JP2009117202A - 超電導テープ、超電導テープの製造方法、コイル、およびマグネット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】超電導テープ1aは、補強部2と半田層3と、本体部6を備えている。超電導体を有するテープ状の本体部6を、線材の積層の中央ではなく、中央に位置する補強部を挟んで上層側および下層側に配置している。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の実施の形態1における超電導テープの構成を概略的に示す部分斜視図である。図1に示すように、本実施の形態における超電導テープ1aは、補強部2と、接合層としての半田層3と、本体部6とを備えている。超電導テープ1aでは、帯状の補強部2が厚み方向の中央に配置されている。また、その補強部2の主面である上面2aと、当該上面2aの反対側に位置する裏面としての下面2bとの上にそれぞれ半田層3が配置されている。また、超電導体4を有するテープ状の本体部6は、補強部2に配置した2つの半田層3を介して補強部2に固着されている。また、上述のような構造を備えた超電導テープ1aを用いることにより、超電導コイルやマグネットへの応用が期待されている。超電導コイルを運転させることは、例えば都市部などの敷設スペースのないところでの大容量送電を行なうための解決策となる。
本発明例1では、図1に示す実施の形態1における超電導テープ1aの製造方法に従って、超電導テープ1aを製造した。具体的には、補強部を形成する工程(S10)においては、厚さが0.02mm、幅が4.3mmのSUS304製の補強部2を1枚製造した。また、補強部の両面には電気メッキで約1μmの錫被覆層を形成した。
図3は、本実施例の比較例1における超電導テープの構成を概略的に示す部分斜視図である。比較例1の超電導テープは、本発明例1と同様の超電導体4を有するテープ状の本体部6を2枚、本発明例1と同様の半田層を介して固着させて1体とさせている。さらに、比較例1の超電導テープは、その一方のテープ状本体部6の一方の主面および他方のテープ状本体部6の、上述の主面とは反対側に位置する裏面とにそれぞれ、本発明例1と同様のSUS304製の補強部2を半田層3を介して固着させた構造としている。
図4は、本実施例の比較例2における超電導テープの構成を概略的に示す部分斜視図である。比較例2の超電導テープは、本発明例1と同様の超電導体4を有するテープ状の本体部6を2枚、本発明例1と同様の半田層3を介して固着させた構造としている。
比較例3の超電導テープは、基本的には本発明例1を示す図1と同様の構成を備えているが、以下のように材質および固着方法が本発明例1と異なる。セラミック(Al2O3)を3wt%含む銀を材質として、本発明例1と同様寸法で補強部2を1枚製造した。続いて本発明例1と同様の超電導体4を有するテープ状の本体部6を2枚準備した。そして、これらを本発明例1と同様の配置、すなわち中央に補強部2を設置し、上述の補強部2の主面と、主面の反対側に位置する裏面との上に本体部6を設置する位置構造となるよう配置する。この状態で、最高温度830度、300気圧で本体部6である超電導線を焼結することにより、本体部6をシースしている銀と、補強部2に含まれている銀との拡散反応が起きる。この結果、本体部6と補強部2とが直接固着する。
本発明例1、比較例1、比較例2および比較例3の超電導テープについて、許容引張応力および接続抵抗を測定した。許容引張応力は、温度77Kの液体窒素中にて、張力を加える前の超電導テープの臨界電流値に対して、95%の臨界電流値となったときの張力を測定した。
表1に示すように、本発明例1の超電導テープの許容引張応力は、比較例2、比較例3の超電導テープの許容引張応力よりも大きく、かつ比較例1の超電導テープに次いで高い値であった。また、本発明例1の超電導テープの接続抵抗は、比較例1よりも小さく、比較例2、比較例3と同程度であった。比較例1は、許容引張応力は高いが、接続抵抗が高く、比較例2および比較例3は、接続抵抗は低いが、許容引張応力が低いという結果になっている。
Claims (7)
- 補強部と、
前記補強部の主面と、前記主面の反対側に位置する裏面との上にそれぞれ配置された接合層と、
前記接合層のそれぞれの表面上に位置し、前記接合層を介して、前記補強部に固着されている超電導体を有するテープ状の本体部とを備える超電導テープ。 - 前記補強部を構成する材料として、銀合金よりも高強度で、半田付け可能な金属材料を用いていることを特徴とする、請求項1に記載の超電導テープ。
- 前記テープ状の本体部は、前記超電導体が金属に被覆されたテープであることを特徴とする、請求項1に記載の超電導テープ。
- 補強部を準備する工程と、
超電導体を有するテープ状の本体部を準備する工程と、
前記補強部の主面と、前記主面の反対側に位置する裏面との上にそれぞれ配置された接合層を形成する工程と、
前記接合層のそれぞれの表面上に前記本体部を配置するとともに、前記接合層を介して、前記補強部と前記本体部とを固着させる工程とを備えた、超電導テープの製造方法。 - 前記補強部を準備する工程では、銀合金よりも高強度で、半田付け可能な金属材料を用いた前記補強部を準備することを特徴とする、請求項4に記載の超電導テープの製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の、超電導テープを用いたコイル。
- 請求項6に記載のコイルを用いたマグネット。
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