JP3182048B2 - 超伝導線の製造装置 - Google Patents
超伝導線の製造装置Info
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- 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
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超伝導マグネット、超
伝導エネルギー貯蔵装置、超伝導変圧器等各種超伝導機
器に用いられる超伝導線の製造装置に関する。
伝導エネルギー貯蔵装置、超伝導変圧器等各種超伝導機
器に用いられる超伝導線の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】超伝導線には、金属パイプの中に超伝導
体を挿入した金属シース線、芯材に超伝導体を取り付け
たもの、テープ上の基体に超伝導体を積層したもの等、
多様な形態がある。金属シース線を製造する為には、金
属板を金属パイプ状に加工しながら超伝導体を内部に供
給し、これを圧延やダイスを利用した塑性加工により所
望の形状に成形することが行われており、これらについ
ては、例えば、特開昭６３−２６４８２０号公報に連続
的に超伝導線を製造する方法と、それに使用される製造
装置の概要が示されている。又、芯材に超伝導体を取り
付けるものとしては、例えば、特開昭６３−２４１８２
６号公報では薄膜作成装置であるスパッタ装置を使用し
ている。テープ状の基体に超伝導体を積層する場合に
も、スパッタ装置やレーザー蒸着法等の薄膜作成装置を
使用することが出来ることは容易に推定することが出来
る。そして、イオンビームスパッタ法等、イオンビーム
を応用した薄膜作成法でも優れた特性の薄膜が得られる
ことが知られている。しかし、この方法で酸化物薄膜を
作成する為には、イオン化部の耐酸化性が課題となって
いる。
体を挿入した金属シース線、芯材に超伝導体を取り付け
たもの、テープ上の基体に超伝導体を積層したもの等、
多様な形態がある。金属シース線を製造する為には、金
属板を金属パイプ状に加工しながら超伝導体を内部に供
給し、これを圧延やダイスを利用した塑性加工により所
望の形状に成形することが行われており、これらについ
ては、例えば、特開昭６３−２６４８２０号公報に連続
的に超伝導線を製造する方法と、それに使用される製造
装置の概要が示されている。又、芯材に超伝導体を取り
付けるものとしては、例えば、特開昭６３−２４１８２
６号公報では薄膜作成装置であるスパッタ装置を使用し
ている。テープ状の基体に超伝導体を積層する場合に
も、スパッタ装置やレーザー蒸着法等の薄膜作成装置を
使用することが出来ることは容易に推定することが出来
る。そして、イオンビームスパッタ法等、イオンビーム
を応用した薄膜作成法でも優れた特性の薄膜が得られる
ことが知られている。しかし、この方法で酸化物薄膜を
作成する為には、イオン化部の耐酸化性が課題となって
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭６３−２４１８２６号公報に示されている塑性加工
装置を使用した場合には、超伝導体に臨界温度の高い酸
化物超伝導体を使用すると、シース材である金属の材料
が限定されてしまうという欠点がある。これは、酸化物
超伝導体では材料中の酸素が脱離すると超伝導特性が低
下し、場合によっては超伝導性を失ってしまう為であ
る。従って、シース材として、高温で酸素の透過性があ
り酸素と反応しにくい銀が使用されている。この為、銀
の融点よりも高い温度では超伝導線を製造することが出
来ず、現実に、使用することの出来る超伝導体は、Ｂｉ
２２１２や２２２３構造の超伝導体等に限定されてしま
うという問題がある。又、特開昭６３−２４１８２６号
公報に示されている様に、薄膜形成装置を使用する場合
には、上記の場合と異なり材料の制約は少ないが、酸化
物超伝導体の様に構成金属元素の種類が多いと、超伝導
体の場合には薄膜の形成速度が遅くなってしまうという
欠点がある。現状では、薄膜形成速度は通常、０．６〜
１８ｎｍ／ｍｉｎ程度、形成速度が速いレーザー蒸着法
でも３０ｎｍ／ｍｉｎ程度であり、産業用に使用する超
伝導線を製造する為には、更に速い薄膜形成速度での薄
膜作成が要望され、且つ酸化雰囲気中でも安定に動作す
る装置が必要である。
開昭６３−２４１８２６号公報に示されている塑性加工
装置を使用した場合には、超伝導体に臨界温度の高い酸
化物超伝導体を使用すると、シース材である金属の材料
が限定されてしまうという欠点がある。これは、酸化物
超伝導体では材料中の酸素が脱離すると超伝導特性が低
下し、場合によっては超伝導性を失ってしまう為であ
る。従って、シース材として、高温で酸素の透過性があ
り酸素と反応しにくい銀が使用されている。この為、銀
の融点よりも高い温度では超伝導線を製造することが出
来ず、現実に、使用することの出来る超伝導体は、Ｂｉ
２２１２や２２２３構造の超伝導体等に限定されてしま
うという問題がある。又、特開昭６３−２４１８２６号
公報に示されている様に、薄膜形成装置を使用する場合
には、上記の場合と異なり材料の制約は少ないが、酸化
物超伝導体の様に構成金属元素の種類が多いと、超伝導
体の場合には薄膜の形成速度が遅くなってしまうという
欠点がある。現状では、薄膜形成速度は通常、０．６〜
１８ｎｍ／ｍｉｎ程度、形成速度が速いレーザー蒸着法
でも３０ｎｍ／ｍｉｎ程度であり、産業用に使用する超
伝導線を製造する為には、更に速い薄膜形成速度での薄
膜作成が要望され、且つ酸化雰囲気中でも安定に動作す
る装置が必要である。
【０００４】従って、本発明の目的は、テープ、芯材等
の基体に超伝導体を形成した超伝導線を従来の２倍以上
の高速で、酸化雰囲気中でも信頼性よく製造することが
可能な優れた超伝導線の製造装置を提供することにあ
る。
の基体に超伝導体を形成した超伝導線を従来の２倍以上
の高速で、酸化雰囲気中でも信頼性よく製造することが
可能な優れた超伝導線の製造装置を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、下記の本
発明によって達成される。即ち、本発明は、超伝導線を
構成する各種材料の構成金属元素を含む物質を蒸発さ
せ、該構成金属元素の少なくとも１種をイオン化部でイ
オン化、加速して基体上に蒸発物質を付着させて上記各
種材料を形成する超伝導線の製造装置において、イオン
化部に設けられた電子引き出し用グリッドが電子放出フ
ィラメントから放出された電子の通過を可能とするスリ
ットを有し、且つ、該フィラメントの中心及び前記スリ
ットの中心点を通る直線と、蒸発物質をイオン化部へ供
給するための蒸発物質の供給窓の中心と、蒸発物質を付
着させるための基体の中心を結ぶ線との交点における挟
角θが、４０°＜θ≦９０°の関係を満足し、更に、上
