JP2006147357A - 酸化物超電導線材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 超電導特性を向上することのできる酸化物超電導線材の製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明の酸化物超電導線材の製造方法は、以下の工程を備えている。酸化物超電導体の原材料粉末を金属で被覆した形態を有する線材を作製する（ステップＳ１〜４）。線材を圧延する圧延する（ステップＳ５）。圧延（ステップＳ５）後に、線材を加圧雰囲気で熱処理する（ステップＳ６）。圧延の際の線材の圧下率は５０％以上８０％以下である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、酸化物超電導線材の製造方法に関し、より特定的には、超電導特性を向上することのできる酸化物超電導線材の製造方法に関する。

従来から、酸化物超電導線材の製造方法として、酸化物超電導体の原材料粉末を金属管に充填した後、伸線加工や圧延加工を金属管に施すことによって得られた線材を熱処理して酸化物超電導体の原材料粉末を焼結し、酸化物超電導線材を得る方法が知られている。しかしながら、上記の焼結のための熱処理工程において線材に膨れが生じることにより、得られた酸化物超電導線材の超電導特性が低下する等の問題があった。

そこで、近年、線材を加圧雰囲気で熱処理することで超電導特性を向上させる手法が開発されつつある。たとえば特許文献１では、酸化物超電導体の粉末を充填してなる金属管またはその偏平体を加圧雰囲気で加熱処理して酸化物超電導体の粉末を焼結させることを特徴とする酸化物超電導線材の製造方法が提案されている。この方法によれば、加圧熱処理することによって超電導特性に優れた線材が得られると上記文献に記載されている。

具体的には、酸化物超電導体の粉末を充填した金属管を耐熱耐圧の密閉容器内に収容し、密閉容器内の温度上昇に伴って増大する内部の圧力の上昇によって焼結時の膨れを防止することが試みられている。このときの内部圧は、気体の状態方程式などから求めることができ、例えば、温度９００℃程度の加熱温度では約４気圧の内部圧を得ることができると上記公報に記載されている。

また、特許文献２には、熱処理中と熱処理後との少なくとも一方において、内部に酸化物超電導粉末などを充填した金属管を高圧力状態に保持することを特徴とする酸化物超電導導体の製造方法が提案されている。この方法によれば、高圧力状態に置くことによって、焼結時に生じる酸化物超電導体と金属管との界面における部分的剥離をなくすことができると上記公報に記載されている。

具体的には、内部に酸化物超電導粉末を充填した金属管を、熱処理中と熱処理後との少なくとも一方において、５００〜２０００ｋｇ/ｃｍ^２（約５０〜２００ＭＰａ）の高圧力状態に保持することにより金属管を焼結体側に圧着することができる。これにより、超電導体が部分的にクエンチ現象を生じた場合に、このクエンチ現象によって発生した熱を速やかに取り去ることができる。また、これ以外に、剥離部が応力集中部になり、歪を生じることによる超電導特性の劣化を防止することもできる。

また、上述のように酸化物超電導線材の製造工程では、原材料粉末を充填した金属管を圧延加工している。この圧延加工は、金属管内の原材料粉末の密度を高め、得られる酸化物超電導線材の超電導特性を向上する目的でなされるものである。このような目的から、従来の圧延加工は８４％を越える高い圧下率で行なわれていた。
特開平５−１０１７２３号公報 特許第２５９２８４６号公報（特開平１−３０１１４号公報）

しかしながら、従来の超電導線材の製造方法には以下の問題があった。すなわち、原材料粉末を充填した金属管を圧延加工する際に、金属管にピンホールが発生していた。ピンホールが発生すると、熱処理時にピンホールを介して気体が線材内部に侵入し、線材内外の圧力差がなくなる。その結果、加圧雰囲気で熱処理しても空隙や膨れの生成が十分に抑止されず、高い超電導特性を有する酸化物超電導線材を得ることができないという問題があった。

また、酸化物超電導線材が多芯線である場合には、原材料粉末を充填した金属管を圧延加工する際に、原材料粉末同士の間の金属が圧延によって破れ、酸化物超電導体フィラメント同士が互いに接触しやすかった。酸化物超電導体フィラメント同士が互いに接触すると、酸化物超電導体フィラメントと金属と界面部分が減少する。通常、電流は酸化物超電導体フィラメントと金属と界面部分を流れるので、これにより、臨界電流値が減少し、超電導特性が低下するという問題があった。さらに、酸化物超電導体フィラメント同士が互いに接触すると、多芯線としての効果が小さくなるため、酸化物超電導体フィラメントに交流電流を流した場合に交流損失が増大し、超電導特性が低下するという問題があった。

したがって、本発明の目的は、超電導特性を向上することのできる酸化物超電導線材の製造方法を提供することである。

本発明の酸化物超電導線材の製造方法は、酸化物超電導体の原材料粉末を金属で被覆した形態を有する線材を作製する工程と、線材を圧延する圧延工程と、圧延工程後に、線材を加圧雰囲気で熱処理する熱処理工程とを備えている。圧延工程における線材の圧下率は５０％以上８０％以下である。

本発明の酸化物超電導線材の製造方法によれば、従来よりも低い８０％以下の圧下率で圧延工程を行なうことにより、原材料粉末を被覆する金属にピンホールが発生しにくくなり、加圧雰囲気での熱処理によって空隙や膨れの生成が十分に抑止される。また、酸化物超電導線材が多芯線である場合には、原材料粉末同士の間の金属が破れにくくなるので、酸化物超電導体と金属と界面部分を確保することができ、臨界電流値が減少しにくくなる。さらに、酸化物超電導体に交流電流を流した場合に交流損失が増大しにくくなる。一方、加圧雰囲気で熱処理する際に線材は圧縮されるので、結果的に酸化物超電導体の密度を高めることができる。なお、５０％以上の圧下率で圧延工程を行なうことにより、原材料粉末の密度を十分に高めることができる。以上により、酸化物超電導線材の超電導特性を向上することができる。

本発明の酸化物超電導線材の製造方法において好ましくは、圧延工程における線材の圧下率は６０％以上であり、より好ましく７０％以上である。

これにより、原材料粉末を被覆する金属にピンホールが一層発生しにくくなる。また、酸化物超電導線材が多芯線である場合に、酸化物超電導体同士の間の金属が一層破れにくくなる。

本発明の酸化物超電導線材の製造方法において好ましくは、熱処理工程後に、線材を圧延する再圧延工程と、再圧延工程後に、線材を加圧雰囲気で熱処理する再熱処理工程とをさらに備えている。これにより、酸化物超電導線材の焼結密度をさらに向上することができ、超電導特性を一層向上することができる。

本発明の酸化物超電導線材の製造方法において好ましくは、圧延工程において、線材の側面を固定した状態で圧延する。これにより、酸化物超電導線材の幅を狭くすることができる。酸化物超電導線材の幅が狭いと、酸化物超電導線材の長手方向および幅方向の両方に対して垂直な方向の磁場を受けた場合に、交流損失が小さくなる。また、線材の側面を拘束することで、従来よりも低い圧下率でも線材の密度を高めることができ、臨界電流値を向上することができる。ここで、線材の側面部分を固定した状態で従来の圧下率で圧延すると、線材にかかる圧力が大きくなりすぎて線材が破壊してしまうおそれがある。しかし、本発明の圧下率は従来よりも低いので、線材の側面部分を固定した状態で圧延しても、線材が破壊されることはない。

本発明の酸化物超電導線材の製造方法において好ましくは、圧延工程前に、線材を捩り加工する工程をさらに備えている。これにより、ツイスト線の酸化物超電導線材の超電導特性を向上することができる。

