JP3042558B2 - セラミックス超電導導体 - Google Patents
セラミックス超電導導体Info
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- JP3042558B2 JP3042558B2 JP3358583A JP35858391A JP3042558B2 JP 3042558 B2 JP3042558 B2 JP 3042558B2 JP 3358583 A JP3358583 A JP 3358583A JP 35858391 A JP35858391 A JP 35858391A JP 3042558 B2 JP3042558 B2 JP 3042558B2
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- ceramic
- superconducting conductor
- wire
- superconducting
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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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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)
- Wire Processing (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電力輸送用ケ−ブル等の
ように高圧の電力輸送に適用可能なセラミックス超電導
導体に関するものである。
ように高圧の電力輸送に適用可能なセラミックス超電導
導体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、Ｙ系、Ｂｉ系、Ｔｌ系などのよう
に液体窒素温度を越えるＴｃのセラミックス超電導体が
知られている。このようなセラミックス超電導体の各分
野への応用（利用）を目指して種々の形状に成型するこ
とが検討されている。
に液体窒素温度を越えるＴｃのセラミックス超電導体が
知られている。このようなセラミックス超電導体の各分
野への応用（利用）を目指して種々の形状に成型するこ
とが検討されている。
【０００３】例えば線材を製作する場合には一般に金属
シ−ス法が用いられている。これは超電導体となるセラ
ミックスの原料を金属のパイプ内に充填して複合ビレッ
トとし、これを断面減少加工して所望形状、寸法の複合
線材に仕上げ、しかる後熱処理を行ってセラミックス超
電導導体とするものである。
シ−ス法が用いられている。これは超電導体となるセラ
ミックスの原料を金属のパイプ内に充填して複合ビレッ
トとし、これを断面減少加工して所望形状、寸法の複合
線材に仕上げ、しかる後熱処理を行ってセラミックス超
電導導体とするものである。
【０００４】得られる線材の形状としては断面が丸型、
楕円形、四角形、テ−プ状等、或はこれらを複数本束ね
たような形状の多芯線材、更には金属の内部にセラミッ
クス超電導体が同心円筒状または渦巻き状に配置された
構造の多層線材等も種々試作検討されている。
楕円形、四角形、テ−プ状等、或はこれらを複数本束ね
たような形状の多芯線材、更には金属の内部にセラミッ
クス超電導体が同心円筒状または渦巻き状に配置された
構造の多層線材等も種々試作検討されている。
【０００５】前記の断面減少加工としては得られる線材
の形状に応じて押し出し、圧延、引き抜き、スウエ−ジ
ング等の従来の塑性加工法がそのまま適用されている。
の形状に応じて押し出し、圧延、引き抜き、スウエ−ジ
ング等の従来の塑性加工法がそのまま適用されている。
【０００６】前記超電導体と複合する金属及び金属シー
スの材質としては熱伝導性、電気伝導性に優れた材料、
例えばＡｇ、Ａｇ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金等が適用できる
が、酸素透過性、耐酸化性の点でＡｇ、Ａｇ合金を用い
る例が多い。
スの材質としては熱伝導性、電気伝導性に優れた材料、
例えばＡｇ、Ａｇ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金等が適用できる
が、酸素透過性、耐酸化性の点でＡｇ、Ａｇ合金を用い
る例が多い。
【０００７】近年、前記のようなセラミックス超電導導
体をケ−ブル等のような電力輸送用に応用することが検
討されている。その具体例として図２、図３に示すよう
なものがある。
体をケ−ブル等のような電力輸送用に応用することが検
討されている。その具体例として図２、図３に示すよう
なものがある。
【０００８】図２に示すものは金属パイプａ内にセラミ
ックス超電導体ｂを充填し、これを断面減少加工を施し
て作った比較的幅の狭い複合テ−プ線材ｃをフォーマー
ｄの外周に複合枚数纏い巻きして集合し且つ多層にした
ものである。
ックス超電導体ｂを充填し、これを断面減少加工を施し
て作った比較的幅の狭い複合テ−プ線材ｃをフォーマー
