JP3356852B2 - 酸化物超電導線材の製造方法 - Google Patents
酸化物超電導線材の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、酸化物超電導線材の
製造方法に関するものであり、特に、高い臨界電流密度
と低い交流損失を有する酸化物超電導線材の製造方法に
関するものである。
製造方法に関するものであり、特に、高い臨界電流密度
と低い交流損失を有する酸化物超電導線材の製造方法に
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、セラミック系のもの、すなわち、酸化物超電
導材料が注目されている。その中で、イットリウム系は
９０Ｋ、ビスマス系は１１０Ｋ、タリウム系は１２０Ｋ
程度の高い臨界温度を示し、実用化が期待されている。
料として、セラミック系のもの、すなわち、酸化物超電
導材料が注目されている。その中で、イットリウム系は
９０Ｋ、ビスマス系は１１０Ｋ、タリウム系は１２０Ｋ
程度の高い臨界温度を示し、実用化が期待されている。
【０００３】これらの酸化物超電導材料においては、粉
末を熱処理した後金属シースにて被覆し、伸線加工およ
び圧延加工を施した後、さらに熱処理することにより、
高い臨界電流密度を有する単芯の酸化物超電導線材が得
られている。
末を熱処理した後金属シースにて被覆し、伸線加工およ
び圧延加工を施した後、さらに熱処理することにより、
高い臨界電流密度を有する単芯の酸化物超電導線材が得
られている。
【０００４】また、酸化物超電導材料を主成分とする粉
末を熱処理した後金属シースにて被覆し、伸線加工を施
した後嵌合して多芯線とし、伸線加工および圧延加工を
施した後、さらに熱処理することにより、同様に高い臨
界電流密度を有する酸化物超電導多芯線材が得られてい
る。
末を熱処理した後金属シースにて被覆し、伸線加工を施
した後嵌合して多芯線とし、伸線加工および圧延加工を
施した後、さらに熱処理することにより、同様に高い臨
界電流密度を有する酸化物超電導多芯線材が得られてい
る。
【０００５】さらに、従来、このような酸化物超電導線
材の製造において、圧延加工および熱処理のステップを
複数回繰返すことにより、より高い臨界電流密度を有す
る酸化物超電導線材が得られることが知られている。
材の製造において、圧延加工および熱処理のステップを
複数回繰返すことにより、より高い臨界電流密度を有す
る酸化物超電導線材が得られることが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】酸化物超電導線材を交
流用のケーブルやマグネットに応用する際には、高い臨
界電流に加えて、低い交流損失、高強度および優れた曲
げ歪み特性を有することが必要である。
流用のケーブルやマグネットに応用する際には、高い臨
界電流に加えて、低い交流損失、高強度および優れた曲
げ歪み特性を有することが必要である。
【０００７】前述した従来の方法により作製された単芯
および多芯の酸化物超電導線材の臨界電流密度は、３０
０００Ａ／ｃｍ2 以上の高い値が得られている。
および多芯の酸化物超電導線材の臨界電流密度は、３０
０００Ａ／ｃｍ2 以上の高い値が得られている。
【０００８】しかしながら、コイル状に巻いた状態で交
流通電を行なうと、交流ロス発熱が生じる。直流通電の
場合には、電流は、セラミック部だけ流れるのに対し、
交流の場合は、金属シースとセラミック間にも誘導電流
が流れ、金属シースの常電導抵抗によるジュール発熱が
生じるためである。そして、コイル全体の温度が上昇す
るため、臨界電流密度が低下してしまうという問題があ
った。
流通電を行なうと、交流ロス発熱が生じる。直流通電の
場合には、電流は、セラミック部だけ流れるのに対し、
交流の場合は、金属シースとセラミック間にも誘導電流
が流れ、金属シースの常電導抵抗によるジュール発熱が
生じるためである。そして、コイル全体の温度が上昇す
るため、臨界電流密度が低下してしまうという問題があ
った。
【０００９】これらのことから、従来の方法で製造され
たコイルの運転周波数は、０．１Ｈｚ程度の値しか得ら
れなかった。
たコイルの運転周波数は、０．１Ｈｚ程度の値しか得ら
れなかった。
【００１０】この発明の目的は、上述の問題を解決し、
高い運転周波数を有するコイル、ケーブル等に使用され
る長尺の酸化物超電導線材の製造方法を提供することに
ある。
高い運転周波数を有するコイル、ケーブル等に使用され
る長尺の酸化物超電導線材の製造方法を提供することに
ある。
【００１１】また、この発明の他の目的は、高い運転周
波数を有する高強度の、コイル、ケーブル等に使用され
る長尺の酸化物超電導線材の製造方法を提供することに
ある。
波数を有する高強度の、コイル、ケーブル等に使用され
る長尺の酸化物超電導線材の製造方法を提供することに
ある。
【００１２】この発明のさらに他の目的は、高い運転周
波数と優れた曲げ歪み特性を有する、コイル、ケーブル
等に使用される長尺の酸化物超電導線材の製造方法を提
供することにある。
波数と優れた曲げ歪み特性を有する、コイル、ケーブル
等に使用される長尺の酸化物超電導線材の製造方法を提
