JP2022041667A - 超電導層の接続構造、超電導線材、超電導コイル、超電導機器、及び超電導層の接続方法 - Google Patents
超電導層の接続構造、超電導線材、超電導コイル、超電導機器、及び超電導層の接続方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022041667A JP2022041667A JP2020147013A JP2020147013A JP2022041667A JP 2022041667 A JP2022041667 A JP 2022041667A JP 2020147013 A JP2020147013 A JP 2020147013A JP 2020147013 A JP2020147013 A JP 2020147013A JP 2022041667 A JP2022041667 A JP 2022041667A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- layer
- particle
- superconducting layer
- oxygen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 59
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 362
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 192
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 181
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 114
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 109
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 109
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 77
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 72
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 70
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 60
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 60
- 230000002902 bimodal effect Effects 0.000 claims abstract description 24
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 856
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 562
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 56
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 43
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 41
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 41
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 31
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 24
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 13
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 87
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 72
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 68
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 46
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 42
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 23
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 22
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 21
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 15
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 14
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 14
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 11
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 11
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 11
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 11
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 10
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 10
- 229910001233 yttria-stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 10
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 description 9
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 description 9
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 description 9
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 8
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004549 pulsed laser deposition Methods 0.000 description 8
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 8
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 8
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 7
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 7
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 7
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910000856 hastalloy Inorganic materials 0.000 description 7
- KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N holmium atom Chemical compound [Ho] KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 7
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 7
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 7
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 6
- 238000000550 scanning electron microscopy energy dispersive X-ray spectroscopy Methods 0.000 description 6
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 5
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- MOWMLACGTDMJRV-UHFFFAOYSA-N nickel tungsten Chemical compound [Ni].[W] MOWMLACGTDMJRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- FRNOGLGSGLTDKL-UHFFFAOYSA-N thulium atom Chemical compound [Tm] FRNOGLGSGLTDKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 4
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 2
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Chemical compound [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 2
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005339 levitation Methods 0.000 description 2
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- -1 carbon ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N gadolinium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Gd+3].[Gd+3] CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 235000012771 pancakes Nutrition 0.000 description 1
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/80—Constructional details
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/80—Constructional details
- H10N60/85—Superconducting active materials
- H10N60/855—Ceramic superconductors
- H10N60/857—Ceramic superconductors comprising copper oxide
- H10N60/858—Ceramic superconductors comprising copper oxide having multilayered structures, e.g. superlattices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B12/00—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
- H01B12/02—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines characterised by their form
- H01B12/06—Films or wires on bases or cores
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
- H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
