JP2000348927A - 酸化物超電導圧縮成型導体およびその製造方法 - Google Patents
酸化物超電導圧縮成型導体およびその製造方法Info
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大電流容量で機械的強度に優れ、かつコンパ
クトな酸化物超電導圧縮成型導体を提供する。 【解決手段】 酸化物超電導圧縮成型導体１は、Ｎｉ−
Ｃｒ−Ｆｅ合金からなる補強材料２の外周にプラズマコ
ート法によるセラミックスバリア層３を設け、その外側
に銀または銀基合金マトリックス４ａ中に多数本の超電
導フィラメント４ｂを配置した超電導線材４の圧縮成型
撚線層を配置して構成される。
クトな酸化物超電導圧縮成型導体を提供する。 【解決手段】 酸化物超電導圧縮成型導体１は、Ｎｉ−
Ｃｒ−Ｆｅ合金からなる補強材料２の外周にプラズマコ
ート法によるセラミックスバリア層３を設け、その外側
に銀または銀基合金マトリックス４ａ中に多数本の超電
導フィラメント４ｂを配置した超電導線材４の圧縮成型
撚線層を配置して構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は酸化物超電導体に係
り、さらに詳しくは、大電流容量が必要な電力機器や送
電ケーブル等の導体、あるいは大通電容量によって生じ
る大電磁力に抗してその形状の保持が必要な環境下で使
用される酸化物超電導マグネット等の導体に適したラザ
フォード型の酸化物超電導圧縮成型導体およびその製造
方法に関する。
り、さらに詳しくは、大電流容量が必要な電力機器や送
電ケーブル等の導体、あるいは大通電容量によって生じ
る大電磁力に抗してその形状の保持が必要な環境下で使
用される酸化物超電導マグネット等の導体に適したラザ
フォード型の酸化物超電導圧縮成型導体およびその製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、酸化物超電導線材としては銀シー
ス法によるものが一般的に知られており、これは銀また
は銀基合金マトリックス中に多数本の酸化物超電導フィ
メントを配置したものである。この超電導線材は、酸化
物超電導体の構成元素を所定のモル比で配合した混合粉
末や仮焼粉末を銀パイプ中に充填し、これを伸線加工等
により線状に加工した後、この複数本を銀または銀基合
金パイプ中に収容して更に伸線加工や圧延加工を施した
後、熱処理を施すことにより複合多心線を製造するもの
であり、成形加工により丸線またはテープ状線材とした
ものが使用されている。
ス法によるものが一般的に知られており、これは銀また
は銀基合金マトリックス中に多数本の酸化物超電導フィ
メントを配置したものである。この超電導線材は、酸化
物超電導体の構成元素を所定のモル比で配合した混合粉
末や仮焼粉末を銀パイプ中に充填し、これを伸線加工等
により線状に加工した後、この複数本を銀または銀基合
金パイプ中に収容して更に伸線加工や圧延加工を施した
後、熱処理を施すことにより複合多心線を製造するもの
であり、成形加工により丸線またはテープ状線材とした
ものが使用されている。
【０００３】一方、上記とは別に、テープ状基材の表面
に酸化物超電導体の厚膜を形成したテープ状線材も知ら
れている。上記の銀シース法においては、熱処理後の組
織を緻密化させ、超電導電流を寸断されることなく流す
ためには線材１本当たりの断面積に限界があり、これに
よって超電導電流は制限される。
に酸化物超電導体の厚膜を形成したテープ状線材も知ら
れている。上記の銀シース法においては、熱処理後の組
織を緻密化させ、超電導電流を寸断されることなく流す
ためには線材１本当たりの断面積に限界があり、これに
よって超電導電流は制限される。
【０００４】いずれの超電導線材においても線材１本当
りの電流容量は、液体窒素温度において数十アンペア程
度、液体ヘリウム温度で数百アンペア程度であり、超電
導磁気エネルギー貯蔵装置（ＳＭＥＳ）やビーム応用等
の超電導大型コイル用の線材としては、素線１本当りの
電流容量が小さいため、大電力応用機器の設計に対して
満足すべきものとはなっておらず、これらの機器等にお
いて必要な数キロ〜数十キロアンペアの大容量導体とし
て使用するには超電導線材を集合または撚線化する必要
がある。
りの電流容量は、液体窒素温度において数十アンペア程
度、液体ヘリウム温度で数百アンペア程度であり、超電
導磁気エネルギー貯蔵装置（ＳＭＥＳ）やビーム応用等
の超電導大型コイル用の線材としては、素線１本当りの
電流容量が小さいため、大電力応用機器の設計に対して
満足すべきものとはなっておらず、これらの機器等にお
いて必要な数キロ〜数十キロアンペアの大容量導体とし
て使用するには超電導線材を集合または撚線化する必要
がある。
【０００５】現在、送電ケーブルを想定した大容量集合
導体として、金属製フォーマーの外側にテープ状線材を
螺旋状に巻き付けた構造の１〜３ｋＡの集合導体が開発
されているが、送電ケーブルを対象としているため、大
通電容量によって生じる大電磁力に抗してその形状の保
持が必要な環境下で使用される、例えば大型コイル等に
使用すると導体全体の電流密度が低下する上、可撓性も
低下するため、適した構造とはなっていない。即ち、銀
シース線材においては、マトリックスが銀または銀基合
金で構成されているため、線材自身の破断強度は大きい
ものでも１５０ＭＰａ程度であり、コイル形状の回路に
大電流を通電したときに発生する大きな電磁力を線材自
身の機械的強度で保持することは極めて困難である。
導体として、金属製フォーマーの外側にテープ状線材を
螺旋状に巻き付けた構造の１〜３ｋＡの集合導体が開発
されているが、送電ケーブルを対象としているため、大
通電容量によって生じる大電磁力に抗してその形状の保
持が必要な環境下で使用される、例えば大型コイル等に
使用すると導体全体の電流密度が低下する上、可撓性も
低下するため、適した構造とはなっていない。即ち、銀
シース線材においては、マトリックスが銀または銀基合
金で構成されているため、線材自身の破断強度は大きい
ものでも１５０ＭＰａ程度であり、コイル形状の回路に
大電流を通電したときに発生する大きな電磁力を線材自
身の機械的強度で保持することは極めて困難である。
【０００６】以上の電流容量および強度の問題を解決す
る超電導導体として、本発明者は、耐熱性および耐酸化
腐食性を有するＮｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金
またはＮｉ基耐食合金のいずれか一種よりなる補強材料
の外周に、電気的絶縁性を有し、かつ機械的歪を緩和す
る遮蔽層を設け、その外側に銀または銀基合金マトリッ
クス中に酸化物超電導フィラメントを配置した超電導線
材の圧縮成型撚線層を配置したことを特徴とする酸化物
超電導圧縮成型導体を出願した（特願平１０−１２８９
００号）。この場合の電気的絶縁性を有し、かつ機械的
歪を緩和する遮蔽層は、セラミックス耐熱シートの焼成
により得られるセラミックス粉末およびセラミックス繊
維の混合物により形成され、この遮蔽層は超電導体生成
のための焼成時には補強材料を構成する元素の拡散を防
止する役目を果たす。
る超電導導体として、本発明者は、耐熱性および耐酸化
腐食性を有するＮｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金
またはＮｉ基耐食合金のいずれか一種よりなる補強材料
の外周に、電気的絶縁性を有し、かつ機械的歪を緩和す
る遮蔽層を設け、その外側に銀または銀基合金マトリッ
クス中に酸化物超電導フィラメントを配置した超電導線
材の圧縮成型撚線層を配置したことを特徴とする酸化物
超電導圧縮成型導体を出願した（特願平１０−１２８９
００号）。この場合の電気的絶縁性を有し、かつ機械的
歪を緩和する遮蔽層は、セラミックス耐熱シートの焼成
により得られるセラミックス粉末およびセラミックス繊
維の混合物により形成され、この遮蔽層は超電導体生成
のための焼成時には補強材料を構成する元素の拡散を防
止する役目を果たす。
【０００７】しかしながら、その後の鋭意研究の結果、
セラミックス耐熱シートを用いた場合、その効果はバリ
ア層の厚さに依存し、拡散による劣化を２０％以下にす
