JP2002184253A - Superconductive granulated powder, superconductive conductor, and method of manufacturing therefor - Google Patents
Superconductive granulated powder, superconductive conductor, and method of manufacturing thereforInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、超電導電流リード
などの超電導導体の製造に用いられる超電導造粒粉、超
電導導体、及びその製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a superconducting granulated powder used for producing a superconducting conductor such as a superconducting current lead, a superconducting conductor, and a method for producing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】Ｙ系やＢｉ系などの酸化物超電導体は、
液体窒素温度程度の比較的高い温度で超電導状態が得ら
れる超電導体であり、様々な超電導装置への応用が進め
られている。そのような酸化物超電導体の１つとして、
Ｂｉ−２２２３相の結晶体からなる酸化物超電導体（Ｂ
ｉ−２２２３超電導体）がある。2. Description of the Related Art Y-based and Bi-based oxide superconductors include:
A superconductor that can obtain a superconducting state at a relatively high temperature such as liquid nitrogen temperature, and is being applied to various superconducting devices. As one of such oxide superconductors,
An oxide superconductor composed of Bi-2223 phase crystals (B
i-2223 superconductor).
【０００３】Ｂｉ−２２２３超電導体を超電導材料とし
て用いた、超電導電流リードなどの超電導導体の作成に
は、通常、Ｂｉ−２２２３超電導仮焼粉末が用いられ
る。すなわち、Ｂｉ−２２２３相の結晶体が得られるよ
うに原料物質を調整して原料とした後、調整された原料
を仮焼し粉砕して、Ｂｉ−２２２３仮焼粉を作成する。
そして、得られた仮焼粉を成形し焼結して、超電導電流
リードなどの超電導導体を作成する。[0003] For the production of a superconducting conductor such as a superconducting current lead using a Bi-2223 superconductor as a superconducting material, Bi-2223 superconducting calcined powder is usually used. That is, after adjusting the raw material to obtain a Bi-2223 phase crystal, the raw material is used as a raw material, and the prepared raw material is calcined and pulverized to prepare a Bi-2223 calcined powder.
Then, the obtained calcined powder is molded and sintered to form a superconducting conductor such as a superconducting current lead.
【０００４】ここで、超電導導体の製造において、製造
工程で超電導材料に不純物が混入すると、超電導導体で
の臨界電流密度Ｊｃや臨界温度Ｔｃなどの超電導特性が
劣化する。このため、超電導仮焼粉末を用いたＢｉ−２
２２３超電導導体の作成では、超電導導体を成形及び焼
結する前には、超電導材料が水分や二酸化炭素に触れな
いように不活性ガス雰囲気中で仮焼粉を保管して、不純
物の吸着や反応を防止している。Here, in the production of a superconducting conductor, if impurities are mixed in the superconducting material in the production process, the superconducting characteristics of the superconducting conductor, such as the critical current density Jc and the critical temperature Tc, deteriorate. For this reason, Bi-2 using superconducting calcined powder
Before making and sintering the 223 superconducting conductor, store the calcined powder in an inert gas atmosphere so that the superconducting material does not come into contact with moisture or carbon dioxide, and adsorb or react with impurities. Has been prevented.
【０００５】また、特開平１０−２２６５６９号公報に
は、不純物である炭素の含有量を３００ｐｐｍ以下に低
減した仮焼粉を用いて、高い臨界電流密度を実現するこ
とが記載されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-226569 describes that a high critical current density is realized by using a calcined powder in which the content of carbon as an impurity is reduced to 300 ppm or less.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記したように超電導
仮焼粉末を用いてＢｉ−２２２３超電導導体を製造する
場合、その結晶構造によりＢｉ−２２２３仮焼粉の結晶
形状が扁平な板状となることから、仮焼粉を成形して成
形体とする際に、仮焼粉を成形用型内に良好に充填する
ことが難しい。When the Bi-2223 superconducting conductor is manufactured using the superconducting calcined powder as described above, the crystal shape of the Bi-2223 calcined powder becomes a flat plate due to its crystal structure. For this reason, when the calcined powder is formed into a molded body, it is difficult to properly fill the calcined powder into the molding die.
【０００７】すなわち、図５に示すように、Ｂｉ−２２
２３仮焼粉Ａを成形用型内に充填しようとすると、単に
充填しただけでは、個々の仮焼粉Ａの板状形状により、
仮焼粉Ａ同士の間に空隙Ｓを生じやすい。このため、成
形用型内の全体での充填状態が不均一になりやすく、ま
た、成形体ごとに充填状態がばらつくという問題を生じ
る。このとき、成形体を焼結して得られる超電導導体で
は、その超電導特性が劣化し、または特性がばらつくこ
ととなる。また、仮焼粉を成形用型内に充分な密度で充
填するために、振動を与えつつ時間をかけて仮焼粉を充
填するなどの工程が必要となり、その製造効率が低下す
る。That is, as shown in FIG.
23 When trying to fill the calcined powder A into the molding die, simply filling the mold results in the plate-like shape of each calcined powder A,
Voids S are easily generated between the calcined powders A. For this reason, there is a problem that the filling state of the whole inside the molding die tends to be non-uniform, and the filling state varies from one molded body to another. At this time, in the superconducting conductor obtained by sintering the compact, the superconducting characteristics are deteriorated or the characteristics are varied. Further, in order to fill the calcined powder into the molding die with a sufficient density, it is necessary to perform a step of filling the calcined powder with time while applying vibration, and the production efficiency is reduced.
【０００８】一方、Ｂｉ−２２２３仮焼粉をそのまま用
いて超電導導体の成形を行うのではなく、仮焼粉にバイ
ンダ、溶媒、可塑剤等を混合した超電導スラリーを用い
て超電導導体を作成する方法が試みられている（例え
ば、特開平７−２３０７２８号公報、特開平８−１３８
４５９号公報、特開平１０−３８２９号公報参照）。こ
の超電導スラリーを用いた製造方法では、バインダに含
まれる炭素等によって得られる超電導導体の超電導特性
が若干劣化する場合があるものの、仮焼粉の板状形状に
起因する充填状態の不均一やばらつきの発生が抑制され
る。On the other hand, a method of forming a superconducting conductor by using a superconducting slurry obtained by mixing a calcined powder with a binder, a solvent, a plasticizer, etc., instead of forming the superconducting conductor using the Bi-2223 calcined powder as it is. (For example, JP-A-7-230728, JP-A-8-138).
459, and JP-A-10-3829). In the production method using this superconducting slurry, although the superconducting properties of the superconducting conductor obtained by carbon or the like contained in the binder may be slightly deteriorated, non-uniformity or variation in the filling state due to the plate-like shape of the calcined powder may occur. Is suppressed.
【０００９】しかしながら、このように超電導スラリー
を用いてＢｉ−２２２３超電導導体を製造する場合、そ
の成形方法がシート成形、線材成形、ディップ成形など
に限られてしまうため、製造される超電導導体の形状と
して、肉厚の形状を得ることができない。したがって、
超電導スラリーを用いて実用的な超電導電流リード等を
作成することは難しい。However, when the Bi-2223 superconducting conductor is manufactured using the superconducting slurry as described above, the forming method is limited to sheet forming, wire forming, dip forming, etc. As a result, a thick shape cannot be obtained. Therefore,
It is difficult to make a practical superconducting current lead or the like using the superconducting slurry.
【００１０】また、超電導スラリーの粘性が低いと成形
が困難となるため、例えば粘性を１０００〜４０００ｃ
Ｐ程度に高くしておく必要がある（特開平７−２３０７
２８号公報参照）。このため、上記した超電導スラリー
では、仮焼粉に対してバインダが重量比で１０％程度混
合される。If the viscosity of the superconducting slurry is low, molding becomes difficult.
It is necessary to keep it high to about P (Japanese Patent Laid-Open No. 7-2307).
No. 28). Therefore, in the superconducting slurry described above, the binder is mixed with the calcined powder at a weight ratio of about 10%.
【００１１】ここで、バインダには、超電導特性の劣化
の原因となる炭素が必ず含まれている。したがって、こ
のような超電導スラリーを用いた場合には、成形体を焼
結して超電導導体とする前に、焼結温度以下の温度に加
熱してバインダを燃やし、炭素を充分に除去する脱バイ
ンダ処理が必要となる。特に、上記のように多量のバイ
ンダが混合されていると、この脱バインダ処理に多くの
時間を要することとなる。Here, the binder always contains carbon which causes deterioration of superconductivity. Therefore, when such a superconducting slurry is used, before sintering the compact to form a superconducting conductor, the binder is heated to a temperature lower than the sintering temperature to burn the binder and remove carbon sufficiently. Processing is required. In particular, when a large amount of binder is mixed as described above, much time is required for the binder removal processing.
【００１２】本発明は、以上の問題点を解決するために
なされたものであり、超電導導体の製造効率が向上され
るとともに、良好な超電導特性を得ることが可能な超電
導造粒粉、超電導導体、及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the superconducting granulated powder and the superconducting conductor capable of improving the production efficiency of the superconducting conductor and obtaining good superconducting characteristics. , And a method for producing the same.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明による超電導造粒粉の製造方法は、
（１）所定の原料物質を調整した原料を仮焼し粉砕し
て、Ｂｉ−２２２３相の結晶体からなる超電導仮焼粉末
を作成する仮焼工程と、（２）超電導仮焼粉末に対し
て、バインダ及び溶媒をそれぞれ所定の混合比で混合し
て、超電導材料溶液とする混合工程と、（３）超電導材
料溶液からなる液状材料を用いて造粒を行って、Ｂｉ−
２２２３相の超電導造粒粉を作成する造粒工程とを備え
ることを特徴とする。In order to achieve such an object, a method for producing a superconducting granulated powder according to the present invention comprises:
(1) a calcining step of calcining and pulverizing a raw material prepared from a predetermined raw material to form a superconducting calcined powder composed of Bi-2223 phase crystals; and (2) a superconducting calcined powder. , A binder and a solvent are mixed at a predetermined mixing ratio to form a superconducting material solution, and (3) granulation is performed using a liquid material composed of the superconducting material solution to form a Bi-
And a granulating step of producing 2223-phase superconducting granulated powder.
【００１４】また、本発明によるＢｉ−２２２３相の超
電導造粒粉は、（ａ）所定の原料物質を調整した原料を
仮焼し粉砕して得られるＢｉ−２２２３相の結晶体から
なる超電導仮焼粉末と、（ｂ）超電導仮焼粉末を凝集し
て造粒するためのバインダとを所定の混合比で混合し造
粒してなることを特徴とする。The Bi-2223 phase superconducting granulated powder according to the present invention comprises: (a) a superconducting temporary powder comprising a Bi-2223 phase crystal obtained by calcining and pulverizing a raw material prepared from a predetermined raw material; It is characterized in that the calcined powder and (b) a binder for agglomerating and granulating the superconducting calcined powder are mixed at a predetermined mixing ratio and granulated.
【００１５】上記した超電導造粒粉及びその製造方法に
おいては、Ｂｉ−２２２３仮焼粉をそのまま超電導材料
粉末として用いるのではなく、Ｂｉ−２２２３仮焼粉が
混合された材料溶液を用いて造粒を行って、Ｂｉ−２２
２３仮焼粉とバインダとからなるＢｉ−２２２３造粒粉
を作成している。このとき、Ｂｉ−２２２３造粒粉で
は、板状形状の仮焼粉とは異なり、その形状として球形
に近い形状が得られる。したがって、このような超電導
造粒粉によれば、成形用型内に充填する場合に、充填状
態を均一にすることが可能な超電導材料粉末が得られ
る。In the above-described superconducting granulated powder and the method for producing the same, the Bi-2223 calcined powder is not used as it is as the superconducting material powder, but the granulation is performed using a material solution mixed with the Bi-2223 calcined powder. And Bi-22
Bi-2223 granulated powder comprising 23 calcined powder and a binder is prepared. At this time, in the Bi-2223 granulated powder, unlike the calcined powder having a plate shape, a shape close to a spherical shape can be obtained. Therefore, according to such a superconducting granulated powder, a superconducting material powder capable of making the filling state uniform when filling in a molding die is obtained.
【００１６】また、この製造方法では、Ｂｉ−２２２３
仮焼粉にバインダ及び溶媒を混合した材料溶液を超電導
材料として用いるのではなく、この材料溶液から造粒し
て得られた超電導造粒粉を超電導材料として用いてい
る。したがって、材料溶液としては、超電導材料として
そのまま用いられる上述の超電導スラリーに比べて充分
に粘性の低い溶液が用いられる。これにより、超電導特
性の劣化の原因となる炭素を含むバインダの混合比を小
さくすることが可能となる。Further, in this manufacturing method, Bi-2223
Rather than using a material solution in which a binder and a solvent are mixed with calcined powder as a superconducting material, superconducting granulated powder obtained by granulating from this material solution is used as a superconducting material. Therefore, as the material solution, a solution having sufficiently lower viscosity than the above-described superconducting slurry used as it is as the superconducting material is used. This makes it possible to reduce the mixing ratio of the binder containing carbon, which causes deterioration of the superconducting characteristics.
【００１７】材料溶液の粘性については、超電導造粒粉
の製造方法は、混合工程において、得られる超電導材料
溶液の粘性を１０００ｃＰ以下とすることを特徴とす
る。このとき、材料溶液を液状材料として用いた噴霧造
粒法などによる造粒を好適に実行することができる。ま
た、造粒粉に含まれるバインダの混合比が充分に小さく
なる。この粘性については、さらに３００ｃＰ以下とす
ることが好ましい。Regarding the viscosity of the material solution, the method for producing superconducting granulated powder is characterized in that in the mixing step, the viscosity of the obtained superconducting material solution is 1000 cP or less. At this time, granulation by a spray granulation method using the material solution as a liquid material can be suitably performed. Further, the mixing ratio of the binder contained in the granulated powder becomes sufficiently small. The viscosity is preferably set to 300 cP or less.
【００１８】また、バインダについては、超電導造粒粉
の製造方法は、混合工程において、バインダとしてポリ
ビニルブチラールを用いることが好ましい。同様に、超
電導造粒粉は、バインダが、ポリビニルブチラールであ
ることが好ましい。これにより、アルコールなどの溶媒
に対して、バインダを一様に溶かすことができ、また、
不純物となる水の混合を充分に防止することができる。As for the binder, in the method for producing superconducting granulated powder, it is preferable to use polyvinyl butyral as the binder in the mixing step. Similarly, the binder in the superconducting granulated powder is preferably polyvinyl butyral. This makes it possible to uniformly dissolve the binder in a solvent such as alcohol,
Mixing of water as impurities can be sufficiently prevented.
【００１９】一方、溶媒については、超電導造粒粉の製
造方法は、混合工程において、溶媒としてアルコール類
を用いることが好ましい。特に好適なアルコール類とし
ては、イソプロピルアルコールがあげられる。また、メ
タノールやエタノールなどを用いても良い。On the other hand, as for the solvent, in the method for producing superconducting granulated powder, it is preferable to use an alcohol as a solvent in the mixing step. Particularly preferred alcohols include isopropyl alcohol. Further, methanol or ethanol may be used.
【００２０】また、Ｂｉ−２２２３仮焼粉、バインダ、
及び溶媒の混合比については、超電導造粒粉の製造方法
は、混合工程において、超電導仮焼粉末１００ｇに対し
て、バインダを０．０２ｇ以上５．００ｇ以下、溶媒を
２０ｃｍ3以上２００ｃｍ3以下の混合比で混合すること
を特徴とする。同様に、超電導造粒粉は、超電導仮焼粉
末１００ｇに対して、バインダが０．０２ｇ以上５．０
０ｇ以下の混合比で混合されていることを特徴とする。Further, Bi-2223 calcined powder, a binder,
For and mixing ratio of the solvent, method of manufacturing a superconducting granulated powder, in the mixing step, with respect to superconducting calcined powder 100 g, the binder of 0.02g or 5.00g less, solvent 20 cm 3 or more 200 cm 3 or less of It is characterized by mixing at a mixing ratio. Similarly, the superconductive granulated powder has a binder of 0.02 g or more and 5.0 with respect to 100 g of the superconductive calcined powder.
It is characterized by being mixed at a mixing ratio of 0 g or less.
【００２１】上記した数値範囲内での混合比とすること
により、造粒粉に含まれるバインダの混合比が充分に小
さくされるとともに、良好なＢｉ−２２２３造粒粉を得
ることが可能となる。なお、バインダの混合比について
は、上記においてさらに０．０２ｇ以上１．００ｇ以下
の混合比とすることが好ましい。By setting the mixing ratio within the above numerical range, the mixing ratio of the binder contained in the granulated powder can be sufficiently reduced, and good Bi-2223 granulated powder can be obtained. . In addition, it is preferable to set the mixing ratio of the binder to a mixing ratio of 0.02 g or more and 1.00 g or less.
【００２２】また、本発明による超電導導体の製造方法
は、上記した超電導造粒粉の製造方法を含む超電導導体
の製造方法であって、造粒工程に続いて、（４）超電導
造粒粉を所定形状の成形用型内に充填し、圧縮して超電
導成形体とする成形工程と、（５）成形された超電導成
形体を焼結して、Ｂｉ−２２２３相の超電導導体を作成
する焼結工程とを備えることを特徴とする。Further, a method of manufacturing a superconducting conductor according to the present invention is a method of manufacturing a superconducting conductor including the above-described method of manufacturing superconducting granulated powder. A molding step of filling into a molding die having a predetermined shape and compressing to form a superconducting molded body; and (5) sintering the molded superconducting molded body to form a Bi-2223 phase superconducting conductor. And a step.
【００２３】また、本発明によるＢｉ−２２２３相の超
電導導体は、上記した超電導造粒粉を成形し焼結してな
ることを特徴とする。The Bi-2223 phase superconducting conductor according to the present invention is characterized in that the above-mentioned superconducting granulated powder is molded and sintered.
【００２４】上記した超電導導体及びその製造方法にお
いては、上述した超電導造粒粉を超電導材料粉末として
用いている。これにより、造粒粉を成形して成形体とす
る際に、造粒粉を成形用型内に均一に充填することがで
きる。また、振動を与えつつ造粒粉を充填するなどの余
分な工程を行わなくても、充分な密度及び均一性で充填
することが可能となり、超電導導体の製造効率が向上さ
れる。また、得られる超電導導体について、超電導特性
の劣化やばらつきの発生が抑制され、良好な超電導特性
を得ることができる。In the above-described superconducting conductor and its manufacturing method, the above-mentioned superconducting granulated powder is used as the superconducting material powder. Thus, when the granulated powder is formed into a molded body, the granulated powder can be uniformly filled in the molding die. In addition, it is possible to perform the filling with sufficient density and uniformity without performing an extra step such as filling the granulated powder while applying vibration, and the production efficiency of the superconducting conductor is improved. Further, regarding the obtained superconducting conductor, deterioration and variation in superconducting properties are suppressed, and good superconducting properties can be obtained.
【００２５】また、超電導材料粉末として用いられる造
粒粉では、上述のように、超電導スラリーに比べて充分
に小さい混合比でバインダが混合されているので、通常
の焼結工程のみで、すべてのバインダを燃やすことが可
能である。したがって、成形体の焼結前に行う脱バイン
ダ処理の工程は不要である。また、スラリーではなく粉
末の造粒粉の状態で超電導材料として用いるので、超電
導電流リードなどの様々な形状の超電導導体への成形が
可能である。Further, in the granulated powder used as the superconducting material powder, as described above, the binder is mixed at a mixing ratio sufficiently smaller than that of the superconducting slurry. It is possible to burn the binder. Therefore, the step of binder removal treatment performed before sintering of the compact is unnecessary. In addition, since it is used as a superconducting material in the form of a granulated powder instead of a slurry, it can be formed into a superconducting conductor having various shapes such as a superconducting current lead.
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態】以下、図面とともに本発明による
超電導造粒粉、超電導導体、及びその製造方法の好適な
実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明に
おいては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を
省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ず
しも一致していない。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a superconducting granulated powder, a superconducting conductor and a method for producing the same according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description. Also, the dimensional ratios in the drawings do not always match those described.
【００２７】図１は、本発明による超電導造粒粉の製造
方法を含む超電導導体の製造方法の一実施形態を示すフ
ローチャートである。図１のフローチャートに示したＳ
１０１〜Ｓ１０５の各ステップのうち、前半のＳ１０１
〜Ｓ１０３の３つのステップは、超電導造粒粉の製造に
ついて示すものである。また、後半のＳ１０４、Ｓ１０
５の２つのステップは、超電導造粒粉を用いた超電導電
流リードなどの超電導導体の製造について示すものであ
る。FIG. 1 is a flowchart showing one embodiment of a method for producing a superconducting conductor including a method for producing a superconducting granulated powder according to the present invention. S shown in the flowchart of FIG.
Of the steps 101 to S105, the first half S101
The three steps S103 to S103 show the production of the superconducting granulated powder. In the latter half of S104, S10
The two steps 5 show the production of a superconducting conductor such as a superconducting current lead using superconducting granulated powder.
【００２８】ここで、以下において説明する超電導造粒
粉及び超電導導体等は、次式で表されるＢｉ−２２２３
相 （Ｂｉ，Ｐｂ）2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏx の結晶体からなる酸化物超電導体を用いたものである。Here, the superconducting granulated powder, the superconducting conductor and the like described below are Bi-2223 represented by the following formula.
An oxide superconductor made of a crystal of phase (Bi, Pb) 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O x was used.
【００２９】まず、Ｂｉ−２２２３相の超電導造粒粉
（Ｂｉ−２２２３造粒粉）、及びその製造方法について
説明する。First, a superconducting granulated powder of Bi-2223 phase (Bi-2223 granulated powder) and a method for producing the same will be described.
【００３０】最初に、Ｂｉ−２２２３仮焼粉（超電導仮
焼粉末）を作成する（Ｓ１０１、仮焼工程）。Ｂｉ−２
２２３相の結晶体の成分組成に対応するように各成分を
含む原料物質を調整して、超電導導体のための原料とす
る（Ｓ１０１ａ）。原料物質としては、例えば、結晶体
の各成分に対応して、ＢｉＯ2、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ3、Ｃ
ａＣＯ3、ＣｕＯなどが用いられる。そして、調整され
た原料を所定の仮焼温度（例えば８００〜８２０℃）で
仮焼した後（Ｓ１０１ｂ）、それを粉砕して（Ｓ１０１
ｃ）、Ｂｉ−２２２３相の結晶体からなる超電導仮焼粉
を得る。この仮焼及び粉砕は、必要に応じて複数回行っ
ても良い。また、仮焼粉の平均粒径は、例えば約５μｍ
程度である。First, Bi-2223 calcined powder (superconductive calcined powder) is prepared (S101, calcining step). Bi-2
The raw material containing each component is adjusted so as to correspond to the component composition of the 223 phase crystal, and is used as a raw material for a superconducting conductor (S101a). As the raw material, for example, BiO 2 , PbO, SrCO 3 , C
aCO 3 , CuO or the like is used. After calcining the adjusted raw material at a predetermined calcining temperature (for example, 800 to 820 ° C.) (S101b), it is pulverized (S101b).
c) to obtain a superconducting calcined powder composed of Bi-2223 phase crystals. This calcination and pulverization may be performed a plurality of times as necessary. The average particle size of the calcined powder is, for example, about 5 μm.
It is about.
【００３１】作成された仮焼粉に対して、バインダ及び
溶媒をそれぞれ所定の混合比で混合して、Ｂｉ−２２２
３材料溶液（超電導材料溶液）とする（Ｓ１０２、混合
工程）。仮焼粉に混合するバインダは、仮焼粉を凝集し
て粒として造粒するためのものであり、例えば、ポリビ
ニルブチラールを用いることができる。また、溶媒とし
ては、例えば、イソプロピルアルコールを用いることが
できる。The prepared calcined powder was mixed with a binder and a solvent at predetermined mixing ratios, respectively, to obtain Bi-222.
A three-material solution (superconducting material solution) is obtained (S102, mixing step). The binder to be mixed with the calcined powder is for agglomerating the calcined powder to form granules, and for example, polyvinyl butyral can be used. Further, as the solvent, for example, isopropyl alcohol can be used.
【００３２】また、仮焼粉、バインダ、及び溶媒を混合
して得られる材料溶液については、その粘性を１０００
ｃＰ以下（ｃＰ：センチポアズ、１Ｐ＝０．１Ｐａ・
ｓ）、あるいはさらに３００ｃＰ以下とすることが好ま
しい。The viscosity of the material solution obtained by mixing the calcined powder, the binder and the solvent is 1000
cP or less (cP: centipoise, 1P = 0.1Pa ·
s), or more preferably 300 cP or less.
【００３３】材料溶液が得られたら、その材料溶液を液
状材料として用いて造粒を行って、Ｂｉ−２２２３造粒
粉（超電導造粒粉）を作成する（Ｓ１０３、造粒工
程）。具体的な造粒方法としては、例えば、スプレード
ライヤを用いた噴霧造粒法を用いることができる。When the material solution is obtained, granulation is performed using the material solution as a liquid material to produce Bi-2223 granulated powder (superconducting granulated powder) (S103, granulation step). As a specific granulation method, for example, a spray granulation method using a spray dryer can be used.
【００３４】図２は、スプレードライヤを用いた造粒粉
の造粒方法の一例を模式的に示す図である。このスプレ
ードライヤ５を用いた造粒方法では、Ｂｉ−２２２３材
料溶液１は、高速で回転している噴霧口５１を介して、
乾燥室５０内に導入される。このとき、液状材料である
材料溶液１は、図２に霧状粒子１０として模式的に示す
ように、乾燥室５０内に粒となって噴霧される。FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of a method for granulating granulated powder using a spray dryer. In the granulation method using the spray dryer 5, the Bi-2223 material solution 1 is supplied through the spray port 51 rotating at a high speed.
It is introduced into the drying chamber 50. At this time, the material solution 1 which is a liquid material is sprayed as particles in the drying chamber 50 as schematically shown as mist particles 10 in FIG.
【００３５】そして、乾燥室５０内に供給されている熱
風（例えば７０〜８０℃）によって、瞬時にイソプロピ
ルアルコールなどの溶媒が蒸発し、噴霧された材料溶液
１である霧状粒子１０が乾燥されて、Ｂｉ−２２２３仮
焼粉と、バインダとからなるＢｉ−２２２３造粒粉２が
得られる。作成された造粒粉２は、排出口５２から乾燥
室５０外に排出される。以上が、Ｂｉ−２２２３相の超
電導造粒粉の製造方法である。Then, a solvent such as isopropyl alcohol is instantaneously evaporated by hot air (for example, 70 to 80 ° C.) supplied into the drying chamber 50, and the atomized particles 10 as the sprayed material solution 1 are dried. Thus, Bi-2223 granulated powder 2 composed of Bi-2223 calcined powder and a binder is obtained. The produced granulated powder 2 is discharged from the drying port 50 to the outside of the drying chamber 50. The above is the method for producing the Bi-2223 phase superconducting granulated powder.
【００３６】次に、Ｂｉ−２２２３造粒粉を用いて製造
されるＢｉ−２２２３相の超電導導体（Ｂｉ−２２２３
超電導導体）、及びその製造方法について説明する。Next, a Bi-2223 phase superconducting conductor (Bi-2223) manufactured using Bi-2223 granulated powder is used.
A superconducting conductor) and a method for manufacturing the same will be described.
【００３７】図３は、超電導導体の製造方法の一例を模
式的に示す図である。この図３においては、Ｂｉ−２２
２３超電導導体の例として、円筒形状のＢｉ−２２２３
超電導電流リードを製造する場合について示している。
また、図３（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図３（ａ）は
超電導造粒粉の成形による超電導成形体の作成工程を、
図３（ｂ）は超電導成形体の焼結による超電導導体の作
成工程を、また、図３（ｃ）は得られた超電導導体に対
して付加的に行われる加工工程を示すものである。FIG. 3 is a diagram schematically showing one example of a method for manufacturing a superconducting conductor. In FIG. 3, Bi-22
As an example of a 23 superconducting conductor, cylindrical Bi-2223
The case where a superconducting current lead is manufactured is shown.
3 (a) to 3 (c) respectively show a step of forming a superconducting compact by molding superconducting granulated powder, and FIG.
FIG. 3 (b) shows a step of preparing a superconducting conductor by sintering a superconducting molded body, and FIG. 3 (c) shows a processing step additionally performed on the obtained superconducting conductor.
【００３８】まず、Ｂｉ−２２２３造粒粉を超電導材料
粉末として用いて、Ｂｉ−２２２３成形体（超電導成形
体）を作成する（Ｓ１０４、成形工程）。製造しようと
する超電導導体の形状に対応した所定形状の成形用型内
に造粒粉を充填した後（Ｓ１０４ａ）、充填された造粒
粉を圧縮して成形体とする（Ｓ１０４ｂ）。First, a Bi-2223 compact (superconducting compact) is prepared using the Bi-2223 granulated powder as the superconducting material powder (S104, compacting step). After the granulated powder is filled in a molding die having a predetermined shape corresponding to the shape of the superconducting conductor to be manufactured (S104a), the filled granulated powder is compressed into a compact (S104b).
【００３９】図３（ａ）に、円筒形状の超電導導体であ
る超電導電流リードの製造に用いられる成形用型６を、
造粒粉２を内部に充填した状態での側面断面図によって
示してある。この成形用型６は、超電導電流リードの円
筒形状の内周面及び底面を形成する金型６１と、上面を
形成する金型６２と、外周面を形成するゴム型６３とを
有して構成されている。FIG. 3A shows a molding die 6 used for manufacturing a superconducting current lead which is a cylindrical superconducting conductor.
It is shown by a side sectional view in a state where the granulated powder 2 is filled inside. The molding die 6 includes a mold 61 forming the inner and bottom surfaces of the cylindrical superconducting current lead, a mold 62 forming the upper surface, and a rubber mold 63 forming the outer surface. Have been.
【００４０】Ｂｉ−２２２３造粒粉２は、これらの金型
６１、６２、及びゴム型６３からなる成形用型６の円筒
状の内部に充填される。そして、充填された造粒粉２
は、ＣＩＰ（冷間静水圧プレス、Cold Isostatic Press
ing）法などを用いて所定圧力（例えば３０００〜４０
００気圧）で圧縮されて、成形体となる。The Bi-2223 granulated powder 2 is filled into the cylindrical interior of the molding die 6 composed of the dies 61 and 62 and the rubber die 63. And the filled granulated powder 2
Is a CIP (Cold Isostatic Press, Cold Isostatic Press)
ing) method or the like to a predetermined pressure (for example, 3000 to 40).
(Atmospheric pressure) to form a compact.
【００４１】成形体が作成されたら、その成形体を焼結
して、図３（ｂ）に示すように、Ｂｉ−２２２３超電導
導体（超電導電流リード）を作成する（Ｓ１０５、焼結
工程）。成形された成形体を成形用型６から取り出し、
所定の焼結温度（例えば８２０〜８３０℃）で焼結し
て、超電導導体とする。以上によって、Ｂｉ−２２２３
相の超電導導体の製造を終了する。After the compact is formed, the compact is sintered to form a Bi-2223 superconducting conductor (superconducting current lead) as shown in FIG. 3B (S105, sintering step). The molded body is taken out of the molding die 6,
Sintering is performed at a predetermined sintering temperature (for example, 820 to 830 ° C.) to obtain a superconducting conductor. As described above, Bi-2223
End the production of the phase superconductor.
【００４２】なお、作成された超電導導体に対して、そ
れぞれの超電導導体の用途等により、必要に応じてさら
に加工を行っても良い。例えば、Ｂｉ−２２２３超電導
電流リードの場合、図３（ｃ）に示すように、円筒形状
の超電導電流リード３の上端部及び下端部の外周面上
に、それぞれ電極４１、４２を形成しても良い。このよ
うな電極４１、４２は、例えば銀溶射法などの方法を用
いて形成される。The produced superconducting conductors may be further processed as needed, depending on the use of each superconducting conductor. For example, in the case of a Bi-2223 superconducting current lead, as shown in FIG. 3C, electrodes 41 and 42 are formed on the outer peripheral surfaces of the upper end and lower end of cylindrical superconducting current lead 3 respectively. good. Such electrodes 41 and 42 are formed using a method such as a silver spraying method.
【００４３】本実施形態による超電導造粒粉、超電導導
体、及びその製造方法の作用及び効果について説明す
る。The operation and effects of the superconducting granulated powder, the superconducting conductor, and the method for producing the same according to the present embodiment will be described.
【００４４】上記した超電導造粒粉及びその製造方法に
おいては、Ｂｉ−２２２３仮焼粉をそのまま超電導材料
粉末として用いるのではなく、Ｂｉ−２２２３仮焼粉と
バインダとからなるＢｉ−２２２３造粒粉を作成し、こ
の造粒粉を超電導材料粉末としている。このとき、Ｂｉ
−２２２３造粒粉では、その形状として球形に近い形状
が得られ、超電導導体の製造に好適な超電導材料粉末と
なる。In the above-described superconducting granulated powder and the method for producing the same, Bi-2223 calcined powder is not used as it is as the superconducting material powder, but Bi-2223 calcined powder consisting of Bi-2223 calcined powder and a binder is used. This granulated powder is used as a superconducting material powder. At this time, Bi
In the case of -2223 granulated powder, a shape close to a spherical shape is obtained, and it becomes a superconducting material powder suitable for manufacturing a superconducting conductor.
【００４５】このような超電導造粒粉を用いた超電導導
体及びその製造方法では、上記した造粒粉の性質から、
造粒粉を成形して成形体とする際に、造粒粉を成形用型
内に均一に充填することができる。また、振動を与えつ
つ造粒粉を充填するなどの余分な工程を行わなくても、
充分な密度及び均一性で充填することが可能となり、超
電導導体の製造効率が向上される。また、得られる超電
導導体について、超電導特性の劣化やばらつきの発生が
抑制され、良好な超電導特性を得ることができる。In the superconducting conductor using such superconducting granulated powder and the method for producing the same, the properties of the granulated powder described above
When the granulated powder is formed into a molded body, the granulated powder can be uniformly filled in a molding die. Also, without performing extra steps such as filling the granulated powder while applying vibration,
The filling can be performed with sufficient density and uniformity, and the production efficiency of the superconducting conductor is improved. Further, regarding the obtained superconducting conductor, deterioration and variation in superconducting properties are suppressed, and good superconducting properties can be obtained.
【００４６】図４に、Ｂｉ−２２２３造粒粉２を成形用
型内に充填する場合（図３（ａ）参照）の、Ｂｉ−２２
２３造粒粉２の充填状態を模式的に示す。Ｂｉ−２２２
３仮焼粉Ａは、図５に関して上述したように、その結晶
構造により板状の結晶形状を有している。したがって、
仮焼粉Ａをそのまま超電導材料粉末として用い、成形用
型内に充填すると、図５に示すように、仮焼粉Ａ同士の
間に大きい空隙Ｓを生じやすい。FIG. 4 shows Bi-2223 in a case where Bi-2223 granulated powder 2 is filled in a molding die (see FIG. 3A).
23 schematically shows a state of filling with 23 granulated powder 2. Bi-222
The 3 calcined powder A has a plate-like crystal shape due to its crystal structure, as described above with reference to FIG. Therefore,
When the calcined powder A is used as it is as a superconducting material powder and filled in a molding die, large voids S are easily generated between the calcined powders A as shown in FIG.
【００４７】これに対して、仮焼粉Ａ、バインダＢ、及
び溶媒を混合して得られる材料溶液１では、溶媒の存在
などにより、仮焼粉Ａがより均一で密に配列された状態
となる。そして、この材料溶液１を液状材料として造粒
された、仮焼粉Ａ及びバインダＢからなる造粒粉２で
は、図４に示すように、造粒粉２の内部では、仮焼粉Ａ
がバインダＢを介して均一で密な状態で配列される。On the other hand, in the material solution 1 obtained by mixing the calcined powder A, the binder B, and the solvent, the calcined powder A is in a state in which the calcined powder A is more uniformly and densely arranged due to the presence of the solvent. Become. As shown in FIG. 4, in the granulated powder 2 composed of the calcined powder A and the binder B, which has been granulated using the material solution 1 as a liquid material, the calcined powder A is
Are arranged in a uniform and dense state via the binder B.
【００４８】また、造粒粉２の球形に近い形状により、
図５に示したＢｉ−２２２３仮焼粉Ａの充填状態と比較
して、Ｂｉ−２２２３造粒粉２は、造粒粉２同士の間の
空隙Ｓが充分に小さい充填状態で充填される。以上よ
り、仮焼粉Ａそのものではなく、仮焼粉Ａを造粒した造
粒粉２を超電導材料粉末として用いることによって、上
述のように、超電導導体の製造効率が向上されるととも
に、良好な超電導特性を得ることが可能な超電導造粒
粉、超電導導体、及びその製造方法が得られる。Also, due to the near spherical shape of the granulated powder 2,
As compared with the filling state of the Bi-2223 calcined powder A shown in FIG. 5, the Bi-2223 granulated powder 2 is filled in a filling state in which the voids S between the granulated powders 2 are sufficiently small. As described above, by using the granulated powder 2 obtained by granulating the calcined powder A, instead of the calcined powder A itself, as the superconducting material powder, the production efficiency of the superconducting conductor is improved as described above, A superconducting granulated powder, a superconducting conductor, and a method for producing the same, which can obtain superconducting properties, can be obtained.
【００４９】また、上記した超電導造粒粉の製造方法で
は、Ｂｉ−２２２３仮焼粉にバインダ及び溶媒を混合し
た材料溶液を液状材料として造粒を行い、得られた超電
導造粒粉を超電導材料として用いている。したがって、
材料溶液としては、超電導材料としてそのまま用いられ
る超電導スラリーのように粘性が高い溶液を用いる必要
がなく、噴霧造粒法による造粒を良好に行うために、あ
る程度粘性が低い溶液が用いられる。これにより、超電
導特性の劣化の原因となる炭素を含むバインダの混合比
を充分に小さくすることが可能となる。In the above method for producing superconducting granulated powder, granulation is performed using a material solution obtained by mixing a binder and a solvent with Bi-2223 calcined powder, and the obtained superconducting granulated powder is converted into a superconducting material. Used as Therefore,
As the material solution, there is no need to use a highly viscous solution as in a superconducting slurry used as it is as a superconducting material, and a solution with a somewhat low viscosity is used in order to favorably perform granulation by a spray granulation method. This makes it possible to sufficiently reduce the mixing ratio of a binder containing carbon, which causes deterioration of superconducting characteristics.
【００５０】この材料溶液の粘性については、粘性を１
０００ｃＰ以下とすることが好ましい。このとき、材料
溶液を液状材料として用いた造粒を好適に実行すること
ができる。また、造粒粉に含まれるバインダの混合比が
充分に小さくなる。この粘性については、さらに３００
ｃＰ以下として粘性を低減することが好ましい。Regarding the viscosity of this material solution, the viscosity is set to 1
It is preferable to be 000 cP or less. At this time, granulation using the material solution as a liquid material can be suitably performed. Further, the mixing ratio of the binder contained in the granulated powder becomes sufficiently small. For this viscosity, an additional 300
It is preferable to reduce the viscosity to cP or less.
【００５１】また、このように造粒粉におけるバインダ
の混合比が超電導スラリーに比べて充分に小さくなるこ
とにより、超電導導体の製造における通常の焼結工程の
みですべてのバインダを燃やすことが可能となる。した
がって、成形体の焼結前に行う脱バインダ処理などの余
分な工程（脱脂工程）は不要である。Further, since the mixing ratio of the binder in the granulated powder is sufficiently smaller than that in the superconducting slurry, it is possible to burn all the binder only in the ordinary sintering step in the production of the superconducting conductor. Become. Therefore, an extra step (degreasing step) such as a binder removal processing performed before sintering of the compact is unnecessary.
【００５２】すなわち、超電導材料粉末を用いた超電導
導体の製造における焼結工程は、成形体に含まれている
超電導材料粉末を粗大化させるために、約８００℃以上
の焼結温度で行われるものである。この超電導材料粉末
の粗大化により、隣接する超電導材料粉末同士が接続さ
れて、成形体が良好な超電導特性を有する超電導導体と
なる。That is, the sintering step in the production of the superconducting conductor using the superconducting material powder is performed at a sintering temperature of about 800 ° C. or higher in order to coarsen the superconducting material powder contained in the compact. It is. Due to the coarsening of the superconducting material powder, adjacent superconducting material powders are connected to each other, and the compact becomes a superconducting conductor having good superconducting properties.
【００５３】ここで、バインダが燃える温度は通常５０
０℃程度であるため、それよりも高い温度で行われる焼
結工程において同時にバインダを燃やすことが可能であ
る。ただし、粘性の高い超電導スラリーなどを超電導材
料として用いた場合、多量のバインダを含んでいるため
に、焼結工程のみではすべてのバインダを燃やすことが
できず、それとは別に脱バインダ処理を行わなければな
らない。これに対して、バインダの混合比を小さくする
ことが可能な造粒粉を用いた場合には、通常の焼結工程
のみですべてのバインダを燃やすことができ、したがっ
て、超電導導体の製造工程が簡単化されて、その製造効
率が向上される。Here, the temperature at which the binder burns is usually 50
Since the temperature is about 0 ° C., it is possible to burn the binder at the same time in the sintering step performed at a higher temperature. However, when a highly viscous superconducting slurry or the like is used as a superconducting material, it contains a large amount of binder, so that all binders cannot be burned by the sintering process alone, and a binder removal process must be performed separately. Must. On the other hand, when the granulated powder capable of reducing the mixing ratio of the binder is used, all the binder can be burned only by the ordinary sintering process, and therefore, the manufacturing process of the superconducting conductor is reduced. It is simplified and its manufacturing efficiency is improved.
【００５４】なお、超電導スラリーなどを超電導材料と
して用いた場合には、その成形方法が限られてしまうこ
とによって、製造可能な超電導導体の形状が制限されて
しまう。これに対して、超電導材料として造粒粉を用い
ることにより、仮焼粉と同様に、超電導電流リードなど
の様々な形状の超電導導体への成形が可能となる。When a superconducting slurry or the like is used as the superconducting material, the shape of the superconducting conductor that can be manufactured is limited by the limitation of the forming method. On the other hand, by using granulated powder as a superconducting material, it becomes possible to form superconducting conductors of various shapes such as superconducting current leads, similarly to calcined powder.
【００５５】また、造粒粉を作成するために仮焼粉に対
して混合されるバインダとしては、上記したように、ポ
リビニルブチラールを用いることが好ましい。これによ
り、アルコールなどの溶媒に対して、バインダを一様に
溶かすことができ、また、不純物となる水の混合を充分
に防止することができる。一方、溶媒としては、上記し
たように、イソプロピルアルコールを用いることが好ま
しい。As described above, it is preferable to use polyvinyl butyral as a binder to be mixed with the calcined powder to prepare granulated powder. This makes it possible to uniformly dissolve the binder in a solvent such as alcohol, and to sufficiently prevent mixing of water as an impurity. On the other hand, as described above, isopropyl alcohol is preferably used as the solvent.
【００５６】ただし、バインダ及び溶媒についてはこれ
らに限らず、同様の性質を有する他の物質を用いても良
い。ここで、溶媒としては、アルコール類を用いること
が好ましい。好適なアルコール類の例としては、上記し
たイソプロピルアルコール以外に、メタノール、エタノ
ールなどがあげられる。However, the binder and the solvent are not limited to these, and other substances having similar properties may be used. Here, it is preferable to use alcohols as the solvent. Examples of suitable alcohols include methanol, ethanol and the like in addition to the above-mentioned isopropyl alcohol.
【００５７】また、Ｂｉ−２２２３仮焼粉、バインダ、
及び溶媒の混合比については、表１に示すように、バイ
ンダを、仮焼粉１００ｇ（１００％）に対して０．０２
ｇ以上５．００ｇ以下（０．０２％以上５．００％以
下）の範囲で設定された所定の混合比（重量比）で混合
することが好ましい。Further, Bi-2223 calcined powder, binder,
As for the mixing ratio of the solvent and the solvent, as shown in Table 1, the binder was added in an amount of 0.02 to 100 g (100%) of the calcined powder.
It is preferable to mix at a predetermined mixing ratio (weight ratio) set in the range of g to 5.00 g (0.02% to 5.00%).
【００５８】あるいはさらに、上記したバインダの混合
比における５．００ｇ以下の上限値を１．００ｇ以下
（１．００％以下）として、バインダの混合比を小さく
することが好ましい。また、バインダの混合比における
０．０２ｇ以上の下限値を、０．１０ｇ以上（０．１０
％以上）とすることが好ましい。Alternatively, it is preferable to set the upper limit of the binder mixing ratio of 5.00 g or less to 1.00 g or less (1.00% or less) to reduce the binder mixing ratio. The lower limit of 0.02 g or more in the mixing ratio of the binder is set to 0.10 g or more (0.10 g or more).
% Or more).
【００５９】また、溶媒を、仮焼粉１００ｇに対して２
０ｃｍ3以上２００ｃｍ3以下の範囲で設定された所定の
混合比で混合することが好ましい。これは、溶媒の密度
を１ｇ／ｃｍ3とすると、溶媒を、仮焼粉１００％に対
して２０％以上２００％以下の重量比で混合することに
相当する。The solvent was added to 100 g of the calcined powder in
It is preferable to mix at a predetermined mixing ratio set in the range of 0 cm 3 or more and 200 cm 3 or less. This corresponds to mixing the solvent at a weight ratio of 20% or more and 200% or less with respect to 100% of the calcined powder, assuming that the density of the solvent is 1 g / cm 3 .
【００６０】[0060]
【表１】 [Table 1]
【００６１】これを具体的な混合量の例で言えば、Ｂｉ
−２２２３仮焼粉５００ｇに対して、バインダを０．１
〜２５．０ｇ、溶媒を１００〜１０００ｃｍ3混合する
こととなる。このような数値範囲内の混合比で仮焼粉、
バインダ、及び溶媒を混合して材料溶液とすることによ
り、Ｂｉ−２２２３造粒粉を良好に作成することができ
る。また、得られる造粒粉及び超電導成形体でのバイン
ダの混合比が充分に小さくされる。In terms of a specific example of the mixing amount, Bi is
-2223 For 500 g of calcined powder, the binder was 0.1
２５25.0 g, and a solvent of 100-1000 cm 3 will be mixed. Calcined powder at a mixing ratio within such a numerical range,
By mixing a binder and a solvent to form a material solution, Bi-2223 granulated powder can be satisfactorily prepared. Further, the mixing ratio of the obtained granulated powder and the binder in the superconducting compact is sufficiently reduced.
【００６２】上記したＢｉ−２２２３造粒粉及び超電導
導体の具体的な実施例として、円筒形状の超電導電流リ
ードの作成を行って、その超電導特性等を調べた。As a specific example of the above-mentioned Bi-2223 granulated powder and superconducting conductor, a cylindrical superconducting current lead was prepared, and the superconducting characteristics and the like were examined.
【００６３】本実施例においては、まず、Ｂｉ−２２２
３仮焼粉を５００ｇ、バインダであるポリビニルブチラ
ールを０．５ｇ、溶媒であるイソプロピルアルコールを
５００ｃｍ3混合して材料溶液とし、スプレードライヤ
を用いて造粒を行って、Ｂｉ−２２２３造粒粉を得た。
そして、この造粒粉を用いて、内径ｄ1＝φ２０ｍｍ、
外径ｄ2＝φ２３ｍｍ、長さｌ＝１２０ｍｍの円筒形状
のＢｉ−２２２３超電導電流リード（図３（ｃ）参照）
を作成した。In this embodiment, first, Bi-222
3 500 g of calcined powder, 0.5 g of polyvinyl butyral as a binder, and 500 cm 3 of isopropyl alcohol as a solvent were mixed to form a material solution, and the mixture was granulated using a spray dryer to obtain granulated powder of Bi-2223. Obtained.
Then, using this granulated powder, the inner diameter d 1 = φ20 mm,
A cylindrical Bi-2223 superconducting current lead having an outer diameter d 2 = φ23 mm and a length 1 = 120 mm (see FIG. 3 (c))
It was created.
【００６４】また、比較例として、従来の仮焼粉をその
まま超電導材料粉末として用いて、同様に超電導電流リ
ードの作成を行った。得られた特性データ等を表２に示
す（仮焼粉使用＝従来の比較例、造粒粉使用＝本発明に
よる実施例）。As a comparative example, a superconducting current lead was similarly prepared using the conventional calcined powder as the superconducting material powder. The obtained characteristic data and the like are shown in Table 2 (use of calcined powder = conventional comparative example, use of granulated powder = example according to the present invention).
【００６５】[0065]
【表２】 [Table 2]
【００６６】まず、成形用型内に超電導材料粉末を充填
したときの充填状態を示すタップ密度は、造粒粉を用い
た場合には１．２９ｇ／ｃｍ3を示しており、仮焼粉で
の０．９７ｇ／ｃｍ3に比べて材料粉末が密に充填され
ていることがわかる。First, the tap density, which indicates the filling state when the superconducting material powder is filled in the molding die, is 1.29 g / cm 3 when granulated powder is used. It can be seen that the material powder is densely packed as compared with 0.97 g / cm 3 .
【００６７】また、仮焼粉を用いた場合の成形時間が３
０分であったのに対して、造粒粉を用いた場合の成形時
間は５分と、成形時間が１／６に短縮されている。これ
は、造粒粉を用いたときには、振動を与えつつ造粒粉を
充填するなどの余分な工程を行わずに成形が可能となっ
ていることによるものである。In addition, when the calcined powder was used, the molding time was 3 hours.
In contrast to 0 minute, the molding time when using the granulated powder is 5 minutes, which is reduced to 1/6. This is because when granulated powder is used, molding can be performed without performing an extra step such as filling the granulated powder while applying vibration.
【００６８】さらに、得られた超電導電流リードの超電
導特性では、臨界温度Ｔｃについては、仮焼粉及び造粒
粉を用いた場合でほぼ同等の臨界温度が得られた。ま
た、臨界電流密度Ｊｃについては、温度７７Ｋで自己磁
場中において、造粒粉を用いた場合で９７０Ａ／ｃｍ2
の臨界電流密度が得られた。これは、仮焼粉を用いた場
合での９００Ａ／ｃｍ2の臨界電流密度とほぼ同等であ
る。すなわち、仮焼粉に代わってバインダを含む造粒粉
を用いたことによる超電導特性の劣化はみられなかっ
た。Furthermore, in the superconducting characteristics of the obtained superconducting current lead, as to the critical temperature Tc, almost the same critical temperature was obtained when calcined powder and granulated powder were used. The critical current density Jc was 970 A / cm 2 when granulated powder was used in a self-magnetic field at a temperature of 77 K.
Was obtained. This is almost equivalent to a critical current density of 900 A / cm 2 when using the calcined powder. That is, deterioration of the superconducting characteristics due to the use of the granulated powder containing a binder instead of the calcined powder was not observed.
【００６９】なお、上記した超電導電流リードの構成で
は、その断面積はほぼ１ｃｍ2であり、したがって、こ
の９７０Ａ／ｃｍ2の臨界電流密度は、９７０Ａの臨界
電流Ｉｃに相当する。In the structure of the above-described superconducting current lead, the cross-sectional area is approximately 1 cm 2 , and thus the critical current density of 970 A / cm 2 corresponds to the critical current Ic of 970 A.
【００７０】また、超電導電流リードの外周面上に形成
された電極と、超電導電流リードとの間（図３（ｃ）参
照）の接続抵抗を同様の条件で測定したところ、０．１
μΩを得た。この接続抵抗についても、仮焼粉を用いた
場合とほぼ同等の結果となっている。The connection resistance between the electrode formed on the outer peripheral surface of the superconducting current lead and the superconducting current lead (see FIG. 3C) was measured under the same conditions.
μΩ was obtained. This connection resistance is almost the same as the case where calcined powder is used.
【００７１】例えば、冷凍機冷却型超電導マグネット
（特開平４−２５８１０３号公報参照）に用いられる超
電導電流リードでは、７７Ｋでの臨界電流８００Ａ以
上、電極接続抵抗０．５μΩ以下が要求されるが、造粒
粉を用いて作成された上記の超電導電流リードは、充分
にこの条件を満たしている。For example, a superconducting current lead used for a refrigerator-cooled superconducting magnet (see JP-A-4-258103) requires a critical current of 800 A or more at 77 K and an electrode connection resistance of 0.5 μΩ or less. The above-described superconducting current lead made using granulated powder sufficiently satisfies this condition.
【００７２】本発明による超電導造粒粉、超電導導体、
及びその製造方法は、上記した実施形態及び実施例に限
られるものではなく、様々な変形が可能である。例え
ば、材料溶液を用いた造粒粉の造粒方法や、造粒粉の成
形方法等については、上記した方法に限られず、他の方
法を用いても良い。The superconducting granulated powder according to the present invention, the superconducting conductor,
And the manufacturing method thereof is not limited to the above embodiments and examples, and various modifications are possible. For example, the method of granulating the granulated powder using the material solution, the method of forming the granulated powder, and the like are not limited to the above-described methods, and other methods may be used.
【００７３】[0073]
【発明の効果】本発明による超電導造粒粉、超電導導
体、及びその製造方法は、以上詳細に説明したように、
次のような効果を得る。すなわち、Ｂｉ−２２２３相の
超電導導体の製造において、Ｂｉ−２２２３仮焼粉をそ
のまま超電導材料粉末として用いず、仮焼粉とバインダ
とからなる造粒粉を作成して超電導材料粉末とすること
により、成形用型内に充填する場合に、充填状態を均一
にすることが可能な超電導材料粉末が得られる。これに
よって、超電導導体の製造効率が向上されるとともに、
良好な超電導特性を得ることが可能な超電導造粒粉、超
電導導体、及びその製造方法が実現される。The superconducting granulated powder, the superconducting conductor, and the method for producing the same according to the present invention, as described in detail above,
The following effects are obtained. That is, in the production of Bi-2223 phase superconducting conductor, Bi-2223 calcined powder is not used as it is as superconducting material powder, but granulated powder composed of calcined powder and binder is produced and used as superconducting material powder. Thus, a superconducting material powder capable of making the filling state uniform when filling into a molding die is obtained. As a result, the production efficiency of the superconducting conductor is improved,
A superconducting granulated powder, a superconducting conductor, and a method for producing the same, which can obtain good superconducting properties, are realized.
【図１】超電導造粒粉の製造方法を含むＢｉ−２２２３
相の超電導導体の製造方法の一実施形態を示すフローチ
ャートである。FIG. 1 shows Bi-2223 including a method for producing superconducting granulated powder.
4 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for manufacturing a phase superconducting conductor.
【図２】超電導造粒粉の造粒方法の一例を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a method for granulating superconducting granulated powder.
【図３】成形体及び超電導導体の作成方法の一例を示す
図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a method for producing a molded body and a superconducting conductor.
【図４】超電導造粒粉の充填状態を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a state of filling with superconducting granulated powder.
【図５】超電導仮焼粉の充填状態を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a state of filling with superconducting calcined powder.
Ａ…Ｂｉ−２２２３超電導仮焼粉、Ｂ…バインダ、１…
Ｂｉ−２２２３超電導材料溶液、２…Ｂｉ−２２２３超
電導造粒粉、３…Ｂｉ−２２２３超電導導体（超電導電
流リード）、５…スプレードライヤ、５０…乾燥室、５
１…噴霧口、５２…排出口、６…成形用型、６１、６２
…金型、６３…ゴム型。A: Bi-2223 superconducting calcined powder, B: Binder, 1 ...
Bi-2223 superconducting material solution, 2 ... Bi-2223 superconducting granulated powder, 3 ... Bi-2223 superconducting conductor (superconducting current lead), 5 ... Spray dryer, 50 ... Drying room, 5
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spray port, 52 ... Discharge port, 6 ... Mold for molding, 61, 62
... mold, 63 ... rubber mold.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G030 AA08 AA09 AA31 AA40 AA43 AA60 BA02 CA01 CA04 GA08 GA11 4G047 JA02 JB04 JC03 KA02 KA14 KB06 4G048 AA04 AA05 AB01 AC04 AD03 AD06 AD08 AE05 5G321 AA05 BA05 DB02 DB11 DB50 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4G030 AA08 AA09 AA31 AA40 AA43 AA60 BA02 CA01 CA04 GA08 GA11 4G047 JA02 JB04 JC03 KA02 KA14 KB06 4G048 AA04 AA05 AB01 AC04 AD03 AD06 AD08 AE05 5G321 AA05 DB05 DB02 DB01
Claims (10)
粉砕して、Ｂｉ−２２２３相の結晶体からなる超電導仮
焼粉末を作成する仮焼工程と、 前記超電導仮焼粉末に対して、バインダ及び溶媒をそれ
ぞれ所定の混合比で混合して、超電導材料溶液とする混
合工程と、 前記超電導材料溶液からなる液状材料を用いて造粒を行
って、Ｂｉ−２２２３相の超電導造粒粉を作成する造粒
工程とを備えることを特徴とする超電導造粒粉の製造方
法。1. A calcining step of calcining and pulverizing a raw material obtained by adjusting a predetermined raw material to produce a superconducting calcined powder comprising a crystal of Bi-2223 phase; , A binder and a solvent are mixed at a predetermined mixing ratio to form a superconducting material solution, and granulation is performed by using a liquid material composed of the superconducting material solution to form a superconductive granulated powder of Bi-2223 phase. And a granulating step of preparing a superconducting granulated powder.
電導材料溶液の粘性を１０００ｃＰ以下とすることを特
徴とする請求項１記載の超電導造粒粉の製造方法。2. The method for producing superconducting granulated powder according to claim 1, wherein in the mixing step, the viscosity of the obtained superconducting material solution is 1000 cP or less.
してポリビニルブチラールを用いることを特徴とする請
求項１または２記載の超電導造粒粉の製造方法。3. The method for producing superconducting granulated powder according to claim 1, wherein polyvinyl butyral is used as the binder in the mixing step.
アルコール類を用いることを特徴とする請求項１〜３の
いずれか一項記載の超電導造粒粉の製造方法。4. The method for producing a superconducting granulated powder according to claim 1, wherein an alcohol is used as the solvent in the mixing step.
粉末１００ｇに対して、前記バインダを０．０２ｇ以上
５．００ｇ以下、前記溶媒を２０ｃｍ3以上２００ｃｍ3
以下の混合比で混合することを特徴とする請求項１〜４
のいずれか一項記載の超電導造粒粉の製造方法。5. The mixing step, the relative superconductor calcined powder 100 g, the binder of 0.02g or 5.00g less, 20 cm 3 or more 200 cm 3 of the solvent
The mixture is mixed at the following mixing ratio.
The method for producing a superconducting granulated powder according to any one of the above.
導造粒粉の製造方法を含む超電導導体の製造方法であっ
て、前記造粒工程に続いて、 前記超電導造粒粉を所定形状の成形用型内に充填し、圧
縮して超電導成形体とする成形工程と、 成形された前記超電導成形体を焼結して、Ｂｉ−２２２
３相の超電導導体を作成する焼結工程とを備えることを
特徴とする超電導導体の製造方法。6. A method for producing a superconducting conductor, including the method for producing a superconducting granulated powder according to claim 1, wherein the superconducting granulated powder is subjected to a predetermined method following the granulating step. A molding step of filling into a molding die having a shape and compressing to form a superconducting molded body; and sintering the molded superconducting molded body to form a Bi-222.
And a sintering step of producing a three-phase superconducting conductor.
粉砕して得られるＢｉ−２２２３相の結晶体からなる超
電導仮焼粉末と、 前記超電導仮焼粉末を凝集して造粒するためのバインダ
とを所定の混合比で混合し造粒してなることを特徴とす
るＢｉ−２２２３相の超電導造粒粉。7. A superconducting calcined powder comprising a Bi-2223 phase crystal obtained by calcining and pulverizing a raw material prepared from a predetermined raw material, and agglomerating and granulating the superconducting calcined powder. A Bi-2223 phase superconducting granulated powder obtained by mixing and granulating a binder of the formula (1) with a predetermined mixing ratio.
であることを特徴とする請求項７記載の超電導造粒粉。8. The superconducting granulated powder according to claim 7, wherein the binder is polyvinyl butyral.
前記バインダが０．０２ｇ以上５．００ｇ以下の混合比
で混合されていることを特徴とする請求項７または８記
載の超電導造粒粉。9. With respect to 100 g of the superconducting calcined powder,
9. The superconducting granulated powder according to claim 7, wherein the binder is mixed at a mixing ratio of 0.02 g or more and 5.00 g or less.
電導造粒粉を成形し焼結してなるＢｉ−２２２３相の超
電導導体。10. A Bi-2223 phase superconducting conductor obtained by molding and sintering the superconducting granulated powder according to any one of claims 7 to 9.
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| CN100584519C (en) * | 2008-05-05 | 2010-01-27 | 西北有色金属研究院 | Preparation of Bi-2212/Ag superconducting tape |
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