本発明の酸化物超電導線材の製造方法によれば、従来よりも低い８０％以下の圧下率で圧延工程を行なうことにより、原材料粉末を被覆する金属にピンホールが発生しにくくなり、加圧雰囲気での熱処理によって空隙や膨れの生成が十分に抑止される。また、酸化物超電導線材が多芯線である場合には、原材料粉末同士の間の金属が破れにくくなるので、酸化物超電導体と金属と界面部分を確保することができ、臨界電流値が減少しにくくなる。さらに、酸化物超電導体に交流電流を流した場合に交流損失が増大しにくくなる。一方、加圧雰囲気で熱処理する際に線材は圧縮されるので、結果的に酸化物超電導体の密度を高めることができる。なお、５０％以上の圧下率で圧延工程を行なうことにより、原材料粉末の密度を十分に高めることができる。以上により、酸化物超電導線材の超電導特性を向上することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図に基づいて説明する。

（実施の形態１）
図１は、酸化物超電導線材の構成を模式的に示す部分断面斜視図である。図１を参照して、たとえば、多芯線の酸化物超電導線材について説明する。酸化物超電導線材１は、長手方向に伸びる複数本の酸化物超電導体フィラメント２と、それらを被覆するシース部３とを有している。複数本の酸化物超電導体フィラメント２の各々の材質は、たとえばＢｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系の組成が好ましく、特に、（ビスマスと鉛）：ストロンチウム：カルシウム：銅の原子比がほぼ２：２：２：３の比率で近似して表されるＢｉ２２２３相を含む材質が最適である。シース部３の材質は、たとえば銀や銀合金などの金属よりなっている。

なお、上記においては多芯線について説明したが、１本の酸化物超電導体フィラメント２がシース部３により被覆される単芯線構造の酸化物超電導線材が用いられてもよい。

次に、上記の酸化物超電導線材の製造方法について説明する。

図２は、本発明の実施の形態１における酸化物超電導線材の製造工程を示す図である。図２を参照して、まず、酸化物超電導体の原材料粉末（前駆体）を金属管に充填する（ステップＳ１）。この酸化物超電導体の原材料粉末は、たとえば、Ｂｉ２２２３相を含む材質よりなっている。なお、金属管としては熱伝導率の高い銀や銀合金などを用いるのが好ましい。これにより、超電導体がクエンチ現象を部分的に生じた場合に発生した熱を金属管から速やかに取り去ることができる。

次に、所望の直径にまで上記線材を伸線加工し、前駆体を芯材として銀などの金属で被覆された単芯線を作製する（ステップＳ２）。次に、この単芯線を多数束ねて、たとえば銀などの金属よりなる金属管内に嵌合する（多芯嵌合：ステップＳ３）。これにより、原材料粉末を芯材として多数有する多芯構造の線材（以下、単に線材と記すこともある）が得られる。

次に、所望の直径にまで多芯構造の線材を伸線加工し、原材料粉末がたとえば銀などのシース部に埋め込まれた多芯線を作製する（ステップＳ４）。これにより、酸化物超電導線材の原材料粉末を金属で被覆した形態を有する多芯線の線材が得られる。

次に、この線材を圧延する（ステップＳ５）。図３は、本発明の実施の形態１における線材の圧延方法を模式的に示す断面図である。なお、図３は、線材の長手方向に沿う断面図である。図３を参照して、圧延は、回転する複数（通常２本）のロール１５間に板状または棒状の材料を通して、その厚さまたは断面積を減じ、同時に断面を目的の形状に成形する加工法である。圧延の際、多芯線の線材１ａはロール１５からの摩擦力によって複数のロール１５間に引き込まれ、そこでロール１５の表面１５ａからの圧縮力を受けて変形する。この圧延によって原材料粉末の密度が高められる。

本実施の形態においては、線材１ａの圧延（ステップＳ５）の際に、５０％以上８０％以下の圧下率で線材１ａを圧延する。また、好ましくは５０％以上７０％以下、より好ましくは５０％以上６０％以下の圧下率で線材１ａを圧延する。なお、圧下率（％）は以下の式で定義されるものである。

