JP2565954B2 - Method for manufacturing superconductor coil - Google Patents

Method for manufacturing superconductor coil

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JP2565954B2 JP31288987A JP31288987A JP2565954B2 JP 2565954 B2 JP2565954 B2 JP 2565954B2 JP 31288987 A JP31288987 A JP 31288987A JP 31288987 A JP31288987 A JP 31288987A JP 2565954 B2 JP2565954 B2 JP 2565954B2
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【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、酸化物超電導体を使用した超電導体コイル
の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for producing a superconductor coil using an oxide superconductor.

(従来の技術) 近年、Ba−La−Cu−O系の層状ペロブスカイト型の酸
化物が高い臨界温度を有する可能性のあることが発表さ
れて以来、各所で酸化物超電導体の研究が行われている
(Z.Phys.B Condensed Matter 64,189−193(198
6))。その中でもY−Ba−Cu−O系で代表される酸素
欠陥を有する欠陥ペロブスカイト型((LnBa2Cu3O
7−δ型)(δは酸素欠陥を表し通常1以下、Lnは、
Y、La、Sc、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Ybおよ
びLuから選ばれた少なくとも1種の元素、Baの一部はSr
などで置換可能))の酸化物超電導体は、臨界温度が90
K以上と液体窒素の沸点以上の高い温度を示すため非常
に有望な材料として注目されている(Phys.Ruv.Lett.Vo
l.58 No.9,908−910)。
(Prior Art) In recent years, since it was announced that Ba-La-Cu-O-based layered perovskite type oxides may have a high critical temperature, research on oxide superconductors has been conducted at various places. (Z.Phys.B Condensed Matter 64,189-193 (198
6)). Among them, a defect perovskite type ((LnBa 2 Cu 3 O having an oxygen defect represented by a Y-Ba-Cu-O system.
7-δ type) (δ represents oxygen deficiency and is usually 1 or less, Ln is
At least one element selected from Y, La, Sc, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, and part of Ba is Sr.
, Etc.)) oxide superconductor has a critical temperature of 90
Since it has a high temperature above K and above the boiling point of liquid nitrogen, it is attracting attention as a very promising material (Phys.Ruv.Lett.Vo
l.58 No.9,908-910).

ところで、このような酸化物超電導体は、結晶性の酸
化物の焼結体あるいはその粉末として得られるため、こ
れらをたとえば超電導体コイルとして利用する場合、ま
ず金属管に酸化物超電導体粉末を充填した後、線引きす
るなどして長尺化して線材とし、次にで適当な巻枠にこ
の超電導体線材を巻回することによりコイルを作製し、
使用することが試みられている。
By the way, since such an oxide superconductor is obtained as a sintered body of crystalline oxide or a powder thereof, when these are used as, for example, a superconductor coil, first, the metal tube is filled with the oxide superconductor powder. After that, it is made into a long wire by drawing it, and then a coil is produced by winding this superconductor wire on an appropriate winding frame.
Attempted to use.

また、この酸化物超電導体は巻回時に生じる歪などに
よって超電導体特性が低下するため、上述した線材を所
要のコイル形状に巻回した後に、酸化物超電導体粉末を
緻密化させるとともに酸素欠陥δに酸素を導入し超電導
体特性を向上させるための熱処理を行うことが適切であ
るとされている。
Further, since the superconductor characteristics of this oxide superconductor deteriorate due to strain and the like generated during winding, after winding the above-mentioned wire into a required coil shape, the oxide superconductor powder is densified and oxygen defects δ It is said that it is appropriate to introduce oxygen into the alloy and perform heat treatment to improve superconductor characteristics.

この熱処理は、従来、800℃〜1000℃程度の温度条件
による緻密化のための焼成と、300℃〜700℃程度の温度
条件による酸素供給のためのアニーリングとの2段階に
よって行っている。これは、焼成温度においては結晶中
より酸素の放出が起こるため、酸素吸収能の高い温度範
囲でアニーリングを行っているものである。
Conventionally, this heat treatment is performed in two steps: firing for densification under a temperature condition of about 800 ° C to 1000 ° C and annealing for supplying oxygen under a temperature condition of about 300 ° C to 700 ° C. This is because annealing is performed in a temperature range where the oxygen absorption capacity is high because oxygen is released from the crystal at the firing temperature.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上述したような超電導体コイルの製造
方法における熱処理においては、酸化物超電導体の酸素
吸収の高い300℃〜700℃程度の温度条件によりアニーリ
ングを行っているが、たとえば金属管の素材として高温
においても酸化されず酸素供給能力に優れた銀を使用し
たとしても、上述したような温度条件では、銀中におけ
る酸素の拡散力が低下し、充分な超電導体特性を得るた
めには長時間の熱処理が必要とされている。
(Problems to be solved by the invention) However, in the heat treatment in the method for manufacturing a superconductor coil as described above, annealing is performed under a temperature condition of about 300 ° C. to 700 ° C. at which oxygen absorption of the oxide superconductor is high. However, even if silver, which is not oxidized even at high temperature and has an excellent oxygen supply ability, is used as the material of the metal tube, under the temperature conditions described above, the diffusing power of oxygen in the silver decreases and sufficient superconductivity is reduced. Long-term heat treatment is required to obtain body characteristics.

また、上述したようにコイル形状に巻回した後に熱処
理を行っているため、巻回体の内側では酸素の供給不足
が生じ、全体として超電導特性が不均一になりやすいと
いう問題もある。
Further, as described above, since the heat treatment is performed after the coil is wound, there is a problem that the supply of oxygen is insufficient inside the wound body, and the superconducting characteristics are likely to be non-uniform as a whole.

さらに、前述した緻密化のための焼成工程において、
酸化物超電導体の焼結にともない体積減少が起こり、酸
化物超電導体中にクラックが発生したり、あるいは金属
管と酸化物超電導体との間に空隙が発生するという問題
も生じている。このような空隙が発生すると臨界電流密
度が低下するとともに機械的強度が低下したり、この強
度の低下に伴い外部からの応力によって生じる歪量が増
加し、この歪量の増加によって超電導特性が低下すると
いうような問題も生じている。
Furthermore, in the firing process for densification described above,
The volume of the oxide superconductor is reduced due to the sintering, and cracks are generated in the oxide superconductor, or voids are generated between the metal tube and the oxide superconductor. When such voids occur, the critical current density decreases and the mechanical strength decreases, and the amount of strain generated by external stress increases with this decrease in strength, and this increase in strain decreases the superconducting properties. There is also the problem of doing so.

本発明はこのような従来の問題点を解決するためにな
されたもので、コイル形状に成形したのちにおいても短
時間で酸化物超電導体全体に均一に酸素を供給すること
を可能とし、酸化物超電導体中のクラックの発生を防止
するとともに、金属管と酸化物超電導体との間の空隙の
発生を防止することにより、超電導特性に優れた超電導
体コイルの製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve such conventional problems, it is possible to uniformly supply oxygen to the entire oxide superconductor in a short time even after forming into a coil shape, While preventing the generation of cracks in the superconductor, by preventing the generation of voids between the metal tube and the oxide superconductor, an object of the present invention is to provide a method for producing a superconductor coil having excellent superconducting properties. To do.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明の超電導体コイルの製造方法は、銀または銀合
金からなる管材内に酸化物超電導体粉末あるいは加熱に
より酸化物超電導体となる混合粉末が充填された線材を
所要のコイル形状に巻回する工程と、この巻回工程によ
り得た巻回体を酸素含有雰囲気中で熱処理する工程とを
有する超電導体コイルの製造方法において、前記熱処理
工程を、10atm〜1000atmに加圧された酸素含有雰囲気中
で行うことを特徴としている。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In the method for producing a superconductor coil of the present invention, an oxide superconductor powder is mixed in a tube material made of silver or a silver alloy to form an oxide superconductor by heating. In a method for manufacturing a superconductor coil, which comprises a step of winding a powder-filled wire into a desired coil shape, and a step of heat-treating a wound body obtained by this winding step in an oxygen-containing atmosphere, The process is performed in an oxygen-containing atmosphere pressurized to 10 atm to 1000 atm.

