JP2869858B2 - Manufacturing method of oxide superconducting wire - Google Patents

Manufacturing method of oxide superconducting wire

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JP2869858B2
JP2869858B2 JP7258465A JP25846595A JP2869858B2 JP 2869858 B2 JP2869858 B2 JP 2869858B2 JP 7258465 A JP7258465 A JP 7258465A JP 25846595 A JP25846595 A JP 25846595A JP 2869858 B2 JP2869858 B2 JP 2869858B2
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superconducting wire
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    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ溶射法に
より酸化物超電導線材を製造する方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing an oxide superconducting wire by a plasma spraying method.

【0002】[0002]

【従来の技術】1986年、超電導転移温度(Tc)が
30Kを越える酸化物超電導体(La,Sr)2CuO4
が発見され、以来この方面の研究開発が盛んに行われる
ようになった。その結果、現在ではいろいろな酸化物超
電導体が知られるようになった。特にY系、Bi系、T
l系は、転移温度Tcが液体窒素温度よりも高いので、
これらを用いれば液体窒素冷却による超電導システムを
構成できる可能性がある。
2. Description of the Related Art In 1986, an oxide superconductor having a superconducting transition temperature (Tc) exceeding 30 K (La, Sr) 2 CuO 4.
Has been discovered and research and development in this area has been actively conducted since then. As a result, various oxide superconductors have now become known. Especially Y system, Bi system, T
Since the transition temperature Tc is higher than the liquid nitrogen temperature,
If these are used, there is a possibility that a superconducting system using liquid nitrogen cooling can be configured.

【0003】従来、超電導システムで冷媒として用いら
れてきた液体ヘリウムと比較して、液体窒素は比熱が大
きくしかも安価なため、これを用いることができればシ
ステムの簡略化、小型化、維持費の低減などが期待され
る。そのために、Y系、Bi系、Tl系の実用化の研究
が各方面で行われている。
Since liquid nitrogen has a large specific heat and is inexpensive as compared with liquid helium which has been conventionally used as a refrigerant in a superconducting system, if it can be used, the system can be simplified, downsized, and reduced in maintenance cost. And so on. For that purpose, research on the practical application of Y, Bi and Tl systems has been conducted in various fields.

【0004】超電導体は、超電導状態において直流電気
抵抗が0であるため、電力伝送体として用いれば電気抵
抗に由来するエネルギー損失を非常に小さくできる。ま
た、超電導線材を用いてコイルを作製すれば非常に強力
な電磁石となる可能性がある。酸化物超電導体もこのよ
うな用途を目指して線材化の研究が行われている。
Since the superconductor has a DC electric resistance of 0 in a superconducting state, the energy loss caused by the electric resistance can be extremely reduced when used as a power transmission body. Also, if a coil is made using a superconducting wire, it may be a very strong electromagnet. Research is also being carried out on making oxide superconductors into wires for such applications.

【0005】さて、酸化物超電導体の長尺線材の製法は
いろいろあるが、その1つとしてプラズマ溶射法を用い
たものが挙げられる。プラズマ溶射法は成膜法の一種
で、粉末状の原料を高温・高速のプラズマフレームに投
入することによって、溶融した原料を基材上に吹き付け
成膜する方法である。この方法は成膜速度が100cm2
あたり約100μm/分と大きいので大量生産に向いて
いると考えられる。この方法を用いた酸化物超電導線材
の製法としては、次のようなものが知られている。すな
わち、テープ状の基板を用意し、この上に酸化物超電導
体またはその原料を溶射する。出来上がったテープ状の
酸化物膜に、必要に応じて圧延や熱処理などを施し、酸
化物超電導線材とする製法である。
[0005] There are various methods for producing a long wire rod of an oxide superconductor. One of them is a method using a plasma spraying method. The plasma spraying method is a type of film forming method in which a powdery raw material is charged into a high-temperature, high-speed plasma frame and the molten raw material is sprayed onto a base material to form a film. In this method, the film forming speed is 100 cm 2
Since it is as large as about 100 μm / min, it is considered suitable for mass production. The following is known as a method for manufacturing an oxide superconducting wire using this method. That is, a tape-shaped substrate is prepared, and an oxide superconductor or its raw material is sprayed thereon. This is a manufacturing method in which the resulting tape-shaped oxide film is subjected to rolling, heat treatment, or the like, as necessary, to obtain an oxide superconducting wire.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
製法では、製造される酸化物超電導線材の長さに限界が
あった。溶射を行う場合には、原料粉末を吹き出するプ
ラズマトーチを、吹き出し方向と垂直をなす成分を含む
方向に動かすことによって、広範囲にわたって成膜する
ことが可能であるが、この溶射範囲を越える長さの線材
を連続的に製造することが従来困難であった。
However, in the above-mentioned manufacturing method, there is a limit to the length of the manufactured oxide superconducting wire. When performing thermal spraying, it is possible to form a film over a wide range by moving a plasma torch that blows out the raw material powder in a direction including a component perpendicular to the blowing direction. Conventionally, it has been difficult to continuously produce such a wire rod.

