JP2009170221A - Method of manufacturing superconducting tape and manufacturing device of superconducting tape - Google Patents

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Naoki Ayai
直樹 綾井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a superconducting tape, and a manufacturing device of the superconducting tape, capable of reducing an allowable bending diameter, by improving a tensile strain resistant characteristic and a tensile stress resistant characteristic. <P>SOLUTION: This manufacturing method of the superconducting tape 1a comprises the following process. First of all, a tape-like body part 7 having a superconductor is prepared. Reinforcing parts 9a and 9b are prepared. At least one main surface and the reinforcing parts 9a and 9b of the body part 7 are joined in a state of applying tension of yield stress or less of the reinforcing parts 9a and 9b to the reinforcing parts 9a and 9b in the extending direction of the reinforcing parts 9a and 9b. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は超電導テープの製造方法および超電導テープの製造装置に関し、たとえば補強部を備えた超電導テープの製造方法および超電導テープの製造装置に関する。   The present invention relates to a superconducting tape manufacturing method and a superconducting tape manufacturing apparatus, for example, a superconducting tape manufacturing method and a superconducting tape manufacturing apparatus provided with a reinforcing portion.

従来、たとえばBi2223相などを有する酸化物超電導体を銀などのシース部で被覆した多芯線からなるテープ状のセラミックス超電導線は、液体窒素温度での使用が可能であり、比較的高い臨界電流密度が得られること、長尺化が比較的容易であることから、超電導コイルやケーブル等への応用が期待されている。   Conventionally, for example, a tape-shaped ceramic superconducting wire composed of a multi-core wire in which an oxide superconductor having a Bi2223 phase or the like is covered with a sheath portion such as silver can be used at a liquid nitrogen temperature, and has a relatively high critical current density. Therefore, the application to superconducting coils and cables is expected.

たとえば超電導コイル、ケーブル等を製造する際に超電導線には大きな張力、曲げなどが加わる。また超電導コイル、ケーブル等の運転中、または、運転のための冷却時にも、超電導線には大きな張力が加えられている。このため、超電導線には、超電導体の性能を維持できる最大の張力の向上が要求されている。   For example, when a superconducting coil or cable is manufactured, a large tension or bending is applied to the superconducting wire. Also, a large tension is applied to the superconducting wire during operation of the superconducting coil, cable, etc., or during cooling for operation. For this reason, the superconducting wire is required to improve the maximum tension that can maintain the performance of the superconductor.

超電導線においては、シース部が許容される張力を確保する役割や、外部端子と超電導体との電気的接触を良好にする役割を果たしている。しかし、超電導体をシース部で被覆した後に、超電導体の焼成を高温かつ酸素含有雰囲気で行なうため、シース部に使用できる材料は貴金属とその合金とに限定され、シース部による補強で得られる張力の向上には限界があった。   In the superconducting wire, the sheath portion plays a role of securing an allowable tension and a good electrical contact between the external terminal and the superconductor. However, since the superconductor is fired in a high-temperature and oxygen-containing atmosphere after the superconductor is coated with the sheath portion, the materials that can be used for the sheath portion are limited to noble metals and their alloys, and the tension obtained by reinforcement by the sheath portion There was a limit to improvement.

そこで、超電導線の機械的な曲げに対して超電導特性が劣化することを防止するための技術が、たとえば米国特許第5,801,124号明細書(特許文献1)、米国特許第6,649,280号明細書(特許文献2)および特開平4−43510号公報(特許文献3)に開示されている。特許文献1には、超電導線の一方または両方の主面にステンレス鋼、銅、銅合金および銅超合金よりなる薄板を貼り付け、超電導線と薄板とを金属を含む接合剤で接合した超電導テープの構造が開示されている。   Therefore, techniques for preventing the superconducting characteristics from deteriorating due to mechanical bending of the superconducting wire are disclosed in, for example, US Pat. No. 5,801,124 (Patent Document 1) and US Pat. No. 6,649. No. 280 (Patent Document 2) and Japanese Patent Laid-Open No. 4-43510 (Patent Document 3). Patent Document 1 discloses a superconducting tape in which a thin plate made of stainless steel, copper, a copper alloy and a copper superalloy is attached to one or both main surfaces of a superconducting wire, and the superconducting wire and the thin plate are joined with a bonding agent containing a metal. The structure of is disclosed.

また、特許文献2には、超電導線の一方または両方の主面にステンレス鋼の薄板を貼り付け、超電導線とステンレス鋼とをSu(錫)−Pb(鉛)よりなる半田で接合した超電導テープの構造が開示されている。   Patent Document 2 discloses a superconducting tape in which a thin plate of stainless steel is attached to one or both main surfaces of a superconducting wire, and the superconducting wire and stainless steel are joined by solder made of Su (tin) -Pb (lead). The structure of is disclosed.

また、特許文献3には、ニッケル、ニッケル合金およびステンレス鋼よりなる補強金属材を超電導線の片面に貼り付けた超電導テープの構造が開示されている。
米国特許第5,801,124号明細書 米国特許第6,649,280号明細書 特開平4−43510号公報
Patent Document 3 discloses a structure of a superconducting tape in which a reinforcing metal material made of nickel, a nickel alloy, and stainless steel is attached to one side of a superconducting wire.
US Pat. No. 5,801,124 US Pat. No. 6,649,280 JP-A-4-43510

しかし、上記特許文献1〜3の超電導テープでは、耐引張歪み特性および耐引張応力特性が十分ではないという問題があった。その1つ目の理由として、超電導線に曲げが加えられる場合、セラミックス超電導線は圧縮歪みおよび圧縮応力に強く、引張歪みおよび引張応力に弱い性質を有している。このため、超電導線の両方の主面に薄板を貼り付ける超電導テープに曲げが加えられる場合に、超電導テープの引張歪みおよび耐引張応力特性が弱いという問題を有している。   However, the superconducting tapes of Patent Documents 1 to 3 have a problem that the tensile strain resistance and tensile stress resistance are not sufficient. The first reason is that, when bending is applied to the superconducting wire, the ceramic superconducting wire is strong against compressive strain and compressive stress, and weak against tensile strain and tensile stress. For this reason, when bending is applied to the superconducting tape in which thin plates are attached to both main surfaces of the superconducting wire, there is a problem that the tensile strain and tensile stress resistance characteristics of the superconducting tape are weak.

2つ目の理由として、超電導線の一方の主面に金属板を貼り付ける超電導テープでは、薄板または金属補強材の厚みが小さい場合には、セラミックス超電導線に引張歪みおよび引張応力が加わることを防ぐために、薄板または金属補強材が外周側になるように曲げを与えたとしても、歪量が零となる中立線が外周側にほとんどずれない。このため、超電導テープに曲げが加えられる場合に、超電導テープの耐引張歪み特性および耐引張応力特性が十分でないという問題を有している。   The second reason is that in a superconducting tape in which a metal plate is attached to one main surface of the superconducting wire, tensile strain and tensile stress are applied to the ceramic superconducting wire when the thickness of the thin plate or metal reinforcing material is small. In order to prevent this, even if the thin plate or the metal reinforcing material is bent so as to be on the outer peripheral side, the neutral line where the amount of strain becomes zero hardly shifts to the outer peripheral side. For this reason, when bending is applied to the superconducting tape, there is a problem that the tensile strain resistance and tensile stress resistance of the superconducting tape are not sufficient.

超電導テープの耐引張歪み特性が低いと、超電導体の超電導特性を維持する程度に超電導テープを曲げたときの直径(許容曲げ直径)が大きくなる。このため、この超電導テープを用いてなる超電導機器の小型化を図ることができないという問題がある。   If the tensile strain resistance of the superconducting tape is low, the diameter (allowable bending diameter) when the superconducting tape is bent to such an extent that the superconducting characteristics of the superconductor are maintained increases. For this reason, there exists a problem that size reduction of the superconducting apparatus using this superconducting tape cannot be achieved.

そこで、本発明の目的は、耐引張歪み特性および耐引張応力特性を改善するとともに、許容曲げ直径を小さくできる、超電導テープの製造方法および超電導テープの製造装置を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a superconducting tape manufacturing method and a superconducting tape manufacturing apparatus capable of improving the tensile strain resistance and tensile stress resistance and reducing the allowable bending diameter.

本発明の超電導テープの製造方法は、以下の工程を備えている。まず、超電導体を有するテープ状の本体部が準備される。そして、補強部が準備される。そして、補強部の降伏応力以下の張力を、補強部の延在方向に沿って補強部に加えた状態で、本体部の少なくとも一方の主面と補強部とが接合される。   The manufacturing method of the superconducting tape of the present invention includes the following steps. First, a tape-shaped main body having a superconductor is prepared. And a reinforcement part is prepared. And the tension part below the yield stress of a reinforcement part is applied to the reinforcement part along the extension direction of a reinforcement part, and at least one main surface of a main-body part and a reinforcement part are joined.

本発明の超電導テープの製造方法によれば、補強部の延在方向に沿って補強部に張力を加えながら本体部と接合することにより、補強部を収縮させた状態で本体部と補強部とを接合するため、本体部の超電導体に加えられる圧縮応力および圧縮歪みを大きくすることができる。このため、補強部が接合された超電導テープは、引張応力および引張歪みに対して強くなる。   According to the method of manufacturing a superconducting tape of the present invention, the main body portion and the reinforcing portion in a contracted state of the reinforcing portion by joining the main body portion while applying tension to the reinforcing portion along the extending direction of the reinforcing portion. Therefore, compressive stress and compressive strain applied to the superconductor of the main body can be increased. For this reason, the superconducting tape to which the reinforcing portion is bonded becomes strong against tensile stress and tensile strain.

