JP2592839B2 - 超電導線 - Google Patents
超電導線Info
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- superconducting wire
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- 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
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- 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
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、例えば核磁気共鳴装置用マグネット、粒子
加速器用マグネット等の超電導応用機器などに使用可能
な超電導線に関する。
加速器用マグネット等の超電導応用機器などに使用可能
な超電導線に関する。
「従来の技術」 近時、常電導状態から超電導状態に遷移する臨界温度
（Tc）が液体窒素温度以上の高い値を示す酸化物系の超
電導材料が種々発見されつつある。
（Tc）が液体窒素温度以上の高い値を示す酸化物系の超
電導材料が種々発見されつつある。
そして、この種の超電導材料を用いた超電導線として
は、金属被覆層（シース）となる銅製等のパイプ内に前
記超電導材料の粉末を充填し、これに押出加工や圧延加
工等の伸線加工を施して縮径したのち、加熱処理を行な
ったものが既に試作されている。
は、金属被覆層（シース）となる銅製等のパイプ内に前
記超電導材料の粉末を充填し、これに押出加工や圧延加
工等の伸線加工を施して縮径したのち、加熱処理を行な
ったものが既に試作されている。
「発明が解決しようとする問題点」 ところで、上記のような超電導線を多数本束ねて多心
撚線状とした場合には、線材同士の結合電流を遮断する
ために、各線材の表面に絶縁被覆を設けることが必要で
ある。この種の絶縁被覆としては、合成樹脂やワニス等
を使用することが考えられるが、これらの物質は耐冷却
性が劣るうえ、熱膨張率が超電導体と著しく異なるため
に、液体窒素中で冷却した際には絶縁被覆が脆化し、温
度の変動により破損しやすいという欠点があった。
撚線状とした場合には、線材同士の結合電流を遮断する
ために、各線材の表面に絶縁被覆を設けることが必要で
ある。この種の絶縁被覆としては、合成樹脂やワニス等
を使用することが考えられるが、これらの物質は耐冷却
性が劣るうえ、熱膨張率が超電導体と著しく異なるため
に、液体窒素中で冷却した際には絶縁被覆が脆化し、温
度の変動により破損しやすいという欠点があった。
さらに、前記構造の超電導線では、超電導材料の加工
性が悪いために伸線加工の際に張力に負けて断線等のト
ラブルを生じやすく、長い線材の製造が困難だった。し
かも、製造された超電導線を実際に使用する場合には、
線材端部の金属シースを剥がして超電導体層を剥き出し
にし、これを機器の端子等に接続する必要があるが、こ
の超電導体層は極めて脆いために接続部で破損しやす
く、取り扱いに不便であるという欠点があった。
性が悪いために伸線加工の際に張力に負けて断線等のト
ラブルを生じやすく、長い線材の製造が困難だった。し
かも、製造された超電導線を実際に使用する場合には、
線材端部の金属シースを剥がして超電導体層を剥き出し
にし、これを機器の端子等に接続する必要があるが、こ
の超電導体層は極めて脆いために接続部で破損しやす
く、取り扱いに不便であるという欠点があった。
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、温度変動
に強く破損しにくいとともに、伸線加工中の断線トラブ
ルを生じにくく、脆い超電導体層の補強ができて取り扱
いが容易な超電導線の提供を目的とする。
に強く破損しにくいとともに、伸線加工中の断線トラブ
ルを生じにくく、脆い超電導体層の補強ができて取り扱
いが容易な超電導線の提供を目的とする。
「問題点を解決するための手段」 本発明は上記の問題を解決するためになされたもの
で、少なくともその表層部が常電導材料からなる芯体
と、その上に形成された酸化物系超電導体層と、その外
方に形成されたセラミックス絶縁層と、さらにその外方
に形成されて芯体材料と同じ材料からなる被覆層とを具
備してなることを特徴とする。
で、少なくともその表層部が常電導材料からなる芯体
と、その上に形成された酸化物系超電導体層と、その外
方に形成されたセラミックス絶縁層と、さらにその外方
に形成されて芯体材料と同じ材料からなる被覆層とを具
備してなることを特徴とする。
なお、前記芯体の表面はAg,Au,Pt等の貴金属により構
成されていることが望ましい。
成されていることが望ましい。
「実施例」 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図は一実施例の超電導線の断面を示すものであ