【0007】本発明の目的は、上記のような課題を解決
して、長尺の線材を製造するに好適な酸化物超電導線材
の製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a method for manufacturing an oxide superconducting wire suitable for manufacturing a long wire.

【0008】また本発明の別の目的は、上記製造方法に
より製造された酸化物超電導コイル、酸化物超電導ケー
ブルまたは酸化物超電導電流リードを提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to provide an oxide superconducting coil, an oxide superconducting cable or an oxide superconducting current lead manufactured by the above-mentioned manufacturing method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、プラズマ溶射法を用いて長尺の酸化物超
電導線材を連続的に製造する方法であって、外周面にら
せん状溝を設けた円筒ドラムに、その溝中に沿って線材
の基部となる長尺のテープの一部を巻きつけ、そして円
筒ドラムを非回転に固定した状態で、テープを一端側か
ら引っ張り、他端側からフィードして、このテープを溝
中を摺動するように移動させながら、テープ進行方向に
ついて一定の位置で円筒ドラムに巻きついたテープに酸
化物超電導体となるべき材料をプラズマトーチから溶射
することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is a method for continuously producing a long oxide superconducting wire using a plasma spraying method. A part of a long tape serving as a base of the wire is wound around the grooved cylindrical drum along the groove, and the tape is pulled from one end while the cylindrical drum is fixed in a non-rotating manner. Feeding from the end side, while moving this tape so as to slide in the groove, the material to be the oxide superconductor is wound from the plasma torch onto the tape wound around the cylindrical drum at a fixed position in the tape traveling direction. It is characterized by spraying.

【0010】プラズマトーチは、らせん状溝の始端から
終端までの距離がプラズマトーチから発生されるプラズ
マフレームの径より大きい場合は、円筒ドラムの軸方向
に往復移動させるのがよい。またプラズマトーチと円筒
ドラムの間に、らせん状溝のピッチに合わせた孔を有す
る板を設けることが好ましい。さらにらせん状溝の底部
に一連のころを回転自在に設けるのがよい。
When the distance from the beginning to the end of the spiral groove is larger than the diameter of the plasma frame generated from the plasma torch, the plasma torch is preferably reciprocated in the axial direction of the cylindrical drum. Further, it is preferable to provide a plate having holes corresponding to the pitch of the spiral groove between the plasma torch and the cylindrical drum. Further, it is preferable that a series of rollers is rotatably provided at the bottom of the spiral groove.

【0011】上記方法でテープ状に溶射されてなる酸化
物超電導体は次に示す化学式(1)〜(5)のいずれかであ
る。またテープの材料の主成分は、Ag,Au,Cu,
SrTiO3,MgO,Al23およびイットリウム安
定化ジルコニアとする。
The oxide superconductor sprayed in a tape shape by the above method has any of the following chemical formulas (1) to (5). The main components of the tape material are Ag, Au, Cu,
SrTiO 3 , MgO, Al 2 O 3 and yttrium-stabilized zirconia.

【0012】[0012]

【化6】 Embedded image

【0013】また本発明の別の目的は、上記製造方法に
より製造された酸化物超電導コイル、酸化物超電導ケー
ブルまたは酸化物超電導電流リードによって達成され
る。
Another object of the present invention is achieved by an oxide superconducting coil, an oxide superconducting cable, or an oxide superconducting current lead manufactured by the above-described method.

【0014】[0014]

【作用】本発明の酸化物超電導線材の製造方法におい
て、円筒ドラムの外周面にらせん状溝を設けるのは、ド
ラム上でテープが重なるのを防ぐためである。螺旋溝の
底部に一連のころを設けるのは、テープが溝中を摺動す
る際にテープとドラムとの接触面における摩擦力を小さ
くし、テープがその長手方向に容易に移動できるように
するためである。
In the method for producing an oxide superconducting wire of the present invention, the spiral groove is provided on the outer peripheral surface of the cylindrical drum in order to prevent tapes from overlapping on the drum. Providing a series of rollers at the bottom of the spiral groove reduces the frictional force at the contact surface between the tape and the drum when the tape slides in the groove, and allows the tape to move easily in its longitudinal direction. That's why.

【0015】またプラズマトーチと円筒ドラム間に、ら
せん状溝のピッチに合わせた孔を有する孔開き板を設け
るのは、プラズマトーチから噴射される溶融状態の粉末
が、テープ上にのみ付着し、それ以外の部位、例えば溝
と溝との間のドラム外周面にやころなどに付着しないよ
うにするためである。
[0015] Further, providing a perforated plate having holes corresponding to the pitch of the spiral groove between the plasma torch and the cylindrical drum is because the molten powder injected from the plasma torch adheres only to the tape, This is to prevent the other parts, for example, the outer peripheral surface of the drum between the grooves from adhering to the rollers and the like.