- H01R4/68—Connections to or between superconductive connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
- H10N60/0296—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers
- H10N60/0352—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers from a suspension or slurry, e.g. screen printing or doctor blade casting
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
Description
第1の実施形態の超電導層の接続構造は、第1の超電導層と、第2の超電導層と、第1の超電導層と第2の超電導層との間に設けられ、希土類元素(RE)、バリウム(Ba)、銅(Cu)、及び酸素(O)を含む結晶粒子を含み、結晶粒子の粒径分布が、バイモーダル分布を含む接続層と、を備える。また、上記接続層は、希土類元素(RE)及び酸素(O)を含む第1の粒子と、バリウム(Ba)、炭素(C)、及び酸素(O)を含む第2の粒子と、銅(Cu)及び酸素(O)を含む第3の粒子と、バリウム(Ba)、銅(Cu)、及び酸素(O)を含む第4の粒子とからなる群から選ばれる少なくともいずれか一つの粒子を含む。
第2の実施形態の超電導層の接続構造は、希土類元素(RE)及び酸素(O)を含む第1の粒子と、バリウム(Ba)、炭素(C)、及び酸素(O)を含む第2の粒子と、銅(Cu)及び酸素(O)を含む第3の粒子と、バリウム(Ba)、銅(Cu)、及び酸素(O)を含む第4の粒子を含まない点で、第1の実施形態の超電導層の接続構造と異なる。以下、第1の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する場合がある。
第3の実施形態の超電導層の接続構造は、第1の超電導層と、第2の超電導層と、第1の超電導層と第2の超電導層との間に設けられ、希土類元素(RE)、バリウム(Ba)、銅(Cu)、及び酸素(O)を含む結晶粒子と、希土類元素(RE)及び酸素(O)を含む第1の粒子と、バリウム(Ba)、炭素(C)、及び酸素(O)を含む第2の粒子と、銅(Cu)及び酸素(O)を含む第3の粒子と、バリウム(Ba)、銅(Cu)、及び酸素(O)を含む第4の粒子とからなる群から選ばれる少なくともいずれか一つの粒子と、を含む接続層と、を備える。第3の実施形態の超電導層の接続構造は、結晶粒子の粒径分布が、明瞭なバイモーダル分布を含まない点で、第1の実施形態の超電導層の接続構造と異なる。以下、第1の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する場合がある。
第4の実施形態の超電導線材は、第1の超電導層を含む第1の超電導線材と、第2の超電導層を含む第2の超電導線材と、第1の面と前記第1の面と対向する第2の面を有する第3の超電導層と、第1の超電導層と第3の超電導層との間、及び、第2の超電導層と第3の超電導層との間に設けられ、希土類元素(RE)、バリウム(Ba)、銅(Cu)、及び酸素(O)を含む結晶粒子を含み、結晶粒子の粒径分布が、バイモーダル分布を含む接続層と、を備え、第1の超電導層及び第2の超電導層は、第3の超電導層の前記第1の面の側に位置する。第4の実施形態の超電導線材は、第1の超電導線材と第2の超電導線材を接続する構造として、第1の実施形態の超電導層の接続構造を用いる。以下、第1の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
図14は、第4の実施形態の超電導線材の変形例の模式断面図である。第4の実施形態の変形例の超電導線材410は、補強材60を備える点で、第4の実施形態の超電導線材400と異なる。
第5の実施形態の超電導線材は、第1の超電導層を含む第1の超電導線材と、第2の超電導層を含む第2の超電導線材と、第1の面と第1の面と対向する第2の面を有する第3の超電導層と、第1の超電導層と第3の超電導層との間、及び、第2の超電導層と第3の超電導層との間に設けられ、希土類元素(RE)、バリウム(Ba)、銅(Cu)、及び酸素(O)を含む結晶粒子と、希土類元素(RE)及び酸素(O)を含む第1の粒子、バリウム(Ba)、炭素(C)、酸素(O)を含む第2の粒子、銅(Cu)及び酸素(O)を含む第3の粒子、バリウム(Ba)、銅(Cu)及び酸素(O)を含む第4の粒子からなる群から選ばれる少なくともいずれか一つの粒子と、を含む接続層と、を備え、第1の超電導層及び第2の超電導層は、第3の超電導層の前記第1の面の側に位置する。第5の実施形態の超電導線材は、接続層に第3の実施形態と同様の接続層を備える点で、第4の実施形態の超電導線材と異なる。以下、第4の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
第6の実施形態の超電導線材は、接続層が互いに離間した第1の領域と第2の領域を含む点で、第4又は第5の実施形態の超電導線材と異なる。以下、第4又は第5の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
図16は、第6の実施形態の超電導線材の第1の変形例の模式断面図である。第6の実施形態の第1の変形例の超電導線材610は、第1の超電導層16の第3の超電導層46に対向する面の一部が露出し、第2の超電導層26の第3の超電導層46に対向する面の一部が露出する点で、第6の実施形態の超電導線材600と異なる。
図17は、第6の実施形態の超電導線材の第2の変形例の模式断面図である。第6の実施形態の第2の変形例の超電導線材620は、補強材60を備える点で、第1の変形例の超電導線材610と異なる。
第7の実施形態の超電導コイルは、第4ないし第6の実施形態の超電導線材を備える。以下、第4ないし第6の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する場合がある。
第8の実施形態の超電導機器は、第7の実施形態の超電導コイルを備えた超電導機器である。以下、第7の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
ハステロイ基材上に中間層とGdBa2Cu3O7-δ層(酸化物超電導層)が形成され、銀及び銅の保護層で覆われた、酸化物超電導線材を3本用意した。それぞれの長さは1本を2cm、残りの2本を10cmとした。2cmの線は両端部間を、10cmの2本は片方の端部から1cmの部分を、硝酸及びアンモニアと過酸化水素の混合溶液を用いてウェットエッチングし、酸化物超電導層を露出させた。