酸化物超電導体としては、多数のものが知られている
が、臨界温度の高い、希土類元素含有のペロブスカイト
型の酸化物超電導体の使用が実用的効果が高い。ここで
いう希土類元素を含有しペロブスカイト型構造を有する
酸化物超電導体は、超電導状態を実現できるものであれ
ばよく、たとえばLnBa2Cu3O7−δ系(Lnは、Y、La、S
c、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等の希土
類元素から選ばれた少なくとも1種の元素を、δは酸素
欠陥を表し通常1以下の数;Baの一部はCaなどで置換可
能。)などの酸素欠陥を有する欠陥ペロブスカイト型、
Sr−La−Cu−O系などの層状ペロブスカイト型などの広
義にペロブスカイト型を有する酸化物が例示される。ま
た、希土類元素は広義の定義とし、Sc、YおよびLa系を
含むものとする。代表的な系としてY−Ba−Cu−O系の
ほかに、YをEu、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luなどの希土類
で置換した系、Sc−Ba−Cu−O系、Sr−La−Cu−O系、
さらにSrをBa、Caなどで置換した系などが挙げられる。
Although many oxide superconductors are known, the use of a rare earth element-containing perovskite-type oxide superconductor having a high critical temperature has a high practical effect. The oxide superconductor containing a rare earth element and having a perovskite type structure may be any as long as it can realize a superconducting state. For example, LnBa 2 Cu 3 O 7-δ system (Ln is Y, La, S
At least one element selected from rare earth elements such as c, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu, and δ represents an oxygen defect, usually a number of 1 or less; Some can be replaced with Ca, etc. ) Defect perovskite type having oxygen defects such as
An oxide having a perovskite type in a broad sense such as a layered perovskite type such as Sr—La—Cu—O system is exemplified. In addition, the rare earth element is defined in a broad sense and includes Sc, Y and La systems. As a typical system, in addition to the Y-Ba-Cu-O system, a system in which Y is substituted with a rare earth element such as Eu, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu, Sc-Ba-Cu-O system, Sr -La-Cu-O system,
Furthermore, a system in which Sr is substituted with Ba, Ca, etc. can be mentioned.

本発明に使用される酸化物超電導体粉末は、たとえば
以下のようにして製造される。
The oxide superconductor powder used in the present invention is produced, for example, as follows.

まず、Y、Ba、Cuなどのペロブスカイト型酸化物超電
導体の構成元素を十分混合する。混合の際には、Y2O3
BaCO3、CuOなどの酸化物や炭酸塩を原料として用いるこ
とができるほか、焼成後酸化物に転化する硝酸塩、水酸
化物などの化合物を用いてもよい。さらには共沈法など
で得たシュウ酸塩などを用いてもよい。ペロブスカイト
型酸化物超電導体を構成する元素は、基本的に化学量論
比の組成となるように混合するが、多少製造条件などと
の関係などでずれていても差支えない。たとえば、Y−
Ba−Cu−O系ではY 1molに対しBa 2mol、Cu 3molが標準
組成であるが、実用上はY 1molに対して、Ba 2±0.6mo
l、Cu 3±0.4mol程度のずれは問題ない。
First, the constituent elements of the perovskite-type oxide superconductor such as Y, Ba, and Cu are sufficiently mixed. When mixing, Y 2 O 3 ,
In addition to using oxides and carbonates such as BaCO 3 and CuO as raw materials, compounds such as nitrates and hydroxides that are converted into oxides after firing may be used. Further, an oxalate obtained by a coprecipitation method or the like may be used. The elements composing the perovskite type oxide superconductor are basically mixed so as to have a stoichiometric composition, but there may be a slight deviation in relation to manufacturing conditions. For example, Y-
In the Ba-Cu-O system, Ba 2mol and Cu 3mol are standard compositions with respect to Y 1mol, but in practice, Ba 2 ± 0.6mo with respect to Y 1mol.
l, Cu 3 ± 0.4mol deviation is not a problem.

そして、前述の原料を十分に混合した後、850〜980℃
程度の温度で焼成する。次いで、必要に応じて酸素含有
雰囲気中、好ましくは酸素雰囲気中で熱処理するか、ま
たは同様な雰囲気中で300℃程度まで徐冷することによ
り、酸素欠陥δに酸素を導入し超電導特性を向上させる
ことができる。この熱処理は、通常300〜700℃程度で行
う。
Then, after thoroughly mixing the above-mentioned raw materials, 850-980 ° C
Bake at a temperature of about. Then, if necessary, heat treatment is performed in an oxygen-containing atmosphere, preferably in an oxygen atmosphere, or by gradually cooling to about 300 ° C. in a similar atmosphere to introduce oxygen into oxygen defects δ and improve superconductivity. be able to. This heat treatment is usually performed at about 300 to 700 ° C.

次に、この焼成物をボールミル、サンドグラインダ、
その他公知の手段により粉砕する。このとき、ペロブス
カイト型の酸化物超電導体は、へき開面から分割されて
微粉末となる。この粉砕は、平均粒径が0.1〜5μmと
なるように行うことが好ましい。
Next, the fired product is ball mill, sand grinder,
Grind by other known means. At this time, the perovskite-type oxide superconductor is divided from the cleavage plane into a fine powder. This pulverization is preferably performed so that the average particle size is 0.1 to 5 μm.

このようにして得られた酸化物超電導体粉末は、酸素
欠陥δを有する酸素欠陥型ペロブスカイト構造(LnBa2C
u3O7−δ(δは通常1以下の数))となる。なお、Ba
やSrやCaなどで置換することも可能であり、さらにCuの
一部をTi、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Znなどで置換する
こともできる。この置換量は、超電導特性を低下させな
い程度の範囲で適宜設定可能であるが、あまり多量の置
換は超電導特性を低下させてしまうので80mol%以下と
する。
The oxide superconductor powder obtained in this manner has an oxygen-defective perovskite structure (LnBa 2 C
u 3 O 7−δ (δ is usually 1 or less)). Note that Ba
It is also possible to replace it with Sr, Ca, etc., and further replace a part of Cu with Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, etc. The amount of substitution can be appropriately set within a range that does not deteriorate the superconducting characteristics, but is set to 80 mol% or less because excessively large amount of substitution deteriorates the superconducting characteristics.

本発明の超電導体コイルの製造方法についてさらに詳
述すると、まず上述したような方法により作製した酸化
物超電導体粉末、あるいは上述した酸化物超電導体の原
料となる混合粉末を銀または銀合金からなる管材内に充
填する。この銀合金としては、銀−銀合金、銀−マンガ
ン合金などの合金が線材加工性に優れているためその使
用が好ましい。ただし、銅、マンガンの含有量が多いと
酸化物超電導体の特性を劣化させるので、少量(5重量
%程度)添加のものがよい。次いで、スウェージングマ
シンなどにより管材から粉末をつき固めた後、伸線加工
を施すなどして長尺化して線材状に加工する。また、こ
の線材の形状としては円形のほか、楕円状、テープ状な
どの使用も可能であり、特に楕円状やテープ状のもの
は、加圧雰囲気中における熱処理において、変形方向が
定まっているので効果的である。
The method for producing the superconductor coil of the present invention will be described in more detail. First, the oxide superconductor powder produced by the method as described above or the mixed powder used as the raw material of the oxide superconductor described above is made of silver or a silver alloy. Fill into the pipe material. As this silver alloy, use of an alloy such as a silver-silver alloy or a silver-manganese alloy is preferable because it is excellent in wire workability. However, if the contents of copper and manganese are large, the characteristics of the oxide superconductor are deteriorated, so it is preferable to add a small amount (about 5% by weight). Next, after the powder is solidified from the pipe material by a swaging machine or the like, it is elongated by processing such as wire drawing and processed into a wire material. The shape of the wire may be circular, oval, tape-shaped, etc. In particular, since the shape of the oval or tape is fixed in the heat treatment in a pressurized atmosphere, the direction of deformation is fixed. It is effective.

次に、この線材をたとえば適当な巻枠に巻回して所要
形状のコイルを成形する。
Next, this wire is wound around, for example, an appropriate winding frame to form a coil having a required shape.

この後、このコイル形状の成形体に10atm〜1000atmに
加圧された酸素含有雰囲気中で熱処理を施す。このよう
に、酸化物超電導体の緻密化および超電導特性の向上を
目的とする熱処理を加圧雰囲気中で行うことにより、酸
素供給能力が圧力にほぼ比例して向上し、また酸化物超
電導体粉末の体積減少による金属管と酸化物超電導体と
の間の空隙の発生を防止することが可能となる。
Then, the coil-shaped molded body is heat-treated in an oxygen-containing atmosphere pressurized to 10 atm to 1000 atm. As described above, by performing the heat treatment for the purpose of densifying the oxide superconductor and improving the superconducting property in the pressurized atmosphere, the oxygen supply capacity is improved almost in proportion to the pressure, and the oxide superconductor powder is also improved. It is possible to prevent the generation of voids between the metal tube and the oxide superconductor due to the decrease in the volume.

この熱処理における圧力を上記範囲に限定した理由
は、圧力が10atm未満では加圧による酸素供給能の向上
効果が充分に得られず、1000atmを超えると設備の安全
面で取扱い性が低下するためである。
The reason for limiting the pressure in this heat treatment to the above range is that if the pressure is less than 10 atm, the effect of improving the oxygen supply capacity by pressurization cannot be sufficiently obtained, and if it exceeds 1000 atm, the handleability is reduced in terms of equipment safety. is there.

また、この熱処理の雰囲気は、酸素ガスによって上記
圧力を満足するようにしてもよいが、1000atm近傍の高
圧においては酸素単体では危険を伴うため、アルゴンや
窒素のような不活性気体と酸素との混合気体を使用する
ことによって、全体の圧力を高めるようにしてもよい。
このような場合には、雰囲気中の酸素分圧が10atm〜500
atmとなるようにすることが好ましい。このように全体
圧を高めることによって、酸化物超電導体の緻密性が向
上する。
Further, the atmosphere of this heat treatment may be made to satisfy the above-mentioned pressure by oxygen gas, but at a high pressure of around 1000 atm, since oxygen alone is dangerous, an inert gas such as argon or nitrogen and oxygen are used. The total pressure may be increased by using a mixed gas.
In such a case, the oxygen partial pressure in the atmosphere is 10 atm to 500
It is preferable to be atm. By increasing the overall pressure in this way, the denseness of the oxide superconductor is improved.

また、この熱処理は、850℃〜940℃の温度で6時間〜
48時間程度行うことにより充分にその目的を達成する。
なお、この後必要に応じて同様な雰囲気中で、さらに30
0℃程度まで徐冷したり、300℃〜600℃程度の温度で数
時間程度保持してもよい。
Also, this heat treatment is performed at a temperature of 850 ° C to 940 ° C for 6 hours
The objective is fully achieved by carrying out the operation for about 48 hours.
After this, if necessary, in the same atmosphere,
It may be gradually cooled to about 0 ° C., or may be kept at a temperature of about 300 ° C. to 600 ° C. for several hours.

(作 用) 酸化物超電導体の酸素空位δへの酸素導入量は雰囲気
圧力の1/2剰にほぼ比例して増加し、本発明の超電導体
コイルの製造方法においては、酸化物超電導体線材を用
いて成形したコイル形状の成形体を加圧雰囲気中で熱処
理しているので、従来に比べて短時間の熱処理によって
も充分に酸素を導入することが可能となるとともに、多
層に巻回したコイルにおいても加圧力によって、その内
側の酸化物超電導体にも酸素が供給でき、超電導特性が
均一に向上される。また、この熱処理時の加圧によって
酸化物超電導体中のクラックの発生および金属管との酸
化物超電導体との間の空隙形成も防止することが可能と
なる。
(Operation) The amount of oxygen introduced into the oxygen vacancies δ of the oxide superconductor increases almost in proportion to 1/2 of the atmospheric pressure. In the method for producing a superconductor coil of the present invention, the oxide superconductor wire is Since the coil-shaped molded body molded using is heat-treated in a pressurized atmosphere, it becomes possible to sufficiently introduce oxygen even by a heat treatment for a shorter time than in the conventional case, and it is wound in multiple layers. Oxygen can also be supplied to the oxide superconductor inside the coil by the applied pressure, and the superconducting characteristics are improved uniformly. Further, it is possible to prevent the generation of cracks in the oxide superconductor and the formation of voids between the metal tube and the oxide superconductor by the pressure applied during the heat treatment.

(実施例) 次に、本発明の実施例について説明する。(Example) Next, the Example of this invention is described.