次に、図２を参照して、加圧雰囲気で線材を熱処理する（ステップＳ６）。この熱処理は、たとえば１ＭＰａ以上５０ＭＰａ未満の加圧雰囲気において約８３０℃の温度で行なわれる。熱処理によって原材料粉末から酸化物超電導相が生成され、酸化物超電導体フィラメント２（図１）となる。以上の製造工程により、図１に示す酸化物超電導線材が得られる。

本願発明者らは、５０％以上８０％以下の圧下率で線材を圧延することにより、高い超電導特性を有する酸化物超電導線材が得られることを見出した。これについて以下に説明する。

図４は、従来の酸化物超電導線材の製造方法における圧延後の線材の構成を模式的に示す部分断面斜視図である。図４に示すように、従来の線材１００においては、８４％を超える高い圧下率で線材を圧延していたため、原材料粉末１０２を被覆する金属１０３にピンホール１１０が発生し、熱処理時に、加圧している気体がピンホール１１０から線材１００の内部に侵入していた。また、高い圧下率で線材を圧延していたため、線材１００を圧延加工する際に、原材料粉末１０２同士の間の金属１０３に破れ１１１が生じ、酸化物超電導体フィラメント同士が互いに接触しやすかった。

これに対して、本実施の形態の製造方法では、圧延（ステップＳ５）後の原材料粉末の密度は従来よりも低くなるが、加圧雰囲気で熱処理する際（ステップＳ６）に線材を圧縮し、原材料粉末の密度を高める。したがって、従来の圧下率よりも低い８０％以下の圧下率で線材を圧延しても、結果的に超電導フィラメントの密度を高くすることができる。

また、本実施の形態の製造方法では、従来の圧下率より低い８０％以下の圧下率で線材を圧延するので、線材を圧延する際に、原材料粉末を被覆する金属にピンホールが発生しにくくなる。このため、加圧雰囲気での熱処理によって空隙や膨れの生成が十分に抑止される。また、従来よりも低い圧下率で圧延するので、原材料粉末同士の間の金属に破れが生じにくくなり、酸化物超電導体フィラメント同士が互いに接触しにくくなる。このため、超電導特性が低下せず、酸化物超電導体フィラメントに交流電流を流した場合に交流損失が増大しない。以上により、超電導特性を向上することができる。

上記製造方法において好ましくは、圧延（ステップＳ５）時の線材の圧下率は７０％以下であり、より好ましくは６０％以下である。これにより、シース部３にピンホールが一層発生しにくくなる。また、酸化物超電導体フィラメント２同士の間のシース部３が一層破れにくくなる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における酸化物超電導線材の製造工程を示す図である。図５を参照して、本実施の形態では、線材を圧延し（１次圧延：ステップＳ５）、加圧雰囲気で線材を熱処理し（１回目熱処理：ステップＳ６）、その後、再び線材を圧延する（２次圧延：ステップＳ７）。このときの圧下率に特に制限はない。このように、２次圧延を行なうことにより、１回目熱処理で生じたボイドが除去される。

続いて、たとえば８２０℃の温度で線材を熱処理する（２回目熱処理：ステップＳ８）。このとき、加圧雰囲気で熱処理することが好ましいが、大気圧中で熱処理してもよい。２回目熱処理では、酸化物超電導相の焼結が進むと同時に酸化物超電導相が単相化する。以上の製造工程により、図１に示す酸化物超電導線材が得られる。

なお、これ以外の酸化物超電導線材の製造方法は、図２に示す実施の形態１の製造方法と同様であるので、その説明は省略する。

本実施の形態の酸化物超電導線材の製造方法においては、熱処理（ステップＳ６）後に、線材を圧延し（ステップＳ７）、その後に、線材を熱処理する（ステップＳ８）。これにより、酸化物超電導線材の焼結密度を向上することができ、超電導特性を一層向上することができる。

なお、本実施の形態では、圧延と熱処理とを交互にそれぞれ２度ずつ行なう場合について示したが、本発明において圧延と熱処理との回数に制限はなく、さらに圧延と熱処理とを繰り返してもよい。

（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３における線材の圧延方法を示す図である。なお、図６は、線材の長手方向に垂直な断面図である。図６を参照して、本実施の形態においては、圧延（ステップＳ５）の際、線材１ａの側面１８を固定部材１７の各々で固定した状態で圧延する。ここで、線材１ａの側面１８とは、線材１ａの上面１９および下面２０がロール１５（図３）からの圧力を受ける場合に、上面１９および下面２０とほぼ直交するような線材１ａの面を指している。

なお、これ以外の酸化物超電導線材の製造方法は、図２に示す実施の形態１または図５に示す実施の形態２の製造方法と同様であるので、その説明は省略する。

本実施の形態の酸化物超電導線材の製造方法においては、圧延（ステップＳ５）の際、線材１ａの側面１８を固定した状態で圧延する。これにより、酸化物超電導線材１の幅（図６中横方向の長さ）を狭くすることができる。酸化物超電導線材１の幅が狭いと、酸化物超電導線材１の長手方向および幅方向の両方に対して垂直な方向（図６中縦方向）の磁場を受けた場合に、交流損失が小さくなる。

（実施の形態４）
実施の形態１〜３では、図１に示すように、酸化物超電導体フィラメント２が酸化物超電導線材１の長手方向に延びており、酸化物超電導線材１がテープ形状である場合の製造方法について説明した。図１に示す酸化物超電導線材は、高い臨界電流密度を有するという特徴がある。しかしながら、本発明の製造方法は、図１に示す酸化物超電導線材の製造方法の他、たとえば、ツイスト線の酸化物超電導線材の製造方法にも適用することができる。本実施の形態では、ツイスト線の酸化物超電導線材の製造方法について説明する。

図７は、本発明の実施の形態４における酸化物超電導線材の構成を概念的に示す部分断面斜視図である。図７に示すように、ツイスト線の酸化物超電導線材１１は、長手方向に伸びる複数本の酸化物超電導体フィラメント１２と、それらを被覆するシース部１３とを有している。酸化物超電導体フィラメント１２は、酸化物超電導線材１１の長手方向に沿って螺旋状に捩れている。このツイスト線の酸化物超電導線材１１の製造方法について以下に説明する。

図８は、本発明の実施の形態４における酸化物超電導線材の製造工程を示す図である。図８を参照して、ツイスト線の酸化物超電導線材１１の製造方法では、伸線加工により多芯線を作製し（ステップＳ４）た後であって１次圧延（ステップＳ５）の前に、線材に捩り線加工（ステップＳ４ａ）を施す。

図９は捩り加工の様子を模式的に示す断面図である。図９を参照して、原材料粉末１２ａと金属１３ａとを有する多芯線の線材１１ａが示されている。線材１ａは、たとえば捩りピッチが各々５００ｍｍ，１００ｍｍ，５０ｍｍ，１０ｍｍとなるように捩り加工される。そして、捩り加工の後で線材を圧延する（ステップＳ５）。

なお、これ以外の製造方法は実施の形態３の製造方法とほぼ同様であるので、その説明は省略する。

本実施の形態の酸化物超電導線材の製造方法においては、線材を圧延する（ステップＳ５）前に、線材を捩り加工する（ステップＳ４ａ）。

本実施の形態の酸化物超電導線材１１の製造方法によれば、ツイスト線の酸化物超電導線材１１を得ることができる。ツイスト線の酸化物超電導線材は、交流損失を低減できるという効果を有している。本発明をツイスト線の酸化物超電導線材の製造方法に適用することによって、ツイスト線の酸化物超電導線材に膨れが生成することを抑止でき、臨界電流密度を向上することができる。特に、圧延（ステップＳ５）時に、ツイスト線の線材の側面を固定した状態で圧延することで、交流損失を大きく低減することができる。

また、上記製造方法によれば、酸化物超電導体フィラメント１２同士の間の金属が破れにくくなるので、酸化物超電導体フィラメント１２同士の間隔を狭めて、酸化物超電導線材１１に含まれる酸化物超電導体フィラメント１２の本数を増やすことができる。これにより、交流損失を低減する効果を得ることができる。

なお、本実施の形態では、図７に示す構造のツイスト線の酸化物超電導線材１１について示した。しかし、本発明はこのような場合の他、たとえば図１０に示す構成の酸化物超電導線材２１についても適用することができる。図１０を参照して、ツイスト線の酸化物超電導線材２１は、複数の酸化物超電導体フィラメント１２と、シース部１３と、絶縁膜１４とを備えている。複数の酸化物超電導体フィラメント１２の各々の周りを絶縁膜１４が覆っており、絶縁膜１４をシース部１３が被覆している。このような酸化物超電導線材２１においては、絶縁膜１４が電気バリアとして機能するので、交流損失を一層低減することができる。

以下、本発明の実施例について説明する。

（実施例１）
本実施例では、圧下率８０％以下で線材を圧延する（ステップＳ５）ことの効果を調べた。具体的には、実施の形態１に示す製造方法を用いて図１に示す酸化物超電導線材を作製した。但し、圧延（ステップＳ５）の際には、圧下率を５０％〜８５％の範囲で変化させて、直径１．６ｍｍの丸線の線材をそれぞれ圧延した。また、熱処理（ステップＳ６）の際には、温度８３０℃、全圧力３０ＭＰａ（加圧雰囲気）、酸素分圧８ｋＰａの雰囲気で、線材を３０時間熱処理した。このようにして得られた酸化物超電導線材について、臨界電流値（Ａ）を測定した。この結果を表１に示す。

表１に示すように、圧下率が８５％の場合には臨界電流値が１０５Ａであったのに対し、圧下率が８０％の場合には臨界電流値が１１５Ａであり、圧下率が７０％の場合には臨界電流値が１１８Ａであった。また、圧下率が６０％の場合には臨界電流値が１１５Ａであり、圧下率が５０％の場合には臨界電流値が１１０Ａであった。以上の結果から、圧下率を５０％以上８０％以下にすることで、超電導特性が向上していることが分かる。また、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上にすることで、超電導特性が一層向上していることが分かる。

（実施例２）
本実施例では、２次圧延（ステップＳ７）および２回目熱処理（ステップＳ８）の効果を調べた。具体的には、実施の形態２に示す製造方法を用いて図１に示す酸化物超電導線材を作製した。但し、１次圧延（ステップＳ５）の際には、圧下率を５０％〜８５％の範囲で変化させて、直径１．６ｍｍの丸線の線材をそれぞれ圧延した。また、１回目熱処理（ステップＳ６）の際には、温度８３０℃、全圧力３０ＭＰａ（加圧雰囲気）、酸素分圧８ｋＰａの雰囲気で、線材を３０時間熱処理した。また、２次圧延（ステップＳ７）の際には、圧下率（線材の２次圧延直前の厚さを基準とした圧下率）を５％に設定して線材を圧延した。さらに、２回目熱処理（ステップＳ８）の際には、温度８２０℃、全圧力３０ＭＰａ（加圧雰囲気）、酸素分圧８ｋＰａの雰囲気で、線材を５０時間熱処理した。このようにして得られた酸化物超電導線材について、臨界電流値（Ａ）を測定した。この結果を表２に示す。

表２に示すように、圧下率が８５％の場合には臨界電流値が１３０Ａであったのに対し、圧下率が８０％の場合には臨界電流値が１４０Ａであり、圧下率が７０％の場合には臨界電流値が１４４Ａであった。また、圧下率が６０％の場合には臨界電流値が１４１Ａであり、圧下率が５０％の場合には臨界電流値が１３６Ａであった。以上の結果から、圧下率を５０％以上８０％以下にすることで臨界電流値が向上していることが分かる。また、実施例１の結果と本実施例の結果とを比較して、２次圧延（ステップＳ７）および２回目熱処理（ステップＳ８）を行なうことで、超電導特性がさらに向上していることが分かる。

（実施例３）
本実施例では、熱処理を加圧雰囲気で行なうことの効果を調べた。具体的には、１回目熱処理（ステップＳ６）を全圧力０．１ＭＰａ（大気圧雰囲気）で行ない、２回目熱処理（ステップＳ８）を全圧力３０ＭＰａ（加圧雰囲気）で行なった。また、圧延（ステップＳ５）の際には、圧下率を５０％〜８５％の範囲で変化させて、直径１．６ｍｍの丸線の線材をそれぞれ圧延した。なお、これ以外の酸化物超電導線材の製造方法は、実施例２の製造方法と同様とした。このようにして得られた酸化物超電導線材について、臨界電流値（Ａ）を測定した。この結果を表３に示す。

表３に示すように、圧下率が８５％の場合には臨界電流値が１２０Ａであり、圧下率が８０％の場合には臨界電流値が１３０Ａであった。また、圧下率が７０％の場合には臨界電流値が１２０Ａであり、圧下率が６０％の場合には臨界電流値が９０Ａであり、圧下率が５０％の場合には臨界電流値が６０Ａであった。以上の結果から、加圧雰囲気ではなく大気圧雰囲気で熱処理をした場合には、圧下率を５０％以上８０％以下にしても臨界電流値は向上しないことが分かる。したがって、実施例２の結果と本実施例の結果とを比較して、酸化物超電導線材の超電導特性を向上するためには、圧下率８０％以下で線材を圧延し、かつ線材の熱処理を加圧雰囲気で行なう必要があることが分かる。

（実施例４）
本実施例では、線材の側面を固定した状態で圧延することの効果を調べた。具体的には、実施の形態３に示す製造方法を用いて図１に示す酸化物超電導線材を作製した。但し、圧延（ステップＳ５）の際には、線材の幅を固定した状態で、圧下率を５０％〜８５％の範囲で変化させて、直径１．６ｍｍの丸線の線材をそれぞれ圧延した。また、１回目熱処理（ステップＳ６）の際には、温度８３０℃、全圧力０．１ＭＰａ（大気圧雰囲気）、酸素分圧８ｋＰａの雰囲気で、線材を３０時間熱処理した。また、２次圧延（ステップＳ７）の際には、圧下率を１０％に設定して線材を圧延した。さらに、２回目熱処理（ステップＳ８）の際には、温度８２０℃、全圧力３０ＭＰａ（加圧雰囲気）、酸素分圧８ｋＰａの雰囲気で、線材を５０時間熱処理した。このようにして得られた酸化物超電導線材について、臨界電流値（Ａ）を測定した。この結果を表４に示す。

表４に示すように、圧下率が８５％の場合には臨界電流値が９０Ａであったのに対し、圧下率が８０％の場合には臨界電流値が１１０Ａであり、圧下率が７０％の場合には臨界電流値が１２５Ａであった。また、圧下率が６０％の場合には臨界電流値が１２０Ａであり、圧下率が５０％の場合には臨界電流値が９０Ａであった。以上の結果から、圧下率を５０％以上８０％以下にすることで超電導特性が向上していることが分かる。また、実施例２の結果と本実施例の結果とを比較して、線材の側面を固定した状態で圧延することで、超電導特性が向上していることが分かる。

（実施例５）
本実施例では、ツイスト線の酸化物超電導線材の側面を固定した状態で圧延することの効果を調べた。具体的には、実施の形態４に示す製造方法を用いて図７に示すツイスト線の酸化物超電導線材１１を作製した。但し、捩り線加工（ステップＳ４ａ）の際には、原材料粉末１２ａ（酸化物超電導体フィラメント１２）の本数を１２７本とした線材１１ａをツイストピッチ８ｍｍで捩り線加工した。なお、これ以外の酸化物超電導線材の製造方法は、実施例４の製造方法と同様とした。このようにして得られた酸化物超電導線材について、臨界電流値（Ａ）および交流損失を測定した。交流損失については、８０％の圧下率で圧延した場合の交流損失を１００％とした。この結果を表５に示す。

表５に示すように、圧下率が８５％の場合には臨界電流値が８０Ａであったのに対し、圧下率が８０％の場合には臨界電流値が１０５Ａであり、圧下率が７０％の場合には臨界電流値が１２１Ａであった。また、圧下率が６０％の場合には臨界電流値が１１７Ａであり、圧下率が５０％の場合には臨界電流値が８８Ａであった。また、交流損失については、圧下率が７０％の場合には３０％であり、圧下率が６０％の場合には２０％であり、圧下率が５０％の場合には１５％であった。以上の結果から、圧下率を７０％以下、好ましくは６０％以下とすることで、交流損失が大きく低減されていることが分かる。以上の結果から、ツイスト線の酸化物超電導線材の側面を固定した状態で圧延することで、超電導特性がさらに向上していることが分かる。

以上に開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態および実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものと意図される。

酸化物超電導線材の構成を模式的に示す部分断面斜視図である。 本発明の実施の形態１における酸化物超電導線材の製造工程を示す図である。 本発明の実施の形態１における線材の圧延方法を模式的に示す断面図である。 従来の酸化物超電導線材の製造方法における圧延後の線材の構成を模式的に示す部分断面斜視図である。 本発明の実施の形態２における酸化物超電導線材の製造工程を示す図である。 本発明の実施の形態３における線材の圧延方法を示す図である。 本発明の実施の形態４における酸化物超電導線材の構成を概念的に示す部分断面斜視図である。 本発明の実施の形態４における酸化物超電導線材の製造工程を示す図である。 捩り加工の様子を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態４における酸化物超電導線材の他の構成を概念的に示す断面図である。

符号の説明

１，１１，２１ 酸化物超電導線材、１ａ，１１ａ，１００ 線材（多芯線）、２，１２ 酸化物超電導体フィラメント、３，１３ シース部、１２ａ，１０２ 原材料粉末、１３ａ，１０３ 金属、１４ 絶縁膜、１５ ロール、１５ａ ロール表面、１７ 固定部材、１８ 線材側面、１９ 線材上面、２０ 線材下面、１１０ ピンホール、１１１ 破れ。

Claims (6)

1. 酸化物超電導体の原材料粉末を金属で被覆した形態を有する線材を作製する工程と、
   前記線材を圧延する圧延工程と、
   前記圧延工程後に、前記線材を加圧雰囲気で熱処理する熱処理工程とを備え、
   前記圧延工程における前記線材の圧下率は５０％以上８０％以下である、酸化物超電導線材の製造方法。
2. 前記圧延工程における前記線材の圧下率は６０％以上である、請求項１に記載の酸化物超電導線材の製造方法。
3. 前記圧延工程における前記線材の圧下率は７０％以上である、請求項２に記載の酸化物超電導線材の製造方法。
4. 前記熱処理工程後に、前記線材を圧延する再圧延工程と、
   前記再圧延工程後に、前記線材を熱処理する再熱処理工程とをさらに備える、請求項１〜３のいずれかに記載の酸化物超電導線材の製造方法。
5. 前記圧延工程において、前記線材の側面を固定した状態で圧延する、請求項１〜４のいずれかに記載の酸化物超電導線材の製造方法。
6. 前記圧延工程前に、前記線材を捩り加工する工程をさらに備える、請求項５に記載の酸化物超電導線材の製造方法。

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