供することにある。
【００１３】
【００１４】請求項１の発明による酸化物超電導線材の
製造方法は、酸化物超電導材料を主成分とする粉末を熱
処理した後金属シースにて被覆し、伸線加工を施した後
嵌合して多芯線とし、伸線加工および圧延加工を施した
後、さらに熱処理する、酸化物超電導線材の製造方法で
あって、嵌合して多芯線とした後の伸線加工および圧延
加工の工程において、伸線加工後、丸線の状態におい
て、線材に捩り加工を施した後、再度伸線してから圧延
することを特徴としている。
製造方法は、酸化物超電導材料を主成分とする粉末を熱
処理した後金属シースにて被覆し、伸線加工を施した後
嵌合して多芯線とし、伸線加工および圧延加工を施した
後、さらに熱処理する、酸化物超電導線材の製造方法で
あって、嵌合して多芯線とした後の伸線加工および圧延
加工の工程において、伸線加工後、丸線の状態におい
て、線材に捩り加工を施した後、再度伸線してから圧延
することを特徴としている。
【００１５】請求項２の発明による酸化物超電導線材の
製造方法は、請求項１の発明において、圧延後の捩りピ
ッチ長を、圧延後の線材の幅以上とすることを特徴とし
ている。
製造方法は、請求項１の発明において、圧延後の捩りピ
ッチ長を、圧延後の線材の幅以上とすることを特徴とし
ている。
【００１６】請求項３の発明による酸化物超電導線材の
製造方法は、請求項１の発明において、圧延した後の捩
り加工による傾斜角度を、線材方向に対して０．５°以
上にすることを特徴としている。
製造方法は、請求項１の発明において、圧延した後の捩
り加工による傾斜角度を、線材方向に対して０．５°以
上にすることを特徴としている。
【００１７】なお、ここで傾斜角度とは、図９に示すよ
うに、線材の最外層に位置するフィラメント５１と、線
材の長手方向に沿った中心線５０とがなす、最大の角度
αを言う。
うに、線材の最外層に位置するフィラメント５１と、線
材の長手方向に沿った中心線５０とがなす、最大の角度
αを言う。
【００１８】請求項４の発明による酸化物超電導線材の
製造方法は、請求項１の発明において、嵌合して多芯線
とする前の単芯線において、単芯線の表面または酸化物
超電導材料と金属シースの境界に、室温での抵抗値が金
属シースよりも高く、かつ、１０-6〜１０-10Ωｍの金
属または合金を配することを特徴としている。
製造方法は、請求項１の発明において、嵌合して多芯線
とする前の単芯線において、単芯線の表面または酸化物
超電導材料と金属シースの境界に、室温での抵抗値が金
属シースよりも高く、かつ、１０-6〜１０-10Ωｍの金
属または合金を配することを特徴としている。
【００１９】また、さらに好ましくは、単芯線の表面ま
たは酸化物超電導材料と金属シースの境界に配される金
属または合金は、室温での抵抗値が１０-7〜１０-9Ωｍ
であるとよい。
たは酸化物超電導材料と金属シースの境界に配される金
属または合金は、室温での抵抗値が１０-7〜１０-9Ωｍ
であるとよい。
【００２０】請求項５の発明による酸化物超電導線材の
製造方法は、請求項４の発明において、嵌合して多芯線
とした後の伸線加工および圧延加工の工程において、伸
線加工後、丸線の状態において、線材に捩り加工を施す
ことを特徴としている。
製造方法は、請求項４の発明において、嵌合して多芯線
とした後の伸線加工および圧延加工の工程において、伸
線加工後、丸線の状態において、線材に捩り加工を施す
ことを特徴としている。
【００２１】（作用） 本発明の製造方法では 、マトリクス中に埋込まれた酸化
物超電導体からなるフィラメントが、線材の長手方向に
沿って螺旋状に捩れている。そのため、マトリクスとフ
ィラメント間に流れる誘導電流は、捩りピッチ間ごとに
分断され、小ループとなって流れ、電流の大きさも制限
される。その結果、マトリクスのジュール発熱を避ける
ことができる。なお、この作用に関しては、以下、図を
用いて詳しく説明する。
物超電導体からなるフィラメントが、線材の長手方向に
沿って螺旋状に捩れている。そのため、マトリクスとフ
ィラメント間に流れる誘導電流は、捩りピッチ間ごとに
分断され、小ループとなって流れ、電流の大きさも制限
される。その結果、マトリクスのジュール発熱を避ける
ことができる。なお、この作用に関しては、以下、図を
用いて詳しく説明する。
【００２２】図８は、従来の酸化物超電導多芯線を示す
斜視図である。図８を参照して、この多芯線は、銀マト
リクス２内に酸化物超電導体からなるフィラメント１１
ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが埋込まれて構成されてい
る。
斜視図である。図８を参照して、この多芯線は、銀マト
リクス２内に酸化物超電導体からなるフィラメント１１
ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが埋込まれて構成されてい
る。
【００２３】このように構成される多芯線が、たとえば
コイルにより発生される磁場変化ｄＢ／ｄｔを受ける
と、フィラメント１１ａ，１１ｂ間には、誘導起電力に
より、通電電流以外に大きな誘導電流ループ１３がで
き、大きなループ電流Ｉが流れる。そのため、銀マトリ
クス２の超電導抵抗による発熱が周波数とともに（ｄＢ
／ｄｔ）2 に比例して増大する。
コイルにより発生される磁場変化ｄＢ／ｄｔを受ける
と、フィラメント１１ａ，１１ｂ間には、誘導起電力に
より、通電電流以外に大きな誘導電流ループ１３がで
き、大きなループ電流Ｉが流れる。そのため、銀マトリ
クス２の超電導抵抗による発熱が周波数とともに（ｄＢ
／ｄｔ）2 に比例して増大する。
【００２４】これに対して、図７は、本発明の製造方法
による酸化物超電導多芯線の斜視図である。図７を参照
して、この多芯線は、銀マトリクス２内に酸化物超電導
体からなるフィラメント１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが埋込
まれてなるが、各フィラメント１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
は、多芯線の長手方向に沿って螺旋状に捩れている。
による酸化物超電導多芯線の斜視図である。図７を参照
して、この多芯線は、銀マトリクス２内に酸化物超電導
体からなるフィラメント１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが埋込
まれてなるが、各フィラメント１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
は、多芯線の長手方向に沿って螺旋状に捩れている。
【００２５】このように構成される多芯線が同様に磁場
変化ｄＢ／ｄｔを受けると、誘導電流ループ３は、フィ
ラメント１ａ，１ｂの捩りピッチの長さＬP に制限され
る。そのため、ループ電流ＩP の大きさも小さくなり、
交流損は捩りピッチの長さＬP の３乗に比例して小さく
なる。
変化ｄＢ／ｄｔを受けると、誘導電流ループ３は、フィ
ラメント１ａ，１ｂの捩りピッチの長さＬP に制限され
る。そのため、ループ電流ＩP の大きさも小さくなり、
交流損は捩りピッチの長さＬP の３乗に比例して小さく
なる。
【００２６】請求項１の発明によれば、この捩り加工を
施すことによって、金属シースとセラミック間に流れる
誘導電流は、捩り加工のピッチ間ごとに分断され、小ル
ープとなって流れ、電流の大きさも制限されるため、金
属シースのジュール発熱を避けることができ、従来のよ
うにコイル化したときの運転周波数を上げることができ
る。また、この捩り加工は、原料粉末を金属シースにて
被覆した後、伸線加工を施した後嵌合して多芯線とし、
伸線加工後、圧延加工を施す前に行なわれる。そのた
め、圧延加工後のフィラメントが内部で乱れを生じるこ
とはなく、容易に圧延できる。しかも伸線加工後捩り加
工を施し、再び伸線するため、捩り加工時に生じた線の
うねりは消される。そのため、圧延した後のテープの蛇
行はなく、均一に圧延できる。なお、テープ内のフィラ
メントの捩りは、戻ることはない。
施すことによって、金属シースとセラミック間に流れる
誘導電流は、捩り加工のピッチ間ごとに分断され、小ル
ープとなって流れ、電流の大きさも制限されるため、金
属シースのジュール発熱を避けることができ、従来のよ
うにコイル化したときの運転周波数を上げることができ
る。また、この捩り加工は、原料粉末を金属シースにて
被覆した後、伸線加工を施した後嵌合して多芯線とし、
伸線加工後、圧延加工を施す前に行なわれる。そのた
め、圧延加工後のフィラメントが内部で乱れを生じるこ
とはなく、容易に圧延できる。しかも伸線加工後捩り加
工を施し、再び伸線するため、捩り加工時に生じた線の
うねりは消される。そのため、圧延した後のテープの蛇
行はなく、均一に圧延できる。なお、テープ内のフィラ
メントの捩りは、戻ることはない。
【００２７】請求項２の発明によれば、捩りピッチ長を
圧延後のテープ幅以上とする。そのため、捩り加工や圧
延、伸線加工時に、線材が破断することがない。
圧延後のテープ幅以上とする。そのため、捩り加工や圧
延、伸線加工時に、線材が破断することがない。
【００２８】請求項３の発明によれば、捩り加工によ
り、フィラメントは、長手方向にその配置を直接的に変
えるだけで、フィラメントが不均一加工されることはな
い。さらに、フィラメントは、テープの長手方向に対
し、捩り加工を施すことにより角度をもって配置される
ため、テープを曲げた時のフィラメントの曲げ歪みは、
結果的に小さくてすむため、捩り加工した方が臨界電流
に対するテープの歪み特性は改善される。捩り角度が
０．５°より小さい場合は、捩ったことによる効果はな
く、０．５°以上でこの効果は生じる。
り、フィラメントは、長手方向にその配置を直接的に変
えるだけで、フィラメントが不均一加工されることはな
い。さらに、フィラメントは、テープの長手方向に対
し、捩り加工を施すことにより角度をもって配置される
ため、テープを曲げた時のフィラメントの曲げ歪みは、
結果的に小さくてすむため、捩り加工した方が臨界電流
に対するテープの歪み特性は改善される。捩り角度が
０．５°より小さい場合は、捩ったことによる効果はな
く、０．５°以上でこの効果は生じる。
【００２９】請求項４の発明によれば、単芯線の表面ま
たは酸化物超電導材料と金属シースの境界に、高抵抗の
金属または合金からなるバリア層が配される。このフィ
ラメントメント間に配された高抵抗のバリアは、単芯線
の段階において、薄く表面または酸化物超電導材料と金
属シースの境界に配すればよく、その後の伸線、捩り加
工および圧延加工中に加工硬化を起こし、断線を引起こ
すことはない。また、適度なバリア材の加工硬化によ
り、仕上がりのテープ材の引張り、曲げ強度が向上し、
コイルで通電したときに高い電磁応力にも耐え、高強度
の酸化物超電導線材を得ることができる。
たは酸化物超電導材料と金属シースの境界に、高抵抗の
金属または合金からなるバリア層が配される。このフィ
ラメントメント間に配された高抵抗のバリアは、単芯線
の段階において、薄く表面または酸化物超電導材料と金
属シースの境界に配すればよく、その後の伸線、捩り加
工および圧延加工中に加工硬化を起こし、断線を引起こ
すことはない。また、適度なバリア材の加工硬化によ
り、仕上がりのテープ材の引張り、曲げ強度が向上し、
コイルで通電したときに高い電磁応力にも耐え、高強度
の酸化物超電導線材を得ることができる。
【００３０】請求項５の発明によれば、捩り加工を施す
ことによって、前述のように金属シースのジュール発熱
を避けることができる。
ことによって、前述のように金属シースのジュール発熱
を避けることができる。
【００３１】
【実施例】図１〜図４は、本発明による酸化物超電導線
材の製造工程を示す図である。以下、図を参照して、本
発明及び参考例に従う酸化物超電導線材の製造方法につ
いて説明する。
材の製造工程を示す図である。以下、図を参照して、本
発明及び参考例に従う酸化物超電導線材の製造方法につ
いて説明する。
【００３２】（参考例１） Ｂｉ2Ｏ3、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3およびＣｕＯ
を用いて、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８１：
０．４０：１．９８：２．２１：３．０３の組成比にな
るように、これらを配合した。この配合した粉末を、大
気中において、７５０℃で１２時間、８００℃で８時
間、さらに、減圧雰囲気１Ｔｏｒｒにおいて、７６０℃
で８時間、の順に熱処理を施した。なお、各熱処理後に
おいて、粉砕を行なった。このような熱処理および粉砕
を経て得られた粉末を、さらに、ボールミルにより粉砕
し、サブミクロンの粉末を得た。この粉末を８００℃で
２時間熱処理を施した後、外径１２ｍｍ、内径９ｍｍの
銀パイプ中に充填した。
を用いて、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８１：
０．４０：１．９８：２．２１：３．０３の組成比にな
るように、これらを配合した。この配合した粉末を、大
気中において、７５０℃で１２時間、８００℃で８時
間、さらに、減圧雰囲気１Ｔｏｒｒにおいて、７６０℃
で８時間、の順に熱処理を施した。なお、各熱処理後に
おいて、粉砕を行なった。このような熱処理および粉砕
を経て得られた粉末を、さらに、ボールミルにより粉砕
し、サブミクロンの粉末を得た。この粉末を８００℃で
２時間熱処理を施した後、外径１２ｍｍ、内径９ｍｍの
銀パイプ中に充填した。
【００３３】この銀パイプ中に充填された粉末を、１ｍ
ｍまで伸線加工し、素線を作製した。その後、図１に示
すように、この素線４を外径１２ｍｍ、内径９ｍｍの銀
パイプ５中に嵌合して、６１芯の多芯線とした。次に、
図２に示すように、この線を直径１．０ｍｍになるまで
さらに伸線加工した。図２を参照して、このようにして
得られた多芯線は、銀からなるマトリクス６中に、超電
導材料からなるフィラメント７が、６１本埋込まれて構
成される。
ｍまで伸線加工し、素線を作製した。その後、図１に示
すように、この素線４を外径１２ｍｍ、内径９ｍｍの銀
パイプ５中に嵌合して、６１芯の多芯線とした。次に、
図２に示すように、この線を直径１．０ｍｍになるまで
さらに伸線加工した。図２を参照して、このようにして
得られた多芯線は、銀からなるマトリクス６中に、超電
導材料からなるフィラメント７が、６１本埋込まれて構
成される。
【００３４】続いて、図３に示すように、この伸線加工
後の多芯線材を、丸線の状態において、捩りピッチが、
各々５００ｍｍ、１００ｍｍ、５０ｍｍ、１０ｍｍにな
るように捩り加工を施した後、０．９８ｍｍφまで軽く
伸線加工を施した。これを、テープ幅３．０ｍｍ、厚さ
０．２２ｍｍになるように圧延加工した後、８５０℃で
５０時間の熱処理を施した。その後、さらに、厚さ０．
２０ｍｍになるまで圧延加工し、８５０℃で５０時間の
熱処理を施した。
後の多芯線材を、丸線の状態において、捩りピッチが、
各々５００ｍｍ、１００ｍｍ、５０ｍｍ、１０ｍｍにな
るように捩り加工を施した後、０．９８ｍｍφまで軽く
伸線加工を施した。これを、テープ幅３．０ｍｍ、厚さ
０．２２ｍｍになるように圧延加工した後、８５０℃で
５０時間の熱処理を施した。その後、さらに、厚さ０．
２０ｍｍになるまで圧延加工し、８５０℃で５０時間の
熱処理を施した。
【００３５】図４は、このようにして得られた、酸化物
超電導線材を示す斜視図である。図４を参照して、この
酸化物超電導線材は、銀からなるマトリクス２中に、酸
化物超電導体からなるフィラメント１が、６１本埋込ま
れて構成される。また、フィラメント１は、線材の長手
方向に沿って螺旋状に捩れている。
超電導線材を示す斜視図である。図４を参照して、この
酸化物超電導線材は、銀からなるマトリクス２中に、酸
化物超電導体からなるフィラメント１が、６１本埋込ま
れて構成される。また、フィラメント１は、線材の長手
方向に沿って螺旋状に捩れている。
【００３６】また、図５は、図４に示す酸化物超電導線
材の構成を概略的に示す横断面図である。図５を参照し
て、この酸化物超電導線材は、銀からなるマトリクス２
中に、酸化物超電導体からなるフィラメント１が埋込ま
れている。なお、マトリクス２は、安定化材として作用
する。
材の構成を概略的に示す横断面図である。図５を参照し
て、この酸化物超電導線材は、銀からなるマトリクス２
中に、酸化物超電導体からなるフィラメント１が埋込ま
れている。なお、マトリクス２は、安定化材として作用
する。
【００３７】同様にして、捩りピッチの異なる線材を作
成した後、各線材から４０ｍｍ長の短尺を切出し、臨界
電流Ｉｃの測定を行ない、捩り加工がＩｃに及ぼす影響
を調べた。
成した後、各線材から４０ｍｍ長の短尺を切出し、臨界
電流Ｉｃの測定を行ない、捩り加工がＩｃに及ぼす影響
を調べた。
【００３８】その結果、捩りピッチ長が各々５００、１
００、５０、１０ｍｍのものに対して、臨界電流は、各
々２１Ａ、２０Ａ、１９Ａ、１７Ａであり、ピッチ減少
に伴って若干の低下はあるものの大きな臨界電流の減少
は見られなかった。なお、この結果は、直流通電を行な
った場合のものである。
００、５０、１０ｍｍのものに対して、臨界電流は、各
々２１Ａ、２０Ａ、１９Ａ、１７Ａであり、ピッチ減少
に伴って若干の低下はあるものの大きな臨界電流の減少
は見られなかった。なお、この結果は、直流通電を行な
った場合のものである。
【００３９】このようにして、捩りピッチの違う長さ１
３ｍの長尺の酸化物超電導多芯線材を４本作製し、得ら
れた線材をパンケーキ状に巻線した。コイルは、外径１
００ｍｍφ、内径４０ｍｍφで、高さ６ｍｍとした。こ
のコイル形状のもので使用した超電導線の捩りピッチ長
の異なるものを４個作製した。
３ｍの長尺の酸化物超電導多芯線材を４本作製し、得ら
れた線材をパンケーキ状に巻線した。コイルは、外径１
００ｍｍφ、内径４０ｍｍφで、高さ６ｍｍとした。こ
のコイル形状のもので使用した超電導線の捩りピッチ長
の異なるものを４個作製した。
【００４０】このようにして得られたコイルについて、
図１０に示すような装置を用いて、交流ロスの測定およ
び比較を行なった。以下、測定方法について、詳しく説
明する。
図１０に示すような装置を用いて、交流ロスの測定およ
び比較を行なった。以下、測定方法について、詳しく説
明する。
【００４１】図１０参照して、交流電源３０を用いて、
交流電流を、クライオスタット３２中に充填された液体
窒素中でコイル３１に流した。なお、交流電流の実効値
ｉINは５Ａ、周波数ｆは５０Ｈｚとした。そして、この
ときにコイル３１の両端に発生するコイル電圧ｖOUT お
よびコイル電流ｉOUT を測定した。なお、コイル電圧ｖ
OUT は、インダクタンス分の電圧を除去し、抵抗成分の
みを測定するため、ロックインアンプ３３の０°位相出
力電圧により測定した。また、コイル電流は、交流電流
計３４を用いて測定した。
交流電流を、クライオスタット３２中に充填された液体
窒素中でコイル３１に流した。なお、交流電流の実効値
ｉINは５Ａ、周波数ｆは５０Ｈｚとした。そして、この
ときにコイル３１の両端に発生するコイル電圧ｖOUT お
よびコイル電流ｉOUT を測定した。なお、コイル電圧ｖ
OUT は、インダクタンス分の電圧を除去し、抵抗成分の
みを測定するため、ロックインアンプ３３の０°位相出
力電圧により測定した。また、コイル電流は、交流電流
計３４を用いて測定した。
【００４２】このようにして得られたコイル電流値およ
びコイル電圧値を用いて、以下の式により、交流ロスを
算出した。 交流ロス＝（コイル実効電流値）×（コイル電圧）
びコイル電圧値を用いて、以下の式により、交流ロスを
算出した。 交流ロス＝（コイル実効電流値）×（コイル電圧）
【００４３】以上の測定の結果、捩りピッチ長が、５０
０、１００、５０、１０ｍｍに対し、交流ロスは、各々
２１０ｍＷ、１７０ｍＷ、１３０ｍＷ、２０ｍＷとなっ
た。
０、１００、５０、１０ｍｍに対し、交流ロスは、各々
２１０ｍＷ、１７０ｍＷ、１３０ｍＷ、２０ｍＷとなっ
た。
【００４４】この結果から明らかなように、捩りピッチ
の減少とともに交流ロスが顕著に減少することがわか
る。
の減少とともに交流ロスが顕著に減少することがわか
る。
【００４５】一方、伸線加工後に捩り線加工を施さない
他は同様の条件で、長さ５０ｍの長尺の酸化物超電導線
材を作製した。得られた線材を同様にダブルパンケーキ
状に巻線し、同様に交流ロス測定を行なったところ、３
００ｍＷであった。
他は同様の条件で、長さ５０ｍの長尺の酸化物超電導線
材を作製した。得られた線材を同様にダブルパンケーキ
状に巻線し、同様に交流ロス測定を行なったところ、３
００ｍＷであった。
【００４６】このことから、長尺線材を製造する際、伸
線および圧延加工工程において、伸線後捩り加工を施す
ことにより、コイル化した場合に、コイルの交流損失を
大幅に減少させることができる。
線および圧延加工工程において、伸線後捩り加工を施す
ことにより、コイル化した場合に、コイルの交流損失を
大幅に減少させることができる。
【００４７】さらに、捩りピッチを１０ｍｍ以下のもの
で、３ｍｍのものを５０ｍ作製しようとしたところ、数
箇所で捩り加工中断線が発生し、捩り加工が不可となる
ことがわかった。
で、３ｍｍのものを５０ｍ作製しようとしたところ、数
箇所で捩り加工中断線が発生し、捩り加工が不可となる
ことがわかった。
【００４８】このことから、実用的には、捩りピッチ長
は、テープ幅以上にすることが必要である。
は、テープ幅以上にすることが必要である。
【００４９】（参考例２） Ｂｉ2Ｏ3、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3およびＣｕＯ
を用いて、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８１：
０．４０：１．９８：２．２１：３．０３の組成比にな
るように、これらを配合した。この配合した粉末を、大
気中において、７５０℃で１２時間、８００℃で８時
間、さらに、減圧雰囲気１Ｔｏｒｒにおいて、７６０℃
で８時間、の順に熱処理を施した。なお、各熱処理後に
おいて、粉砕を行なった。このような熱処理および粉砕
を経て得られた粉末を、さらに、ボールミルにより粉砕
し、サブミクロンの粉末を得た。この粉末を８００℃で
２時間熱処理を施した後、外径１２ｍｍ、内径１１ｍｍ
の銀パイプ中に充填した。
を用いて、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８１：
０．４０：１．９８：２．２１：３．０３の組成比にな
るように、これらを配合した。この配合した粉末を、大
気中において、７５０℃で１２時間、８００℃で８時
間、さらに、減圧雰囲気１Ｔｏｒｒにおいて、７６０℃
で８時間、の順に熱処理を施した。なお、各熱処理後に
おいて、粉砕を行なった。このような熱処理および粉砕
を経て得られた粉末を、さらに、ボールミルにより粉砕
し、サブミクロンの粉末を得た。この粉末を８００℃で
２時間熱処理を施した後、外径１２ｍｍ、内径１１ｍｍ
の銀パイプ中に充填した。
【００５０】この銀パイプの外側に、さらに、１０％金
添加銀パイプで、外径１２．３ｍｍφ、内径１２ｍｍφ
のパイプを被せた。
添加銀パイプで、外径１２．３ｍｍφ、内径１２ｍｍφ
のパイプを被せた。
【００５１】この二重パイプ中に充填された粉末を、１
ｍｍで伸線加工した後、外径１２ｍｍ、内径９ｍｍの銀
パイプ中に嵌合して、６１芯の多芯線とした。この線を
さらに直径１．０ｍｍになるまでさらに伸線加工した。
ｍｍで伸線加工した後、外径１２ｍｍ、内径９ｍｍの銀
パイプ中に嵌合して、６１芯の多芯線とした。この線を
さらに直径１．０ｍｍになるまでさらに伸線加工した。
【００５２】この伸線加工後の多芯線材を、丸線の状態
において、捩りピッチが、各々５００ｍｍ、１００ｍ
ｍ、５０ｍｍ、１０ｍｍになるように捩り加工を施した
後、０．９８ｍｍφまで軽く伸線加工を施した。これ
を、厚さ０．２２ｍｍになるように圧延加工した後、８
５０℃で５０時間の熱処理を施した。
において、捩りピッチが、各々５００ｍｍ、１００ｍ
ｍ、５０ｍｍ、１０ｍｍになるように捩り加工を施した
後、０．９８ｍｍφまで軽く伸線加工を施した。これ
を、厚さ０．２２ｍｍになるように圧延加工した後、８
５０℃で５０時間の熱処理を施した。
【００５３】図６は、このようにして得られた酸化物超
電導線材の構成を概略的に示す横断面図である。図６を
参照して、この酸化物超電導線材は、銀からなるマトリ
クス２中に、酸化物超電導体からなるフィラメント１が
埋込まれている。また、フィラメント１のまわりには、
フィラメント１を取囲むように、１０％金添加銀からな
るバリア層８が形成されている。
電導線材の構成を概略的に示す横断面図である。図６を
参照して、この酸化物超電導線材は、銀からなるマトリ
クス２中に、酸化物超電導体からなるフィラメント１が
埋込まれている。また、フィラメント１のまわりには、
フィラメント１を取囲むように、１０％金添加銀からな
るバリア層８が形成されている。
【００５４】同様にして、捩りピッチの異なる線材を作
製した後、各線材から４００ｍｍ長の短尺を切出し、臨
界電流Ｉｃの測定を行ない、捩り加工がＩｃに及ぼす影
響を調べた。
製した後、各線材から４００ｍｍ長の短尺を切出し、臨
界電流Ｉｃの測定を行ない、捩り加工がＩｃに及ぼす影
響を調べた。
【００５５】その結果、捩りピッチ長が各々５００、１
００、５０、１０ｍｍのものに対して、臨界電流は、各
々２１Ａ、２０Ａ、１９Ａ、１７Ａであり、ピッチ減少
に伴って若干の低下はあるものの大きなＩｃの減少は見
られなかった。なお、この結果は、直流通電を行なった
場合のものである。
００、５０、１０ｍｍのものに対して、臨界電流は、各
々２１Ａ、２０Ａ、１９Ａ、１７Ａであり、ピッチ減少
に伴って若干の低下はあるものの大きなＩｃの減少は見
られなかった。なお、この結果は、直流通電を行なった
場合のものである。
【００５６】このようにして、捩りピッチの違う長さ１
２ｍの長尺の酸化物超電導多芯線材を４本作製し、得ら
れた線材をパンケーキ状に巻線した。コイルは、外径１
００ｍｍφ、内径４０ｍｍφで、高さ６ｍｍとした。こ
のコイル形状のもので使用した超電導線の捩りピッチ長
の異なるものを４個作製した。
２ｍの長尺の酸化物超電導多芯線材を４本作製し、得ら
れた線材をパンケーキ状に巻線した。コイルは、外径１
００ｍｍφ、内径４０ｍｍφで、高さ６ｍｍとした。こ
のコイル形状のもので使用した超電導線の捩りピッチ長
の異なるものを４個作製した。
【００５７】このようにして得られたコイルについて、
参考例１と同様に、図１０に示すような装置を用いて、
交流ロスの測定および比較を行なった。すなわち、コイ
ルに５０Ｈｚの周波数で、実効値５Ａの交流電流を液体
窒素中で流し、コイル両端に発生する電圧のうち、抵抗
成分のみをロックインアンプの０°位相信号により検出
し、交流ロスの比較を行なった。
参考例１と同様に、図１０に示すような装置を用いて、
交流ロスの測定および比較を行なった。すなわち、コイ
ルに５０Ｈｚの周波数で、実効値５Ａの交流電流を液体
窒素中で流し、コイル両端に発生する電圧のうち、抵抗
成分のみをロックインアンプの０°位相信号により検出
し、交流ロスの比較を行なった。
【００５８】その結果、捩りピッチ長が、５００、１０
０、５０、１０ｍｍに対し、交流ロスは、各々７４ｍ
Ｗ、４０ｍＷ、２７ｍＷ、３ｍＷとなった。
０、５０、１０ｍｍに対し、交流ロスは、各々７４ｍ
Ｗ、４０ｍＷ、２７ｍＷ、３ｍＷとなった。
【００５９】この結果から明らかなように、捩りピッチ
の減少とともに交流ロスが顕著に減少することがわか
る。
の減少とともに交流ロスが顕著に減少することがわか
る。
【００６０】一方、伸線加工後に捩り線加工を施さず、
高抵抗バリアをいれない他は同様の条件で、長さ５０ｍ
の長尺の酸化物超電導線材を作製した。得られた線材を
同様にダブルパンケーキ状に巻線し、同様に交流ロス測
定を行なったところ、３００ｍＷであった。
高抵抗バリアをいれない他は同様の条件で、長さ５０ｍ
の長尺の酸化物超電導線材を作製した。得られた線材を
同様にダブルパンケーキ状に巻線し、同様に交流ロス測
定を行なったところ、３００ｍＷであった。
【００６１】このことから、長尺線材を製造する際、伸
線および圧延加工工程において、伸線後捩り加工を施す
ことにより、コイル化した場合に、コイルの交流損失を
大幅に減少させることができる。
線および圧延加工工程において、伸線後捩り加工を施す
ことにより、コイル化した場合に、コイルの交流損失を
大幅に減少させることができる。
【００６２】（実施例１） Ｂｉ2Ｏ3、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3およびＣｕＯ
を用いて、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８１：
０．４０：１．９８：２．２１：３．０３の組成比にな
るように、これらを配合した。この配合した粉末を、大
気中において７５０℃で１２時間、８００℃で８時間、
さらに、減圧雰囲気１Ｔｏｒｒにおいて、７６０℃で８
時間、の順に熱処理を施した。なお、各熱処理後におい
て、粉砕を行なった。このような熱処理および粉砕を経
て得られた粉末を、さらに、ボールミルにより粉砕し、
サブミクロンの粉末を得た。この粉末を８００℃で２時
間熱処理を施した後、外径１２ｍｍ、内径９ｍｍの銀パ
イプ中に充填した。
を用いて、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８１：
０．４０：１．９８：２．２１：３．０３の組成比にな
るように、これらを配合した。この配合した粉末を、大
気中において７５０℃で１２時間、８００℃で８時間、
さらに、減圧雰囲気１Ｔｏｒｒにおいて、７６０℃で８
時間、の順に熱処理を施した。なお、各熱処理後におい
て、粉砕を行なった。このような熱処理および粉砕を経
て得られた粉末を、さらに、ボールミルにより粉砕し、
サブミクロンの粉末を得た。この粉末を８００℃で２時
間熱処理を施した後、外径１２ｍｍ、内径９ｍｍの銀パ
イプ中に充填した。
【００６３】この銀パイプ中に充填された粉末を、１ｍ
ｍで伸線加工した後、外径１２ｍｍ、内径９ｍｍの銀パ
イプ中に嵌合して、６１芯の多芯線とした。この線をさ
らに直径１．０ｍｍになるまでさらに伸線加工した。
ｍで伸線加工した後、外径１２ｍｍ、内径９ｍｍの銀パ
イプ中に嵌合して、６１芯の多芯線とした。この線をさ
らに直径１．０ｍｍになるまでさらに伸線加工した。
【００６４】この伸線加工後の多芯線材を、捩りピッチ
が、各々５００ｍｍ、１００ｍｍ、５０ｍｍ、１０ｍｍ
になるように捩り加工を施した後、０．９８ｍｍφまで
軽く伸線加工を施した。これを、テープ幅３．０ｍｍ、
厚さ０．２２ｍｍになるように圧延加工した後、８５０
