JP2001085221A - 酸化物超電導電流リードの電極の構造及び電極の形成方法 - Google Patents
酸化物超電導電流リードの電極の構造及び電極の形成方法Info
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- JP2001085221A JP2001085221A JP26400199A JP26400199A JP2001085221A JP 2001085221 A JP2001085221 A JP 2001085221A JP 26400199 A JP26400199 A JP 26400199A JP 26400199 A JP26400199 A JP 26400199A JP 2001085221 A JP2001085221 A JP 2001085221A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極接続部の電気抵抗の安定性を向上できる
酸化物超電導電流リードの電極とその形成方法を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 筒状または柱状の酸化物超電導に電極を
取り付けてなる酸化物超電導電流リードにおいて、酸化
物超電導体１と電極２の間に、酸化物超電導体材料と電
極材料の混合体からなる中間層３を介在させたことを特
徴とし、該中間層は酸化物超電導体粉末と電極材料粉末
の混合粉体を酸化物超電導体の表面に溶射またはスパッ
タリングして形成させるようにした。
酸化物超電導電流リードの電極とその形成方法を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 筒状または柱状の酸化物超電導に電極を
取り付けてなる酸化物超電導電流リードにおいて、酸化
物超電導体１と電極２の間に、酸化物超電導体材料と電
極材料の混合体からなる中間層３を介在させたことを特
徴とし、該中間層は酸化物超電導体粉末と電極材料粉末
の混合粉体を酸化物超電導体の表面に溶射またはスパッ
タリングして形成させるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、極低温装置に用い
られる酸化物超電導電流リードの電極に関するものであ
る。
られる酸化物超電導電流リードの電極に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】超電導マグネット等極低温装置において
は極低温部への給電に酸化物超電導電流リードが用いら
れている。酸化物超電導電流リードに電流を流すとき、
電源からのリード線あるいはケーブルと酸化物超電導体
を接続しなければならない。しかしながら、酸化物超電
導体はセラミックスであるため半田付をしようとしても
半田の濡れが悪く、接続部の接触抵抗が非常に大きくな
り通電できない事態が起きていた。
は極低温部への給電に酸化物超電導電流リードが用いら
れている。酸化物超電導電流リードに電流を流すとき、
電源からのリード線あるいはケーブルと酸化物超電導体
を接続しなければならない。しかしながら、酸化物超電
導体はセラミックスであるため半田付をしようとしても
半田の濡れが悪く、接続部の接触抵抗が非常に大きくな
り通電できない事態が起きていた。
【０００３】そこで、従来は、円筒状の酸化物超電導体
１の両端に図４、図５に示すように、銀を溶射、スパッ
タリング等の手段で酸化物超電導体表面に直接接着させ
て銀電極２を形成させ、この銀電極に電源からのリード
線等を半田付けし通電できるようにしていた。
１の両端に図４、図５に示すように、銀を溶射、スパッ
タリング等の手段で酸化物超電導体表面に直接接着させ
て銀電極２を形成させ、この銀電極に電源からのリード
線等を半田付けし通電できるようにしていた。
【０００４】上記の電極構造では７７ＫにおいてＢｉ系
超電導体と銀の界面での抵抗は０．５μΩ以下となり、
通電には問題のない良好なものが得られ、その上、超電
導体は銀と反応しないため超電導特性が劣化することが
ないが、銀電極２に半田付けをする際、フラックスある
いは半田が銀と超電導体１の界面に入りこんでしまい、
酸化物超電導体１の冷却と昇温を繰り返し動作させてい
る間に超電導体１と電極２の接続部が劣化し、電極部で
の接続抵抗が大きくなり通電が不可能になるという問題
点があった。
超電導体と銀の界面での抵抗は０．５μΩ以下となり、
通電には問題のない良好なものが得られ、その上、超電
導体は銀と反応しないため超電導特性が劣化することが
ないが、銀電極２に半田付けをする際、フラックスある
いは半田が銀と超電導体１の界面に入りこんでしまい、
酸化物超電導体１の冷却と昇温を繰り返し動作させてい
る間に超電導体１と電極２の接続部が劣化し、電極部で
の接続抵抗が大きくなり通電が不可能になるという問題
点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解決し、電極接続部の電気抵抗の安定性を
向上でききる酸化物超電導電流リードの電極とその形成
方法を提供することを目的とするものである。
術の問題点を解決し、電極接続部の電気抵抗の安定性を
向上でききる酸化物超電導電流リードの電極とその形成
方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】筒状または柱状の酸化物
超電導体に電極を取付けてなる酸化物超電導電流リード
において、酸化物超電導体と電極の間に酸化物超電導体
材料と電極材料の混合体からなる中間層を介在させたこ
とを特徴とする。また、中間層における電極材料の含有
率は電極に近接するにしたがって高濃度となるように分
布されていることを特徴とする。
超電導体に電極を取付けてなる酸化物超電導電流リード
において、酸化物超電導体と電極の間に酸化物超電導体
材料と電極材料の混合体からなる中間層を介在させたこ
とを特徴とする。また、中間層における電極材料の含有
率は電極に近接するにしたがって高濃度となるように分
布されていることを特徴とする。
【０００７】筒状または柱状の酸化物超電導体の表面
に、酸化物超電導体材料の粉末と電極材料の粉末を混合
してなる混合粉体を溶射またはスパッタリングして中間
層を形成させ、該中間層の表面に電極材料を溶射または
スパッタリングして電極を形成させたことを特徴とす
る。
に、酸化物超電導体材料の粉末と電極材料の粉末を混合
してなる混合粉体を溶射またはスパッタリングして中間
層を形成させ、該中間層の表面に電極材料を溶射または
スパッタリングして電極を形成させたことを特徴とす
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て図１〜図３に沿って説明する。図１は本発明にかかる
電極の説明図、図２は電極と酸化物超電導体との接続部
の部分拡大断面図である。本発明の特徴は酸化物超電導
体１と電極２との間に、酸化物超電導体材料と電極材料
の混合体からなる中間層３を介在させたことである。電
極材料としては超電導特性に影響がなく、かつ、電気抵
抗の小さい銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）およ
びこれらの合金が採用される。
て図１〜図３に沿って説明する。図１は本発明にかかる
電極の説明図、図２は電極と酸化物超電導体との接続部
の部分拡大断面図である。本発明の特徴は酸化物超電導
体１と電極２との間に、酸化物超電導体材料と電極材料
の混合体からなる中間層３を介在させたことである。電
極材料としては超電導特性に影響がなく、かつ、電気抵
抗の小さい銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）およ
びこれらの合金が採用される。
【０００９】次に、電極材料として銀を使用した場合の
電極の形成方法について説明する。先ず銀粉末と酸化物
超電導体粉末を重量比で１：１で混合した混合体を用意
し、該混合体を酸化物超電導体１の表面に溶射して中間
層３を形成させる。そして、該中間層３の上から銀を溶
射して銀電極２を形成させる。これを焼結熱処理して酸
化物超電導体１、中間層３、銀電極２の３者を強固に密
着させる。
電極の形成方法について説明する。先ず銀粉末と酸化物
超電導体粉末を重量比で１：１で混合した混合体を用意
し、該混合体を酸化物超電導体１の表面に溶射して中間
層３を形成させる。そして、該中間層３の上から銀を溶
射して銀電極２を形成させる。これを焼結熱処理して酸
化物超電導体１、中間層３、銀電極２の３者を強固に密
着させる。
【００１０】図３は銀電極と酸化物超電導体との接続部
の材料比率の説明図である。この図から判るように、酸
化物超電導体１から銀電極２までは中間層３の存在によ
って銀の含有比率が傾斜的に変化し、酸化物超電導体と
銀の界面が消失している。中間層３をミクロ的に見る
と、酸化物超電導体１との界面では中間層３中の酸化物
超電導材粒子が焼結により成長し、酸化物超電導体との
境界が見られなくなる。また、中間層３と外側の銀電極
２との界面においても、中間層中の銀と外側の銀電極と
の境界が同様に見られなくなる。このように、中間層３
において、酸化物超電導体１と銀電極２が接触面積を従
来よりも大きな状態で接続されていることとなり、半田
あるいはフラックス等の侵入による界面の劣化を防止で
き電極の安定性が向上する。
の材料比率の説明図である。この図から判るように、酸
化物超電導体１から銀電極２までは中間層３の存在によ
って銀の含有比率が傾斜的に変化し、酸化物超電導体と
銀の界面が消失している。中間層３をミクロ的に見る
と、酸化物超電導体１との界面では中間層３中の酸化物
超電導材粒子が焼結により成長し、酸化物超電導体との
境界が見られなくなる。また、中間層３と外側の銀電極
２との界面においても、中間層中の銀と外側の銀電極と
の境界が同様に見られなくなる。このように、中間層３
において、酸化物超電導体１と銀電極２が接触面積を従
来よりも大きな状態で接続されていることとなり、半田
あるいはフラックス等の侵入による界面の劣化を防止で
き電極の安定性が向上する。
【００１１】上記中間層３は１層だけでなく複数層にし
てもよい。複数層にすると電極の密着性が向上する。複
数層にする場合、超電導体に近い方から銀電極へと向か
う層において徐々に銀の混合比を増加していくとよい。
中間層として２層設ける場合は酸化物超電導体１に一番
近い層は酸化物超電導体：銀を２：１として混合した粉
末を酸化物超電導体１に溶射する。そして、その上に上
記の混合比を１：２とした混合粉末を溶射し、最後に銀
を溶射して２層の中間層を有する銀電極を形成させる。
中間層をこのように形成することにより中間層における
銀の含有率が酸化物超電導体から銀電極へと次第に高く
なるように理想的な分布状態に形成される。
てもよい。複数層にすると電極の密着性が向上する。複
数層にする場合、超電導体に近い方から銀電極へと向か
う層において徐々に銀の混合比を増加していくとよい。
中間層として２層設ける場合は酸化物超電導体１に一番
近い層は酸化物超電導体：銀を２：１として混合した粉
末を酸化物超電導体１に溶射する。そして、その上に上
記の混合比を１：２とした混合粉末を溶射し、最後に銀
を溶射して２層の中間層を有する銀電極を形成させる。
中間層をこのように形成することにより中間層における
銀の含有率が酸化物超電導体から銀電極へと次第に高く
なるように理想的な分布状態に形成される。
【００１２】中間層３の層厚と外側の電極２の層厚はそ
れぞれ０．１〜０．５ｍｍで、両者を同じ厚さにするの
が好ましく、両者全体の層厚を０．２〜１．０ｍｍとす
るのが好ましい。電極２の層厚が薄いと熱処理中に銀電
極が部分的に破れて、剥がれやすくなり、逆に厚すぎる
と抵抗値が過大になるからである。
れぞれ０．１〜０．５ｍｍで、両者を同じ厚さにするの
が好ましく、両者全体の層厚を０．２〜１．０ｍｍとす
るのが好ましい。電極２の層厚が薄いと熱処理中に銀電
極が部分的に破れて、剥がれやすくなり、逆に厚すぎる
と抵抗値が過大になるからである。
【００１３】
【実施例】Ｂｉ系酸化物超電導体の粉末と銀粉末が１：
１重量比の混合粉末を、Ｂｉ系酸化物超電導体表面に溶
射して層厚０．２ｍｍの中間層を形成させ、該中間層の
上面に銀を溶射して層厚０．２ｍｍの銀電極を形成さ
せ、これらを熱処理および加圧して酸化物超電導リード
を製作した。上記酸化物超電導リードに１０００Ａの大
電流を通電したとき、酸化物超電導体と銀電極の接続抵
抗は０．５μΩ以下であった。また、この電流リードを
７７Ｋと室温の熱サイクルを１０回以上繰り返しても上
記接続抵抗の劣化が確認できなかった。このことから、
電極接続部の信頼性および安定性の向上がうかがえる。
１重量比の混合粉末を、Ｂｉ系酸化物超電導体表面に溶
射して層厚０．２ｍｍの中間層を形成させ、該中間層の
上面に銀を溶射して層厚０．２ｍｍの銀電極を形成さ
せ、これらを熱処理および加圧して酸化物超電導リード
を製作した。上記酸化物超電導リードに１０００Ａの大
電流を通電したとき、酸化物超電導体と銀電極の接続抵
抗は０．５μΩ以下であった。また、この電流リードを
７７Ｋと室温の熱サイクルを１０回以上繰り返しても上
記接続抵抗の劣化が確認できなかった。このことから、
電極接続部の信頼性および安定性の向上がうかがえる。
【００１４】電極の材料として銀（Ａｇ）を例示して説
明したが、銀のほか、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）また
は、それらの合金を使用することは任意である。また、
中間層に混入される電極材料は、中間層の表面に形成さ
れる電極材料と必ずしも同一材料にしなくともよい。即
ち、中間層に混入される電極材料には金が使用され、中
間層の表面に溶射される電極材料には銀が使用される。
明したが、銀のほか、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）また
は、それらの合金を使用することは任意である。また、
中間層に混入される電極材料は、中間層の表面に形成さ
れる電極材料と必ずしも同一材料にしなくともよい。即
ち、中間層に混入される電極材料には金が使用され、中
間層の表面に溶射される電極材料には銀が使用される。
【００１５】
【発明の効果】本発明では酸化物超電導体と金属電極の
中間にこれらの両材料の混合体からなる中間層を介在さ
せたことにより電極接続部の信頼性と安定性の向上に寄
与するものである。
中間にこれらの両材料の混合体からなる中間層を介在さ
せたことにより電極接続部の信頼性と安定性の向上に寄
与するものである。
【図１】本発明にかかる酸化物超電導電流リードの電極
接続部の説明図。
接続部の説明図。
【図２】図１における電極接続部の部分拡大断面図。
【図３】本発明にかかる電極接続部の材料比率説明図。
【図４】従来の酸化物超電導電流リードの電極接続部の
説明図。
説明図。
【図５】図４における電極接続部の部分拡大断面図。
１ 酸化物超電導体 ２ 電極 ３ 中間層
Claims (5)
- 【請求項１】筒状または柱状の酸化物超電導体に電極を
取付けてなる酸化物超電導電流リードにおいて、酸化物
超電導体と電極の間に、酸化物超電導体材料と電極材料
の混合体からなる中間層を介在させたことを特徴とする
酸化物超電導リードの電極の構造。 - 【請求項２】中間層における電極材料の含有率は電極に
近接するにしたがって高濃度となるように分布されてい
ることを特徴とする請求項１記載の酸化物超電導電流リ
ードの電極の構造。 - 【請求項３】中間層は複数層から形成されていることを
特徴とする請求項１または請求項２記載の酸化物超電導
リードの電極の構造。 - 【請求項４】筒状または柱状の酸化物超電導体の表面
に、酸化物超電導体材料の粉末と電極材料の粉末を混合
してなる混合粉体を溶射またはスパッタリングして中間
層を形成させ、該中間層の表面に電極材料を溶射または
スパッタリングして電極を形成させたことを特徴とする
酸化物超電導リードの電極の形成方法。 - 【請求項５】酸化物超電導体の表面に中間層を形成させ
る際、混合粉体における電極材料の混合比を増加させな
がら中間層を形成させることを特徴とする請求項４記載
の酸化物超電導リードの電極の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26400199A JP2001085221A (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | 酸化物超電導電流リードの電極の構造及び電極の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26400199A JP2001085221A (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | 酸化物超電導電流リードの電極の構造及び電極の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001085221A true JP2001085221A (ja) | 2001-03-30 |
Family
ID=17397178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26400199A Pending JP2001085221A (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | 酸化物超電導電流リードの電極の構造及び電極の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001085221A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005183941A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-07-07 | Dowa Mining Co Ltd | 複合導体、超電導機器システム、および複合導体の製造方法 |
-
1999
- 1999-09-17 JP JP26400199A patent/JP2001085221A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005183941A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-07-07 | Dowa Mining Co Ltd | 複合導体、超電導機器システム、および複合導体の製造方法 |
| JP4568894B2 (ja) * | 2003-11-28 | 2010-10-27 | Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 | 複合導体および超電導機器システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040330 |