るためには熱処理前のセラミックス耐熱シートの厚さを
４００μｍ以上とする必要があることが判明した（特願
平１１−１０１２１２号）。このような厚さのセラミッ
クス耐熱シートを使用すると、焼成時に補強材料を構成
する元素の拡散を防止することはできるが、ラップ巻き
したセラミックス耐熱シートが弾力性を有するため、補
強材料の外周に超電導線材を撚線する際に所定の張力を
付加することが困難であ上、クロスオーバーの原因とな
ったり、撚線後の圧縮成型時に所定の圧力を付加するこ
とが困難となり超電導線材の外径にバラツキを生ずる結
果、その特性が低下する等の問題が発生し易いことが判
明した。
セラミックス耐熱シートを用いた場合、その効果はバリ
ア層の厚さに依存し、拡散による劣化を２０％以下にす
るためには熱処理前のセラミックス耐熱シートの厚さを
４００μｍ以上とする必要があることが判明した（特願
平１１−１０１２１２号）。このような厚さのセラミッ
クス耐熱シートを使用すると、焼成時に補強材料を構成
する元素の拡散を防止することはできるが、ラップ巻き
したセラミックス耐熱シートが弾力性を有するため、補
強材料の外周に超電導線材を撚線する際に所定の張力を
付加することが困難であ上、クロスオーバーの原因とな
ったり、撚線後の圧縮成型時に所定の圧力を付加するこ
とが困難となり超電導線材の外径にバラツキを生ずる結
果、その特性が低下する等の問題が発生し易いことが判
明した。
【０００８】さらに、遮蔽層が厚くなるとオーバーオー
ルの電流密度が低下するという問題もある。
ルの電流密度が低下するという問題もある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の問題を
解決するためになされたもので、大通電容量で機械的強
度に優れ、かつコンパクトな酸化物超電導圧縮成型導体
およびその製造方法を提供することをその目的とする。
さらに本発明の他の目的は、補強材料からの元素の拡散
を防止し、補強材料の外周に超電導線材を撚線する際に
所定の張力を付加してクロスオーバーの原因を防止する
とともに、撚線後の圧縮成型時に所定の圧力を付加する
により線材の外径のバラツキを防止し、かつ遮蔽層を薄
くすることによりオーバーオールの電流密度を向上させ
ることができる酸化物超電導圧縮成型導体およびその製
造方法を提供することにある。
解決するためになされたもので、大通電容量で機械的強
度に優れ、かつコンパクトな酸化物超電導圧縮成型導体
およびその製造方法を提供することをその目的とする。
さらに本発明の他の目的は、補強材料からの元素の拡散
を防止し、補強材料の外周に超電導線材を撚線する際に
所定の張力を付加してクロスオーバーの原因を防止する
とともに、撚線後の圧縮成型時に所定の圧力を付加する
により線材の外径のバラツキを防止し、かつ遮蔽層を薄
くすることによりオーバーオールの電流密度を向上させ
ることができる酸化物超電導圧縮成型導体およびその製
造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１に係る酸化物超電導圧縮成型導
体は、外周にプラズマコート法によるセラミックスバリ
ア層を設けた耐熱性および耐酸化腐食性を有する補強材
料の外側に、銀または銀基合金マトリックス中に酸化物
超電導フィラメントを配置した超電導線材の圧縮成型撚
線層を配置したものである。
めに、本発明の請求項１に係る酸化物超電導圧縮成型導
体は、外周にプラズマコート法によるセラミックスバリ
ア層を設けた耐熱性および耐酸化腐食性を有する補強材
料の外側に、銀または銀基合金マトリックス中に酸化物
超電導フィラメントを配置した超電導線材の圧縮成型撚
線層を配置したものである。
【００１１】上記の請求項１に係る発明における耐熱性
および耐酸化腐食性を有する補強材料は、Ｎｉ−Ｃｒ−
Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金またはＮｉ基耐食性合金（ハ
ステロイ）のいずれか一種から選択することが好まし
い。この補強材料は、超電導体生成の酸素雰囲気中で約