実施例1 粒径1〜5μmのBaCO3粉末2mol、Y2O3粉末0.5mol、C
uO粉末3molを、充分混合して大気中900℃に48時間焼成
して反応させた後、この焼成物をさらに酸素雰囲気中で
500℃で24時間焼成して反応させ、酸素空席に酸素を導
入した後、ボールミルを用いて粉砕し、平均粒径0.5μ
mのペロブスカイト型の酸化物超電導体粉末を得た。
Example 1 2 mol of BaCO 3 powder having a particle size of 1 to 5 μm, 0.5 mol of Y 2 O 3 powder, and C
3 mol of uO powder was thoroughly mixed and calcined in the air at 900 ° C for 48 hours to react, and the calcined product was further oxygenated.
After firing at 500 ℃ for 24 hours to react, introduce oxygen into the oxygen vacant space, pulverize with a ball mill, average particle size 0.5μ
m perovskite type oxide superconductor powder was obtained.

次に、この酸化物超電導体粉末を外径200mm×内径16m
m×長さ70mmの一端を銀材により封止されたた銀管中に
入れ、プレス圧1ton/cm2でつきかためた後、他端に銀栓
をして通気孔を残して溶接し、外径2mmまで冷間で伸線
加工を施し、酸化物超電導体線材を作製した。
Next, use this oxide superconductor powder with an outer diameter of 200 mm and an inner diameter of 16 m.
One end of m × 70 mm in length is put into a silver tube sealed with silver material, and after pressing with a press pressure of 1 ton / cm 2 , a silver plug is attached to the other end and welding is performed leaving a vent hole. The wire was cold drawn to an outer diameter of 2 mm to produce an oxide superconductor wire.

次に、この酸化物超電導体線材を巻回部の寸法が直径
30mm×長さ200mmの巻枠に30層巻回してコイル形状の成
形体を作製した。
Next, the dimension of the winding part of this oxide superconductor wire is the diameter.
Thirty layers were wound around a reel of 30 mm × 200 mm in length to produce a coil-shaped molded body.

この後、このコイル形状の成形体を焼成炉内に配置
し、この焼成炉内に酸素ガスにより100atmまで加圧し、
この状態で900℃×24時間の条件で熱処理を施し、さら
に500℃で24時間の熱処理を施し、目的とする超電導体
コイルを作製した。
After this, the coil-shaped molded body is placed in a firing furnace, and pressurized to 100 atm with oxygen gas in the firing furnace,
In this state, heat treatment was performed under the condition of 900 ° C. for 24 hours, and further heat treatment was performed at 500 ° C. for 24 hours to manufacture the target superconductor coil.

このようにして得た超電導体コイルの超電導特性を測
定したところ、臨界温度は90Kで、77Kにおける臨界電流
密度は3100A/cm2と良好な結果が得られた。また、超電
導体線材内の密度は断面組織から求めたところ、98%と
良好なものであり、空隙の発生は認められなかった。さ
らに、この超電導体コイルに10Aの電流を流し、発生磁
場の強度を測定したころ、60Gであった。
When the superconducting properties of the superconducting coil thus obtained were measured, the critical temperature was 90 K and the critical current density at 77 K was 3100 A / cm 2, which was a good result. The density in the superconductor wire was 98% as determined from the cross-sectional structure, and it was a good value, and no void was observed. Furthermore, when a current of 10 A was passed through this superconductor coil and the strength of the generated magnetic field was measured, it was 60 G.

一方、本発明との比較のために、上記実施例における
熱処理を酸素ガス1atmの条件下で行う以外は同一条件に
より超電導体コイルを作製し、この超電導体コイルにつ
いても同様にしてその特性を測定したところ、臨界温度
90K、臨界電流密度900A/cm2、超電流導体線材内の密度8
5%、発生磁場15Gであった。
On the other hand, for comparison with the present invention, a superconductor coil was produced under the same conditions except that the heat treatment in the above example was carried out under the condition of oxygen gas of 1 atm, and the characteristics of this superconductor coil were measured in the same manner. The critical temperature
90K, critical current density 900A / cm 2 , density in supercurrent conductor wire 8
The generated magnetic field was 5% and the magnetic field was 15G.

実施例2 実施例1で作製したコイル形状の成形体と同一のもの
を用いて、熱処理を分圧800atmのアルゴンガスと分圧20
0atmの酸素ガスとの混合ガスによる雰囲気下で行う以外
は実施例1と同一条件で超電導体コイルを作製した。
Example 2 Using the same coil-shaped molded body produced in Example 1, heat treatment was performed with argon gas at a partial pressure of 800 atm and a partial pressure of 20 atm.
A superconductor coil was produced under the same conditions as in Example 1 except that the superconducting coil was used in an atmosphere of a mixed gas of 0 atm of oxygen gas.

このようにして得た超電導体コイルについても、実施
例1と同様にしてその特性を測定したところ、臨界温度
90K、臨界電流密度4800A/cm2、超電導体線材内の密度99
%、発生磁場120Gとそれぞれ良好な結果が得られた。
The characteristics of the superconductor coil thus obtained were measured in the same manner as in Example 1, and the critical temperature
90K, critical current density 4800A / cm 2 , density within superconductor wire 99
%, Good results were obtained with a generated magnetic field of 120 G.

[発明の効果] 以上の実施例からも明らかなように、本発明の超電導
体コイルの製造方法によれば、酸化物超電導体の緻密化
と超電導特性の向上を目的とする熱処理を10atm〜1000a
tmに加圧された酸素含有雰囲気中で行っているので、コ
イル形状の成形体の酸化物超電導体全体の酸素を均一
に、かつ充分に比較的短時間の熱処理によって供給する
ことができるとともに、空隙の発生も防止できるので、
超電導特性に優れた超電導体コイルを低コストで作製可
能になる。また、得られる超電導体コイルはコイルとし
ての性能も優れたものとなる。
[Effects of the Invention] As is clear from the above examples, according to the method for manufacturing a superconductor coil of the present invention, a heat treatment for the purpose of densifying an oxide superconductor and improving superconducting properties is performed at 10 atm to 1000 a.
Since it is performed in an oxygen-containing atmosphere pressurized to tm, oxygen can be uniformly supplied to the entire oxide superconductor of the coil-shaped formed body by a heat treatment for a relatively short time, and Since the generation of voids can be prevented,
Superconducting coils with excellent superconducting properties can be manufactured at low cost. In addition, the obtained superconductor coil also has excellent coil performance.

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】銀または銀合金からなる管材内に酸化物超
電導体粉末あるいは加熱により酸化物超電導体となる混
合粉末が充填された線材を所要のコイル形状に成形する
工程と、このコイル形状の成形体を酸素含有雰囲気中で
熱処理する工程とを有する超電導体コイルの製造方法に
おいて、 前記熱処理工程を、10atm〜1000atmに加圧された酸素含
有雰囲気中で行うことを特徴とする超電導体コイルの製
造方法。
1. A step of forming a wire material in which a tube material made of silver or a silver alloy is filled with an oxide superconductor powder or a mixed powder which becomes an oxide superconductor by heating into a required coil shape, and a step of forming the coil shape. In a method for manufacturing a superconductor coil having a step of heat-treating a molded body in an oxygen-containing atmosphere, the heat-treating step is performed in an oxygen-containing atmosphere pressurized to 10 atm to 1000 atm. Production method.
【請求項2】前記加圧された酸素含有雰囲気中における
酸素分圧が、10atm〜500atmの範囲であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の超電導体コイルの製造
方法。
2. The method for producing a superconductor coil according to claim 1, wherein the oxygen partial pressure in the pressurized oxygen-containing atmosphere is in the range of 10 atm to 500 atm.
【請求項3】前記酸化物超電導体は、希土類元素を含有
するペロブスカイト型の酸化物超電導体であることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の超電導体コイルの
製造方法。
3. The method for producing a superconductor coil according to claim 1, wherein the oxide superconductor is a perovskite type oxide superconductor containing a rare earth element.
【請求項4】前記酸化物超電導体は、希土類元素、Baお
よびCuを原子比で実質的に1:2:3の割合で含有すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の超電導体コイ
ルの製造方法。
4. The superconductor according to claim 1, wherein the oxide superconductor contains rare earth elements, Ba and Cu in an atomic ratio of substantially 1: 2: 3. Body coil manufacturing method.
【請求項5】前記酸化物超電導体は、LnBa2Cu3O7−δ
(Lnは希土類元素から選ばれた少なくとも1種の元素
を、δは酸素欠陥を表す。)で示される酸素欠陥型ペロ
ブスカイト構造を有することを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の超電導体コイルの製造方法。
5. The oxide superconductor is LnBa 2 Cu 3 O 7-δ.
(Ln represents at least one element selected from rare earth elements, and δ represents oxygen deficiency.) The oxygen-defective perovskite structure has a superconducting structure according to claim 1. Coil manufacturing method.
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