記電子放出フィラメントの周囲に蒸発物質の付着を防止
する為の囲いが設けられており、該囲いの電子飛翔側に
スリットが設けられており、該スリット（角型の場合
は、幅Ｗ 1 及び高さＤ 1 、楕円形の場合は、長軸Ｗ 1 及び
短軸Ｄ 1 、円形の場合は直径Ｄ 1 ）と電子引き出し用グリ
ッドのスリット（角型の場合は、幅Ｗ 2 及び高さＤ 2 、楕
円形の場合は、長軸Ｗ 2 及び短軸Ｄ 2 、円形の場合は直径
Ｄ 2 ）とが下記の関係を満足しており、且つ前記囲いに
負の電圧を印加することが出来るように構成されている
ことを特徴とする超電導線の製造装置である。０＜Ｄ 1 ≦３．００Ｄ 2 、 Ｗ 1 ≦Ｗ 2 又、本願発明の別の態様は、超伝導線を構成する各種材
料の構成金属元素を含む物質を蒸発させ、構成金属元素
の少なくとも１種をイオン化部でイオン化、加速して基
体上に蒸発物質を付着させて上記各種材料を形成する超
伝導線の製造装置において、イオン化部に設けられた電
子引き出し用グリッドが、蒸発物質の拡がり角θ 1 に対
して０＜θ 2 ≦１．５θ 1 の関係を満足する拡がり角θ 2
で傾斜していることを特徴とする超電導線の製造装置で
ある。
発明によって達成される。即ち、本発明は、超伝導線を
構成する各種材料の構成金属元素を含む物質を蒸発さ
せ、該構成金属元素の少なくとも１種をイオン化部でイ
オン化、加速して基体上に蒸発物質を付着させて上記各
種材料を形成する超伝導線の製造装置において、イオン
化部に設けられた電子引き出し用グリッドが電子放出フ
ィラメントから放出された電子の通過を可能とするスリ
ットを有し、且つ、該フィラメントの中心及び前記スリ
ットの中心点を通る直線と、蒸発物質をイオン化部へ供
給するための蒸発物質の供給窓の中心と、蒸発物質を付
着させるための基体の中心を結ぶ線との交点における挟
角θが、４０°＜θ≦９０°の関係を満足し、更に、上
記電子放出フィラメントの周囲に蒸発物質の付着を防止
する為の囲いが設けられており、該囲いの電子飛翔側に
スリットが設けられており、該スリット（角型の場合
は、幅Ｗ 1 及び高さＤ 1 、楕円形の場合は、長軸Ｗ 1 及び
短軸Ｄ 1 、円形の場合は直径Ｄ 1 ）と電子引き出し用グリ
ッドのスリット（角型の場合は、幅Ｗ 2 及び高さＤ 2 、楕
円形の場合は、長軸Ｗ 2 及び短軸Ｄ 2 、円形の場合は直径
Ｄ 2 ）とが下記の関係を満足しており、且つ前記囲いに
負の電圧を印加することが出来るように構成されている
ことを特徴とする超電導線の製造装置である。０＜Ｄ 1 ≦３．００Ｄ 2 、 Ｗ 1 ≦Ｗ 2 又、本願発明の別の態様は、超伝導線を構成する各種材
料の構成金属元素を含む物質を蒸発させ、構成金属元素
の少なくとも１種をイオン化部でイオン化、加速して基
体上に蒸発物質を付着させて上記各種材料を形成する超
伝導線の製造装置において、イオン化部に設けられた電
子引き出し用グリッドが、蒸発物質の拡がり角θ 1 に対
して０＜θ 2 ≦１．５θ 1 の関係を満足する拡がり角θ 2
で傾斜していることを特徴とする超電導線の製造装置で
ある。
【０００６】
【作用】本発明によれば、超伝導線の各種形成材料を構
成する金属元素をイオン化する部分の各種部品の配置と
構成を特定の関係とした超伝導線の製造装置を用い、超
伝導線を形成する材料、例えば、酸化物超伝導材料、芯
材と超伝導体の間に設けるバファー層、保護層等の材料
を構成する金属元素の少なくとも一種をイオン化、加速
して各種材料の薄膜を基体上に連続的に形成することに
よって、使用する材料が制限されることなく、しかも各
材料の特性を低下させることなく、超伝導線の製造を可
能となる。
成する金属元素をイオン化する部分の各種部品の配置と
構成を特定の関係とした超伝導線の製造装置を用い、超
伝導線を形成する材料、例えば、酸化物超伝導材料、芯
材と超伝導体の間に設けるバファー層、保護層等の材料
を構成する金属元素の少なくとも一種をイオン化、加速
して各種材料の薄膜を基体上に連続的に形成することに
よって、使用する材料が制限されることなく、しかも各
材料の特性を低下させることなく、超伝導線の製造を可
能となる。
【０００７】
【好ましい実施態様】次に、本発明の好ましい実施態様
を挙げて本発明を詳細に説明する。図１に本発明の超伝
導線の製造方法で使用する製造装置の特徴部分であるイ
オン化部周辺の構成原理を示した。５は超伝導線を構成
する材料を加熱蒸発させる蒸発容器であり、蒸発物質を
基体６に供給する為の供給窓７が設けられている。３は
電子放出フィラメント、２は３からの電子を引き出す為
の引き出しグリッド、１は２から引き出された電子によ
りイオン化された蒸発物質を加速する為の加速電極であ
る。本発明で使用する超伝導線の製造装置は、上記の超
伝導線の形成材料を構成する金属元素をイオン化する部
分の各種部品の配置を、先ず、供給窓７の中心と基体６
の中心を結ぶ直線８と、電子放出フィラメント３と引き
出しグリッド２の中心を結ぶ線９との交点における挟角
をθとし、θが下記式の関係を満足する様に、２と３と
を配置する。 ４０°＜θ≦９０° （１）更に 、電子放出フィラメント３の周辺に囲い４を配置す
る。そして、この場合に、電子引き出しグリッド２に設
けられているスリットの大きさをＤ2、囲い４に設けら
れているスリットの大きさをＤ1（ここでは、スリット
は角型であり、その高さをＤ1、Ｄ2とし、それぞれの幅
をＷ1、Ｗ2とした）とする時、下記の関係を満足する様
に２と３のスリットの大きさを設定する。 ０＜Ｄ1 ≦３．００Ｄ2、 Ｗ1≦Ｗ2 （２） 尚、スリットの形状は上記の角型に限定されるものでは
なく、楕円形でも円形でもよい。この場合、楕円形の場
合は、長軸をＷ1及びＷ2、短軸をＤ1及びＤ2、円形の場
合は、直径をＤ1及びＤ2とする。
を挙げて本発明を詳細に説明する。図１に本発明の超伝
導線の製造方法で使用する製造装置の特徴部分であるイ
オン化部周辺の構成原理を示した。５は超伝導線を構成
する材料を加熱蒸発させる蒸発容器であり、蒸発物質を
基体６に供給する為の供給窓７が設けられている。３は
電子放出フィラメント、２は３からの電子を引き出す為
の引き出しグリッド、１は２から引き出された電子によ
りイオン化された蒸発物質を加速する為の加速電極であ
る。本発明で使用する超伝導線の製造装置は、上記の超
伝導線の形成材料を構成する金属元素をイオン化する部
分の各種部品の配置を、先ず、供給窓７の中心と基体６
の中心を結ぶ直線８と、電子放出フィラメント３と引き
出しグリッド２の中心を結ぶ線９との交点における挟角
をθとし、θが下記式の関係を満足する様に、２と３と
を配置する。 ４０°＜θ≦９０° （１）更に 、電子放出フィラメント３の周辺に囲い４を配置す
る。そして、この場合に、電子引き出しグリッド２に設
けられているスリットの大きさをＤ2、囲い４に設けら
れているスリットの大きさをＤ1（ここでは、スリット