９００℃の焼成工程に耐え、この処理後に十分な強度と
可撓性を有する。
および耐酸化腐食性を有する補強材料は、Ｎｉ−Ｃｒ−
Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金またはＮｉ基耐食性合金（ハ
ステロイ）のいずれか一種から選択することが好まし
い。この補強材料は、超電導体生成の酸素雰囲気中で約
９００℃の焼成工程に耐え、この処理後に十分な強度と
可撓性を有する。
【００１２】上記のセラミックスバリア層は、酸化物超
電導材料と反応性の低い材料からなるものが使用され
る。プラズマコート法によるセラミックスバリア層は、
電気的絶縁性を有するとともに潤滑層として機械的歪を
緩和する機能を有するもので、超電導体生成のための焼
成時には補強材料を構成する元素の拡散を防止する役目
を果す。
電導材料と反応性の低い材料からなるものが使用され
る。プラズマコート法によるセラミックスバリア層は、
電気的絶縁性を有するとともに潤滑層として機械的歪を
緩和する機能を有するもので、超電導体生成のための焼
成時には補強材料を構成する元素の拡散を防止する役目
を果す。
【００１３】プラズマコート法では、原料となるセラミ
ックス粉末を高温のプラズマを用いて一部溶融させて吹
き付け、補強材料の外周に硬質の膜を生成することか
ら、膜の密度が高く、薄い膜厚でも有効なセラミックス
バリア層として機能する。また、このセラミックスバリ
ア層の厚さは、１０〜３００μｍとすることが好まし
い。セラミックスバリア層の厚さが１０μｍ未満である
と、補強材料からの元素の拡散を防止する効果が小さく
なる上、膜厚に不均一を生じ易く、一方、３００μｍを
越えると焼成時に補強材料の表面が酸化することによ
り、膜の欠落を生じ易くなるためである。セラミックス
バリア層の厚さが３０〜１００μｍの範囲でもセラミッ
クス耐熱シートを用いた場合に比較して十分な補強材料
からの元素の拡散を防止する効果が得られ、これにより
圧縮成型導体の臨界電流密度を向上させることが可能に
なる。
ックス粉末を高温のプラズマを用いて一部溶融させて吹
き付け、補強材料の外周に硬質の膜を生成することか
ら、膜の密度が高く、薄い膜厚でも有効なセラミックス
バリア層として機能する。また、このセラミックスバリ
ア層の厚さは、１０〜３００μｍとすることが好まし
い。セラミックスバリア層の厚さが１０μｍ未満である
と、補強材料からの元素の拡散を防止する効果が小さく
なる上、膜厚に不均一を生じ易く、一方、３００μｍを
越えると焼成時に補強材料の表面が酸化することによ
り、膜の欠落を生じ易くなるためである。セラミックス
バリア層の厚さが３０〜１００μｍの範囲でもセラミッ
クス耐熱シートを用いた場合に比較して十分な補強材料
からの元素の拡散を防止する効果が得られ、これにより
圧縮成型導体の臨界電流密度を向上させることが可能に
なる。
【００１４】さらに、超電導フィラメントのフィラメン
ト数、超電導線撚線の本数、撚りピッチ等は特に限定さ
れず、設計的事項により決定される。また、本発明の請
求項６に係る酸化物超電導圧縮成型導体の製造方法は、
Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金またはＮｉ基耐
食合金のいずれか一種よりなる補強材料の外側にＭｇ
Ｏ、ＺｒＯ2 、Ｙ2 Ｏ3 またはＡｌ2 Ｏ3 のいずれか１
種以上からなる厚さ１０〜３００μｍのセラミックスバ
リア層をプラズマコート法により形成し、その外側に、
銀または銀基合金マトリックス中に焼成によりＢｉ系超
電導酸化物を形成する物質からなるフィラメントを配置
した線材を撚合わせ、次いで、全体に圧縮成型を施した
後、焼成するようにしたものである。
ト数、超電導線撚線の本数、撚りピッチ等は特に限定さ
れず、設計的事項により決定される。また、本発明の請
求項６に係る酸化物超電導圧縮成型導体の製造方法は、
Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金またはＮｉ基耐
食合金のいずれか一種よりなる補強材料の外側にＭｇ
