JP2003331668A - 超電導線材の製造方法 - Google Patents
超電導線材の製造方法Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 フィラメントブリッジを抑制してJcを向上さ
せることができる超電導線材の製造方法を提供する。 【解決手段】 超電導相の原料粉末を第１金属パイプ20
に充填し、この第１金属パイプ20に塑性加工を施してク
ラッド線30を得る工程と、複数本の前記クラッド線30を
第２金属パイプ40に挿入し、この第２金属パイプ40に圧
延などの塑性加工を施して多芯線を得る工程とを具え
る。この第１金属パイプ20は、その「肉厚／内径」を0.
06以上とする。
せることができる超電導線材の製造方法を提供する。 【解決手段】 超電導相の原料粉末を第１金属パイプ20
に充填し、この第１金属パイプ20に塑性加工を施してク
ラッド線30を得る工程と、複数本の前記クラッド線30を
第２金属パイプ40に挿入し、この第２金属パイプ40に圧
延などの塑性加工を施して多芯線を得る工程とを具え
る。この第１金属パイプ20は、その「肉厚／内径」を0.
06以上とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超電導線材の製造
方法に関するものである。特に、臨界電流密度（Jc）を
向上できる超電導線材の製造方法に関するものである。
方法に関するものである。特に、臨界電流密度（Jc）を
向上できる超電導線材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】パウダーインチューブ法によりBi2223相
などの酸化物超電導体を長尺のテープ状線材に形成する
技術が知られている。この方法は、まず超電導相の原料
粉末を銀などの第１金属パイプに充填する。次に、この
第１金属パイプを伸線加工してクラッド線とする。複数
のクラッド線を束ねて銀などの第２金属パイプに挿入
し、伸線加工して多芯線とする。この多芯線を圧延加工
してテープ状線材とする。テープ状線材に一次熱処理を
施して目的の超電導相を生成させる。続いて、このテー
プ状線材を再度圧延してから二次熱処理を施して、超電
導相の結晶粒同士を接合させる。これら２回の塑性加工
と熱処理は、1回しか行わない場合もあるが、一般に大
気雰囲気下にて行われる。そして、金属シース中に多数
の超電導フィラメントが含まれるテープ状線材を得る。
などの酸化物超電導体を長尺のテープ状線材に形成する
技術が知られている。この方法は、まず超電導相の原料
粉末を銀などの第１金属パイプに充填する。次に、この
第１金属パイプを伸線加工してクラッド線とする。複数
のクラッド線を束ねて銀などの第２金属パイプに挿入
し、伸線加工して多芯線とする。この多芯線を圧延加工
してテープ状線材とする。テープ状線材に一次熱処理を
施して目的の超電導相を生成させる。続いて、このテー
プ状線材を再度圧延してから二次熱処理を施して、超電
導相の結晶粒同士を接合させる。これら２回の塑性加工
と熱処理は、1回しか行わない場合もあるが、一般に大
気雰囲気下にて行われる。そして、金属シース中に多数
の超電導フィラメントが含まれるテープ状線材を得る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の超電導
線材では、主に圧延により、隣接するフィラメント同士
がつながるフィラメントブリッジが生じ、臨界電流密度
Jcの向上の妨げとなっていた。
線材では、主に圧延により、隣接するフィラメント同士
がつながるフィラメントブリッジが生じ、臨界電流密度
Jcの向上の妨げとなっていた。
【０００４】クラッド線を作製する際、超電導相の原料
粉末は第１金属パイプに充填されている。そのため、図