この超電導テープに曲げを加えると、中立軸を境に曲げの中心に近い領域に位置する本体部の超電導体は圧縮歪みを受け、中心から遠い領域に位置する超電導体は引張歪みを受ける。本体部の超電導体は、圧縮側の許容歪みよりも、引張側の許容歪みが小さいため、本体部の許容引張歪みによって超電導テープの許容曲げ直径が決まる。本発明の超電導テープの製造方法により製造される超電導テープは、本体部の超電導体に予め圧縮歪みが加えられた状態になっており、曲げに対しても強い特性を有するので、超電導テープの許容曲げ直径を小さくすることができる。   When the superconducting tape is bent, the superconductor of the main body located in the region near the center of bending with the neutral axis as a boundary is subjected to compressive strain, and the superconductor located in the region far from the center is subjected to tensile strain. Since the superconductor of the main body portion has a smaller allowable strain on the tension side than the allowable strain on the compression side, the allowable bending diameter of the superconducting tape is determined by the allowable tensile strain of the main body portion. The superconducting tape manufactured by the method of manufacturing a superconducting tape according to the present invention is in a state in which a compressive strain has been applied to the superconductor of the main body portion in advance and has a strong property against bending. The bending diameter can be reduced.

上記超電導テープの製造方法において好ましくは、上記本体部と補強部とを接合する工程は、本体部の延在方向に沿って本体部に張力を加える工程と、本体部に加える張力よりも大きな張力を、補強部の延在方向に沿って補強部に加える工程とを含んでいる。   Preferably, in the method of manufacturing a superconducting tape, the step of joining the main body portion and the reinforcing portion includes a step of applying tension to the main body portion along the extending direction of the main body portion, and a tension larger than the tension applied to the main body portion. Adding to the reinforcing portion along the extending direction of the reinforcing portion.

これにより、本体部に張力を加える場合であっても、補強部をより収縮させて本体部に接合することができるので、本体部には予めより大きな圧縮歪みが加えられた状態になる。このため、この超電導テープに曲げを加えると、超電導テープの耐引張歪み特性および耐引張応力特性を向上できる。その結果、この超電導テープに曲げを加えた場合であっても、本体部の超電導特性の低下を抑制できる。したがって、許容曲げ直径を小さくすることができる。   Accordingly, even when tension is applied to the main body, the reinforcing portion can be further contracted and joined to the main body, so that a larger compressive strain is applied to the main body in advance. For this reason, when the superconducting tape is bent, the tensile strain resistance and tensile stress resistance of the superconducting tape can be improved. As a result, even if this superconducting tape is bent, it is possible to suppress the deterioration of the superconducting characteristics of the main body. Therefore, the allowable bending diameter can be reduced.

上記超電導テープの製造方法において好ましくは、補強部は、本体部の一方の主面側のみに形成されている。   Preferably, in the method of manufacturing a superconducting tape, the reinforcing portion is formed only on one main surface side of the main body portion.

本体部の一方の主面が外側になるように曲げると、超電導テープにおいて歪みが零になる中立線がこの一方の主面側にずれるため、本体部の超電導体に加えられる最大の引張り歪みを低減できる。このため、耐引張歪み特性をより向上できる。その結果、製造される超電導テープを臨界電流値の低下を抑制した状態でより小さな直径になるように曲げることができるので、許容曲げ直径をより小さくすることができる。   When bending so that one main surface of the main body is on the outside, the neutral line where the strain is zero in the superconducting tape shifts to this one main surface side, so the maximum tensile strain applied to the superconductor of the main body is reduced. Can be reduced. For this reason, the tensile strain resistance can be further improved. As a result, the manufactured superconducting tape can be bent so as to have a smaller diameter while suppressing a decrease in the critical current value, so that the allowable bending diameter can be further reduced.

また、超電導テープにおいて補強部の占める体積割合を減少できるので、超電導テープの全断面積当たりの臨界電流密度を向上できる。   Further, since the volume ratio of the reinforcing portion in the superconducting tape can be reduced, the critical current density per total cross-sectional area of the superconducting tape can be improved.

本発明の超電導テープの製造装置は、第1の送り部と、第2の送り部と、受け部と、第1の張力印加部と、第2の張力印加部と、接合部とを備えている。第1の送り部は、補強部を送る。第2の送り部は、超電導体を有するテープ状の本体部を送る。受け部は、第1の送り部から送られた補強部と、第2の送り部から送られた本体部とを受ける。第1の張力印加部は、第1の送り部と受け部との間に設けられ、補強部の降伏応力以下の張力を、補強部の延在方向に加える。接合部は、第1の張力印加部および第2の送り部と、受け部との間に設けられ、本体部の少なくとも一方の主面と補強部とを接合して、超電導テープとする。   The superconducting tape manufacturing apparatus of the present invention includes a first feeding part, a second feeding part, a receiving part, a first tension applying part, a second tension applying part, and a joining part. Yes. The first feeding part sends the reinforcing part. The second feeding portion feeds a tape-like main body portion having a superconductor. The receiving part receives the reinforcing part sent from the first feeding part and the main body part sent from the second feeding part. The first tension applying unit is provided between the first feeding unit and the receiving unit, and applies a tension equal to or lower than the yield stress of the reinforcing unit in the extending direction of the reinforcing unit. The joining portion is provided between the first tension applying portion and the second feeding portion and the receiving portion, and joins at least one main surface of the main body portion and the reinforcing portion to form a superconducting tape.

本発明の超電導テープの製造装置によれば、第1の張力印加部で補強部の延在方向に沿って補強部に張力を加えながら、接合部で本体部と接合することにより、本体部の超電導体に加えられる圧縮応力および圧縮歪みを大きくすることができる超電導テープを製造することができる。このため、本発明の超電導テープの製造装置により製造された超電導テープは、引張応力および引張歪みに対して強くなる。   According to the superconducting tape manufacturing apparatus of the present invention, the first tension applying portion is joined to the main body portion at the joining portion while applying tension to the reinforcing portion along the extending direction of the reinforcing portion. A superconducting tape capable of increasing the compressive stress and compressive strain applied to the superconductor can be manufactured. For this reason, the superconducting tape manufactured by the superconducting tape manufacturing apparatus of the present invention is strong against tensile stress and tensile strain.

また、本発明の超電導テープの製造装置により製造された超電導テープに曲げを加えたときも、本体部に含まれる超電導体に加えられる引張り歪みに対して強くなるため、許容曲げ直径を小さくすることができる。   Also, when bending is applied to the superconducting tape manufactured by the superconducting tape manufacturing apparatus of the present invention, it becomes strong against the tensile strain applied to the superconductor contained in the main body, so the allowable bending diameter should be reduced. Can do.

上記超電導テープの製造装置において好ましくは、第2の送り部と受け部との間に設けられ、本体部の降伏応力以下の張力を、本体部の延在方向に加える第2の張力印加部をさらに備え、第1の張力印加部は、第2の張力印加部により本体部に加える張力よりも大きな張力を、補強部の延在方向に沿って補強部に加える。   Preferably, in the superconducting tape manufacturing apparatus, a second tension applying unit that is provided between the second feeding unit and the receiving unit and applies a tension equal to or less than the yield stress of the main body in the extending direction of the main body. In addition, the first tension applying unit applies a tension larger than the tension applied to the main body by the second tension applying unit along the extending direction of the reinforcing unit.

これにより、第2の張力印加部で本体部に張力を加える場合であっても、第1の張力印加部で補強部をより収縮させて本体部に接合することができるので、本体部には予めより大きな圧縮歪みが加えられた状態になる。このため、この製造装置により製造された超電導テープに曲げを加えると、超電導テープの耐引張歪み特性および耐引張応力特性を向上できる。その結果、この超電導テープに曲げを加えた場合であっても、本体部の超電導体の超電導特性の低下を抑制できる。したがって、許容曲げ直径を小さくすることができる。   Thereby, even when tension is applied to the main body by the second tension applying section, the reinforcing section can be further contracted by the first tension applying section and can be joined to the main body. A state in which a larger compressive strain is applied in advance. For this reason, when bending is applied to the superconducting tape manufactured by this manufacturing apparatus, the tensile strain resistance and tensile stress resistance of the superconducting tape can be improved. As a result, even if this superconducting tape is bent, it is possible to suppress a decrease in superconducting characteristics of the superconductor of the main body. Therefore, the allowable bending diameter can be reduced.

本発明の超電導テープの製造方法および超電導テープの製造装置によれば、耐引張歪み特性および耐引張応力特性を改善するとともに、許容曲げ直径を小さくできる。   According to the superconducting tape manufacturing method and superconducting tape manufacturing apparatus of the present invention, the tensile strain resistance and tensile stress resistance can be improved and the allowable bending diameter can be reduced.

以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
(実施の形態1)
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断面斜視図である。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、本体部7と、補強部9a、9bと、半田層11とを備えている。補強部9a、9bは本体部7の上面7a側と下面7b側とにそれぞれ配置されており、本体部7の長手方向(延在方向)に沿って配置されている。本体部7と補強部9a、9bの各々とは半田層11によって接合されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a partial cross-sectional perspective view schematically showing the configuration of the superconducting tape according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the superconducting tape 1 a in the present embodiment includes a main body portion 7, reinforcing portions 9 a and 9 b, and a solder layer 11. The reinforcing portions 9a and 9b are respectively disposed on the upper surface 7a side and the lower surface 7b side of the main body portion 7, and are disposed along the longitudinal direction (extending direction) of the main body portion 7. The main body portion 7 and each of the reinforcing portions 9a and 9b are joined by a solder layer 11.

本体部7は、一軸方向に延在する形状であるテープ状であり、長手方向に延びる複数本の超電導体3と、複数の超電導体3の全周を被覆するシース部5とを有している。シース部5は超電導体3に接触している。複数本の超電導体3の各々は、たとえばBi(ビスマス)−Pb−Sr(ストロンチウム)−Ca(カルシウム)−Cu(銅)−O(酸素)系の組成を有するビスマス系超電導体が好ましく、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5の材質は、たとえば銀(Ag)や銀合金よりなっている。   The main body portion 7 has a tape shape which is a shape extending in a uniaxial direction, and includes a plurality of superconductors 3 extending in the longitudinal direction and a sheath portion 5 covering the entire circumference of the plurality of superconductors 3. Yes. The sheath portion 5 is in contact with the superconductor 3. Each of the plurality of superconductors 3 is preferably, for example, a bismuth-based superconductor having a composition of Bi (bismuth) -Pb-Sr (strontium) -Ca (calcium) -Cu (copper) -O (oxygen). , (Bismuth and lead): strontium: calcium: copper is most suitable a material containing a Bi2223 phase represented by an approximate atomic ratio of 2: 2: 2: 3. The material of the sheath portion 5 is made of, for example, silver (Ag) or a silver alloy.