ｄの外周に複合枚数纏い巻きして集合し且つ多層にした
ものである。
【０００９】図３に示すものは金属パイプａ内にセラミ
ックス超電導体ｂを充填し、これを断面減少加工を施し
て作った比較的幅が広い複合テ−プ線材ｃをフォーマー
ｄの外周に１層当たり２枚とし且つ多層にしたものであ
る。
ックス超電導体ｂを充填し、これを断面減少加工を施し
て作った比較的幅が広い複合テ−プ線材ｃをフォーマー
ｄの外周に１層当たり２枚とし且つ多層にしたものであ
る。
【００１０】このような構造のセラミックス超電導導体
の製造方法としては従来は、通常の金属シ−ス法により
作製した複合テ−プ線材ｃをフォ−マｄの外周に所望枚
数、所望層数巻つけた後、熱処理を行うワインド・リア
クト法が一般的である。しかし、この方法では長尺のセ
ラミックス超電導導体の製作が困難であるため、最近は
予め熱処理を施した複合テ−プ線材（テ−プ状超電導線
材）をフォ−マの外周に所望枚数、所望層巻きつける方
法（リアクト・ワインド法）が検討されている。
の製造方法としては従来は、通常の金属シ−ス法により
作製した複合テ−プ線材ｃをフォ−マｄの外周に所望枚
数、所望層数巻つけた後、熱処理を行うワインド・リア
クト法が一般的である。しかし、この方法では長尺のセ
ラミックス超電導導体の製作が困難であるため、最近は
予め熱処理を施した複合テ−プ線材（テ−プ状超電導線
材）をフォ−マの外周に所望枚数、所望層巻きつける方
法（リアクト・ワインド法）が検討されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】前記したリアクト・ワ
インド法でセラミックス超電導導体を製作する場合、フ
ォーマに巻き付ける際にテ−プ状超電導線材に過剰の曲
げ歪みが付加されて、超電導特性が低下するという欠点
があった。
インド法でセラミックス超電導導体を製作する場合、フ
ォーマに巻き付ける際にテ−プ状超電導線材に過剰の曲
げ歪みが付加されて、超電導特性が低下するという欠点
があった。
【００１２】本発明の目的は、リアクト・ワインド法に
より製作されるセラミックス超電導導体において、フォ
−マの外周に巻かれるテ−プ状超電導線材の超電導特性
が劣化しにくいようにしたものである。
より製作されるセラミックス超電導導体において、フォ
−マの外周に巻かれるテ−プ状超電導線材の超電導特性
が劣化しにくいようにしたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明のセラミックス超
電導導体は、前記欠点を改善するために種々実験検討し
て結果得られたものであり、図１に示すように超電導体
１と金属２とを複合してなるテ−プ状超電導線材３をフ
ォ−マ４上に螺旋状に巻き付けて配置してなるセラミッ
クス超電導導体において、前記テ−プ状超電導線材３が
その幅方向に加わる曲げ歪み率が２％以内、長さ方向に
加わる曲げ歪み率が０．５％以内となるようにフォ−マ
４上に巻き付け配置されているものである。
電導導体は、前記欠点を改善するために種々実験検討し
て結果得られたものであり、図１に示すように超電導体
１と金属２とを複合してなるテ−プ状超電導線材３をフ
ォ−マ４上に螺旋状に巻き付けて配置してなるセラミッ
クス超電導導体において、前記テ−プ状超電導線材３が
その幅方向に加わる曲げ歪み率が２％以内、長さ方向に
加わる曲げ歪み率が０．５％以内となるようにフォ−マ
４上に巻き付け配置されているものである。
【００１４】本発明のセラミックス超電導導体を製作す
るには次のようにする。初めに超電導導体となるセラミ
ックス１と金属２とを複合させたテ−プ状超電導線材３
を製作する。その方法は従来の金属シ−ス法がそのまま
適用できる。例えばセラミックスの原料を断面が丸型、
角型等の金属製パイプ内に充填して複合ビレットとし、
これを断面減少加工して所望形状、寸法の複合テ−プに
仕上げる。断面減少加工中に熱処理を施しても差し支え
ない。
るには次のようにする。初めに超電導導体となるセラミ
ックス１と金属２とを複合させたテ−プ状超電導線材３
を製作する。その方法は従来の金属シ−ス法がそのまま
適用できる。例えばセラミックスの原料を断面が丸型、
角型等の金属製パイプ内に充填して複合ビレットとし、
これを断面減少加工して所望形状、寸法の複合テ−プに
仕上げる。断面減少加工中に熱処理を施しても差し支え
ない。
【００１５】得られる複合テ−プの幅、厚さに制約はな
い。得られた複合テ−プに熱処理を施してテ−プ状のセ
ラミックス超電導体（テ−プ状超電導線材３）としてお
く。長尺のセラミックス超電導導体を得るには例えば耐
熱性ボビン等にテ−プ状超電導線材３を予め巻きつけた
状態で熱処理することで対応できる。
い。得られた複合テ−プに熱処理を施してテ−プ状のセ
ラミックス超電導体（テ−プ状超電導線材３）としてお
く。長尺のセラミックス超電導導体を得るには例えば耐
熱性ボビン等にテ−プ状超電導線材３を予め巻きつけた
状態で熱処理することで対応できる。
【００１６】このようにして製作したテ−プ状超電導線
材３を図１に示したようにフォ−マ４の外周に所望枚
数、所望層数巻きつける。この場合、層数に制約はな
い。１層当たりの枚数にも制約はないが、あまり少ない
と得られるセラミックス超電導導体の可撓性が低下する
ため３枚以上が望ましい。
材３を図１に示したようにフォ−マ４の外周に所望枚
数、所望層数巻きつける。この場合、層数に制約はな
い。１層当たりの枚数にも制約はないが、あまり少ない
と得られるセラミックス超電導導体の可撓性が低下する
ため３枚以上が望ましい。
【００１７】前記フォ−マ４の材質にも制約はなく、例
えばＣｕ、ＡＩ、Ｆｅ、ＳＵＳなどの金属パイプあるい
は丸棒、またナイロン、テフロン、ポリエチレン等のプ
ラスチック等が適用できる。このようなフォ−マ４に例
えば波付け加工を施すとか、あるいはテ−プを螺旋状に
巻いてフォ−マ４を作る等して予めフォ−マ４に可撓性
を持たせるようにしておくとよい。
えばＣｕ、ＡＩ、Ｆｅ、ＳＵＳなどの金属パイプあるい
は丸棒、またナイロン、テフロン、ポリエチレン等のプ
ラスチック等が適用できる。このようなフォ−マ４に例
えば波付け加工を施すとか、あるいはテ−プを螺旋状に
巻いてフォ−マ４を作る等して予めフォ−マ４に可撓性
を持たせるようにしておくとよい。
【００１８】このフォ−マ４へのテ−プ状超電導線材３
の巻付け工程では、テ−プ状超電導線材３の幅方向に加
わる曲げ歪み率が２％以内で且つ長さ方向に加わる曲げ
歪み率が０．５％以内となるようにフォ−マ４上に螺旋
状に配置する。テ−プ状超電導線材３の幅方向に加わる
曲げ歪み率が２％以上の場合、また長さ方向に加わる曲
げ歪み率０．５％以上の場合は両者共にテ−プ状超電導
線材３の超電導体（超電導体層）１内にクラックが多発
し、超電導特性が低下する。
の巻付け工程では、テ−プ状超電導線材３の幅方向に加
わる曲げ歪み率が２％以内で且つ長さ方向に加わる曲げ
歪み率が０．５％以内となるようにフォ−マ４上に螺旋
状に配置する。テ−プ状超電導線材３の幅方向に加わる
曲げ歪み率が２％以上の場合、また長さ方向に加わる曲
げ歪み率０．５％以上の場合は両者共にテ−プ状超電導
線材３の超電導体（超電導体層）１内にクラックが多発
し、超電導特性が低下する。
【００１９】本発明のセラミックス超電導導体ではテ−
プ状超電導線材３を巻き付けた後、その上に図１のよう
に例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属テ−プ、あるいは
プラスチックテ−プ等のテ−プ５を螺旋状に押え巻きし
て固定するのが好ましく、また全体を保護するために全
体を更に金属あるいはプラスチック製のパイプ内に挿入
することも好ましいものである。
プ状超電導線材３を巻き付けた後、その上に図１のよう
に例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属テ−プ、あるいは
プラスチックテ−プ等のテ−プ５を螺旋状に押え巻きし
て固定するのが好ましく、また全体を保護するために全
体を更に金属あるいはプラスチック製のパイプ内に挿入
することも好ましいものである。
【００２０】
【作用】本発明のセラミックス超電導導体ではテ−プ状
超電導線材３がその幅方向に加わる曲げ歪み率が２％以
内、長さ方向に加わる曲げ歪み率が０．５％以内となる
ようにフォ−マ４の外周に巻き付け配置されているの
で、セラミックス超電導導体に曲げが付加されても許容
範囲内であるため超電導特性に大きな低下はなく、高Ｉ
ｃのセラミックス超電導導体を得ることができる。
超電導線材３がその幅方向に加わる曲げ歪み率が２％以
内、長さ方向に加わる曲げ歪み率が０．５％以内となる
ようにフォ−マ４の外周に巻き付け配置されているの
で、セラミックス超電導導体に曲げが付加されても許容
範囲内であるため超電導特性に大きな低下はなく、高Ｉ
ｃのセラミックス超電導導体を得ることができる。
【００２１】
【実施例】以下に本発明のセラミックス超電導導体を実
施例に基づいて具体的に説明する。 先ず、Ｂｉ2 Ｏ
3 、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ3 、ＣａＣＯ3 、ＣｕＯ等の一次
原料粉をモル比でＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．
６：０．４：２：２：３となるように配合し、混合した
後、大気中８００℃×５０ｈ仮焼成して仮焼粉を製作し
た。これをＣＩＰ成型して外径１４．５ｍｍφの棒状体
に仕上げた。
施例に基づいて具体的に説明する。 先ず、Ｂｉ2 Ｏ
3 、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ3 、ＣａＣＯ3 、ＣｕＯ等の一次
原料粉をモル比でＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．
６：０．４：２：２：３となるように配合し、混合した
後、大気中８００℃×５０ｈ仮焼成して仮焼粉を製作し
た。これをＣＩＰ成型して外径１４．５ｍｍφの棒状体
に仕上げた。
【００２２】この棒状体を、予め準備した外径２５ｍｍ
φ、内径１５ｍｍφ、長さ１００ｍｍのＡｇ製パイプ
（金属パイプ）１内に挿入して複合ビレットとし、それ
にスウエ−ジング加工、圧延加工を施して、厚さ０．３
ｍｍ、幅１５ｍｍのテ−プ状線材に仕上げた。なお、
０．５ｍｍ厚のときに８３５℃×５０ｈの中間熱処理を
施した。
φ、内径１５ｍｍφ、長さ１００ｍｍのＡｇ製パイプ
（金属パイプ）１内に挿入して複合ビレットとし、それ
にスウエ−ジング加工、圧延加工を施して、厚さ０．３
ｍｍ、幅１５ｍｍのテ−プ状線材に仕上げた。なお、
０．５ｍｍ厚のときに８３５℃×５０ｈの中間熱処理を
施した。
【００２３】而して得られたテ−プ状線材に８３５℃×
５０ｈの熱処理を施してテ−プ状超電導線材３を得た。
このテ−プ状超電導線材３を７本、図１に示すようにフ
ォ−マ４の外周に表１に示すように種々の曲げ歪み率を
もつように巻き付け、その外側に銀製のテ−プ５で押え
巻きを行い、セラミックス超電導導体を製作した。
５０ｈの熱処理を施してテ−プ状超電導線材３を得た。
このテ−プ状超電導線材３を７本、図１に示すようにフ
ォ−マ４の外周に表１に示すように種々の曲げ歪み率を
もつように巻き付け、その外側に銀製のテ−プ５で押え
巻きを行い、セラミックス超電導導体を製作した。
【００２４】而して得たセラミックス超電導導体につい
てＩｃ測定結果を示す。表１から明らかなようにε1 ＝
２．０％。ε2 ＝０．５％以上の曲げ歪み率のものはＩ
ｃが低下する。
てＩｃ測定結果を示す。表１から明らかなようにε1 ＝
２．０％。ε2 ＝０．５％以上の曲げ歪み率のものはＩ
ｃが低下する。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【発明の効果】本発明のセラミックス超電導導体は優れ
たＩｃ特性を具備したものとなり、長尺化が可能であ
り、ケ−ブル用導体として適する。
たＩｃ特性を具備したものとなり、長尺化が可能であ
り、ケ−ブル用導体として適する。
【図１】本発明のセラミックス超電導導体の一実施例を
示す説明図。
示す説明図。
【図２】従来のセラミックス超電導導体の一例を示す説
明図。
明図。
【図３】従来のセラミックス超電導導体の他例を示す説
明図。
明図。
１ 超電導体 ２ 金属 ３ テ−プ状超電導線材 ４ フォ−マ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01B 12/12 H01B 13/00
Claims (1)
- 【請求項１】 超電導体１と金属２とを複合してなるテ
−プ状超電導線材３をフォ−マ４上に螺旋状に巻き付け
て配置してなるセラミックス超電導導体において、前記
テ−プ状超電導線材３がその幅方向に加わる曲げ歪み率
が２％以内、長さ方向に加わる曲げ歪み率が０．５％以
内となるようにフォ−マ４上に配置されていることを特
徴とするセラミックス超電導導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3358583A JP3042558B2 (ja) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | セラミックス超電導導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3358583A JP3042558B2 (ja) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | セラミックス超電導導体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05182535A JPH05182535A (ja) | 1993-07-23 |
| JP3042558B2 true JP3042558B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=18460064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3358583A Expired - Lifetime JP3042558B2 (ja) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | セラミックス超電導導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3042558B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8938278B2 (en) * | 2011-02-18 | 2015-01-20 | The Regents Of The University Of Colorado | Superconducting cables and methods of making the same |
-
1991
- 1991-12-28 JP JP3358583A patent/JP3042558B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05182535A (ja) | 1993-07-23 |
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