JP3158408B2 - 酸化物超電導線材およびその製造方法 - Google Patents
酸化物超電導線材およびその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は超電導線材、特に酸化物超電導体を用いた
超電導線材に関するものである。
超電導線材に関するものである。
［従来の技術］ 近年、複合酸化物焼結体が高い臨界温度で超電導性を
示すことが報告され、この超電導体を利用した超電導技
術の実用化が促進されようとしている。YBaCuO系酸化物
は90Kで、BiPbSrCaCuO系酸化物は110Kで、超電導現象を
示すことが報告されている。
示すことが報告され、この超電導体を利用した超電導技
術の実用化が促進されようとしている。YBaCuO系酸化物
は90Kで、BiPbSrCaCuO系酸化物は110Kで、超電導現象を
示すことが報告されている。
これらの酸化物超電導体は、比較的安価で入手が容易
な液体窒素中で超電導を示すため、実用化が期待されて
いる。これらの酸化物超電導体を、たとえば超電導マグ
ネットの巻線等に使用する場合には、線材化する必要が
ある。ところが、これらの酸化物超電導体は異方性を有
することが知られており、大きな臨界電流密度（Jc）を
得るためには、酸化物超電導体の結晶を特定の方向に配
向させることが必要となる。従来は、金属パイプ内に酸
化物超電導体の粉末を充填し、これを所定の径になるま
で伸線加工した後、ロール圧延やプレス等で加工して酸
化物超電導体の結晶を所定の方向に配向させたテープ状
の線材としている。
な液体窒素中で超電導を示すため、実用化が期待されて
いる。これらの酸化物超電導体を、たとえば超電導マグ
ネットの巻線等に使用する場合には、線材化する必要が
ある。ところが、これらの酸化物超電導体は異方性を有
することが知られており、大きな臨界電流密度（Jc）を
得るためには、酸化物超電導体の結晶を特定の方向に配
向させることが必要となる。従来は、金属パイプ内に酸
化物超電導体の粉末を充填し、これを所定の径になるま
で伸線加工した後、ロール圧延やプレス等で加工して酸
化物超電導体の結晶を所定の方向に配向させたテープ状
の線材としている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような酸化物超電導体は、磁場が
印加される方向により臨界電流密度が大きく異なるとい
う異方性も有している。このため、テープ状線材にして
酸化物超電導体の結晶を所定方向に配向させた場合にお
いて、テープの面に平行な磁場が印加された場合と、垂
直な磁場が印加された場合とでは、大きく異なる臨界電
流密度となることが知られている。たとえば1Tの磁場が
テープ面に平行に印加された場合には1000A/cm2程度の
臨界電流密度であるのに対し、垂直な磁場の場合にはほ
とんど電流が流れない。このような従来のテープ状線材
をコイル状に巻き付けて超電導マグネットとした場合、
コイルの端部分と中央部分とでは発生した磁場の印加方
向が異なり、１つの線材において臨界電流密度の高い部
分と低い部分とが生じる。線材としての臨界電流密度
は、全体的なものであるため、臨界電流密度の低い部分
が支配的となり全体としては高い電流密度は得られな
い。
印加される方向により臨界電流密度が大きく異なるとい
う異方性も有している。このため、テープ状線材にして
酸化物超電導体の結晶を所定方向に配向させた場合にお
いて、テープの面に平行な磁場が印加された場合と、垂
直な磁場が印加された場合とでは、大きく異なる臨界電
流密度となることが知られている。たとえば1Tの磁場が
テープ面に平行に印加された場合には1000A/cm2程度の