本体部7には、補強部9a、9bよりも大きな圧縮応力および圧縮歪みが加えられている。   A compressive stress and compressive strain larger than those of the reinforcing portions 9a and 9b are applied to the main body portion 7.

補強部9a、9bは、超電導テープ1aの機械的強度を向上し、高い許容引張応力を維持する役割を果たしている。超電導テープ1aの機械的強度を向上する観点から、補強部9a、9bは、本体部7よりも高い機械的強度を有していることが好ましい。   The reinforcing portions 9a and 9b play the role of improving the mechanical strength of the superconducting tape 1a and maintaining a high allowable tensile stress. From the viewpoint of improving the mechanical strength of the superconducting tape 1a, the reinforcing portions 9a and 9b preferably have higher mechanical strength than the main body portion 7.

補強部9a、9bの各々はテープ状であり、室温以上半田層11の融点以下において、本体部7の熱膨張率(つまり、超電導体3とシース部5とを合わせた熱膨張率)よりも大きい熱膨張率を有していることが好ましい。このような補強部9a、9bの材料は、ステンレス鋼、銅合金、ニッケル合金などが用いられ、熱膨張率が大きい観点からステンレス鋼、銅合金などが好適に用いられる。なお、室温とは、たとえば0℃以上40℃以下である。   Each of the reinforcing portions 9a and 9b is in a tape shape, and is higher than the thermal expansion coefficient of the main body portion 7 (that is, the thermal expansion coefficient of the superconductor 3 and the sheath portion 5) at room temperature or higher and below the melting point of the solder layer 11. It is preferable to have a large coefficient of thermal expansion. Stainless steel, copper alloy, nickel alloy, or the like is used as the material of the reinforcing portions 9a, 9b, and stainless steel, copper alloy, or the like is preferably used from the viewpoint of a high coefficient of thermal expansion. In addition, room temperature is 0 degreeC or more and 40 degrees C or less, for example.

補強部9aは、半田層11の融点よりも高い軟化温度を有しており、半田層11の軟化温度よりも高い軟化温度を有していることが好ましい。補強部9aの軟化温度は、半田層11の融点よりも20℃以上高いことが好ましい。ここで、軟化温度(軟化点)とは、物質が加熱により変形、軟化を起こし始める温度である。   The reinforcing portion 9 a has a softening temperature higher than the melting point of the solder layer 11, and preferably has a softening temperature higher than the softening temperature of the solder layer 11. The softening temperature of the reinforcing portion 9a is preferably higher by 20 ° C. than the melting point of the solder layer 11. Here, the softening temperature (softening point) is a temperature at which a substance starts to be deformed and softened by heating.

半田層11は、加熱および冷却されることで本体部7と補強部9a、9bとを接合するためのものである。半田層11の材料は、200℃以上の融点を有していることが好ましい。融点が200℃以上の半田層11として、たとえば、Sn、Pb、Sn−Ag、Sn−Sb(アンチモン)、Sn−Ag−Au(金)、Sn−Cu−Ni(ニッケル)、Sn−Ag−Ni、Sn−Ag−Cu−Bi、Sn−Ag−In(インジウム)−Biなどが用いられ、作業環境および使用環境への影響が軽減される観点からPbを含んでいないSn、Sn−Ag、Sn−Sb、Sn−Ag−Au、Sn−Cu−Ni、Sn−Ag−Ni、Sn−Ag−Cu−Bi、Sn−Ag−In−Biが好適に用いられる。   The solder layer 11 is for joining the main body part 7 and the reinforcing parts 9a and 9b by being heated and cooled. The material of the solder layer 11 preferably has a melting point of 200 ° C. or higher. As the solder layer 11 having a melting point of 200 ° C. or more, for example, Sn, Pb, Sn—Ag, Sn—Sb (antimony), Sn—Ag—Au (gold), Sn—Cu—Ni (nickel), Sn—Ag— Ni, Sn—Ag—Cu—Bi, Sn—Ag—In (indium) —Bi, etc. are used, and Sn, Sn—Ag containing no Pb from the viewpoint of reducing the influence on the working environment and the use environment, Sn-Sb, Sn-Ag-Au, Sn-Cu-Ni, Sn-Ag-Ni, Sn-Ag-Cu-Bi, and Sn-Ag-In-Bi are preferably used.

なお、上記においては本体部7が複数本の超電導体3を有している構造(多芯線)である場合について説明したが、本体部7は1本の超電導体のみを有している構造(単芯線)であってもよい。   In the above description, the case where the main body 7 has a structure (multi-core wire) having a plurality of superconductors 3 has been described, but the main body 7 has a structure having only one superconductor ( Single-core wire).

ここで、超電導テープ1aの具体的寸法の一例を示すと、補強部9aの厚さ(図中縦方向の長さ)は0.02mmであり、幅(図中横方向の長さ)は4.3mmである。本体部7の厚さは0.22mmであり、幅は4.2mmである。   Here, as an example of specific dimensions of the superconducting tape 1a, the thickness (length in the vertical direction in the drawing) of the reinforcing portion 9a is 0.02 mm, and the width (length in the horizontal direction in the drawing) is 4. .3 mm. The main body 7 has a thickness of 0.22 mm and a width of 4.2 mm.

図2は、本発明の実施の形態1における超電導テープを製造するための装置を示す模式図である。続いて、図2を参照して、本実施の形態における超電導テープ1aを製造するための装置100aについて説明する。   FIG. 2 is a schematic diagram showing an apparatus for producing the superconducting tape in Embodiment 1 of the present invention. Then, with reference to FIG. 2, the apparatus 100a for manufacturing the superconducting tape 1a in this Embodiment is demonstrated.

図2に示すように、装置100aは、超電導テープ1aを製造する工程順に(図2において左側から右側にかけて)、第1の送り部101と、支持部102、103と、第1の張力印加部104と、支持部105と、第2の送り部106と、支持部107〜109と、第3の送り部110と、支持部111、112と、第3の張力印加部113と、支持部114と、フラックス槽115と、接合部116と、集合部117と、洗浄槽118と、巻取り部119と、受け部120とが設けられている。   As shown in FIG. 2, the apparatus 100a includes a first feeding unit 101, support units 102 and 103, and a first tension applying unit in the order of manufacturing the superconducting tape 1a (from the left side to the right side in FIG. 2). 104, support portion 105, second feed portion 106, support portions 107 to 109, third feed portion 110, support portions 111 and 112, third tension applying portion 113, and support portion 114. In addition, a flux tank 115, a joining part 116, a collecting part 117, a cleaning tank 118, a winding part 119, and a receiving part 120 are provided.

第1の送り部101は、補強部9aを受け部120へ送り、たとえば補強部9aを巻き付けて保持するためのリールである。   The first feeding part 101 is a reel for feeding the reinforcing part 9a to the receiving part 120, for example, winding and holding the reinforcing part 9a.

第1の送り部101から送られた補強部9aが支持部102、103、105を通る際に、支持部103に取り付けられた第1の張力印加部104は、補強部9aの降伏応力以下の張力を、補強部9aの延在方向に加える。第1の張力印加部104は、補強部9aの降伏歪み以下の歪みを、補強部9aの延在方向に加えることが好ましい。支持部102、105は、たとえば定滑車であり、支持部103はたとえば動滑車であり、第1の張力印加部104は、支持部103に掛けられた重りである。   When the reinforcing part 9a sent from the first feeding part 101 passes through the supporting parts 102, 103, 105, the first tension applying part 104 attached to the supporting part 103 is below the yield stress of the reinforcing part 9a. Tension is applied in the extending direction of the reinforcing portion 9a. The first tension applying unit 104 preferably applies a strain equal to or less than the yield strain of the reinforcing portion 9a in the extending direction of the reinforcing portion 9a. The support units 102 and 105 are, for example, fixed pulleys, the support unit 103 is, for example, a moving pulley, and the first tension applying unit 104 is a weight hung on the support unit 103.

ここで、第1の送り部101と第1の張力印加部104とは、たとえば補強部9aを送る機能と補強部9aに張力を加える機能とを兼ね備えている1つの部材であってもよい。   Here, the 1st sending part 101 and the 1st tension application part 104 may be one member which has both the function to send reinforcement part 9a and the function to add tension to reinforcement part 9a, for example.

第2の送り部106は、超電導体を有するテープ状の本体部7を受け部120へ送り、たとえば本体部7を巻き付けて保持するためのリールである。第2の送り部106から送られた本体部7は支持部107〜109を通って、支持部109で第1の送り部101から送られた補強部9aと第2の送り部106から送られた本体部7とが積層された状態になる。支持部107、109は、たとえば定滑車であり、支持部108はたとえば動滑車である。   The second feeding portion 106 is a reel for feeding the tape-like main body portion 7 having a superconductor to the receiving portion 120, for example, for winding and holding the main body portion 7. The main body portion 7 sent from the second feeding portion 106 passes through the support portions 107 to 109 and is sent from the reinforcing portion 9a sent from the first feeding portion 101 and the second feeding portion 106 by the support portion 109. The main body 7 is stacked. The support portions 107 and 109 are, for example, fixed pulleys, and the support portion 108 is, for example, a moving pulley.

図3に示すように、支持部108には、本体部7の降伏応力以下で、かつ本体部7に加えられる張力未満の張力を、本体部7の延在方向に加えるための第2の張力印加部108aが配置されていてもよい。なお、図3は、本発明の実施の形態1における超電導テープを製造するための別の装置を示す模式図である。   As shown in FIG. 3, the support portion 108 has a second tension for applying a tension that is equal to or less than the yield stress of the main body portion 7 and less than the tension applied to the main body portion 7 in the extending direction of the main body portion 7. The application unit 108a may be disposed. FIG. 3 is a schematic diagram showing another apparatus for manufacturing the superconducting tape according to Embodiment 1 of the present invention.

ここで、第2の送り部106と第2の張力印加部108aとは、たとえば本体部7を送る機能と本体部7に張力を加える機能とを兼ね備えている1つの部材であってもよい。   Here, the second feeding unit 106 and the second tension applying unit 108a may be, for example, one member having both a function of feeding the main body 7 and a function of applying tension to the main body 7.