ハステロイ基材上に中間層とGdBa2Cu3O7-δ層(酸化物超電導層)が形成され、銀及び銅の保護層で覆われた、酸化物超電導線材を3本用意した。それぞれの長さは1本を2cm、残りの2本を10cmとした。2cmの線は両端部間を、10cmの2本は片方の端部から1cmの部分を、硝酸及びアンモニアと過酸化水素の混合溶液を用いてウェットエッチングし、酸化物超電導層を露出させた。
ハステロイ基材上に中間層とGdBa2Cu3Oδ(6≦δ≦7)層(酸化物超電導層)が形成され、銀及び銅の保護層で覆われた、酸化物超電導線材を3本用意した。それぞれの長さは1本を3cm、残りの2本を10cmとした。3cmの線は両端部を、10cmの2本は端部から1cmの部分を、硝酸及びアンモニアと過酸化水素の混合溶液を用いてウェットエッチングし、酸化物超電導層を露出させた。
ハステロイ基材上に中間層とGdBa2Cu3O7-δ層(酸化物超電導層)が形成され、銀及び銅の保護層で覆われた、酸化物超電導線材を3本用意した。それぞれの長さは1本を3cm、残りの2本を10cmとした。3cmの線は両端部を、10cmの2本は端部から1cmの部分を、硝酸及びアンモニアと過酸化水素の混合溶液を用いてウェットエッチングし、酸化物超電導層を露出させた。
粒径の中央値(粒径)が10μm程度の超電導体粉末を作製したこと以外は、実施例1と同様にして接続構造を形成し、測定、観察をおこなった。
第1の熱処理温度を740℃としたこと以外は、実施例2と同様にして接続構造を形成し、測定、観察をおこなった。
粒径の中央値(粒径)が12μm程度の超電導体粉末を作製したこと以外は、実施例1と同様にして接続構造を形成し、測定、観察をおこなった。
粒径の中央値(粒径)が700nm程度の超電導体粉末を作製したこと以外は、実施例1と同様にして接続構造を形成し、測定、観察をおこなった。
粒径の中央値(粒径)が1μm程度の超電導体粉末を作製し、この超電導体粉末を撹拌機で攪拌し、粒子形状を不定形状にしたこと以外は、実施例1と同様にして接続構造を形成し、測定、観察をおこなった。
アルギン酸ナトリウムを用いなかったこと以外は、実施例1と同様にして接続構造を形成し、測定、観察をおこなった。
粒径が50nm程度のGd2O3粉末と、粒径が70nm程度のBaCO3粉末と、粒径が30nm程度のCuO粉末に対する、超電導体粉末混合量を低減したこと以外は、実施例1と同様にして接続構造を形成し、測定、観察をおこなった。
粒径が50nm程度のGd2O3粉末と、粒径が70nm程度のBaCO3粉末と、粒径が30nm程度のCuO粉末に対する、超電導体粉末混合量を低減したこと以外は、実施例1と同様にして接続構造を形成し、測定、観察をおこなった。
Gd(ガドリニウム)をY(イットリウム)に変え、第1の熱処理温度を800℃にしたこと以外は、実施例1と同様にして接続構造を形成し、測定、観察をおこなった。
Gd(ガドリニウム)をEu(エルビウム)に変えたこと以外は、実施例1と同様にして接続構造を形成し、測定、観察をおこなった。
ハステロイ基材上に中間層とGdBa2Cu3Oδ(6≦δ≦7)層(酸化物超電導層)が形成され、銀及び銅の保護層で覆われた、酸化物超電導線材を3本用意した。それぞれの長さは1本を2cm、残りの2本を10cmとした。2cmの線は両端部間を、10cmの2本は片方の端部から1cmの部分を、硝酸及びアンモニアと過酸化水素の混合溶液を用いてウェットエッチングし、酸化物超電導層を露出させた。
ハステロイ基材上に中間層とGdBa2Cu3Oδ(6≦δ<7)層(酸化物超電導層)が形成され、銀及び銅の保護層で覆われた、酸化物超電導線材を3本用意した。それぞれの長さは1本を2cm、残りの2本を10cmとした。2cmの線は両端部間を、10cmの2本は片方の端部から1cmの部分を、硝酸及びアンモニアと過酸化水素の混合溶液を用いてウェットエッチングし、酸化物超電導層を露出させた。
ハステロイ基材上に中間層とGdBa2Cu3Oδ(6≦δ≦7)層(酸化物超電導層)が形成され、銀及び銅の保護層で覆われた、酸化物超電導線材を3本用意した。それぞれの長さは1本を2cm、残りの2本を10cmとした。2cmの線は両端部間を、10cmの2本は片方の端部から1cmの部分を、硝酸及びアンモニアと過酸化水素の混合溶液を用いてウェットエッチングし、酸化物超電導層を露出させた。
26 第2の超電導層
30 接続層
31 第1の結晶粒子
32 第2の結晶粒子
33 第1の粒子
34 第2の粒子
35 第3の粒子
36 第4の粒子
46 第3の超電導層
100 接続構造
400 第4の実施形態の超電導線材
600 第6の実施形態の超電導線材
700 超電導コイル
800 重粒子線治療器
Claims (25)
- 第1の超電導層と、
第2の超電導層と、
前記第1の超電導層と前記第2の超電導層との間に設けられ、希土類元素(RE)、バリウム(Ba)、銅(Cu)、及び酸素(O)を含む結晶粒子を含み、前記結晶粒子の粒径分布が、バイモーダル分布を含む接続層と、
を備える超電導層の接続構造。 - 前記バイモーダル分布は、第1のピークを含む第1の分布と、第2のピークを含む第2の分布を有し、
前記第1のピークに対応する第1の粒径は、前記第2のピークに対応する第2の粒径よりも大きい請求項1記載の超電導層の接続構造。 - 前記第1の粒径は、100nm以上10μm以下である請求項2記載の超電導層の接続構造。
- 前記第1の粒径は、前記第2の粒径の10倍以上である請求項2又は請求項3記載の超電導層の接続構造。
- 前記第1の分布に対応する粒径を有する前記結晶粒子は、板状又は扁平形状の結晶粒子を含む請求項2ないし請求項4いずれか一項記載の超電導層の接続構造。
- 前記結晶粒子の中で、粒径が100nm以上10μm以下の結晶粒子の個数の割合が1%以上50%以下である請求項1ないし請求項5いずれか一項記載の超電導層の接続構造。
- 前記接続層は、
希土類元素(RE)及び酸素(O)を含む第1の粒子と、バリウム(Ba)、炭素(C)、及び酸素(O)を含む第2の粒子と、銅(Cu)及び酸素(O)を含む第3の粒子と、バリウム(Ba)、銅(Cu)、及び酸素(O)を含む第4の粒子とからなる群から選ばれる少なくともいずれか一つの粒子を含む請求項1ないし請求項6いずれか一項記載の超電導層の接続構造。 - 前記接続層は、ナトリウム(Na)を含む請求項1ないし請求項7いずれか一項記載の超電導層の接続構造。
- 第1の超電導層と、
第2の超電導層と、
前記第1の超電導層と前記第2の超電導層との間に設けられ、希土類元素(RE)、バリウム(Ba)、銅(Cu)、及び酸素(O)を含む結晶粒子と、
希土類元素(RE)及び酸素(O)を含む第1の粒子と、バリウム(Ba)、炭素(C)、及び酸素(O)を含む第2の粒子と、銅(Cu)及び酸素(O)を含む第3の粒子と、バリウム(Ba)、銅(Cu)、及び酸素(O)を含む第4の粒子とからなる群から選ばれる少なくともいずれか一つの粒子と、
を含む接続層と、
を備える超電導層の接続構造。 - 前記結晶粒子は、板状又は扁平形状の結晶粒子を含む請求項9記載の超電導層の接続構造。
- 第1の超電導層を含む第1の超電導線材と、
第2の超電導層を含む第2の超電導線材と、
第1の面と前記第1の面と対向する第2の面を有する第3の超電導層と、
前記第1の超電導層と前記第3の超電導層の間、及び、前記第2の超電導層と前記第3の超電導層との間に設けられ、希土類元素(RE)、バリウム(Ba)、銅(Cu)、及び酸素(O)を含む結晶粒子を含み、前記結晶粒子の粒径分布が、バイモーダル分布を含む接続層と、
を備え、
前記第1の超電導層及び前記第2の超電導層は、前記第3の超電導層の前記第1の面の側に位置する超電導線材。 - 前記バイモーダル分布は第1のピークを含む第1の分布と、第2のピークを含む第2の分布を有し、
前記第1のピークに対応する第1の粒径は、前記第2のピークに対応する第2の粒径よりも大きい請求項11記載の超電導線材。 - 前記第1の粒径は、100nm以上10μm以下である請求項12記載の超電導線材。
- 前記第1の粒径は、前記第2の粒径の10倍以上である請求項12又は請求項13記載の超電導線材。
- 前記第1の分布に対応する粒径を有する前記結晶粒子は、板状又は扁平形状の結晶粒子を含む請求項12ないし請求項14いずれか一項記載の超電導線材。
- 第1の超電導層を含む第1の超電導線材と、
第2の超電導層を含む第2の超電導線材と、
第1の面と前記第1の面と対向する第2の面を有する第3の超電導層と、
前記第1の超電導層と前記第3の超電導層との間、及び、前記第2の超電導層と前記第3の超電導層との間に設けられ、
希土類元素(RE)、バリウム(Ba)、銅(Cu)、及び酸素(O)を含む結晶粒子と、
希土類元素(RE)及び酸素(O)を含む第1の粒子と、バリウム(Ba)、炭素(C)、酸素(O)を含む第2の粒子と、銅(Cu)及び酸素(O)を含む第3の粒子と、バリウム(Ba)、銅(Cu)及び酸素(O)を含む第4の粒子とからなる群から選ばれる少なくともいずれか一つの粒子と、
を含む接続層と、
を備え、
前記第1の超電導層及び前記第2の超電導層は、前記第3の超電導層の前記第1の面の側に位置する超電導線材。 - 前記結晶粒子は、板状又は扁平形状の結晶粒子を含む請求項16記載の超電導線材。
- 前記接続層は、前記第1の超電導線材と前記第2の超電導線材との間に存在しない請求項11ないし請求項17いずれか一項記載の超電導線材。
- 前記第1の超電導層と前記第3の超電導層との間の前記接続層と、前記第2の超電導層と前記第3の超電導層との間の前記接続層は連続する請求項11ないし請求項18いずれか一項記載の超電導線材。
- 前記第1の超電導層の一部に接する第1の保護層と、
前記第2の超電導層の一部に接する第2の保護層と、を更に備え、
前記第3の超電導層に接する保護層は、備えない請求項11ないし請求項18いずれか一項記載の超電導線材。 - 請求項11ないし請求項20いずれか一項記載の超電導線材を備える超電導コイル。
- 請求項21記載の超電導コイルを備える超電導機器。
- 第1の超電導層と第2の超電導層とを準備し、
希土類元素(RE)、バリウム(Ba)、銅(Cu)、及び酸素(O)を含む結晶粒子と、希土類元素(RE)及び酸素(O)を含む第1の粒子と、バリウム(Ba)、炭素(C)、及び酸素(O)を含む第2の粒子と、銅(Cu)及び酸素(O)を含む第3の粒子と、を含むスラリーを作製し、
前記第2の超電導層の上に、前記スラリーを塗布し、
前記スラリーを間に挟んで、前記第1の超電導層と前記第2の超電導層を重ね合わせ、
第1の温度で第1の熱処理を行い、
前記第1の熱処理と同じ酸素分圧、又は、前記第1の熱処理よりも高い酸素分圧を有する雰囲気中で、第2の温度の第2の熱処理を行う超電導層の接続方法。 - 前記第1の温度は800℃以下である請求項23記載の超電導層の接続方法。
- 前記第2の温度は前記第1の温度より低い請求項23又は請求項24記載の超電導層の接続方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020147013A JP7481963B2 (ja) | 2020-09-01 | 2020-09-01 | 超電導層の接続構造、超電導線材、超電導コイル、超電導機器、及び超電導層の接続方法 |
EP21710625.1A EP3997742A1 (en) | 2020-09-01 | 2021-02-19 | Structure and method for connecting superconducting layers, superconducting wire and coil including the structure |
CN202180005114.3A CN114467154A (zh) | 2020-09-01 | 2021-02-19 | 超导层的连接结构、超导导线、超导线圈、超导装置、以及超导层的连接方法 |
PCT/JP2021/006370 WO2022049800A1 (en) | 2020-09-01 | 2021-02-19 | Structure and method for connecting superconducting layers, superconducting wire and coil including the structure |
US17/689,861 US20220199887A1 (en) | 2020-09-01 | 2022-03-08 | Connection structure for superconducting layer, superconducting wire, superconducting coil, superconducting device, and connection method for superconducting layer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020147013A JP7481963B2 (ja) | 2020-09-01 | 2020-09-01 | 超電導層の接続構造、超電導線材、超電導コイル、超電導機器、及び超電導層の接続方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022041667A true JP2022041667A (ja) | 2022-03-11 |
JP7481963B2 JP7481963B2 (ja) | 2024-05-13 |
Family
ID=74860375
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020147013A Active JP7481963B2 (ja) | 2020-09-01 | 2020-09-01 | 超電導層の接続構造、超電導線材、超電導コイル、超電導機器、及び超電導層の接続方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220199887A1 (ja) |
EP (1) | EP3997742A1 (ja) |
JP (1) | JP7481963B2 (ja) |
CN (1) | CN114467154A (ja) |
WO (1) | WO2022049800A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11855400B2 (en) | 2021-03-19 | 2023-12-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Connection structure of superconducting layer, superconducting wire, superconducting coil, and superconducting device |
US11961631B2 (en) | 2021-09-14 | 2024-04-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Connection structure of superconducting layer, superconducting wire, superconducting coil, superconducting devce, and connection method of superconducting layer |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL7316786A (ja) | 1972-12-12 | 1974-06-14 | ||
US4767521A (en) | 1986-12-18 | 1988-08-30 | Lummus Crest, Inc. | Treatment of feed for high severity visbreaking |
JP2554659B2 (ja) * | 1987-06-30 | 1996-11-13 | 株式会社東芝 | 複合酸化物超電導体線材の接続部 |
CN1017385B (zh) * | 1987-07-01 | 1992-07-08 | 北京有色金属研究总院 | 混合稀土-钡-铜-氧超导体 |
DE3851801T2 (de) * | 1987-07-17 | 1995-04-13 | Fujikura Ltd | Verfahren zur Herstellung eines supraleitenden Drahtes mit einem Oxyd-Supraleiter. |
JP6178779B2 (ja) | 2014-12-05 | 2017-08-09 | 株式会社フジクラ | 超電導線材の接続構造体および超電導線材の接続構造体の製造方法 |
EP3358576A4 (en) * | 2015-10-01 | 2019-05-15 | Furukawa Electric Co., Ltd. | CONNECTION STRUCTURE FOR SUPERCONDUCTING MACHINE WIRE |
CN105390902B (zh) * | 2015-12-07 | 2019-03-01 | 清华大学深圳研究生院 | 一种用于稀土钡铜氧高温超导导线的超导接头制作方法 |
CN107768018B (zh) * | 2016-08-23 | 2019-03-12 | 株式会社东芝 | 氧化物超导体及其制造方法 |
JP6556769B2 (ja) * | 2016-08-23 | 2019-08-07 | 株式会社東芝 | 酸化物超電導体及びその製造方法 |
JP2018041715A (ja) * | 2016-08-31 | 2018-03-15 | 株式会社東芝 | 超電導コイル及び超電導機器 |
WO2018211764A1 (ja) | 2017-05-19 | 2018-11-22 | 住友電気工業株式会社 | 超電導線材、超電導コイル、超電導マグネットおよび超電導機器 |
WO2018211766A1 (ja) | 2017-05-19 | 2018-11-22 | 住友電気工業株式会社 | 超電導線材、超電導コイル、超電導マグネット及び超電導機器 |
-
2020
- 2020-09-01 JP JP2020147013A patent/JP7481963B2/ja active Active
-
2021
- 2021-02-19 CN CN202180005114.3A patent/CN114467154A/zh active Pending
- 2021-02-19 WO PCT/JP2021/006370 patent/WO2022049800A1/en unknown
- 2021-02-19 EP EP21710625.1A patent/EP3997742A1/en active Pending
-
2022
- 2022-03-08 US US17/689,861 patent/US20220199887A1/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11855400B2 (en) | 2021-03-19 | 2023-12-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Connection structure of superconducting layer, superconducting wire, superconducting coil, and superconducting device |
US11961631B2 (en) | 2021-09-14 | 2024-04-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Connection structure of superconducting layer, superconducting wire, superconducting coil, superconducting devce, and connection method of superconducting layer |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022049800A1 (en) | 2022-03-10 |
EP3997742A1 (en) | 2022-05-18 |
JP7481963B2 (ja) | 2024-05-13 |
US20220199887A1 (en) | 2022-06-23 |
CN114467154A (zh) | 2022-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20220199887A1 (en) | Connection structure for superconducting layer, superconducting wire, superconducting coil, superconducting device, and connection method for superconducting layer | |
US6569811B1 (en) | Enhancement of JC in oxide superconductors | |
JP6801068B2 (ja) | 超電導線材 | |
US11961631B2 (en) | Connection structure of superconducting layer, superconducting wire, superconducting coil, superconducting devce, and connection method of superconducting layer | |
JPH01251515A (ja) | 酸化物系高温超電導線材とその製造方法 | |
US20230268099A1 (en) | Connection structure for superconducting layer, superconducting wire, superconducting coil, and superconducting device | |
EP2940698B1 (en) | Re-123 superconducting wire and manufacturing method therefor | |
JP2023122796A (ja) | 超電導層の接続構造、超電導線材、超電導コイル、超電導機器、及び超電導層の接続方法 | |
US11855400B2 (en) | Connection structure of superconducting layer, superconducting wire, superconducting coil, and superconducting device | |
US20240107898A1 (en) | Superconducting layer joint structure, superconducting wire, superconducting coil, and superconducting device | |
US20210384403A1 (en) | Reinforced Bulk High Temperature Superconductors and Method for Their Manufacture | |
JP2889286B2 (ja) | 超電導々体及びその超電導々体を用いて形成した超電導コイル | |
US20230030881A1 (en) | Connection structure of conductive layers, conductive wire, coil and apparatus | |
JP2024043984A (ja) | 超電導層の接続構造、超電導線材、超電導コイル、超電導機器 | |
WO2013015328A1 (ja) | 超電導薄膜用基材、超電導薄膜及び超電導薄膜の製造方法 | |
EP3176793A1 (en) | Oxide superconductor, superconducting wire, and manufacturing method therefor | |
JP2565954B2 (ja) | 超電導体コイルの製造方法 | |
Wivell et al. | Synthesis and properties of thallium based superconducting wire and tape | |
JPH01147814A (ja) | 超電導体コイルの製造方法 | |
EP0734081A1 (en) | Oxide superconducting wire and manufacturing method | |
JPH0950718A (ja) | 希土類系酸化物超電導材料およびその製造方法 | |
JPH01119002A (ja) | 超電導体コイルおよびその製造方法 | |
JP2634186B2 (ja) | 酸化物系超電導材の製造方法 | |
EP3871277A1 (en) | Reinforced bulk high temperature superconductors and method for their manufacture | |
JP5715938B2 (ja) | 再生ターゲットの製造方法、超電導線材の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220105 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230131 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240402 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240426 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7481963 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |