JP2017091808A - Method for producing oxide superconducting wire rod and method for producing superconducting coil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、酸化物超電導線材の製造方法及び超電導コイルの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an oxide superconducting wire and a method for manufacturing a superconducting coil.
近年、一般式Bi2Sr2CaCu2O8+δ(Bi2212)またはBi2Sr2Ca2Cu3O10+δ(Bi2223)で表されるBi系超電導体、あるいは、一般式REBa2Cu3O7−X(RE123)で表される希土類系超電導体を用いた超電導線材の開発が進められている。なお、希土類元素REがYの場合に限らず、希土類系は、しばしばY系と呼ばれている。 In recent years, a Bi-based superconductor represented by the general formula Bi 2 Sr 2 CaCu 2 O 8 + δ (Bi2212) or Bi 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O 10 + δ (Bi2223), or the general formula REBa 2 Cu 3 O 7-X Development of a superconducting wire using a rare earth-based superconductor represented by (RE123) is underway. In addition, the rare earth element RE is not limited to Y, but the rare earth element is often called a Y element.
希土類系の超電導線材の構成の一つとして、金属テープ等からなる基材上に中間層を介して酸化物超電導層を積層した後、酸化物超電導層を保護するAg等の保護層を形成し、さらに、Cu等の安定化材を形成した構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。安定化材は、酸化物超電導層が何らかの原因で超電導状態から常電導状態に転移した際(クエンチ時)に発生する過電流をバイパスするための電流経路(パス)として設けられている。Ni合金等の強度が高い材料からなるテープ状の基材を用いた場合、長手方向に高い引張強度を有する。 As one of the structures of rare earth-based superconducting wires, an oxide superconducting layer is laminated on a base material made of metal tape or the like through an intermediate layer, and then a protective layer such as Ag for protecting the oxide superconducting layer is formed. Furthermore, a structure in which a stabilizing material such as Cu is formed is known (for example, see Patent Document 1). The stabilizing material is provided as a current path (path) for bypassing an overcurrent generated when the oxide superconducting layer transitions from the superconducting state to the normal conducting state for some reason (when quenching). When a tape-shaped substrate made of a material having high strength such as Ni alloy is used, it has high tensile strength in the longitudinal direction.
酸化物超電導層を含む積層体の周囲に安定化材を半田付け等により接合する際、接合不良が起こるおそれがある。接合不良が起こると、特性の劣化や、歩留りの低下のおそれがあるため、改善が望まれる。 When the stabilizer is joined to the periphery of the laminate including the oxide superconducting layer by soldering or the like, there is a risk of poor joining. If a bonding failure occurs, there is a risk of deterioration of characteristics and a decrease in yield, so improvement is desired.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、安定化材の接合不良を抑制することが可能な酸化物超電導線材の製造方法及び超電導コイルの製造方法を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it a subject to provide the manufacturing method of the oxide superconducting wire which can suppress the joining defect of a stabilizer, and the manufacturing method of a superconducting coil.
前記課題を解決するため、本発明は、テープ状の基材の一方の面上に、中間層と酸化物超電導層と保護層がこの順に積層された構成の超電導積層体を準備する工程と、前記超電導積層体の外面の少なくとも一部とを覆うように、第1の接合材層を形成する工程と、安定化材の面上に、第2の接合材層を形成する工程と、前記第2の接合材層が前記第1の接合材層と対向し、かつ、前記安定化材が、前記超電導積層体の外面の少なくとも一部とを覆うように、前記第2の接合材層が形成された安定化材を、前記第1の接合材層が形成された超電導積層体に被せる工程と、前記第1の接合材層および前記第2の接合材層が溶融状態となる温度に加熱して、前記第1の接合材層および前記第2の接合材層を介して、前記超電導積層体と前記安定化材とを接合する工程と、を有することを特徴とする酸化物超電導線材の製造方法を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a step of preparing a superconducting laminate having a configuration in which an intermediate layer, an oxide superconducting layer, and a protective layer are laminated in this order on one surface of a tape-shaped substrate; A step of forming a first bonding material layer so as to cover at least a part of the outer surface of the superconducting laminate, a step of forming a second bonding material layer on the surface of the stabilizing material, The second bonding material layer is formed so that two bonding material layers face the first bonding material layer and the stabilizing material covers at least a part of the outer surface of the superconducting laminate. A step of placing the stabilized material on the superconducting laminate on which the first bonding material layer is formed, and heating to a temperature at which the first bonding material layer and the second bonding material layer are in a molten state. And the superconducting laminate and the stabilizing material through the first bonding material layer and the second bonding material layer. To have, and bonding the provide a method of manufacturing an oxide superconducting wire according to claim.
前記基材裏面側の幅方向の両端部を覆うように前記第1の接合材層を形成し、前記安定化材が、前記基材裏面側の幅方向の両端部を覆うように、前記第2の接合材層が形成された安定化材を、前記第1の接合材層が形成された超電導積層体に被せることも可能である。
前記基材裏面において、前記基材裏面と前記安定化材の幅方向における両端部との間に形成される凹部を、第3の接合材層により覆う工程を有することも可能である。
The first bonding material layer is formed so as to cover both end portions in the width direction on the substrate back surface side, and the stabilizing material covers the both end portions in the width direction on the substrate back surface side. It is also possible to cover the stabilizing material on which the two bonding material layers are formed on the superconducting laminate on which the first bonding material layer is formed.
In the back surface of the base material, it is also possible to include a step of covering a recess formed between the back surface of the base material and both end portions in the width direction of the stabilizing material with a third bonding material layer.
前記第1の接合材層と前記第2の接合材層とが、同種の金属を少なくとも1種含むことも可能である。
前記第1の接合材層および前記第2の接合材層は、亜鉛、インジウム、ガリウム、スズ、ビスマス、鉛を少なくとも1種含むことも可能である。
前記超電導積層体に対して、前記第1の接合材層を、接合材のスパッタ、接合材のめっき、溶融した接合材から選択される1または2以上により形成することも可能である。
The first bonding material layer and the second bonding material layer may contain at least one kind of metal.
The first bonding material layer and the second bonding material layer may include at least one kind of zinc, indium, gallium, tin, bismuth, and lead.
It is also possible to form the first bonding material layer on the superconducting laminate by one or more selected from sputtering of bonding material, plating of bonding material, and molten bonding material.
また、本発明は、前記酸化物超電導線材の製造方法により酸化物超電導線材を製造する工程と、前記酸化物超電導線材を使用して超電導コイルを製造する工程を有することを特徴とする超電導コイルの製造方法を提供する。 The present invention further includes a step of manufacturing an oxide superconducting wire by the method of manufacturing the oxide superconducting wire, and a step of manufacturing a superconducting coil using the oxide superconducting wire. A manufacturing method is provided.
本発明は、第1の接合材層および第2の接合材層を介して、超電導積層体と前記安定化材とを接合することにより、超電導積層体に対する安定化材の接合不良を抑制することができる。 The present invention suppresses bonding failure of the stabilizing material to the superconducting laminate by joining the superconducting laminate and the stabilizing material via the first joining material layer and the second joining material layer. Can do.
以下、好適な実施形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。 Hereinafter, based on a preferred embodiment, the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に、本実施形態の超電導線材の一例の断面図を示す。この断面図は、超電導線材の長手方向に垂直な断面の構造を模式的に示している。超電導線材10は、超電導積層体15と、超電導積層体の周囲に設けられた安定化材18と、超電導積層体15と安定化材18とを接合する接合材層16,17とを含む。
In FIG. 1, sectional drawing of an example of the superconducting wire of this embodiment is shown. This sectional view schematically shows the structure of a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the superconducting wire.
図2に、超電導積層体15の一例の断面図を示す。超電導積層体15は、テープ状の基材11と、基材11の一方の面11a上に、中間層12と酸化物超電導層13と保護層14がこの順に積層された構成を有する。基材11、中間層12、酸化物超電導層13、保護層14等の各層が積層される方向が厚さ方向である。幅方向は、長手方向及び厚さ方向に垂直な方向である。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of an example of the
基材11は、テープ状の金属基材であり、厚さ方向の両側に、それぞれ主面(一方の面11a及びこれに対向する裏面11b)を有する。基材11を構成する金属の具体例として、ハステロイ(登録商標)に代表されるニッケル合金、ステンレス鋼、ニッケル合金に集合組織を導入した配向Ni−W合金などが挙げられる。基材11の厚さは、目的に応じて適宜調整すれば良く、例えば10〜500μmの範囲である。基材11の裏面11b、側面11c、またはその両方には、接合性を改善するため、Ag,Cu等の金属薄膜をスパッタ等により形成してもよい。
The
中間層12は、基材11と酸化物超電導層13との間に設けられる。中間層12は、多層構成でもよく、例えば基材11側から酸化物超電導層13側に向かう順で、拡散防止層、ベッド層、配向層、キャップ層等を有してもよい。これらの層は必ずしも1層ずつ設けられるとは限らず、一部の層を省略する場合や、同種の層を2以上繰り返し積層する場合もある。
The
拡散防止層は、基材11の成分の一部が拡散し、不純物として酸化物超電導層13側に混入することを抑制する機能を有する。拡散防止層は、例えば、Si3N4、Al2O3、GZO(Gd2Zr2O7)等から構成される。拡散防止層の厚さは、例えば10〜400nmである。
The diffusion preventing layer has a function of suppressing a part of the components of the
ベッド層は、基材11と酸化物超電導層13との界面における反応を低減し、ベッド層の上に形成される層の配向性を向上するために用いられる。ベッド層の材質としては、例えばY2O3、Er2O3、CeO2、Dy2O3、Eu2O3、Ho2O3、La2O3等が挙げられる。ベッド層の厚さは、例えば10〜100nmである。
The bed layer is used to reduce the reaction at the interface between the
配向層は、その上のキャップ層の結晶配向性を制御するために2軸配向する物質から形成される。配向層の材質としては、例えば、Gd2Zr2O7、MgO、ZrO2−Y2O3(YSZ)、SrTiO3、CeO2、Y2O3、Al2O3、Gd2O3、Zr2O3、Ho2O3、Nd2O3等の金属酸化物を例示することができる。この配向層はIBAD(Ion-Beam-Assisted Deposition)法で形成することが好ましい。 The orientation layer is formed from a biaxially oriented material in order to control the crystal orientation of the cap layer thereon. Examples of the material of the alignment layer include Gd 2 Zr 2 O 7 , MgO, ZrO 2 —Y 2 O 3 (YSZ), SrTiO 3 , CeO 2 , Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Examples thereof include metal oxides such as Zr 2 O 3 , Ho 2 O 3 , and Nd 2 O 3 . This alignment layer is preferably formed by an IBAD (Ion-Beam-Assisted Deposition) method.
キャップ層は、上述の配向層の表面に成膜されて、結晶粒が面内方向に自己配向し得る材料からなる。キャップ層の材質としては、例えば、CeO2、Y2O3、Al2O3、Gd2O3、ZrO2、YSZ、Ho2O3、Nd2O3、LaMnO3等が挙げられる。キャップ層の厚さは、50〜5000nmの範囲が挙げられる。 The cap layer is formed on the surface of the above-described alignment layer, and is made of a material that allows crystal grains to self-align in the in-plane direction. The material of the cap layer, for example, CeO 2, Y 2 O 3 , Al 2 O 3, Gd 2 O 3, ZrO 2, YSZ, Ho 2 O 3, Nd 2 O 3, LaMnO 3 , and the like. Examples of the thickness of the cap layer include a range of 50 to 5000 nm.
酸化物超電導層13は、酸化物超電導体から構成される。酸化物超電導体としては、特に限定されないが、例えば一般式REBa2Cu3O7−X(RE123)で表される希土類系酸化物超電導体が挙げられる。希土類元素REとしては、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luのうちの1種又は2種以上が挙げられる。中でも、Y、Gd、Eu、Smの1種か、又はこれら元素の2種以上の組み合わせが好ましい。超電導層の厚さは、例えば0.5〜5μm程度である。この厚さは、長手方向に均一であることが好ましい。酸素欠損量Xは、例えば0.0〜0.5程度である。
The
保護層14は、事故時に発生する過電流をバイパスしたり、酸化物超電導層13と保護層14の上に設けられる層との間で起こる化学反応を抑制したりする等の機能を有する。保護層14の材質としては、例えば銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、金と銀との合金、その他の銀合金、銅合金、金合金などが挙げられる。保護層14は、少なくとも図2に示すように酸化物超電導層13の表面(厚さ方向で、基材11側に対する反対側の面)を覆っている。さらに、保護層14が、酸化物超電導層13の側面、中間層12の側面、基材11の側面11cおよび裏面11bから選択される領域の一部または全部を覆ってもよい。
The
安定化材18は、図1に示すように、超電導積層体15の周囲で、基材11の一方の面11a上に積層された層の外面(例えば、酸化物超電導層13上の保護層14)側から幅方向に屈曲した断面形状を有する金属テープからなる。これにより、酸化物超電導層13の側面を安定に覆うことができるため、超電導線材10の耐水性を向上することができる。安定化材18に用いられる材料は、超電導線材10の用途により異なってもよい。例えば、超電導ケーブルや超電導モータなどに使用する場合は、常電導状態への転移時に発生する過電流を転流させるバイパスのメイン部として機能する必要があるため、良導電性の金属が好適に用いられる。良導電性の金属として、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属が挙げられる。また、超電導限流器に使用する場合は、常電導状態への転移時に発生する過電流を瞬時に抑制する必要があるため、高抵抗金属が好適に用いられる。高抵抗金属として、例えば、Ni−Cr等のNi系合金などが挙げられる。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態の場合、安定化材18は、超電導積層体15において、基材11の一方の面11a上に積層された層の外面(図1では保護層14の表面)を覆う第1の部分18aと、超電導積層体15の両側面を覆う第2の部分18bと、基材裏面11b(またはその面上に形成された他の層の表面)の側端縁を覆う第3の部分18cとを含む。安定化材18を構成する金属テープは、第1の部分18aの幅方向の両側にそれぞれ第2の部分18b及び第3の部分18cをこの順で有することができる。第3の部分18cは、基材裏面11bの幅方向の両端部を覆うように、金属テープの両端部から構成することが好ましい。第3の部分18cは、基材11の裏面11b上において、両側端縁から幅方向の中央部に向けてさらに延在することができる。
In the case of this embodiment, the stabilizing
安定化材18は、接合材層16,17により、超電導積層体15と接合される。例えば、安定化材18の第1の部分18aと保護層14との間、安定化材18の第2の部分18bと超電導積層体15の側面との間、安定化材18の第3の部分18cと基材裏面11bとの間に、それぞれ接合材を設けてもよい。
The stabilizing
接合材層16,17を構成する接合材としては、例えばSn−Pb系、Pb−Sn−Sb系、Sn−Pb−Bi系、Bi−Sn系、Sn−Cu系、Sn−Pb−Cu系、Sn−Ag系などの半田、Sn、Sn合金、In、In合金、Zn、Zn合金、Ga、Ga合金などの金属が挙げられる。接合材の融点は、例えば500℃以下、さらには300℃以下が挙げられる。 Examples of the bonding material constituting the bonding material layers 16 and 17 include Sn—Pb, Pb—Sn—Sb, Sn—Pb—Bi, Bi—Sn, Sn—Cu, and Sn—Pb—Cu. , Sn-Ag solder, metals such as Sn, Sn alloy, In, In alloy, Zn, Zn alloy, Ga, Ga alloy. The melting point of the bonding material is, for example, 500 ° C. or lower, and further 300 ° C. or lower.
基材裏面11bと安定化材18の第3の部分18cとで囲まれる部分には、第3の接合材層19を設けることができる。第3の接合材層19は、接合材層16,17の材料として例示されたのと同様な半田などの金属を供給して形成することができる。このほか、溶接部により第3の接合材層19を構成することもできる。溶接部は、溶接時に周囲の部材から拡散した材料、例えば基材11、安定化材18、接合材層16,17等の材料を含んでもよい。溶接部を形成する際、さらに外部から金属等の材料が供給されてもよい。第3の接合材層19の外面は、安定化材18の外面から突出または凹んでもよく、あるいは同一平面でもよい。
A third
図1では、基材裏面11bは、安定化材18又は接合材層16,17,19により全面が覆われているが、裏面11bの一部が露出されることもあり得る。また、図1では、接合材層16,17,19の境界を明瞭に図示しているが、各接合材が半田付け、溶接等により結合した結果、製品において各接合材層16,17,19の境界が明瞭でなくともよい。接合材層19を形成する前に、接合材層16が基材裏面11bの全面等(第3の接合材層19が形成される領域を含む範囲)を覆っていてもよい。
In FIG. 1, the entire surface of the substrate back
超電導積層体15の周囲に安定化材18及び接合材層16,17,19を設ける方法としては、図2に示すように、第1の接合材層16を超電導積層体15の外面に設ける工程、図3に示すように、第2の接合材層17を安定化材18の内面に設ける工程の後、超電導積層体15の周囲に安定化材18を配置する工程、超電導積層体15の外形に沿って安定化材18を折り曲げる工程(フォーミング)、超電導積層体15及び安定化材18を加熱及び加圧して接合材層16,17の一部又は全部を溶融させる工程(再溶融、リフロー)、加圧を継続しながら全体を冷却して接合材を固化させる工程を含む方法が挙げられる。超電導積層体15に第1の接合材層16を設ける工程と、安定化材18に第2の接合材層17を設ける工程の順序は任意である。
As a method of providing the
第1の接合材層16を超電導積層体15の外面に設ける工程においては、第1の接合材層16が、超電導積層体15の外面(例えば、保護層14側と両側面11c側と基材裏面11b側)の少なくとも一部とを覆うように形成することが好ましい。安定化材18を基材裏面11bの幅方向の両端部と接合するため、第1の接合材層16が基材裏面11bの幅方向の両端部を覆うように形成することが好ましい。第1の接合材層16が、超電導積層体15の外面全周を覆ってもよい。第1の接合材層16を形成する方法としては、接合材をスパッタする方法、接合材をめっきする方法(電気めっき等)、溶融した接合材を用いる方法(溶融めっき等)、これらの2以上の組み合わせ等が挙げられる。
In the step of providing the first
基材11の側面11cに対して、超電導積層体15の側面(例えば、中間層12、酸化物超電導層13、保護層14の端部)の位置が揃っていない場合、超電導積層体15の側面全体を第1の接合材層16で覆うことにより、超電導積層体15の側面(幅方向の両端部)が保護層14で覆われていない場合でも、第2の接合材層17との接合がより確実になるので好ましい。さらなる態様としては、超電導積層体15の全周を平滑な第1の接合材層16で覆うこと、断面の隅部(例えば、基材11および保護層14の幅方向の両端部)の上で第1の接合材層16の外面に丸みを持たせること、超電導積層体15の幅方向の中央部に比べて両端部の上では第1の接合材層16を厚くすること等も挙げられる。
When the positions of the side surfaces of the superconducting laminate 15 (for example, the end portions of the
第2の接合材層17を安定化材18の内面に設ける工程においては、第2の接合材層17を、安定化材18の少なくとも片面に形成する。安定化材18が超電導積層体15に対向する側の面(内面)だけでなく、安定化材18の幅方向の端部または外面にも、第2の接合材層17と同様な接合材層を形成してもよい。第2の接合材層17を安定化材18の上に形成する範囲は、安定化材18の内面のうち全面または一部であり、安定化材18を超電導積層体15の上に被せたときに、第2の接合材層17が第1の接合材層16と対向する領域を含むことが好ましい。安定化材18の内面全体に、平滑または一様な第2の接合材層17を形成することも好ましい。第2の接合材層17を形成する方法としては、接合材をスパッタする方法、接合材をめっきする方法(電気めっき等)、溶融した接合材を用いる方法(溶融めっき等)、これらの2以上の組み合わせ等が挙げられる。
In the step of providing the second
接合時には、超電導積層体15の外面に設けた第1の接合材層16と、安定化材18の内面に設けた第2の接合材層17とを互いに接触させた後に、第1の接合材層16および第2の接合材層17が溶融状態となる温度に加熱する。第1の接合材層16および第2の接合材層17を介して、超電導積層体15と安定化材18とを接合することにより、幅方向に屈曲した断面形状を有する安定化材18の接合不良を抑制することができる。
At the time of bonding, the first
第1の接合材層16と第2の接合材層17とが、平滑面同士で接触すると、超電導積層体15と安定化材18との隙間が生じにくくなるので好ましい。あるいは、断面の隅部または側面上で接合材層を厚くすると、酸化物超電導層13と安定化材18との間に接合材が密着し、クエンチなどの際に酸化物超電導層13から安定化材18への通電がより確実となる。接合時に、接合材層16,17の表面の酸化膜の除去が好ましい。酸化膜の除去方法としては、フラックスの使用、プラズマ洗浄などを行うことが望ましい。