【0016】さらに、孔開き板を用いることにより、基
板上に過剰に溶射されることを防ぎ、酸化物膜の厚さを
均一にするためである。
Further, by using a perforated plate, it is possible to prevent excessive spraying on the substrate and to make the thickness of the oxide film uniform.

【0017】このような方法によれば、円筒ドラムに巻
きついたテープの最初のらせん一巻分以降の各部は、テ
ープの巻き数と同じ回数だけ、プラズマトーチにより溶
射されるので、適宜厚さの溶射膜が形成された長尺の酸
化物超電導線材を連続的に製造することができる。
According to such a method, each part after the first spiral of the tape wound around the cylindrical drum is sprayed by the plasma torch as many times as the number of turns of the tape. It is possible to continuously manufacture a long oxide superconducting wire on which a thermal sprayed film is formed.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施例に
基づいて説明する。図1は本発明の酸化物超電導線材の
製造方法を具現化した装置の一実施例を示す構成図、図
2、図3は線材用テープ基板を巻きつけるガイド溝を設
けたドラム外周面の部分断面図、図4は超電導材となる
酸化物を溶射するプラズマフレームと線材用テープ基板
周辺の断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiment. FIG. 1 is a structural view showing an embodiment of an apparatus embodying a method for manufacturing an oxide superconducting wire according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 are peripheral portions of a drum provided with a guide groove around which a tape substrate for a wire is wound. FIG. 4 is a cross-sectional view of the vicinity of a plasma frame for spraying an oxide serving as a superconducting material and a tape substrate for a wire.

【0019】本実施例の酸化物超電導線材製造装置は、
概して、テープ状基板40をスパイラルに巻きつける円
筒ドラム10と、巻きつけられたテープ状基板40に超
電導線材となる酸化物を溶射するプラズマフレーム22
を発生するプラズマ装置と、円筒ドラム10にテープ状
基板40をフィードするテープ送り用リール60と、溶
射されたテープ状基板40を円筒ドラム10から引っ張
り出して巻取る巻取り用リール50とから構成されてい
る。
The apparatus for manufacturing an oxide superconducting wire of this embodiment is as follows.
Generally, a cylindrical drum 10 for spirally winding a tape-shaped substrate 40, and a plasma frame 22 for spraying an oxide serving as a superconducting wire on the wound tape-shaped substrate 40
A tape feed reel 60 that feeds the tape-shaped substrate 40 to the cylindrical drum 10, and a winding reel 50 that pulls out the sprayed tape-shaped substrate 40 from the cylindrical drum 10 and winds it. Have been.

【0020】円筒ドラム10は外径30cmで非回転で
固定されている。円筒ドラム10は、ドラム外周面11
に幅5mm、厚さ0.2mmの銀製テープ状基板40を
らせん状に10ターン巻き付ける。このとき、テープ状
基板40は、ドラム外周面11にらせん状に形成された
幅6mmの溝12内面にそって巻き付けられる。テープ
状基板40のうち、ドラム外周面11に接触している部
分の長さは約9.4mである。ドラム外周面11に設け
られた溝12の底部には、図2に示すように、ころ14
が取り付けられており、テープ状基板40が溝12の長
手方向に移動する際にこのテープ状基板40と接触して
回転する。ころ14の代わりに、図3に示すように、回
転する玉15を取り付けても良い。テープ状基板40の
始端はテープ巻き取り用リール50に巻きつけられ、一
方、終端はテープ送り用リール60に巻き付けられてい
る。
The cylindrical drum 10 has an outer diameter of 30 cm and is fixed without rotation. The cylindrical drum 10 has a drum outer peripheral surface 11.
A silver tape-shaped substrate 40 having a width of 5 mm and a thickness of 0.2 mm is spirally wound 10 turns. At this time, the tape-shaped substrate 40 is wound along the inner surface of the groove 12 having a width of 6 mm spirally formed on the outer peripheral surface 11 of the drum. The length of the portion of the tape-shaped substrate 40 that is in contact with the drum outer peripheral surface 11 is about 9.4 m. As shown in FIG. 2, a roller 14 is provided at the bottom of a groove 12 provided on the outer peripheral surface 11 of the drum.
When the tape-shaped substrate 40 moves in the longitudinal direction of the groove 12, the tape-shaped substrate 40 rotates in contact with the tape-shaped substrate 40. Instead of the rollers 14, a rotating ball 15 may be attached as shown in FIG. The start end of the tape-shaped substrate 40 is wound around a tape take-up reel 50, while the end end is wound around a tape feed reel 60.

【0021】プラズマトーチ20は、ドラム外周面11
の近傍に、円筒ドラム10の中心軸と平行移動可能に設
置されており、そのトーチ軸は円筒ドラム10の中心軸
に対して直交する方向に向いている。これによりプラズ
マトーチ20から噴射するプラズマフレーム22の中心
軸24はドラム外周面11に垂直になる。また円筒ドラ
ム10とプラズマトーチ20の間には、ドラム外周面1
1に設けた溝12と同じピッチで、円筒ドラム10の軸
方向に一列に形成された孔31を有する孔開き板30が
設置されている。この孔31は溝幅と同じ程度の幅を有
している。
The plasma torch 20 is provided on the outer peripheral surface 11 of the drum.
The torch axis is oriented in a direction orthogonal to the central axis of the cylindrical drum 10 near the center axis of the cylindrical drum 10. As a result, the center axis 24 of the plasma frame 22 ejected from the plasma torch 20 is perpendicular to the drum outer peripheral surface 11. Further, between the cylindrical drum 10 and the plasma torch 20, the drum outer peripheral surface 1 is provided.
A perforated plate 30 having holes 31 formed in a row in the axial direction of the cylindrical drum 10 is installed at the same pitch as the grooves 12 provided in 1. The hole 31 has a width approximately equal to the groove width.

【0022】次に円筒ドラム10に巻きつけられたテー
プ状基板40に超電導体となる酸化物を溶射するプロセ
スについて説明する。テープ巻き取り用リール50とテ
ープ送り用リール60を回転させて、テープ状基板40
はその長手方向に移動させる。このとき、円筒ドラム1
0は非回転で固定されているので、テープ状基板40は
ドラム外周面11にらせん状に形成された溝12の中を
ころ14に接触して摺動するように移動する。そして酸
化物超電導体またはその原料が、図1の矢印方向、すな
わち円筒ドラム10の軸方向に往復運動するプラズマト
ーチ20から吹き出され、テープ状基板40の上に付着
して酸化物膜41を形成する。このとき、プラズマフレ
ーム22の一部は、ドラム外周面11に到達する前に孔
開き板30に当たり、他の一部のプラズマフレーム23
が孔31を通過してテープ状基板40上に当たる。テー
プ送り速度を1m/分とすると、テープ状基板40の或
る1点が、ドラム外周面11に巻き付けられ溶射され
て、再びドラム外周面11から離れるまでの9.4分間
に、50μmの厚さの酸化物層41が形成される。この
後、必要に応じて圧延や熱処理なども加えられ、酸化物
超電導線材となる。更に、こうしてできた線材を用いて
コイルやケーブルや電流リードなどが製造される。
Next, a process of spraying an oxide serving as a superconductor onto the tape-shaped substrate 40 wound around the cylindrical drum 10 will be described. By rotating the tape take-up reel 50 and the tape feed reel 60, the tape-shaped substrate 40 is rotated.
Is moved in its longitudinal direction. At this time, the cylindrical drum 1
Since 0 is fixed in a non-rotating manner, the tape-shaped substrate 40 moves so as to come into contact with the rollers 14 in the spirally formed grooves 12 on the drum outer peripheral surface 11 so as to slide. Then, the oxide superconductor or its raw material is blown out from the plasma torch 20 reciprocating in the direction of the arrow in FIG. 1, that is, in the axial direction of the cylindrical drum 10, and adheres onto the tape-shaped substrate 40 to form the oxide film 41. I do. At this time, a part of the plasma frame 22 hits the perforated plate 30 before reaching the drum outer peripheral surface 11, and the other part of the plasma frame 23
Passes through the hole 31 and hits the tape-shaped substrate 40. Assuming that the tape feeding speed is 1 m / min, a certain point of the tape-shaped substrate 40 is wound around the drum outer peripheral surface 11 and sprayed, and the thickness of 50 μm is increased for 9.4 minutes until the tape substrate 40 is separated from the drum outer peripheral surface 11 again. Oxide layer 41 is formed. Thereafter, if necessary, rolling, heat treatment, and the like are also applied to obtain an oxide superconducting wire. Further, a coil, a cable, a current lead and the like are manufactured by using the wire thus obtained.