5に示すように、クラッド線30を第２金属パイプ40に挿
入・伸線して多芯線を作製し、さらに圧延してテープ状
線材とされた後も、理想的には、各フィラメントは互い
に接することなく独立しているはずである。しかし、実
際には圧延条件などにより、図６、図７に示すように、
金属シース2内において隣接するフィラメント1同士が接
するフィラメントブリッジが生じ、Jcを向上させること
ができなかった。
粉末は第１金属パイプに充填されている。そのため、図
5に示すように、クラッド線30を第２金属パイプ40に挿
入・伸線して多芯線を作製し、さらに圧延してテープ状
線材とされた後も、理想的には、各フィラメントは互い
に接することなく独立しているはずである。しかし、実
際には圧延条件などにより、図６、図７に示すように、
金属シース2内において隣接するフィラメント1同士が接
するフィラメントブリッジが生じ、Jcを向上させること
ができなかった。
【０００５】従って、本発明の主目的は、フィラメント
ブリッジを抑制してJcを向上させることができる超電導
線材の製造方法を提供することにある。
ブリッジを抑制してJcを向上させることができる超電導
線材の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、クラッド線を
作製する段階において、超電導相の原料粉末が充填され
る金属パイプの寸法を特定することで上記の目的を達成
する。
作製する段階において、超電導相の原料粉末が充填され
る金属パイプの寸法を特定することで上記の目的を達成
する。
【０００７】すなわち、本発明超電導線材の製造方法
は、超電導相の原料粉末を第１金属パイプに充填し、こ
の第１金属パイプに塑性加工を施してクラッド線を得る
工程と、複数本の前記クラッド線を第２金属パイプに挿
入し、この第２金属パイプに塑性加工を施して多芯線を
得る工程とを具える。そして、前記第１金属パイプは、
その「肉厚／内径」が0.06以上であることを特徴とす
る。
は、超電導相の原料粉末を第１金属パイプに充填し、こ
の第１金属パイプに塑性加工を施してクラッド線を得る
工程と、複数本の前記クラッド線を第２金属パイプに挿
入し、この第２金属パイプに塑性加工を施して多芯線を
得る工程とを具える。そして、前記第１金属パイプは、
その「肉厚／内径」が0.06以上であることを特徴とす
る。
【０００８】フィラメントブリッジを抑制するには、第
１金属パイプの肉厚を厚くすることも考えられる。しか
し、第１金属パイプの肉厚を大きくすると、テープ状線
材とした際の断面における金属シース（銀など）の面積
比が増えてしまい、超電導相の面積比が少なくなってし
まう。そのため、性能面からは極力金属シース材を少な
くしながらフィラメントブリッジを抑制できる適正な条
件を見出すことが求められる。
１金属パイプの肉厚を厚くすることも考えられる。しか
し、第１金属パイプの肉厚を大きくすると、テープ状線
材とした際の断面における金属シース（銀など）の面積
比が増えてしまい、超電導相の面積比が少なくなってし
まう。そのため、性能面からは極力金属シース材を少な
くしながらフィラメントブリッジを抑制できる適正な条
件を見出すことが求められる。
【０００９】本発明者らは、クラッド線作製時に用いる
第１金属パイプの「肉厚／内径」に着目して種々の試験
・検討を行い、フィラメントブリッジの発生程度を「ブ
リッジング指標」と言う指標を用いて評価することで、
本発明を完成するに至った。
第１金属パイプの「肉厚／内径」に着目して種々の試験
・検討を行い、フィラメントブリッジの発生程度を「ブ
リッジング指標」と言う指標を用いて評価することで、
本発明を完成するに至った。
【００１０】「ブリッジング指標」は、図１に示すよう
に、テープ状線材の断面において、超電導フィラメント
1と金属シース2との境界合計長FL（実線部）とフィラメ
ントブリッジが生じているブリッジング合計長BLとを用
いて次式で表される。ブリッジング合計長BLは全超電導
フィラメントにおけるブリッジ部の長さの合計を言う。
例えば、合計３つの超電導フィラメントが互いに接触し
ている場合、ブリッジングしている箇所（破線部）の合
計長さD1+D2がBLとなる。 ブリッジング指標＝FL／（FL＋BL×2）
に、テープ状線材の断面において、超電導フィラメント
1と金属シース2との境界合計長FL（実線部）とフィラメ
ントブリッジが生じているブリッジング合計長BLとを用
いて次式で表される。ブリッジング合計長BLは全超電導
フィラメントにおけるブリッジ部の長さの合計を言う。
例えば、合計３つの超電導フィラメントが互いに接触し
ている場合、ブリッジングしている箇所（破線部）の合
計長さD1+D2がBLとなる。 ブリッジング指標＝FL／（FL＋BL×2）
【００１１】ブリッジング指標が1ならばフィラメント
間にブリッジが全くないことを示し、ブリッジング指標
が１より小さくなるにつれてブリッジが増加する。
間にブリッジが全くないことを示し、ブリッジング指標
が１より小さくなるにつれてブリッジが増加する。
【００１２】後述する試験例により詳しく説明するが、
「ブリッジング指標」が0.06以上であれば、ほぼ20kA/c
m2以上のJcを持つ超電導線材が得られ、同指標が0.07以
上であれば、ほぼ30kA/cm2以上のJcを持つ超電導線材が
得られ、同指標が0.085以上であれば、ほぼ40kA/cm2以
上のJcを持つ超電導線材が得られる。従って、「肉厚／
内径」は0.07以上であることが好ましく、特に0.085以
上であることが一層好ましい。
「ブリッジング指標」が0.06以上であれば、ほぼ20kA/c
m2以上のJcを持つ超電導線材が得られ、同指標が0.07以
上であれば、ほぼ30kA/cm2以上のJcを持つ超電導線材が
得られ、同指標が0.085以上であれば、ほぼ40kA/cm2以
上のJcを持つ超電導線材が得られる。従って、「肉厚／
内径」は0.07以上であることが好ましく、特に0.085以
上であることが一層好ましい。
【００１３】以下、本発明をより詳しく説明する。
（製造工程の概要）本発明超電導線材の製造工程は、通
常、「原料粉末の調整→クラッド線の作製→多芯線の作
製→圧延してテープ状線材の作製→熱処理」により行わ
れる。必要に応じて、圧延と熱処理を複数回繰り返す。
例えば、「多芯線の作製」に続いて「一次圧延してテー
プ状線材の作製→一次熱処理→テープ状線材の二次圧延
→二次熱処理」を行う。
常、「原料粉末の調整→クラッド線の作製→多芯線の作
製→圧延してテープ状線材の作製→熱処理」により行わ
れる。必要に応じて、圧延と熱処理を複数回繰り返す。
例えば、「多芯線の作製」に続いて「一次圧延してテー
プ状線材の作製→一次熱処理→テープ状線材の二次圧延
→二次熱処理」を行う。
【００１４】（原料粉末）原料粉末には、最終的に77K
以上の臨界温度を持ちうる超電導相が得られるように配
合した粉末が好適である。この原料粉末には、複合酸化
物を所定の組成比となるように混合した粉末のみなら
ず、その混合粉末を焼結し、これを粉砕した粉末も含ま
れる。
以上の臨界温度を持ちうる超電導相が得られるように配
合した粉末が好適である。この原料粉末には、複合酸化
物を所定の組成比となるように混合した粉末のみなら
ず、その混合粉末を焼結し、これを粉砕した粉末も含ま
れる。
【００１５】例えば、最終的にBi2223系超電導線材を得
る場合、出発原料にはBi2O3、PbO、SrCO3、CaCO3、CuO
を用いる。これら粉末を700〜870℃、10〜40時間、大気
雰囲気又は減圧雰囲気下にて少なくとも1回焼結する。
このような焼結により、Bi2223相よりもBi2212相が主体
となった原料粉末を得ることができる。
る場合、出発原料にはBi2O3、PbO、SrCO3、CaCO3、CuO
を用いる。これら粉末を700〜870℃、10〜40時間、大気
雰囲気又は減圧雰囲気下にて少なくとも1回焼結する。
このような焼結により、Bi2223相よりもBi2212相が主体
となった原料粉末を得ることができる。
【００１６】具体的な組成比は、BiaPbbSrcCadCueでa＋
b：c：d：e＝1.7〜2.8：1.7〜2.5：1.7〜2.8：3を満た
すものが好ましい。中でもBiまたはBi＋Pb：Sr：Ca：Cu
＝2：2：2：3を中心とする組成が好適である。特に、Bi
は1.8付近、Pbは0.3〜0.4、Srは2付近、Caは2.2付近、C
uは3.0付近が望ましい。
b：c：d：e＝1.7〜2.8：1.7〜2.5：1.7〜2.8：3を満た
すものが好ましい。中でもBiまたはBi＋Pb：Sr：Ca：Cu
＝2：2：2：3を中心とする組成が好適である。特に、Bi
は1.8付近、Pbは0.3〜0.4、Srは2付近、Caは2.2付近、C
uは3.0付近が望ましい。
【００１７】この原料粉末は、最大粒径が2.0μｍ以下
であり、平均粒径が1.0μｍ以下であることが好まし
い。このような微粉末を用いることで、高温超電導相を
生成しやすくなる。
であり、平均粒径が1.0μｍ以下であることが好まし
い。このような微粉末を用いることで、高温超電導相を
生成しやすくなる。
【００１８】（クラッド線の作製）クラッド線の作製
は、前記原料粉末を安定化材となる第1金属パイプに充
填し、この第1金属パイプを伸線することで行う。この
伸線加工により、安定化材中に超電導相の原料粉末が単
芯に配置されたクラッド線が形成される。クラッド線の
断面形状は円形のものや多角形のものがある。
は、前記原料粉末を安定化材となる第1金属パイプに充
填し、この第1金属パイプを伸線することで行う。この
伸線加工により、安定化材中に超電導相の原料粉末が単
芯に配置されたクラッド線が形成される。クラッド線の
断面形状は円形のものや多角形のものがある。
【００１９】ここで用いる第1金属パイプの寸法を、
「肉厚／内径」が0.06以上、好ましくは0.07以上、さら
に好ましくは0.085以上となるように選択する。第1金属
パイプの断面形状は、円形や多角形（特に正多角形）が
挙げられる。金属パイプ内周の断面形状が多角形の場
合、その多角形に外接する円の直径を「内径」とする。
「肉厚／内径」が0.06以上、好ましくは0.07以上、さら
に好ましくは0.085以上となるように選択する。第1金属
パイプの断面形状は、円形や多角形（特に正多角形）が
挙げられる。金属パイプ内周の断面形状が多角形の場
合、その多角形に外接する円の直径を「内径」とする。
【００２０】また、第１金属パイプの材料としては、A
g、Cu、Fe、Ni、Cr、Ti、Mo、W、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru、
Osより選択される金属またはこれらの金属をベースとす
る合金が好ましい。特に、酸化物超電導体との反応性や
加工性からAgまたはAg合金が好ましい。
g、Cu、Fe、Ni、Cr、Ti、Mo、W、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru、
Osより選択される金属またはこれらの金属をベースとす
る合金が好ましい。特に、酸化物超電導体との反応性や
加工性からAgまたはAg合金が好ましい。
【００２１】（多芯線の作製）多芯線の作製は、複数本
のクラッド線を第2金属パイプ中に束ねて挿入し、この