り、符号１は常電導材料からなる断面円形の芯体、２は
芯体１上に形成された酸化物系超電導体層、３は超電導
体層２上に形成されたセラミックス絶縁層、４はこれら
全体を被覆する前記芯体１と同様の材質からなるシース
（被覆層）であり、これら全て同心円状に形成されてい
る。
り、符号１は常電導材料からなる断面円形の芯体、２は
芯体１上に形成された酸化物系超電導体層、３は超電導
体層２上に形成されたセラミックス絶縁層、４はこれら
全体を被覆する前記芯体１と同様の材質からなるシース
（被覆層）であり、これら全て同心円状に形成されてい
る。
前記芯体１の材質としては、Cu,Cu合金,Al,Al合金,A
g,Au,Ptなどの金属が挙げられ、特に貴金属以外の材質
を用いる場合には、その表面にスパッタ法、めっき法等
を用いて貴金属薄膜を形成しておくことが望ましい。
g,Au,Ptなどの金属が挙げられ、特に貴金属以外の材質
を用いる場合には、その表面にスパッタ法、めっき法等
を用いて貴金属薄膜を形成しておくことが望ましい。
前記酸化物系超電導体層２は、Ａ−Ｂ−Cu−Ｏ系など
の超電導材料により形成されている。但し、上記ＡはS
c,Y,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu等
のIIIa族元素から選択される一種以上の元素を表し、Ｂ
はBe,Sr,Mg,Ba,Ca等のアルカリ土類金属元素から選択さ
れる一種以上の元素を表すものとする。
の超電導材料により形成されている。但し、上記ＡはS
c,Y,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu等
のIIIa族元素から選択される一種以上の元素を表し、Ｂ
はBe,Sr,Mg,Ba,Ca等のアルカリ土類金属元素から選択さ
れる一種以上の元素を表すものとする。
一方、セラミックス絶縁層３はAl2O3,SiO2,2MgO・2Al2
O3・5SiO2,MgO,Cr2O3,ZrO2等の酸化物系セラミックス、
あるいはSiC,Si3N4,BN,AlN等の非酸化物系セラミックス
の粉末を加圧加熱成形することにより形成されたもので
ある。なお、ここで使用するセラミックスが非酸化物系
の場合には、酸化物系超電導体層２の表面に、各種スパ
ッタ法、めっき法等を用いてAg,Au,Ptなどの貴金属薄膜
を形成することが望ましい。
O3・5SiO2,MgO,Cr2O3,ZrO2等の酸化物系セラミックス、
あるいはSiC,Si3N4,BN,AlN等の非酸化物系セラミックス
の粉末を加圧加熱成形することにより形成されたもので
ある。なお、ここで使用するセラミックスが非酸化物系
の場合には、酸化物系超電導体層２の表面に、各種スパ
ッタ法、めっき法等を用いてAg,Au,Ptなどの貴金属薄膜
を形成することが望ましい。
このような超電導線を製造するには、まず、芯体１と
なる金属棒の周囲に超電導体材料を付着させる。その手
段としては、前記金属棒を超電導材料粉末を溶媒と混練
したスラリー中に通したのち、必要に応じて加熱処理を
施し、金属棒の外周面に超電導材料を層状に付着させる
方法、あるいは金属棒上にスパッタ法，蒸着法,CVD法,M
OCVD法,MBE法等の薄膜形成技術を用いて超電導材料の薄
膜を形成する方法などが採られる。
なる金属棒の周囲に超電導体材料を付着させる。その手
段としては、前記金属棒を超電導材料粉末を溶媒と混練
したスラリー中に通したのち、必要に応じて加熱処理を
施し、金属棒の外周面に超電導材料を層状に付着させる
方法、あるいは金属棒上にスパッタ法，蒸着法,CVD法,M
OCVD法,MBE法等の薄膜形成技術を用いて超電導材料の薄
膜を形成する方法などが採られる。
次いで、この超電導材料を付着させた金属棒をシース
４となる金属パイプ内に挿入し、これらの間隙にセラミ
ックス絶縁層３を構成するためのセラミックス粉末組成
物を充填する。そして、このパイプに押出加工あるいは
圧延加工等の伸線加工を施して所定の直径まで縮径させ
た後、さらに高周波加熱器等により所定の加熱処理を施
し、超電導体層２およびセラミックス絶縁層３を焼成し
て超電導線を得る。
４となる金属パイプ内に挿入し、これらの間隙にセラミ
ックス絶縁層３を構成するためのセラミックス粉末組成
物を充填する。そして、このパイプに押出加工あるいは
圧延加工等の伸線加工を施して所定の直径まで縮径させ
た後、さらに高周波加熱器等により所定の加熱処理を施
し、超電導体層２およびセラミックス絶縁層３を焼成し
て超電導線を得る。
このような構成からなる超電導線にあっては、セラミ
ックス絶縁層３の耐冷却性が優れているうえ、絶縁層３
と超電導体層２の熱膨張率が互いに似通っているため、
液体窒素によって冷却した場合にも、絶縁層３の脆化お
よび温度変動に起因する破損が生じることがない。
ックス絶縁層３の耐冷却性が優れているうえ、絶縁層３
と超電導体層２の熱膨張率が互いに似通っているため、
液体窒素によって冷却した場合にも、絶縁層３の脆化お
よび温度変動に起因する破損が生じることがない。
また、この超電導線では、その中心に芯体１を設けて
