JP3143932B2 - 超電導線の製造方法 - Google Patents
超電導線の製造方法Info
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- JP3143932B2 JP3143932B2 JP03030398A JP3039891A JP3143932B2 JP 3143932 B2 JP3143932 B2 JP 3143932B2 JP 03030398 A JP03030398 A JP 03030398A JP 3039891 A JP3039891 A JP 3039891A JP 3143932 B2 JP3143932 B2 JP 3143932B2
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- wire
- superconductor
- joining
- superconducting tape
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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)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、酸化物高温超電導材
料を用いた超電導線の製造方法に関するものである。
料を用いた超電導線の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、より高い臨界温度を示す超電導材
料として、セラミックス系、すなわち酸化物系の超電導
体が注目されている。中でも、イットリウム系が９０
Ｋ，ビスマス系が１１０Ｋ，タリウム系が１２０Ｋ程度
の高い臨界温度を有し、実用化が期待されている。これ
らの高温超電導材料をケーブルやブスバー、パワーリー
ド、コイルなどに応用することが考えられている。
料として、セラミックス系、すなわち酸化物系の超電導
体が注目されている。中でも、イットリウム系が９０
Ｋ，ビスマス系が１１０Ｋ，タリウム系が１２０Ｋ程度
の高い臨界温度を有し、実用化が期待されている。これ
らの高温超電導材料をケーブルやブスバー、パワーリー
ド、コイルなどに応用することが考えられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の高温超電導材料を応用しようとする場合、長尺で安定
した特性の線を得る必要があるばかりでなく、大電流を
確保したり、接合を安定化する必要があり、特にコイル
用途については永久電流接合が必要となる。永久電流接
合は、超電導線同士を接合し、超電導電流を流す必要が
ある。
の高温超電導材料を応用しようとする場合、長尺で安定
した特性の線を得る必要があるばかりでなく、大電流を
確保したり、接合を安定化する必要があり、特にコイル
用途については永久電流接合が必要となる。永久電流接
合は、超電導線同士を接合し、超電導電流を流す必要が
ある。
【０００４】この発明の目的は、このような大電流を確
保したり、安定した接合部を有する超電導線の製造方法
を提供することにある。
保したり、安定した接合部を有する超電導線の製造方法
を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の超電導線の製
造方法は、ビスマス系超電導相と非超電導相とを有する
粉末を金属被覆した線材を熱処理して、金属被覆された
ビスマス系酸化物超電導体よりなる超電導テープ線材を
準備する工程と、重ね合わせられるべきそれぞれの超電
導テープ線材の端末部の一方表面側において、金属被覆
の一部を取除いて酸化物超電導体の一部表面を露出させ
る工程と、それぞれの超電導テープ線材の露出した酸化
物超電導体の一方表面に平行な面同士を介在物なしで重
ね合わせて接合する工程と、接合されたそれぞれの超電
導テープ線材に熱処理を施す工程とを備え、超電導テー
プ線材の接合工程は、それぞれの超電導テープ線材が重
ね合わされた部分の全体の厚みが、接合前の超電導テー
プ線材の厚みよりも小さくなるような圧力で押圧するこ
とにより行なわれる。
造方法は、ビスマス系超電導相と非超電導相とを有する
粉末を金属被覆した線材を熱処理して、金属被覆された
ビスマス系酸化物超電導体よりなる超電導テープ線材を
準備する工程と、重ね合わせられるべきそれぞれの超電
導テープ線材の端末部の一方表面側において、金属被覆
の一部を取除いて酸化物超電導体の一部表面を露出させ
る工程と、それぞれの超電導テープ線材の露出した酸化
物超電導体の一方表面に平行な面同士を介在物なしで重
ね合わせて接合する工程と、接合されたそれぞれの超電
導テープ線材に熱処理を施す工程とを備え、超電導テー
プ線材の接合工程は、それぞれの超電導テープ線材が重
ね合わされた部分の全体の厚みが、接合前の超電導テー
プ線材の厚みよりも小さくなるような圧力で押圧するこ
とにより行なわれる。
【０００６】これらの接合部の製法としては、金属被覆
された超電導体よりなる超電導テープ線の超電導体同士
を重ね合わせて、または同じ線材から取り出した超電導
体をその中間に配して重ね合わせ、その外側に金属被覆
材を配置させ、塑性加工または押圧加工した後、熱処理
し、超電導体同士を接合させるなどの方法がとられる
が、これに限定することなく、種々の方法を採用でき
る。
された超電導体よりなる超電導テープ線の超電導体同士
を重ね合わせて、または同じ線材から取り出した超電導
体をその中間に配して重ね合わせ、その外側に金属被覆
材を配置させ、塑性加工または押圧加工した後、熱処理
し、超電導体同士を接合させるなどの方法がとられる
が、これに限定することなく、種々の方法を採用でき
る。
【０００７】この発明においては、超電導線の超電導体
同士がお互いに他の材料を介さずに接合されていること
が必須である。
同士がお互いに他の材料を介さずに接合されていること
が必須である。
【０００８】また、接合する際、接合長さを５ｍｍ以上
とることが望ましい。この発明により得られる超電導線
は、テープ状線材の形をしており、ケーブル、ブスバ
ー、パワーリード、コイルなどに用いられる。
とることが望ましい。この発明により得られる超電導線
は、テープ状線材の形をしており、ケーブル、ブスバ
ー、パワーリード、コイルなどに用いられる。
【０００９】高温超電導体の線材としては、金属被覆さ
れたものが、安定性の点から好ましく、この発明で用い
られる。
れたものが、安定性の点から好ましく、この発明で用い
られる。
【００１０】金属の種類としては、高温超電導体と反応
せず、加工性が良好で安定化材として機能するような比
抵抗の小さなものがよく、銀および銀合金が用いられ
る。これらの金属は、高温超電導体を被覆し、または中
間層として用いられる。中間層として用いられる場合に
は、その上に別の金属、たとえば銅、アルミニウム、ニ
ッケルやステンレススチールまたはそれらの合金がさら
に被覆される。
せず、加工性が良好で安定化材として機能するような比
抵抗の小さなものがよく、銀および銀合金が用いられ
る。これらの金属は、高温超電導体を被覆し、または中
間層として用いられる。中間層として用いられる場合に
は、その上に別の金属、たとえば銅、アルミニウム、ニ
ッケルやステンレススチールまたはそれらの合金がさら
に被覆される。
【００１１】高温超電導体としては、ビスマス系のもの
が用いられる。ビスマス系酸化物超電導体は、臨界温度
（１１０Ｋ）、臨界電流密度に優れ、毒性が少なく、な
らびに希土類元素を必要としないからである。なお、ビ
スマス系以外にイットリウム系やタリウム系の酸化物超
電導体も用いることができる。
が用いられる。ビスマス系酸化物超電導体は、臨界温度
（１１０Ｋ）、臨界電流密度に優れ、毒性が少なく、な
らびに希土類元素を必要としないからである。なお、ビ
スマス系以外にイットリウム系やタリウム系の酸化物超
電導体も用いることができる。
【００１２】
【発明の作用効果】この発明の超電導線の製造方法は、
金属被覆されたビスマス系酸化物超電導体よりなる超電
導テープ線の製造方法であって、接合されるべきそれぞ
れの超電導テープ線材の露出した酸化物超電導体の一方
表面に平行な面同士が介在物なしに重ね合わされて接合
され、かつ接合された部分の全体の厚みが、接合前の超
電導テープ線材の厚みよりも小さくなるような圧力で押
圧して接合することを特徴とする超電導線の製造方法で
あるので、超電導電流を流すことが可能で、安定してお
り、コイルの永久電流接合や大電流導体の接合として用
いることが可能である。したがって、種々の用途に最適
な超電導線の接合部を提供することができる。すなわ
ち、ケーブル、ブスバー、パワーリードおよびマグネッ
トなどに用いることができる。
金属被覆されたビスマス系酸化物超電導体よりなる超電
導テープ線の製造方法であって、接合されるべきそれぞ
れの超電導テープ線材の露出した酸化物超電導体の一方
表面に平行な面同士が介在物なしに重ね合わされて接合
され、かつ接合された部分の全体の厚みが、接合前の超
電導テープ線材の厚みよりも小さくなるような圧力で押
圧して接合することを特徴とする超電導線の製造方法で
あるので、超電導電流を流すことが可能で、安定してお
り、コイルの永久電流接合や大電流導体の接合として用
いることが可能である。したがって、種々の用途に最適
な超電導線の接合部を提供することができる。すなわ
ち、ケーブル、ブスバー、パワーリードおよびマグネッ
トなどに用いることができる。
【００１３】
【実施例】実施例１ Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８０：０．４１：
２．０１：２．１８：３．０２の組成を持つように、酸
化物、炭素塩を混合し、熱処理により主に２２１２相と
非超電導相からなる粉末を準備し、これを６ｔｏｒｒの
減圧雰囲気で７６０℃、３時間の脱ガス処理をした。こ
れらの粉末を外径１２ｍｍ、内径８ｍｍの銀で被覆し、
１ｍｍまで伸線加工し、０．１８ｍｍの厚みまで圧延加
工した。
２．０１：２．１８：３．０２の組成を持つように、酸
化物、炭素塩を混合し、熱処理により主に２２１２相と
非超電導相からなる粉末を準備し、これを６ｔｏｒｒの
減圧雰囲気で７６０℃、３時間の脱ガス処理をした。こ
れらの粉末を外径１２ｍｍ、内径８ｍｍの銀で被覆し、
１ｍｍまで伸線加工し、０．１８ｍｍの厚みまで圧延加
工した。
【００１４】この線材を８４５℃、５０時間熱処理し焼
結した。得られた線材を図１に示す。図１に示すように
酸化物高温超電導体１のまわりに金属被覆２が設けられ
ている。
結した。得られた線材を図１に示す。図１に示すように
酸化物高温超電導体１のまわりに金属被覆２が設けられ
ている。
【００１５】この線材を、図２に示すようにそれぞれの
端末を処理し、酸化物高温超電導体１を露出させた。図
２のように処理した端末を酸化物高温超電導体１部分が
８ｍｍ重なるように重ね合わせて、２０トンの圧力で押
圧し、全体が０．１５ｍｍの厚みになるようにした。
端末を処理し、酸化物高温超電導体１を露出させた。図
２のように処理した端末を酸化物高温超電導体１部分が
８ｍｍ重なるように重ね合わせて、２０トンの圧力で押
圧し、全体が０．１５ｍｍの厚みになるようにした。
【００１６】この線材を、８４０℃、５０時間熱処理し
た。この線材の接合部の臨界電流を測定したところ、液
体窒素温度で臨界電流は、３０から４０Ａであった。こ
の線材の液体窒素温度における臨界電流と同等であるこ
とがわかった。
た。この線材の接合部の臨界電流を測定したところ、液
体窒素温度で臨界電流は、３０から４０Ａであった。こ
の線材の液体窒素温度における臨界電流と同等であるこ
とがわかった。
【００１７】実施例２ Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８２：０．４３：
２．００：２．０７：３．００の組成を持つように、酸
化物、炭素塩を混合し、熱処理により主に２２１２相と
非超電導相からなる粉末を準備し、これを８ｔｏｒｒの
減圧雰囲気で７６０℃、２時間の脱ガス処理をした。こ
れらの粉末を外径１２ｍｍ、内径８ｍｍの銀で被覆し、
１ｍｍまで伸線加工し、０．１８ｍｍの厚みまで圧延加
工した。
２．００：２．０７：３．００の組成を持つように、酸
化物、炭素塩を混合し、熱処理により主に２２１２相と
非超電導相からなる粉末を準備し、これを８ｔｏｒｒの
減圧雰囲気で７６０℃、２時間の脱ガス処理をした。こ
れらの粉末を外径１２ｍｍ、内径８ｍｍの銀で被覆し、
１ｍｍまで伸線加工し、０．１８ｍｍの厚みまで圧延加
工した。
【００１８】この線材を、８５０℃で５０時間熱処理し
た。これらの線材２本を用いて、それぞれ１０ｍｍの長
さで片側の銀を剥ぎ、超電導体を露出させ、その間に超
電導テープ線の中心部のビスマス系超電導体から取り出
した厚み３０μｍの薄いテープを介在させた。この構造
のものを３０トンの荷重で押圧し、これらを、８４０
℃、５０時間熱処理した。この線材の接合部の臨界電流
を測定したところ、液体窒素温度で臨界電流は、３０か
ら４０Ａであった。この線材の液体窒素温度における臨
界電流と同等であることがわかった。
た。これらの線材２本を用いて、それぞれ１０ｍｍの長
さで片側の銀を剥ぎ、超電導体を露出させ、その間に超
電導テープ線の中心部のビスマス系超電導体から取り出
した厚み３０μｍの薄いテープを介在させた。この構造
のものを３０トンの荷重で押圧し、これらを、８４０
℃、５０時間熱処理した。この線材の接合部の臨界電流
を測定したところ、液体窒素温度で臨界電流は、３０か
ら４０Ａであった。この線材の液体窒素温度における臨
界電流と同等であることがわかった。
【図１】この発明の実施例において製造した超電導線材
を示す斜視図であり、金属被覆を剥ぐ前の状態を示す図
である。
を示す斜視図であり、金属被覆を剥ぐ前の状態を示す図
である。
【図２】この発明の一実施例において製造した超電導線
材を示す斜視図であり、接合前に金属被覆を剥いだ状態
を示している。
材を示す斜視図であり、接合前に金属被覆を剥いだ状態
を示している。
１ 酸化物高温超電導体 ２ 金属被覆
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01R 4/68
Claims (1)
- 【請求項１】 ビスマス系超電導相と非超電導相とを有
する粉末を金属被覆した線材を熱処理して、金属被覆さ
れたビスマス系酸化物超電導体よりなる超電導テープ線
材を準備する工程と、 重ね合わせられるべきそれぞれの前記超電導テープ線材
の端末部の一方表面側において、前記金属被覆の一部を
取除いて前記酸化物超電導体の一部表面を露出させる工
程と、 それぞれの前記超電導テープ線材の露出した前記酸化物
超電導体の前記一方表面に平行な面同士を介在物なしで
重ね合わせて接合する工程と、 接合されたそれぞれの前記超電導テープ線材に熱処理を
施す工程とを備え、 前記超電導テープ線材の接合工程は、それぞれの前記超
電導テープ線材が重ね合わされた部分の全体の厚みが、
接合前の前記超電導テープ線材の厚みよりも小さくなる
ような圧力で押圧することにより行なわれる、超電導線
の製造方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03030398A JP3143932B2 (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 超電導線の製造方法 |
| AU11018/92A AU653983B2 (en) | 1991-02-25 | 1992-02-18 | Junction between wires employing oxide superconductors and joining method therefor |
| DE69202275T DE69202275T3 (de) | 1991-02-25 | 1992-02-24 | Verbindung zwischen Drähten unter Verwendung von Oxid-Supraleitern und Methode für die Verbindung. |
| EP92103099A EP0501394B2 (en) | 1991-02-25 | 1992-02-24 | Junction between wires employing oxide superconductors and joining method therefor |
| FI920803A FI920803A (fi) | 1991-02-25 | 1992-02-24 | Fog mellan traodar av oxidsupraledare och foerfarande foer sammanfogande av dessa |
| US08/446,349 US5949131A (en) | 1991-02-25 | 1995-05-22 | Junction between wires employing oxide superconductors and joining method therefor |
| US09/112,970 US6194226B1 (en) | 1991-02-25 | 1998-07-09 | Junction between wires employing oxide superconductors and joining method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03030398A JP3143932B2 (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 超電導線の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04269471A JPH04269471A (ja) | 1992-09-25 |
| JP3143932B2 true JP3143932B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=12302829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03030398A Expired - Lifetime JP3143932B2 (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3143932B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3521612B2 (ja) | 1996-05-13 | 2004-04-19 | 住友電気工業株式会社 | 超電導導体の接続構造 |
| CA2542829A1 (en) * | 2004-06-22 | 2005-12-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for manufacturing superconducting wire |
| GB2565839A (en) * | 2017-08-25 | 2019-02-27 | Tokamak Energy Ltd | Superconducting joint using exfoliated ReBCO |
-
1991
- 1991-02-25 JP JP03030398A patent/JP3143932B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04269471A (ja) | 1992-09-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000613 |
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