1995-07-28 1997-01-29 American Superconductor Corporation Cryogenic deformation of high temperature superconductive composite structures
US6469253B1 (en) * 1995-10-17 2002-10-22 Sumitomo Electric Industries, Ltd Oxide superconducting wire with stabilizing metal have none noble component
JPH09115354A (ja) * 1995-10-20 1997-05-02 Hitachi Cable Ltd 酸化物超電導複合材及びその製造方法
US6294738B1 (en) * 1997-03-31 2001-09-25 American Superconductor Corporation Silver and silver alloy articles
US6370405B1 (en) * 1997-07-29 2002-04-09 American Superconductor Corporation Fine uniform filament superconductors
JPH11111081A (ja) * 1997-09-30 1999-04-23 Kobe Steel Ltd 酸化物超電導線材
US6188921B1 (en) * 1998-02-10 2001-02-13 American Superconductor Corporation Superconducting composite with high sheath resistivity
GB9805641D0 (en) * 1998-03-18 1998-05-13 Metal Manufactures Ltd Superconducting tapes
US6448501B1 (en) * 1998-03-30 2002-09-10 Mcintyre Peter M. Armored spring-core superconducting cable and method of construction
JP3635210B2 (ja) * 1998-05-12 2005-04-06 中部電力株式会社 酸化物超電導圧縮成型導体およびその製造方法
DE19933954A1 (de) * 1998-08-03 2000-02-10 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung eines bandförmigen Multifilamentsupraleiters mit Bi-Cuprat-Leiterfilamenten sowie entsprechend hergestellter Supraleiter
JP4174890B2 (ja) * 1999-02-03 2008-11-05 住友電気工業株式会社 酸化物多芯超電導線材の製造方法
JP4622020B2 (ja) * 1999-02-26 2011-02-02 住友電気工業株式会社 絶縁被膜を有する酸化物超電導線材およびその製造方法
US6339047B1 (en) * 2000-01-20 2002-01-15 American Semiconductor Corp. Composites having high wettability
JP4016601B2 (ja) * 2000-07-14 2007-12-05 住友電気工業株式会社 酸化物超電導線材の製造方法とその製造方法に用いられる加圧熱処理装置
WO2002035614A2 (en) * 2000-09-15 2002-05-02 American Superconductor Corporation Filaments for composite oxide superconductors

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