JP2551579B2 - 酸化物系超電導体と常電導体との接合構造 - Google Patents
酸化物系超電導体と常電導体との接合構造Info
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、超電導マグネットコイルなどに利用され
る、超電導体と金属などの常電導体とを接合してなる接
合体における接合構造に係わり、特に超電導体として酸
化物系超電導体を用いたものに関する。
る、超電導体と金属などの常電導体とを接合してなる接
合体における接合構造に係わり、特に超電導体として酸
化物系超電導体を用いたものに関する。
「従来の技術」 従来より、例えば、超電導マグネットコイルに利用さ
れる金属などの常電導体でつくられた基体上に超電導体
を接合して構成された接合体を作成するには、Nb−Ti合
金などの合金系超電導材料やNb3Snなどの化合物系超電
導材料を、金属などの常電導材料で作られた基体上に、
ハンダ等を用いて接合する方法が知られている。
れる金属などの常電導体でつくられた基体上に超電導体
を接合して構成された接合体を作成するには、Nb−Ti合
金などの合金系超電導材料やNb3Snなどの化合物系超電
導材料を、金属などの常電導材料で作られた基体上に、
ハンダ等を用いて接合する方法が知られている。
この接合体は、超電導体に機械的研削やエッチング処
理を施すことにより、基体上に螺旋状の超電導コイルを
形成してディスク状超電導シートコイルとされ、更にこ
のディスク状超電導シートコイルを多数枚積載し、かつ
各々を接続することによって超電導マグネットコイルが
形成される。
理を施すことにより、基体上に螺旋状の超電導コイルを
形成してディスク状超電導シートコイルとされ、更にこ
のディスク状超電導シートコイルを多数枚積載し、かつ
各々を接続することによって超電導マグネットコイルが
形成される。
ところで、近来、臨界温度が50k以上のLa−Ba−Cu−
Ｏ系、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系等のいわゆるＡ−Ｂ−Cu−Ｏ系
（ただし、ＡはLa,Sc,Y等のIII a族金属元素、ＢはBa,S
r,Be等のアルカリ土類金属元素を示す）の酸化物系超電
導材料が種々発見されつつある。これら酸化物系超電導
材料は、上記の合金系あるいは化合物系超電導材料に比
べて臨界温度が高く、液体窒素温度以上で超電導材料と
されるなどの優れた特性を有することから、この酸化物
系超電導材料を利用した超電導マグネットなどへの応用
が期待されている。
Ｏ系、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系等のいわゆるＡ−Ｂ−Cu−Ｏ系
（ただし、ＡはLa,Sc,Y等のIII a族金属元素、ＢはBa,S
r,Be等のアルカリ土類金属元素を示す）の酸化物系超電
導材料が種々発見されつつある。これら酸化物系超電導
材料は、上記の合金系あるいは化合物系超電導材料に比
べて臨界温度が高く、液体窒素温度以上で超電導材料と
されるなどの優れた特性を有することから、この酸化物
系超電導材料を利用した超電導マグネットなどへの応用
が期待されている。
「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、これら酸化物系超電導体と金属製基体
とを接合させた場合、この酸化物系超電導体の熱膨張係
数（α１）と、基体金属の熱膨張係数（α２）とが、 −５×10-7≦α２−α１≦10×10-7 の範囲を超えるものでは、温度変化によって基体と酸化
物系超電導体との間に大きな応力が発生してしまう。し
たがって基体上に酸化物系超電導体を接合しても、接合
操作の時などに加わるヒートショックによって剥離を生
じたり、この接合体を超電導マグネットコイルとして使
用する際に、臨界温度までの冷却で生じる温度変化によ
って酸化物系超電導体に歪みが生じる問題がある。
とを接合させた場合、この酸化物系超電導体の熱膨張係
数（α１）と、基体金属の熱膨張係数（α２）とが、 −５×10-7≦α２−α１≦10×10-7 の範囲を超えるものでは、温度変化によって基体と酸化
物系超電導体との間に大きな応力が発生してしまう。し
たがって基体上に酸化物系超電導体を接合しても、接合
操作の時などに加わるヒートショックによって剥離を生
じたり、この接合体を超電導マグネットコイルとして使
用する際に、臨界温度までの冷却で生じる温度変化によ
って酸化物系超電導体に歪みが生じる問題がある。
この発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、耐久
性の優れた基体と酸化物系超電導体との接合体を提供す
ることを目的としたものである。
性の優れた基体と酸化物系超電導体との接合体を提供す
ることを目的としたものである。
「問題点を解決するための手段」 この発明は、常電導体からなる基体上に酸化物系超電
導体を接合した接合構造であって、上記基体と上記酸化
物系超電導体との間に、熱膨張係数の値が上記基体の熱
膨張係数の値よりも上記酸化物系超電導体の熱膨張係数