いるため、前記伸線加工の際に断線等のトラブルが生じ
にくく、従来よりも長尺の線材を容易に製造することが
できる。しかも、芯体１およびシース４は常電導材でで
きているため、万が一超電導体層２の超電導状態が破れ
た場合には、これら芯体１およびシース４に電流を分流
することができ、トラブルを防ぐことができる。
いるため、前記伸線加工の際に断線等のトラブルが生じ
にくく、従来よりも長尺の線材を容易に製造することが
できる。しかも、芯体１およびシース４は常電導材でで
きているため、万が一超電導体層２の超電導状態が破れ
た場合には、これら芯体１およびシース４に電流を分流
することができ、トラブルを防ぐことができる。
また、この超電導線では、超電導体層２の内部に芯体
１が通っているので、線材端部のシース４およびセラミ
ックス絶縁層３を剥がして超電導体層２を剥き出しにし
た場合にも、超電導体層２の脆さを補って接続部におけ
る破損を防ぐことができ、取り扱いが容易であるという
利点も有する。
１が通っているので、線材端部のシース４およびセラミ
ックス絶縁層３を剥がして超電導体層２を剥き出しにし
た場合にも、超電導体層２の脆さを補って接続部におけ
る破損を防ぐことができ、取り扱いが容易であるという
利点も有する。
さらに、この例では芯体１の表面が貴金属によって構
成されているうえ、セラミックス絶縁層３が非酸化物系
である場合には超電導体層２の表面にも貴金属薄膜が形
成されているので、超電導線を焼成する際に、超電導体
層２に含まれる酸素原子が芯体１の内部へ、あるいはセ
ラミックス絶縁層３の内部へ拡散することがなく、酸素
原子の不足による超電導体層２の特性低下を防ぐことが
可能である。
成されているうえ、セラミックス絶縁層３が非酸化物系
である場合には超電導体層２の表面にも貴金属薄膜が形
成されているので、超電導線を焼成する際に、超電導体
層２に含まれる酸素原子が芯体１の内部へ、あるいはセ
ラミックス絶縁層３の内部へ拡散することがなく、酸素
原子の不足による超電導体層２の特性低下を防ぐことが
可能である。
なお、以上の例では、芯体１を円柱状の金属棒から成
形したが、代わりに中空の管体を用いることも可能であ
る。その場合には、伸線あるいは加熱を行なう際に中空
部を通して適当な冷媒を通すことができ、過熱に起因す
る線材の潰れ等を防ぐことができるうえ、超電導線を使
用する際には、この中空部に液体窒素等の冷媒を通して
均一に線材を冷却できるという利点も得られる。
形したが、代わりに中空の管体を用いることも可能であ
る。その場合には、伸線あるいは加熱を行なう際に中空
部を通して適当な冷媒を通すことができ、過熱に起因す
る線材の潰れ等を防ぐことができるうえ、超電導線を使
用する際には、この中空部に液体窒素等の冷媒を通して
均一に線材を冷却できるという利点も得られる。
また、第２図に示すように、芯体１を炭素繊維強化炭
素複合材料や繊維強化金属などの複合材料のように極め
て抗張力の大きな芯材1Aと、その外周を覆う金属層1Bと
から構成することも可能であり、この場合には、芯材1A
により超電導線の抗張力をさらに高めることが可能であ
る。
素複合材料や繊維強化金属などの複合材料のように極め
て抗張力の大きな芯材1Aと、その外周を覆う金属層1Bと
から構成することも可能であり、この場合には、芯材1A
により超電導線の抗張力をさらに高めることが可能であ
る。
また、本発明は前記のような単芯の超電導線に限ら
ず、このような単芯の超電導線を多数本束ねて撚線状に
成形加工した、いわゆる極細多芯型の超電導線にも適用
することができる。
ず、このような単芯の超電導線を多数本束ねて撚線状に
成形加工した、いわゆる極細多芯型の超電導線にも適用
することができる。
さらに、前記の例は断面円形の超電導線であったが、
本発明は断面が四角形状等の異形状あるいは条体状の電
線としても実施可能である。
本発明は断面が四角形状等の異形状あるいは条体状の電
線としても実施可能である。
「発明の効果」 本発明の超電導線によれば、次のような優れた効果が
得られる。
得られる。
セラミックス絶縁層の耐冷却性が優れているうえ、絶
縁層と超電導体層それぞれの熱膨張率が近い値であるた
め、液体窒素によって冷却した場合にも、絶縁層が脆化
して温度変動により破損するなどということがない。
縁層と超電導体層それぞれの熱膨張率が近い値であるた
め、液体窒素によって冷却した場合にも、絶縁層が脆化
して温度変動により破損するなどということがない。
中心に芯体を設けているため、前記伸線加工の際に断
線等のトラブルが生じにくく、長尺の線材を容易に製造
することができる。
線等のトラブルが生じにくく、長尺の線材を容易に製造
することができる。
被覆層を剥がしたあと超電導体層内部に芯体が通って
いるので、超電導体層の脆さを補って破損などを防ぐこ
とができ、取り扱いが容易である。
いるので、超電導体層の脆さを補って破損などを防ぐこ
とができ、取り扱いが容易である。
芯体の表面を貴金属によって構成した場合には、超電
導線を焼成する際に、超電導体層に含まれる酸素原子が