【0023】この実施例では、テープ状基板40をその
長手方向に連続的に移動させ、その途中でプラズマ溶射
を行う。これによって、酸化物超電導長尺線材を連続的
に製造することが可能となる。また、テープ状基板40
をドラム外周面11にらせん状に巻き付けている箇所で
溶射を行っているが、これによって、プラズマトーチ2
0から吹き出された酸化物超電導体またはその原料は、
一度に複数の列の基板上に溶射される。この結果、プラ
ズマフレームが一度に一列の基板にしか当たらない場合
に比べて、プラズマトーチ20から吹き出された酸化物
超電導体またはその原料の、テープ状基板40上への付
着効率が高まる。
In this embodiment, the tape-shaped substrate 40 is continuously moved in the longitudinal direction, and plasma spraying is performed on the way. This makes it possible to continuously manufacture a long oxide superconducting wire. The tape-shaped substrate 40
Is spirally wound around the outer peripheral surface 11 of the drum.
Oxide superconductor blown from 0 or its raw material is
Sprayed onto multiple rows of substrates at once. As a result, the adhesion efficiency of the oxide superconductor blown out from the plasma torch 20 or the raw material thereof onto the tape-shaped substrate 40 is increased as compared with the case where the plasma frame hits only one row of substrates at a time.

【0024】ドラム外周面11に設けた溝12は、円筒
ドラム10上でテープ状基板40が重なるのを防ぐこと
ができ、またこの溝12の幅をテープ状基板40の幅よ
り広くすることによって、溝12の側壁13とテープ状
基板40との接触を少なくし、テープ状基板40がその
長手方向に容易に移動できるようになる。
The groove 12 provided on the outer peripheral surface 11 of the drum can prevent the tape-shaped substrate 40 from overlapping on the cylindrical drum 10, and by making the width of the groove 12 wider than the width of the tape-shaped substrate 40. The contact between the side wall 13 of the groove 12 and the tape-shaped substrate 40 is reduced, and the tape-shaped substrate 40 can be easily moved in the longitudinal direction.

【0025】また、ドラム外周面11の溝12内に設け
たころ14(または玉15)は、テープ状基板40と円
筒ドラム10との接触面における摩擦力を小さくし、テ
ープ状基板40がその長手方向に容易に移動できるよう
になる。
The rollers 14 (or balls 15) provided in the grooves 12 of the drum outer peripheral surface 11 reduce the frictional force at the contact surface between the tape-shaped substrate 40 and the cylindrical drum 10, and the tape-shaped substrate 40 It can be easily moved in the longitudinal direction.

【0026】また、プラズマトーチ20と円筒ドラム1
0の間に孔開き板30を設けることにより、プラズマト
ーチ20から噴射される溶融状態の粉末が、孔31を通
ってテープ状基板40上に付着し、それ以外の部位、例
えば、溝12,12間のドラム外周面11の部位やころ
14などには付着しにくいようにすることができる。結
果として、テープ状基板40がその長手方向に移動しに
くくなるのを防止する効果がある。さらに、孔開き板を
用いることにより、過剰に溶射されることを防ぎ、酸化
物膜の厚さを均一化する効果がある。
The plasma torch 20 and the cylindrical drum 1
By providing the perforated plate 30 during the period 0, the powder in a molten state sprayed from the plasma torch 20 adheres to the tape-shaped substrate 40 through the holes 31 and is not attached to other portions, for example, the grooves 12 and It can be made hard to adhere to the portion of the drum outer peripheral surface 11 between the rollers 12 and the rollers 14 and the like. As a result, there is an effect of preventing the tape-shaped substrate 40 from being difficult to move in the longitudinal direction. Furthermore, by using a perforated plate, there is an effect that excessive thermal spraying is prevented and the thickness of the oxide film is made uniform.

【0027】図4はプラズマフレーム22の直下に位置
するドラム外周面11の断面図である。この部分のドラ
ム外周面11には、図2、図3に示すような溝12を設
けていない。これは、プラズマフレーム22の直下では
他の位置に比べて、溝12内の側壁13に溶融粉末が付
着しやすいためである。もし、この位置にも溝12を設
けた場合、側壁13に溶融粉末が付着して、テープ状基
板40が容易に移動できなくなるおそれがある。したが
ってプラズマフレーム22の直下の位置では、溝12を
設けない方が望ましい。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the drum outer peripheral surface 11 located immediately below the plasma frame 22. The groove 12 as shown in FIGS. 2 and 3 is not provided in the drum outer peripheral surface 11 in this portion. This is because the molten powder is more likely to adhere to the side wall 13 in the groove 12 immediately below the plasma frame 22 than at other positions. If the groove 12 is also provided at this position, the molten powder may adhere to the side wall 13 and the tape-shaped substrate 40 may not be easily moved. Therefore, it is desirable not to provide the groove 12 at a position directly below the plasma frame 22.