の値に近い材料からなるクッション層を介在させたこと
を問題解決の手段とした。
導体を接合した接合構造であって、上記基体と上記酸化
物系超電導体との間に、熱膨張係数の値が上記基体の熱
膨張係数の値よりも上記酸化物系超電導体の熱膨張係数
の値に近い材料からなるクッション層を介在させたこと
を問題解決の手段とした。
「作用」 常電導体からなる基体と酸化物系超電導体との間に設
けたクッション層が温度変化による基体と被覆体との間
の応力発生を防止し、被覆体の剥離や歪みの発生を防止
する。
けたクッション層が温度変化による基体と被覆体との間
の応力発生を防止し、被覆体の剥離や歪みの発生を防止
する。
「実施例」 第１図はこの発明の一実施例を示す図であって、符号
１は接合体である。この接合体１は、常電導体で作られ
た基体２と超電導体３とこれらの間に介在されたクッシ
ョン層４とを接合して構成されている。超電導体３の材
料としてはＡ−Ｂ−Cu−Ｏ系（ただし、ＡはLa,Ce,Y,S
c,Yb,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Lu等のIII a
族金属元素、ＢはSr,Ba,Ca,Be,Ra,Mg等のアルカリ土類
金属元素を示す）などの酸化物系超電導材料が使用され
る。また上記基体２は、銅、アルミニウム、ステンレス
などの常電導性金属材料で作られている。また上記クッ
ション層４は、基体２の熱膨張係数の値よりも超電導３
の材料となる酸化物系超電導材料の熱膨張係数の値に近
い熱膨張係数を有する材料を適宜選択して用いることが
でき、例えば超電導体３として上記Ａ−Ｂ−Cu−Ｏ系の
超電導材料を用いる場合には、ニオブ、モリブテン、タ
ングステン、プラチナ、タンクル等の単体金属やコバー
ル（Fe−Ni−Co系合金）、Fe−Ni系合金等の合金やシュ
メット、銅クラッドコバール等の複合材などが使用され
る。上記基体２とクッション層４との間およびクッショ
ン層４と超電導体３との間には、各々ろう剤５、６が介
在されており、基体２とクッション層４およびクッショ
ン層４と超電導体３とをろう付接合し、全体として基体
２上にクッション層４と超電導体３とが積層された接合
体１を構成している。
１は接合体である。この接合体１は、常電導体で作られ
た基体２と超電導体３とこれらの間に介在されたクッシ
ョン層４とを接合して構成されている。超電導体３の材
料としてはＡ−Ｂ−Cu−Ｏ系（ただし、ＡはLa,Ce,Y,S
c,Yb,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Lu等のIII a
族金属元素、ＢはSr,Ba,Ca,Be,Ra,Mg等のアルカリ土類
金属元素を示す）などの酸化物系超電導材料が使用され
る。また上記基体２は、銅、アルミニウム、ステンレス
などの常電導性金属材料で作られている。また上記クッ
ション層４は、基体２の熱膨張係数の値よりも超電導３
の材料となる酸化物系超電導材料の熱膨張係数の値に近
い熱膨張係数を有する材料を適宜選択して用いることが
でき、例えば超電導体３として上記Ａ−Ｂ−Cu−Ｏ系の
超電導材料を用いる場合には、ニオブ、モリブテン、タ
ングステン、プラチナ、タンクル等の単体金属やコバー
ル（Fe−Ni−Co系合金）、Fe−Ni系合金等の合金やシュ
メット、銅クラッドコバール等の複合材などが使用され
る。上記基体２とクッション層４との間およびクッショ
ン層４と超電導体３との間には、各々ろう剤５、６が介
在されており、基体２とクッション層４およびクッショ
ン層４と超電導体３とをろう付接合し、全体として基体
２上にクッション層４と超電導体３とが積層された接合
体１を構成している。
この接合体１を作成するには、まず超電導体３の原料
粉末を薄板状に圧粉成形して成形体とし、次いでこの成
形体に熱処理を施して超電導性を有する薄板状の超電導
体３を作成する。この原料粉末は、例えば超電導体３と
して上記Ａ−Ｂ−Cu−Ｏ系超電導体を用いる場合には、
La,Ce,Y,Yb,Sc等のIII a族金属元素またはその化合物
と、Sr,Ba等のアルカリ土類金属元素またはその化合物
と、銅またはその化合物などを使用する。これら各々の
金属元素の化合物としては、酸化物、塩化物、フッ化
物、臭化物、硫化物等が使用できる。しかし、この発明
はこれに限定されものではなく、上記Ａ−Ｂ−Cu−Ｏ系
以外の酸化物系超電導体を用いて構成しても読い。また
超電導３にＡ−Ｂ−Cu−Ｏ系超電導材料を用いる場合、
上記熱処理は800〜1100℃で１時間〜300時間行なうのが
望ましい。
粉末を薄板状に圧粉成形して成形体とし、次いでこの成
形体に熱処理を施して超電導性を有する薄板状の超電導
体３を作成する。この原料粉末は、例えば超電導体３と
して上記Ａ−Ｂ−Cu−Ｏ系超電導体を用いる場合には、
La,Ce,Y,Yb,Sc等のIII a族金属元素またはその化合物
と、Sr,Ba等のアルカリ土類金属元素またはその化合物
と、銅またはその化合物などを使用する。これら各々の
金属元素の化合物としては、酸化物、塩化物、フッ化
物、臭化物、硫化物等が使用できる。しかし、この発明
