JP3122524B2 - 超電導線材の製造方法 - Google Patents
超電導線材の製造方法Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
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- Metal Rolling (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、超電導線材の製造方
法に関し、特に、酸化物高温超電導体が金属で被覆され
た構造を有する高温超電導線材について、長尺で高い臨
界電流密度を保持する線材を作製する方法に関する。
法に関し、特に、酸化物高温超電導体が金属で被覆され
た構造を有する高温超電導線材について、長尺で高い臨
界電流密度を保持する線材を作製する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、より高い臨界温度を示す超電導体
として、セラミックス系のもの、すなわち酸化物高温超
電導体が注目されている。その中でも、イットリウム系
は９０Ｋ、ビスマス系は１１０Ｋ、タリウム系は１２０
Ｋ程度の高い臨界温度を有し、実用化が期待されてい
る。
として、セラミックス系のもの、すなわち酸化物高温超
電導体が注目されている。その中でも、イットリウム系
は９０Ｋ、ビスマス系は１１０Ｋ、タリウム系は１２０
Ｋ程度の高い臨界温度を有し、実用化が期待されてい
る。
【０００３】このような酸化物高温超電導体について、
超電導線材を製造する技術のうち実用化の可能性が最も
高いものは、超電導体の粉末またはその原料粉末を金属
シースに充填した後、塑性加工および熱処理を施すこと
により線材を得る方法である。この方法では、塑性加工
として引抜きおよび圧延等が行なわれ、熱処理により線
材の長手方向に沿って金属シース内で焼き固められた酸
化物超電導体が得られる。この方法は、たとえば長尺の
超電導線材を製造するとき、有利に適用される。
超電導線材を製造する技術のうち実用化の可能性が最も
高いものは、超電導体の粉末またはその原料粉末を金属
シースに充填した後、塑性加工および熱処理を施すこと
により線材を得る方法である。この方法では、塑性加工
として引抜きおよび圧延等が行なわれ、熱処理により線
材の長手方向に沿って金属シース内で焼き固められた酸
化物超電導体が得られる。この方法は、たとえば長尺の
超電導線材を製造するとき、有利に適用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した方法で作製さ
れる超電導線材を、ケーブルやマグネットに応用しよう
とするには、線材の長手方向にわたって均一で高い臨界
電流密度を得ることが必要である。
れる超電導線材を、ケーブルやマグネットに応用しよう
とするには、線材の長手方向にわたって均一で高い臨界
電流密度を得ることが必要である。
【０００５】しかしながら、従来の引抜きおよび圧延に
よる線材化では、（ａ）材料の圧密が不十分である、
（ｂ）結晶配向が不十分である、（ｃ）酸化物とシース
材の界面が不均一である、（ｄ）結晶粒間に弱い結合部
が存在する、などの理由で線材の臨界電流密度が実用上
必要とされる値に達していない。
よる線材化では、（ａ）材料の圧密が不十分である、
（ｂ）結晶配向が不十分である、（ｃ）酸化物とシース
材の界面が不均一である、（ｄ）結晶粒間に弱い結合部
が存在する、などの理由で線材の臨界電流密度が実用上
必要とされる値に達していない。
【０００６】この発明の目的は、超電導線材の製造にお
いて上述したような課題を解決することであり、より高
い臨界電流密度を示す長尺の超電導線材を製造できる方
法を提供することにある。
いて上述したような課題を解決することであり、より高
い臨界電流密度を示す長尺の超電導線材を製造できる方
法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に従う超電導線
材の製造方法は、超電導体の粉末またはその原料粉末を
金属シース内に充填した後、塑性加工および熱処理を行
なって線材を得る超電導線材の製造方法において、塑性
加工が、加工中に被加工材の長手方向に圧縮応力を発生
させることにより被加工材につき長手方向の伸びを抑制
して幅方向の伸びを促進する圧延加工を備えることを特
徴とする。
材の製造方法は、超電導体の粉末またはその原料粉末を
金属シース内に充填した後、塑性加工および熱処理を行
なって線材を得る超電導線材の製造方法において、塑性
加工が、加工中に被加工材の長手方向に圧縮応力を発生
させることにより被加工材につき長手方向の伸びを抑制
して幅方向の伸びを促進する圧延加工を備えることを特
徴とする。
【０００８】この発明は、特に、酸化物高温超電導体に
ついて、超電導線材を製造するために適用される。酸化
物高温超電導体は、たとえば、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ
−Ｏおよび（Ｂｉ，Ｐｂ）−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ等の
いわゆるビスマス系、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ等のいわゆる
イットリウム系、ならびにＴｌ−Ｃａ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ
および（Ｔｌ，Ｐｂ）−Ｃａ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ等のいわ
ゆるタリウム系等の酸化物高温超電導体を含む。特に、
ビスマス系酸化物高温超電導体は、臨界温度の高い点、
高い臨界電流密度が得られやすい点、および毒性の低い
点等で好ましい。
ついて、超電導線材を製造するために適用される。酸化
物高温超電導体は、たとえば、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ
−Ｏおよび（Ｂｉ，Ｐｂ）−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ等の
いわゆるビスマス系、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ等のいわゆる
イットリウム系、ならびにＴｌ−Ｃａ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ
および（Ｔｌ，Ｐｂ）−Ｃａ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ等のいわ
ゆるタリウム系等の酸化物高温超電導体を含む。特に、
ビスマス系酸化物高温超電導体は、臨界温度の高い点、
高い臨界電流密度が得られやすい点、および毒性の低い
点等で好ましい。
【０００９】この発明において、たとえば、酸化物高温
超電導体の線材を得たい場合、まず金属シース内に酸化
物高温超電導体の粉末または酸化物高温超電導体の原料
粉末が充填される。
超電導体の線材を得たい場合、まず金属シース内に酸化
物高温超電導体の粉末または酸化物高温超電導体の原料
粉末が充填される。
【００１０】酸化物高温超電導体の粉末または酸化物高
温超電導体の原料粉末は、たとえば、常法に従い、超電
導体を構成し得る元素の酸化物や炭酸塩を、超電導体と
して所望の組成比が得られるよう混合し、熱処理によっ
て焼結させた後、焼結物を粉砕することによって調製す
ることができる。このような粉末の平均粒径は、たとえ
ば、２μｍ以下が好ましく、１μｍ以下がより好まし
い。
温超電導体の原料粉末は、たとえば、常法に従い、超電
導体を構成し得る元素の酸化物や炭酸塩を、超電導体と
して所望の組成比が得られるよう混合し、熱処理によっ
て焼結させた後、焼結物を粉砕することによって調製す
ることができる。このような粉末の平均粒径は、たとえ
ば、２μｍ以下が好ましく、１μｍ以下がより好まし
い。
【００１１】また、酸化物高温超電導体の原料粉末とし
て、たとえば、酸化物高温超電導体を構成し得る組成比
を有する一方、超電導相としては低温相を主体とし、非
超電導相を含む前駆体も用いることができる。このよう
な粉末は、所望する組成比の超電導体が得られるよう金
属シース内に充填される。
て、たとえば、酸化物高温超電導体を構成し得る組成比
を有する一方、超電導相としては低温相を主体とし、非
超電導相を含む前駆体も用いることができる。このよう
な粉末は、所望する組成比の超電導体が得られるよう金
属シース内に充填される。
【００１２】この発明において、金属シースを構成する
材料は、超電導体と反応せず、容易に加工することがで
き、しかも安定化材として機能し得る比抵抗の小さなも
のがよい。超電導体として酸化物高温超電導体を用いる
場合、このような材料には、銀または銀合金が特に好ま
しい。また、金属シースは、銀または銀合金等からなる
シースが銅、アルミニウムまたはそれらの合金で被覆さ
れる複合構造を有してもよい。
材料は、超電導体と反応せず、容易に加工することがで
き、しかも安定化材として機能し得る比抵抗の小さなも
のがよい。超電導体として酸化物高温超電導体を用いる
場合、このような材料には、銀または銀合金が特に好ま
しい。また、金属シースは、銀または銀合金等からなる
シースが銅、アルミニウムまたはそれらの合金で被覆さ
れる複合構造を有してもよい。
【００１３】この発明は、上述したように、塑性加工と
して行なわれる圧延に特徴を有するものである。この発
明に従う圧延加工は、被加工材について加工中に長手方
向に圧縮応力を発生させることにより長手方向の伸びを
抑制して幅方向の伸びを促進する。
して行なわれる圧延に特徴を有するものである。この発
明に従う圧延加工は、被加工材について加工中に長手方
向に圧縮応力を発生させることにより長手方向の伸びを
抑制して幅方向の伸びを促進する。
【００１４】図１は、圧延加工の様子を模式的に示した
ものであるが、この発明においては、加工中に長手方向
に圧縮応力を発生させることにより、図に示す被加工材
１の長手方向（矢印Ａ）すなわち圧延方向（矢印ＲＤ）
と平行な方向への被加工材１の伸びを積極的に抑制し
て、被加工材１の幅方向（矢印Ｂ）の伸びを積極的に促
進する。
ものであるが、この発明においては、加工中に長手方向
に圧縮応力を発生させることにより、図に示す被加工材
１の長手方向（矢印Ａ）すなわち圧延方向（矢印ＲＤ）
と平行な方向への被加工材１の伸びを積極的に抑制し
て、被加工材１の幅方向（矢印Ｂ）の伸びを積極的に促
進する。
【００１５】このような圧延加工は、たとえば、図２に
示すようなサテライトミルと呼ばれる圧延機によって好
ましく行なうことができる。
示すようなサテライトミルと呼ばれる圧延機によって好
ましく行なうことができる。
【００１６】図２を参照して、圧延機１０において、中
心には直径の大きな中心ロール１２が設けられている。
この中心ロール１２の周面上には、中心ロールに比べて
直径の小さな衛星ロール１３ａ〜１３ｅが設けられる。
図２に示す圧延機では５つの衛星ロールが設けられてい
るが、この数は複数であれば任意である。衛星ロール
は、駆動されなくてもよいし、中心ロールと同周速で駆
動されてもよい。
心には直径の大きな中心ロール１２が設けられている。
この中心ロール１２の周面上には、中心ロールに比べて
直径の小さな衛星ロール１３ａ〜１３ｅが設けられる。
図２に示す圧延機では５つの衛星ロールが設けられてい
るが、この数は複数であれば任意である。衛星ロール
は、駆動されなくてもよいし、中心ロールと同周速で駆
動されてもよい。
【００１７】被加工材１１は、この衛星ロール１５ａ〜
１５ｅと中心ロール１２の間に通される。衛星ロール同
士の間には、その外周面が衛星ロールと摺動自在に当接
し、隣り合う衛星ロール間において被加工材１１を中心
ロール１２の方へ押えつけるよう働く押え具１４ａ〜１
４ｄが設けられる。押え具１４ａ〜１４ｄは、たとえ
ば、スプリング１５ａ〜１５ｄにより中心ロール１２の
方向に付勢される。
１５ｅと中心ロール１２の間に通される。衛星ロール同
士の間には、その外周面が衛星ロールと摺動自在に当接
し、隣り合う衛星ロール間において被加工材１１を中心
ロール１２の方へ押えつけるよう働く押え具１４ａ〜１
４ｄが設けられる。押え具１４ａ〜１４ｄは、たとえ
ば、スプリング１５ａ〜１５ｄにより中心ロール１２の
方向に付勢される。
【００１８】このような圧延機１０においては、被加工
材１１が中心ロール１２と衛星ロール１３ａ〜１３ｅの
間に挟まれ、圧延されていく。また、被加工材１１は、
隣り合う衛星ロールの間において、押え具と中心ロール
とで形成される狭い通路内を移動する。
材１１が中心ロール１２と衛星ロール１３ａ〜１３ｅの
間に挟まれ、圧延されていく。また、被加工材１１は、
隣り合う衛星ロールの間において、押え具と中心ロール
とで形成される狭い通路内を移動する。
【００１９】このように被加工材を押え具によって押え
ながら衛星ロールから衛星ロールに被加工材を送り出せ
ば、被加工材の膨れ出しが抑制される。この場合、隣り
合う衛星ロール間に存在する材料内には長手方向の圧縮
応力が生じる。この圧縮応力の作用下で圧延が行なわれ
るため、被加工材の長手方向への伸びは積極的に抑制さ
れ、幅方向への流れ変形が促進される。
ながら衛星ロールから衛星ロールに被加工材を送り出せ
ば、被加工材の膨れ出しが抑制される。この場合、隣り
合う衛星ロール間に存在する材料内には長手方向の圧縮
応力が生じる。この圧縮応力の作用下で圧延が行なわれ
るため、被加工材の長手方向への伸びは積極的に抑制さ
れ、幅方向への流れ変形が促進される。
【００２０】また、長手方向の伸びを抑制して幅方向の
伸びを促進する圧延加工は、金属シース内の超電導体粉
末またはその原料粉末が熱処理された後に少なくとも１
回行なわれることがより好ましい。たとえば、この発明
に従って超電導線材を作製するにあたり、超電導体粉末
または原料粉末を金属シース内に充填した後、圧延加工
と熱処理が繰返される場合、２回目以降の圧延（すなわ
ち１回目の加熱処理後の圧延）には、加工中に長手方向
の圧縮応力を発生させることにより長手方向の伸びを抑
制して幅方向の伸びを促進する圧延を用いることが好ま
しい。
伸びを促進する圧延加工は、金属シース内の超電導体粉
末またはその原料粉末が熱処理された後に少なくとも１
回行なわれることがより好ましい。たとえば、この発明
に従って超電導線材を作製するにあたり、超電導体粉末
または原料粉末を金属シース内に充填した後、圧延加工
と熱処理が繰返される場合、２回目以降の圧延（すなわ
ち１回目の加熱処理後の圧延）には、加工中に長手方向
の圧縮応力を発生させることにより長手方向の伸びを抑
制して幅方向の伸びを促進する圧延を用いることが好ま
しい。
【００２１】すなわち、低温相（２２１２相）を主体と
した粉末が充填された金属シース線を第１回目の圧延加
工した後、第１回目の熱処理を実施することにより、充
填された低温相（２２１２相）は高温相（２２２３相）
に相変態する。その際、超電導粒子は、長さ１０μｍ以
上の板状の粒子となるが、空隙等があり、粒同志が密着
していないため、更に、第２回目以降の圧延を実施し、
板状の粒子同志を圧密化する必要がある。その第２回目
以降の圧延で、加工中に長手方向に圧縮応力を発生させ
ることにより、圧密化し、なおかつ、長手方向の伸びを
抑制して、幅方向の伸びを促進することにより、超電導
電流の流れを防げる線材長手方向に、垂直な成分を持つ
クラックの発生をも防止できるものである。
した粉末が充填された金属シース線を第１回目の圧延加
工した後、第１回目の熱処理を実施することにより、充
填された低温相（２２１２相）は高温相（２２２３相）
に相変態する。その際、超電導粒子は、長さ１０μｍ以
上の板状の粒子となるが、空隙等があり、粒同志が密着
していないため、更に、第２回目以降の圧延を実施し、
板状の粒子同志を圧密化する必要がある。その第２回目
以降の圧延で、加工中に長手方向に圧縮応力を発生させ
ることにより、圧密化し、なおかつ、長手方向の伸びを
抑制して、幅方向の伸びを促進することにより、超電導
電流の流れを防げる線材長手方向に、垂直な成分を持つ
クラックの発生をも防止できるものである。
【００２２】この発明に従って、加工中に長手方向に圧
縮応力を発生させることにより長手方向の伸びを抑制し
て幅方向の伸びを促進する圧延では、たとえば、被加工
材の長手方向の伸び率が幅方向の伸び率の３倍以下とす
ることができ、より好ましくは２倍以下とすることがで
きる。また、さらには、この発明に従う圧延において、
幅方向の伸び率を長手方向の伸び率以上とすることがで
きる。
縮応力を発生させることにより長手方向の伸びを抑制し
て幅方向の伸びを促進する圧延では、たとえば、被加工
材の長手方向の伸び率が幅方向の伸び率の３倍以下とす
ることができ、より好ましくは２倍以下とすることがで
きる。また、さらには、この発明に従う圧延において、
幅方向の伸び率を長手方向の伸び率以上とすることがで
きる。
【００２３】なお、この発明の製造方法は、塑性加工と
して加工中に長手方向に圧縮圧力を発生させることによ
り長手方向の伸びを抑制して幅方向の伸びを促進する圧
延加工を必ず行なうものであるが、この圧延加工の他
に、押出しや引抜き、あるいは他の態様の圧延等を必要
に応じて行なうこともできる。また、加工中に長手方向
に圧縮応力を発生させることにより長手方向の伸びを抑
制して幅方向の伸びを促進する圧延は、必要に応じて任
意の回数で行なうことができる。
して加工中に長手方向に圧縮圧力を発生させることによ
り長手方向の伸びを抑制して幅方向の伸びを促進する圧
延加工を必ず行なうものであるが、この圧延加工の他
に、押出しや引抜き、あるいは他の態様の圧延等を必要
に応じて行なうこともできる。また、加工中に長手方向
に圧縮応力を発生させることにより長手方向の伸びを抑
制して幅方向の伸びを促進する圧延は、必要に応じて任
意の回数で行なうことができる。
【００２４】この発明の製造方法は、平角状の超電導
線、特にテープ状の超電導線を製造するため適用され
る。
線、特にテープ状の超電導線を製造するため適用され
る。
【００２５】
【発明の作用効果】超電導線材の製造において、高い臨
界電流密度を得るためには、金属シース内に充填される
粉末の密度を上げ、粉末粒子同士の結合力を向上させる
ことが特に重要である。
界電流密度を得るためには、金属シース内に充填される
粉末の密度を上げ、粉末粒子同士の結合力を向上させる
ことが特に重要である。
【００２６】この発明に従って加工中に長手方向に圧縮
応力を発生させることにより被加工物の長手方向への伸
びを抑制して幅方向への伸びを促進する圧延加工を行な
うことにより、金属シース内における材料の圧密化が、
圧延中の高い静水圧によって促進される。また、これに
より金属シース内において材料粒子同士の結合が向上さ
せられる。
応力を発生させることにより被加工物の長手方向への伸
びを抑制して幅方向への伸びを促進する圧延加工を行な
うことにより、金属シース内における材料の圧密化が、
圧延中の高い静水圧によって促進される。また、これに
より金属シース内において材料粒子同士の結合が向上さ
せられる。
【００２７】また、加工中に長手方向に圧縮応力を発生
させることにより長手方向への伸びを抑制して幅方向へ
の伸びを促進させる圧延は、金属シース内の材料が加熱
処理された後において特に効果的である。従来の圧延加
工では、熱処理により粒成長が促進された材料について
その圧密化を十分行なうことができなかったと考えられ
たが、この発明に従って、熱処理後に長手方向の伸びが
抑制され幅方向の伸びが促進される圧延加工を行なうこ
とにより、金属シース内の材料について圧密化が促進さ
れるものと考えられる。
させることにより長手方向への伸びを抑制して幅方向へ
の伸びを促進させる圧延は、金属シース内の材料が加熱
処理された後において特に効果的である。従来の圧延加
工では、熱処理により粒成長が促進された材料について
その圧密化を十分行なうことができなかったと考えられ
たが、この発明に従って、熱処理後に長手方向の伸びが
抑制され幅方向の伸びが促進される圧延加工を行なうこ
とにより、金属シース内の材料について圧密化が促進さ
れるものと考えられる。
【００２８】上述したように金属シース内の材料につい
て圧密化が促進される結果、超電導体の結晶粒間の結合
力が強くなり、線材の臨界電流密度は向上する。
て圧密化が促進される結果、超電導体の結晶粒間の結合
力が強くなり、線材の臨界電流密度は向上する。
【００２９】また、以下の実施例にも示されるように、
この発明に従って加工中に長手方向に圧縮応力を発生さ
せることにより長手方向の伸びを抑制し幅方向の伸びを
促進する圧延を行なえば、作製する線材について従来の
塑性加工では見られなかったような臨界電流密度の向上
が認められる。
この発明に従って加工中に長手方向に圧縮応力を発生さ
せることにより長手方向の伸びを抑制し幅方向の伸びを
促進する圧延を行なえば、作製する線材について従来の
塑性加工では見られなかったような臨界電流密度の向上
が認められる。
【００３０】
実施例１ 市販のＢｉ1.85Ｐｂ0.35Ｓｒ1.90Ｃａ2.05Ｃｕ3.05Ｏx
の組成の高温相を主体とする３μｍ未満の粒径の粉末を
外径１２ｍｍ、内径８ｍｍの銀管に充填した後、外径
５．２ｍｍの丸線に線引きした。このときコアの直径は
２．６ｍｍ、見かけ密度は４．７ｇ／ｃｍ3 であった。
さらに、ロール径１００ｍｍの２段圧延機で３パス圧延
し、板厚２．０ｍｍの平線に予成形したものを試料とし
た。このとき、コアの見かけ密度は５．０ｇ／ｃｍ3 で
あった。
の組成の高温相を主体とする３μｍ未満の粒径の粉末を
外径１２ｍｍ、内径８ｍｍの銀管に充填した後、外径
５．２ｍｍの丸線に線引きした。このときコアの直径は
２．６ｍｍ、見かけ密度は４．７ｇ／ｃｍ3 であった。
さらに、ロール径１００ｍｍの２段圧延機で３パス圧延
し、板厚２．０ｍｍの平線に予成形したものを試料とし
た。このとき、コアの見かけ密度は５．０ｇ／ｃｍ3 で
あった。
【００３１】板厚２ｍｍの予成形材について、図２に示
すサテライトミル（衛星ロールの直径７６ｍｍ、中心ロ
ールの直径３５０ｍｍ）による圧延、上記サテライトミ
ルの３段目のみを用いた異径同周速圧延および直径１０
０ｍｍロールによる同径同周速圧延の３種類の圧延方法
でそれぞれ中間圧延し、板厚０．９７ｍｍのテープ状線
材に加工した。各圧延法でのパススケジュールを表１に
示す。
すサテライトミル（衛星ロールの直径７６ｍｍ、中心ロ
ールの直径３５０ｍｍ）による圧延、上記サテライトミ
ルの３段目のみを用いた異径同周速圧延および直径１０
０ｍｍロールによる同径同周速圧延の３種類の圧延方法
でそれぞれ中間圧延し、板厚０．９７ｍｍのテープ状線
材に加工した。各圧延法でのパススケジュールを表１に
示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】さらに直径１００ｍｍロールにより１０パ
スの仕上げ圧延を行ない、板厚０．２ｍｍのテープ状線
材に加工した。
スの仕上げ圧延を行ない、板厚０．２ｍｍのテープ状線
材に加工した。
【００３４】中間圧延後と仕上げ圧延後の線材から長さ
４０ｍｍの試料を採取して焼成を行ない、超電導特性を
測定した。焼成条件は表２に示すとおりである。
４０ｍｍの試料を採取して焼成を行ない、超電導特性を
測定した。焼成条件は表２に示すとおりである。
【００３５】
【表２】
【００３６】四端子法で電気抵抗を測定し、７７Ｋ、０
Ｔにおいて１μＶ／ｃｍの電圧を生じる電流を臨界電流
とした。また、ＣｕＫα特性Ｘ線を用いてＸ線回折強度
を測定し、下記の数１で定義される配向度Ｆ値を求め
た。
Ｔにおいて１μＶ／ｃｍの電圧を生じる電流を臨界電流
とした。また、ＣｕＫα特性Ｘ線を用いてＸ線回折強度
を測定し、下記の数１で定義される配向度Ｆ値を求め
た。
【００３７】
【数１】
【００３８】表３に中間圧延後の線材コア部の見かけ密
度、Ｆ値および中間圧延後焼成した線材の密度、Ｆ値、
臨界電流密度Ｊｃを示す。
度、Ｆ値および中間圧延後焼成した線材の密度、Ｆ値、
臨界電流密度Ｊｃを示す。
【００３９】
【表３】
【００４０】表４には同じく仕上げ圧延後およびその後
焼成した線材の諸特性を示す。
焼成した線材の諸特性を示す。
【００４１】
【表４】
【００４２】サテライトミルによる中間圧延後の見かけ
密度が他に比べて高いのは、圧延中の高い静水圧により
圧密化が促進されたものと考えられる。しかし、中間圧
延材、仕上げ圧延材とも圧延後の密度と焼成後の密度と
の間には明瞭な対応関係はない。
密度が他に比べて高いのは、圧延中の高い静水圧により
圧密化が促進されたものと考えられる。しかし、中間圧
延材、仕上げ圧延材とも圧延後の密度と焼成後の密度と
の間には明瞭な対応関係はない。
【００４３】中間圧延後のＦ値は、同径圧延材が最も高
く、サテライトミル圧延、異径圧延の順に低くなるが、
焼成後は異径圧延、同径圧延が高くなり、サテライトミ
ル圧延材はそれらに比べるとやや低いＦ値を示す。ただ
し、いずれも圧延後に比べるとＦ値は大幅に上昇してい
る。
く、サテライトミル圧延、異径圧延の順に低くなるが、
焼成後は異径圧延、同径圧延が高くなり、サテライトミ
ル圧延材はそれらに比べるとやや低いＦ値を示す。ただ
し、いずれも圧延後に比べるとＦ値は大幅に上昇してい
る。
【００４４】仕上げ圧延後のＦ値は、サテライトミル圧
延材が他の２つに比べてやや低いが、いずれの試料も焼
成後はＦ値が上昇するとともに、圧延方法による差がほ
とんどなくなる。
延材が他の２つに比べてやや低いが、いずれの試料も焼
成後はＦ値が上昇するとともに、圧延方法による差がほ
とんどなくなる。
【００４５】中間圧延材のＪｃはほぼ配向度に対応し、
サテライトミル圧延材が最も低く、異径圧延材が最も高
い。しかし、仕上げ圧延材では、いずれの圧延方法でも
Ｆ値に大差がないのにもかかわらずサテライトミルのＪ
ｃが高くなっている。また、異径圧延材、同径圧延材で
は中間圧延後焼成材に比べて仕上げ圧延焼成材の方がＦ
値が高いにもかかわらずＪｃが低くなっている。すなわ
ち、本実験の範囲では、配向度とＪｃが必ずしも対応し
ていない。この原因として、コアの断面積が長手方向に
変動することによるＪｃの見かけ上の低下あるいは圧延
方法による結晶粒間の結合性の違いなどが考えられる。
サテライトミル圧延材が最も低く、異径圧延材が最も高
い。しかし、仕上げ圧延材では、いずれの圧延方法でも
Ｆ値に大差がないのにもかかわらずサテライトミルのＪ
ｃが高くなっている。また、異径圧延材、同径圧延材で
は中間圧延後焼成材に比べて仕上げ圧延焼成材の方がＦ
値が高いにもかかわらずＪｃが低くなっている。すなわ
ち、本実験の範囲では、配向度とＪｃが必ずしも対応し
ていない。この原因として、コアの断面積が長手方向に
変動することによるＪｃの見かけ上の低下あるいは圧延
方法による結晶粒間の結合性の違いなどが考えられる。
【００４６】仕上げ圧延材のＪｃはサテライトミル圧延
材が最も高いことから、酸化物高温超電導線材の特性向
上にはサテライトミルによる圧延が有効であることが明
らかである。 実施例２ Ｂｉ2 Ｏ3 ，ＰｂＯ、ＳｒＣＯ3 、ＣａＣＯ3 、ＣｕＯ
の粉末をそれぞれ用い、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ
＝１．８：０．４：２：２．２：３の組成比で混合し
た。この混合物を、８００℃で８時間熱処理し、つい
で、熱処理して得られたものを、自動乳鉢を用いて２時
間粉砕した。その後、粉砕したものを８６０℃で８時間
熱処理し、ついで、ボールミルを用いて熱処理物を同様
に粉砕し、２２１２相とその他の非超電導相からなる平
均粒径０．９μｍの酸化物高温超電導体の微粉末を得
た。
材が最も高いことから、酸化物高温超電導線材の特性向
上にはサテライトミルによる圧延が有効であることが明
らかである。 実施例２ Ｂｉ2 Ｏ3 ，ＰｂＯ、ＳｒＣＯ3 、ＣａＣＯ3 、ＣｕＯ
の粉末をそれぞれ用い、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ
＝１．８：０．４：２：２．２：３の組成比で混合し
た。この混合物を、８００℃で８時間熱処理し、つい
で、熱処理して得られたものを、自動乳鉢を用いて２時
間粉砕した。その後、粉砕したものを８６０℃で８時間
熱処理し、ついで、ボールミルを用いて熱処理物を同様
に粉砕し、２２１２相とその他の非超電導相からなる平
均粒径０．９μｍの酸化物高温超電導体の微粉末を得
た。
【００４７】得られた微粉末を外径３０ｍｍ、内径２０
ｍｍの銀パイプに充填し、ついで２ｍｍφになるまで伸
線加工を施した。次に、線材の厚みが１ｍｍになるまで
サテライトミル圧延を施した。
ｍｍの銀パイプに充填し、ついで２ｍｍφになるまで伸
線加工を施した。次に、線材の厚みが１ｍｍになるまで
サテライトミル圧延を施した。
【００４８】その後、８５０℃で線材を熱処理して２２
２３相へ相変態させ、さらに圧延加工を実施した。圧延
加工は、表５に示すように同径同周速圧延機を用いた圧
延およびサテライトミル圧延の２通りをそれぞれ実施し
た。また、それぞれの圧延方法において、圧下率を５
％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％の６通り
に設定する圧延を行なった。
２３相へ相変態させ、さらに圧延加工を実施した。圧延
加工は、表５に示すように同径同周速圧延機を用いた圧
延およびサテライトミル圧延の２通りをそれぞれ実施し
た。また、それぞれの圧延方法において、圧下率を５
％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％の６通り
に設定する圧延を行なった。
【００４９】
【表５】
【００５０】また、表５は、それぞれの圧延方法につい
て、幅方向の伸び率に対する長手方向の伸び率の比を圧
下率ごとに示すとともに、それぞれの圧延方法において
圧下率ごとに得られたＪｃを示している。表５に示すよ
うに、熱処理後において、加工中に長手方向に圧縮応力
を発生させることにより長手方向の伸びを抑え幅方向の
伸びを促進させるサテライトミル圧延は、同径同周速圧
延に比べてＪｃを顕著に向上させている。特に、サテラ
イトミル圧延により長手方向の伸び率が幅方向の伸び率
の１倍以下になるように圧延した場合、Ｊｃは２５，０
００Ａ／ｃｍ2を越え、さらには、同径同周速圧延では
得られなかった高い臨界電流密度を獲得することができ
た。また、表５に示すように、幅方向の伸び率が長手方
向の伸び率を２倍以上上回るようなサテライトミル圧延
では、３０，０００Ａ／ｃｍ2 を大幅に越えるような高
い臨界電流密度が得られた。
て、幅方向の伸び率に対する長手方向の伸び率の比を圧
下率ごとに示すとともに、それぞれの圧延方法において
圧下率ごとに得られたＪｃを示している。表５に示すよ
うに、熱処理後において、加工中に長手方向に圧縮応力
を発生させることにより長手方向の伸びを抑え幅方向の
伸びを促進させるサテライトミル圧延は、同径同周速圧
延に比べてＪｃを顕著に向上させている。特に、サテラ
イトミル圧延により長手方向の伸び率が幅方向の伸び率
の１倍以下になるように圧延した場合、Ｊｃは２５，０
００Ａ／ｃｍ2を越え、さらには、同径同周速圧延では
得られなかった高い臨界電流密度を獲得することができ
た。また、表５に示すように、幅方向の伸び率が長手方
向の伸び率を２倍以上上回るようなサテライトミル圧延
では、３０，０００Ａ／ｃｍ2 を大幅に越えるような高
い臨界電流密度が得られた。
【図１】一般的な圧延加工を模式的に示す斜視図であ
る。
る。
【図２】この発明を実施するために用いられるサテライ
トミルを示す模式図である。
トミルを示す模式図である。
１、１１ 被加工材 １０ 圧延機 １２ 中心ロール １３ａ〜１３ｅ 衛星ロール １４ａ〜１４ｄ 押え具 １５ａ〜１５ｄ スプリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村木 務 千葉県浦安市舞浜２−14−４ (72)発明者 日方 威 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友 電気工業株式会社 大阪製作所内 (72)発明者 佐藤 謙一 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友 電気工業株式会社 大阪製作所内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01B 13/00 565 H01B 12/04 ZAA ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 超電導体の粉末またはその原料粉末を金
属シース内に充填した後、塑性加工および熱処理を行な
って平角状の線材を得る超電導線材の製造方法におい
て、 前記塑性加工が、加工中に被加工材の長手方向に圧縮応
力を発生させることにより前記被加工材につき長手方向
の伸びを抑制して幅方向の伸びを促進する圧延加工を備
える、超電導線材の製造方法。 - 【請求項２】 前記圧延加工は、前記金属シース内に充
填された超電導体の粉末またはその原料粉末が熱処理さ
れた後に少なくとも１回行なわれる、請求項１に記載の
超電導線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04131122A JP3122524B2 (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 超電導線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04131122A JP3122524B2 (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 超電導線材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05325678A JPH05325678A (ja) | 1993-12-10 |
| JP3122524B2 true JP3122524B2 (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=15050503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04131122A Expired - Fee Related JP3122524B2 (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 超電導線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3122524B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH044701U (ja) * | 1990-04-24 | 1992-01-16 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5643519A (en) * | 1992-06-24 | 1997-07-01 | Charles Mauro Enterprises, Inc. | Device and method for personalizing tires |
-
1992
- 1992-05-22 JP JP04131122A patent/JP3122524B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH044701U (ja) * | 1990-04-24 | 1992-01-16 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05325678A (ja) | 1993-12-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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