JP2003173721A - 交流用酸化物超電導線材及びその製造方法 - Google Patents
交流用酸化物超電導線材及びその製造方法Info
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高抵抗材料を介在させずに交流用として好適な
多芯酸化物超電導線材を得ること。 【解決手段】安定化材３中に銀又は銀合金からなる被覆
層２を有するＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕを主成分とする酸
化物超電導材料からなるフィラメント１の複数が配置さ
れた多芯酸化物超電導線材に超電導化熱処理を施す方法
において、前記超電導化熱処理の際、通常の熱処理に比
べて熱処理温度を低くし熱処理時間を長くするか、熱処
理の最高温度からその温度より所定温度低い温度までを
所定時間徐冷処理することにより、前記フィラメント１
と被覆層２の界面に前記フィラメント材と被覆材の反応
層４を生成させ、その反応層４を高抵抗層とする。
多芯酸化物超電導線材を得ること。 【解決手段】安定化材３中に銀又は銀合金からなる被覆
層２を有するＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕを主成分とする酸
化物超電導材料からなるフィラメント１の複数が配置さ
れた多芯酸化物超電導線材に超電導化熱処理を施す方法
において、前記超電導化熱処理の際、通常の熱処理に比
べて熱処理温度を低くし熱処理時間を長くするか、熱処
理の最高温度からその温度より所定温度低い温度までを
所定時間徐冷処理することにより、前記フィラメント１
と被覆層２の界面に前記フィラメント材と被覆材の反応
層４を生成させ、その反応層４を高抵抗層とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電力ケーブル、マグ
ネット等に適用可能な酸化物超電導線材に関し、主とし
て交流用に適した多芯酸化物超電導線材及びその製造方
法に関するものである。
ネット等に適用可能な酸化物超電導線材に関し、主とし
て交流用に適した多芯酸化物超電導線材及びその製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｙ系、Ｂｉ系、Ｔｌ系に代表される臨界
温度が液体窒素温度を越える、いわゆる酸化物超電導体
を線材化、導体化して、マグネット、コイル等種々の電
力応用導体として使用する試みがなされている。
温度が液体窒素温度を越える、いわゆる酸化物超電導体
を線材化、導体化して、マグネット、コイル等種々の電
力応用導体として使用する試みがなされている。
【０００３】従来の酸化物超電導線材は、酸化物超電導
材料からなるフィラメントの外周がＡｇ、Ｃｕ等の安定
化材層により被覆されている。前記安定化材層は、通電
中のフィラメントに起きる磁束の急激な移動であるフラ
ックス・ジャンプに起因した発熱に対してヒートシンク
の作用をしたり、電流のバイパスとしての作用をなすも
のである。
材料からなるフィラメントの外周がＡｇ、Ｃｕ等の安定
化材層により被覆されている。前記安定化材層は、通電
中のフィラメントに起きる磁束の急激な移動であるフラ
ックス・ジャンプに起因した発熱に対してヒートシンク
の作用をしたり、電流のバイパスとしての作用をなすも
のである。
【０００４】このような酸化物超電導線材を作製する方
法としては一般に金属シース法が用いられている。その
方法は、安定化材として好適なＡｇ等からなるパイプ内
に酸化物超電導体またはその前駆物質を充填して複合材
とする。次いで前記複合材に断面を減少させる加工を施
した後、所定の熱処理を施して酸化物超電導線材とする
ものである。このような酸化物超電導線材を電力ケーブ
ル用、コイル用、電流リード用等の導体として使用する
場合、曲げ等の機械的な歪みが導体に加わるため、その
改善を目的として酸化物超電導線材の多芯化が図られて
いる。
法としては一般に金属シース法が用いられている。その
方法は、安定化材として好適なＡｇ等からなるパイプ内
に酸化物超電導体またはその前駆物質を充填して複合材
とする。次いで前記複合材に断面を減少させる加工を施
した後、所定の熱処理を施して酸化物超電導線材とする
ものである。このような酸化物超電導線材を電力ケーブ
ル用、コイル用、電流リード用等の導体として使用する
場合、曲げ等の機械的な歪みが導体に加わるため、その
改善を目的として酸化物超電導線材の多芯化が図られて
いる。
【０００５】交流用として、例えばケーブルとして使用
する場合、フィラメントに交流を通電すると、外部磁場
が変動し磁束が出入りする過程で、フィラメント間に安
定化材層を介して結合電流が流れる。このときに発生す
るジュール損を結合損失（Ｐｃ）と呼んでおり、Ｐｃは
一般に、 Ｐｃ＝Ｂ2 （２πｆ）2 τ／μ0τ＝（１／２）（μ／
ρ）（ｌ0 ２π）2 但し、Ｂ：外部磁場、ｆ：周波数、τ：磁束が超電導体
に侵入する時定数、μ0：真空の透磁率、ρ：フィラメ
ント間横断抵抗率、ｌ0 ：ツイストピッチ、で求めるこ
とができる。このような結合損失のために液体窒素等の
冷媒の蒸発量が多くなったり、それに伴ってフィラメン
トがクエンチするなどの問題がある。このため、交流用
線材としてはフィラメント間抵抗率を純銀の値より大き
くすることで結合損失を小さくする必要がある。
する場合、フィラメントに交流を通電すると、外部磁場
が変動し磁束が出入りする過程で、フィラメント間に安
定化材層を介して結合電流が流れる。このときに発生す
るジュール損を結合損失（Ｐｃ）と呼んでおり、Ｐｃは
一般に、 Ｐｃ＝Ｂ2 （２πｆ）2 τ／μ0τ＝（１／２）（μ／
ρ）（ｌ0 ２π）2 但し、Ｂ：外部磁場、ｆ：周波数、τ：磁束が超電導体
に侵入する時定数、μ0：真空の透磁率、ρ：フィラメ
ント間横断抵抗率、ｌ0 ：ツイストピッチ、で求めるこ
とができる。このような結合損失のために液体窒素等の
冷媒の蒸発量が多くなったり、それに伴ってフィラメン
トがクエンチするなどの問題がある。このため、交流用
線材としてはフィラメント間抵抗率を純銀の値より大き
くすることで結合損失を小さくする必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような課題を解決
するために、酸化物超電導材料からフィラメントと安定
化材層との間にＡｇ−Ａｌ合金またはＡｇ−Ｍｇ合金か
らなるフィラメント被覆金属層を設け、これら銀合金の
抵抗率が純銀の電気抵抗率より大きいことを利用するこ
とでフィラメント間の横抵抗率を大きくする手法が提案
されている（例えば、特開平７−１６９３４２号公
報）。この提案では、フィラメント被覆金属層とフィラ
メントの界面に反応層が形成されないようにするため、
合金化の添加元素として、ＡｌやＭｇが適用される。し
かし、この手法においては、銀合金層の電気抵抗率が純
銀の１０倍程度にしか大きく出来ないため、フィラメン
ト間横抵抗率ρとしては、２倍から３倍程度にしかでき
ないことが問題である。
するために、酸化物超電導材料からフィラメントと安定
化材層との間にＡｇ−Ａｌ合金またはＡｇ−Ｍｇ合金か
らなるフィラメント被覆金属層を設け、これら銀合金の
抵抗率が純銀の電気抵抗率より大きいことを利用するこ
とでフィラメント間の横抵抗率を大きくする手法が提案
されている（例えば、特開平７−１６９３４２号公
報）。この提案では、フィラメント被覆金属層とフィラ
メントの界面に反応層が形成されないようにするため、
合金化の添加元素として、ＡｌやＭｇが適用される。し
かし、この手法においては、銀合金層の電気抵抗率が純
銀の１０倍程度にしか大きく出来ないため、フィラメン
ト間横抵抗率ρとしては、２倍から３倍程度にしかでき
ないことが問題である。
【０００７】また、フィラメントの間に酸化物絶縁層を
介在させる手法（例えば、特表平１１−５０１７６５号
公報）がある。しかしながら、この手法では、意図的に
介在させる酸化物絶縁層がフィラメント層と超電導化熱
処理に伴って反応し臨界電流密度Ｊｃを低下させたり、
酸化物絶縁層を介在させた構造で塑性加工を行うため加
工性が悪くなり、安定して長尺の線材を得るには不利と
なる。
介在させる手法（例えば、特表平１１−５０１７６５号
公報）がある。しかしながら、この手法では、意図的に
介在させる酸化物絶縁層がフィラメント層と超電導化熱
処理に伴って反応し臨界電流密度Ｊｃを低下させたり、
酸化物絶縁層を介在させた構造で塑性加工を行うため加
工性が悪くなり、安定して長尺の線材を得るには不利と
なる。
【０００８】この対策として、フィラメントへの拡散汚
染が少なく、且つ高抵抗材料となるＳｒ−Ｖ−Ｏ層をフ
ィラメントと銀層の間に介在させる提案がなされている
（日本金属学会誌、第６５巻、第１０号２００１，Ｐ．
９４１−９４５）。しかしながら、この手法では介在物
のＳｒ−Ｖ−Ｏがセラミックであるため、金属に比べた
際に内部に均一に形成するのが困難であり、新たにＳｒ
−Ｖ−Ｏの介在物を必要とするため、製造コストが大き
くなるという問題がある。
染が少なく、且つ高抵抗材料となるＳｒ−Ｖ−Ｏ層をフ
ィラメントと銀層の間に介在させる提案がなされている
（日本金属学会誌、第６５巻、第１０号２００１，Ｐ．
９４１−９４５）。しかしながら、この手法では介在物
のＳｒ−Ｖ−Ｏがセラミックであるため、金属に比べた
際に内部に均一に形成するのが困難であり、新たにＳｒ
−Ｖ−Ｏの介在物を必要とするため、製造コストが大き
くなるという問題がある。
【０００９】これらの例は、何れもフィラメント間に高
抵抗層が介在したことによるフィラメントのＪｃ低下を
抑止するためにフィラメントと銀の界面に反応が起こら
ないように、材料、超電導化熱処理条件、加工条件等の
選定が必要とされている。
抵抗層が介在したことによるフィラメントのＪｃ低下を
抑止するためにフィラメントと銀の界面に反応が起こら
ないように、材料、超電導化熱処理条件、加工条件等の
選定が必要とされている。
【００１０】本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、鋭
意検討の結果なされたもので、その目的とするところ
は、高抵抗材料を介在させずに交流用として好適な多芯
酸化物超電導線材を得ることにある。
意検討の結果なされたもので、その目的とするところ
は、高抵抗材料を介在させずに交流用として好適な多芯
酸化物超電導線材を得ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明では、酸化物超電
導材料からなるフィラメントを安定化材層中に複数配置
した多芯酸化物超電導線材の前記フィラメントと安定化
材層との間に高抵抗層となる反応層が超電導化熱処理に
伴って形成されるような処置を施し、フィラメント間横
抵抗率を増大させる手法を採用した。
導材料からなるフィラメントを安定化材層中に複数配置
した多芯酸化物超電導線材の前記フィラメントと安定化
材層との間に高抵抗層となる反応層が超電導化熱処理に
伴って形成されるような処置を施し、フィラメント間横
抵抗率を増大させる手法を採用した。
【００１２】前記安定化材層としては、熱伝導性、電気
伝導性に優れた材料であるＡｇ、Ｃｕの他、Ａｕ、Ｐ
ｄ、Ｉｒ、Ｒｈ等が好適に使用できるが、酸素透過性、
耐酸化性の点で銀または銀合金がより好適に使用でき
る。
伝導性に優れた材料であるＡｇ、Ｃｕの他、Ａｕ、Ｐ
ｄ、Ｉｒ、Ｒｈ等が好適に使用できるが、酸素透過性、
耐酸化性の点で銀または銀合金がより好適に使用でき
る。
【００１３】また、前記被覆層としての銀合金は、後述
の実施例に見られるような合金が使用できるが、それら
に限定されるものではなく、例示した合金元素の中の少
なくとも１種を０．００５〜１ｗｔ％程度の範囲で含む
ものも使用することができる。
の実施例に見られるような合金が使用できるが、それら
に限定されるものではなく、例示した合金元素の中の少
なくとも１種を０．００５〜１ｗｔ％程度の範囲で含む
ものも使用することができる。
【００１４】多芯酸化物超電導線材の横断面の形状は特
に限定がなく、円形、あるいはテープ状、多角形等とす
ることができ、臨界電流密度を向上させるために断面を
テープ状にするのが好ましい。
に限定がなく、円形、あるいはテープ状、多角形等とす
ることができ、臨界電流密度を向上させるために断面を
テープ状にするのが好ましい。
【００１５】また本発明の多芯酸化物超電導線材には、
線材の長手方向にねじり（ツイスト）を与える加工（以
下ツイスト加工と記す。）が施されていることが好まし
い。多芯超電導線材に交流磁界が加わった場合に、結合
電流による結合損失が生じるのを低減するためである。
線材の長手方向にねじり（ツイスト）を与える加工（以
下ツイスト加工と記す。）が施されていることが好まし
い。多芯超電導線材に交流磁界が加わった場合に、結合
電流による結合損失が生じるのを低減するためである。
【００１６】前記反応層は、多芯線材に超電導化熱処理
を施した際に形成させる。Ｂｉ−２２２３系酸化物銀シ
ース多芯線材における通常の超電導化熱処理は、８００
℃〜８５０℃で５０時間程度の熱処理を２回、すなわ
ち、１００時間程度の処理時間で施されるが、反応層を
形成させるために、８００℃以上で長時間、すなわち１
００時間を超えるような処理を行うことで、フィラメン
ト被覆金属である銀又は銀合金と酸化物超電導フィラメ
ントを構成するＢｉ、Ｐｂ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｏとの
間に拡散反応が生じ、反応層の形成が達成される。
を施した際に形成させる。Ｂｉ−２２２３系酸化物銀シ
ース多芯線材における通常の超電導化熱処理は、８００
℃〜８５０℃で５０時間程度の熱処理を２回、すなわ
ち、１００時間程度の処理時間で施されるが、反応層を
形成させるために、８００℃以上で長時間、すなわち１
００時間を超えるような処理を行うことで、フィラメン
ト被覆金属である銀又は銀合金と酸化物超電導フィラメ
ントを構成するＢｉ、Ｐｂ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｏとの
間に拡散反応が生じ、反応層の形成が達成される。
【００１７】後述する実施例では熱処理を２回に分け、
２回目の熱処理後の冷却を最高温度からその温度より１
０℃程度低い温度範囲までを所定時間徐冷したり、２回
目の熱処理を１回目の熱処理温度より低くして時間を長
くしたり、後者に更に徐冷処理を加える方法を採用して
いる。なお、超電導化熱処理後の徐冷処理は前記温度範
囲において１０〜１００時間程度が好ましい。
２回目の熱処理後の冷却を最高温度からその温度より１
０℃程度低い温度範囲までを所定時間徐冷したり、２回
目の熱処理を１回目の熱処理温度より低くして時間を長
くしたり、後者に更に徐冷処理を加える方法を採用して
いる。なお、超電導化熱処理後の徐冷処理は前記温度範
囲において１０〜１００時間程度が好ましい。
【００１８】このようにして形成される反応層は絶縁
体、半導体等の非導電体となるので、この反応層によっ
てフィラメント間横抵抗率を増大させた多芯酸化物超電
導線材を得ることができる。この反応層は厚さにして数
ｎｍ以上、例えば３〜１０００ｎｍ程度が好ましい。
体、半導体等の非導電体となるので、この反応層によっ
てフィラメント間横抵抗率を増大させた多芯酸化物超電
導線材を得ることができる。この反応層は厚さにして数
ｎｍ以上、例えば３〜１０００ｎｍ程度が好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例に基づいて
詳しく説明する。 ［実施例１］Ｂｉ2 Ｏ3 、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ3 、ＣａＣ
Ｏ3 、及びＣｕＯの粉末をモル比でＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：
Ｃａ：Ｃｕ＝１．６：０．４：２：２：３となるように
配合して混合した混合粉末を大気中で８００℃、８０時
間仮焼した後粉砕して前駆物質とする。次いで、この前
駆物質を外径２０mm、内径１５mmの銀パイプ内に充填し
て一次ビレットとなし、それを静水圧押出しして外径８
mmに仕上げ、更に引抜加工を施して外径３mmの１次線材
とした。得られた一次線材を所定の長さに切り揃え、そ
の３７本を束ねて外径２５mm、内径２１mmのＡｇ−Ｍｇ
−Ｎｉ合金製パイプ内に挿入して二次ビレットとなし、
それを静水圧押出しして外径８mmとし、更に引き抜き加
工を施して外径１mmの二次線材とした。
詳しく説明する。 ［実施例１］Ｂｉ2 Ｏ3 、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ3 、ＣａＣ
Ｏ3 、及びＣｕＯの粉末をモル比でＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：
Ｃａ：Ｃｕ＝１．６：０．４：２：２：３となるように
配合して混合した混合粉末を大気中で８００℃、８０時
間仮焼した後粉砕して前駆物質とする。次いで、この前
駆物質を外径２０mm、内径１５mmの銀パイプ内に充填し
て一次ビレットとなし、それを静水圧押出しして外径８
mmに仕上げ、更に引抜加工を施して外径３mmの１次線材
とした。得られた一次線材を所定の長さに切り揃え、そ
の３７本を束ねて外径２５mm、内径２１mmのＡｇ−Ｍｇ
−Ｎｉ合金製パイプ内に挿入して二次ビレットとなし、
それを静水圧押出しして外径８mmとし、更に引き抜き加
工を施して外径１mmの二次線材とした。
【００２０】得られた二次線材にピッチが３mmとなるよ
うにツイスト加工を施した後、圧延加工を施し、図１に
概略を示すような厚さ０．２５mm、幅約２mmの多芯線材
に仕上げた。次に、得られた多芯線材に大気中で８３５
℃、５０時間の熱処理を２回繰り返し、２回目の熱処理
後８３５℃から８３０℃までを５０時間かけて徐冷する
後処理を施して試料（Ａ１）を得た。なお、比較の試料
（Ａ）として前記後処理を施さない線材を用意した。
うにツイスト加工を施した後、圧延加工を施し、図１に
概略を示すような厚さ０．２５mm、幅約２mmの多芯線材
に仕上げた。次に、得られた多芯線材に大気中で８３５
℃、５０時間の熱処理を２回繰り返し、２回目の熱処理
後８３５℃から８３０℃までを５０時間かけて徐冷する
後処理を施して試料（Ａ１）を得た。なお、比較の試料
（Ａ）として前記後処理を施さない線材を用意した。
【００２１】得られた各試料の横断面について、ＴＥＭ
観察とＸＰＳ分析を行った結果、試料Ａ１においては酸
化物超電導フィラメント１と被覆金属層である銀層２と
の界面に厚さ１０ｎｍ程度の反応層４の存在が確認され
た。この反応層４はＸＰＳの分析によると非導電性であ
ることも確認された。なお、図１中、３は銀合金からな
る安定化材を示す。
観察とＸＰＳ分析を行った結果、試料Ａ１においては酸
化物超電導フィラメント１と被覆金属層である銀層２と
の界面に厚さ１０ｎｍ程度の反応層４の存在が確認され
た。この反応層４はＸＰＳの分析によると非導電性であ
ることも確認された。なお、図１中、３は銀合金からな
る安定化材を示す。
【００２２】表１に試料Ａ及びＡ１の全交流損失測定結
果を示すが、本発明材である試料Ａ１のものは比較材と
して作製された反応層のない試料Ａに比べ全交流損失が
低減されていることが判る。
果を示すが、本発明材である試料Ａ１のものは比較材と
して作製された反応層のない試料Ａに比べ全交流損失が
低減されていることが判る。
【００２３】
【表１】
【００２４】［実施例２］実施例１における１次ビレッ
トの銀パイプに代えて表２に示す各種の銀合金製パイプ
を用いた以外は実施例１と同様に加工して夫々厚さ０．
２５mm、幅約２mmの多芯線材を得た。それらの多芯線材
は１回目の熱処理を８３５℃、５０時間で行い、２回目
の熱処理を８３２℃で時間７０時間行った後、８３０℃
までを５０時間かけて徐冷処理して試料を得た。比較の
ために前記後処理を施さなかった試料も製作し、それら
各試料の全交流損失を測定した。その結果を表２及び表
３に示す。
トの銀パイプに代えて表２に示す各種の銀合金製パイプ
を用いた以外は実施例１と同様に加工して夫々厚さ０．
２５mm、幅約２mmの多芯線材を得た。それらの多芯線材
は１回目の熱処理を８３５℃、５０時間で行い、２回目
の熱処理を８３２℃で時間７０時間行った後、８３０℃
までを５０時間かけて徐冷処理して試料を得た。比較の
ために前記後処理を施さなかった試料も製作し、それら
各試料の全交流損失を測定した。その結果を表２及び表
３に示す。
【００２５】表２及び表３の結果から、熱処理時間を長
くすることで、多くの場合、酸化物超電導フィラメント
と銀合金層との界面に反応層が形成され、実施例１の試
料Ａより交流損失の少ない線材が得られるが、後処理を
施したものの方が反応層の生成が確実で、全交流損失の
低減が大きいことが判る。また、ＸＰＳの分析による
と、何れの場合も反応層は非導電性物質であることも確
認された。
くすることで、多くの場合、酸化物超電導フィラメント
と銀合金層との界面に反応層が形成され、実施例１の試
料Ａより交流損失の少ない線材が得られるが、後処理を
施したものの方が反応層の生成が確実で、全交流損失の
低減が大きいことが判る。また、ＸＰＳの分析による
と、何れの場合も反応層は非導電性物質であることも確
認された。
【００２６】
【表２】
【００２７】
【表３】
【００２８】［実施例３］実施例１における一次線材と
同様の線材を用意する一方、外径３０mmのＡｇ−Ｍｇ−
Ｎｉ合金製の丸棒を用意し、この丸棒に図２に示すよう
に、内径３mmの丸型の穴５を１８個形成し、各穴に前記
一次線材を挿入して２次ビレットとする。この２次ビレ
ットに静水圧押出しと伸線加工を施して外径１mmとし、
さらにツイスト加工を施し、実施例１と同様に圧延加工
を施して厚さ０．２５mm、幅約２mmの多芯線材とした。
次いでこの多芯線材に大気中で８３５℃、５０時間の熱
処理を２回繰り返して施した後、８３５℃から８３０℃
までを５０時間かけて徐冷して試料（試料ＧＡ１）を得
た。
同様の線材を用意する一方、外径３０mmのＡｇ−Ｍｇ−
Ｎｉ合金製の丸棒を用意し、この丸棒に図２に示すよう
に、内径３mmの丸型の穴５を１８個形成し、各穴に前記
一次線材を挿入して２次ビレットとする。この２次ビレ
ットに静水圧押出しと伸線加工を施して外径１mmとし、
さらにツイスト加工を施し、実施例１と同様に圧延加工
を施して厚さ０．２５mm、幅約２mmの多芯線材とした。
次いでこの多芯線材に大気中で８３５℃、５０時間の熱
処理を２回繰り返して施した後、８３５℃から８３０℃
までを５０時間かけて徐冷して試料（試料ＧＡ１）を得
た。
【００２９】このようにして得られた試料について、実
施例１と同様にＴＥＭ観察、ＸＰＳ分析を行なった結
果、超電導フィラメントと銀被覆層との界面に厚さ１０
ｎｍ程度の反応層の形成が確認された。表４にこの多芯
超電導線材の全交流損失測定結果を示すが、反応層のな
い試料（ＧＡ）に比べ全交流損失が低減されていること
を確認した。
施例１と同様にＴＥＭ観察、ＸＰＳ分析を行なった結
果、超電導フィラメントと銀被覆層との界面に厚さ１０
ｎｍ程度の反応層の形成が確認された。表４にこの多芯
超電導線材の全交流損失測定結果を示すが、反応層のな
い試料（ＧＡ）に比べ全交流損失が低減されていること
を確認した。
【００３０】
【表４】
【００３１】［実施例４］実施例３の１次線材の作製で
適用した銀パイプをＡｇ−Ｃｕ合金製のパイプに置き換
えた以外は実施例3と同様にして厚さ０．２５mm、幅約
２mmの多芯線材を得た。この多芯線材に１回目の熱処理
を８３５℃で５０時間で行い、２回目の熱処理を３８３
２℃で７０時間行なった後、８３２℃から８３０℃まで
を５０時間かけて徐冷する後処理を施して試料(ＧＢ
１）を作製し、前記実施例の場合と同様にＴＥＭ観察、
ＸＰＳ分析を行なった結果、酸化物超電導フィラメント
とＡｇ−Ｃｕ合金層との界面に反応層か形成されてい
た。
適用した銀パイプをＡｇ−Ｃｕ合金製のパイプに置き換
えた以外は実施例3と同様にして厚さ０．２５mm、幅約
２mmの多芯線材を得た。この多芯線材に１回目の熱処理
を８３５℃で５０時間で行い、２回目の熱処理を３８３
２℃で７０時間行なった後、８３２℃から８３０℃まで
を５０時間かけて徐冷する後処理を施して試料(ＧＢ
１）を作製し、前記実施例の場合と同様にＴＥＭ観察、
ＸＰＳ分析を行なった結果、酸化物超電導フィラメント
とＡｇ−Ｃｕ合金層との界面に反応層か形成されてい
た。
【００３２】また、その試料（ＧＡ１）の全交流損失を
測定した。その結果を表５に示す。表５の結果から、後
処理を施さなくても反応層が存在し、表１の試料Ａより
交流損失の少ない線材が得られているが、後処理を施す
ことにより、そうしなかったものに比べより全交流損失
が低減していることが確認された。
測定した。その結果を表５に示す。表５の結果から、後
処理を施さなくても反応層が存在し、表１の試料Ａより
交流損失の少ない線材が得られているが、後処理を施す
ことにより、そうしなかったものに比べより全交流損失
が低減していることが確認された。
【００３３】
【表５】
【００３４】
【発明の効果】本発明の多芯酸化物超電導線材は、酸化
物超電導フィラメント１と銀又は銀合金との間に反応層
が設けられている。反応層の厚さは３〜１０００ｎｍの
厚さであるが、電気的には半導体又は絶縁体であり、銀
に比べて大きな電気抵抗率の層となるのでフィラメント
間横抵抗率が大きくなり、交流通電時にフィラメント間
に結合電流が流れるのを遮断して結合損失を低減するこ
とができる。従って本発明によれば、交流用に適用可能
な多芯酸化物超電導線材を提供することができる。
物超電導フィラメント１と銀又は銀合金との間に反応層
が設けられている。反応層の厚さは３〜１０００ｎｍの
厚さであるが、電気的には半導体又は絶縁体であり、銀
に比べて大きな電気抵抗率の層となるのでフィラメント
間横抵抗率が大きくなり、交流通電時にフィラメント間
に結合電流が流れるのを遮断して結合損失を低減するこ
とができる。従って本発明によれば、交流用に適用可能
な多芯酸化物超電導線材を提供することができる。
【００３５】また、本発明の製造方法は、前記反応層が
超電導化熱処理に伴って形成される方法であるから、交
流用に適用可能な多芯酸化物超電導線材を容易に得るこ
とができる効果がある。
超電導化熱処理に伴って形成される方法であるから、交
流用に適用可能な多芯酸化物超電導線材を容易に得るこ
とができる効果がある。
【図１】本発明に係る多芯酸化物超電導線材の横断面構
造の例を示す概略図である。
造の例を示す概略図である。
【図２】本発明に係る多芯酸化物超電導線材の別の実施
形態に用いた銀合金製部材の横断面を示す説明図であ
る。
形態に用いた銀合金製部材の横断面を示す説明図であ
る。
１ 酸化物超電導フィラメント
２ 被覆金属層
３ 安定化材
４ 反応層
Claims (9)
- 【請求項１】Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕを主成分とする酸
化物超電導材料からなるフィラメントを銀を含む安定化
材中に複数配置した多芯酸化物超電導線材であり、前記
フィラメントと安定化材との間に銀又は銀合金からなる
被覆層が設けられ、前記フィラメントと被覆層との界面
に前記フィラメント材と被覆材が反応し、電気的に非導
電体として振る舞う反応層を設けてなることを特徴とす
る多芯酸化物超電導線材。 - 【請求項２】前記被覆層が銀であり、安定化材が銀合金
である請求項１に記載の多芯酸化物超電導線材。 - 【請求項３】前記被覆層と安定化材が銀合金である請求
項１に記載の多芯酸化物超電導線材。 - 【請求項４】前記反応層が厚さ３〜１０００ｎｍである
請求項１、２又は３に記載の多芯酸化物超電導線材。 - 【請求項５】安定化材中に銀又は銀合金からなる被覆層
を有するＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕを主成分とする酸化物
超電導材料からなるフィラメントの複数が配置された多
芯酸化物超電導線材に超電導化熱処理を施す方法であっ
て、前記超電導化熱処理の際、前記フィラメントと被覆
層の界面に前記フィラメント材と被覆材の反応層を生成
させる熱処理を施すことを特徴とする多芯酸化物超電導
線材の製造方法。 - 【請求項６】前記超電導化熱処理が最高温度から所定の
温度までを徐冷する処理を含むことを特徴とする請求項
５に記載の多芯酸化物超電導線材の製造方法。 - 【請求項７】前記超電導熱処理が少なくとも２回に分け
られ、最後の熱処理の後、前記徐冷処理が施されること
を特徴とする請求項６に記載の多芯酸化物超電導線材の
製造方法。 - 【請求項８】前記超電導熱処理が少なくとも２回に分け
られ、最後の熱処理はその前の熱処理より温度が低く時
間が長いことを特徴とする請求項５に記載の多芯酸化物
超電導線材の製造方法。 - 【請求項９】前記最後の熱処理の後、前記除冷処理が施
されることを特徴とする請求項８に記載の多芯酸化物超
電導線材の製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001371183A JP4039049B2 (ja) | 2001-12-05 | 2001-12-05 | 多芯酸化物超電導線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001371183A JP4039049B2 (ja) | 2001-12-05 | 2001-12-05 | 多芯酸化物超電導線材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003173721A true JP2003173721A (ja) | 2003-06-20 |
| JP4039049B2 JP4039049B2 (ja) | 2008-01-30 |
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ID=19180267
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001371183A Expired - Fee Related JP4039049B2 (ja) | 2001-12-05 | 2001-12-05 | 多芯酸化物超電導線材の製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4039049B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103413590A (zh) * | 2013-07-23 | 2013-11-27 | 吴江龙硕金属制品有限公司 | 耐热的导电金属膏及其制备方法 |
| CN105247628A (zh) * | 2013-01-31 | 2016-01-13 | Abb技术有限公司 | 制造被绝缘的电气高压dc终端或接头中的方法 |
-
2001
- 2001-12-05 JP JP2001371183A patent/JP4039049B2/ja not_active Expired - Fee Related
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