はこれに限定されものではなく、上記Ａ−Ｂ−Cu−Ｏ系
以外の酸化物系超電導体を用いて構成しても読い。また
超電導３にＡ−Ｂ−Cu−Ｏ系超電導材料を用いる場合、
上記熱処理は800〜1100℃で１時間〜300時間行なうのが
望ましい。
次に、先のように作成した超電導体３と板状のクッシ
ョン層４およびこのクッション層４と銅などの板状の金
属製基体２の各々の間をろう付接合する。これによって
基体２とクッション層４と超電導体３とが順にい積層さ
れ、各々が接合された状態のディスク状の接合体１が作
成される。この接合体１を用いて、例えば超電導マグネ
ットコイルを作成するには、この接合体１の超電導体３
を機械的研削等の手段を施すことにより、基体２あるい
はクッション層４上に螺旋状の超電導コイルを形成して
ディスク状超電導コイルとし、更にこのディスク状超電
導コイルを多数枚積層し、かつ各々を接続することによ
って超電導マグネットコイルとする。
ョン層４およびこのクッション層４と銅などの板状の金
属製基体２の各々の間をろう付接合する。これによって
基体２とクッション層４と超電導体３とが順にい積層さ
れ、各々が接合された状態のディスク状の接合体１が作
成される。この接合体１を用いて、例えば超電導マグネ
ットコイルを作成するには、この接合体１の超電導体３
を機械的研削等の手段を施すことにより、基体２あるい
はクッション層４上に螺旋状の超電導コイルを形成して
ディスク状超電導コイルとし、更にこのディスク状超電
導コイルを多数枚積層し、かつ各々を接続することによ
って超電導マグネットコイルとする。
この接合体１は、金属製の基体２と超電導体３との間
に、熱膨張係数の値が基体２の熱膨張係数の値よりも超
電導体３の熱膨張係数の値に近い材料からなるクッショ
ン層４を介在させたので、熱膨張係数の異なる基体２と
超電導体３とを用いて接合体１を構成しても、温度変化
によって基体２と超電導体３との間に応力が加わること
がなく、接合操作の際などで加わるヒートショックによ
り超電導体３が剥離する等の不良をなくすことができ
る。
に、熱膨張係数の値が基体２の熱膨張係数の値よりも超
電導体３の熱膨張係数の値に近い材料からなるクッショ
ン層４を介在させたので、熱膨張係数の異なる基体２と
超電導体３とを用いて接合体１を構成しても、温度変化
によって基体２と超電導体３との間に応力が加わること
がなく、接合操作の際などで加わるヒートショックによ
り超電導体３が剥離する等の不良をなくすことができ
る。
また、この接合体１は、例えば超電導マグネットコイ
ルなどとして使用する際に、このコイルを臨界温度に冷
却しても基体２と超電導体３との間に応力が発生するこ
とがほとんどないので、使用中にコイルの超電導特性の
劣化を防止できる。
ルなどとして使用する際に、このコイルを臨界温度に冷
却しても基体２と超電導体３との間に応力が発生するこ
とがほとんどないので、使用中にコイルの超電導特性の
劣化を防止できる。
なお、先の実施例では、基体２とクッション層４との
間およびクッション層４と超電導体３との間の各々にろ
う剤５、６を介在し、基体２とクッション層４およびク
ッション層と超電導体３の各々をろう付接合して接合体
１としたが、この発明はこれに限定されることなく、例
えば、基体２上にクッション層をろう付やクラッキング
等で一体接合し、このクッション層４上に超電導体３の
原料粉末あるいは原料粉末の圧粉成形体を積層し、これ
に熱処理を施すことによってクッション層４上に超電導
体３を接合させたものであっても良い。この接合体で
は、基体２とクッション層４と超電導体３との各々をろ
う付接合する必要がなく、先の実施例よりも整合工程を
簡略化することができる。
間およびクッション層４と超電導体３との間の各々にろ
う剤５、６を介在し、基体２とクッション層４およびク
ッション層と超電導体３の各々をろう付接合して接合体
１としたが、この発明はこれに限定されることなく、例
えば、基体２上にクッション層をろう付やクラッキング
等で一体接合し、このクッション層４上に超電導体３の
原料粉末あるいは原料粉末の圧粉成形体を積層し、これ
に熱処理を施すことによってクッション層４上に超電導
体３を接合させたものであっても良い。この接合体で
は、基体２とクッション層４と超電導体３との各々をろ
う付接合する必要がなく、先の実施例よりも整合工程を
簡略化することができる。
また、先の実施例では接合体１の形状がディスク状で
あったが、接合体の形状はこれに限定されることなく、
例えばパイプ状の基体２の外面にクッション層４と超電
導体３を接合したパイプ状の接合体であっても良い。
あったが、接合体の形状はこれに限定されることなく、
例えばパイプ状の基体２の外面にクッション層４と超電
導体３を接合したパイプ状の接合体であっても良い。
また、クッション層４を膨張率の異なるものの多層構
造にしてもよい。
造にしてもよい。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、常電導体か
らなる基体と酸化物系超電導体との間に、熱膨張係数の
値が基体の熱膨張係数の値よりも酸化物系超電導体の熱
膨張係数の値に近い材料からなるクッション層を介在さ
せたので、熱膨張係数の異なる基体と酸化物系超電導体
とを用いて接合体を構成しても、温度塩化によって基体
と酸化物系超電導体との間に応力が加わることがほとん
どなくなり、接合操作の際などでの加わるヒートショッ
クにより酸化物系超電導体が剥離する等の不良をなくす
ことができる。
らなる基体と酸化物系超電導体との間に、熱膨張係数の
値が基体の熱膨張係数の値よりも酸化物系超電導体の熱
膨張係数の値に近い材料からなるクッション層を介在さ
せたので、熱膨張係数の異なる基体と酸化物系超電導体
とを用いて接合体を構成しても、温度塩化によって基体
と酸化物系超電導体との間に応力が加わることがほとん
どなくなり、接合操作の際などでの加わるヒートショッ
クにより酸化物系超電導体が剥離する等の不良をなくす
ことができる。
また、この接合体は、例えば超電導マグネットコイル
などとして使用する際に、このコイルを臨界温度に冷却
しても基体と酸化物系超電導体との間に応力を発生する
ことがほとんどないので、使用中にコイルの超電導特性
の劣化を防止できる。
などとして使用する際に、このコイルを臨界温度に冷却
しても基体と酸化物系超電導体との間に応力を発生する
ことがほとんどないので、使用中にコイルの超電導特性
の劣化を防止できる。
第１図はこの発明の一実施例を示す図であって、接合体
の側断面図である。 ２……基体、３……被覆体、４……クッション層。
の側断面図である。 ２……基体、３……被覆体、４……クッション層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 昭太郎 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 長谷川 正一 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 山之内 宏 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 横山 繁嘉寿 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉 電線株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】常電導体からなる基体上に酸化物系超電導
体を接合した接合構造であって、 上記基体と上記酸化物系超電導体との間に、熱膨張係数
の値が上記基体の熱膨張係数の値よりも上記酸化物系超
電導体の熱膨張係数の値に近い材料からなるクッション
層を介在させてなることを特徴とする酸化物系超電導体
と常電導体との接合構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9280787A JP2551579B2 (ja) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | 酸化物系超電導体と常電導体との接合構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9280787A JP2551579B2 (ja) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | 酸化物系超電導体と常電導体との接合構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63259979A JPS63259979A (ja) | 1988-10-27 |
| JP2551579B2 true JP2551579B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=14064683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9280787A Expired - Fee Related JP2551579B2 (ja) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | 酸化物系超電導体と常電導体との接合構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2551579B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4929864A (en) * | 1987-12-02 | 1990-05-29 | Zenith Electronics Corporation | NI-based FTM shadow masks having a nickel phosphide black layer |
-
1987
- 1987-04-15 JP JP9280787A patent/JP2551579B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63259979A (ja) | 1988-10-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |