JP3051757B2 - 酸化物超電導線とその製造方法 - Google Patents
酸化物超電導線とその製造方法Info
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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)
Description
【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線およびその製造方法に係り、
特に加重などの外圧を受けても安定した特性を呈する酸
化物超電導線およびその製造方法に関する。
特に加重などの外圧を受けても安定した特性を呈する酸
化物超電導線およびその製造方法に関する。
（従来の技術） 酸化物超電導体系の超電導線は、一般に次のように構
成されている。すなわち、第２図に断面的に示すよう
に、酸素を透過し易いAgをマトリックス１とし、このマ
トリックス１中に互いに離隔して酸化物超電導体２を軸
方向に延伸して多芯的に配設された構成を成している。
つまり、安定化ないし保持体として機能するマトリック
スに酸素透過性のAgを用い、前記マトリックス中に互い
に離隔して多芯的に配設された酸化物超電導体に、適宜
酸素を供給して所要の超電導性を保持・発揮させるよう
に構成されている。
成されている。すなわち、第２図に断面的に示すよう
に、酸素を透過し易いAgをマトリックス１とし、このマ
トリックス１中に互いに離隔して酸化物超電導体２を軸
方向に延伸して多芯的に配設された構成を成している。
つまり、安定化ないし保持体として機能するマトリック
スに酸素透過性のAgを用い、前記マトリックス中に互い
に離隔して多芯的に配設された酸化物超電導体に、適宜
酸素を供給して所要の超電導性を保持・発揮させるよう
に構成されている。
また、この種の酸化物超電導線は、次のようにして製
造されている。すなわち、先ず一端を封止したAg製のパ
イプ内に、他端側からたとえば粒径１〜10μｍ程度の酸
化物超電導体粉末を供給し、先端面が平坦な押圧体で圧
縮しながら充填する。次いで、前記酸化物超電導体粉末
を充填したAg製のパイプの他端を封止し、溝ロールやス
ェージングマシンなどによって加圧延伸（断面縮径化）
し、所定の線径のAg被覆酸化物超電導線とし、このAg被
覆の酸化物超導電線を多数本束ね、一体的に減面加工し
て、多芯のマルチ線を製造する。その後、前記多芯のマ
ルチ線をたとえば巻枠に巻きコイル化してから、800〜9
00℃の空気中で数十時間熱処理することによって、液体
Heや液体N2中で大電流が流れる酸化物超電導線を得てい
る。
造されている。すなわち、先ず一端を封止したAg製のパ
イプ内に、他端側からたとえば粒径１〜10μｍ程度の酸
化物超電導体粉末を供給し、先端面が平坦な押圧体で圧
縮しながら充填する。次いで、前記酸化物超電導体粉末
を充填したAg製のパイプの他端を封止し、溝ロールやス
ェージングマシンなどによって加圧延伸（断面縮径化）
し、所定の線径のAg被覆酸化物超電導線とし、このAg被
覆の酸化物超導電線を多数本束ね、一体的に減面加工し
て、多芯のマルチ線を製造する。その後、前記多芯のマ
ルチ線をたとえば巻枠に巻きコイル化してから、800〜9
00℃の空気中で数十時間熱処理することによって、液体
Heや液体N2中で大電流が流れる酸化物超電導線を得てい
る。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の酸化物超電導線には、次のよう
な不都合が認められる。たとえば、800〜900℃の空気中
で数十時間熱処理した際、マトリックスを成すAgの硬度
は、熱処理前の硬度Hv＝85から硬度Hv＝24に低下し、ま
た引っ張り強度も熱処理前の36Kg/mm2程度から15Kg/mm2
程度に低下する。このため、Agマトリックス中の酸化物
超電導体は、マグネットの電磁応力（フープ力）の影響
を非常に受け易く、臨界電流密度Jcの低下を招来すると
いう問題がある。
な不都合が認められる。たとえば、800〜900℃の空気中
で数十時間熱処理した際、マトリックスを成すAgの硬度
は、熱処理前の硬度Hv＝85から硬度Hv＝24に低下し、ま
た引っ張り強度も熱処理前の36Kg/mm2程度から15Kg/mm2
程度に低下する。このため、Agマトリックス中の酸化物
超電導体は、マグネットの電磁応力（フープ力）の影響
を非常に受け易く、臨界電流密度Jcの低下を招来すると
いう問題がある。
本発明はこのような事情に対処してなされたもので、
常に比較的臨界電流密度Jcが高い状態を保持・発揮する
酸化物超電導線およびその製造方法の提供を目的とす
る。
常に比較的臨界電流密度Jcが高い状態を保持・発揮する
酸化物超電導線およびその製造方法の提供を目的とす
る。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明に係る酸化物超電導線は、線状のAgマトリック
スないしはAg強化マトリックスと、前記マトリックス中
に互いに離隔して軸方向に延伸して多芯的に配設された
酸化物超電導体と、前記線状のマトリックス外周面を被
覆する酸素ガス供給孔が設けられた通気性のアルミナ分
散強化銅層とを具備して成ることを特徴とする。
スないしはAg強化マトリックスと、前記マトリックス中
に互いに離隔して軸方向に延伸して多芯的に配設された
酸化物超電導体と、前記線状のマトリックス外周面を被
覆する酸素ガス供給孔が設けられた通気性のアルミナ分
散強化銅層とを具備して成ることを特徴とする。
また、本発明に係る酸化物超電導線の製造方法は、線
状のAgマトリックスないしはAg強化マトリックス中に互
いに離隔して軸方向に酸化物超電導体を多芯的に配設し
た素材の外周面にアルミナ分散強化銅層を被覆形成する
工程と、 前記アルミナ分散強化銅層を被覆形成した素材を加圧
縮径・線引きする工程と、 前記加圧縮径・線引きにより所定の線径に縮径した後
アルミナ分散強化銅層にマトリックス層に達する酸素ガ
ス供給孔を設け大気中で800〜900℃にて熱処理し、さら
に不活性ガス雰囲気中で800〜900℃にて再熱処理するこ
とを特徴とする。
状のAgマトリックスないしはAg強化マトリックス中に互
いに離隔して軸方向に酸化物超電導体を多芯的に配設し
た素材の外周面にアルミナ分散強化銅層を被覆形成する
工程と、 前記アルミナ分散強化銅層を被覆形成した素材を加圧
縮径・線引きする工程と、 前記加圧縮径・線引きにより所定の線径に縮径した後
アルミナ分散強化銅層にマトリックス層に達する酸素ガ
ス供給孔を設け大気中で800〜900℃にて熱処理し、さら
に不活性ガス雰囲気中で800〜900℃にて再熱処理するこ
とを特徴とする。
（作用） 上記したように、本発明によれば、Agマトリックスな
いしAg強化マトリックスの外周面をアルミナ分散強化銅
層で被覆することを骨子としている。そして、800〜900
℃での熱処理によるAgマトリックスの軟化と比較的高い
強度を保持するアルミナ分散強化銅層との複合的な作用
により、外部空の加重などを効果的に分散し、結果的に
は強度アップとなるため、マグネットの電磁応力（フー
プ力）の影響も大幅に低減され、臨界電流密度Jcの低下
も抑制された酸化物超電導線として機能する。
いしAg強化マトリックスの外周面をアルミナ分散強化銅
層で被覆することを骨子としている。そして、800〜900
℃での熱処理によるAgマトリックスの軟化と比較的高い
強度を保持するアルミナ分散強化銅層との複合的な作用
により、外部空の加重などを効果的に分散し、結果的に
は強度アップとなるため、マグネットの電磁応力（フー
プ力）の影響も大幅に低減され、臨界電流密度Jcの低下
も抑制された酸化物超電導線として機能する。
また、所定の線縮に縮径した後、大気中で800〜900℃
にて熱処理し、さらに不活性ガス雰囲気中で800〜900℃
にて再熱処理することによって、大気中で800〜900℃で
の熱処理で生成した酸化膜を成す酸素をマトリックス領
域などに拡散したりして除去し、絶縁性および表面光沢
性の良好な酸化物超電導線が容易に得られる。
にて熱処理し、さらに不活性ガス雰囲気中で800〜900℃
にて再熱処理することによって、大気中で800〜900℃で
の熱処理で生成した酸化膜を成す酸素をマトリックス領
域などに拡散したりして除去し、絶縁性および表面光沢
性の良好な酸化物超電導線が容易に得られる。
（実施例） 以下第１図を参照して本発明の実施例を説明する。
先ず一端を封止した外径6.6mm、内径5.8mm、長さ150m
mのAg製パイプ１を用意し、このAg製パイプを嵌挿入型
の固定具に装着した。次いで、予め用意しておいた粒径
１〜10μｍ程度の酸化物超導電体粉末を、前記Ag製パイ
プ内に順次供給しながら、直径が5.7mmで先端面が円錐
状に加工された押圧体を挿入し、約10tonの圧力を加え
加圧充填した。
mのAg製パイプ１を用意し、このAg製パイプを嵌挿入型
の固定具に装着した。次いで、予め用意しておいた粒径
１〜10μｍ程度の酸化物超導電体粉末を、前記Ag製パイ
プ内に順次供給しながら、直径が5.7mmで先端面が円錐
状に加工された押圧体を挿入し、約10tonの圧力を加え
加圧充填した。
上記により、酸化物超導電体粉末が充填されたAg製パ
イプ１を、スェージングマシンおよび溝ローラに掛けて
縮径・線引きした。次に前記で得たAg被覆の酸化物超導
電素線を42本束ね、これをアルミナ分散強化銅製で、か
つ壁厚50μｍのパイプ内に挿入して、一体的に減面加工
して、外径1.2mmの多芯のマルチ線をそれぞれ製造し
た。この多芯のマルチ線の全長にわたり軸方向に向かっ
て90゜おきに10mm間隔で、前記アルミナ分散強化銅層に
酸素ガス供給用の孔を形設した。第１図はこのようにし
て製造した多芯型酸化超導電線を断面的に示したもの
で、１はAgマトリックス、２は酸化物超導電体、３はア
ルミナ分散強化銅層、４は酸素ガス透過用の孔（酸素供
給孔）をそれぞれ示す。
イプ１を、スェージングマシンおよび溝ローラに掛けて
縮径・線引きした。次に前記で得たAg被覆の酸化物超導
電素線を42本束ね、これをアルミナ分散強化銅製で、か
つ壁厚50μｍのパイプ内に挿入して、一体的に減面加工
して、外径1.2mmの多芯のマルチ線をそれぞれ製造し
た。この多芯のマルチ線の全長にわたり軸方向に向かっ
て90゜おきに10mm間隔で、前記アルミナ分散強化銅層に
酸素ガス供給用の孔を形設した。第１図はこのようにし
て製造した多芯型酸化超導電線を断面的に示したもの
で、１はAgマトリックス、２は酸化物超導電体、３はア
ルミナ分散強化銅層、４は酸素ガス透過用の孔（酸素供
給孔）をそれぞれ示す。
次いで、この多芯型酸化物超導電線を890〜830℃のAr
ベースの7.7％酸素分圧中で50H熱処理し、その後不活性
ガス雰囲気、たとえばArガス雰囲気中、840℃で10H熱処
理して酸化物超導電線を得た。この大気中での熱処理に
おいて、アルミナ分散強化銅層の表面は、酸化により黒
味がかった酸化膜で覆われたが、次の不活性ガス雰囲気
中での熱処理によって、前記酸化膜の酸素はアルミナ分
散強化銅に拡散し、表面に光沢を付与するとともに、Ag
系マトリックス中の酸化物超電導体に酸素を供給した。
なお、前記アルミナ分散強化銅層の表面に生成する酸化
膜は、導電性を有しておりマグネット化したとき、層間
の絶縁不良の原因となる。
ベースの7.7％酸素分圧中で50H熱処理し、その後不活性
ガス雰囲気、たとえばArガス雰囲気中、840℃で10H熱処
理して酸化物超導電線を得た。この大気中での熱処理に
おいて、アルミナ分散強化銅層の表面は、酸化により黒
味がかった酸化膜で覆われたが、次の不活性ガス雰囲気
中での熱処理によって、前記酸化膜の酸素はアルミナ分
散強化銅に拡散し、表面に光沢を付与するとともに、Ag
系マトリックス中の酸化物超電導体に酸素を供給した。
なお、前記アルミナ分散強化銅層の表面に生成する酸化
膜は、導電性を有しておりマグネット化したとき、層間
の絶縁不良の原因となる。
前記で得た酸化物超導電線においては、アルミナ分散
強化銅層の硬度および引っ張り強度などの機械的強度
が、熱処理前に比べて約20％低下しているに過ぎなかっ
た。この値は、減面（縮径）加工の過程では硬度や引っ
張り強度向上しながら、前記800〜900℃の熱処理によっ
て、当初の値に対し1/2（Agの場合）あるいは3/5（Cuの
場合）に比べて大きな相違である。
強化銅層の硬度および引っ張り強度などの機械的強度
が、熱処理前に比べて約20％低下しているに過ぎなかっ
た。この値は、減面（縮径）加工の過程では硬度や引っ
張り強度向上しながら、前記800〜900℃の熱処理によっ
て、当初の値に対し1/2（Agの場合）あるいは3/5（Cuの
場合）に比べて大きな相違である。
また、前記で得た酸化物超導電線について、液体N2中
で臨界電流密度を測定したところ、磁場零で約8300A/cm
2であった。さらに、液体N2中で引っ張り強度を測定し
たところ30.2kg/mm2で、アルミナ分散強化銅層を被覆し
ない場合の引っ張り強度12kg/mm2に比べて２倍以上であ
った。
で臨界電流密度を測定したところ、磁場零で約8300A/cm
2であった。さらに、液体N2中で引っ張り強度を測定し
たところ30.2kg/mm2で、アルミナ分散強化銅層を被覆し
ない場合の引っ張り強度12kg/mm2に比べて２倍以上であ
った。
［発明の効果］ 上記したように本発明に係る酸化物超導電線は、所要
の熱処理後においても高い硬度や引っ張り強度を保持し
ている。このため、Agマトリックス中の酸化物超電導体
は、マグネットの電磁応力（フープ力）の影響を受け難
たくなり、臨界電流密度Jcの低下も防止され、電気装置
に構成した場合すぐれた機能を常に発揮し得る。
の熱処理後においても高い硬度や引っ張り強度を保持し
ている。このため、Agマトリックス中の酸化物超電導体
は、マグネットの電磁応力（フープ力）の影響を受け難
たくなり、臨界電流密度Jcの低下も防止され、電気装置
に構成した場合すぐれた機能を常に発揮し得る。
また、本発明に係る酸化物超導電線の製造方法によれ
ば、外観上良好な光沢を有する仕上がりのよい酸化物超
導電線を容易に、かつ再現性よく得ることができる。し
かも、得られる酸化物超導電線前記したように、機械的
な強度が高く、したがって加重などに拘らず常に高い臨
界電流密度Jcの高い性能を呈する。
ば、外観上良好な光沢を有する仕上がりのよい酸化物超
導電線を容易に、かつ再現性よく得ることができる。し
かも、得られる酸化物超導電線前記したように、機械的
な強度が高く、したがって加重などに拘らず常に高い臨
界電流密度Jcの高い性能を呈する。
第１図は本発明に係る酸化物超電導線の製造方法におい
て熱処理前の多芯型酸化物超導電線の状態を模式的に示
す断面図、第２図は従来の酸化物超電導線の構造を模式
的に示す断面図である。 １……Ag系マトリックス ２……酸化物超電導体 ３……アルミナ強化銅層 ４……酸素ガス供給孔
て熱処理前の多芯型酸化物超導電線の状態を模式的に示
す断面図、第２図は従来の酸化物超電導線の構造を模式
的に示す断面図である。 １……Ag系マトリックス ２……酸化物超電導体 ３……アルミナ強化銅層 ４……酸素ガス供給孔
Claims (2)
- 【請求項１】線状のAgマトリックスないしはAg強化マト
リックスと、前記マトリックス中に互いに離隔して軸方
向に延伸して多芯的に配設された酸化物超電導体と、前
記線状のマトリックス外周面を被覆する酸素ガス供給孔
を設けたアルミナ分散強化銅層とを具備して成ることを
特徴とする酸化物超電導線。 - 【請求項２】線状のAgマトリックスないしはAg強化マト
リックス中に互いに離隔して軸方向に酸化物超電導体を
多芯的に配設した素材の外周面にアルミナ分散強化銅層
を被覆形成する工程と、 前記アルミナ分散強化銅層を被覆形成した素材を加圧縮
径・線引きする工程と、 前記加圧縮径・線引きにより所定の線径に縮径した後ア
ルミナ分散強化銅層にマトリックス層に達する酸素ガス
供給孔を設け大気中で800〜900℃にて熱処理し、さらに
不活性ガス雰囲気中で800〜900℃にて再熱処理すること
を特徴とする酸化物超電導線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2317051A JP3051757B2 (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | 酸化物超電導線とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2317051A JP3051757B2 (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | 酸化物超電導線とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04188511A JPH04188511A (ja) | 1992-07-07 |
| JP3051757B2 true JP3051757B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=18083874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2317051A Expired - Fee Related JP3051757B2 (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | 酸化物超電導線とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3051757B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009539208A (ja) * | 2006-06-02 | 2009-11-12 | デンマークス テクニスケ ウニヴェルシテト | 機械的強度を向上させた高臨界温度の超伝導物品 |
| EP2333793B1 (en) * | 2009-12-09 | 2012-02-08 | Bruker BioSpin AG | Superconductors with improved mechanical strength |
-
1990
- 1990-11-21 JP JP2317051A patent/JP3051757B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04188511A (ja) | 1992-07-07 |
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|---|---|---|---|
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