第3の送り部110は、補強部9bを受け部120へ送る。第3の送り部110は、たとえば補強部9bを巻き付けて保持するためのリールである。第3の送り部110から送られた補強部9bが支持部111、112、114を通る際に、支持部112に取り付けられた第3の張力印加部113は、補強部9bの降伏応力以下の張力を、補強部9bの延在方向に加える。第3の張力印加部113は、補強部9bの降伏歪み以下の歪みを、補強部9bの延在方向に加えることが好ましい。第3の送り部110から送られた補強部9bは、支持部111、112、114を通って、支持部114で、第1の送り部101から送られた補強部9aと、第2の送り部106から送られた本体部7と、第3の送り部110から送られた補強部9bとがこの順で上から積層された状態になる。   The third sending part 110 sends the reinforcing part 9b to the receiving part 120. The third feed part 110 is a reel for winding and holding the reinforcing part 9b, for example. When the reinforcing part 9b sent from the third feeding part 110 passes through the supporting parts 111, 112, 114, the third tension applying part 113 attached to the supporting part 112 has a yield stress equal to or lower than the yield stress of the reinforcing part 9b. Tension is applied in the extending direction of the reinforcing portion 9b. The third tension applying unit 113 preferably applies a strain equal to or less than the yield strain of the reinforcing portion 9b in the extending direction of the reinforcing portion 9b. The reinforcing portion 9b sent from the third feeding portion 110 passes through the supporting portions 111, 112, and 114, and the supporting portion 114 and the reinforcing portion 9a sent from the first feeding portion 101 and the second feeding portion. The main body part 7 sent from the part 106 and the reinforcing part 9b sent from the third feeding part 110 are stacked in this order.

ここで、第3の送り部110と第3の張力印加部113とは、たとえば補強部9bを送る機能と補強部9bに張力を加える機能とを兼ね備えている1つの部材であってもよい。   Here, the third feeding unit 110 and the third tension applying unit 113 may be, for example, one member having both a function of feeding the reinforcing part 9b and a function of applying tension to the reinforcing part 9b.

この積層された状態でフラックス槽115に送られる。このフラックス槽115には、補強部9a、9bの接合面の酸化皮膜を除去するためのフラックスが内部に収容されている。   The laminated state is sent to the flux tank 115. In the flux tank 115, flux for removing the oxide film on the joint surfaces of the reinforcing portions 9a and 9b is accommodated inside.

フラックス槽115により補強部9a、9bの接合面の酸化皮膜が除去された状態で、接合部116に送られる。この接合部116の内部には、半田層11となるべき材料が収容されている。この接合部116は、半田層11を介して本体部7の上面7aおよび下面7bと補強部9a、9bとを接合する。   It is sent to the joint part 116 in a state where the oxide film on the joint surface of the reinforcing parts 9a and 9b is removed by the flux tank 115. A material to be the solder layer 11 is accommodated in the joint 116. The joining portion 116 joins the upper surface 7a and the lower surface 7b of the main body portion 7 and the reinforcing portions 9a and 9b through the solder layer 11.

半田層11により本体部7と、補強部9a、9bとが接合された状態で、集合部117により一体化する。この集合部117は、接合部116の出口に取り付けられており、たとえば集合ダイスなどである。これにより、超電導テープ1aが得られる。   In a state where the main body portion 7 and the reinforcing portions 9a and 9b are joined by the solder layer 11, they are integrated by the collecting portion 117. The collective portion 117 is attached to the outlet of the joint portion 116, and is, for example, a collective die. Thereby, the superconducting tape 1a is obtained.

集合部117により一体化された超電導テープ1aは、洗浄槽118に送られる。洗浄槽118は、超電導テープ1aを洗浄するために、たとえば温水などの洗浄液を内部に収容している。   The superconducting tape 1 a integrated by the collecting portion 117 is sent to the cleaning tank 118. The cleaning tank 118 contains a cleaning liquid such as warm water in order to clean the superconducting tape 1a.

洗浄槽118から送られた超電導テープ1aは、巻取り部119を用いて、受け部120で受けられる。   The superconducting tape 1 a sent from the cleaning tank 118 is received by the receiving unit 120 using the winding unit 119.

続いて、図1〜図3を参照して、本実施の形態における超電導テープの製造方法について説明する。   Then, with reference to FIGS. 1-3, the manufacturing method of the superconducting tape in this Embodiment is demonstrated.

まず、超電導体3を有するテープ状の本体部7を準備する。具体的には、Bi、Pb、Sr、CaおよびCuが所定の組成比となるように、酸化物あるいは炭酸化物の原料粉を混合する。この混合粉に熱処理と粉砕とを繰り返すことにより、Bi2223相とBi2212相と非超電導相とから構成される前駆体粉末が作製される。次に、この前駆体粉末を金属管に充填する。その後、前駆体粉末が金属管に充填されたものに対して伸線加工を行なう。この際には伸線加工と中間軟化処理とを繰り返し、前駆体フィラメントを芯材として金属管で被覆されたクラッド線となる。次に、複数のクラッド線を束ねて再び金属管に嵌合する。これにより、たとえば55芯を有する多芯線が作製される。次に多芯線に対して伸線加工を施す。これにより、Bi2223相を含む酸化物超電導体の前駆体粉末をシース部5で被覆した形態を有する線材が作製される。その後、この多芯線に対して複数回の圧延加工と熱処理とを繰り返す。この熱処理は酸素雰囲気中で行なわれ、雰囲気中の酸素分圧はたとえば0.01MPa以下とされる。その結果、前駆体粉末が変化し、超電導体3となる。また、圧延加工により線材がテープ状となる。以上の工程により、超電導体3と、超電導体3の全周を被覆するシース部5とを有するテープ状の本体部7が形成される。このような本体部7は、第2の送り部106に配置する。   First, a tape-like main body 7 having a superconductor 3 is prepared. Specifically, raw material powder of oxide or carbonate is mixed so that Bi, Pb, Sr, Ca and Cu have a predetermined composition ratio. By repeating the heat treatment and pulverization of this mixed powder, a precursor powder composed of a Bi2223 phase, a Bi2212 phase, and a non-superconducting phase is produced. Next, the precursor powder is filled into a metal tube. Thereafter, wire drawing is performed on the metal powder filled with the precursor powder. In this case, the wire drawing process and the intermediate softening process are repeated to obtain a clad wire covered with a metal tube using the precursor filament as a core material. Next, a plurality of clad wires are bundled and fitted again into the metal tube. Thereby, for example, a multi-core wire having 55 cores is produced. Next, the multifilamentary wire is drawn. As a result, a wire having a form in which the precursor powder of the oxide superconductor containing the Bi2223 phase is covered with the sheath portion 5 is produced. Thereafter, a plurality of rolling processes and heat treatments are repeated for the multifilamentary wire. This heat treatment is performed in an oxygen atmosphere, and the oxygen partial pressure in the atmosphere is, for example, 0.01 MPa or less. As a result, the precursor powder changes and becomes a superconductor 3. Moreover, a wire becomes tape-like by rolling. Through the above steps, a tape-shaped main body portion 7 having the superconductor 3 and the sheath portion 5 covering the entire circumference of the superconductor 3 is formed. Such a main body portion 7 is arranged in the second feeding portion 106.

次に、補強部9a、9bを準備する。補強部9a、9bは、室温以上半田層11の融点以下において、本体部7の熱膨張率よりも大きい熱膨張率を有していることが好ましい。また、補強部9a、9bは、半田層11の軟化温度よりも高い軟化温度を有していることが好ましい。なお、補強部9a、9bの軟化温度は、後述する半田層11を用いて本体部7と補強部9a、9bとを接合する時に半田層11を加熱する温度よりも高く、半田層11の融点よりも20℃以上高いことが好ましい。具体的には、たとえば、上述した材料よりなる補強部9a、9bを準備して、第1および第3の送り部101、110に配置する。   Next, the reinforcement parts 9a and 9b are prepared. The reinforcing portions 9a and 9b preferably have a thermal expansion coefficient larger than the thermal expansion coefficient of the main body portion 7 at a temperature between room temperature and the melting point of the solder layer 11. The reinforcing portions 9 a and 9 b preferably have a softening temperature higher than the softening temperature of the solder layer 11. The softening temperature of the reinforcing portions 9a and 9b is higher than the temperature at which the solder layer 11 is heated when the main body portion 7 and the reinforcing portions 9a and 9b are joined using the solder layer 11 described later, and the melting point of the solder layer 11 It is preferably 20 ° C. or higher. Specifically, for example, the reinforcing portions 9a and 9b made of the above-described material are prepared and arranged on the first and third feeding portions 101 and 110.

次に、補強部9a、9bの降伏応力以下の張力(引張張力)を、補強部9a、9bの延在方向に沿って補強部9a、9bに加えた状態で、本体部7の上面7aおよび下面7bと補強部9a、9bとを接合する。また、補強部9a、9bの降伏歪み以下の引張歪みを、補強部9a、9bの延在方向に沿って補強部9a、9bに加えた状態で、本体部7と補強部9a、9bとを接合することが好ましい。なお、補強部の降伏応力以下で引張応力を補強部に加えることにより、補強部の塑性変形を防止できる。   Next, in a state where tension (tensile tension) equal to or lower than the yield stress of the reinforcing portions 9a and 9b is applied to the reinforcing portions 9a and 9b along the extending direction of the reinforcing portions 9a and 9b, The lower surface 7b and the reinforcing portions 9a and 9b are joined. The main body 7 and the reinforcing portions 9a and 9b are joined in a state where a tensile strain below the yield strain of the reinforcing portions 9a and 9b is applied to the reinforcing portions 9a and 9b along the extending direction of the reinforcing portions 9a and 9b. It is preferable to join. In addition, the plastic deformation of a reinforcement part can be prevented by applying a tensile stress to the reinforcement part below the yield stress of a reinforcement part.

具体的には、たとえば以下の工程が実施される。まず、フラックス槽115を通過させて補強部9a、9bの接合面の酸化皮膜を除去して、補強部9a、9bの表面を活性化させる。フラックスは、補強部9a、9bの本体部7への接合性が良好になる材料であることが好ましい。また、シース部5や製造設備に悪影響を及ぼさないことを目的として、非強酸性のフラックスを用いることが好ましい。このようなフラックスとして、たとえば有機酸系フラックス、樹脂系フラックスなどが挙げられる。   Specifically, for example, the following steps are performed. First, the surface of the reinforcing portions 9a and 9b is activated by removing the oxide film on the joint surfaces of the reinforcing portions 9a and 9b through the flux tank 115. It is preferable that the flux is a material that improves the bonding properties of the reinforcing portions 9a and 9b to the main body portion 7. Moreover, it is preferable to use a non-strongly acidic flux for the purpose of not adversely affecting the sheath portion 5 and the manufacturing equipment. Examples of such a flux include an organic acid flux and a resin flux.