【0028】本実施例においては、テープ状基板40を
銀製としたが、基板40の材料は主成分としてAg、A
u、Cu、SrTiO3、MgO、Al23またはYS
Z(イットリウム安定化ジルコニア)の中から任意のも
のを選ぶことができる。また、円筒ドラム10の外径、
テープ状基板40の幅、厚さ、円筒ドラム10への巻数
についても、線材性能や製造作業に支障のない限り任意
に選ぶことができる。なお、溝12の幅はテープ状基板
40の幅より広ければ良いが、広くなり過ぎると溝12
の中でテープ状基板40が蛇行して、製造される超電導
線材の特性が低下するおそれがあるので、極端に広くす
ることは避けた方が良い。また、ころ14は、テープ状
基板40がその長手方向に容易に移動できるように設け
ているため、ころ14の胴長はテープ状基板40の幅方
向と一致するのが最も望ましい。
In the present embodiment, the tape-shaped substrate 40 is made of silver.
u, Cu, SrTiO 3 , MgO, Al 2 O 3 or YS
Any one can be selected from Z (yttrium-stabilized zirconia). Also, the outer diameter of the cylindrical drum 10,
The width and thickness of the tape-shaped substrate 40 and the number of windings on the cylindrical drum 10 can also be arbitrarily selected as long as the performance of the wire rod and the manufacturing operation are not hindered. The width of the groove 12 may be larger than the width of the tape-like substrate 40.
Since the tape-shaped substrate 40 may meander in the inside, the characteristics of the superconducting wire to be manufactured may be reduced. Therefore, it is better not to make the superconducting wire extremely wide. In addition, since the rollers 14 are provided so that the tape-shaped substrate 40 can be easily moved in the longitudinal direction, it is most desirable that the body length of the rollers 14 matches the width direction of the tape-shaped substrate 40.

【0029】プラズマトーチ20と円筒ドラム40との
間に設ける孔開き板30についてはこの板30の材料
は、高温・高速のプラズマフレーム22が当たっても損
傷しない耐熱性、耐酸化性、機械的強度などが要求され
る。耐熱性ステンレス鋼や銅などが好適である。また、
この孔開き板30の外寸法について、その厚さは、プラ
ズマフレーム22が当たっても作業不能なほど変形しな
い程度で必要であり、またその長さ(テープ状基板40
の進行方向の寸法)は、プラズマフレーム22が外縁部
を越えないような長さが必要である。さらに、孔31の
形状・大きさについては、プラズマトーチ20から噴射
される溶融状態の粉末が、ドラム外周面11に巻き付い
ているテープ状基板40上にのみ付着するようになって
いることが最低限必要である。この条件を満たすために
は、孔31の、テープ状基板40の幅方向に対応する方
向の長さ(孔の幅)が、テープ状基板40の幅よりも短
いことが必要である。但し、この孔の幅は成膜される酸
化物層41の幅に対応するため、テープ状基板40の幅
よりも極端に狭くなるのは好ましくない。一方、孔31
の、テープ状基板40の長手方向に対応する方向の長さ
(孔の長さ)については、特に制約は無い。但し、溶射
される酸化物超電導体またはその原料を無駄なく使用す
る見地から、孔31の長さが、孔開き板30によるプラ
ズマフレーム22の切断面におけるプラズマ径より長い
ことが望ましい。孔開き板30の設置位置については、
プラズマトーチ20と円筒ドラム10との間にあれば良
いが、最も望ましくは、テープ状基板40上に付着して
いる酸化物膜41に接触しない範囲で、できるだけ円筒
ドラム10に近い位置に設置するのが望ましい。これに
よって、孔31を通過したプラズマフレーム23が、テ
ープ状基板40以外の部位に当たりにくくなる。(この
とき、プラズマフレーム22の進行方向に垂直な面にお
ける孔31の形状の投影図形が、ドラム外周面上のテー
プ状基板40の幅内に収まる。)その他、酸化物超電導
体については、前記化学式(1)〜(5)に示す物質の内か
ら選択可能である。
As for the perforated plate 30 provided between the plasma torch 20 and the cylindrical drum 40, the material of the plate 30 is heat-resistant, oxidation-resistant, and mechanical which does not damage even when hit by the high-temperature and high-speed plasma frame 22. Strength is required. Heat-resistant stainless steel and copper are suitable. Also,
Regarding the outer dimensions of the perforated plate 30, the thickness of the perforated plate 30 is required to be so large that the perforated plate 30 is not deformed so as not to be operable even when hit by the plasma frame 22.
Of the plasma frame 22 in the traveling direction) must have a length such that the plasma frame 22 does not exceed the outer edge. Further, regarding the shape and size of the hole 31, it is minimum that the powder in a molten state injected from the plasma torch 20 adheres only to the tape-shaped substrate 40 wound around the drum outer peripheral surface 11. Required. In order to satisfy this condition, the length of the hole 31 in the direction corresponding to the width direction of the tape-shaped substrate 40 (the width of the hole) needs to be shorter than the width of the tape-shaped substrate 40. However, since the width of the hole corresponds to the width of the oxide layer 41 to be formed, it is not preferable that the width is extremely narrower than the width of the tape-shaped substrate 40. On the other hand, hole 31
The length (length of the hole) in the direction corresponding to the longitudinal direction of the tape-shaped substrate 40 is not particularly limited. However, from the viewpoint of using the sprayed oxide superconductor or its raw material without waste, it is desirable that the length of the hole 31 is longer than the plasma diameter at the cut surface of the plasma frame 22 by the perforated plate 30. Regarding the installation position of the perforated plate 30,
It is sufficient if it is between the plasma torch 20 and the cylindrical drum 10, but most preferably, it is installed at a position as close to the cylindrical drum 10 as possible without contacting the oxide film 41 adhered on the tape-shaped substrate 40. It is desirable. This makes it difficult for the plasma frame 23 that has passed through the hole 31 to hit a portion other than the tape-shaped substrate 40. (At this time, the projected figure of the shape of the hole 31 in a plane perpendicular to the direction of travel of the plasma frame 22 fits within the width of the tape-shaped substrate 40 on the outer peripheral surface of the drum.) It can be selected from the substances shown in chemical formulas (1) to (5).

【0030】[0030]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
酸化物超電導線材の製造方法を、円筒ドラムに外周面に
形成したらせん状溝に長尺のテープの一部を巻きつけ、
円筒ドラムを非回転に固定した状態で、このテープを溝
中を摺動するように移動させながら、テープ進行方向に
ついて一定の位置でテープに酸化物超電導体となるべき
材料をプラズマトーチから溶射する方法としたので、適
宜厚さの溶射膜を有する長尺の酸化物超電導線材を連続
的に製造することが可能になる。
As described in detail above, according to the present invention,
A method of manufacturing an oxide superconducting wire, winding a part of a long tape around a spiral groove formed on an outer peripheral surface of a cylindrical drum,
With the cylindrical drum fixed non-rotating, this tape is slidably moved in the groove, and a material to be an oxide superconductor is sprayed onto the tape from a plasma torch at a fixed position in the tape traveling direction. The method makes it possible to continuously manufacture a long oxide superconducting wire having a sprayed film having an appropriate thickness.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】酸化物超電導線材の製造装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an apparatus for manufacturing an oxide superconducting wire.

【図2】線材用テープ基板を巻きつけるガイド溝を設け
たドラム外周面の部分断面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a drum outer peripheral surface provided with a guide groove around which a wire tape substrate is wound.

【図3】線材用テープ基板を巻きつける他のガイド溝を
設けたドラム外周面の部分断面図である。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of an outer peripheral surface of a drum provided with another guide groove around which a wire tape substrate is wound.

【図4】酸化物を溶射するプラズマフレームと線材用テ
ープ基板周辺の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view around a plasma frame for spraying an oxide and a tape substrate for a wire rod.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 円筒ドラム 11 円筒ドラムの外周面 12 溝 13 溝側壁 14 ころ 15 玉 20 プラズマトーチ 21 プラズマトーチ先端部 22 プラズマフレーム 23 孔を通過したプラズマフレーム 24 プラズマフレームの中心軸 30 孔開き板 31 孔 40 テープ状基板 41 酸化物層 50 テープ巻き取り用リール 60 テープ送り用リール Reference Signs List 10 cylindrical drum 11 outer peripheral surface of cylindrical drum 12 groove 13 groove side wall 14 roller 15 ball 20 plasma torch 21 tip of plasma torch 22 plasma frame 23 plasma frame having passed through hole 24 center axis of plasma frame 30 aperture plate 31 hole 40 tape Substrate 41 Oxide layer 50 Tape take-up reel 60 Tape feed reel

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01B 12/06 ZAA H01B 12/06 ZAA (72)発明者 東山 和寿 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−269420(JP,A) 特開 昭56−38425(JP,A) 特開 平1−161619(JP,A) 特開 平2−291611(JP,A) 特開 平6−318411(JP,A) 特開 昭64−82407(JP,A) 特開 平4−17217(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01B 13/00 565 C01G 1/00 C01G 3/00 ZAA C01G 15/00 ZAA C01G 29/00 ZAA H01B 12/06 ZAA ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01B 12/06 ZAA H01B 12/06 ZAA (72) Inventor Kazuhisa Higashiyama 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi, Ltd. Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-63-269420 (JP, A) JP-A-56-38425 (JP, A) JP-A-1-61619 (JP, A) JP-A-2-291611 (JP) JP-A-6-318411 (JP, A) JP-A-64-82407 (JP, A) JP-A-4-17217 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB Name) H01B 13/00 565 C01G 1/00 C01G 3/00 ZAA C01G 15/00 ZAA C01G 29/00 ZAA H01B 12/06 ZAA

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 プラズマ溶射法を用いて長尺の酸化物超
電導線材を連続的に製造する方法であって、外周面にら
せん状溝を設けた円筒ドラムに、該溝中に沿って前記線
材の基部となる長尺のテープの一部を巻きつけ、前記円
筒ドラムを非回転に固定し、前記テープを一端側から引
っ張り他端側からフィードして該テープを溝中を摺動す
るように移動させながら、テープ進行方向について一定
の位置で前記円筒ドラムに巻きついたテープに酸化物超
電導体となるべき材料をプラズマトーチから溶射するも
のとし、かつ前記円筒ドラムは前記プラズマトーチが対
向する部位には前記らせん状溝のない滑らかな面を有す
ることを特徴とする酸化物超電導線材の製造方法。
1. A method for continuously producing a long oxide superconducting wire using a plasma spraying method, comprising: a cylindrical drum provided with a spiral groove on an outer peripheral surface; A part of a long tape serving as a base portion is wound, the cylindrical drum is fixed in a non-rotating manner, and the tape is pulled from one end and fed from the other end so that the tape slides in the groove. While moving, a material to be an oxide superconductor is sprayed from a plasma torch on a tape wound around the cylindrical drum at a fixed position in the tape advancing direction, and the cylindrical drum is a portion where the plasma torch faces. A method for producing an oxide superconducting wire having a smooth surface without the spiral groove.
【請求項2】 前記プラズマトーチを前記円筒ドラムの
軸方向に往復移動させることを特徴とする請求項1記載
の酸化物超電導線材の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the plasma torch is reciprocated in an axial direction of the cylindrical drum.
【請求項3】 前記プラズマトーチと前記円筒ドラムの
間に、前記らせん状溝と同じピッチで略同じ幅の孔を有
する孔開き板を、該孔が前記テープの通る位置に対向す
るように設けたことを特徴とする請求項1または2に記
載の酸化物超電導線材の製造方法。
3. A perforated plate having a hole of substantially the same width at the same pitch as the spiral groove between the plasma torch and the cylindrical drum is opposed to a position where the hole passes through the tape.
The method for producing an oxide superconducting wire according to claim 1, wherein:
【請求項4】 前記らせん状溝の底部に一連のころを回
転自在に設けたことを特徴とする請求項1、2または3
に記載の酸化物超電導線材の製造方法。
4. A spiral roller according to claim 1, wherein a series of rollers are rotatably provided at the bottom of said spiral groove.
3. The method for producing an oxide superconducting wire according to item 1.
【請求項5】 前記酸化物超電導体が下式で示されるこ
とを特徴とする請求項1、2、3および4のいずれかに
記載の酸化物超電導線材の製造方法。 【化1】
5. The method for producing an oxide superconducting wire according to claim 1, wherein the oxide superconductor is represented by the following formula. Embedded image
【請求項6】 前記酸化物超電導体が下式で示されるこ
とを特徴とする請求項1、2、3および4いずれかに記
載の酸化物超電導線材の製造方法。 【化2】
6. The method for producing an oxide superconducting wire according to claim 1, wherein the oxide superconductor is represented by the following formula. Embedded image
【請求項7】 前記酸化物超電導体が下式で示されるこ
とを特徴とする請求項1、2、3および4のいずれかに
記載の酸化物超電導線材の製造方法。 【化3】
7. The method for producing an oxide superconducting wire according to claim 1, wherein the oxide superconductor is represented by the following formula. Embedded image
【請求項8】 前記酸化物超電導体が下式で示されるこ
とを特徴とする請求項1、2、3および4のいずれかに
記載の酸化物超電導線材の製造方法。 【化4】
8. The method for producing an oxide superconducting wire according to claim 1, wherein the oxide superconductor is represented by the following formula. Embedded image
【請求項9】 前記酸化物超電導体が下式で示されるこ
とを特徴とする請求項1、2、3および4いずれかに記
載の酸化物超電導線材の製造方法。 【化5】
9. The method for producing an oxide superconducting wire according to claim 1, wherein the oxide superconductor is represented by the following formula. Embedded image
【請求項10】 前記テープの材料の主成分が、Ag,
Au,Cu, SrTiO3,MgO,Al23またはイットリウム安
定化ジルコニアであることを特徴とする請求項1、2、
3および4いずれかに記載の酸化物超電導線材の製造方
法。
10. The main component of the tape material is Ag,
3. The method according to claim 1, wherein the material is Au, Cu, SrTiO 3 , MgO, Al 2 O 3 or yttrium-stabilized zirconia.
5. The method for producing an oxide superconducting wire according to any one of items 3 and 4.
【請求項11】 請求項1、2、3および4いずれかに
記載の酸化物超電導線材の製造方法により製作された酸
化物超電導コイル、酸化物超電導ケーブルまたは酸化物
超電導電流リード。
11. An oxide superconducting coil, an oxide superconducting cable or an oxide superconducting current lead manufactured by the method for producing an oxide superconducting wire according to any one of claims 1, 2, 3 and 4.
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