は角型であり、その高さをＤ1、Ｄ2とし、それぞれの幅
をＷ1、Ｗ2とした）とする時、下記の関係を満足する様
に２と３のスリットの大きさを設定する。 ０＜Ｄ1 ≦３．００Ｄ2、 Ｗ1≦Ｗ2 （２） 尚、スリットの形状は上記の角型に限定されるものでは
なく、楕円形でも円形でもよい。この場合、楕円形の場
合は、長軸をＷ1及びＷ2、短軸をＤ1及びＤ2、円形の場
合は、直径をＤ1及びＤ2とする。
【０００８】この様な構造にしたイオン化部を有する製
造装置を使用すると、蒸発物質は３からの電子により一
部分がイオン化され、このイオンのもつエネルギーを利
用して基体６上に緻密で優れた特性の薄膜を形成するこ
とが出来る。又、蒸発容器５に供給窓７が設けられてい
る為に、蒸発物質が高密度の状態で基体６に到達し、薄
膜の形成速度を速くすることが可能となる。更に、囲い
４に負の電圧を印加すると、電子放出フィラメント３か
らの電子を、効率よく電子引き出しグリッド２により引
き出すことが出来るから、蒸発物質のイオン化率を各物
質の最適値に制御することが出来る。
造装置を使用すると、蒸発物質は３からの電子により一
部分がイオン化され、このイオンのもつエネルギーを利
用して基体６上に緻密で優れた特性の薄膜を形成するこ
とが出来る。又、蒸発容器５に供給窓７が設けられてい
る為に、蒸発物質が高密度の状態で基体６に到達し、薄
膜の形成速度を速くすることが可能となる。更に、囲い
４に負の電圧を印加すると、電子放出フィラメント３か
らの電子を、効率よく電子引き出しグリッド２により引
き出すことが出来るから、蒸発物質のイオン化率を各物
質の最適値に制御することが出来る。
【０００９】即ち、上記（１）の条件を満足することに
より、電子放出フィラメント３は、蒸発物質が付着する
ことによる電子放出効率や電子放出の安定性の低下が生
じにくくなる為、長時間にわたって安定な薄膜作成が可
能となる。更に、（２）の条件が加わることにより、安
定成膜はより確かなものとなる。これに対し、（１）及
び（２）以外の条件で装置の構成部品を配置、構成する
と、蒸発物質が電子放出フィラメント３に付着し易くな
り、フィラメント材料と蒸発物質が反応したり、フィラ
メントの表面に絶縁性の物質が付着したりする結果、薄
膜の作成条件が製造中に変化し、基体上に形成される薄
膜の各種特性が変動し、得られる超伝導線の特性が劣る
という問題がある。
より、電子放出フィラメント３は、蒸発物質が付着する
ことによる電子放出効率や電子放出の安定性の低下が生
じにくくなる為、長時間にわたって安定な薄膜作成が可
能となる。更に、（２）の条件が加わることにより、安
定成膜はより確かなものとなる。これに対し、（１）及
び（２）以外の条件で装置の構成部品を配置、構成する
と、蒸発物質が電子放出フィラメント３に付着し易くな
り、フィラメント材料と蒸発物質が反応したり、フィラ
メントの表面に絶縁性の物質が付着したりする結果、薄
膜の作成条件が製造中に変化し、基体上に形成される薄
膜の各種特性が変動し、得られる超伝導線の特性が劣る
という問題がある。
【００１０】供給窓７から基体６に供給される蒸発物質
は、図２に示す様に基体に到達するまでにある程度の広
がりを持つ。この為に、蒸発物質を均一にイオン化する
為には電子引き出しグリッド２と蒸発物質の拡がりの関
係も重要である。従って本発明の別の態様では、蒸発物
質の拡がり角θ1と電子引き出しグリッド２の拡がり角
θ2を下記の関係を満足する様に構成する。 ０＜θ2 ≦１．５θ1 （３） 即ち、この条件の範囲内では、電子放出フィラメント３
から放出された電子がほぼ均一に蒸発物質に照射される
為に、イオン化された蒸発物質の基体６上での分布も均
一になる。これに対し、（３）以外の条件で構成した場
合には、蒸発物質のイオン分布が不均一になったり、イ
オン化効率が低下してしまうという問題がある。尚、一
般的には、０＜θ2≦１．５θ1の関係を満足する様にθ
1とθ2を設定すればよいが、例えば、酸化マグネシウム
の薄膜を形成する場合にはθ2＝（１．０５〜１．５０)
θ1とし、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ超伝導体の薄膜を形成す
る場合にはθ2＝（１．００〜１．４０)θ1とし、ポリ
エチレンの薄膜を形成する場合にはθ2＝（０．５〜
１．５)θ1に設定する等、形成材料に応じ、最も好まし
い状態となる様にθ1とθ2を適宜に設定すればよい。
は、図２に示す様に基体に到達するまでにある程度の広
がりを持つ。この為に、蒸発物質を均一にイオン化する
為には電子引き出しグリッド２と蒸発物質の拡がりの関
係も重要である。従って本発明の別の態様では、蒸発物
質の拡がり角θ1と電子引き出しグリッド２の拡がり角
θ2を下記の関係を満足する様に構成する。 ０＜θ2 ≦１．５θ1 （３） 即ち、この条件の範囲内では、電子放出フィラメント３
から放出された電子がほぼ均一に蒸発物質に照射される
為に、イオン化された蒸発物質の基体６上での分布も均
一になる。これに対し、（３）以外の条件で構成した場
合には、蒸発物質のイオン分布が不均一になったり、イ
オン化効率が低下してしまうという問題がある。尚、一
般的には、０＜θ2≦１．５θ1の関係を満足する様にθ
1とθ2を設定すればよいが、例えば、酸化マグネシウム
の薄膜を形成する場合にはθ2＝（１．０５〜１．５０)
θ1とし、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ超伝導体の薄膜を形成す
る場合にはθ2＝（１．００〜１．４０)θ1とし、ポリ
エチレンの薄膜を形成する場合にはθ2＝（０．５〜
１．５)θ1に設定する等、形成材料に応じ、最も好まし
い状態となる様にθ1とθ2を適宜に設定すればよい。
【００１１】本発明は、上述した様な特定の構成のイオ
ン化部を有する装置を使用し、基体上に連続して超伝導
線を構成する各種材料を形成するものである。例えば、
金属線の外周に、酸化物層、酸化物超伝導層、絶縁層を
順次形成した超伝導線を製造する場合には、図３に示し
た様に、金属線６を供給するローラー１０、酸化物を形
成する装置１６、酸化物超伝導層を形成する装置１７、
絶縁層を形成する装置１８を夫々空間１３、１４及び１
５に設けて、巻取りローラー１１により超伝導線１９を
巻取る。超伝導線を構成する材料が変化した場合には、
その材料の種類によって装置１６、１７及び１８の数を
変化させればよい。この際、図１、２に示した様なイオ
ン化部は、１６、１７及び１８の全てに使用してもよい
し、必要によりいずれかのものを省略してもよい。
ン化部を有する装置を使用し、基体上に連続して超伝導
線を構成する各種材料を形成するものである。例えば、
金属線の外周に、酸化物層、酸化物超伝導層、絶縁層を
順次形成した超伝導線を製造する場合には、図３に示し
た様に、金属線６を供給するローラー１０、酸化物を形
成する装置１６、酸化物超伝導層を形成する装置１７、
絶縁層を形成する装置１８を夫々空間１３、１４及び１
５に設けて、巻取りローラー１１により超伝導線１９を
巻取る。超伝導線を構成する材料が変化した場合には、
その材料の種類によって装置１６、１７及び１８の数を
変化させればよい。この際、図１、２に示した様なイオ
ン化部は、１６、１７及び１８の全てに使用してもよい
し、必要によりいずれかのものを省略してもよい。
【００１２】又、例えば、超伝導体Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ
の様な複数の金属元素を含む材料を使用する場合には、
夫々の元素を独立した装置によりイオン化、加速しても
よい。又、各材料を蒸発させる手段には制限はなく、電
気ヒーターによる加熱、電子銃、レーザー等を利用した
加熱、高周波加熱等どの様な手段でもよい。蒸発させる
物質は、個体物質であっても有機金属物質であってもよ
く制限はなく、蒸発させる手段等によって選択すればよ
い。
の様な複数の金属元素を含む材料を使用する場合には、
夫々の元素を独立した装置によりイオン化、加速しても
よい。又、各材料を蒸発させる手段には制限はなく、電
気ヒーターによる加熱、電子銃、レーザー等を利用した
加熱、高周波加熱等どの様な手段でもよい。蒸発させる
物質は、個体物質であっても有機金属物質であってもよ
く制限はなく、蒸発させる手段等によって選択すればよ
い。
【００１３】蒸発物質の供給窓７は、どの様な形状のも
のでもよいが、金属線６の大きさにより適宜に決定すれ
ばよい。例えば、小さな穴を複数個配置したもの、１つ
の穴、或いは蒸発物質が大きく拡がらない様にノズルの
様にしたものでもよい。又、超伝導線の構成により、図
３の構成を適宜に変化させることが出来ることは言うま
でもない。
のでもよいが、金属線６の大きさにより適宜に決定すれ
ばよい。例えば、小さな穴を複数個配置したもの、１つ
の穴、或いは蒸発物質が大きく拡がらない様にノズルの
様にしたものでもよい。又、超伝導線の構成により、図
３の構成を適宜に変化させることが出来ることは言うま
でもない。
【００１４】
【実施例】以下、具体的な実施例を挙げて本発明を更に
詳細に説明する。尚、超伝導線の構成と形成材料につい
ては、銀線に、酸化マグネシウム、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ
超伝導体、ポリエチレン樹脂を順次形成した場合を例に
挙げて説明するが、本発明の構成も使用する材料もこれ
に限定されるものではないことは言うまでもない。又、
各種酸化物膜を形成する場合、酸化剤として酸素ガスを
使用するが、これも本発明を限定するされるものではな
く、酸素ガス以外の、例えば、オゾン、活性酸素、酸化
窒素ガス等を使用してもよい。
詳細に説明する。尚、超伝導線の構成と形成材料につい
ては、銀線に、酸化マグネシウム、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ
超伝導体、ポリエチレン樹脂を順次形成した場合を例に
挙げて説明するが、本発明の構成も使用する材料もこれ
に限定されるものではないことは言うまでもない。又、
各種酸化物膜を形成する場合、酸化剤として酸素ガスを
使用するが、これも本発明を限定するされるものではな
く、酸素ガス以外の、例えば、オゾン、活性酸素、酸化
窒素ガス等を使用してもよい。
【００１５】実施例１ 図３に本実施例で使用した装置の構成原理図を示す。装
置は、基体となる銀線６を供給する供給ローラー１０と
超伝導線１９を巻取る巻取りローラー１１、各種材料を
基体上に形成する装置１６、１７及び１８から構成され
ている。１６、１７及び１８の基体周辺部は、図４に示
した様な断面構成をしている。即ち、イオン化部２０
は、銀線６に均一に各材料が付着することが出来る様に
４ヵ所に設けられており、ヒーター２１によって銀線を
必要な温度に加熱することが出来る。不図示の加熱手段
により蒸発物質が装置１６、１７及び１８に供給され、
供給窓７より空間１３、１４及び１５に送り出される。
置は、基体となる銀線６を供給する供給ローラー１０と
超伝導線１９を巻取る巻取りローラー１１、各種材料を
基体上に形成する装置１６、１７及び１８から構成され
ている。１６、１７及び１８の基体周辺部は、図４に示
した様な断面構成をしている。即ち、イオン化部２０
は、銀線６に均一に各材料が付着することが出来る様に
４ヵ所に設けられており、ヒーター２１によって銀線を
必要な温度に加熱することが出来る。不図示の加熱手段
により蒸発物質が装置１６、１７及び１８に供給され、
供給窓７より空間１３、１４及び１５に送り出される。
【００１６】図１にイオン化部２０の構造を示した。加
速電極１は、最大＋１０ｋＶまでの電圧（Ｖａ）を印加
することが出来、銀線６はアース電位である。又、電子
放出フィラメント３、引き出しグリッド２は、いずれも
タングステンを使用し、３には最大５００ｍＡまでの電
流（Ｉｉ) を、２には最大＋２ｋＶまでの電圧（Ｖｇ）
を印加することが出来る。囲い４には、最大−３ｋＶま
での電圧(Ｖｒ)を印加することが出来る。酸化マグネシ
ウム及びＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ超伝導体を形成する際に
は、酸素ガスを蒸発物質と一緒に供給窓７から導入し
た。尚、酸素の導入には不図示のステンレス管を用い
た。供給窓７は１ｍｍ×２００ｍｍの四角形で、長辺と
銀線の長手方向が平行である。又、図１のθは７５°、
引き出しグリッド２と囲い４のスリットは、長辺が２１
０ｍｍの四角形であり、Ｄ1＝２．０Ｄ2(Ｄ1＝１０ｍ
ｍ）の関係を有している。加速電極１と銀線６までの距
離は１００ｍｍである。
速電極１は、最大＋１０ｋＶまでの電圧（Ｖａ）を印加
することが出来、銀線６はアース電位である。又、電子
放出フィラメント３、引き出しグリッド２は、いずれも
タングステンを使用し、３には最大５００ｍＡまでの電
流（Ｉｉ) を、２には最大＋２ｋＶまでの電圧（Ｖｇ）
を印加することが出来る。囲い４には、最大−３ｋＶま
での電圧(Ｖｒ)を印加することが出来る。酸化マグネシ
ウム及びＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ超伝導体を形成する際に
は、酸素ガスを蒸発物質と一緒に供給窓７から導入し
た。尚、酸素の導入には不図示のステンレス管を用い
た。供給窓７は１ｍｍ×２００ｍｍの四角形で、長辺と
銀線の長手方向が平行である。又、図１のθは７５°、
引き出しグリッド２と囲い４のスリットは、長辺が２１
０ｍｍの四角形であり、Ｄ1＝２．０Ｄ2(Ｄ1＝１０ｍ
ｍ）の関係を有している。加速電極１と銀線６までの距
離は１００ｍｍである。
【００１７】以上の様な装置を用いて、超伝導線を以下
の条件で作成した。空間１３、１４及び１５の真空度は