その後、本体部7と補強部9a、9bとを、内部で半田層11の材料が溶融された接合部116を通過させる。その後、半田層11の融点未満の雰囲気にし、半田層11の材料を冷却し硬化させることによって、この材料を半田層11にする。これにより、半田層11を介して本体部7と補強部9a、9bとが一体化される。本実施の形態では、接合部116の出口部に設けられた集合部117を半田層11の材料の融点未満として、接合部116を通過した本体部7、補強部9a、9b、および半田層11を一体化させるために集合部117を通して、半田層11を介して本体部7と補強部9a、9bとを接合している。   Thereafter, the main body portion 7 and the reinforcing portions 9a and 9b are passed through the joint portion 116 in which the material of the solder layer 11 is melted. Thereafter, the material is made into the solder layer 11 by setting the atmosphere below the melting point of the solder layer 11 and cooling and hardening the material of the solder layer 11. As a result, the main body portion 7 and the reinforcing portions 9a and 9b are integrated via the solder layer 11. In the present embodiment, the aggregate portion 117 provided at the outlet portion of the joint portion 116 is set to be less than the melting point of the material of the solder layer 11, and the main body portion 7, the reinforcing portions 9 a and 9 b, and the solder layer 11 that have passed through the joint portion 116. In order to integrate them, the main body part 7 and the reinforcing parts 9a and 9b are joined through the assembly part 117 and the solder layer 11.

接合する際に、図2に示す装置100aでは、第1および第3の張力印加部104、113により補強部9a、9bにそれぞれ張力を加えている。このため、接合部116において、補強部9a、9bに引張応力が加えられた状態で、本体部7と補強部9a、9bとが接合される。   At the time of joining, in the apparatus 100a shown in FIG. 2, tension is applied to the reinforcing portions 9a and 9b by the first and third tension applying portions 104 and 113, respectively. For this reason, in the joining part 116, the main-body part 7 and the reinforcement parts 9a and 9b are joined in the state in which the tensile stress was applied to the reinforcement parts 9a and 9b.

また、第1および第3の張力印加部104、113の重りを変更することにより、補強部9a、9bの延在方向に加える張力を容易に制御できる。   Moreover, the tension | tensile_strength added to the extension direction of the reinforcement parts 9a and 9b can be easily controlled by changing the weight of the 1st and 3rd tension application parts 104 and 113. FIG.

また、図3に示すように、支持部108に掛けられた重りなどの第2の張力印加部108aを備えた装置100bを用いる場合には、本体部7の延在方向に沿って本体部7に張力を加える工程と、本体部7に加える張力よりも大きな張力を、補強部9a、9bの延在方向に沿って補強部9a、9bに加える工程とを含んでいる。この場合、接合部116において、補強部9a、9bに本体部7よりも大きな引張応力が加えられた状態で、本体部7と補強部9a、9bとが接合される。   Further, as shown in FIG. 3, when the apparatus 100 b including the second tension applying unit 108 a such as a weight hung on the support unit 108 is used, the main body unit 7 extends along the extending direction of the main body unit 7. And a step of applying a tension larger than the tension applied to the main body portion 7 to the reinforcing portions 9a and 9b along the extending direction of the reinforcing portions 9a and 9b. In this case, the main body portion 7 and the reinforcing portions 9a and 9b are bonded to each other at the bonding portion 116 in a state where a tensile stress larger than that of the main body portion 7 is applied to the reinforcing portions 9a and 9b.

また、半田層11の融点が200℃以上で、補強部9a、9bの熱膨張率は本体部7の熱膨張率よりも大きい場合には、接合部116の内部を通過する補強部9a、9bおよび本体部7は、接合部116において、補強部9a、9bは本体部7よりも大きく膨張する。冷却されると、補強部9a、9bは本体部7よりも収縮するので、補強部9a、9b側にさらに引張歪みが生じ、本体部7側にさらに圧縮歪みが生じる。   Further, when the melting point of the solder layer 11 is 200 ° C. or higher and the thermal expansion coefficient of the reinforcing parts 9 a and 9 b is larger than the thermal expansion coefficient of the main body part 7, the reinforcing parts 9 a and 9 b that pass through the inside of the joint part 116. In the joint portion 116, the reinforcing portions 9 a and 9 b expand more than the main body portion 7. When cooled, the reinforcing portions 9a and 9b contract more than the main body portion 7, so that further tensile strain is generated on the reinforcing portions 9a and 9b side, and further compressive strain is generated on the main body portion 7 side.

なお、半田層11を形成する方法は、上述しためっき法に特に限定されず、たとえば蒸着法などで形成される。   The method for forming the solder layer 11 is not particularly limited to the above-described plating method, and is formed by, for example, a vapor deposition method.

図2および図3に示す装置100a、100bを用いると、本体部7および補強部9a、9bは接合部以外の面も半田層11でめっきされるので、耐蝕性が改善され、端末における半田による接続が容易になる。   When the apparatuses 100a and 100b shown in FIGS. 2 and 3 are used, the surface of the main body 7 and the reinforcing portions 9a and 9b are plated with the solder layer 11 on the surface other than the joint portion, so that the corrosion resistance is improved and the solder is used at the terminal. Connection becomes easy.

以上の工程を実施することにより、図1に示す本実施の形態における超電導テープ1aを製造できる。   By performing the above steps, the superconducting tape 1a in the present embodiment shown in FIG. 1 can be manufactured.

なお、上述した超電導テープ1aの製造方法では、半田層11を介して、本体部7と補強部9a、9bとを接合しているが、本発明は半田層11を用いずに本体部7と補強部9a、9bとを接合する方法も含む。   In the method of manufacturing the superconducting tape 1a described above, the main body portion 7 and the reinforcing portions 9a and 9b are joined via the solder layer 11, but the present invention does not use the solder layer 11 and the main body portion 7 and A method of joining the reinforcing portions 9a and 9b is also included.

以上説明したように、本実施の形態における超電導テープ1aの製造方法は、補強部9a、9bの降伏応力以下の張力を、補強部9a、9bの延在方向に沿って補強部9a、9bに加えた状態で、本体部7の上面7aおよび下面7bと補強部9a、9bとを接合している。   As described above, in the method of manufacturing the superconducting tape 1a in the present embodiment, the tension below the yield stress of the reinforcing portions 9a and 9b is applied to the reinforcing portions 9a and 9b along the extending direction of the reinforcing portions 9a and 9b. In the added state, the upper surface 7a and the lower surface 7b of the main body 7 and the reinforcing portions 9a and 9b are joined.

また、本実施の形態における超電導テープ1aの製造装置100a、100bは、補強部9a、9bの降伏応力以下の張力を、補強部9a、9bの延在方向に加えるための第1および第3の張力印加部104、113と、本体部7の上面7aおよび下面7bと補強部9a、9bとを接合して、超電導テープ1aとするための接合部116とを備えている。   In addition, the superconducting tape 1a manufacturing apparatus 100a, 100b according to the present embodiment applies first and third tensions for applying tension below the yield stress of the reinforcing portions 9a, 9b in the extending direction of the reinforcing portions 9a, 9b. The tension applying portions 104 and 113, and the joining portion 116 for joining the upper surface 7a and the lower surface 7b of the main body 7 and the reinforcing portions 9a and 9b to form the superconducting tape 1a are provided.

本実施の形態における超電導テープ1aの製造方法および製造装置100a、100bによれば、第1および第3の張力印加部104、13で、補強部9a、9bの延在方向に沿って補強部9a、9bに張力を加えながら本体部7と接合することにより、本体部7の超電導体3に加えられる圧縮応力および圧縮歪みを大きくすることができる。このため、補強部7が接合された超電導テープ1aは、引張応力および引張歪みに対して強くなる。その結果、この超電導テープ1aに直径を小さくするように曲げを加えた場合であっても、本体部7の超電導体3の超電導特性の低下を抑制できる。   According to the manufacturing method and the manufacturing apparatuses 100a and 100b of the superconducting tape 1a in the present embodiment, the first and third tension applying units 104 and 13 use the reinforcing portion 9a along the extending direction of the reinforcing portions 9a and 9b. , 9b can be joined to the main body portion 7 while applying tension, thereby increasing the compressive stress and compressive strain applied to the superconductor 3 of the main body portion 7. For this reason, the superconducting tape 1a to which the reinforcing portion 7 is bonded becomes strong against tensile stress and tensile strain. As a result, even if this superconducting tape 1a is bent so as to reduce its diameter, it is possible to suppress a decrease in superconducting characteristics of the superconductor 3 of the main body 7.

この超電導テープ1aに曲げを加えると、中立軸を境に曲げの中心に近い領域に位置する本体部7の超電導体3は圧縮歪みを受け、中心から遠い領域に位置する超電導体3は引張歪みを受ける。本体部7の超電導体3は、圧縮側の許容歪みよりも、引張側の許容歪みが小さいため、本体部7の許容引張歪みによって超電導テープ1aの許容曲げ直径が決まる。本実施の形態により製造される超電導テープ1aでは、本体部7の超電導体に予め圧縮歪みが加えられた状態になっており、曲げに対しても強い特性を有するので、超電導テープ1aの許容曲げ直径を小さくすることができる。   When the superconducting tape 1a is bent, the superconductor 3 of the main body portion 7 located in a region near the center of bending with the neutral axis as a boundary is subjected to compressive strain, and the superconductor 3 located in a region far from the center is subjected to tensile strain. Receive. Since the superconductor 3 of the main body 7 has a smaller allowable strain on the tension side than that on the compression side, the allowable bending diameter of the superconducting tape 1a is determined by the allowable tensile strain of the main body 7. In the superconducting tape 1a manufactured according to the present embodiment, the superconducting tape 1a is in a state in which a compressive strain is applied in advance to the superconductor of the main body 7 and has a strong characteristic against bending. The diameter can be reduced.

また、補強部9a、9bを本体部7の上面7a側および下面7b側に配置することにより、超電導テープ1aの耐引張応力を向上することができる。   In addition, by arranging the reinforcing portions 9a and 9b on the upper surface 7a side and the lower surface 7b side of the main body portion 7, the tensile stress resistance of the superconducting tape 1a can be improved.

本実施の形態における超電導テープ1aの製造方法において好ましくは、本体部7と補強部9a、9bとを接合する工程では、200℃以上の融点を有する半田層11を用いて本体部7と補強部9a、9bとを接合し、補強部9a、9bを準備する工程では、室温以上半田層11の融点以下において、本体部7の熱膨張率よりも大きい熱膨張率を有する補強部9a、9bを準備し、本体部7と補強部9a、9bとを接合する工程では、半田層11の融点以上に半田層11を加熱する。   In the method of manufacturing superconducting tape 1a in the present embodiment, preferably, in the step of bonding main body 7 and reinforcing portions 9a and 9b, main body 7 and the reinforcing portion are used using solder layer 11 having a melting point of 200 ° C. or higher. In the step of joining the reinforcing portions 9a and 9b to the reinforcing portions 9a and 9b, the reinforcing portions 9a and 9b having a thermal expansion coefficient larger than the thermal expansion coefficient of the main body portion 7 at room temperature or more and below the melting point of the solder layer 11 are prepared. In the step of preparing and joining the main body portion 7 and the reinforcing portions 9a and 9b, the solder layer 11 is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder layer 11.

これにより、補強部9a、9bの熱膨張率は本体部7の熱膨張率よりも大きいので、半田層11(本実施の形態では半田層11の材料)を融点以上に加熱することによって半田層11を溶融し、その後半田層11を硬化させると、冷却によって、補強部9a、9bは本体部7よりも収縮した状態で本体部7に接合される。また、半田層11の融点が200℃以上であると、補強部9a、9bが十分収縮した状態で本体部7に接合される。このため、本体部7の超電導体3に加えられる圧縮応力および圧縮歪みをより大きくすることができる。このため、耐引張歪み特性および耐引張応力特性をより向上することができる。したがって、超電導テープ1aの許容曲げ直径を小さくすることができる。   Thereby, since the thermal expansion coefficient of the reinforcement parts 9a and 9b is larger than the thermal expansion coefficient of the main-body part 7, a solder layer is heated by heating the solder layer 11 (the material of the solder layer 11 in this Embodiment) more than melting | fusing point. When 11 is melted and then the solder layer 11 is cured, the reinforcing portions 9 a and 9 b are joined to the main body portion 7 in a contracted state with respect to the main body portion 7 by cooling. When the melting point of the solder layer 11 is 200 ° C. or higher, the reinforcing portions 9a and 9b are joined to the main body portion 7 in a sufficiently contracted state. For this reason, the compressive stress and the compressive strain applied to the superconductor 3 of the main body 7 can be further increased. For this reason, the tensile strain resistance and the tensile stress resistance can be further improved. Therefore, the allowable bending diameter of the superconducting tape 1a can be reduced.

(実施の形態2)
図4は、本発明の実施の形態2における超電導テープの構成を概略的に示す部分断面斜視図である。図4に示すように、本実施の形態における超電導テープ1bは、基本的には実施の形態1における超電導テープ1aと同様の構成を備えているが、補強部9aは、本体部7の一方の主面側のみに形成された点においてのみ異なる。本実施の形態では、図4に示すように、補強部9aは、本体部の上面7a側のみに配置されている。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a partial cross-sectional perspective view schematically showing the configuration of the superconducting tape in Embodiment 2 of the present invention. As shown in FIG. 4, the superconducting tape 1b in the present embodiment basically has the same configuration as the superconducting tape 1a in the first embodiment, but the reinforcing portion 9a is one of the main body portions 7. It differs only in the point formed only on the main surface side. In this Embodiment, as shown in FIG. 4, the reinforcement part 9a is arrange | positioned only at the upper surface 7a side of the main-body part.

図5は、本発明の実施の形態2における超電導テープの製造装置を示す模式図である。図5に示すように、本実施の形態における超電導テープ1bを製造するための装置100cは、基本的には実施の形態1と同様の構成を備えているが、第3の送り部、第3の張力印加部113および支持部111、112、114を備えていない点においてのみ異なる。   FIG. 5 is a schematic diagram showing a superconducting tape manufacturing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. As shown in FIG. 5, the apparatus 100c for manufacturing the superconducting tape 1b in the present embodiment basically has the same configuration as that of the first embodiment, but the third feeding section, the third Only in that the tension applying unit 113 and the supporting units 111, 112, and 114 are not provided.

本実施の形態における超電導テープ1bの製造方法は、基本的には実施の形態1における超電導テープ1aの製造方法と同様の構成を備えているが、本体部7と補強部9aとを接合する工程では、本体部7の一方の主面(本実施の形態では上面7a)側のみに補強部9aを形成する点においてのみ異なる。   The manufacturing method of superconducting tape 1b in the present embodiment basically has the same configuration as the manufacturing method of superconducting tape 1a in Embodiment 1, but the step of joining main body portion 7 and reinforcing portion 9a. Then, it differs only in the point which forms the reinforcement part 9a only in the one main surface (in this Embodiment, upper surface 7a) side of the main-body part 7. FIG.

なお、これ以外の超電導テープ1bおよびその製造方法は、実施の形態1における超電導テープ1aおよびその製造方法の構成と同様であるので、同一の部材には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。   Since other superconducting tape 1b and its manufacturing method are the same as those of superconducting tape 1a and its manufacturing method in Embodiment 1, the same members are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is repeated. Absent.

図6(A)は本発明の実施の形態2における超電導テープ1bに曲げを加えた状態を示す模式図であり、図6(B)は図6(A)における領域VIBの拡大図である。続いて、図6(A)および(B)を参照して、本実施の形態における超電導テープ1bの効果について説明する。   FIG. 6 (A) is a schematic diagram showing a state where bending is applied to superconducting tape 1b according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 6 (B) is an enlarged view of region VIB in FIG. 6 (A). Then, with reference to FIG. 6 (A) and (B), the effect of the superconducting tape 1b in this Embodiment is demonstrated.

図6(A)に示すように、本実施の形態における超電導テープ1bを補強部9aが外周側になるように曲げを加えると、図6(B)に示すように、外周側には引張歪みおよび引張応力が加えられ、内周側には圧縮歪みおよび圧縮応力が加えられる。このように、外周側に補強部9aが位置するので、歪量が零となる中立線Bは本体部7から補強部9aへずれた位置になる。言い換えると、中立線Bが半田層11近傍に位置するので、本体部7には圧縮歪みおよび圧縮応力が加えられ、本体部7に加えられる引張歪みおよび引張応力を低減できる。   As shown in FIG. 6A, when the superconducting tape 1b in the present embodiment is bent so that the reinforcing portion 9a is on the outer peripheral side, as shown in FIG. And tensile stress are applied, and compressive strain and compressive stress are applied to the inner peripheral side. Thus, since the reinforcement part 9a is located in the outer peripheral side, the neutral line B from which the amount of distortion becomes zero is a position shifted from the main body part 7 to the reinforcement part 9a. In other words, since the neutral line B is positioned in the vicinity of the solder layer 11, compressive strain and compressive stress are applied to the main body portion 7, and the tensile strain and tensile stress applied to the main body portion 7 can be reduced.

なお、臨界電流密度の低下を抑制するために、補強部9aの厚みを小さくする場合には、中立線Bは本体部7側に位置する場合もある。しかし、上面7aのみに補強部9aが形成されているので、両面に補強部9aが配置されている場合と比較して、中立線Bを補強部9a側に位置することができる。このため、本体部7に加えられる引張歪みおよび引張応力を低減できる。   In addition, in order to suppress the fall of a critical current density, when reducing the thickness of the reinforcement part 9a, the neutral line B may be located in the main-body part 7 side. However, since the reinforcing portion 9a is formed only on the upper surface 7a, the neutral line B can be positioned on the reinforcing portion 9a side as compared with the case where the reinforcing portions 9a are arranged on both surfaces. For this reason, the tensile strain and tensile stress applied to the main body 7 can be reduced.

また、実施の形態1の本体部7の両側に補強部9a、9bを配置した場合と比較して、超電導テープ1bにおいて補強部9a、9bの占める体積割合を減少できる。このため、本実施の形態における超電導テープ1bは、臨界電流密度を向上できる。   Moreover, compared with the case where reinforcement part 9a, 9b is arrange | positioned on both sides of the main-body part 7 of Embodiment 1, the volume ratio which reinforcement part 9a, 9b accounts in the superconducting tape 1b can be reduced. For this reason, the superconducting tape 1b in the present embodiment can improve the critical current density.

このように、超電導テープ1bの引張歪みを低減できるので、図6(A)に示すように、超電導テープ1bの超電導特性を維持して曲げを加えたときの許容曲げ直径R(曲げ中心Aから超電導テープ1bまでの距離の2倍)を小さくすることができる。   Thus, since the tensile strain of the superconducting tape 1b can be reduced, as shown in FIG. 6A, the allowable bending diameter R (from the bending center A when the bending is performed while maintaining the superconducting characteristics of the superconducting tape 1b. 2 times the distance to the superconducting tape 1b) can be reduced.

本実施例では、補強部の降伏応力以下の張力を、補強部の延在方向に沿って補強部に加えた状態で、本体部の少なくとも一方の主面と補強部とを接合する工程を備えることによる効果について調べた。具体的には、実施例1〜3、および比較例1〜4の各々の超電導テープを製造し、その超電導テープの許容引張歪み、許容引張応力および許容曲げ直径を測定した。   The present embodiment includes a step of joining at least one main surface of the main body portion and the reinforcing portion in a state where a tension equal to or lower than the yield stress of the reinforcing portion is applied to the reinforcing portion along the extending direction of the reinforcing portion. We investigated the effects of this. Specifically, each of the superconducting tapes of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 was manufactured, and allowable tensile strain, allowable tensile stress, and allowable bending diameter of the superconductive tape were measured.

(実施例1)
実施例1は、実施の形態1における超電導テープの製造方法にしたがって、図2に示す超電導テープの製造装置100aを用いて、図1に示す超電導テープを製造した。
Example 1
In Example 1, the superconducting tape shown in FIG. 1 was manufactured using the superconducting tape manufacturing apparatus 100a shown in FIG. 2 in accordance with the superconducting tape manufacturing method in the first embodiment.

詳細には、まず、Bi2223超電導体3を銀よりなるシース部5で被覆したテープ状の本体部7を準備した。本体部7の厚さは0.22mmであり、幅は4.2mmであった。   Specifically, first, a tape-shaped main body portion 7 in which the Bi2223 superconductor 3 was covered with a sheath portion 5 made of silver was prepared. The main body 7 had a thickness of 0.22 mm and a width of 4.2 mm.

次に、SUS304よりなる2枚の補強部9a、9bを準備した。補強部9a、9bの厚さは0.02mmであり、幅は4.3mmであった。   Next, two reinforcing portions 9a and 9b made of SUS304 were prepared. The thickness of the reinforcement parts 9a and 9b was 0.02 mm, and the width was 4.3 mm.

次に、補強部9a、9bの降伏応力以下の張力を、補強部9a、9bの延在方向に沿って補強部9a、9bに加えた状態で、本体部7の上面7aおよび下面7bと補強部9a、9bとをそれぞれ接合した。より詳細には、第1の張力印加部104および第3の張力印加部113に30Nの加重を加えることにより、補強部9a、9bにそれぞれ30Nの張力を加えた。融点が227℃のSn−0.7%Cuよりなる半田層11の材料を300℃まで加熱することにより溶融した状態で、30Nの張力が加えられた本体部7と補強部9a、9bとを浸漬し、その後、この材料を硬化することにより、本体部7と補強部9a、9bとを半田層11により接合した。以上の工程により、実施例1の超電導テープを製造した。   Next, the upper surface 7a and the lower surface 7b of the main body 7 are reinforced with a tension equal to or less than the yield stress of the reinforcing portions 9a and 9b applied to the reinforcing portions 9a and 9b along the extending direction of the reinforcing portions 9a and 9b. The parts 9a and 9b were joined to each other. More specifically, by applying a load of 30N to the first tension applying unit 104 and the third tension applying unit 113, a tension of 30N was applied to the reinforcing portions 9a and 9b, respectively. In a state where the material of the solder layer 11 made of Sn-0.7% Cu having a melting point of 227 ° C. is melted by heating to 300 ° C., the main body portion 7 and the reinforcement portions 9a and 9b to which a tension of 30 N is applied The body part 7 and the reinforcing parts 9a and 9b were joined by the solder layer 11 by dipping and then curing the material. The superconducting tape of Example 1 was manufactured through the above steps.

(実施例2)
実施例2は、基本的には実施例1における超電導テープの製造方法と同様の構成を備えていたが、補強部9aを本体部7の上面7a側のみに形成した点においてのみ異なる。
(Example 2)
The second embodiment basically has the same configuration as the superconducting tape manufacturing method in the first embodiment, but differs only in that the reinforcing portion 9a is formed only on the upper surface 7a side of the main body portion 7.

詳細には、実施例2は、実施の形態2における超電導テープの製造方法にしたがって、図5に示す超電導テープの製造装置100cを用いて、図4に示す超電導テープを製造した。   Specifically, in Example 2, the superconducting tape shown in FIG. 4 was manufactured using the superconducting tape manufacturing apparatus 100 c shown in FIG. 5 in accordance with the superconducting tape manufacturing method in Embodiment 2.

より詳細には、まず、実施例1と同じ超電導テープを準備した。次に、実施例1と同じ材料の補強部9aを1枚準備した。   More specifically, first, the same superconducting tape as in Example 1 was prepared. Next, one reinforcing part 9a made of the same material as in Example 1 was prepared.

次に、実施例1と同様に、補強部9aの降伏応力以下の張力を、補強部9aの延在方向に沿って補強部9aに加えた状態で、本体部7の上面7aと補強部9aとをそれぞれ接合した。実施例2では、実施例1と同様に、補強部9aのみに30Nの張力を加えた。以上の工程により、実施例2の超電導テープを製造した。   Next, in the same manner as in the first embodiment, the upper surface 7a and the reinforcing portion 9a of the main body 7 are applied in a state where a tension equal to or lower than the yield stress of the reinforcing portion 9a is applied to the reinforcing portion 9a along the extending direction of the reinforcing portion 9a. And were joined respectively. In Example 2, as in Example 1, a tension of 30 N was applied only to the reinforcing portion 9a. The superconducting tape of Example 2 was manufactured through the above steps.

(実施例3)
実施例3は、基本的には実施例1における超電導テープの製造方法と同様の構成を備えていたが、半田層が183℃の融点を有するSn−37%Pbである点においてのみ異なる。詳細には、実施例1と同様の本体部7および2枚の補強部9a、9bを準備した。次に、補強部9a、9bに30Nの張力を加え、半田層11を190℃まで加熱して溶融し、この半田層11の材料に本体部7および補強部9a、9bを浸漬させることにより、本体部7と補強部9a、9bとを接合した。これにより、実施例3の超電導テープを製造した。
(Example 3)
Example 3 basically had the same configuration as the superconducting tape manufacturing method in Example 1, but differs only in that the solder layer is Sn-37% Pb having a melting point of 183 ° C. In detail, the main body part 7 and the two reinforcement parts 9a and 9b similar to Example 1 were prepared. Next, a tension of 30 N is applied to the reinforcing portions 9a and 9b, the solder layer 11 is heated to 190 ° C. and melted, and the main body portion 7 and the reinforcing portions 9a and 9b are immersed in the material of the solder layer 11, The main body part 7 and the reinforcing parts 9a and 9b were joined. Thereby, the superconducting tape of Example 3 was manufactured.

(比較例1)
比較例1では補強部を形成せず、実施例1〜3と同じ本体部を準備し、この本体部を比較例1の超電導テープとした。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, a reinforcing part was not formed, and the same main body part as in Examples 1 to 3 was prepared. This main body part was used as the superconducting tape of Comparative Example 1.

(比較例2)
比較例2は、基本的には実施例1の超電導テープの製造方法と同様に製造したが、本体部7と補強部9a、9bとを接合する際に、補強部9a、9bに張力を加えなかった点においてのみ異なる。
(Comparative Example 2)
Comparative Example 2 was basically manufactured in the same manner as the superconducting tape manufacturing method of Example 1, but when the main body 7 and the reinforcing portions 9a and 9b were joined, tension was applied to the reinforcing portions 9a and 9b. It differs only in the points that were not.

(比較例3)
比較例3は、基本的には実施例2の超電導テープの製造方法と同様に製造したが、本体部7と補強部9aとを接合する際に、補強部9aに張力を加えなかった点においてのみ異なる。
(Comparative Example 3)
Comparative Example 3 was basically manufactured in the same manner as the method of manufacturing the superconducting tape of Example 2, except that no tension was applied to the reinforcing part 9a when the main body part 7 and the reinforcing part 9a were joined. Only different.

(比較例4)
比較例4は、基本的には実施例3の超電導テープの製造方法と同様に製造したが、本体部7と補強部9a、9bとを接合する際に、補強部9a、9bに張力を加えなかった点においてのみ異なる。
(Comparative Example 4)
Comparative Example 4 was basically manufactured in the same manner as the superconducting tape manufacturing method of Example 3, but when the main body 7 and the reinforcing portions 9a and 9b were joined, tension was applied to the reinforcing portions 9a and 9b. It differs only in the points that were not.

(測定方法)
実施例1〜3および比較例1〜4の超電導テープについて、それぞれ許容引張歪み、許容引張応力および許容曲げ直径を測定した。
(Measuring method)
For the superconducting tapes of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4, the allowable tensile strain, the allowable tensile stress, and the allowable bending diameter were measured.

具体的には、許容引張歪みは、室温にて実施例1〜3および比較例1〜4の超電導テープに引張歪みを加えて、それぞれの超電導テープの初期の臨界電流値の95%を維持できる最大の歪みとした。   Specifically, the allowable tensile strain can maintain 95% of the initial critical current value of each superconducting tape by applying tensile strain to the superconducting tapes of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 at room temperature. Maximum distortion.

許容引張応力は、室温にて実施例1〜3および比較例1〜4の超電導テープに、長手方向に引張応力を加えて、それぞれの超電導テープの初期の臨界電流値の95%を維持できる最大の応力とした。   The allowable tensile stress is the maximum at which 95% of the initial critical current value of each superconducting tape can be maintained by applying tensile stress in the longitudinal direction to the superconducting tapes of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 at room temperature. Stress.

許容曲げ直径は、室温にて実施例1〜3および比較例1〜4の超電導テープに曲げを加えて、それぞれの超電導テープの初期の臨界電流値の95%を維持できる最小の直径(図6(A)における直径R)とした。これらの結果を下記の表1に示す。   The allowable bending diameter is the minimum diameter that can be maintained at 95% of the initial critical current value of each superconducting tape by bending the superconducting tapes of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 at room temperature (FIG. 6). The diameter R) in (A). These results are shown in Table 1 below.

Figure 2009170221
Figure 2009170221

(測定結果)
表1に示すように、実施例1〜3は、補強部を備えなかった比較例1よりも、許容引張応力、許容引張歪みおよび許容曲げ直径のすべてについて向上できた。
(Measurement result)
As shown in Table 1, Examples 1 to 3 were able to improve all of the allowable tensile stress, the allowable tensile strain, and the allowable bending diameter as compared with Comparative Example 1 that did not include the reinforcing portion.

2枚の補強部を備え、接合のために融点が200℃以上の半田層を用いた実施例1と比較例2とを比較すると、補強部に張力を加えて接合した実施例1の超電導テープは、補強部に張力を加えずに接合した比較例2の超電導テープよりも許容引張応力、許容引張歪みおよび許容曲げ直径を向上することができた。   Comparing Example 1 and Comparative Example 2, which includes two reinforcing portions and uses a solder layer having a melting point of 200 ° C. or higher for joining, the superconducting tape of Example 1 joined by applying tension to the reinforcing portions. Was able to improve the allowable tensile stress, the allowable tensile strain and the allowable bending diameter as compared with the superconducting tape of Comparative Example 2 which was joined without applying tension to the reinforcing portion.

