JP2002075080A

JP2002075080A - 酸化物超電導線材およびその製造方法

Info

Publication number: JP2002075080A
Application number: JP2000258753A
Authority: JP
Inventors: Naoki Ayai; 直樹綾井
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2000-08-29
Filing date: 2000-08-29
Publication date: 2002-03-15
Anticipated expiration: 2020-08-29
Also published as: EP1187232B1; AU779553B2; EP1187232A3; DK1187232T3; AU6549601A; EP1187232A2; US20020045552A1; US7162287B2; DE60127779T2; JP3783538B2; DE60127779D1; US20040157746A1

Abstract

(57)【要約】【課題】交流損失の小さい酸化物超電導線材を提供す
る。【解決手段】酸化物超電導線材は、酸化物超電導体と
してのフィラメント２７と、フィラメント２７に接触し
てフィラメント２７を被覆し、フィラメント２７の運転
温度において非超電導体となるセラミックス被覆層２２
と、セラミックス被覆層２２に接触してセラミックス被
覆層２２を被覆する金属管としての銀シース２４とを備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、酸化物超電導線
材およびその製造方法に関し、特に、電力、輸送、高エ
ネルギー、医療などの分野で用いられる酸化物超電導線
材とその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、酸化物の焼結体が高い臨界温度で
超電導特性を示すことが報告され、この超電導体を利用
して超電導技術の実用化が促進されている。イットリウ
ム系の酸化物は温度９０Ｋで、ビスマス系の酸化物は温
度１１０Ｋで超電導現象を示すことが報告されている。
これらの酸化物超電導体は、比較的安価で入手できる液
体窒素中で超電導特性を示すため、実用化が期待されて
いる。

【０００３】このような超電導体に、たとえば電力供給
用の交流電流を流すためには、超電導体を銀シースで被
覆し、その銀シースを高抵抗体で被覆し、その高抵抗体
をさらに金属で被覆するような超電導線材が用いられて
いる。

【０００４】上述のような構造の超電導線材は、たとえ
ば国際公開公報ＷＯ９６／２８８５３号、特開平１１−
７８４６号公報（特許公報第２９９２５０２号）、特開
平１０−５０１５２号公報、特開平１０−２４７４２８
号公報、特開平３−１５１１６号公報、特開平１１−３
１２４２０号公報、特開平３−１５１１５号公報および
特開平１−１４０５２０号公報（特許公報第２８７７１
４９号）に開示されている。

【０００５】国際公開公報ＷＯ９６／２８８５３号は、
酸化物超電導体の周囲を銀などで被覆し、さらにその周
囲を金属で被覆し、その金属を酸化させることにより、
銀と金属との間に金属酸化物からなる高抵抗層を形成し
た酸化物超電導線材を開示している。

【０００６】また、特開平１１−７８４６号公報は、超
電導体セラミックスで形成された芯が銀を主成分とする
合金でできた第１の被覆で取囲まれ、その被覆自体が酸
素を透過する非超電導体セラミックス層で取囲まれ、そ
のセラミックス層自体が銀を主成分とする合金でできた
第２の被覆層で取囲まれる酸化物高温超電導線材を開示
している。

【０００７】特開平１０−５０１５２号公報は、酸化物
超電導体を銀で被覆し、その周囲を抵抗性合金（高抵抗
体）で被覆し、その抵抗性合金を酸化させることにより
銀と高抵抗合金との間に絶縁性酸化物を形成する酸化物
超電導線材を開示している。

【０００８】特開平１０−２４７４２８号公報は、酸化
物超電導体を金属材層で被覆してなる素線を複数本配置
した多芯構造の酸化物超電導線材において、素線は、金
属材層の外側にこの金属材層より抵抗率の高い高抵抗率
材層を備えた酸化物超電導線材を開示している。

【０００９】特開平３−１５１１６号公報は、異方性を
有する酸化物超電導体の線材であって、線材の芯部と、
酸化物超電導体の特定の結晶軸の方向が芯部に向いて配
列するように芯部のまわりを取囲む超電導層とを備え、
超電導層が複数に分割して形成され、かつ半径方向より
も周方向に長い形状に形成されている酸化物超電導線材
を開示している。また、この公報は、複数の超電導層間
に設けられる、電気抵抗の高い物質からなる高抵抗層を
さらに備えた酸化物超電導線材を開示している。

【００１０】また、特開平１１−３１２４２０号公報
は、酸化物高温超電導体と、酸化物高温超電導体を被覆
し、銀を含む材料からなるシース体と、シース体を被覆
し、耐熱性セラミックスを含む材料からなる高抵抗体
と、高温酸化性雰囲気中で高抵抗体に対して不活性な材
料からなり、高抵抗体を被覆する被覆体とを備えた酸化
物高温超電導線材が開示されている。

【００１１】また、特開平３−１５１１５号公報では、
耐食酸化性金属を構成材とするクラッド材を被覆金属と
して用いたことを特徴とする金属被覆酸化物超電導線材
が開示されている。

【００１２】また、特開平１−１４０５２０号公報（特
許公報第２８７７１４９号）は、セラミックス原料粉末
を金属製のパイプに充填し、金属製のパイプの断面積を
縮小させる塑性変形を行い、その後熱処理する技術およ
び金属製パイプを熱間塑性変形することにより十分な強
度と靭性を有するとともに、細い直径でかつ高い臨界電
流密度および臨界温度を有する酸化物超電導線材の製造
方法を開示している。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような酸化物超電導線材では以下のような問題があっ
た。

【００１４】銀シースを用いた多芯酸化物超電導線材で
は、シースである銀の抵抗値が小さいために、交流損失
が十分に低減されないという問題があった。上述の公報
に記載された技術では、銀シース多芯酸化物超電導線材
の交流損失を低減することを目的として、超電導フィラ
メント（銀母材）の周囲に絶縁性または抵抗性の金属酸
化物等のバリアを配置する構造が開示されている。しか
しながら、フィラメントに挟まれた狭い領域に密度およ
び厚さが均一なバリアを作ることが難しく、結果とし
て、フィラメント間の垂直抵抗が十分に高くならない。
その結果、交流損失の低減が十分にできないという問題
があった。また、十分な抵抗値を得るためにバリア層を
厚くすると、酸化物超電導線材の全体に占める超電導体
の割合が小さくなり、電流密度が低下するという問題が
あった。

【００１５】さらに、通常、金属酸化物等のバリアは銀
シース線の周囲に金属酸化物を含むスラリを塗布するこ
とにより形成される。そのため、被覆した段階ではバリ
ア層の密度が低いため、不均一な変形が起こり、均一な
バリア層が形成されないといいう問題があった。

【００１６】また、特開昭６３−２３９７４１号公報で
は、酸化物系超電導体および非超電導性無機物のスラリ
を非超電導性無機物が酸化物系超電導体を取囲むように
配置し、スラリの自重または加圧によりダイスを用いス
ラリを押出して複合線とし、複合線を加熱乾燥させた後
減面加工を施し、次いで捻じり加工を施しながら外周に
金属テープを巻く超電導線の製造方法が開示されてい
る。

【００１７】しかしながら、この方法で製造された超電
導線では、外周に金属テープが巻かれているため、この
超電導線を伸線または圧延加工することができない。そ
の結果、酸化物超電導体の結晶方位を揃えることができ
ず臨界電流値が低くなり、超電導線材として実用に供す
ることができない。