It is preferable that the first
接合材としては、亜鉛、インジウム、ガリウム、スズ、ビスマス、鉛などの金属や、これらの少なくとも1種含む合金が挙げられる。また、第1の接合材層16と第2の接合材層17とが、同種の金属(Zn,In,Ga,Sn,Bi,Pb等)を少なくとも1種含むことが好ましい。第1の接合材層16と第2の接合材層17の構成元素(不可避の不純物は除外する。)が同一であることが好ましく、さらに各接合材の組成または融点が同一または近接していることが好ましい。
Examples of the bonding material include metals such as zinc, indium, gallium, tin, bismuth, and lead, and alloys containing at least one of these. Further, it is preferable that the first
安定化材18の材料として準備される金属テープの幅は、超電導積層体15の外周よりも短いことが好ましい。これにより、金属テープが超電導積層体15の外周を囲むように成形したとき、金属テープの幅方向の両端部同士が重なり合わないので、安定化材18の端部が超電導積層体15から浮き上がりにくくなる。金属テープの幅方向の両端部の間に生じる隙間は、半田や溶接等により第3の接合材層19(接合部、溶接部等)を設けて密閉することが好ましい。
The width of the metal tape prepared as the material for the
接合材は、1種類又は2種類に限らず、3種類以上使用することも可能である。このうち2種以上が第1の接合材層16に該当してもよく、また2種以上が第2の接合材層17に該当してもよい。
The bonding material is not limited to one type or two types, and three or more types can be used. Among these, two or more types may correspond to the first
フォーミングの具体例として、平坦な金属テープの上に超電導積層体を配置した後、フォーミングロール等を用いて、金属テープの幅方向の両端部をそれぞれ超電導積層体の側面に向けて折り曲げ、さらに、金属テープの幅方向の両端部を基材裏面に向かって折り曲げる工程が挙げられる。フォーミングによれば、同様の断面形状が超電導線材の長手方向に連続した製品を効率よく製造することができる。 As a specific example of forming, after placing the superconducting laminate on a flat metal tape, using a forming roll or the like, the both ends in the width direction of the metal tape are bent toward the side surfaces of the superconducting laminate, respectively. A step of bending both end portions of the metal tape in the width direction toward the back surface of the base material is exemplified. According to forming, a product in which similar cross-sectional shapes are continuous in the longitudinal direction of the superconducting wire can be efficiently manufactured.
金属テープの上に超電導積層体を配置する前に、金属テープの所定箇所で所定の折り曲げ角度の一部又は全部を予め折り曲げておくことも可能である。この場合、折り曲げた金属テープの内部に超電導積層体を容易に挿入できるよう、挿入の前は、超電導積層体の側面を覆うべき第2の部分と、基材裏面を覆うべき第3の部分との間で、折り曲げの角度を直角より小さくして、金属テーブの幅方向の両端部の隙間を広げておくことが好ましい。 Before placing the superconducting laminate on the metal tape, it is also possible to bend a part or all of a predetermined bending angle at a predetermined position of the metal tape in advance. In this case, before insertion, the second part that should cover the side surface of the superconducting laminate, and the third part that should cover the back surface of the substrate, so that the superconducting laminate can be easily inserted into the bent metal tape. In this case, it is preferable that the bending angle is smaller than the right angle so that the gaps at both ends in the width direction of the metal table are widened.
安定化材18の幅方向の両端部の隙間を覆う第3の接合材層19は、安定化材18を超電導積層体15に接合する工程の後で設けることも可能である。また、安定化材18を超電導積層体15に接合する工程中、再溶融した接合材層16,17を基材11の裏面11b又は安定化材18の内面に沿って濡れ拡がらせることにより、隙間を塞いで第3の接合材層19を形成することも可能である。基材11の裏面11bは、接合材が濡れやすいよう、メッキ等の表面処理を施してもよい。また、接合材層16,17,19の接合材の濡れる範囲を規制するため、表面処理の有無や種類を領域ごとに異ならせることもできる。
The third
テープ状の超電導線材10を使用して超電導コイルを作製するには、超電導線材10を巻き枠の外周面に沿って必要な層数巻き付けてコイル形状(多層巻きコイル)とした後、巻き付けた超電導線材10を覆うようにエポキシ樹脂等の樹脂を含浸させて超電導線材10を固定することができる。超電導線材10をコイル形状に巻き付ける際、主として超電導線材10の厚さ方向がコイルの径方向となればよい。超電導積層体15における基材11側(裏側)と保護層14側(表側)のいずれかコイルの巻き中心側になるかは限定されない。
In order to produce a superconducting coil using the tape-shaped
超電導線材10の幅方向はコイルの中心軸に略平行であり、コイルで隣接するループ間では、主として超電導線材10の表側と裏側(場合により表側同士又は裏側同士)が向かい合う。そして、向かい合う超電導線材10の間には、含浸樹脂が充填されて、超電導線材10を相互に接着する。なお、局所的に超電導線材10にねじれや折り曲げ、接続部等を設けてコイルにおける超電導線材10の向きを変更することも可能である。
The width direction of the
本実施形態では、安定化材が、1枚の金属テープから、屈曲した断面形状を有するように成形されるので、耐久性が高く、加工コストも低減することができる。 In the present embodiment, since the stabilizing material is molded from a single metal tape so as to have a bent cross-sectional shape, durability is high and processing costs can be reduced.
以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。 As mentioned above, although this invention has been demonstrated based on suitable embodiment, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
超電導線材は、安定化材の内部に空隙を有してもよい。例えば、屈曲した断面形状の安定化材と超電導積層体の側面との間に空隙を設けることもできる。
安定化材の加工はフォーミングに限られるものではなく、溶融押出や切削加工などにより、屈曲した断面形状となるように成形することも可能である。
安定化材の外面に、半田、めっき等により金属層を形成することも可能である。
超電導線材は、外部端子を有することができる。外部端子を有する箇所では、他の箇所と異なる断面構造を有してもよい。
The superconducting wire may have a void inside the stabilizing material. For example, a space can be provided between the bent cross-sectional stabilizer and the side surface of the superconducting laminate.
The processing of the stabilizing material is not limited to forming, but can be formed into a bent cross-sectional shape by melt extrusion or cutting.
It is also possible to form a metal layer on the outer surface of the stabilizing material by soldering, plating or the like.
The superconducting wire can have an external terminal. The portion having the external terminal may have a different cross-sectional structure from other portions.
10…超電導線材、11…基材、11a…一方の面、11b…基材裏面、11c…側面、12…中間層、13…酸化物超電導層、14…保護層、15…超電導積層体、16…第1の接合材層、17…第2の接合材層、18…安定化材、19…第3の接合材層。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記超電導積層体の外面の少なくとも一部とを覆うように、第1の接合材層を形成する工程と、
安定化材の面上に、第2の接合材層を形成する工程と、
前記第2の接合材層が前記第1の接合材層と対向し、かつ、前記安定化材が、前記超電導積層体の外面の少なくとも一部とを覆うように、前記第2の接合材層が形成された安定化材を、前記第1の接合材層が形成された超電導積層体に被せる工程と、
前記第1の接合材層および前記第2の接合材層が溶融状態となる温度に加熱して、前記第1の接合材層および前記第2の接合材層を介して、前記超電導積層体と前記安定化材とを接合する工程と、
を有することを特徴とする酸化物超電導線材の製造方法。 A superconducting laminate having a structure in which an intermediate layer and an oxide superconducting layer are laminated in this order on one surface of a tape-like base material, and further, a protective layer covering at least the surface of the oxide superconducting layer is provided. A preparation process;
Forming a first bonding material layer so as to cover at least part of the outer surface of the superconducting laminate;
Forming a second bonding material layer on the surface of the stabilizing material;
The second bonding material layer so that the second bonding material layer faces the first bonding material layer and the stabilizing material covers at least a part of the outer surface of the superconducting laminate. Covering the stabilizing material formed with the superconducting laminate in which the first bonding material layer is formed;
Heating the first bonding material layer and the second bonding material layer to a temperature at which the first bonding material layer and the second bonding material layer are in a molten state, and via the first bonding material layer and the second bonding material layer, Bonding the stabilizing material;
A method for producing an oxide superconducting wire characterized by comprising:
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