JP2775946B2 - 酸化物超電導線材の製造方法 - Google Patents
酸化物超電導線材の製造方法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、酸化物超電導体を塑性加工して線材化す
る酸化物超電導線材の製造方法に関するもので、特に、
塑性加工ステップにおける改良に関するものである。
る酸化物超電導線材の製造方法に関するもので、特に、
塑性加工ステップにおける改良に関するものである。
［従来の技術］ 従来、酸化物超電導線材は、一般に、金属パイプに酸
化物原料粉末を充填し、押出し、伸線、圧延等の塑性加
工を経て、線材化した後、熱処理することにより製造さ
れている。また、得られた線材の臨界電流密度を向上さ
せるためには、このような塑性加工と熱処理とを繰返す
ことが有効であることが知られている。
化物原料粉末を充填し、押出し、伸線、圧延等の塑性加
工を経て、線材化した後、熱処理することにより製造さ
れている。また、得られた線材の臨界電流密度を向上さ
せるためには、このような塑性加工と熱処理とを繰返す
ことが有効であることが知られている。
［発明が解決しようとする課題］ このような酸化物超電導線材の製造方法において、内
部に充填されている酸化物超電導体の、緻密化が臨界電
流密度の向上に寄与することから、酸化物超電導体を緻
密化するために、プレス加工、圧延加工、等に基づく平
角加工を酸化物超電導体に対して施す必要があった。平
角加工とは、たとえば丸線材を断面方向に圧縮して偏平
な断面の線材とするための加工をいう。このような平角
加工は、無理なく所望の断面形状または寸法を得るた
め、複数段階に分けて実施されることが常識となってお
り、プレス加工に基づく平角加工では、線材を、逐次、
平角加工する必要があり、量産性に欠けているという欠
点があり、他方、圧延加工に基づく平角加工では、複数
回の加工を行なうため、作業性が悪いという欠点があっ
た。
部に充填されている酸化物超電導体の、緻密化が臨界電
流密度の向上に寄与することから、酸化物超電導体を緻
密化するために、プレス加工、圧延加工、等に基づく平
角加工を酸化物超電導体に対して施す必要があった。平
角加工とは、たとえば丸線材を断面方向に圧縮して偏平
な断面の線材とするための加工をいう。このような平角
加工は、無理なく所望の断面形状または寸法を得るた
め、複数段階に分けて実施されることが常識となってお
り、プレス加工に基づく平角加工では、線材を、逐次、
平角加工する必要があり、量産性に欠けているという欠
点があり、他方、圧延加工に基づく平角加工では、複数
回の加工を行なうため、作業性が悪いという欠点があっ
た。
そこで、この発明の目的は、高い臨界電流密度を有す
る超電導線材を効率良く得ることができる、酸化物超電
導線材の製造方法を提供しようとすることである。
る超電導線材を効率良く得ることができる、酸化物超電
導線材の製造方法を提供しようとすることである。
［課題を解決するための手段］ 本発明者は、連続的に長尺材を作製することが可能な
平角加工において、得られた酸化物超電導線材の臨界電
流密度と加工条件との関係について検討と実験を重ねた
結果、圧下率80％以上98％以下にて平角加工することに
より、たとえ１回の平角加工しか行なわない場合であっ
ても、高い臨界電流密度を有する酸化物超電導線材が得
られることを見出した。
平角加工において、得られた酸化物超電導線材の臨界電
流密度と加工条件との関係について検討と実験を重ねた
結果、圧下率80％以上98％以下にて平角加工することに
より、たとえ１回の平角加工しか行なわない場合であっ
ても、高い臨界電流密度を有する酸化物超電導線材が得
られることを見出した。
すなわち、この発明は、金属パイプに酸化物原料粉末
を充填し、塑性加工を経て線材化した後、熱処理するス
テップを備える、酸化物超電導線材の製造方法におい
て、上述した技術的課題を解決するため、該熱処理の前
における該塑性加工のステップが、圧下率80％以上98％
以下にて平角加工するステップを含んでいることを特徴
としている。
を充填し、塑性加工を経て線材化した後、熱処理するス
テップを備える、酸化物超電導線材の製造方法におい
て、上述した技術的課題を解決するため、該熱処理の前
における該塑性加工のステップが、圧下率80％以上98％
以下にて平角加工するステップを含んでいることを特徴
としている。
［作用］ たとえば、金属パイプの内部に充填される粉末は、圧
延加工により、長手方向へ流動するとともに、幅方向に
も流動する。所望の加工度を達成するため、平角圧延加
工を一工程で行なうと、複数工程で行なう場合に比べ
て、内部充填粉末は、幅方向への流動がより助長され
る。このことを、第１図を参照して説明する。
延加工により、長手方向へ流動するとともに、幅方向に
も流動する。所望の加工度を達成するため、平角圧延加
工を一工程で行なうと、複数工程で行なう場合に比べ
て、内部充填粉末は、幅方向への流動がより助長され
る。このことを、第１図を参照して説明する。
第１図は、同一丸線材を同一板厚に加工しようとする
とき、（ａ）複数工程で平角圧延加工を行なった場合
と、（ｂ）一工程で平角圧延加工を行なった場合とをそ
れぞれ示す酸化物超電導線材の図解的断面図である。第
１図の（ａ）と（ｂ）との対比からわかるように、
（ｂ）一工程で平角圧延加工を行なった場合には、
（ａ）複数工程で平角圧延加工を行なった場合に比べ
て、超電導粉末１は、より大きく幅方向へ流動してい
る。なお、第１図において、２は、金属シースを示す。
とき、（ａ）複数工程で平角圧延加工を行なった場合
と、（ｂ）一工程で平角圧延加工を行なった場合とをそ
れぞれ示す酸化物超電導線材の図解的断面図である。第
１図の（ａ）と（ｂ）との対比からわかるように、
（ｂ）一工程で平角圧延加工を行なった場合には、
（ａ）複数工程で平角圧延加工を行なった場合に比べ
て、超電導粉末１は、より大きく幅方向へ流動してい
る。なお、第１図において、２は、金属シースを示す。
このように、超電導粉末１が幅方向へ流動する場合
は、長手方向に流動する場合に比べて、上下のロール等
により拘束されつつ流動するため、超電導粉末１は、よ
り高密度となり、応じて、より高い臨界電流密度を有す
る酸化物超電導線材を製造することができる。
は、長手方向に流動する場合に比べて、上下のロール等
により拘束されつつ流動するため、超電導粉末１は、よ
り高密度となり、応じて、より高い臨界電流密度を有す
る酸化物超電導線材を製造することができる。
［実施例］ 実施例１ Bi2O3、PbO、SrCO3、CaCO3、およびCuOを用いて、Bi:
Pb:Sr:Ca:Cu＝1.8:0.4:2:2.2:3の組成比の粉末を準備し
た。
Pb:Sr:Ca:Cu＝1.8:0.4:2:2.2:3の組成比の粉末を準備し
た。
この粉末を、800℃で８時間熱処理し、次いで、熱処
理して得られたものを、粉末状にするため、自動乳鉢を
用いて、２時間粉砕した。その後、粉砕して得られたも
のを、860℃で８時間熱処理し、次いで、再び上記と同
様に、粉末状に粉砕した。
理して得られたものを、粉末状にするため、自動乳鉢を
用いて、２時間粉砕した。その後、粉砕して得られたも
のを、860℃で８時間熱処理し、次いで、再び上記と同
様に、粉末状に粉砕した。
上記粉末を、外径12mm、内径8mmの銀パイプに充填し
た後、直径1.0mmになるまで伸線した。これを、直径150
mmの２段圧延機を用いて、第１表に示すように、圧下率
75％（比較例No.1）、80％（実施例No.1）、90％（実施
例No.2）、95％（実施例No.3）のそれぞれにて、１工程
の平角圧延加工によって、長さ50cmの線材を作製した。
次いで、この線材を、熱処理した後、再度、すべての線
材について、圧下率25％で圧延し、次いで、最終熱処理
を施した。
た後、直径1.0mmになるまで伸線した。これを、直径150
mmの２段圧延機を用いて、第１表に示すように、圧下率
75％（比較例No.1）、80％（実施例No.1）、90％（実施
例No.2）、95％（実施例No.3）のそれぞれにて、１工程
の平角圧延加工によって、長さ50cmの線材を作製した。
次いで、この線材を、熱処理した後、再度、すべての線
材について、圧下率25％で圧延し、次いで、最終熱処理
を施した。
このようにして得られた線材の長さ50cm分の両端に、
電流端子を取付けるとともに、長さ5cmごとに電圧端子
を取付けて、各区間の臨界電流密度（Jc）を測定した。
Jcの平均値およびばらつき（標準偏差）が第１表に示さ
れている。
電流端子を取付けるとともに、長さ5cmごとに電圧端子
を取付けて、各区間の臨界電流密度（Jc）を測定した。
Jcの平均値およびばらつき（標準偏差）が第１表に示さ
れている。
なお、圧下率98％を越える加工では、線材の形状が不
均一に変形した。
均一に変形した。
さらに、比較のために、前記直径1mmの伸線された線
材を、圧下率40％にて複数回の平角圧延加工により、総
板厚減少率が80％（比較例No.2）、90％（比較例No.
3）、95％（比較例No.4）になるまで圧延（圧延の最終
工程では、圧下率40％未満とし、板厚を調整した）した
試料を、前記と同様な熱処理、圧延、および熱処理を施
し、得られた試料のJcを測定した。これも、第１表に示
されている。
材を、圧下率40％にて複数回の平角圧延加工により、総
板厚減少率が80％（比較例No.2）、90％（比較例No.
3）、95％（比較例No.4）になるまで圧延（圧延の最終
工程では、圧下率40％未満とし、板厚を調整した）した
試料を、前記と同様な熱処理、圧延、および熱処理を施
し、得られた試料のJcを測定した。これも、第１表に示
されている。
なお、Jcは、いずれも、77.3Kの温度において外部磁
場を印加しない状態で測定し、電圧端子間5cmで１μＶ
の電圧が発生する電流値より計算した。
場を印加しない状態で測定し、電圧端子間5cmで１μＶ
の電圧が発生する電流値より計算した。
第１表より明らかなように、圧下率80％以上95％以下
（実施例No.1〜３）、好ましくは90％前後の１工程での
平角圧延加工を行なうことにより、緻密度の向上と配向
性の向上によると考えられる電流密度の向上が、いずれ
の比較例に比べても顕著に現われている。特に、圧下率
40％の複数工程での平角圧延加工により実施例と同様な
総板厚減少率を得るように加工した試料（比較例No.2〜
４）と比較すれば、実施例が、電流密度の向上をもたら
すばかりでなく、超電導線材の製造方法として作業性の
点で有利であることがわかる。
（実施例No.1〜３）、好ましくは90％前後の１工程での
平角圧延加工を行なうことにより、緻密度の向上と配向
性の向上によると考えられる電流密度の向上が、いずれ
の比較例に比べても顕著に現われている。特に、圧下率
40％の複数工程での平角圧延加工により実施例と同様な
総板厚減少率を得るように加工した試料（比較例No.2〜
４）と比較すれば、実施例が、電流密度の向上をもたら
すばかりでなく、超電導線材の製造方法として作業性の
点で有利であることがわかる。
実施例２ 実施例１において作製した試料のうち、実施例No.2
（圧下率90％）の試料の超電導体の密度比を測定した。
なお、密度比は、（超電導体の密度）／（超電導体の理
論密度）で定義される。
（圧下率90％）の試料の超電導体の密度比を測定した。
なお、密度比は、（超電導体の密度）／（超電導体の理
論密度）で定義される。
比較のために、実施例１で作製した比較例となる試料
のうち、比較例No.3（圧下率40％にて複数回の平角圧延
加工を行ない、総板厚減少率が90％となるように設定し
たもの）の試料についても、同様に超電導体の密度比を
測定した。
のうち、比較例No.3（圧下率40％にて複数回の平角圧延
加工を行ない、総板厚減少率が90％となるように設定し
たもの）の試料についても、同様に超電導体の密度比を
測定した。
これら実施例および比較例について、超電導体の密度
比を、圧下率、総板厚減少率、板厚および板幅ととも
に、第２表に示している。
比を、圧下率、総板厚減少率、板厚および板幅ととも
に、第２表に示している。
前述した実施例１において、圧下率80〜95％（総板厚
減少率80〜95％）にて平角圧延加工した線材が、圧下率
40％で総板厚減少率が80〜95％になるように平角圧延加
工した線材よりも、Jcの平均値およびばらつきの点で優
れていた。その理由は、第２表からわかるように、前者
の加工方法による場合には、後者に比べて、板幅が大き
くなっており、超電導粉末の流動方向に関して、ロール
によって上下を拘束されている板幅方向により多く流動
した結果、超電導体の密度比がより高くなっている。
減少率80〜95％）にて平角圧延加工した線材が、圧下率
40％で総板厚減少率が80〜95％になるように平角圧延加
工した線材よりも、Jcの平均値およびばらつきの点で優
れていた。その理由は、第２表からわかるように、前者
の加工方法による場合には、後者に比べて、板幅が大き
くなっており、超電導粉末の流動方向に関して、ロール
によって上下を拘束されている板幅方向により多く流動
した結果、超電導体の密度比がより高くなっている。
［発明の効果］ このように、この発明によれば、塑性加工するステッ
プに、圧下率80％以上98％以下にて平角加工をするステ
ップを含ませることにより、酸化物超電導体の密度が向
上し、それによって熱処理後の臨界電流密度が高く、か
つ長手方向に均一な酸化物超電導線材を効率良く得るこ
とができる。
プに、圧下率80％以上98％以下にて平角加工をするステ
ップを含ませることにより、酸化物超電導体の密度が向
上し、それによって熱処理後の臨界電流密度が高く、か
つ長手方向に均一な酸化物超電導線材を効率良く得るこ
とができる。
したがって、この発明によって得られた酸化物超電導
線材は、ケーブルやマグネットなど、特に長尺の線材を
使用する分野で有効に活用されることができる。
線材は、ケーブルやマグネットなど、特に長尺の線材を
使用する分野で有効に活用されることができる。
第１図は、この発明の作用を説明するための酸化物超電
導線材の図解的断面図である。 図において、１は超電導粉末、２は金属シースである。
導線材の図解的断面図である。 図において、１は超電導粉末、２は金属シースである。
Claims (1)
- 【請求項１】金属パイプに酸化物原料粉末を充填し、塑
性加工を経て線材化した後、熱処理するステップを備え
る、酸化物超電導線材の製造方法において、 前記熱処理の前における前記塑性加工のステップは、圧
下率80％以上98％以下にて平角加工するステップを含む
ことを特徴とする、酸化物超電導線材の製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1341391A JP2775946B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
| AU68479/90A AU646419B2 (en) | 1989-12-28 | 1990-12-24 | Method of densifying oxide superconducting wire |
| DE69030245T DE69030245T3 (de) | 1989-12-28 | 1990-12-27 | Verfahren zur Herstellung eines Drahtes aus supraleitendem Oxyd |
| CA002033266A CA2033266C (en) | 1989-12-28 | 1990-12-27 | Method of manufacturing oxide superconducting wire |
| EP90125575A EP0435286B2 (en) | 1989-12-28 | 1990-12-27 | Method of manufacturing oxide superconducting wire |
| US08/955,323 US6311384B1 (en) | 1989-12-28 | 1997-10-20 | Method of manufacturing oxide superconducting wire |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1341391A JP2775946B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03204131A JPH03204131A (ja) | 1991-09-05 |
| JP2775946B2 true JP2775946B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=18345703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1341391A Expired - Lifetime JP2775946B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6311384B1 (ja) |
| EP (1) | EP0435286B2 (ja) |
| JP (1) | JP2775946B2 (ja) |
| AU (1) | AU646419B2 (ja) |
| CA (1) | CA2033266C (ja) |
| DE (1) | DE69030245T3 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6247224B1 (en) | 1995-06-06 | 2001-06-19 | American Superconductor Corporation | Simplified deformation-sintering process for oxide superconducting articles |
| US6001777A (en) * | 1997-07-29 | 1999-12-14 | American Superconductor Corp. | Method of texturing a superconductive oxide precursor |
| DE19754669C1 (de) * | 1997-12-09 | 1999-08-19 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung eines bandförmigen Supraleiters mit Hoch-T¶c¶-Supraleitermaterial sowie mit dem Verfahren hergestellter Supraleiter |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60199521A (ja) * | 1984-03-23 | 1985-10-09 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 超電導体用平角線材の製造方法 |
| US4952554A (en) * | 1987-04-01 | 1990-08-28 | At&T Bell Laboratories | Apparatus and systems comprising a clad superconductive oxide body, and method for producing such body |
| DE3716815C2 (de) * | 1987-05-20 | 1997-07-31 | Kabelmetal Electro Gmbh | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines Supraleiters |
| DE3855287T2 (de) † | 1987-06-26 | 1996-12-05 | Hitachi Ltd | Supraleitender Draht |
| JPS647419A (en) * | 1987-06-29 | 1989-01-11 | Fujikura Ltd | Manufacture of superconductive wire |
| DE3867848D1 (de) | 1987-12-15 | 1992-02-27 | Siemens Ag | Verfahren zur herstellung von draehten oder baendern aus hochtemperatur-supraleitern und dabei verwendeter huellkoerper. |
| KR900701017A (ko) * | 1987-12-25 | 1990-08-17 | 나가노 다께시 | 고전류밀도를 보유하는 초전도와이어와 케이블 및 그들의 제조방법 |
| DE3804601A1 (de) | 1988-02-12 | 1989-08-24 | Siemens Ag | Verfahren zur herstellung eines langgestreckten koerpers mit einem oxidkeramischen supraleitermaterial |
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