【００１８】そこで、この発明は上述のような問題点を
解決するためになされたものであり、交流損失を低減す
ることができる酸化物超電導線材およびその製造方法を
提供することを目的とするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明に従った酸化物
超電導線材は、酸化物超電導体と、酸化物超電導体に接
触して酸化物超電導体を被覆し、酸化物超電導体の運転
温度において非超電導体となるセラミックス被覆体と、
セラミックス被覆体に接触してセラミックス被覆体を被
覆する金属管とを備える。

【００２０】このように構成された酸化物超電導線材で
は、酸化物超電導体が被覆体と接触するため、酸化物超
電導体を高抵抗体または絶縁体としてのセラミックスで
確実に分離することができ、高い垂直抵抗が得られる。
そのため、交流損失を大幅に低減することができる。さ
らに、超電導体は、従来の銀シース酸化物超電導線と同
様の体積率を有するため、高い臨界電流密度（Ｊｅ）を
発揮することができる。

【００２１】また従来の酸化物超電導体では、超電導体
が銀シースで覆われているため反応の過程で発生する酸
素等のガスが線材の外部に放出され難い。そのため、あ
る程度反応が進むとフィラメント内部の気圧が高くなっ
て結晶粒の間を押し広げるので、フィラメント内部に隙
間が残る。そこで、特開平３−１３８８２０号公報（特
許公報第２６３６０４９号）では、第２の塑性加工を施
すことによってこの隙間を潰してフィラメントの密度を
上げてから第２の熱処理を施して高い臨界電流密度を示
す酸化物超電導体を得る方法を開示している。しかしな
がら、反応によって一旦形成された複数の酸化物超電導
体の結晶の間では、その後に熱処理や塑性加工を加えて
も完全な接合を得ることができない。接合のために熱処
理温度を上げ過ぎると酸化物超電導体が溶融して一旦形
成された酸化物超電導体が非超電導体の異相を含む相に
分解する。また塑性加工の減面率や圧縮応力を上げる
と、酸化物超電導体の結晶に割れが生じて、かえって接
合の弱い部分が増える。このように従来の方法は条件に
よっては逆に臨界電流密度を低減される要因となる。こ
の方法で最も臨界電流密度が高くなる条件を選んでも、
実際にはフィラメントは数μｍの小さな結晶粒の集まり
であり、これらの間に非超電導体の異相が分散して残っ
ており、超電導相の結晶間には小さな磁界や電流で抵抗
性を示す結合状態の弱い部分が残っている。その結果、
臨界電流密度が小さくなる。

【００２２】本発明では、ある程度空気を透過するセラ
ミックスにより酸化物超電導体が覆われるため反応の過
程で発生する酸素等のガスが線材の外部に放出されやす
くなる。その結果、フィラメントが高密度となり、酸化
物超電導体の結晶が強固に結合して高い臨界電流密度が
得られる。

【００２３】また、従来の酸化物超電導線材では、金属
製パイプとして、酸化物超電導体との相性を考慮して、
もっぱら高価な銀が用いられていた。さらに、これらの
方法で多芯超電導線材を作製すると、単芯線の加工と多
芯線の加工の両方で長い加工工程が必要である。以上の
理由から、製造コストが高くなり、工業製品として普及
させる上で最大の障害となっていた。

【００２４】しかしながら、本発明では酸化物超電導体
がセラミックスに接触して覆われるため銀の使用量が少
なくなる。その結果、コストを大幅に低減することがで
きる。

【００２５】また、被覆層は酸化物超電導体と金属管と
の拡散を防止するため、高い臨界電流密度を達成すると
ともに、金属管の材料の選択の幅を広げることができ
る。

【００２６】また好ましくは、酸化物超電導体は複数に
分割されている。この場合、交流損失をさらに低下させ
ることができる。

【００２７】好ましくは、酸化物超電導体は、酸化物超
電導線材の中心軸に対して螺旋状に延びるように配置さ
れている。この場合においても、交流損失をさらに低下
させることができる。

【００２８】また好ましくは、セラミックス被覆体はビ
スマス、鉛、ストロンチウム、カルシウム、バリウム、
チタン、ニオブ、モリブデン、タンタル、タングステ
ン、バナジウム、ジルコニウム、銅および銀からなる群
より選ばれた少なくとも１種を含む酸化物を含む。酸化
物超電導体は、ビスマス系超電導体を含む。この場合、
酸化物超電導体がいわゆるビスマス系のものとなるた
め、臨界温度が高くなるとともに、その周囲のセラミッ
クス被覆体がビスマス、鉛、ストロンチウム、カルシウ
ム、バリウム、チタン、ニオブ、モリブデン、タンタ
ル、タングステン、バナジウム、ジルコニウム、銅およ
び銀からなる群より選ばれた少なくとも１種を含む酸化
物であるため加工性が良く、セラミックス被覆層とフィ
ラメントが直接接触していてもフィラメントに酸化物超
電導体が形成される。その結果、酸化物超電導体と接触
するように確実に被覆体を形成することができる。

【００２９】また好ましくは、セラミックス被覆体は、
アルカリ土類金属と銅とを含む酸化物を含む。この場
合、被覆体と酸化物超電導体との結晶構造がほぼ等し
く、複合加工性が良いので、均一な断面組織が得られ
る。その結果、臨界電流密度が高く、交流損失の低い線
材が得られる。

【００３０】さらに好ましくは、金属管は、銀、銅、マ
ンガン、マグネシウム、アンチモン、鉄、クロムおよび
ニッケルからなる群より選ばれた少なくとも１種を含
む。この場合、これらは化学的に安定であるため、被覆
体および酸化物超電導体と反応せず、超電導特性を確実
に発揮させることができる。さらに、マンガン、マグネ
シウム、アンチモン、鉄、クロムおよびニッケルを用い
ることにより機械的強度を向上させることができる。な
お、特開平５−７４２３３号公報では、酸化物超電導体
と、主として銀からなる外被覆からなる超電導複合体に
おいて、被覆材料として酸化物分散強化または高強度化
が可能な銀合金を用いることを特徴とする超電導複合体
を提案している。つまり、線材の機械的強度を、銀シー
スの一部を銀合金シースで置換えることによって改善す
る方法であって、合金の添加物の添加量を多くするほど
強度は改善される。しかしながら、実際には添加元素は
フィラメント内の超電導相の生成反応に影響を及ぼし、
臨界電流密度を低下させるため、添加量はかなり低い濃
度に限定される。その結果、十分な強度の改善が得られ
ない。

【００３１】銀シース線材にステンレス鋼などの補強材
を複合する方法も提案されている。この方法では、被覆
材料に予め合金を用いる方法と比べると、酸化物超電導
体の臨界電流密度に影響を与えずに高い強度が得られ
る。しかしながら、補強材によって導体の体積が増える
ので、電流値を導体全面積で除した臨界電流密度、すな
わち、実質的に重要な臨界電流密度が低下してしまい、
超電導応用システムの最大の特徴であるコンパクト化の
利点が損なわれる。また、非常に薄くて強度が高い補強
材を複合することによってサイズをそれほど増やさず強
度を改善することができたとしても、そのような補強材
を超電導線材と別に準備して、これを複合するために増
える製造コストが問題である。

【００３２】本発明によれば、上述の問題点を解決して
酸化物超電導体の機械的強度を向上させることができ
る。

【００３３】この発明の別の局面に従った酸化物超電導
線材は、酸化物超電導体と、酸化物超電導体を被覆し、
押出し加工により形成され、酸化物超電導体の運転温度
において非電導体となるセラミックス被覆体と、セラミ
ックス被覆体を被覆する金属管とを備える。この場合、
押出し加工によりセラミックス被覆体を形成するため、
被覆層が高密度になりセラミックス被覆体内に気泡など
が発生しない。その結果、交流損失を向上させることが
できる。また、セラミックス被覆体は金属管内に収納さ
れるので、この金属管を伸線加工や圧延加工することが
できる。その結果、酸化物超電導体の結晶方位を揃える
ことができ、臨界電流密度を向上させやすくなる。

【００３４】また好ましくは、酸化物超電導線材は、酸
化物超電導体とセラミックス被覆体との間に介在する、
銀を含むシース体をさらに備える。この場合、シース体
内の酸化物超電導体を容易に加工することができる。

【００３５】また好ましくは、セラミックス被覆体は、
酸化物超電導体と接触して酸化物超電導体を被覆してい
る。

【００３６】この発明の１つの局面に従った酸化物超電
導線材の製造方法は、以下の工程を備える。

【００３７】（ａ）酸化物超電導体の原料を成形して
ロッドを形成する工程。（ｂ）セラミックス粉末を含むセラミックス被覆層を
ロッドの表面に形成してセラミックス被覆ロッドを形成
する工程。

【００３８】（ｃ）複数本のセラミックス被覆ロッド
を金属管内に挿入して多芯ビレットを形成する工程。

【００３９】（ｄ）多芯ビレットを塑性加工して多芯
線を形成する工程。（ｅ）多芯線に熱処理を行ない酸化物超電導体を形成
する工程。

【００４０】このような工程を備えた酸化物超電導線材
の製造方法に従えば、酸化物超電導体の原料により構成
されるロッドの表面にセラミックス被覆層が形成され
る。そのため、従来のようにロッドの表面に銀の被覆層
を形成することがなく、酸化物超電導体の垂直抵抗を向
上させることができる。その結果、交流損失を低下させ
ることができる。

【００４１】この発明の別の局面に従った酸化物超電導
線材の製造方法は、以下の工程を備える。

【００４２】（ａ）セラミックス粉末を成形してセラ
ミックスパイプを形成する工程。（ｂ）セラミックスパイプ内に酸化物超電導体の原料
を充填してセラミックス被覆ロッドを形成する工程。

【００４３】（ｃ）複数本のセラミックス被覆ロッド
を金属管内に挿入して多芯ビレットを形成する工程。

【００４４】（ｄ）多芯ビレットを塑性加工して多芯
線を形成する工程。（ｅ）多芯線に熱処理を行ない酸化物超電導体を形成
する工程。

【００４５】このような工程を備えた酸化物超電導線材
の製造方法に従えば、酸化物超電導体の原料の表面にセ
ラミックス被覆層が形成される。そのため、従来のよう
に酸化物超電導体の表面に銀の被覆層を形成することが
なく、酸化物超電導体の垂直抵抗を向上させることがで
きる。その結果、交流損失を低下させることができる。

【００４６】この発明のさらに別の局面に従った酸化物
超電導線材の製造方法は、以下の工程を備える。

【００４７】（ａ）セラミックス粉末を成形して長手
方向に延びる複数の孔を有するセラミックスビレットを
形成する工程。

【００４８】（ｂ）セラミックスビレットの複数の孔
に酸化物超電導体の原料を充填してセラミックス被覆ロ
ッドを形成する工程。

【００４９】（ｃ）セラミックス被覆ロッドを金属管
内に挿入して多芯ビレットを形成する工程。

【００５０】（ｄ）多芯ビレットを塑性加工して多芯
線を形成する工程。（ｅ）多芯線に熱処理を行ない酸化物超電導体を形成
する工程。

【００５１】このような工程を備えた酸化物超電導線材
の製造方法に従えば、酸化物超電導体の原料の表面にセ
ラミックス粉末からなるセラミックスビレットが形成さ
れる。そのため、従来のように酸化物超電導体の原料の
表面に銀の被覆層を形成することがなく、酸化物超電導
体の垂直抵抗を向上させることができる。その結果、交
流損失を低下させることができる。

【００５２】また好ましくは、酸化物超電導体の原料が
酸化物超電導体の組成の一部を含み、セラミックス粉末
が酸化物超電導体の組成の残りの組成を含む。

【００５３】この発明のさらに別の局面に従った酸化物
超電導線材の製造方法は、以下の工程を備える。

【００５４】（ａ）銀を含むシース体に酸化物超電導
体の原料を充填して被覆ロッドを形成する工程。

【００５５】（ｂ）被覆ロッドの表面に、押出し加工
によりセラミックス粉末の層を形成してセラミックス被
覆ロッドを形成する工程。

【００５６】（ｃ）複数本のセラミックス被覆ロッド
を金属管内に挿入して多芯ビレットを形成する工程。

【００５７】（ｄ）多芯ビレットを塑性加工して多芯
線を形成する工程。（ｅ）多芯線に熱処理を行い酸化物超電導体を形成す
る工程。

【００５８】このような工程を備えた酸化物超電導線材
の製造方法に従えば、押出し加工によりセラミックス粉
末の層を形成するため、この高抵抗層となるセラミック
ス粉末の層に気泡が生じることがない。その結果、この
層が高密度となり、交流損失を低下させることができ
る。

【００５９】さらに好ましくは、熱処理前の多芯線を捻
じる工程をさらに備える。この場合、交流損失をさらに
低下させることができる。

【００６０】また好ましくは、酸化物超電導体の原料
は、セラミックス粉末は、ビスマス、鉛、ストロンチウ
ム、カルシウム、バリウム、チタン、ニオブ、モリブデ
ン、タンタル、タングステン、バナジウム、ジルコニウ
ム、銅および銀からなる群より選ばれた少なくとも１種
を含む酸化物を含む。酸化物超電導体は、ビスマス系超
電導体である。この場合、酸化物超電導体がいわゆるビ
スマス系のものとなるため、臨界温度が高くなるととも
に、その周囲のセラミックス被覆体がビスマス、鉛、ス
トロンチウム、カルシウム、バリウム、チタン、ニオ
ブ、モリブデン、タンタル、タングステン、バナジウ
ム、ジルコニウム、銅および銀からなる群より選ばれた
少なくとも１種を含む酸化物を含むため加工性が良く、
セラミックス被覆層とフィラメントが直接接触していて
もフィラメントに酸化物超電導体が形成される。その結
果、酸化物超電導体と接触するように確実に被覆体を形
成することができる。

【００６１】また好ましくは、セラミックス粉末は、ア
ルカリ土類金属と銅とを含む酸化物を含む。

【００６２】この場合、この場合、被覆体と酸化物超電
導体との結晶構造がほぼ等しく、複合加工性が良いの
で、均一な断面組織が得られる。その結果、臨界電流密
度が高く、交流損失の低い線材が得られる。

【００６３】また好ましくは、金属管は、銀、銅、マン
ガン、マグネシウム、アンチモン、鉄、クロムおよびニ
ッケルからなる群より選ばれた少なくとも１種を含む。
この場合、金属管が化学的に安定になるとともに、機械
的強度が向上する。

【００６４】さらに好ましくは、セラミックス被覆層、
セラミックスパイプおよびセラミックスビレットが押出
し法により形成される。この場合、セラミックス被覆
層、セラミックスパイプおよびセラミックスビレットに
気泡が生じなくなり、これらが高密度になる。その結
果、均一な断面組織が得られるので、交流損失を低減す
ることができる。

【００６５】以上のこの発明の酸化物超電導線材および
その製造方法では、複数の酸化物超電導体のフィラメン
トがセラミックス母材に埋込まれ、その外側に金属管が
配置された酸化物超電導線材が得られる。これらの酸化
物超電導線材の製造方法では、従来のパウダーインチュ
ーブ法による銀被覆酸化物超電導線材の製造方法と比べ
て、フィラメントのまわりの銀がセラミックスに置換え
られるため、銀の使用量が従来のおよそ半分にすること
ができる。さらに、単芯線の加工プロセスが大幅に短縮
されている。これにより、製造コストを大幅に低減でき
る。また、従来のフィラメントを取囲む母材が従来の金
属と比べて気体の透過性に優れたセラミックス体である
ため、反応の過程でフィラメント内に発生した酸素等の
気体を拡散させることができる。これにより、フィラメ
ントを高密度にすることができる。その結果、酸化物超
電導体内の結晶が強固に結合して高い臨界電流密度を得
ることができる。

【００６６】さらに、セラミックス母材は金属管とフィ
ラメントとの拡散障壁として有効であるため、臨界電流
密度を低下させずにこれまでは使用できなかった材料を
金属管として用いることができる。

【００６７】また、これまでに提案されているフィラメ
ントを囲む銀母材の周囲にのみバリア層を配置する構造
よりも抵抗体の厚さを厚くすることができるため、超電
導フィラメントを抵抗体で確実に分離でき高い垂直抵抗
率を得ることができる。このため、交流損失を大幅に低
減することができる。また、従来の銀シース酸化物超電
導線と同様の酸化物超電導体の体積率を維持できるの
で、同時に高い電流密度も得られる。また、セラミック
ス母材は、絶縁体を基本とする組成に、適当なキャリア
を添加することによって、導電性を持たせることができ
る。これによって、端末接続と交流損失の観点から適切
な抵抗率を調整することができる。

【００６８】さらに、この発明の酸化物超電導体の製造
方法では、酸化物超電導線のフィラメントの原料となる
粉末またはこれを成形したロッドが酸化物超電導体の組
成の一部を含み、セラミックスの被覆体が酸化物超電導
体の残りの組成を含む構造を適用することができる。

【００６９】具体的な一例として、最終的に（ＢｉＰ
ｂ）₂Ｓｒ₂Ｃａ₂Ｃｕ₃Ｏ_X超電導体を形成する場合に
は、フィラメントの原料になる粉末、またはこれを成形
したロッドには、（ＢｉＰｂ）₂Ｓｒ₂ＣａＣｕ₂Ｏ_X超電
導体の単相を使用し、セラミックス母材には、（Ｃａ，
Ｓｒ）ＣｕＯ₂化合物の単相を使用する。この場合、線
材製造の最終段階で加える熱処理の前には、（Ｃａ，Ｓ
ｒ）ＣｕＯ₂化合物の母材の中に、複数の（ＢｉＰｂ）₂
Ｓｒ₂ＣａＣｕ₂Ｏ_X超電導体のフィラメントが埋込ま
れ、（Ｃａ，Ｓｒ）ＣｕＯ₂母材の外側に金属管が配置
された構造となっている。つまり、各々のフィラメント
の外周は、（ＢｉＰｂ）₂Ｓｒ₂ＣａＣｕ₂Ｏ_Xと（Ｃａ，
Ｓｒ）ＣｕＯ₂の界面が形成されている。

【００７０】熱処理の初期段階では、まず、これらの界
面の拡散反応によって（ＢｉＰｂ） ₂Ｓｒ₂Ｃａ₂Ｃｕ₃Ｏ
_Xが形成される。この時点では、フィラメントの中央部
は依然として（ＢｉＰｂ）₂Ｓｒ₂ＣａＣｕ₂Ｏ_Xであっ
て、その外周に薄い（ＢｉＰｂ）₂Ｓｒ₂Ｃａ₂Ｃｕ₃Ｏ_X
相が形成されている。さらに、その外周は（Ｃａ，Ｓ
ｒ）ＣｕＯ₂母材である。反応が進むと（ＢｉＰｂ）₂Ｓ
ｒ₂ＣａＣｕ₂Ｏ_Xフィラメント母材に母相からＣａとＣ
ｕが供給されて（ＢｉＰｂ）₂Ｓｒ₂Ｃａ₂Ｃｕ₃Ｏ_X結晶
が次第に大きく成長し、最終的にはフィラメント全体が
（ＢｉＰｂ）₂Ｓｒ₂Ｃａ₂Ｃｕ₃Ｏ_Xの大きな結晶で占め
られるようになる。

【００７１】従来のように、最初から（ＢｉＰｂ）₂Ｓ
ｒ₂Ｃａ₂Ｃｕ₃Ｏ_Xの組成に合わせて原料粉末を調整した
仮焼粉末をフィラメントに用いる方法では、１つのフィ
ラメントの中に多くの超電導相の核とともに、それ以外
の多くの非超電導異相が含まれている。先に述べたよう
に、反応が進むに従ってフィラメントに占める（ＢｉＰ
ｂ）₂Ｓｒ₂Ｃａ₂Ｃｕ₃Ｏ_Xの比率は大きくなり非超電導
異相は小さくなるが、完全には異相はなくならず（Ｂｉ
Ｐｂ）₂Ｓｒ₂Ｃａ₂Ｃｕ₃Ｏ_X結晶同士の弱い結合部分が
残留する。

【００７２】本発明による酸化物超電導線材の製造方法
において、セラミックス被覆層、セラミックスパイプお
よびセラミックスビレットは押出し加工で形成すること
ができる。これによって、セラミックス体の密度と厚さ
を均一化することができる。またこの方法では、少ない
バインダ量で密度の高いセラミックス体を形成できるの
で、バインダ類を熱分解した後でもセラミックス被覆層
の密度の低下が小さい。よって、その後で行なう塑性加
工で不均一な変形が起こって断面形状が崩れるのを防止
することができる。

【００７３】予めセラミックス被覆ロッドに所定の熱処
理を加えてバインダ類を熱分解してからこれらを複数本
束ねて多芯ビレットとしてもよい。この方法では、セラ
ミックス被覆層のまわりに気体の出入りを妨げるものが
ない状態で熱処理できるので、バインダの熱分解を短時
間で均一に行なうことができる。また、先にバインダの
熱分解を行なうことによってより充填率の高い多芯ビレ
ットができるので、その後に行なう塑性加工でより均一
な断面形状を得ることができる。

【００７４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。

【００７５】（実施の形態１）図１は、この発明の実施
の形態１に従った酸化物超電導線材の断面図である。図
１を参照して、酸化物超電導線材２９は、酸化物超電導
体としてのフィラメント２７と、フィラメント２７に接
触してフィラメント２７を被覆し、金属酸化物を含みフ
ィラメント２７の運転温度において非電導体となるセラ
ミックス被覆体としてのセラミックス被覆層２２と、セ
ラミックス被覆層２２に接触してセラミックス被覆層２
２を被覆する金属管としての銀シース２４とを備える。
酸化物超電導線材２９はテープ状であり、紙面の手前側
から奥側に向って延びる。フィラメント２７、セラミッ
クス被覆層２２および銀シース２４は横方向に延びるよ
うに偏平形状に形成されている。フィラメント２７は、
たとえば（ＢｉＰｂ）₂Ｓｒ₂Ｃａ₂Ｃｕ₃Ｏ_Xで構成す
る。酸化物超電導線材２９内には複数本のフィラメント
２７が配置され、それらを覆うようにセラミックス被覆
層２２が形成されている。複数本のフィラメント２７は
酸化物超電導線材２９の中心軸に対して螺旋状に延びる
ように形成されている。

【００７６】次に、図１で示す酸化物超電導線材の製造
方法について説明する。まず、図２で示すように酸化物
超電導線のフィラメントの原料となる粉末を成形する。
これによりロッド２１を形成する。

【００７７】図３および図４を参照して、押出し加工装
置３０１ａにロッド２１を挿入する。押出し加工装置３
０１ａは、ベース体３０２と、ベース体３０２に取付け
られたホッパー３１１と、脱気孔３０４とクロスヘッド
マンドレル３０５とスクリュー３０３とを備える。ホッ
パー３１１は上方に向いて開口しており、矢印３１１ａ
で示す方向から粉体が投入される。脱気孔３０４はベー
ス体３０２を貫通しており、ベース体３０２内に充填さ
れるセラミックス粉末３１０を圧縮した際に発生するガ
スを矢印３０４ａで示す方向に排出する。ベース体３０
２は中空形状であり、その内部にはスクリュー３０３が
設けられ、スクリュー３０３を覆うようにセラミックス
粉末３１０が充填されている。スクリュー３０３が回転
することによりセラミックス粉末３１０が矢印で示す方
向に移動する。なお、スクリュー３０３はプランジャに
取替えることも可能である。

【００７８】ロッド２１をクロスヘッドマンドレル３０
５へ矢印２１ａで示す方向から挿入する。またスクリュ
ー３０３を回転させる。これにより、スクリュー３０３
で圧縮されたセラミックス粉末３１０はロッド２１に沿
うように流れてロッド２１に接触して被覆する。これに
より、図５で示すように、ロッド２１と被覆層としての
セラミックス被覆層２２とを備えたセラミックス被覆ロ
ッド２３を形成する。

【００７９】図６を参照して、複数本のセラミックス被
覆ロッド２３を銀シース２４に嵌め合わせて多芯ビレッ
ト２５を形成する。多芯ビレット２５に熱処理を加え
て、セラミックス被覆層２２に含まれるバインダ類を熱
分解する。

【００８０】図７を参照して、バインダ類を熱分解した
後で、多芯ビレット２５を塑性加工で線引きして多芯丸
線２６を形成する。

【００８１】図１を参照して、多芯丸線２６に矩形断面
成形と熱処理を行ない、フィラメントに酸化物超電導体
を生成することによって複数の酸化物超電導体のフィラ
メント２７がセラミックス被覆層２２に埋込まれ、その
外側に銀シース２４が配置された酸化物超電導線材２９
を得ることができる。

【００８２】（実施の形態２）図８は、この発明の実施
の形態２に従った酸化物超電導線材の断面図である。図
８を参照して、この発明の実施の形態２に従った酸化物
超電導線材３９は、酸化物超電導体としてのフィラメン
ト３７と、フィラメント３７に接触してフィラメント３
７を被覆し、フィラメント３７の運転温度において非電
導体となるセラミックス被覆体としてのセラミックス被
覆層３１と、セラミックス被覆層３１に接触してセラミ
ックス被覆層３１を被覆する金属管としての銀シース３
４とを備える。酸化物超電導線材３９はテープ状であ
り、紙面の手前側から奥側に向って延びる。フィラメン
ト３７、セラミックス被覆層３１および銀シース３４は
横方向に延びるように偏平形状に形成されている。フィ
ラメント３７は、たとえば（ＢｉＰｂ）₂Ｓｒ₂Ｃａ₂Ｃ
ｕ₃Ｏ_Xで構成する。酸化物超電導線材３９内には複数本
のフィラメント３７が配置され、それらを覆うようにセ
ラミックス被覆層３１が形成されている。複数本のフィ
ラメント３７は酸化物超電導線材３９の中心軸に対して
螺旋状に延びるように形成されている。

【００８３】図９〜図１４は、図８で示す酸化物超電導
線材の製造工程を示す図である。まず、図９を参照し
て、押出し加工装置３０１ｂを用意する。この押出し加
工装置３０１ｂは、図３および４で示した押出し加工装
置３０１ａと同様のホッパー３１１、ベース体３０２、
脱気孔３０４およびスクリュー３０３を有する。ベース
体３０２の先端部にマンドレル３０７が設けられてお
り、マンドレル３０７の中央部には円柱棒３０７ａが配
置されている。ベース体３０２内にセラミックス粉末３
１０が充填されており、スクリュー３０３が回転するこ
とによりマンドレル３０７から粉末が押出されてセラミ
ックスパイプにより構成される図１０で示すセラミック
ス被覆層３１が矢印３１ａで示す方向に延びるように形
成される。

【００８４】次に、図１１を参照して、実施の形態１と
同様の方法に従い、酸化物超電導線のフィラメントの原
料となる粉末を成形してロッド３２を形成する。

【００８５】図１２を参照して、セラミックス被覆層３
１内にロッド３２を差し込む。これによりセラミックス
被覆ロッド３３を複数本形成する。

【００８６】図１３を参照して、複数本のセラミックス
被覆ロッド３３を束ねて銀シース３４内に挿入する。こ
れにより多芯ビレット３５を形成する。多芯ビレット３
５に熱処理を加えて、セラミックス被覆層３１に含まれ
るバインダ類を熱分解する。

【００８７】図１４を参照して、バインダ類を熱分解し
た後で、多芯ビレット３５を線引きして多芯丸線３６と
する。

【００８８】図８を参照して、多芯丸線３６に矩形断面
成形と熱処理を行ない、フィラメントに酸化物超電導体
を生成することによって複数の酸化物超電導体からなる
フィラメント３７がセラミックス被覆層３１に埋込まれ
て、その外側に銀シース３４が配置された酸化物超電導
線材３９を得ることができる。

【００８９】（実施の形態３）図１５は、この発明の実
施の形態３に従った酸化物超電導線材の断面図である。
図１５を参照して、この発明の実施の形態３に従った酸
化物超電導線材４９は、酸化物超電導体としてのフィラ
メント４７と、フィラメント４７に接触してフィラメン
ト４７を被覆し、フィラメント４７の運転温度において
非電導体となるセラミックス被覆体としてのセラミック
ス被覆層４８と、セラミックス被覆層４８に接触してセ
ラミックス被覆層４８を被覆する金属管としての銀シー
ス４４とを備える。酸化物超電導線材４９はテープ状で
あり、紙面の手前側から奥側に向って延びる。フィラメ
ント４７、セラミックス被覆層４８および銀シース４４
は横方向に延びるように偏平形状に形成されている。フ
ィラメント４７は、たとえば（ＢｉＰｂ）₂Ｓｒ₂Ｃａ₂
Ｃｕ₃Ｏ_Xで構成する。酸化物超電導線材４９内には複数
本のフィラメント４７が配置され、それらを覆うように
セラミックス被覆層４８が形成されている。複数本のフ
ィラメント４７は酸化物超電導線材４９の中心軸に対し
て螺旋状に延びるように形成されている。

【００９０】図１６〜図２０は、図１５で示すこの発明
の実施の形態３に従った酸化物超電導線材の製造方法を
示す図である。図１６を参照して、まず押出し加工装置
３０１ｃを準備する。押出し加工装置３０１ｃは、実施
の形態１の押出し加工装置３０１ａと同様のベース体３
０２、ホッパー３１１、脱気孔３０４およびスクリュー
３０３を有する。ベース体３０２の先端にマンドレル３
０８が形成されており、マンドレル３０８には複数本の
円柱棒３０８ａが配置される。スクリュー３０３が回転
するとセラミックス粉末３１０が押出されてハニカム状
のセラミックスビレット４１が形成する。このセラミッ
クスビレット４１は、図１７で示すように複数の孔４１
ａを有する。孔４１ａは、セラミックスビレット４１の
延びる方向に沿って延びる。

【００９１】図１８を参照して、実施の形態１と同様
に、酸化物超電導線のフィラメントの原料となる粉末を
成形してロッド４２を形成する。

【００９２】図１９を参照して、複数本のロッド４２を
孔４１ａに嵌め合わせる。これによりセラミックス被覆
ロッド４３を形成する。セラミックス被覆ロッド４３を
金属管としての銀シース４４に挿入して多芯ビレット４
５を形成する。多芯ビレット４５に熱処理を加えてセラ
ミックスビレット４１に含まれるバインダ類を熱分解す
る。

【００９３】図２０を参照して、バインダ類を熱分解し
た後で多芯ビレット４５を塑性加工で線引き加工して多
芯丸線４６を形成する。

【００９４】図１５を参照して、多芯丸線４６に矩形断
面成形と熱処理を行ない、フィラメントに酸化物超電導
体を生成することによって複数の酸化物超電導体のフィ
ラメント４７がセラミックス被覆層４８に埋込まれ、そ
の外側に銀シース４４が配置された酸化物超電導線材４
９を得ることができる。

【００９５】（実施の形態４）図２１は、この発明の実
施の形態４に従った酸化物超電導線材の断面図である。
図２１を参照して、酸化物超電導線材１２０は、酸化物
超電導体としてのフィラメント１１７と、フィラメント
１１７を被覆し、押出し法により形成され、フィラメン
ト１１７の運転温度において非電導体となるセラミック
ス被覆体としてのセラミックス被覆層１１２と、セラミ
ックス被覆層１１２を被覆する金属管としての銀シース
１１４とを有する。フィラメント１１７とセラミックス
被覆層１１２との間には銀からなるシース体１１０が設
けられている。酸化物超電導線材１２０はテープ状であ
り、紙面の手前側から奥側に向って延びる。フィラメン
ト１１７、銀シース１１０、セラミックス被覆層１１２
および銀シース１１４は横方向に延びるように偏平形状
に形成されている。フィラメント１１７は、たとえば
（ＢｉＰｂ）₂Ｓｒ₂Ｃａ₂Ｃｕ₃Ｏ_Xで構成する。酸化物
超電導線材１２０内には複数本のフィラメント１１７が
配置され、それらを覆うように銀シース１１０およびセ
ラミックス被覆層１１２が形成されている。複数本のフ
ィラメント１１７は酸化物超電導線材１２０の中心軸に
対して螺旋状に延びるように形成されている。

【００９６】図２２〜図２５は図２１で示す酸化物超電
導線材の製造方法を説明するための図である。図２２を
参照して、酸化物超電導フィラメントの原料となる粉末
を成形してロッド１００を形成する。ロッド１００を銀
からなる銀シース１１０に挿入して銀被覆ロッド１０１
を得る。

【００９７】図２３を参照して、実施の形態１で示した
のと同様の押出し加工により銀シース１１０の外側にセ
ラミックス被覆層１１２を形成する。これにより、セラ
ミックス／銀被覆ロッド１１３を形成する。

【００９８】図２４を参照して、複数本のセラミックス
／銀被覆ロッド１１３を銀シース１１４内に挿入して多
芯ビレット１１５を形成する。多芯ビレット１１５に熱
処理を加えてセラミックスに含まれるバインダ類を熱分
解する。

【００９９】図２５を参照して、熱分解後の多芯ビレッ
ト１１５を塑性加工で線引きして多芯丸線１１６とす
る。

【０１００】図２１を参照して、多芯丸線１１６に矩形
断面成形と熱処理を行ない、フィラメントに酸化物超電
導体を生成することによって、複数の酸化物超電導体の
フィラメント１１７がセラミックス被覆層１１２に埋込
まれ、その外側に銀シース１１４が配置された酸化物超
電導線材１２０を得ることができる。

【０１０１】（比較の形態１）図２６は、比較の形態１
に従った酸化物超電導線材の断面図である。図２６を参
照して、酸化物超電導線材１０９は、酸化物超電導体に
より構成されるフィラメント１０５と、銀母材１０７
と、銀シース１０２とを有する。フィラメント１０５を
取囲むように銀母材１０７が形成され、それらを覆うよ
うに銀シース１０２が設けられる。フィラメント１０５
は複数本形成され、それらは酸化物超電導線材１０９の
延びる方向に沿って螺旋状に形成されている。

【０１０２】図２７〜図２９は、図２６で示す酸化物超
電導線材の製造方法を説明するための図である。図２７
を参照して、まず酸化物超電導線のフィラメントの原料
となる粉末を成形してロッド１００を形成する。ロッド
１００を銀シース１１０で覆う。これを伸線して銀被覆
ロッド１０１を得る。

【０１０３】図２８を参照して、複数本の銀被覆ロッド
１０１を銀シース１０２に挿入して多芯ビレット１０３
を形成する。

【０１０４】図２９を参照して、多芯ビレット１０３を
塑性加工で線引きして多芯丸線１０４を形成する。

【０１０５】図２６を参照して、多芯丸線１０４に矩形
断面成形と熱処理を行ない、フィラメントに酸化物超電
導体を生成することによって複数本の酸化物超電導体か
らなるフィラメント１０５が銀母材１０７に取囲まれ、
その外側に銀シース１０２が配置された酸化物超電導線
材１０９を得ることができる。

【０１０６】（比較の形態２）図３０は、比較の形態２
に従った酸化物超電導線材の断面図である。図３０を参
照して、この発明の比較の形態２に従った酸化物超電導
線材２２０では、セラミックス被覆層２１２の製造方法
が異なる。すなわち、実施の形態４では、セラミックス
被覆層１１２が押出し法により形成されたのに対し、比
較の形態２では、セラミックス被覆層２１２が塗布によ
り形成される。

【０１０７】図３１〜３４は、図３０で示す酸化物超電
導線材の製造方法を説明するための図である。図３１を
参照して、まず、酸化物超電導フィラメントの原料とな
る粉末を成形してロッド１００を形成する。ロッド１０
０を銀からなる銀シース１１０に挿入して銀被覆ロッド
１０１を得る。

【０１０８】セラミックスとバインダを混合したものを
銀シース１１０上に塗布してセラミックス被覆層２１２
を形成することによりセラミックス／銀被覆ロッド１１
３とする。このときセラミックスとバインダとの混合物
に対するバインダの体積比率を約５０％とした。

【０１０９】図３３を参照して、複数のセラミックス／
銀被覆ロッド１１３を束ねて銀シース１１４内に挿入す
ることにより多芯ビレット１１５を形成する。多芯ビレ
ット１１５に熱処理を加えて、セラミックス被覆層２１
２に含まれるバインダ類を熱分解する。

【０１１０】図３４を参照して、バインダ類を熱分解し
た後で多芯ビレット１１５を塑性加工で線引きして多芯
丸線１１６とする。

【０１１１】図３０を参照して、多芯丸線１１６に矩形
断面成形と熱処理を行ない、フィラメントに酸化物超電
導体を生成することによって複数の酸化物超電導体によ
り構成されるフィラメント１１７が銀シース１１０とセ
ラミックス被覆層２１２に埋込まれ、その外側に銀シー
ス１１４が配置された酸化物超電導線材２２０を得るこ
とができる。

【０１１２】

【実施例】（試料の作製）（１）試料Ａ〜Ｆについてまず、以下の表１で示す試料を作成した。

【０１１３】

【表１】

【０１１４】試料Ａ〜Ｆについては、（ＢｉＰｂ）₂Ｓ
ｒ₂Ｃａ₂Ｃｕ₃Ｏ_X超電導体の組成比に合わせて、Ｂｉ、
Ｐｂ、Ｓｒ、ＣａおよびＣｕの酸化物または炭酸塩を混
合して大気熱処理と粉砕を数回繰返して得た仮焼粉末を
出発材料とした。この出発材料から実施の形態１〜４お
よび比較の形態１〜２の方法に従い超電導線材を形成し
た。なお、それぞれの製造方法においては、線材の塑性
加工の最終段階の矩形断面を成形する前にツイストを行
なった。さらに、フィラメントの芯数は６１本とし、最
終的にできた酸化物超電導線材はテープ形状であり、そ
の幅は３．５ｍｍであり、厚さは０．２３ｍｍであっ
た。

【０１１５】（２）試料Ｇについて試料Ｇでは、出発材料として、（ＢｉＰｂ）₂Ｓｒ₂Ｃａ
Ｃｕ₂Ｏ_Xの組成比に合わせて、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｓｒ、Ｃａ
およびＣｕの酸化物または炭酸塩を混合して大気熱処理
と粉砕を数回繰返して得た仮焼粉末を出発材料とした。
また、セラミックス被覆体を（Ｃａ、Ｓｒ）−Ｃｕ酸化
物とした。この材料を用いて、実施の形態１で示す方法
に従い酸化物超電導線材を形成した。なお、試料Ａ〜Ｆ
と同様の工程でツイスト加工を行ない、得られた酸化物
超電導線材のフィラメントの芯数は６１本であり、寸法
は幅が３．５ｍｍであり、厚みが０．２３ｍｍのテープ
形状となった。また、最終形状の線材に施す熱処理で母
材の（Ｃａ、Ｓｒ）−Ｃｕ酸化物と出発材料とが反応し
て、（ＢｉＰｂ）₂Ｓｒ₂Ｃａ₂Ｃｕ₃Ｏ_X超電導体を形成
した。

【０１１６】（超電導特性の測定）それぞれの試料Ａ〜
Ｇについて、温度が７７Ｋの液体窒素中での臨界電流値
Ｉｃを測定した。それぞれの試料Ａ〜Ｇについて、温度
が７７Ｋの液体窒素中で外部磁場（磁界：０．１Ｔ、周
波数：５０Ｈｚ）を線材の長さ方向に垂直でテープ面に
平行な方向に印加することにより磁化法で交流損失を測
定した。測定した試料の長さと臨界電流値からそれぞれ
の試料についての交流損失を以下の式に従って求めた。

【０１１７】Ｗ_i＝（試料ｉの交流損失／[（試料ｉの臨
界電流値）・（試料ｉの長さ）] なお、Ｗ_iの単位はＷ／Ａ・ｍである。

【０１１８】この交流損失値を試料Ａの交流損失値で除
した値を以下の式に従い規格化した交流損失とした。

【０１１９】規格化した交流損失＜Ｗ_i＞＝Ｗ_i／Ｗ_A 規格化した交流損失の結果を表１に示す。

【０１２０】表１より、比較品である試料ＡおよびＢで
は交流損失が比較的大きいのに対して、本発明品である
試料Ｃ〜Ｇでは、交流損失が極めて小さくなっているこ
とがわかる。よって、この発明に従えば、交流損失が小
さい酸化物超電導線材を得ることができる。

【０１２１】以上、この発明について説明したが、ここ
で示した実施の形態はさまざまに変形することが可能で
ある。ます、酸化物超電導体として、ビスマスの２２２
３系だけでなく、ビスマスの２２１２系を用いることが
できる。

【０１２２】さらに、超電導体を被覆するセラミックス
粉末としては、好ましくは、ビスマス、鉛、ストロンチ
ウム、カルシウムおよび銅のセラミックスを用いること
ができる。最も好ましくは、セラミックス粉末は、カル
シウム、ストロンチウムおよび銅の酸化物を含む。

【０１２３】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。

【０１２４】

【発明の効果】この発明に従えば交流損失の小さな酸化
物超電導線材を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１に従った酸化物超電
導線材の断面図である。

【図２】図１で示す酸化物超電導線材の製造方法の第
１工程を示す断面図である。

【図３】図１で示す酸化物超電導線材の製造方法の第
２工程を示す斜視図である。

【図４】図３で示す装置の模式的な断面図である。

【図５】図１で示す酸化物超電導線材の製造方法の第
３工程を示す斜視図である。

【図６】図１で示す酸化物超電導線材の製造方法の第
４工程を示す斜視図である。

【図７】図１で示す酸化物超電導線材の製造方法の第
５工程を示す斜視図である。

【図８】この発明の実施の形態２に従った酸化物超電
導線材の断面図である。

【図９】図８で示す酸化物超電導線材の製造方法の第
１工程を示す断面図である。

【図１０】図８で示す酸化物超電導線材の製造方法の
第２工程を示す斜視図である。

【図１１】図８で示す酸化物超電導線材の製造方法の
第３工程を示す斜視図である。

【図１２】図８で示す酸化物超電導線材の製造方法の
第４工程を示す斜視図である。

【図１３】図８で示す酸化物超電導線材の製造方法の
第５工程を示す斜視図である。

【図１４】図８で示す酸化物超電導線材の製造方法の
第６工程を示す斜視図である。

【図１５】この発明の実施の形態３に従った酸化物超
電導線材の断面図である。

【図１６】図１５で示す酸化物超電導線材の製造方法
の第１工程を示す断面図である。

【図１７】図１５で示す酸化物超電導線材の製造方法
の第２工程を示す斜視図である。

【図１８】図１５で示す酸化物超電導線材の製造方法
の第３工程を示す断面図である。

【図１９】図１５で示す酸化物超電導線材の製造方法
の第４工程を示す斜視図である。

【図２０】図１５で示す酸化物超電導線材の製造方法
の第５工程を示す斜視図である。

【図２１】この発明の実施の形態４に従った酸化物超
電導線材の断面図である。

【図２２】図２１で示す酸化物超電導線材の製造方法
の第１工程を示す斜視図である。

【図２３】図２１で示す酸化物超電導線材の製造方法
の第２工程を示す斜視図である。

【図２４】図２１で示す酸化物超電導線材の製造方法
の第３工程を示す斜視図である。

【図２５】図２１で示す酸化物超電導線材の製造方法
の第４工程を示す斜視図である。

【図２６】比較の形態１に従った酸化物超電導線材の
製造方法の第１工程を示す断面図である。

【図２７】図２６で示す酸化物超電導線材の製造方法
の第１工程を示す斜視図である。

【図２８】図２６で示す酸化物超電導線材の製造方法
の第２工程を示す斜視図である。

【図２９】図２６で示す酸化物超電導線材の製造方法
の第３工程を示す斜視図である。

【図３０】比較の形態２に従った酸化物超電導線材の
断面図である。

【図３１】図３０で示す酸化物超電導線材の製造方法
の第１工程を示す斜視図である。

【図３２】図３０で示す酸化物超電導線材の製造方法
の第２工程を示す斜視図である。

【図３３】図３０で示す酸化物超電導線材の製造方法
の第３工程を示す斜視図である。

【図３４】図３０で示す酸化物超電導線材の製造方法
の第４工程を示す斜視図である。

【符号の説明】

２１，３２，４２，１００ロッド、２２，３１，４
８，１１２セラミックス被覆層、２３，３３，４３
セラミックス被覆ロッド、２４，３４，４４，１１４
銀シース、２５，３５，４５，１１５多芯ビレット、
２６，３６，４６，１１６多芯丸線、２７，３７，４
７フィラメント、２９，３９，４９酸化物超電導線
材、多芯丸線、４１セラミックスビレット、１０１
銀被覆ロッド被覆ロッド。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化物超電導体と、前記酸化物超電導体に接触して前記酸化物超電導体を被
覆し、前記酸化物超電導体の運転温度において非超電導
体となるセラミックス被覆体と、前記セラミックス被覆体に接触して前記セラミックス被
覆体を被覆する金属管とを備えた、酸化物超電導線材。
【請求項２】前記酸化物超電導体が複数に分割されて
いる、請求項１に記載の酸化物超電導線材。
【請求項３】前記酸化物超電導体は、前記酸化物超電
導線材の中心軸に対して螺旋状に延びるように配置され
ている、請求項１または２に記載の酸化物超電導線材。
【請求項４】前記セラミックス被覆体はビスマス、
鉛、ストロンチウム、カルシウム、バリウム、チタン、
ニオブ、モリブデン、タンタル、タングステン、バナジ
ウム、ジルコニウム、銅および銀からなる群より選ばれ
た少なくとも１種を含む酸化物を含む、請求項１から３
のいずれか１項に記載の酸化物超電導線材。
【請求項５】前記酸化物超電導体は、ビスマス系超電
導体である、請求項１から４のいずれか１項に記載の酸
化物超電導線材。
【請求項６】前記セラミックス被覆体はアルカリ土類
金属と銅とを含む酸化物を含む、請求項４に記載の酸化
物超電導線材。
【請求項７】前記金属管は銀、銅、マンガン、マグネ
シウム、アンチモン、鉄、クロムおよびニッケルからな
る群より選ばれた少なくとも１種を含む、請求項１から
６のいずれか１項に記載の酸化物超電導線材。
【請求項８】酸化物超電導体と、前記酸化物超電導体を被覆し、押出し加工により形成さ
れ、前記酸化物超電導体の運転温度において非超電導体
となるセラミックス被覆体と、前記セラミックス被覆体を被覆する金属管とを備えた、
酸化物超電導線材。
【請求項９】前記酸化物超電導体と前記セラミックス
被覆体との間に介在する、銀を含むシース体をさらに備
えた、請求項８に記載の酸化物超電導線材。
【請求項１０】前記セラミックス被覆体は、前記酸化
物超電導体と接触して前記酸化物超電導体を被覆してい
る、請求項８に記載の酸化物超電導線材。
【請求項１１】酸化物超電導体の原料を成形してロッ
ドを形成する工程と、セラミックス粉末を含むセラミックス被覆層を前記ロッ
ドの表面に形成してセラミックス被覆ロッドを形成する
工程と、複数本の前記セラミックス被覆ロッドを金属管内に挿入
して多芯ビレットを形成する工程と、前記多芯ビレットを塑性加工して多芯線を形成する工程
と、前記多芯線に熱処理を行ない酸化物超電導体を形成する
工程とを備えた、酸化物超電導線材の製造方法。
【請求項１２】セラミックス粉末を成形してセラミッ
クスパイプを形成する工程と、前記セラミックスパイプ内に酸化物超電導体の原料を充
填してセラミックス被覆ロッドを形成する工程と、複数本の前記セラミックス被覆ロッドを金属管内に挿入
して多芯ビレットを形成する工程と、前記多芯ビレットを塑性加工して多芯線を形成する工程
と、前記多芯線に熱処理を行ない酸化物超電導体を形成する
工程とを備えた、酸化物超電導線材の製造方法。
【請求項１３】セラミックス粉末を成形して長手方向
に延びる複数の孔を有するセラミックスビレットを形成
する工程と、前記セラミックスビレットの複数の孔に酸化物超電導体
の原料を充填してセラミックス被覆ロッドを形成する工
程と、前記セラミックス被覆ロッドを金属管内に挿入して多芯
ビレットを形成する工程と、前記多芯ビレットを塑性加工して多芯線を形成する工程
と、前記多芯線に熱処理を行ない酸化物超電導体を形成する
工程とを備えた、酸化物超電導線材の製造方法。
【請求項１４】前記酸化物超電導体の原料が前記酸化
物超電導体の組成の一部を含み、前記セラミックス粉末
が前記酸化物超電導体の組成の残りの組成を含む、請求
項１１から１３のいずれか１項に記載の酸化物超電導線
材の製造方法。
【請求項１５】銀を含むシース体に酸化物超電導体の
原料を充填して被覆ロッドを形成する工程と、前記被覆ロッドの表面に、押出し加工によりセラミック
ス粉末の層を形成してセラミックス被覆ロッドを形成す
る工程と、複数本の前記セラミックス被覆ロッドを金属管内に挿入
して多芯ビレットを形成する工程と、前記多芯ビレットを塑性加工して多芯線を形成する工程
と、前記多芯線に熱処理を行い酸化物超電導体を形成する工
程とを備えた、酸化物超電導線材の製造方法。
【請求項１６】熱処理前の前記多芯線を捻じる工程を
さらに備えた、請求項１１から１５のいずれか１項に記
載の酸化物超電導線材の製造方法。
【請求項１７】前記セラミックス粉末は、ビスマス、
鉛、ストロンチウム、カルシウム、バリウム、チタン、
ニオブ、モリブデン、タンタル、タングステン、バナジ
ウム、ジルコニウム、銅および銀からなる群より選ばれ
た少なくとも１種を含む酸化物を含む、請求項１１から
１６のいずれか１項に記載の酸化物超電導線材の製造方
法。
【請求項１８】前記酸化物超電導体は、ビスマス系超
電導体である、請求項１１から１７のいずれか１項に記
載の酸化物超電導線材の製造方法。
【請求項１９】前記セラミックス粉末はアルカリ土類
金属と銅とを含む酸化物を含む、請求項１７に記載の酸
化物超電導線材の製造方法。
【請求項２０】前記金属管は銀、銅、マンガン、マグ
ネシウム、アンチモン、鉄、クロムおよびニッケルから
なる群より選ばれた少なくとも１種を含む、請求項１１
から１９のいずれか１項に記載の酸化物超電導線材の製
造方法。
【請求項２１】前記セラミックス被覆層、前記セラミ
ックスパイプおよび前記セラミックスビレットは、押出
し加工により形成される、請求項１１から２０のいずれ
か１項に記載の酸化物超電導線材の製造方法。