金属パイプを伸線することで行う。これにより、安定化
材中に超電導相の原料粉末が多芯に配置された多芯線が
形成される。
のクラッド線を第2金属パイプ中に束ねて挿入し、この
金属パイプを伸線することで行う。これにより、安定化
材中に超電導相の原料粉末が多芯に配置された多芯線が
形成される。
【００２２】この多芯線の作製に用いる第2金属パイプ
の材料、断面形状もクラッド線の作製に用いる第1金属
パイプと同様である。クラッド線の配置の仕方は、断面
が円形の第2金属パイプ中に複数のクラッド線を多角形
に配置したり、断面が六角形の第2金属パイプ中に複数
のクラッド線を配置することなどが挙げられる。
の材料、断面形状もクラッド線の作製に用いる第1金属
パイプと同様である。クラッド線の配置の仕方は、断面
が円形の第2金属パイプ中に複数のクラッド線を多角形
に配置したり、断面が六角形の第2金属パイプ中に複数
のクラッド線を配置することなどが挙げられる。
【００２３】（圧延加工）上記の多芯線を圧延してテー
プ状線材とする。多芯線からテープ状線材に加工するの
は、最終的に形成される超電導導体の結晶の向きを揃え
るためである。一般に、酸化物系の超電導導体は結晶の
方向により流すことができる電流密度に大きな違いがあ
り、結晶方向を揃えることでより大きな電流密度を得る
ことができる。二次圧延まで行う場合、二次圧延は一次
熱処理による反応で形成された空隙を押し潰し、後に行
う二次熱処理で超電導体の結晶同士を強固に結合させる
ために行われる。
プ状線材とする。多芯線からテープ状線材に加工するの
は、最終的に形成される超電導導体の結晶の向きを揃え
るためである。一般に、酸化物系の超電導導体は結晶の
方向により流すことができる電流密度に大きな違いがあ
り、結晶方向を揃えることでより大きな電流密度を得る
ことができる。二次圧延まで行う場合、二次圧延は一次
熱処理による反応で形成された空隙を押し潰し、後に行
う二次熱処理で超電導体の結晶同士を強固に結合させる
ために行われる。
【００２４】クラッド線を多角形に配置して製造した多
芯線を圧延する際、圧延方向を多角形に配置されたクラ
ッド線の対角方向または対辺方向とすることが望まし
い。
芯線を圧延する際、圧延方向を多角形に配置されたクラ
ッド線の対角方向または対辺方向とすることが望まし
い。
【００２５】対角方向に圧延した場合、超電導フィラメ
ントはテープ状線材の厚さ方向に整列して並ぶ。その結
果、テープ状線材の幅方向中央部に最も多数のフィラメ
ントが積層され、両端部にフィラメントの積層数が少な
くなる配列となる。中でも、中央部のフィラメントが最
も大きく圧縮されているため、中央部の特性が良いテー
プ状線材を得ることができる。
ントはテープ状線材の厚さ方向に整列して並ぶ。その結
果、テープ状線材の幅方向中央部に最も多数のフィラメ
ントが積層され、両端部にフィラメントの積層数が少な
くなる配列となる。中でも、中央部のフィラメントが最
も大きく圧縮されているため、中央部の特性が良いテー
プ状線材を得ることができる。
【００２６】一方、対辺方向に圧延した場合、超電導フ
ィラメントはテープ状線材の厚さ方向に交互に整列して
並ぶ。その結果、テープ状線材の幅方向の大半にわたっ
てほぼ均等にフィラメントが配列されて、Jc特性に優れ
たテープ状線材を得ることができる。特に、対辺方向へ
の圧延は、圧縮が行いやすく、より小さい力で圧延を行
うことができる。
ィラメントはテープ状線材の厚さ方向に交互に整列して
並ぶ。その結果、テープ状線材の幅方向の大半にわたっ
てほぼ均等にフィラメントが配列されて、Jc特性に優れ
たテープ状線材を得ることができる。特に、対辺方向へ
の圧延は、圧縮が行いやすく、より小さい力で圧延を行
うことができる。
【００２７】（熱処理）熱処理は、代表的には一次熱処
理と二次熱処理の２回行われる。一次熱処理は、主とし
てBi2223相などの超電導相を生成させることを目的とし
て行われる。二次熱処理は、主としてBi2223相などの結
晶粒同士を強固に結合させるために行う。
理と二次熱処理の２回行われる。一次熱処理は、主とし
てBi2223相などの超電導相を生成させることを目的とし
て行われる。二次熱処理は、主としてBi2223相などの結
晶粒同士を強固に結合させるために行う。
【００２８】処理温度は、一次熱処理・二次熱処理共に
815℃超860℃以下とすることが好ましい。より好ましく
は830℃〜850℃程度である。特に、一次熱処理を840℃
以上850℃以下とし、二次熱処理を830℃以上840℃以下
とすることが好適である。さらに、二次熱処理を上記温
度内の異なる温度で多段階（特に２段階）に行っても良
い。
815℃超860℃以下とすることが好ましい。より好ましく
は830℃〜850℃程度である。特に、一次熱処理を840℃
以上850℃以下とし、二次熱処理を830℃以上840℃以下
とすることが好適である。さらに、二次熱処理を上記温
度内の異なる温度で多段階（特に２段階）に行っても良
い。
【００２９】処理時間は、一次熱処理・二次熱処理共に
50時間以上250時間以下とすることが好ましい。特に、
二次熱処理を100時間以上とすることが好適である。
50時間以上250時間以下とすることが好ましい。特に、
二次熱処理を100時間以上とすることが好適である。
【００３０】雰囲気は、一次熱処理・二次熱処理共に大
気雰囲気にて行えば良い。より好ましくは、大気と同成
分からなる気流中で熱処理を施すことである。その際、
熱処理雰囲気における水分の含有率を低下させることが
好ましい。
気雰囲気にて行えば良い。より好ましくは、大気と同成
分からなる気流中で熱処理を施すことである。その際、
熱処理雰囲気における水分の含有率を低下させることが
好ましい。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。「原料粉末の調整→クラッド線の作製→多芯線の
作製→一次圧延加工→一次熱処理→二次圧延加工→二次
熱処理」の製造工程によりBi2223テープ状線材を製造す
る。その際、クラッド線の作製工程において、原料粉末
を充填する第１金属パイプの肉厚と内径を種々変更して
テープ状線材の作製を行い、得られたテープ状線材のブ
リッジング指標および臨界電流密度Jcを確認する。
する。「原料粉末の調整→クラッド線の作製→多芯線の
作製→一次圧延加工→一次熱処理→二次圧延加工→二次
熱処理」の製造工程によりBi2223テープ状線材を製造す
る。その際、クラッド線の作製工程において、原料粉末
を充填する第１金属パイプの肉厚と内径を種々変更して
テープ状線材の作製を行い、得られたテープ状線材のブ
リッジング指標および臨界電流密度Jcを確認する。
【００３２】図２(A)に示すように、Bi2O3、PbO、SrC
O3、CaCO3、CuOの各粉末を1.81：0.40：1.98：2.20：3.
01の割合で混合して混合粉末10を作製する。混合粉末10
を大気中にて700℃×8時間、800℃×10時間、133Pa（1T
orr）の減圧雰囲気において760℃×8時間の熱処理を順
次行う（図２B）。各熱処理後にはそれぞれ粉砕を行
う。このようにして得られた粉末をさらに845℃×12時
間の熱処理（図２B）して原料粉末を調整する。この原
料粉末11を肉厚2.0〜4.5mm、内径31.5〜34.0mm、外径3
6.0mmの銀パイプ20（第１金属パイプ）に充填し（図２
C）、直径2.4mmまで伸線して断面が円形のクラッド線30
を作製する（図２D）。
O3、CaCO3、CuOの各粉末を1.81：0.40：1.98：2.20：3.
01の割合で混合して混合粉末10を作製する。混合粉末10
を大気中にて700℃×8時間、800℃×10時間、133Pa（1T
orr）の減圧雰囲気において760℃×8時間の熱処理を順
次行う（図２B）。各熱処理後にはそれぞれ粉砕を行
う。このようにして得られた粉末をさらに845℃×12時
間の熱処理（図２B）して原料粉末を調整する。この原
料粉末11を肉厚2.0〜4.5mm、内径31.5〜34.0mm、外径3
6.0mmの銀パイプ20（第１金属パイプ）に充填し（図２
C）、直径2.4mmまで伸線して断面が円形のクラッド線30
を作製する（図２D）。
【００３３】このクラッド線30を61本束ねて六角形とな
るように配置し、外径25mm、内径22mmの銀パイプ40（第
２金属パイプ）に挿入して（図2E）、これを直径1.5mm
にまで伸線して多芯線50を得る（図２F）。
るように配置し、外径25mm、内径22mmの銀パイプ40（第
２金属パイプ）に挿入して（図2E）、これを直径1.5mm
にまで伸線して多芯線50を得る（図２F）。
【００３４】次に、得られた多芯線50を圧延し（一次圧
延：図２G）、テープ状線材60に加工する。得られたテ
ープ状線材60に大気雰囲気にて840℃〜850℃×50時間の
一次熱処理を施す（図２H）。一次熱処理後のテープ状
線材を幅4.2mm×厚さ0.21mmになるように再圧延する
（二次圧延：図２G）。そして、再圧延後のテープ状線
材60に大気雰囲気にて840℃〜850℃×50時間〜150時間
の二次熱処理を施す（図２H）。
延：図２G）、テープ状線材60に加工する。得られたテ
ープ状線材60に大気雰囲気にて840℃〜850℃×50時間の
一次熱処理を施す（図２H）。一次熱処理後のテープ状
線材を幅4.2mm×厚さ0.21mmになるように再圧延する
（二次圧延：図２G）。そして、再圧延後のテープ状線
材60に大気雰囲気にて840℃〜850℃×50時間〜150時間
の二次熱処理を施す（図２H）。
【００３５】得られたテープ状の超電導線材について、
まず「ブリッジング指標」を求めた。「ブリッジング指
標」は、図１に示したように、テープ状線材の断面観察
から、超電導フィラメント1と金属シース2（銀）との境
界合計長FL（実線部）とフィラメントブリッジが生じて
いるブリッジング合計長BLとを求めて、次式で算出す
る。ブリッジング合計長BLは全超電導フィラメントにお
けるブリッジ部の長さの合計を言う。例えば、合計３つ
の超電導フィラメントが互いに接触している場合、ブリ
ッジングしている箇所（破線部）の合計長さD1+D2がBL
となる。 ブリッジング指標＝FL／（FL＋BL×2）
まず「ブリッジング指標」を求めた。「ブリッジング指
標」は、図１に示したように、テープ状線材の断面観察
から、超電導フィラメント1と金属シース2（銀）との境
界合計長FL（実線部）とフィラメントブリッジが生じて
いるブリッジング合計長BLとを求めて、次式で算出す
る。ブリッジング合計長BLは全超電導フィラメントにお
けるブリッジ部の長さの合計を言う。例えば、合計３つ
の超電導フィラメントが互いに接触している場合、ブリ
ッジングしている箇所（破線部）の合計長さD1+D2がBL
となる。 ブリッジング指標＝FL／（FL＋BL×2）
【００３６】続いて、得られたテープ状線材について、
温度：77K、外部磁場の印加：なし、電圧：1μV／cmの
条件で臨界電流値Icを測定した。そして、テープ状線材
の断面観察から超電導相の面積を求め、「Ic／超電導相
面積」により臨界電流密度Jcを求めた。
温度：77K、外部磁場の印加：なし、電圧：1μV／cmの
条件で臨界電流値Icを測定した。そして、テープ状線材
の断面観察から超電導相の面積を求め、「Ic／超電導相
面積」により臨界電流密度Jcを求めた。
【００３７】ブリッジング指標と臨界電流密度との関係
を図3のグラフに、第1金属パイプの「肉厚／内径」とブ
リッジング指標との関係を図4のグラフに示す。
を図3のグラフに、第1金属パイプの「肉厚／内径」とブ
リッジング指標との関係を図4のグラフに示す。
【００３８】図3のグラフから、ブリッジング指標が0.8
5以上であれば20kA/cm2以上のJcを持つ超電導線材が得
られ、同指標が0.90以上であれば30kA/cm2以上のJcを持
つ超電導線材が得られ、同指標が0.945以上であれば40k
A/cm2以上のJcを持つ超電導線材が得られていることが
わかる。また、図4のグラフから、第1金属パイプの「肉
厚／内径」を0.06以上とすることで0.85以上のブリッジ
ング指標が得られ、「肉厚／内径」を0.07以上とするこ
とで0.90以上のブリッジング指標が得られ、「肉厚／内
径」を0.085以上とすることで0.945以上のブリッジング
指標が得られることがわかる。
5以上であれば20kA/cm2以上のJcを持つ超電導線材が得
られ、同指標が0.90以上であれば30kA/cm2以上のJcを持
つ超電導線材が得られ、同指標が0.945以上であれば40k
A/cm2以上のJcを持つ超電導線材が得られていることが
わかる。また、図4のグラフから、第1金属パイプの「肉
厚／内径」を0.06以上とすることで0.85以上のブリッジ
ング指標が得られ、「肉厚／内径」を0.07以上とするこ
とで0.90以上のブリッジング指標が得られ、「肉厚／内
径」を0.085以上とすることで0.945以上のブリッジング
指標が得られることがわかる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明超電導線材
の製造方法によれば、クラッド線を作製する際の第一金
属パイプの肉厚と内径の比率を特定することで、フィラ
メントブリッジが生じにくく、Jcの高い超電導線材を得
ることができる。
の製造方法によれば、クラッド線を作製する際の第一金
属パイプの肉厚と内径の比率を特定することで、フィラ
メントブリッジが生じにくく、Jcの高い超電導線材を得
ることができる。
【図１】ブリッジング指標の説明図である。
【図２】テープ状超電導線材の製造工程を示す模式説明
図である。
図である。
【図３】ブリッジング指標とJcとの関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図４】第1金属パイプの「肉厚／内径」とブリッジン
グ指標との関係を示すグラフである。
グ指標との関係を示すグラフである。
【図５】クラッド線を第２金属パイプ内に収納した状態
の断面図である。
の断面図である。
【図６】テープ状超電導線材の模式断面図である。
【図７】図6の破線円内の拡大図である。
1 超電導フィラメント
2 金属シース
10 混合粉末
11 原料粉末
20 銀パイプ（第1金属パイプ）
30 クラッド線
40 銀パイプ（第2金属パイプ）
50 多芯線
60 テープ状線材
Claims (3)
- 【請求項１】 超電導相の原料粉末を第１金属パイプに
充填し、この第１金属パイプに塑性加工を施してクラッ
ド線を得る工程と、 複数本の前記クラッド線を第２金属パイプに挿入し、こ
の第２金属パイプに塑性加工を施して多芯線を得る工程
とを具え、 前記第１金属パイプは、その「肉厚／内径」が0.06以上
であることを特徴とする超電導線材の製造方法。 - 【請求項２】 前記「肉厚／内径」が0.07以上であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の超電導線材の製造方
法。 - 【請求項３】 前記「肉厚／内径」が0.085以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の超電導線材の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002137712A JP2003331668A (ja) | 2002-05-13 | 2002-05-13 | 超電導線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002137712A JP2003331668A (ja) | 2002-05-13 | 2002-05-13 | 超電導線材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003331668A true JP2003331668A (ja) | 2003-11-21 |
Family
ID=29699388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002137712A Pending JP2003331668A (ja) | 2002-05-13 | 2002-05-13 | 超電導線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003331668A (ja) |
-
2002
- 2002-05-13 JP JP2002137712A patent/JP2003331668A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041221 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050105 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050509 |