芯体の内部へ拡散することがなく、酸素原子不足による
超電導体層の特性低下を防ぐことが可能である。
導線を焼成する際に、超電導体層に含まれる酸素原子が
芯体の内部へ拡散することがなく、酸素原子不足による
超電導体層の特性低下を防ぐことが可能である。
第１図は本発明の一実施例の超電導線の断面図、第２図
は本発明の他の実施例の断面図である。 １……芯体、２……酸化物系超電導体層、３……セラミ
ックス絶縁層、４……シース（被覆層）、1A……芯材、
1B……金属層。
は本発明の他の実施例の断面図である。 １……芯体、２……酸化物系超電導体層、３……セラミ
ックス絶縁層、４……シース（被覆層）、1A……芯材、
1B……金属層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丹 正之 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 (56)参考文献 特開 昭63−250015（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】少なくともその表層部が常電導材料からな
る芯体と、その上に形成された酸化物系超電導体層と、
その外方に形成されたセラミックス絶縁層と、さらにそ
の外方に形成されて芯体材料と同じ材料からなる被覆層
とを具備してなることを特徴とする超電導線。 - 【請求項２】前記芯体の表面はAg,Au,Pt等の貴金属によ
り構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の超電導線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62117519A JP2592839B2 (ja) | 1987-05-14 | 1987-05-14 | 超電導線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62117519A JP2592839B2 (ja) | 1987-05-14 | 1987-05-14 | 超電導線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63284720A JPS63284720A (ja) | 1988-11-22 |
| JP2592839B2 true JP2592839B2 (ja) | 1997-03-19 |
Family
ID=14713779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62117519A Expired - Fee Related JP2592839B2 (ja) | 1987-05-14 | 1987-05-14 | 超電導線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2592839B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63292517A (ja) * | 1987-05-26 | 1988-11-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 複合セラミックス超電導体 |
| JPH07106895B2 (ja) * | 1987-07-01 | 1995-11-15 | 松下電器産業株式会社 | 超電導体構造物 |
| JPS6433817A (en) * | 1987-07-29 | 1989-02-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Superconductor |
| DE3731266A1 (de) * | 1987-09-17 | 1989-04-06 | Kernforschungsz Karlsruhe | Huellmaterial fuer supraleitende draehte |
| US5010053A (en) * | 1988-12-19 | 1991-04-23 | Arch Development Corporation | Method of bonding metals to ceramics |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63250015A (ja) * | 1987-04-04 | 1988-10-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導マグネツト用線材 |
-
1987
- 1987-05-14 JP JP62117519A patent/JP2592839B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63284720A (ja) | 1988-11-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |