JP2003203531A - 酸化物超電導導体とその製造方法 - Google Patents

酸化物超電導導体とその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 長尺の超電導線材に熱処理を施す際に、熱処
理炉を大型化することなく、超電導体形成層に効率良く
酸素を供給でき、超電導特性が優れた長尺の酸化物超電
導導体を製造できる技術の提供。 【解決手段】 テープ状の基材11上に成膜法により中
間層12を形成した後、この中間層12上に酸化物超電
導体からなる超電導体形成層あるいは熱処理によって酸
化物超電導体となる超電導体形成層13aを形成して積
層物10を作製する。次に積層物10の周囲に安定化層
14を形成して長尺の超電導線材1aとした後、超電導
線材1aをボビンに巻き付けた熱処理用コイルに大気雰
囲気中又は酸素雰囲気中で熱処理を施して長尺の酸化物
超電導導体を製造する。上記熱処理の際に上記ボビンの
ガス導入口からボビンの内部空間に空気又は酸素を供給
するとともにボビンの壁面に形成したガス吹き出し口か
ら空気又は酸素を吹き出すようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、医療用MRI用マ
グネット、核融合炉用トロイダルマグネット、粒子加速
機用マグネット、超電導発電機用マグネット、磁気浮上
列車用マグネット等に利用される酸化物超電導導体とそ
の製造方法に係わり、特に、酸化熱処理によって酸化物
超電導体となる長尺の酸化物超電導導体の製造方法とこ
の製造方法により得られた長尺の酸化物超電導導体に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、常電導状態から超電導状態に遷移
する臨界温度(Tc)が液体窒素温度以上の高い値を示
す酸化物超電導体が発見されている。このような酸化物
超電導体を用いた長尺の酸化物超電導導体を製造するに
は、Y系酸化物超電導体の場合、図7に示すように、ハ
ステロイ(商品名)テープなどの金属テープからなる基
材51の上にスパッタリング法等の成膜法によりイット
リウム安定化ジルコニア(YSZ)などの中間層52を
形成する。ついで、この中間層52上にY−Ba−Cu
系の酸化物超電導体からなる超電導体形成層あるいは熱
処理によって酸化物超電導体となる超電導体形成層53
を化学気相成長法あるいはスパッタリング法等の成膜法
により形成する。
【0003】ついで、この超電導体形成層53上にスパ
ッタリング法あるいは蒸着法などの成膜法によりAg又
はCu等からなる安定化層54を形成して超電導線材5
0を作製する。ここで安定化層54を形成したのは、超
電導体はその使用条件によっては、超電導体の一部の領
域に常電導の芽が発生して発熱を引き起こし、この領域
が伝播して広がると、超電導体の全体が常伝導状態に移
転するクエンチを引き起こす恐れがあるため、それを防
止するために設けている。安定化層54の厚みは、約1
0μm程度の厚さ(酸化物超電導導体の厚みの約10倍
程度の厚さ)としていた。そして、臨界電流密度等の超
電導特性の向上の目的から、大気雰囲気中又は酸素雰囲
気中にて500℃程度で上記超電導線材50に熱処理を
施して超電導体形成層53中に酸素を導入して超電導体
形成層53をY1Ba2Cu37-x系の酸化物超電導層と
すると、酸化物超電導導体が得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、10〜10
0m程度の長尺の超電導線材50に上記のような目的で
熱処理を施す際には、通常、一台のバッチ式熱処理炉を
用い、この熱処理炉内に、超電導線材50をボビンに巻
き付けたコイルを入れて、熱処理を施していた。また、
超電導線材50をボビンに巻回する際には、線材50が
重ならないようにスパイラル状に巻き付けていた。しか
しながら従来の酸化物超電導導体の製造方法において
は、超電導線材50が長尺になる程、これを巻き付ける
ボビンも大型になり、これによって熱処理炉も大型のも
のが必要になり、その場合には、コスト高となるうえ、
設置スペースが大きくなってしまう。また、超電導線材
50をボビンに緻密に重ね巻きして熱処理を行うと、隣
り合う線材間隔が狭くなって酸素導入が妨げられるため
に、超電導体形成層53に供給されるはずの酸素が金属
テープからなる基材51の酸化により剥奪され、超電導
体形成層53に十分な酸素が供給されず、超電導特性が
低下してしまう。
【0005】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、酸化物超電導導体の製造方法において、長尺の超
電導線材に熱処理を施す際に、熱処理炉を大型化するこ
となく、超電導体形成層に効率良く酸素を供給でき、超
電導特性が優れた長尺の酸化物超電導導体を製造できる
技術の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、テープ状の基
材上に成膜法により中間層を形成し、ついで該中間層上
に酸化物超電導体からなる超電導体形成層あるいは熱処
理によって酸化物超電導体となる超電導体形成層を形成
して積層物とし、ついで該積層物の周囲に安定化層を形
成して超電導線材とした後、この超電導線材をボビンに
巻き付けた熱処理用コイルに大気雰囲気中又は酸素雰囲
気中で熱処理を施すことを特徴とする酸化物超電導導体
の製造方法を上記課題の解決手段とした。
【0007】本発明の酸化物超電導導体の製造方法にお
いては、上記ボビンとして、該ボビンの内部空間に空気
又は酸素を導入するためのガス導入口が設けられ、該ボ
ビンの外壁に、上記内部空間に連通し、該内部空間に導
入された空気又は酸素を超電導線材に供給するためのガ
ス吹き出し口が多数形成されたものを用い、上記熱処理
用コイルに熱処理を施す際に上記ボビンのガス導入口か
らボビンの内部空間に空気又は酸素を供給するとともに
上記ガス吹き出し口から空気又は酸素を吹き出すように
することが好ましい。また、上記ボビンの表面には、A
g又はアルミナがコーティングされていてもよい。
【0008】また、本発明の酸化物超電導導体の製造方
法においては、上記超電導線材をボビンに巻き付ける際
に、上記超電導線材を重ね巻きし、その際、上層と下層
の超電導線材間に多孔質のスペーサを介在することが好
ましい。ここでの多孔質のスペーサとしては、セラミッ
クスペーパー等を用いることができる。上記超電導線材
の安定化層の材質としては、Ag、Cu、Au又はそれ
らの合金のいずれかが用いられる。また、本発明の酸化
物超電導導体の製造方法においては、上記安定化層の合
計の厚み(上記テープ状の基材側の安定化層の厚みと上
記超電導体形成層側の厚みの合計)は上記超電導体形成
層の厚みの10倍以上の厚みとすることが好ましい。例
えば、超電導体形成層の厚みが5μmである場合、上記
安定化層の合計の厚みは50μm以上の厚みとする。ま
た、本発明の酸化物超電導導体の製造方法においては、
上記積層物の周囲に安定化層を形成する際、上記テープ
状の基材側の安定化層の厚みを上記超電導体形成層側の
安定化層の厚みより厚くすることが好ましい。例えば、
上記超電導体形成層側の安定化層の厚みが1μmの場
合、上記テープ状の基材側の安定化層の厚みが49μm
であってもよく、また、上記超電導体形成層側の安定化
層の厚みが5μmの場合、上記テープ状の基材側の安定
化層の厚みが45μmであってもよく、また、上記超電
導体形成層側の安定化層の厚みが10μm以下の場合、
上記テープ状の基材側の安定化層の厚みが40μmであ
ってもよい。上記超電導体形成層側の安定化層の厚みは
10μm以下とすることが好ましい。 また、本発明の
酸化物超電導導体は、テープ状の基材上に中間層が形成
され、該中間層上に酸化物超電導層が形成されてなる積
層物の周囲に安定化層が形成されてなり、前記安定化層
はテープ状の基材側の厚みが前記酸化物超電導層側の厚
みより厚く形成されていることを特徴とする。また、本
発明の酸化物超電導導体において、上記酸化物超電導層
側の安定化層の厚みは10μm以下とすることが好まし
い。また、本発明の酸化物超電導導体においては、上記
安定化層の合計の厚み(上記テープ状の基材側の安定化
層の厚みと上記酸化物超電導層側の安定化層の厚みの合
計)は上記酸化物超電導層の厚みの10倍以上の厚みと
することが好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の酸化物超電導導体
の製造方法の一実施形態を図面に基づいて説明する。図
1は、本実施形態の製造方法により得られた長尺の酸化
物超電導導体を示す斜視図である。この酸化物超電導導
体1は、基材11上に中間層12が形成され、さらにこ
の中間層12上にY1Ba2Cu3xからなる酸化物超電
導層13が形成された積層物10の周囲に安定化層14
が形成されてなるものである。基材11としては、熱膨
張係数の低い耐熱性の金属テープが用いられ、例えば、
ハステロイ(商品名)テープが好適に用いられる。基材
11の厚みは、50μm〜200μm程度である。中間
層12は、イットリウム安定化ジルコニア(YSZ)、
SrTiO3、MgO、Al23、LaAlO3 、Ga
AlO3、YAlO3、ZrO2のいずれかからなるもの
であってもよい。中間層12の厚みは、1μm〜2μm
程度である。
【0010】酸化物超電導層13は、後述するように大
気雰囲気中又は酸素雰囲気中で超電導体形成層13aに
熱処理を施すことにより得られたものであり、例えば、
1Ba2Cu37-xなる組成で代表されるY系の酸化物
超電導層、Bi2Sr2Can -1Cun2n+2(nは自然
数)なる組成で代表されるBi系の酸化物超電導層、T
2Ba2Can-1Cun2n+2(nは自然数)なる組成で
代表されるTl系の酸化物超電導層のいずれからなるも
のでも良い。酸化物超電導層13の厚みTは、0.5μ
m〜10μm程度である。
【0011】安定化層14は、Cu、Ag、Au、ある
いはそれらの合金のいずれからなるものでも良いが、特
に、Cu又はAgを用いるのがコストと酸化物超電導層
13との低反応性の点で好ましい。安定化層14の厚み
の合計(積層体10の上側の安定化層14の厚みt2と
下側の安定化層14の厚みt1の和、言い換えれば酸化
物超電導層13側の安定化層14の厚みt2とテープ状
の基材11側の安定化層14の厚みt1の和)は、酸化
物超電導層13の厚みTの約10以上の厚さとされるこ
とが好ましい。安定化層14の厚みの合計は、酸化物超
電導層13の厚みTが0.5μm〜10μm程度の場
合、5μm〜100μmが好ましく、より好ましくは1
0μm程度である。安定化層14の合計の厚みが酸化物
超電導層13の厚みTの10倍以下であると、安定化層
14の合計の厚みが薄くなりクエンチを防止する効果が
小さい。また、酸化物超電導層13側の安定化層14の
厚みt2は、テープ状の基材1側の安定化層14の厚み
t1より薄いことが好ましく、例えば、10μm以下と
することが好ましい。また、テープ状の基材1側の安定
化層14の厚みt1は、酸化物超電導層13側の安定化
層14の厚みt2より厚いことが好ましくは、例えば、
10μmより厚いことが好ましい。
【0012】次に、図1に示した酸化物超電導導体1の
製造方法の実施形態を図2〜図6を用いて説明する。ま
ず、図2に示すように長さ50m〜100m程度のテー
プ状の基材11上にスパッタリング法、真空蒸着法、レ
ーザ蒸着法、熱化学気相成長法等の成膜法により中間層
12を形成する。ここで中間層12を形成する際、中間
層12を構成する結晶粒の配向方向を揃えるために、イ
オンビームアシストスパッタリング法により形成するこ
とが好ましい。また、基材11は長尺のものであるの
で、使用する成膜装置の成膜室の内部に基材11の送出
装置と巻取装置を設け、上記送出装置から送り出した基
材11を上記成膜室の内部で連続的に所定の速度で移動
させながら上記巻取装置で巻き取り、移動中の基材11
に連続成膜処理を行う。ついで、中間層12上に酸化物
超電導体からなる超電導体形成層あるいは熱処理によっ
て酸化物超電導体となる超電導体形成層13aを真空蒸
着法、スパッタリング法、レーザ蒸着法、熱化学気相成
長法等の成膜法により形成することにより長尺の積層物
10を作製する。ここで超電導体形成層13aを形成す
る際にも中間層12を形成する場合とほぼ同様ににして
成膜装置の成膜室内に中間層12を形成した基材11を
連続的に所定の速度で移動させながら連続成膜処理を行
う。
【0013】ついで図3に示すようにこの積層物10の
周囲にスパッタリング法あるいは蒸着法などの成膜法又
はめっき法により安定化層14を形成して長尺の超電導
線材1aを作製する。ここで安定化層14を成膜法によ
り形成する際は、中間層12や超電導体形成層13aを
形成する場合とほぼ同様ににして成膜装置の成膜室内
に、超電導体形成層13aと中間層12を形成した基材
11、即ち、積層物10を連続的に所定の速度で移動さ
せながら連続成膜処理を行う。安定化層14の厚みの合
計(積層体10の上側の安定化層14の厚みt2と下側
の安定化層14の厚みt1の和、言い換えれば超電導体
形成層13a側の安定化層14の厚みt2とテープ状の
基材11側の安定化層14の厚みt1の和)は、超電導
体形成層13aの厚みTの約10以上の厚さとされるこ
とが好ましい。安定化層14の厚みの合計は、超電導体
形成層13aの厚みTが0.5μm〜10μm程度の場
合、5μm〜100μmが好ましく、より好ましくは1
0μm程度である。安定化層14の合計の厚みが超電導
体形成層13aの厚みTの10倍未満であると、安定化
層14の合計の厚みが薄くなりクエンチを防止する効果
が小さい。積層物10の周囲に安定化層14を形成する
際、超電導体形成層13a側の安定化層14の厚みt2
は10μm以下とすることが好ましい。超電導体形成層
13側の安定化層14の厚みt2が10μmより厚くな
ると(超電導体形成層13側の安定化層14の厚みt2
がテープ状の基材1側の安定化層14の厚みt1より厚
くなると)、厚すぎて酸素の透過性が低下し、超電導体
形成層13aに酸素が供給されにくくなってしまう。ま
た、積層物10の周囲に安定化層14を形成する際、テ
ープ状の基材1側の安定化層14の厚みt1を超電導体
形成層13側の安定化層14の厚みt2より厚くするこ
とが好ましい。テープ状の基材1側の安定化層14の厚
みt1は、超電導体形成層13a側の安定化層14の厚
みt2が10μm以下である場合、10μmより厚くす
ることが好ましい。テープ状の基材1側の安定化層14
の厚みt1が10μm以下であると(超電導体形成層1
3側の安定化層14の厚みt2より薄いと)、熱処理を
行う際に酸素が基材11に酸化に消費され、即ち、超電
導体形成層13aよりの基材11の方が優先酸化され、
超電導体形成層13aを十分に酸化させることができ
ず、目的とする超電導特性を付与できなくなってしま
う。本実施形態では上記のように安定化層14の合計の
厚みが、超電導体形成層13の厚みTの約10倍程度の
厚さであるので、クエンチを防止する効果は確保でき
る。
【0014】ついで、長尺の超電導線材1aを図4に示
すようなボビン20に巻き付けて図5に示すような熱処
理用コイル30を作製する。図6は、図5のX−X線断
面図である。ここで用いるボビン20は、ステンレス
鋼、ハステロイ(商品名)、インコロイ(商品名)等の
金属からなるものである。このボビン20には、内部空
間に空気又は酸素を導入するためのガス導入口21が設
けられ、このガス導入口21に空気又は酸素の供給源
(図示略)と接続されたガス供給管22が接続されてい
る。また、このボビン20の外壁23に、上記内部空間
に連通し、該内部空間に導入された空気又は酸素を超電
導線材1aに供給するためのガス吹き出し口23aが多
数形成されている。また、このボビン23の外壁23a
の表面には、Ag又はアルミナがコーティングされてい
る。このように外壁23aの表面にAg又はアルミナが
コーティングされていると、ボビン20の優先酸化によ
る超電導線材1aの熱処理雰囲気中の酸欠防止に有効で
ある。
【0015】ここで超電導線材1aをボビン20に巻き
付ける際に、超電導線材1aを重ね巻きし、その際、上
層と下層の超電導線材1a、1a間に図6に示すような
多孔質のスペーサ35を介在することが好ましい。ここ
での多孔質のスペーサ35としては、セラミックスペー
パー等を用いることができる。多孔質のスペーサ35の
厚みとしては、1〜10mm程度、好ましくは5mm程
度のものが用いられる。このような多孔質のスペーサ3
5が上層と下層の超電導線材1a、1a間に介在されて
いると、後述の熱処理を施す際にボビン20のガス吹き
出し口23aから吹き出した空気又は酸素がスペーサ3
5の孔を通過することができるので、超電導線材1aが
重ね巻きされていても上層と下層の超電導線材1a、1
aの両方に空気又は酸素が効率良く供給され、超電導体
形成層13aが効率良く酸化されて超電導特性が優れた
超電導体とすることができる点で有利である。
【0016】ついで、熱処理用コイル30を電気炉等の
熱処理炉(図示略)内に入れて450℃〜550℃程
度、1〜10時間程度の熱処理を施す。ここでの熱処理
を施す際、上記ガス供給源からガス供給管22を経てガ
ス導入口21からボビン20の内部空間に空気又は酸素
を供給するとともに上記ガス吹き出し口23aから空気
又は酸素を吹き出しながら熱処理を行うと、超電導体形
成層13aに十分酸素が供給され、超電導特性が優れた
超電導体からなる酸化物超電導層13を有する酸化物超
電導導体1が得られる。ついで、上記熱処理炉内を徐冷
後、熱処理用コイル30を取り出し、このコイル30か
ら酸化物超電導導体1を外すと目的とする酸化物超電導
導体1が得られる。この後、酸化物超電導導体1は必要
に応じて他のボビンに巻き付ける等の加工が施されて製
品とされる。
【0017】本実施形態の酸化物超電導導体の製造方法
では、熱処理を施す前に積層物10の周囲に安定化層1
4を形成することにより、超電導線材1aは最外層に安
定化層14を有したものとなり、テープ状の基材11は
表面に露出していない。このように超電導線材1aは基
材11が露出していないので、この超電導線材1aをボ
ビン20に巻き付けた熱処理用コイル30に空気雰囲気
中又は酸素雰囲気中で熱処理を施しても、基材11の優
先酸化を防止でき、超電導体形成層13aに効率良く酸
素が供給されるので、超電導特性を向上した超電導体か
らなる酸化物超電導層13を形成でき、超電導特性が優
れた長尺の酸化物超電導体を製造できる。また、超電導
体形成層13a側の安定化層14の厚みが10μm程度
以下であれば、超電導線材1aをボビン20に重ね巻き
しても熱処理時に超電導体形成層13aに効率良く酸素
が供給され、超電導特性を向上した超電導体からなる酸
化物超電導層13を形成できるので、熱処理炉を大型化
することなく、臨界電流密度等の超電導特性が優れた長
尺の酸化物超電導導体を製造できる。本実施形態の製造
方法によれば、従来の製造方法で用いるものと同じ大き
さの熱処理炉を用い、また、酸化物超電導導体の全体の
厚みを同じ大きさとする場合、従来法で作製する場合よ
りも10倍以上の長さの酸化物超電導導体を製造するこ
とも可能である。また、熱処理用コイル30に熱処理を
施す際にボビン20のガス導入口21からボビン20の
内部空間に空気又は酸素を供給するとともにガス吹き出
し口23aから空気又は酸素を吹き出すようにすること
で、超電導線材1aの周囲が十分な空気雰囲気又は酸素
雰囲気になり、超電導体形成層13aに効率良く酸素が
供給され、超電導特性を向上した超電導体からなる酸化
物超電導層13を形成できる。
【0018】
【実施例】(実験例1)以下のように安定化層の厚みが
異なる超電導線材を用いて長尺の酸化物超電導導体を作
製したときの77K、0Tにおける臨界電流密度および
クエンチ防止効果について調べた。その結果を表1に示
す。イオンビームスパッタ装置を使用し、この装置の成
膜室の内部を真空ポンプで真空引きして2×10-2Pa
に減圧した。テープ状の基材として幅10mm、厚さ
0.1mm、長さ100mのハステロイC276(商品
名)テープを使用した。ターゲットはYSZ製のものを
用い、スパッタ電圧1200V、スパッタ電流700m
Aに設定し、イオンビーム源のビームの入射角度を55
度に設定し、イオン源のアシスト電圧を200Vに、イ
オンビームの電流密度を100μA/cm 2 に設定して
上記基材を成膜室内を移動させながらこの基材の上面上
にスパッタリングと同時にイオン照射を行って6時間成
膜処理することで厚さ1.0μmの中間層を形成した。
次いで、形成した中間層上にレーザ蒸着装置を用いて厚
さ1μmの超電導体形成層を形成することにより長尺の
積層物を作製した。ここではターゲットとしてY1Ba2
Cu3.07-x なる組成から構成されたターゲットを用
いた。蒸着処理室の内部を5×10-3Paに減圧した
後、内部に酸素を導入し2×101Paとした後、レー
ザ蒸着を行った。ターゲット蒸発用のレーザとして波長
248nmのKrFレーザを用いた。
【0019】ついで作製した積層物の周囲に蒸着法によ
り厚さ1〜20μmのAgからなる安定化層を形成して
長尺の超電導線材を作製した。ついで、作製した長尺の
超電導線材を図4と同様のステンレス鋼製のボビンに重
ね巻きして図5に示すような熱処理用コイルを作製し
た。ここで用いたボビンには外壁表面に、アルミナがコ
ーティングされているものを使用した。ついで、作製し
た熱処理用コイルを電気炉内に入れて500℃、1時間
の熱処理を施し、酸化物超電導層を有する酸化物超電導
導体を作製した。ここでの熱処理を施す際、ガス供給源
からガス供給管を経てガス導入口から上記ボビンの内部
空間に酸素を供給するとともに上記ガス吹き出し口から
酸素を流量5リットル/分で吹き出しながら熱処理を行
った。ついで、上記電気炉内を徐冷後、熱処理用コイル
を取り出し、このコイルから酸化物超電導導体を外して
幅10mm、厚さ0.1mm、長さ100mの酸化物超
電導導体を得た。
【0020】 「表1」 酸化物超電導導体 安定化層の厚み 臨界電流密度 クエンチの有無 (μm) (A/cm2) サンプルNo.1 1 5.4×105 有 サンプルNo.2 2 5.2×105 有 サンプルNo.3 5 5.0×105 無 サンプルNo.4 10 4.8×105 無 サンプルNo.5 20 3.0×105
【0021】なお、表1中の安定化層の厚みの欄の各数
値は、長尺の積層物の周囲に安定化層を均一の厚みで形
成したときの値であり、すなわち、積層物の上側および
下側の安定化層の厚みを同じ厚みにしたときの片側の厚
みの値である。表1に示す結果から積層物の周囲に形成
する安定化層の厚みを5μm未満にすると(安定化層の
厚みの合計が10μm未満にすると、言い換えれば、超
電導体形成層の厚みの10倍未満の厚みにすると)クエ
ンチが生じ、安定化層としての役割が低下しており、1
0μmより厚いと酸素透過性が悪くなり、臨界電流密度
が低下していることがわかる。従って、積層物の周囲に
形成する安定化層の厚みが5μm以上10μm以下の範
囲であると、優れた臨界電流が得られ、クエンチも防止
できることがわかる。なお、上記実験例では積層物の周
囲に厚みが均一の安定化層を形成したが、超電導体形成
層側とテープ状の基材側の安定化層の厚みは異なるもの
であってもよく、その場合、上記の実験結果より、超電
導体形成層側の安定化層の厚みを5μm以上10μm以
下とすれば優れた臨界電流が得られ、クエンチも防止で
き、テープ状の基材側の安定化層の厚みを超電導体形成
層側の安定化層の厚みより厚し、好ましくは5μmより
厚くし、さらに好ましくは10μmより厚くすることで
酸素透過性が悪くなるので、テープ状の基材の優先酸化
を防止できることがわかる。なお、安定化層の合計の厚
みが超電導体形成層の厚みの10倍以上とするならば、
超電導体形成層側の安定化層の厚みは5μmよりも薄く
てもよい。
【0022】なお、比較のために積層物の周囲でなく超
電導体形成層の上面に厚さ10μmのAg安定化層を形
成した超電導線材を用い、この超電導線材を通常のボビ
ン(ガス吹き出し口やガス供給口が形成されていないも
の)に重ならないように巻き付ける場合、最大10mの
長さまでの超電導線材しか熱処理が行えなかった。これ
に対して本発明により熱処理をすると、100m以上の
長さの超電導線材に熱処理を施すことができた。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明の酸化物超電
導導体の製造方法によれば、長尺の超電導線材に熱処理
を施す際に、熱処理炉を大型化することなく、超電導体
形成層に効率良く酸素を供給でき、超電導特性が優れた
長尺の酸化物超電導導体を製造できるできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明の実施形態の酸化物超電導導
体の製造方法により製造した酸化物超電導導体を示す図
である。
【図2】 図2は、本発明の実施形態の酸化物超電導導
体の製造方法により製造した積層物を示す図である。
【図3】 図3は、本発明の実施形態の酸化物超電導導
体の製造方法により製造した超電導線材を示す図であ
る。
【図4】 図4は、本発明の実施形態の酸化物超電導導
体の製造方法に用いるボビンを示す斜視図である。
【図5】 図5は、本発明の実施形態の酸化物超電導導
体の製造方法に用いる熱処理用コイルを示す斜視図であ
る。
【図6】 図5のX−X線断面図である。
【図7】 従来の長尺の酸化物超電導導体の製造方法の
説明図である。
【符号の説明】
1・・・酸化物超電導導体、1a・・・超電導線材、10・・・
積層物、11・・・テープ状の基材、12・・・中間層、13
・・・酸化物超電導層、13a・・・超電導体形成層、14・・
・安定化層、20・・・ボビン、21・・・ガス導入口、22・
・・ガス供給管、23・・・外壁、23a・・・ガス吹き出し
口、30・・・コイル、35・・・多孔質のスペーサ、tl、
t2…厚み。
フロントページの続き (72)発明者 大口 雄三 東京都江東区木場1丁目5番1号 株式会 社フジクラ内 Fターム(参考) 4M113 AD35 AD36 AD68 BA04 BA11 BA16 CA34 CA35 CA36 5G321 AA04 BA03 CA18 CA24 CA42 DA10 DB39 DB46

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 テープ状の基材上に成膜法により中間層
    を形成し、ついで該中間層上に酸化物超電導体からなる
    超電導体形成層あるいは熱処理によって酸化物超電導体
    となる超電導体形成層を形成して積層物とし、ついで該
    積層物の周囲に安定化層を形成して超電導線材とした
    後、この超電導線材をボビンに巻き付けた熱処理用コイ
    ルに大気雰囲気中又は酸素雰囲気中で熱処理を施すこと
    を特徴とする酸化物超電導導体の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記ボビンとして、該ボビンの内部空間
    に空気又は酸素を導入するためのガス導入口が設けら
    れ、該ボビンの外壁に、前記内部空間に連通し、該内部
    空間に導入された空気又は酸素を超電導線材に供給する
    ためのガス吹き出し口が多数形成されたものを用い、前
    記熱処理用コイルに熱処理を施す際に前記ボビンのガス
    導入口からボビンの内部空間に空気又は酸素を供給する
    とともに前記ガス吹き出し口から空気又は酸素を吹き出
    すことを特徴とする請求項1記載の酸化物超電導導体の
    製造方法。
  3. 【請求項3】 前記超電導線材をボビンに巻き付ける際
    に、前記超電導線材を重ね巻きし、その際、上層と下層
    の超電導線材間に多孔質のスペーサを介在することを特
    徴とする請求項1又は2記載の酸化物超電導導体の製造
    方法。
  4. 【請求項4】 前記積層物の周囲に安定化層を形成する
    際、前記テープ状の基材側の安定化層の厚みを前記超電
    導体形成層側の安定化層の厚みより厚くすることを特徴
    とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の酸化物超
    電導導体の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記超電導体形成層側の安定化層の厚み
    を10μm以下とすることを特徴とする請求項4記載の
    酸化物超電導導体の製造方法。
  6. 【請求項6】 テープ状の基材上に中間層が形成され、
    該中間層上に酸化物超電導層が形成されてなる積層物の
    周囲に安定化層が形成されてなり、前記安定化層はテー
    プ状の基材側の厚みが前記酸化物超電導層側の厚みより
    厚く形成されていることを特徴とする酸化物超電導導
    体。
  7. 【請求項7】 前記酸化物超電導層側の安定化層の厚み
    が10μm以下であることを特徴とする請求項6記載の
    酸化物超電導導体。
  8. 【請求項8】 前記テープ状の基材側の安定化層の厚み
    と前記酸化物超電導層側の安定化層の厚みの合計は前記
    酸化物超電導層の厚みの10倍以上の厚みであることを
    特徴とする請求項6又は7記載の酸化物超電導導体。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008282584A (ja) * 2007-05-08 2008-11-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 超電導テープおよびその製造方法
JP2009151993A (ja) * 2007-12-19 2009-07-09 Sumitomo Electric Ind Ltd 超電導線材、超電導線材の製造方法、超電導導体の製造方法、超電導機器の製造方法および超電導線材の製造装置
JP2010160944A (ja) * 2009-01-07 2010-07-22 Sumitomo Electric Ind Ltd 薄膜超電導線材の製造方法および薄膜超電導線材
JP2012033755A (ja) * 2010-07-30 2012-02-16 Fujikura Ltd 超電導装置の保護運転方法と超電導装置
WO2012060425A1 (ja) * 2010-11-02 2012-05-10 古河電気工業株式会社 超電導線材用基材、超電導線材及び超電導線材の製造方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008282584A (ja) * 2007-05-08 2008-11-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 超電導テープおよびその製造方法
JP2009151993A (ja) * 2007-12-19 2009-07-09 Sumitomo Electric Ind Ltd 超電導線材、超電導線材の製造方法、超電導導体の製造方法、超電導機器の製造方法および超電導線材の製造装置
JP2010160944A (ja) * 2009-01-07 2010-07-22 Sumitomo Electric Ind Ltd 薄膜超電導線材の製造方法および薄膜超電導線材
JP2012033755A (ja) * 2010-07-30 2012-02-16 Fujikura Ltd 超電導装置の保護運転方法と超電導装置
WO2012060425A1 (ja) * 2010-11-02 2012-05-10 古河電気工業株式会社 超電導線材用基材、超電導線材及び超電導線材の製造方法
CN103052997A (zh) * 2010-11-02 2013-04-17 古河电气工业株式会社 超导线材用基材、超导线材和超导线材的制造方法
US8921276B2 (en) 2010-11-02 2014-12-30 Furukawa Electric Co., Ltd. Substrate for superconducting wire rod, superconducting wire rod, and method for producing superconducting wire rod
JP5981346B2 (ja) * 2010-11-02 2016-08-31 古河電気工業株式会社 超電導線材用基材、超電導線材及び超電導線材の製造方法

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