1枚の補強部を備え、接合のために融点が200℃以上の半田層を用いた実施例2と比較例3とを比較すると、補強部に張力を加えて接合した実施例2の超電導テープは、補強部に張力を加えずに接合した比較例3の超電導テープよりも許容引張応力、許容引張歪みおよび許容曲げ直径を向上することができた。   Comparing Example 2 and Comparative Example 3, which includes a single reinforcing portion and uses a solder layer having a melting point of 200 ° C. or higher for joining, the superconducting tape of Example 2 joined by applying tension to the reinforcing portion. Was able to improve the allowable tensile stress, the allowable tensile strain and the allowable bending diameter as compared with the superconducting tape of Comparative Example 3 which was joined without applying tension to the reinforcing portion.

2枚の補強部を備え、接合のために融点が200℃未満の半田層を用いた実施例3と比較例4とを比較すると、補強部に張力を加えて接合した実施例3の超電導テープは、補強部に張力を加えずに接合した比較例4の超電導テープよりも許容引張応力、許容引張歪みおよび許容曲げ直径を向上することができた。   Comparing Example 3 and Comparative Example 4, which includes two reinforcing portions and uses a solder layer having a melting point of less than 200 ° C. for joining, the superconducting tape of Example 3 joined by applying tension to the reinforcing portions. Was able to improve the allowable tensile stress, the allowable tensile strain and the allowable bending diameter as compared with the superconducting tape of Comparative Example 4 which was joined without applying tension to the reinforcing portion.

特に、接合の際に張力を加えた実施例1と実施例3とを比較すると、半田層の融点が200℃以上の実施例1は融点が200℃未満の実施例3よりも許容引張歪みおよび許容曲げ直径を向上することができた。この結果から、実施例1において接合の際に補強部および本体部に加えられる熱が、実施例3において接合の際に補強部および本体部に加えられる熱よりも高いので、補強部は本体部よりも長手方向に伸びた状態で接合されるため、補強部が形成された本体部が室温まで冷却される過程で、本体部の超電導体には予め圧縮歪みが加えられた状態になり、超電導テープの耐引張歪み特性を向上できることがわかった。   In particular, when Example 1 and Example 3 in which tension was applied at the time of joining were compared, Example 1 with a melting point of the solder layer of 200 ° C. or higher was higher in allowable tensile strain and than Example 3 with a melting point of less than 200 ° C. The allowable bending diameter could be improved. From this result, since the heat applied to the reinforcing part and the main body part during joining in Example 1 is higher than the heat applied to the reinforcing part and the main body part during joining in Example 3, the reinforcing part is the main body part. In the process of cooling the body part with the reinforcing part to room temperature, the superconductor of the body part is pre-compressed and compressed. It was found that the tensile strain resistance of the tape can be improved.

また、2枚の補強部を備えた実施例1、3と、1枚の補強部を備えた実施例2とを比較すると、超電導テープにおいて補強部の占める体積割合が増加するので、許容引張応力および許容引張歪みを向上できた。   Further, when Examples 1 and 3 having two reinforcing portions are compared with Example 2 having one reinforcing portion, the volume ratio of the reinforcing portion in the superconducting tape increases, so that the allowable tensile stress And the allowable tensile strain could be improved.

補強部を一方の主面のみに形成した実施例2は、超電導テープにおいて補強部が占める体積割合が少ないにも関わらず、許容曲げ直径を大きく向上できた。   In Example 2 in which the reinforcing portion was formed only on one main surface, the allowable bending diameter could be greatly improved despite the small volume ratio of the reinforcing portion in the superconducting tape.

以上より、本実施例によれば、補強部の降伏応力以下の張力を、補強部の延在方向に沿って補強部に加えた状態で、本体部の少なくとも一方の主面と補強部とを接合する工程を備えることによって、耐引張歪み特性および耐引張応力特性を改善するとともに、許容曲げ直径を小さくできることが確認できた。   As described above, according to the present embodiment, at least one main surface of the main body portion and the reinforcing portion are applied in a state where a tension equal to or lower than the yield stress of the reinforcing portion is applied to the reinforcing portion along the extending direction of the reinforcing portion. It was confirmed that by providing the joining step, the tensile strain resistance and tensile stress resistance can be improved and the allowable bending diameter can be reduced.

今回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えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて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変更が含まれることが意図される。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is shown not by the above-described embodiment but by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

本発明の超電導テープの製造方法および超電導テープの製造装置により製造された超電導テープは、ビスマス系の超電導材料を含む超電導テープに関連する技術として特に適している。   The superconducting tape manufactured by the superconducting tape manufacturing method and superconducting tape manufacturing apparatus of the present invention is particularly suitable as a technique related to a superconducting tape containing a bismuth-based superconducting material.

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断面斜視図である。It is a fragmentary sectional perspective view which shows roughly the structure of the superconducting tape in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における超電導テープを製造するための装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the apparatus for manufacturing the superconducting tape in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における超電導テープを製造するための別の装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another apparatus for manufacturing the superconducting tape in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2における超電導テープの構成を概略的に示す部分断面斜視図である。It is a fragmentary sectional perspective view which shows roughly the structure of the superconducting tape in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における超電導テープの製造装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing apparatus of the superconducting tape in Embodiment 2 of this invention. (A)は、本発明の実施の形態2における超電導テープ1bに曲げを加えた状態を示す模式図であり、(B)は、(A)における領域VIBの拡大図である。(A) is a schematic diagram which shows the state which added the bending to the superconducting tape 1b in Embodiment 2 of this invention, (B) is an enlarged view of the area | region VIB in (A).

符号の説明Explanation of symbols

1a,1b 超電導テープ、3 超電導体、5 シース部、7 本体部、7a 上面、7b 下面、9a,9b 補強部、11 半田層、100a,100b,100c 装置、101 第1の送り部、102,103,105,107〜109,111,112,114 支持部、104 第1の張力印加部、106 第2の送り部、108a 第2の張力印加部、110 第3の送り部、113 第3の張力印加部、115 フラックス槽、116 接合部、117 集合部、118 洗浄槽、119 巻取り部、120 受け部。   1a, 1b Superconducting tape, 3 superconductor, 5 sheath portion, 7 body portion, 7a upper surface, 7b lower surface, 9a, 9b reinforcing portion, 11 solder layer, 100a, 100b, 100c device, 101 first feeding portion, 102, 103, 105, 107 to 109, 111, 112, 114 Support section, 104 First tension applying section, 106 Second feeding section, 108a Second tension applying section, 110 Third feeding section, 113 Third Tension applying part, 115 flux tank, 116 joint part, 117 collecting part, 118 cleaning tank, 119 winding part, 120 receiving part.

Claims (5)

超電導体を有するテープ状の本体部を準備する工程と、
補強部を準備する工程と、
前記補強部の降伏応力以下の張力を、前記補強部の延在方向に沿って前記補強部に加えた状態で、前記本体部の少なくとも一方の主面と前記補強部とを接合する工程とを備えた、超電導テープの製造方法。
Preparing a tape-like body having a superconductor;
Preparing a reinforcing part;
A step of joining at least one main surface of the main body portion and the reinforcing portion in a state where a tension equal to or lower than the yield stress of the reinforcing portion is applied to the reinforcing portion along the extending direction of the reinforcing portion. A method for producing a superconducting tape.
前記本体部と前記補強部とを接合する工程は、
前記本体部の延在方向に沿って前記本体部に張力を加える工程と、
前記本体部に加える張力よりも大きな張力を、前記補強部の延在方向に沿って前記補強部に加える工程とを含む、請求項1に記載の超電導テープの製造方法。
The step of joining the main body portion and the reinforcing portion includes:
Applying tension to the main body along the extending direction of the main body;
The method for manufacturing a superconducting tape according to claim 1, further comprising: applying a tension larger than a tension applied to the main body portion to the reinforcing portion along an extending direction of the reinforcing portion.
前記補強部は、前記本体部の一方の主面側のみに形成された、請求項1または2に記載の超電導テープの製造方法。   The method of manufacturing a superconducting tape according to claim 1, wherein the reinforcing portion is formed only on one main surface side of the main body portion. 補強部を送るための第1の送り部と、
超電導体を有するテープ状の本体部を送るための第2の送り部と、
前記第1の送り部から送られた前記補強部と、前記第2の送り部から送られた前記本体部とを受けるための受け部と、
前記第1の送り部と前記受け部との間に設けられ、前記補強部の降伏応力以下の張力を、前記補強部の延在方向に加えるための第1の張力印加部と、
前記第1の張力印加部および前記第2の送り部と、前記受け部との間に設けられ、前記本体部の少なくとも一方の主面と前記補強部とを接合して、超電導テープとするための接合部とを備えた、超電導テープの製造装置。
A first feed section for feeding the reinforcement section;
A second feeding section for feeding a tape-shaped main body having a superconductor;
A receiving portion for receiving the reinforcing portion sent from the first feeding portion and the main body portion sent from the second feeding portion;
A first tension applying unit that is provided between the first feeding unit and the receiving unit and applies a tension equal to or less than a yield stress of the reinforcing unit in the extending direction of the reinforcing unit;
To provide a superconducting tape provided between the first tension applying section, the second feeding section, and the receiving section, and joining at least one main surface of the main body section and the reinforcing section. And a superconducting tape manufacturing apparatus.
前記第2の送り部と前記受け部との間に設けられ、前記本体部の降伏応力以下の張力を、前記本体部の延在方向に加える第2の張力印加部をさらに備え、
前記第1の張力印加部は、前記第2の張力印加部により前記本体部に加える張力よりも大きな張力を、前記補強部の延在方向に沿って前記補強部に加える、請求項4に記載の超電導テープの製造装置。
A second tension applying unit that is provided between the second feeding unit and the receiving unit and applies a tension equal to or lower than the yield stress of the main body in the extending direction of the main body;
The first tension applying unit applies a tension larger than a tension applied to the main body by the second tension applying unit to the reinforcing unit along an extending direction of the reinforcing unit. Superconducting tape manufacturing equipment.
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CN105938740A (en) * 2015-03-06 2016-09-14 昭和电线电缆系统株式会社 Oxide superconducting wire manufacturing method

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