Ｏ、ＺｒＯ2 、Ｙ2 Ｏ3 またはＡｌ2 Ｏ3 のいずれか１
種以上からなる厚さ１０〜３００μｍのセラミックスバ
リア層をプラズマコート法により形成し、その外側に、
銀または銀基合金マトリックス中に焼成によりＢｉ系超
電導酸化物を形成する物質からなるフィラメントを配置
した線材を撚合わせ、次いで、全体に圧縮成型を施した
後、焼成するようにしたものである。
【００１５】上記のＭｇＯ、ＺｒＯ2 、Ｙ2 Ｏ3または
Ａｌ2 Ｏ3 のセラミックス材料は、焼成時にＢｉ系超電
導酸化物との反応性が低く、補強材料からの元素の拡散
を防止する。プラズマコート法の原料として、これらの
いずれか１種以上からなる粉末を用いる。
Ａｌ2 Ｏ3 のセラミックス材料は、焼成時にＢｉ系超電
導酸化物との反応性が低く、補強材料からの元素の拡散
を防止する。プラズマコート法の原料として、これらの
いずれか１種以上からなる粉末を用いる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は、本発明の酸化物超電導圧縮成型導
体１の横断面図を示したもので、２は補強材料、３はセ
ラミックスバリア層、４は銀または銀基合金マトリック
ス４ａ中に多数本の超電導フィラメント４ｂを配置した
超電導線材である。補強材料２は、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合
金（インコネル材）、Ｎｉ−Ｃｒ合金またはＮｉ基耐食
合金（ハステロイ）のいずれか一種をテープ状に加工し
たもので、セラミックスバリア層３は、プラズマコート
法により形成されている。
て説明する。図１は、本発明の酸化物超電導圧縮成型導
体１の横断面図を示したもので、２は補強材料、３はセ
ラミックスバリア層、４は銀または銀基合金マトリック
ス４ａ中に多数本の超電導フィラメント４ｂを配置した
超電導線材である。補強材料２は、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合
金（インコネル材）、Ｎｉ−Ｃｒ合金またはＮｉ基耐食
合金（ハステロイ）のいずれか一種をテープ状に加工し
たもので、セラミックスバリア層３は、プラズマコート
法により形成されている。
【００１７】以上の酸化物超電導圧縮成型導体１は、以
下のようにして製造される。まず、補強材料２の外周に
ＭｇＯ、ＺｒＯ2 、Ｙ2 Ｏ2 またはＡｌ2 Ｏ2 等のセラ
ミックス粉末を高温のプラズマを用いて一部溶融させて
吹き付け、硬質のセラミックスバリア層３を形成する。
次いで、その外側に銀または銀基合金マトリックス４ａ
中に焼成によりＢｉ系超電導酸化物を形成する物質から
なる多数のフィラメント４ｂを配置した断面丸形の線材
を補強材料表面に密着させながら撚線加工した後、平角
ダイスまたはタークスヘッドロールを用いて所定形状に
圧縮成型を施し、次いで、超電導酸化物生成の焼成処理
を施す。
下のようにして製造される。まず、補強材料２の外周に
ＭｇＯ、ＺｒＯ2 、Ｙ2 Ｏ2 またはＡｌ2 Ｏ2 等のセラ
ミックス粉末を高温のプラズマを用いて一部溶融させて
吹き付け、硬質のセラミックスバリア層３を形成する。
次いで、その外側に銀または銀基合金マトリックス４ａ
中に焼成によりＢｉ系超電導酸化物を形成する物質から
なる多数のフィラメント４ｂを配置した断面丸形の線材
を補強材料表面に密着させながら撚線加工した後、平角
ダイスまたはタークスヘッドロールを用いて所定形状に
圧縮成型を施し、次いで、超電導酸化物生成の焼成処理
を施す。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の一実施例および比較例につい
て説明する。 実施例１ 幅６ｍｍ、厚さ０．３ｍｍの断面形状を有するＮｉ−Ｃ
ｒ−Ｆｅ合金６００からなる補強テープの外側に、プラ
ズマコート法によりＺｒＯ2 のセラミックス粉末を用い
て厚さ５０μｍのセラミックスバリア層を形成した。
て説明する。 実施例１ 幅６ｍｍ、厚さ０．３ｍｍの断面形状を有するＮｉ−Ｃ
ｒ−Ｆｅ合金６００からなる補強テープの外側に、プラ
ズマコート法によりＺｒＯ2 のセラミックス粉末を用い
て厚さ５０μｍのセラミックスバリア層を形成した。
【００１９】上記のセラミックスバリア層を被覆した補
強テープの外側に外径φ１．０ｍｍの線材の１９本を５
５ｍｍの撚りピッチで巻き付けた。この線材は、銀パイ
プ中に焼成によりＢｉ2 Ｓｒ2 ＣａＣｕ2 Ｏ8 超電導導
酸化物を形成する粉末を充填し、縮径加工を施した線材
の多数本をさらに銀合金パイプ中に充填した後、外径φ
１．０ｍｍまで縮径加工を施して製造したものである。
強テープの外側に外径φ１．０ｍｍの線材の１９本を５
５ｍｍの撚りピッチで巻き付けた。この線材は、銀パイ
プ中に焼成によりＢｉ2 Ｓｒ2 ＣａＣｕ2 Ｏ8 超電導導
酸化物を形成する粉末を充填し、縮径加工を施した線材
の多数本をさらに銀合金パイプ中に充填した後、外径φ
１．０ｍｍまで縮径加工を施して製造したものである。
【００２０】次いで、この複合導体に圧縮加工を施し
て、幅７．４ｍｍ、厚さ１．８ｍｍの平角形状の圧縮成
型導体を製造した後、焼成した。焼成条件は、酸素雰囲
気下で、最高焼成温度８５０℃で１２０時間であった。
このようにして製造した酸化物超電導圧縮成型導体の臨
界電流値（Ｉｃ）を液体ヘリウム温度（４．２Ｋ）で測
定した結果を表１に示す。
て、幅７．４ｍｍ、厚さ１．８ｍｍの平角形状の圧縮成
型導体を製造した後、焼成した。焼成条件は、酸素雰囲
気下で、最高焼成温度８５０℃で１２０時間であった。
このようにして製造した酸化物超電導圧縮成型導体の臨
界電流値（Ｉｃ）を液体ヘリウム温度（４．２Ｋ）で測
定した結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】ここでの基準となる素線のＩｃ値は、圧縮
成型後に線材を圧縮成型導体から取り出し、同一条件で
焼成したものであり、補強テープの構成元素の拡散が全
くない場合を想定したものである（以下の実施例および
比較例においても同じ）。 実施例２ 実施例１におけるセラミックスバリア層をプラズマコー
ト法によりＡｌ2 Ｏ3で形成し、圧縮加工後のサイズを
幅７．４ｍｍ、厚さ１．９ｍｍとした他は実施例１と同
様の方法により、平角形状の圧縮成型導体を製造した。
成型後に線材を圧縮成型導体から取り出し、同一条件で
焼成したものであり、補強テープの構成元素の拡散が全
くない場合を想定したものである（以下の実施例および
比較例においても同じ）。 実施例２ 実施例１におけるセラミックスバリア層をプラズマコー
ト法によりＡｌ2 Ｏ3で形成し、圧縮加工後のサイズを
幅７．４ｍｍ、厚さ１．９ｍｍとした他は実施例１と同
様の方法により、平角形状の圧縮成型導体を製造した。
【００２３】このようにして製造した酸化物超電導圧縮
成型導体の臨界電流値（Ｉｃ）を液体ヘリウム温度
（４．２Ｋ）で測定した結果を表１に示した。 比較例１〜３ 実施例１における補強テープの外側のプラズマコート法
によるセラミックスバリア層に換えて、それぞれ２００
μｍおよび４００μｍの厚さにセラミックス耐熱シート
を巻回し、圧縮加工後のサイズをそれぞれ幅７．７ｍ
ｍ、厚さ２．０ｍｍ（比較例１）および幅８．１ｍｍ、
厚さ２．４ｍｍ（比較例２）とした他は実施例１と同様
の方法により圧縮成型導体を製造した。
成型導体の臨界電流値（Ｉｃ）を液体ヘリウム温度
（４．２Ｋ）で測定した結果を表１に示した。 比較例１〜３ 実施例１における補強テープの外側のプラズマコート法
によるセラミックスバリア層に換えて、それぞれ２００
μｍおよび４００μｍの厚さにセラミックス耐熱シート
を巻回し、圧縮加工後のサイズをそれぞれ幅７．７ｍ
ｍ、厚さ２．０ｍｍ（比較例１）および幅８．１ｍｍ、
厚さ２．４ｍｍ（比較例２）とした他は実施例１と同様
の方法により圧縮成型導体を製造した。
【００２４】この耐熱シートは、ＭｇＯが４５ｗｔ％、
Ａｌ2 Ｏ3 が１０ｗｔ％で残部がセルロース系有機バイ
ンダーからなる混合物により作製した。また、比較のた
めに、補強テープの外側にバリア層を設けず、圧縮加工
後のサイズを幅７．３ｍｍ、厚さ１．７ｍｍ（比較例
３）とした他は実施例１と同様の方法により圧縮成型導
体を製造した。
Ａｌ2 Ｏ3 が１０ｗｔ％で残部がセルロース系有機バイ