２×１０-6Ｔｏｒｒであり、１６及び１７に電子銃によ
り蒸発させられた酸化マグネシウムとＹ−Ｂａ−Ｃｕ−
Ｏ超伝導体が、Ｙ：Ｂａ：Ｃｕ＝１：２：３の組成で５
×１０-5Ｔｏｒｒまで供給され、更に、酸素ガスを５０
ｍｌ／ｓｅｃの割合で導入して供給窓７より供給した。
酸化マグネシウムの場合には、Ｖａ＝２．０ｋＶ、Ｉｉ
＝１５０ｍＡ、Ｖｇ＝０．５ｋＶ、Ｖｒ＝１．０ｋＶ
で、超伝導体の場合には、Ｖａ＝０．５ｋＶ、Ｉｉ＝３
０ｍＡ、Ｖｇ＝０．５ｋＶ、Ｖｒ＝０．０ｋＶで蒸発物
質をイオン化、加速した。
の条件で作成した。空間１３、１４及び１５の真空度は
２×１０-6Ｔｏｒｒであり、１６及び１７に電子銃によ
り蒸発させられた酸化マグネシウムとＹ−Ｂａ−Ｃｕ−
Ｏ超伝導体が、Ｙ：Ｂａ：Ｃｕ＝１：２：３の組成で５
×１０-5Ｔｏｒｒまで供給され、更に、酸素ガスを５０
ｍｌ／ｓｅｃの割合で導入して供給窓７より供給した。
酸化マグネシウムの場合には、Ｖａ＝２．０ｋＶ、Ｉｉ
＝１５０ｍＡ、Ｖｇ＝０．５ｋＶ、Ｖｒ＝１．０ｋＶ
で、超伝導体の場合には、Ｖａ＝０．５ｋＶ、Ｉｉ＝３
０ｍＡ、Ｖｇ＝０．５ｋＶ、Ｖｒ＝０．０ｋＶで蒸発物
質をイオン化、加速した。
【００１８】又、ポリエチレンは、電気ヒーターで加熱
し、Ｖａ＝１．５ｋＶ、Ｉｉ＝１００ｍＡ、Ｖｇ＝１．
０ｋＶ、Ｖｒ＝０．４ｋＶとした。銀線６は、酸化マグ
ネシウムを形成する時は３５０℃、超伝導体を形成する
時は６００℃に加熱した。ポリエチレンを形成する時
は、空間１４から１５に銀線が移動する間に窒素ガスを
吹き付け（図３では省略）、６０℃以下に冷却してから
ポリエチレン膜を形成した。この様な条件で作成され、
且つ巻取りローラー１１で2m/minの速度で超伝導線を巻
取ることが出来た。得られた超伝導線からポリエチレン
を除去して電気抵抗の温度依存性を直流４端子法で測定
すると、図７の様であった。臨界温度は９０Ｋであり、
臨界電流は７７Ｋにおいて２×１０5Ａ／ｃｍ2程度であ
った。本発明の装置によって１０００ｍ程度の長さの超
伝導線を製造することが出来た。
し、Ｖａ＝１．５ｋＶ、Ｉｉ＝１００ｍＡ、Ｖｇ＝１．
０ｋＶ、Ｖｒ＝０．４ｋＶとした。銀線６は、酸化マグ
ネシウムを形成する時は３５０℃、超伝導体を形成する
時は６００℃に加熱した。ポリエチレンを形成する時
は、空間１４から１５に銀線が移動する間に窒素ガスを
吹き付け（図３では省略）、６０℃以下に冷却してから
ポリエチレン膜を形成した。この様な条件で作成され、
且つ巻取りローラー１１で2m/minの速度で超伝導線を巻
取ることが出来た。得られた超伝導線からポリエチレン
を除去して電気抵抗の温度依存性を直流４端子法で測定
すると、図７の様であった。臨界温度は９０Ｋであり、
臨界電流は７７Ｋにおいて２×１０5Ａ／ｃｍ2程度であ
った。本発明の装置によって１０００ｍ程度の長さの超
伝導線を製造することが出来た。
【００１９】これに対し、図１において、引き出しグリ
ッド２をスリットを有する壁から格子状の金属線にし、
又、囲い４を使用しないで超伝導線を製造すると、電子
放出フィラメント３が断線したり、得られた超伝導線の
臨界温度や臨界電流密度が時間とともに大きく変化し
た。例えば、上記の製造条件において、全てのＶｒを
０．０ｋＶとして２００ｍの超伝導線を製造した場合、
本発明で製造した超伝導線の両端部における臨界温度は
９０Ｋと変化しなかったが、本発明で使用する装置を使
用しない場合には、電子放出フィラメント３が断線する
ことが多く、断線しない場合でも、巻取り開始時点では
９０Ｋであった臨界温度が最終端部では６３Ｋとなり超
伝導特性が大きく変化してしまった。これは、本発明の
方法では、超伝導線が製造されるに際し、引き出しグリ
ッド２や囲い４によって、電子放出フィラメント３に対
する蒸発物質の付着が防止されている為であると考えら
れる。
ッド２をスリットを有する壁から格子状の金属線にし、
又、囲い４を使用しないで超伝導線を製造すると、電子
放出フィラメント３が断線したり、得られた超伝導線の
臨界温度や臨界電流密度が時間とともに大きく変化し
た。例えば、上記の製造条件において、全てのＶｒを
０．０ｋＶとして２００ｍの超伝導線を製造した場合、
本発明で製造した超伝導線の両端部における臨界温度は
９０Ｋと変化しなかったが、本発明で使用する装置を使
用しない場合には、電子放出フィラメント３が断線する
ことが多く、断線しない場合でも、巻取り開始時点では
９０Ｋであった臨界温度が最終端部では６３Ｋとなり超
伝導特性が大きく変化してしまった。これは、本発明の
方法では、超伝導線が製造されるに際し、引き出しグリ
ッド２や囲い４によって、電子放出フィラメント３に対
する蒸発物質の付着が防止されている為であると考えら
れる。
【００２０】参考例１ 実施例１で使用した装置において、囲い４を取り外した
以外は同様とする装置を使用し、同様の材料を用いて超
伝導線を作成した。但し、酸化マグネシウムはＶａ＝
３．０ｋＶ、Ｉｉ＝１５０ｍＡ、Ｖｇ＝１．０ｋＶで、
超伝導体はＶａ＝０．５ｋＶ、Ｉｉ＝３０ｍＡ、Ｖｇ＝
０．５ｋＶで夫々蒸発物質をイオン化、加速した。この
様に、作成条件を変化させることにより、囲い４を取り
外した本参考例の装置によっても、実施例１の超伝導線
と同様の優れた特性の超伝導線を製造することが出来
た。尚、本参考例の場合は、均一な特性の超伝導線が得
られる長さは、８００ｍ程度以下である。
以外は同様とする装置を使用し、同様の材料を用いて超
伝導線を作成した。但し、酸化マグネシウムはＶａ＝
３．０ｋＶ、Ｉｉ＝１５０ｍＡ、Ｖｇ＝１．０ｋＶで、
超伝導体はＶａ＝０．５ｋＶ、Ｉｉ＝３０ｍＡ、Ｖｇ＝
０．５ｋＶで夫々蒸発物質をイオン化、加速した。この
様に、作成条件を変化させることにより、囲い４を取り
外した本参考例の装置によっても、実施例１の超伝導線
と同様の優れた特性の超伝導線を製造することが出来
た。尚、本参考例の場合は、均一な特性の超伝導線が得
られる長さは、８００ｍ程度以下である。
【００２１】実施例２ 実施例１で使用した装置において、酸化マグネシウムと
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ超伝導体を形成する場合の供給窓７
を、２ｍｍ×２００ｍｍとし、更に、酸素の導入口
（０．５ｍｍ×１９８ｍｍ）を供給窓から７ｍｍ離れた
線８上に配置して、蒸発物質と酸素を一緒に供給窓から
導入する以外は、実施例１と同様の装置を使用した。該
装置を使用し、実施例１と同じ製造条件で超伝導線を製
造すると、実施例１と同様に、優れた超伝導特性を有す
る超伝導線を５ｍ／ｍｉｎの速度で製造することが出来
た。尚、図３では各材料を蒸発させる為の装置を夫々１
台ずつ使用したが、超伝導線を構成する材料によって、
各材料の膜厚により装置の台数を変化させることも出来
る。
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ超伝導体を形成する場合の供給窓７
を、２ｍｍ×２００ｍｍとし、更に、酸素の導入口
（０．５ｍｍ×１９８ｍｍ）を供給窓から７ｍｍ離れた
線８上に配置して、蒸発物質と酸素を一緒に供給窓から
導入する以外は、実施例１と同様の装置を使用した。該
装置を使用し、実施例１と同じ製造条件で超伝導線を製
造すると、実施例１と同様に、優れた超伝導特性を有す
る超伝導線を５ｍ／ｍｉｎの速度で製造することが出来
た。尚、図３では各材料を蒸発させる為の装置を夫々１
台ずつ使用したが、超伝導線を構成する材料によって、
各材料の膜厚により装置の台数を変化させることも出来
る。
【００２２】実施例３ 図５に本実施例の製造装置の構成概念図を示す。芯材で
ある銀線６の外周に超伝導線を構成する各材料を形成す
る装置の数を、酸化マグネシウムでは２台、超伝導体Ｙ
−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏでは４台、ポリエチレンでは３台とし
た。１６、１７及び１８の銀線６周辺の断面構造図を図
４に示した。図５と図４では、ヒーター２１の配置が異
なるが、図５ではヒーターの１部分しか図示していない
為である。又、図４ではイオン化部２０を４箇所に配置
しているが、本発明では銀線６に対して均一な厚さで各
材料が形成されればよいので、例えば、１６において
は、イオン化部を２箇所に配置し、銀線６の巻取り方向
に対して１台目と２台目とでイオン化部の配置を９０°
ずらした位置に配置にしてもよい。
ある銀線６の外周に超伝導線を構成する各材料を形成す
る装置の数を、酸化マグネシウムでは２台、超伝導体Ｙ
−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏでは４台、ポリエチレンでは３台とし
た。１６、１７及び１８の銀線６周辺の断面構造図を図
４に示した。図５と図４では、ヒーター２１の配置が異
なるが、図５ではヒーターの１部分しか図示していない
為である。又、図４ではイオン化部２０を４箇所に配置
しているが、本発明では銀線６に対して均一な厚さで各
材料が形成されればよいので、例えば、１６において
は、イオン化部を２箇所に配置し、銀線６の巻取り方向
に対して１台目と２台目とでイオン化部の配置を９０°
ずらした位置に配置にしてもよい。
【００２３】イオン化部の構造原理図を図２に示した。
蒸発物質の拡がり角θ1は、厳密に決定することが難し
いが、本実施例では、銀線６の位置に平板を置き、この
平板上に蒸発物質を蒸着して付着部分の面積からθ1を
算出した。この方法により、角θ1は±３０％程度の精
度で決定することが出来るものと考えられる。又、蒸発
物質の供給窓７が長方形であるが、通常は長辺、短辺方
向ともにθ1はほぼ同じであることが多いので、平均値
を採用すればよい。しかし、約１０°以上拡がり角が異
なる場合には、引き出しグリッドの拡がり角θ2を方向
により変化させた方がよい。一般的には、０＜θ2≦
１．５θ1の関係を満足する様にθ1とθ2を設定すれば
よいが、本発明では、酸化マグネシウムを形成する場合
にはθ2＝１．１６θ1、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ超伝導体の
場合にはθ2＝１．０２θ1、ポリエチレンを形成する場
合ではθ2＝１．２０θ1に設定した。
蒸発物質の拡がり角θ1は、厳密に決定することが難し
いが、本実施例では、銀線６の位置に平板を置き、この
平板上に蒸発物質を蒸着して付着部分の面積からθ1を
算出した。この方法により、角θ1は±３０％程度の精
度で決定することが出来るものと考えられる。又、蒸発
物質の供給窓７が長方形であるが、通常は長辺、短辺方
向ともにθ1はほぼ同じであることが多いので、平均値
を採用すればよい。しかし、約１０°以上拡がり角が異
なる場合には、引き出しグリッドの拡がり角θ2を方向
により変化させた方がよい。一般的には、０＜θ2≦
１．５θ1の関係を満足する様にθ1とθ2を設定すれば
よいが、本発明では、酸化マグネシウムを形成する場合
にはθ2＝１．１６θ1、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ超伝導体の
場合にはθ2＝１．０２θ1、ポリエチレンを形成する場
合ではθ2＝１．２０θ1に設定した。
【００２４】加速電極１は、最大＋８ｋＶまでの電圧
（Ｖａ）を印加することが出来、銀線６はアース電位で
ある。又、電子放出フィラメント３及び引き出しグリッ
ド２は、いずれもタングステンを使用し、３には最大５
００ｍＡまでの電流(Ｉｉ)、２には最大＋５ｋＶまでの
電圧(Ｖｇ)が印加出来る。囲い４には、最大−２ｋＶま
での電圧（Ｖｒ）が印加することが出来る。酸化マグネ
シウム及びＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ超伝導体を形成する時に
は、酸素ガスを蒸発物質と一緒に供給窓から導入した。
酸素の導入には、不図示のステンレス管を用いた。供給
窓７は、１ｍｍ×１５０ｍｍの四角形で長辺と銀線の長
手方向が平行である。又、引き出しグリッド２と囲い４
のスリットは長辺が１６０ｍｍであり、短辺の長さは、
引き出しグリッドが７ｍｍ、囲いが１２ｍｍとした。加
速電極１と銀線６までの距離（加速電極の作る平面と銀
線から下ろした垂線の長さ）は１１０ｍｍである。
（Ｖａ）を印加することが出来、銀線６はアース電位で
ある。又、電子放出フィラメント３及び引き出しグリッ
ド２は、いずれもタングステンを使用し、３には最大５
００ｍＡまでの電流(Ｉｉ)、２には最大＋５ｋＶまでの
電圧(Ｖｇ)が印加出来る。囲い４には、最大−２ｋＶま
での電圧（Ｖｒ）が印加することが出来る。酸化マグネ
シウム及びＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ超伝導体を形成する時に
は、酸素ガスを蒸発物質と一緒に供給窓から導入した。
酸素の導入には、不図示のステンレス管を用いた。供給
窓７は、１ｍｍ×１５０ｍｍの四角形で長辺と銀線の長
手方向が平行である。又、引き出しグリッド２と囲い４
のスリットは長辺が１６０ｍｍであり、短辺の長さは、
引き出しグリッドが７ｍｍ、囲いが１２ｍｍとした。加
速電極１と銀線６までの距離（加速電極の作る平面と銀
線から下ろした垂線の長さ）は１１０ｍｍである。
【００２５】以上の様な装置を用いて、超伝導線を以下
の条件で作成した。空間１３、１４及び１５の真空度
は、２×１０-6Ｔｏｒｒであり、１６及び１７に電子銃
により蒸発させられた酸化マグネシウムとＹ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−Ｏ超伝導体が、Ｙ：Ｂａ：Ｃｕ＝１：２：３の組成
で４×１０-4Ｔｏｒｒまで供給され、更に、酸素ガスを
５０ｍｌ／ｓｅｃの割合で空間１３、１４に導入した。
酸化マグネシウムの場合には、Ｖａ＝２．０ｋＶ、Ｉｉ
＝１００ｍＡ、Ｖｇ＝１．０ｋＶ、Ｖｒ＝１．０ｋＶ
で、超伝導体の場合には、Ｖａ＝０．５ｋＶ、Ｉｉ＝３
０ｍＡ 、Ｖｇ＝０．５ｋＶ、Ｖｒ＝０．０ｋＶで蒸発
物質を夫々イオン化、加速した。又、ポリエチレンは、
電気ヒーターで加熱し、Ｖａ＝１．５ｋＶ、Ｉｉ＝５０
ｍＡ、Ｖｇ＝１．０ｋＶ、Ｖｒ＝０．３ｋＶとした。銀
線は、酸化マグネシウムを形成する時は３５０℃、超伝
導体を形成する時は６００℃に加熱した。ポリエチレン
を形成する時は、空間１４から１５に銀線が移動する間
に１２から窒素ガスを吹き付け、６０℃以下に冷却して
からポリエチレン膜を形成した。
の条件で作成した。空間１３、１４及び１５の真空度
は、２×１０-6Ｔｏｒｒであり、１６及び１７に電子銃
により蒸発させられた酸化マグネシウムとＹ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−Ｏ超伝導体が、Ｙ：Ｂａ：Ｃｕ＝１：２：３の組成
で４×１０-4Ｔｏｒｒまで供給され、更に、酸素ガスを
５０ｍｌ／ｓｅｃの割合で空間１３、１４に導入した。
酸化マグネシウムの場合には、Ｖａ＝２．０ｋＶ、Ｉｉ
＝１００ｍＡ、Ｖｇ＝１．０ｋＶ、Ｖｒ＝１．０ｋＶ
で、超伝導体の場合には、Ｖａ＝０．５ｋＶ、Ｉｉ＝３
０ｍＡ 、Ｖｇ＝０．５ｋＶ、Ｖｒ＝０．０ｋＶで蒸発
物質を夫々イオン化、加速した。又、ポリエチレンは、
電気ヒーターで加熱し、Ｖａ＝１．５ｋＶ、Ｉｉ＝５０
ｍＡ、Ｖｇ＝１．０ｋＶ、Ｖｒ＝０．３ｋＶとした。銀
線は、酸化マグネシウムを形成する時は３５０℃、超伝
導体を形成する時は６００℃に加熱した。ポリエチレン
を形成する時は、空間１４から１５に銀線が移動する間
に１２から窒素ガスを吹き付け、６０℃以下に冷却して
からポリエチレン膜を形成した。
【００２６】以上の様な条件により巻取りローラー１１
で８ｍ／ｍｉｎの速度で超伝導線を巻取ることが出来
た。この超伝導線からポリエチレンを除去して電気抵抗
の温度依存性を直流４端子法で測定すると、臨界温度は
９０Ｋであり、臨界電流は７７Ｋにおいて４×１０5Ａ
／ｃｍ2程度であった。又、本実施例によって、１００
０ｍ程度の長さの超伝導線を製造出来た。これに対し、
図２において、引き出しグリッドをスリットを有する壁
から垂直な格子状の金属線にし、又、囲いを使用しない
で超伝導線を製造すると、電子放出フィラメントが断線
したり、超伝導線の臨界温度や臨界電流密度が時間とと
もに大きく変化した。例えば、上述の製造条件におい
て、全てのＶｒを０．０ｋＶとして１０００ｍの超伝導
線を製造した場合、本実施例で得られる超伝導線の両端
部における臨界温度は、９０Ｋと変化しなかったが、本
発明で使用する特定の構成を有する製造装置を使用しな
い場合には、電子放出フィラメントが断線したり、断線
しない場合でも、巻取り開始時点では臨界温度が９０Ｋ
であったが最終端部では６７Ｋとなり超伝導特性が大き
く変化してしまった。これは、本発明においては電子放
出フィラメント３が、θ1とθ2の特定の関係や囲い４の
存在により蒸発物質の付着が防止されており、各材料の
形成においてイオン化、加速条件が安定に制御されてい
る為であると考えられる。
で８ｍ／ｍｉｎの速度で超伝導線を巻取ることが出来
た。この超伝導線からポリエチレンを除去して電気抵抗
の温度依存性を直流４端子法で測定すると、臨界温度は
９０Ｋであり、臨界電流は７７Ｋにおいて４×１０5Ａ
／ｃｍ2程度であった。又、本実施例によって、１００
０ｍ程度の長さの超伝導線を製造出来た。これに対し、
図２において、引き出しグリッドをスリットを有する壁
から垂直な格子状の金属線にし、又、囲いを使用しない
で超伝導線を製造すると、電子放出フィラメントが断線
したり、超伝導線の臨界温度や臨界電流密度が時間とと
もに大きく変化した。例えば、上述の製造条件におい
て、全てのＶｒを０．０ｋＶとして１０００ｍの超伝導
線を製造した場合、本実施例で得られる超伝導線の両端
部における臨界温度は、９０Ｋと変化しなかったが、本
発明で使用する特定の構成を有する製造装置を使用しな
い場合には、電子放出フィラメントが断線したり、断線
しない場合でも、巻取り開始時点では臨界温度が９０Ｋ
であったが最終端部では６７Ｋとなり超伝導特性が大き
く変化してしまった。これは、本発明においては電子放
出フィラメント３が、θ1とθ2の特定の関係や囲い４の
存在により蒸発物質の付着が防止されており、各材料の
形成においてイオン化、加速条件が安定に制御されてい
る為であると考えられる。
【００２７】実施例４ 本実施例では、図５に示した構成の装置を使用し、イオ
ン化部周辺の構造が図６に示したものを使用し、超伝導
線を作成した。尚、電子の引き出しグリッド２は、金属
棒を、３ｍｍ間隔で縦に配置した格子により構成してあ
る。又、２２はステンレス製の防着板である。この様に
して製造された超伝導線は、実施例３と同様に優れた特
性の超伝導線てあった。
ン化部周辺の構造が図６に示したものを使用し、超伝導
線を作成した。尚、電子の引き出しグリッド２は、金属
棒を、３ｍｍ間隔で縦に配置した格子により構成してあ
る。又、２２はステンレス製の防着板である。この様に
して製造された超伝導線は、実施例３と同様に優れた特
性の超伝導線てあった。
【００２８】実施例５ 本実施例では、実施例４において使用した装置の囲い４
を取り外した装置を使用し、実施例４と同様にして超伝
導線を作成した。但し、酸化マグネシウムの場合には、
Ｖａ＝３．０ｋＶ、Ｉｉ＝１００ｍＡ、Ｖｇ＝１．０ｋ
Ｖで、超伝導体の場合には、Ｖａ＝０．３ｋＶ、Ｉｉ＝
２０ｍＡ、Ｖｇ＝０．５ｋＶで蒸発物質を夫々イオン
化、加速した。この様に、作成条件を変化させることに
より、本発明の装置により、実施例４の超伝導線と同じ
特性の超伝導線を製造することが出来た。本実施例にお
いて、均一な特性の超伝導線が得られる長さは６００ｍ
程度以下であった。これに対し、防着板を使用せず、
又、グリッドの拡がり角がゼロの場合には、電子放出フ
ィラメント３が断線したり、製造した超伝導線の特性も
大きく変化してしまい、５ｍ以上の長さでは特性の均一
な超伝導線を製造することは出来なかった。
を取り外した装置を使用し、実施例４と同様にして超伝
導線を作成した。但し、酸化マグネシウムの場合には、
Ｖａ＝３．０ｋＶ、Ｉｉ＝１００ｍＡ、Ｖｇ＝１．０ｋ
Ｖで、超伝導体の場合には、Ｖａ＝０．３ｋＶ、Ｉｉ＝
２０ｍＡ、Ｖｇ＝０．５ｋＶで蒸発物質を夫々イオン
化、加速した。この様に、作成条件を変化させることに
より、本発明の装置により、実施例４の超伝導線と同じ
特性の超伝導線を製造することが出来た。本実施例にお
いて、均一な特性の超伝導線が得られる長さは６００ｍ
程度以下であった。これに対し、防着板を使用せず、
又、グリッドの拡がり角がゼロの場合には、電子放出フ
ィラメント３が断線したり、製造した超伝導線の特性も
大きく変化してしまい、５ｍ以上の長さでは特性の均一
な超伝導線を製造することは出来なかった。
【００２９】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、テ
ープ、芯材等の基体に超伝導体を形成して製造する超伝
導線を従来の２倍以上の高速で、且つ酸化雰囲気中でも
信頼性よく製造することが出来る。
ープ、芯材等の基体に超伝導体を形成して製造する超伝
導線を従来の２倍以上の高速で、且つ酸化雰囲気中でも
信頼性よく製造することが出来る。
【図１】図１は、本発明で使用する装置のイオン化部の
構成原理図である。
構成原理図である。
【図２】図２は、本発明で使用する装置のイオン化部の
構成原理図である。
構成原理図である。
【図３】図３は、本発明で使用する製造装置の構成原理
図である。
図である。
【図４】図４は、本発明で使用する製造装置にセットし
た基体周辺の構成原理図である。
た基体周辺の構成原理図である。
【図５】図５は、本発明で使用する製造装置の構成原理
図である。
図である。
【図６】図６は、本発明で使用する装置のイオン化部の
構成原理図である。
構成原理図である。
【図７】図７は、本発明で製造した超伝導線の電気抵抗
の温度依存性を示す図である。
の温度依存性を示す図である。
１：加速電極 ２：引き出しグリッド ３：電子放出フィラメント ４：囲い ５：蒸発装置 ６：基体 ７：供給窓 ８：供給窓の中心と基体の中心を結ぶ線 ９：スリットの中心とフィラメントの中心を結ぶ線 １０、１１：ローラー １２：ガス供給管 １３、１４、１５：空間 １６、１７及び１８：薄膜製造装置 １９：超伝導線 ２０：イオン化部 ２１：ヒーター ２２：防着板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01B 12/00 - 13/00 C23C 14/32
Claims (3)
- 【請求項１】 超伝導線を構成する各種材料の構成金属
元素を含む物質を蒸発させ、該構成金属元素の少なくと
も１種をイオン化部でイオン化、加速して基体上に蒸発
物質を付着させて上記各種材料を形成する超伝導線の製
造装置において、イオン化部に設けられた電子引き出し
用グリッドが電子放出フィラメントから放出された電子
の通過を可能とするスリットを有し、且つ、該フィラメ
ントの中心及び前記スリットの中心点を通る直線と、蒸
発物質をイオン化部へ供給するための蒸発物質の供給窓
の中心と、蒸発物質を付着させるための基体の中心を結
ぶ線との交点における挟角θが、４０°＜θ≦９０°の
関係を満足し、更に、上記電子放出フィラメントの周囲
に蒸発物質の付着を防止する為の囲いが設けられてお
り、該囲いの電子飛翔側にスリットが設けられており、
該スリット（角型の場合は、幅Ｗ 1 及び高さＤ 1 、楕円形
の場合は、長軸Ｗ 1 及び短軸Ｄ 1 、円形の場合は直径
Ｄ 1 ）と電子引き出し用グリッドのスリット（角型の場
合は、幅Ｗ 2 及び高さＤ 2 、楕円形の場合は、長軸Ｗ 2 及
び短軸Ｄ 2 、円形の場合は直径Ｄ 2 ）とが下記の関係を満
足しており、且つ前記囲いに負の電圧を印加することが
出来るように構成されていることを特徴とする超電導線
の製造装置。０＜Ｄ 1 ≦３．００Ｄ 2 、 Ｗ 1 ≦Ｗ 2 - 【請求項２】 超伝導線を構成する各種材料の構成金属
元素を含む物質を蒸発させ、構成金属元素の少なくとも
１種をイオン化部でイオン化、加速して基体上に蒸発物
質を付着させて上記各種材料を形成する超伝導線の製造
装置において、イオン化部に設けられた電子引き出し用
グリッドが、蒸発物質の拡がり角θ1に対して下記の関
係を満足する拡がり角θ2で傾斜していることを特徴と
する超電導線の製造装置。 ０＜θ2 ≦１．５θ1 - 【請求項３】 電子引き出しグリッドと、蒸発物質をイ
オン化部へ供給する ための蒸発物質の供給窓との間に該
グリッド及び／又は電子放出フィラメントへの蒸発物質
の付着を防止する為の防着板が設けられ、且つ電子放出
フィラメントの周囲に蒸発物質の付着を防止する為の囲
いが設けられていてもよく、且つ該囲いに負の電圧を印
加することが出来るように構成されている請求項２に記
載の超電導線の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25962794A JP3182048B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 超伝導線の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25962794A JP3182048B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 超伝導線の製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08106826A JPH08106826A (ja) | 1996-04-23 |
| JP3182048B2 true JP3182048B2 (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=17336710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25962794A Expired - Fee Related JP3182048B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 超伝導線の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3182048B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7659696B2 (en) | 2003-05-07 | 2010-02-09 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Battery charger and assembly |
-
1994
- 1994-09-30 JP JP25962794A patent/JP3182048B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7659696B2 (en) | 2003-05-07 | 2010-02-09 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Battery charger and assembly |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08106826A (ja) | 1996-04-23 |
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