臨界電流密度であるのに対し、垂直な磁場の場合にはほ
とんど電流が流れない。このような従来のテープ状線材
をコイル状に巻き付けて超電導マグネットとした場合、
コイルの端部分と中央部分とでは発生した磁場の印加方
向が異なり、１つの線材において臨界電流密度の高い部
分と低い部分とが生じる。線材としての臨界電流密度
は、全体的なものであるため、臨界電流密度の低い部分
が支配的となり全体としては高い電流密度は得られな
い。
酸化物超電導体は、常電導状態に達する以前に、内部
に磁束が侵入する超電導体であることが知られている。
磁束が動かないように固定することをピンニングと呼ん
でおり、大きな臨界電流密度を得るためには、このピン
ニング力を高めることが必要である。
に磁束が侵入する超電導体であることが知られている。
磁束が動かないように固定することをピンニングと呼ん
でおり、大きな臨界電流密度を得るためには、このピン
ニング力を高めることが必要である。
しかしながら、従来の酸化物超電導線材では、ピンニ
ング力を高めるための工夫がなされておらず、したがっ
て大きな臨界電流密度を有するものが得られていない。
ング力を高めるための工夫がなされておらず、したがっ
て大きな臨界電流密度を有するものが得られていない。
この発明の主な目的は、どのような方向から磁場が印
加されても常に一定の臨界電流密度を維持することので
きる酸化物超電導線材およびその製造方法を提供するこ
とにある。
加されても常に一定の臨界電流密度を維持することので
きる酸化物超電導線材およびその製造方法を提供するこ
とにある。
この発明の他の目的は、ピンニング力の向上により、
より大きな臨界電流密度を有した超電導線材を提供する
ことにある。
より大きな臨界電流密度を有した超電導線材を提供する
ことにある。
［課題を解決するための手段および発明の作用効果］ この発明に従う酸化物超電導線材は、異方性を有する
酸化物超電導体の線材であって、線材の芯部と、酸化物
超電導体の特定の結晶軸の方向が芯部に向かって配列す
るように芯部のまわりを取囲む超電導層とを備えてい
る。
酸化物超電導体の線材であって、線材の芯部と、酸化物
超電導体の特定の結晶軸の方向が芯部に向かって配列す
るように芯部のまわりを取囲む超電導層とを備えてい
る。
この発明において異方性を有する酸化物超電導体は特
に限定されるものではないが、たとえばBiPbSrCaCuO系
酸化物や、YBaCuO系の酸化物などが挙げられる。またほ
とんどの酸化物超電導材料は、電流の流れ易さ等におい
て異方性を有するものと考えられるので、ほとんどの酸
化物超電導体に適用され得るものである。
に限定されるものではないが、たとえばBiPbSrCaCuO系
酸化物や、YBaCuO系の酸化物などが挙げられる。またほ
とんどの酸化物超電導材料は、電流の流れ易さ等におい
て異方性を有するものと考えられるので、ほとんどの酸
化物超電導体に適用され得るものである。
この発明に従う製造方法は、線材の芯部となる金属棒
のまわりに金属シースを配置し金属シースと金属棒の間
に酸化物超電導体の粉末を充填して複合材とする工程
と、金属シースの減面率が金属棒の減面率よりも大きく
なるように複合材を減面加工する工程とを備えている。
のまわりに金属シースを配置し金属シースと金属棒の間
に酸化物超電導体の粉末を充填して複合材とする工程
と、金属シースの減面率が金属棒の減面率よりも大きく
なるように複合材を減面加工する工程とを備えている。
金属シースの減面率が金属棒の減面率よりも大きくな
るように複合材を減面加工する方法としては、たとえば
金属シースと金属棒とで加工性の異なる材質を用いる方
法がある。すなわち、金属棒には加工されにくい材質の
金属を用い、金属シースには加工されやすい材質の金属
を用いる。このような材質の選択により、金属棒の減面
率を小さくし、金属シースの減面率を大きくすることが
できる。たとえば、酸化物超電導体としてBiPbSrCaCuO
系酸化物を用いる場合、酸化物超電導体と反応しにくい
金属としてAgがあるが、このAgを金属シースの材質とし
て用い、Agよりも加工されにくい金属、たとえばNiを金
属棒として用いる。この際Niが酸化物超電導体と接して
反応するのを防止するため、金属棒の表面をAg等で被覆
することが好ましい。
るように複合材を減面加工する方法としては、たとえば
金属シースと金属棒とで加工性の異なる材質を用いる方
法がある。すなわち、金属棒には加工されにくい材質の
金属を用い、金属シースには加工されやすい材質の金属
を用いる。このような材質の選択により、金属棒の減面
率を小さくし、金属シースの減面率を大きくすることが
できる。たとえば、酸化物超電導体としてBiPbSrCaCuO
系酸化物を用いる場合、酸化物超電導体と反応しにくい
金属としてAgがあるが、このAgを金属シースの材質とし
て用い、Agよりも加工されにくい金属、たとえばNiを金
属棒として用いる。この際Niが酸化物超電導体と接して
反応するのを防止するため、金属棒の表面をAg等で被覆
することが好ましい。
また、金属棒および金属シースに同じ材質の金属を用
い、減面加工方法を工夫することによって、金属シース
の減面率を金属棒の減面率よりも大きくしてもよい。
い、減面加工方法を工夫することによって、金属シース
の減面率を金属棒の減面率よりも大きくしてもよい。
この発明において減面加工方法は、特に限定されるも
のではないが、たとえば、伸線、圧延およびスウェージ
加工等を用いることができる。
のではないが、たとえば、伸線、圧延およびスウェージ
加工等を用いることができる。
なお、この発明において、芯部は線材中１つであって
もよいし、複数であってもよい。芯部を複数にする場合
には、従来の化合物系の超電導線材におけるような多芯
線の構造にすることができる。
もよいし、複数であってもよい。芯部を複数にする場合
には、従来の化合物系の超電導線材におけるような多芯
線の構造にすることができる。
この発明の酸化物超電導線材では、酸化物超電導体の
特定の結晶軸の方向が芯部に向いて配列するように芯部
のまわりに超電導層が設けられている。このため、超電
導層には径方向の断面において、特定の結晶軸を360度
異なる方向に向けた酸化物超電導体の結晶が存在してお
り、印加される磁場に対し、最も高い臨界電流密度を示
す酸化物超電導体の結晶がいずれかの部分に必ず存在し
ている。したがって、この発明の酸化物超電導線材で
は、磁場の印加する方向は部分的に異なっていても、常
に臨界電流密度の高い部分が線材の長手方向に連なって
存在している。このため全体としての臨界電流密度を高
く維持することができる。
特定の結晶軸の方向が芯部に向いて配列するように芯部
のまわりに超電導層が設けられている。このため、超電
導層には径方向の断面において、特定の結晶軸を360度
異なる方向に向けた酸化物超電導体の結晶が存在してお
り、印加される磁場に対し、最も高い臨界電流密度を示
す酸化物超電導体の結晶がいずれかの部分に必ず存在し
ている。したがって、この発明の酸化物超電導線材で
は、磁場の印加する方向は部分的に異なっていても、常
に臨界電流密度の高い部分が線材の長手方向に連なって
存在している。このため全体としての臨界電流密度を高
く維持することができる。
この発明の製造方法では、金属シースの減面率を金属
棒の減面率よりも大きくなるように複合材を減面加工し
ている。このような減面加工を行なうことにより、金属
シースと金属棒との間の隙間の厚みが減面加工をするに
つれて薄くなり、この隙間に充填された酸化物超電導の
粉末は、圧縮される。この圧縮により、酸化物超電導体
の粉末は、従来のテープ状線材の製造の場合と同様な力
を受け、所定の方向に配列する。たとえば、酸化物超電
導体としてBiPbSrCaCuO系超電導体を用いた場合には、
Ｃ面に沿って劈開するので、Ｃ面と垂直なＣ軸が芯部に
向いて配列する。BiPbSrCaCuO系酸化物超電導体では、
Ｃ面の方向が最も臨界電流密度の高い方向であり、酸化
物超電導体がこの方向に配向するように線材が製造され
る。また、線材の径方向の断面では、上述したように、
Ｃ軸が芯部に向いて配列するように超電導層が形成され
ており、いかなる磁場の印加方向に対しても、最も臨界
電流律度の高い部分が必ず存在する。したがって、この
最も臨界電流密度の高い部分が、高磁場において電流輸
送を請負うことになり、磁場の印加方向に影響を受ける
ことなく、常に高い臨界電流密度が確保される。
棒の減面率よりも大きくなるように複合材を減面加工し
ている。このような減面加工を行なうことにより、金属
シースと金属棒との間の隙間の厚みが減面加工をするに
つれて薄くなり、この隙間に充填された酸化物超電導の
粉末は、圧縮される。この圧縮により、酸化物超電導体
の粉末は、従来のテープ状線材の製造の場合と同様な力
を受け、所定の方向に配列する。たとえば、酸化物超電
導体としてBiPbSrCaCuO系超電導体を用いた場合には、
Ｃ面に沿って劈開するので、Ｃ面と垂直なＣ軸が芯部に
向いて配列する。BiPbSrCaCuO系酸化物超電導体では、
Ｃ面の方向が最も臨界電流密度の高い方向であり、酸化
物超電導体がこの方向に配向するように線材が製造され
る。また、線材の径方向の断面では、上述したように、
Ｃ軸が芯部に向いて配列するように超電導層が形成され
ており、いかなる磁場の印加方向に対しても、最も臨界
電流律度の高い部分が必ず存在する。したがって、この
最も臨界電流密度の高い部分が、高磁場において電流輸
送を請負うことになり、磁場の印加方向に影響を受ける
ことなく、常に高い臨界電流密度が確保される。
この発明の超電導線材は、磁場の印加方向による依存
性を有さず、いかなる磁場の印加方向に対しても高い臨
界電流密度を示す。
性を有さず、いかなる磁場の印加方向に対しても高い臨
界電流密度を示す。
また、この発明の製造方法によれば、高い臨界電流密
度を示す超電導線材を簡易な工程でしかも生産性よく製
造することができる。
度を示す超電導線材を簡易な工程でしかも生産性よく製
造することができる。
この発明の酸化物超電導線材は、以上のような優れた
利点を有するので、強磁場のもとで、特に磁場の分布が
複雑である超電導マグネットを使用する分野において有
用なものである。
利点を有するので、強磁場のもとで、特に磁場の分布が
複雑である超電導マグネットを使用する分野において有
用なものである。
この発明の１つの態様では、中心部のまわりに設けら
れる酸化物の超電導層を複数に分割することにより、酸
化物超電導層とマトリックスとの間の境界を増加し、ピ
ンニングとなる点を増やして、ピンニング力を向上させ
ている。また、この態様においては、酸化物超電導層を
半径方向よりも周方向に長い形状とすることにより、加
工の際酸化物超電導層に周方向に対し垂直な力が加わる
ので、酸化物超電導層が長手方向に配向し、電流が流れ
やすくなる。
れる酸化物の超電導層を複数に分割することにより、酸
化物超電導層とマトリックスとの間の境界を増加し、ピ
ンニングとなる点を増やして、ピンニング力を向上させ
ている。また、この態様においては、酸化物超電導層を
半径方向よりも周方向に長い形状とすることにより、加
工の際酸化物超電導層に周方向に対し垂直な力が加わる
ので、酸化物超電導層が長手方向に配向し、電流が流れ
やすくなる。
また、この態様では、複数の酸化物超電導層の間に電
気抵抗の高い物質からなる高抵抗層を介在させている。
電流として交流を流した場合、各酸化物超電導層間のマ
トリックス中を結合電流が流れる。この結合電流は、交
流通電の際のロスとなる。したがって、交流通電の際の
ロスを低下させるためには、この結合電流をできるだけ
小さくする必要がある。この実施態様においては、複数
の酸化物超電導層間に、電気抵抗の高い物質からなる高
抵抗層を介在させることによって、この結合電流を小さ
くし、交流通電の際のロスを低下させている。
気抵抗の高い物質からなる高抵抗層を介在させている。
電流として交流を流した場合、各酸化物超電導層間のマ
トリックス中を結合電流が流れる。この結合電流は、交
流通電の際のロスとなる。したがって、交流通電の際の
ロスを低下させるためには、この結合電流をできるだけ
小さくする必要がある。この実施態様においては、複数
の酸化物超電導層間に、電気抵抗の高い物質からなる高
抵抗層を介在させることによって、この結合電流を小さ
くし、交流通電の際のロスを低下させている。
高抵抗層を形成する物質としては、金属やセラミック
ス等を使用することができる。たとえばマトリックス金
属として銀を用いた場合には、銀合金やステンレスなど
の高抵抗層の材料として使用することができる。これら
の材質を使用した場合には、マトリックスの強度の向上
をも図ることができる。
ス等を使用することができる。たとえばマトリックス金
属として銀を用いた場合には、銀合金やステンレスなど
の高抵抗層の材料として使用することができる。これら
の材質を使用した場合には、マトリックスの強度の向上
をも図ることができる。
［実施例］ 実施例１ Ba:Pb:Sr:Ca:Cu＝1.8:0.4:2:2.3:3の割合となるよう
にそれぞれの酸化物の粉末を混合し、この混合粉末を80
0℃で２回、次いで860℃で１回仮焼結した。内径8mm,外
形12mmのAgシースに、厚み0.5mmのAgで表面を覆った直
径3mmのNi棒を挿入し、その隙間に仮焼結した酸化物超
電導粉末を充填し、複合材とした。この複合材を引き抜
き加工およびスウェージ加工により、直径が3mmになる
まで減面加工した。この減面加工後の線材を、840℃で1
00時間熱処理し、その後さらに2mmまで減面加工し、さ
らに840℃で50時間熱処理した。得られた超電導線材の
断面を第１図に示す。第１図において、１は芯部を示し
Ni棒を減面加工した部分である。２は芯部被覆層を示し
Ni棒を被覆するAgの層である。３は超電導層を示す。４
は外部被覆層を示し、Agの金属パイプを減面加工した部
分である。
にそれぞれの酸化物の粉末を混合し、この混合粉末を80
0℃で２回、次いで860℃で１回仮焼結した。内径8mm,外
形12mmのAgシースに、厚み0.5mmのAgで表面を覆った直
径3mmのNi棒を挿入し、その隙間に仮焼結した酸化物超
電導粉末を充填し、複合材とした。この複合材を引き抜
き加工およびスウェージ加工により、直径が3mmになる
まで減面加工した。この減面加工後の線材を、840℃で1
00時間熱処理し、その後さらに2mmまで減面加工し、さ
らに840℃で50時間熱処理した。得られた超電導線材の
断面を第１図に示す。第１図において、１は芯部を示し
Ni棒を減面加工した部分である。２は芯部被覆層を示し
Ni棒を被覆するAgの層である。３は超電導層を示す。４
は外部被覆層を示し、Agの金属パイプを減面加工した部
分である。
得られた超電導線材に磁場を印加し、印加磁場と臨界
電流密度（Jc）との関係を測定した。また、同じBiPbSr
CaCuO系超電導体を用いて作製した従来のテープ状線材
に対し、テープ面と垂直方向およびテープ面と水平方向
に磁場を印加させた場合の印加磁場と臨界電流密度との
関係を第２図に示した。
電流密度（Jc）との関係を測定した。また、同じBiPbSr
CaCuO系超電導体を用いて作製した従来のテープ状線材
に対し、テープ面と垂直方向およびテープ面と水平方向
に磁場を印加させた場合の印加磁場と臨界電流密度との
関係を第２図に示した。
第２図から明らかなように、この発明の超電導線材
は、従来のテープ状線材に比べ、高磁場においても高い
臨界電流密度を示している。また、磁場の印加方向を変
化させた場合にも、印加磁場と臨界電流密度との関係に
は変化がみられず、この発明の超電導線材には異方性が
存在していないことが確認された。
は、従来のテープ状線材に比べ、高磁場においても高い
臨界電流密度を示している。また、磁場の印加方向を変
化させた場合にも、印加磁場と臨界電流密度との関係に
は変化がみられず、この発明の超電導線材には異方性が
存在していないことが確認された。
実施例２ 第３図は、この発明に従う好ましい１つの態様を示す
断面図である。第３図において、酸化物超電導層12は、
中心部のまわりに複数分割されて形成されている。酸化
物超電導層12のまわりには、高抵抗層13が設けられてお
り、高抵抗層13はマトリックス11と酸化物超電導層12と
の間に介在している。このため、それぞれの酸化物超電
導層12の間に高抵抗層13が必ず介在することとなり、酸
化物超電導層12の間の電気抵抗を高め、交流を通電した
際に流れる結合電流を小さくしている。
断面図である。第３図において、酸化物超電導層12は、
中心部のまわりに複数分割されて形成されている。酸化
物超電導層12のまわりには、高抵抗層13が設けられてお
り、高抵抗層13はマトリックス11と酸化物超電導層12と
の間に介在している。このため、それぞれの酸化物超電
導層12の間に高抵抗層13が必ず介在することとなり、酸
化物超電導層12の間の電気抵抗を高め、交流を通電した
際に流れる結合電流を小さくしている。
実施例３ 上述の好ましい態様に従う実験例を以下に示す。
Bi:Pb:Sr:Ca:Cu＝1.8:0.4:2:2.2:3の割合となるよう
に、粒径１μｍ以下の、Bi2O3、PbO、SrCO3、CaCO3、お
よびCuOの粉末を混合し、800℃で２回仮焼した後、860
℃で焼結し、これを粉砕して粉末とした。この粉末を内
径10mm、外径12mmの銀シース中に充填し、これを直径4m
mまで伸線加工した。次に、内径4mm、外径5mmの銀−パ
ラジウム合金シース中に、この伸線加工した線材を挿入
し、扇形の曲率をもった平角線に加工した。この銀−パ
ラジウム合金シースは、最終的な超電導線材において
は、高抵抗層となるものである。
に、粒径１μｍ以下の、Bi2O3、PbO、SrCO3、CaCO3、お
よびCuOの粉末を混合し、800℃で２回仮焼した後、860
℃で焼結し、これを粉砕して粉末とした。この粉末を内
径10mm、外径12mmの銀シース中に充填し、これを直径4m
mまで伸線加工した。次に、内径4mm、外径5mmの銀−パ
ラジウム合金シース中に、この伸線加工した線材を挿入
し、扇形の曲率をもった平角線に加工した。この銀−パ
ラジウム合金シースは、最終的な超電導線材において
は、高抵抗層となるものである。
この平角線を内径6mm、外径8mmの銀シース中に挿入
し、中心部には銀の棒を挿入した。これを、直径3mmま
で伸線加工し、845℃で、50〜200時間焼結し、さらに1.
5mmまで伸線加工した後、845℃で50時間焼結した。
し、中心部には銀の棒を挿入した。これを、直径3mmま
で伸線加工し、845℃で、50〜200時間焼結し、さらに1.
5mmまで伸線加工した後、845℃で50時間焼結した。
得られた線材の断面を第４図に示す。第４図に示され
るように、線材の中心には銀の棒から形成された中心部
25が配置され、この中心部25のまわりには５つの扇形平
角線24が設けられている。扇形平角線24の中心には酸化
物超電導層21が位置し、そのまわりには銀シースからな
るマトリックス22が位置している。さらに、マトリック
ス層22のまわりには銀−パラジウム合金シースからなる
高抵抗層23が設けられている。１層目の扇形平角線24の
まわりには２層目の扇形平角線が６つ取囲むように配列
されており、そのまわりには、さらに銀シースからなる
最外層26が設けられている。
るように、線材の中心には銀の棒から形成された中心部
25が配置され、この中心部25のまわりには５つの扇形平
角線24が設けられている。扇形平角線24の中心には酸化
物超電導層21が位置し、そのまわりには銀シースからな
るマトリックス22が位置している。さらに、マトリック
ス層22のまわりには銀−パラジウム合金シースからなる
高抵抗層23が設けられている。１層目の扇形平角線24の
まわりには２層目の扇形平角線が６つ取囲むように配列
されており、そのまわりには、さらに銀シースからなる
最外層26が設けられている。
比較のため、第５図に示すような従来の超電導線材を
作製した。第５図において、中心は酸化物超電導体31で
あり、このまわりに銀シース32が設けられている。この
従来の線材を直径3mmまで伸線加工した後、上記の実施
例と同様の熱処理を行なった後、伸線加工した。なお、
伸線加工は、従来の超電導線材における超電導体31の断
面積と第４図の実施例における酸化物超電導層21の合計
の面積とが同一になるように伸線加工した。この結果、
直径は1.5mmとなった。
作製した。第５図において、中心は酸化物超電導体31で
あり、このまわりに銀シース32が設けられている。この
従来の線材を直径3mmまで伸線加工した後、上記の実施
例と同様の熱処理を行なった後、伸線加工した。なお、
伸線加工は、従来の超電導線材における超電導体31の断
面積と第４図の実施例における酸化物超電導層21の合計
の面積とが同一になるように伸線加工した。この結果、
直径は1.5mmとなった。
77.3Kで上記の実施例および比較例の線材の臨界電流
密度を測定した。この結果、実施例の線材は8000〜1400
0A/cm2の臨界電流密度を示したのに対し、比較例のもの
は1000A/cm2程度であった。
密度を測定した。この結果、実施例の線材は8000〜1400
0A/cm2の臨界電流密度を示したのに対し、比較例のもの
は1000A/cm2程度であった。
また、上記の実施例および比較例の線材に、60Hzの交
流電流を通電し、交流ロスを測定したところ、実施例の
ものは、比較例のものに比べ、数分の１から10分の１程
度であり、交流通電の際の損失が少ないことが確認され
た。
流電流を通電し、交流ロスを測定したところ、実施例の
ものは、比較例のものに比べ、数分の１から10分の１程
度であり、交流通電の際の損失が少ないことが確認され
た。
以上説明したように、この態様によれば、中心部のま
わりに設けられる酸化物超電導層が、長手方向に沿って
複数に分割して形成されているため、マトリックスと酸
化物超電導層との間の界面がより多くなり、ピンニング
となる点が増えることによって、ピンニング力が向上す
る。このため、この態様の超電導線材では、従来の線材
に比べ大きな臨界電流密度を示す。
わりに設けられる酸化物超電導層が、長手方向に沿って
複数に分割して形成されているため、マトリックスと酸
化物超電導層との間の界面がより多くなり、ピンニング
となる点が増えることによって、ピンニング力が向上す
る。このため、この態様の超電導線材では、従来の線材
に比べ大きな臨界電流密度を示す。
また、実施例において説明したように、この発明の好
ましい実施態様によれば、酸化物超電導層間に高抵抗層
が介在するため、交流を通電した際、酸化物超電導層間
に流れる結合電流が小さくなり、交流通電の際の損失を
低減させることができる。
ましい実施態様によれば、酸化物超電導層間に高抵抗層
が介在するため、交流を通電した際、酸化物超電導層間
に流れる結合電流が小さくなり、交流通電の際の損失を
低減させることができる。
また、この実施例の超電導線材における酸化物超電導
層は、中心部のまわりに設けられているものであるた
め、中心部に酸化物超電導層よりも減面加工されにくい
物質を配置することにより、線材を減面加工した際、酸
化物超電導層に圧縮応力を働かすことができ、酸化物超
電導体の結晶を電流が流れやすい方向に配列させること
ができる。このことによって、さらに臨界電流密度を高
めることができる。
層は、中心部のまわりに設けられているものであるた
め、中心部に酸化物超電導層よりも減面加工されにくい
物質を配置することにより、線材を減面加工した際、酸
化物超電導層に圧縮応力を働かすことができ、酸化物超
電導体の結晶を電流が流れやすい方向に配列させること
ができる。このことによって、さらに臨界電流密度を高
めることができる。
第１図は、この発明の一実施例を示す断面図である。 第２図は、第１図に示す実施例の酸化物超電導線材の印
加磁場と臨界電流密度との関係を示す図である。 第３図は、この発明の好ましい１つの態様を示す断面図
である。 第４図は、この発明の好ましい１つの態様に従う実施例
を示す断面図である。 第５図は、比較例としての従来の超電導線材を示す断面
図である。 図において、１は芯部、２は芯部被覆層、３は超電導
層、４は外部被覆層、11はマトリックス、12は酸化物超
電導層、13は高抵抗層、21は酸化物超電導層、22はマト
リックス層、23は高抵抗層、24は扇形平角線、25は中心
部、26は最外層を示す。
加磁場と臨界電流密度との関係を示す図である。 第３図は、この発明の好ましい１つの態様を示す断面図
である。 第４図は、この発明の好ましい１つの態様に従う実施例
を示す断面図である。 第５図は、比較例としての従来の超電導線材を示す断面
図である。 図において、１は芯部、２は芯部被覆層、３は超電導
層、４は外部被覆層、11はマトリックス、12は酸化物超
電導層、13は高抵抗層、21は酸化物超電導層、22はマト
リックス層、23は高抵抗層、24は扇形平角線、25は中心
部、26は最外層を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−95409（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01B 12/00 - 13/00
Claims (3)
- 【請求項１】異方性を有する酸化物超電導体の線材を製
造する方法であって、 前記線材の芯部となる金属棒のまわりに金属シースを配
置し、金属シースと金属棒の間に前記酸化物超電導体の
粉末を充填して複合材とし、 前記金属棒と前記金属シースとを異なる材料から構成す
ることにより、前記金属シースの減面率が前記金属棒の
減面率よりも大きくなるように前記複合材を減面加工す
る各工程を備える、酸化物超電導線材の製造方法。 - 【請求項２】異方性を有する酸化物超電導体の線材であ
って、 前記線材の芯部と、 前記酸化物超電導体の特定の結晶軸の方向が前記芯部に
向いて配列するように前記芯部のまわりを取囲む超電導
層とを備え、 前記超電導層が複数に分割して形成され、かつ半径方向
よりも周方向に長い形状に形成されている、酸化物超電
導線材。 - 【請求項３】前記複数の超電導層間に設けられる、電気
抵抗の高い物質からなる高抵抗層をさらに備える、請求
項２に記載の酸化物超電導線材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01309290A JP3158408B2 (ja) | 1989-01-26 | 1990-01-22 | 酸化物超電導線材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-19314 | 1989-01-26 | ||
| JP1931489 | 1989-01-26 | ||
| JP1-49463 | 1989-03-01 | ||
| JP4946389 | 1989-03-01 | ||
| JP01309290A JP3158408B2 (ja) | 1989-01-26 | 1990-01-22 | 酸化物超電導線材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0315116A JPH0315116A (ja) | 1991-01-23 |
| JP3158408B2 true JP3158408B2 (ja) | 2001-04-23 |
Family
ID=27280111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01309290A Expired - Lifetime JP3158408B2 (ja) | 1989-01-26 | 1990-01-22 | 酸化物超電導線材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3158408B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3885358B2 (ja) | 1998-04-28 | 2007-02-21 | 住友電気工業株式会社 | 酸化物高温超電導線材およびその製造方法 |
| AU777934B2 (en) | 1999-11-08 | 2004-11-04 | Hiroshi Maeda | High-temperature oxide superconductor wire and method for preparing the same |
| JP3783538B2 (ja) | 2000-08-29 | 2006-06-07 | 住友電気工業株式会社 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
-
1990
- 1990-01-22 JP JP01309290A patent/JP3158408B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0315116A (ja) | 1991-01-23 |
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