ンダーからなる混合物により作製した。また、比較のた
めに、補強テープの外側にバリア層を設けず、圧縮加工
後のサイズを幅７．３ｍｍ、厚さ１．７ｍｍ（比較例
３）とした他は実施例１と同様の方法により圧縮成型導
体を製造した。
【００２５】このようにして製造した酸化物超電導圧縮
成型導体の臨界電流値（Ｉｃ）を液体ヘリウム温度
（４．２Ｋ）で測定した結果を表２に示す。
成型導体の臨界電流値（Ｉｃ）を液体ヘリウム温度
（４．２Ｋ）で測定した結果を表２に示す。
【００２６】
【表２】
【００２７】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
酸化物超電導圧縮成型導体およびその製造方法によれ
ば、線材の集合化と圧縮成型を施したことにより、コン
パクトな導体断面積と大電流容量を得ることができる。
また、中心部に補強材料を配置したことにより機械的強
度を大幅に向上させることができる。
酸化物超電導圧縮成型導体およびその製造方法によれ
ば、線材の集合化と圧縮成型を施したことにより、コン
パクトな導体断面積と大電流容量を得ることができる。
また、中心部に補強材料を配置したことにより機械的強
度を大幅に向上させることができる。
【００２８】また、補強材料の外周にプラズマコート法
によるセラミックスバリア層を設けたことにより、補強
材料の外周に超電導線材を撚線する際に所定の張力を付
加してクロスオーバーの発生を防止することができ、ま
た撚線後の圧縮成型時に所定の圧力を付加するができる
ため線材の外径のバラツキを防止するとともに、遮蔽層
を薄くすることによりオーバーオールの電流密度を向上
させることができる。
によるセラミックスバリア層を設けたことにより、補強
材料の外周に超電導線材を撚線する際に所定の張力を付
加してクロスオーバーの発生を防止することができ、ま
た撚線後の圧縮成型時に所定の圧力を付加するができる
ため線材の外径のバラツキを防止するとともに、遮蔽層
を薄くすることによりオーバーオールの電流密度を向上
させることができる。
【００２９】さらに、超電導体生成のための焼成時に、
補強材料に含まれるＮｉやＦｅが補強材料から超電導線
材へ拡散することによる臨界電流値の低下を防ぐことが
できる。
補強材料に含まれるＮｉやＦｅが補強材料から超電導線
材へ拡散することによる臨界電流値の低下を防ぐことが
できる。
【図１】本発明の酸化物超電導圧縮成型導体の一実施例
を示す横断面図である。
を示す横断面図である。
【符号の説明】 １………酸化物超電導圧縮成型導体 ２………補強材料 ３………セラミックスバリア層 ４………超電導線材 ４ａ……銀または銀基合金マトリックス ４ｂ……超電導フィラメント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 裕治 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社 (72)発明者 長谷川 隆代 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社 Ｆターム(参考） 5G321 AA01 AA05 BA01 BA03 CA09 CA16 CA32 CA50 CA52 DB18
Claims (6)
- 【請求項１】外周にプラズマコート法によるセラミック
スバリア層を設けた耐熱性および耐酸化腐食性を有する
補強材料の外側に、銀または銀基合金マトリックス中に
酸化物超電導フィラメントを配置した超電導線材の圧縮
成型撚線層を配置したことを特徴とする酸化物超電導圧
縮成型導体。 - 【請求項２】前記耐熱性および耐酸化腐食性を有する補
強材料は、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金また
はＮｉ基耐食性合金のいずれか一種よりなることを特徴
とする請求項１記載の酸化物超電導圧縮成型導体。 - 【請求項３】前記セラミックスバリア層は、酸化物超電
導材料と反応性の低い材料からなることを特徴とする請
求項１または２記載の酸化物超電導圧縮成型導体。 - 【請求項４】前記セラミックスバリア層の厚さは、１０
〜３００μｍであることを特徴とする請求項３記載の酸
化物超電導圧縮成型導体。 - 【請求項５】前記酸化物超電導フィラメントは、Ｂｉ系
超電導酸化物よりなることを特徴とする請求項１乃至３
いずれか１項記載の酸化物超電導圧縮成型導体。 - 【請求項６】Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金ま
たはＮｉ基耐食性合金のいずれか一種よりなる補強材料
の外側にＭｇＯ、ＺｒＯ2 、Ｙ2 Ｏ3 またはＡｌ2 Ｏ3
のいずれか１種以上からなる厚さ１０〜３００μｍのセ
ラミックスバリア層をプラズマコート法により形成し、
その外側に、銀または銀基合金マトリックス中に焼成に
よりＢｉ系超電導酸化物を形成する物質からなるフィラ
メントを配置した線材を撚合わせ、次いで、全体に圧縮
成型を施した後、焼成することを特徴とする酸化物超電
導圧縮成型導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15786799A JP4150129B2 (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 酸化物超電導圧縮成型導体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15786799A JP4150129B2 (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 酸化物超電導圧縮成型導体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000348927A true JP2000348927A (ja) | 2000-12-15 |
| JP4150129B2 JP4150129B2 (ja) | 2008-09-17 |
Family
ID=15659146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15786799A Expired - Fee Related JP4150129B2 (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 酸化物超電導圧縮成型導体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4150129B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002015629A (ja) * | 2000-06-30 | 2002-01-18 | Fujikura Ltd | 超電導ケーブル |
| US7242367B2 (en) * | 2004-07-28 | 2007-07-10 | Valcom Manufacturing Group Inc. | Coded antenna |
-
1999
- 1999-06-04 JP JP15786799A patent/JP4150129B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002015629A (ja) * | 2000-06-30 | 2002-01-18 | Fujikura Ltd | 超電導ケーブル |
| JP4722258B2 (ja) * | 2000-06-30 | 2011-07-13 | 株式会社フジクラ | 超電導ケーブル |
| US7242367B2 (en) * | 2004-07-28 | 2007-07-10 | Valcom Manufacturing Group Inc. | Coded antenna |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4150129B2 (ja) | 2008-09-17 |
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