℃で５０時間の熱処理を施した。その後、さらに、厚さ
０．２０ｍｍになるまで圧延加工し、８５０℃で５０時
間の熱処理を施した。その後、捩りピッチの異なる線か
ら、４０ｍｍ長の短尺を切出し、臨界電流Ｉｃの測定を
行ない、捩り加工がＩｃに及ぼす影響を調べた。
が、各々５００ｍｍ、１００ｍｍ、５０ｍｍ、１０ｍｍ
になるように捩り加工を施した後、０．９８ｍｍφまで
軽く伸線加工を施した。これを、テープ幅３．０ｍｍ、
厚さ０．２２ｍｍになるように圧延加工した後、８５０
℃で５０時間の熱処理を施した。その後、さらに、厚さ
０．２０ｍｍになるまで圧延加工し、８５０℃で５０時
間の熱処理を施した。その後、捩りピッチの異なる線か
ら、４０ｍｍ長の短尺を切出し、臨界電流Ｉｃの測定を
行ない、捩り加工がＩｃに及ぼす影響を調べた。
【００６５】その結果、捩りピッチ長が各々５００、１
００、５０、１０ｍｍのものに対し、臨界電流は、各々
２１Ａ、２０Ａ、１９Ａ、１７Ａであり、ピッチ減少に
伴って若干の低下はあるものの大きなＩｃの減少は見ら
れなかった。なお、この結果は、直流通電を行なった場
合のものである。
００、５０、１０ｍｍのものに対し、臨界電流は、各々
２１Ａ、２０Ａ、１９Ａ、１７Ａであり、ピッチ減少に
伴って若干の低下はあるものの大きなＩｃの減少は見ら
れなかった。なお、この結果は、直流通電を行なった場
合のものである。
【００６６】さらに、捩りピッチが５００、３００、２
００、１００ｍｍのものについて、捩り角度を調べたと
ころ、各々０．３°、０．５°、０．９°、１．７°で
あった。このようなテープを用いて、２０ｍｍの曲げ径
でＩｃの歪み特性を調べた。
００、１００ｍｍのものについて、捩り角度を調べたと
ころ、各々０．３°、０．５°、０．９°、１．７°で
あった。このようなテープを用いて、２０ｍｍの曲げ径
でＩｃの歪み特性を調べた。
【００６７】歪み前のＩｃ（Ｉｃ0）と歪み後のＩｃの
比率Ｋ（Ｋ＝Ｉｃ／Ｉｃ0）により、捩りピッチの影響
を調べた結果、捩り角度が各々０．３°、０．５°、
０．９°、１．７°のものに対し、Ｋは各々０．７、
０．８５、０．９、０．９となり、捩り角度が大きくな
るほど、歪み特性が改善されることが認められ、０．５
°以上にすると効果があることがわかった。
比率Ｋ（Ｋ＝Ｉｃ／Ｉｃ0）により、捩りピッチの影響
を調べた結果、捩り角度が各々０．３°、０．５°、
０．９°、１．７°のものに対し、Ｋは各々０．７、
０．８５、０．９、０．９となり、捩り角度が大きくな
るほど、歪み特性が改善されることが認められ、０．５
°以上にすると効果があることがわかった。
【００６８】さらに、捩ピッチが各々５００、１００、
５０、１０ｍｍで長さ１３ｍの長尺の酸化物超電導多芯
線材を４本作製し、得られた線材をパンケーキ状に巻線
した。コイルは、外径１００ｍｍφ、内径４０ｍｍφ
で、高さ６ｍｍとした。コイル形状のもので使用した超
電導線の捩りピッチ長の異なるものを４個作製した。
５０、１０ｍｍで長さ１３ｍの長尺の酸化物超電導多芯
線材を４本作製し、得られた線材をパンケーキ状に巻線
した。コイルは、外径１００ｍｍφ、内径４０ｍｍφ
で、高さ６ｍｍとした。コイル形状のもので使用した超
電導線の捩りピッチ長の異なるものを４個作製した。
【００６９】このようにして得られたコイルについて、
参考例１と同様に、図１０に示すような装置を用いて、
交流ロスの測定および比較を行なった。すなわち、コイ
ルに５０Ｈｚの周波数で、実効値５Ａの交流電流を液体
窒素中で流し、コイル両端に発生する電圧のうち、抵抗
成分のみをロックインアンプの０°位相信号により検出
し、交流ロスの比較を行なった。
参考例１と同様に、図１０に示すような装置を用いて、
交流ロスの測定および比較を行なった。すなわち、コイ
ルに５０Ｈｚの周波数で、実効値５Ａの交流電流を液体
窒素中で流し、コイル両端に発生する電圧のうち、抵抗
成分のみをロックインアンプの０°位相信号により検出
し、交流ロスの比較を行なった。
【００７０】その結果、捩りピッチ長が、５００、１０
０、５０、１０ｍｍに対し、交流ロスは、各々１９０ｍ
Ｗ、１８０ｍＷ、１２０ｍＷ、１０ｍＷとなった。
０、５０、１０ｍｍに対し、交流ロスは、各々１９０ｍ
Ｗ、１８０ｍＷ、１２０ｍＷ、１０ｍＷとなった。
【００７１】この結果から明らかなように、捩りピッチ
の減少とともに交流ロスが顕著に減少することがわか
る。
の減少とともに交流ロスが顕著に減少することがわか
る。
【００７２】一方、伸線加工後に捩り線加工を施さない
他は同様の条件で、長さ５０ｍの長尺の酸化物超電導線
材を作製した。得られた線材を同様にダブルパンケーキ
状に巻線し、同様に交流ロス測定を行なったところ、３
００ｍＷであった。
他は同様の条件で、長さ５０ｍの長尺の酸化物超電導線
材を作製した。得られた線材を同様にダブルパンケーキ
状に巻線し、同様に交流ロス測定を行なったところ、３
００ｍＷであった。
【００７３】このことから、長尺線材を製造する際、伸
線および圧延加工工程において、伸線後捩り加工を施す
ことにより、コイル化した場合に、曲げ特性が優れ、Ｉ
ｃの劣化が少なく、コイルの交流損失を大幅に減少させ
ることができる。
線および圧延加工工程において、伸線後捩り加工を施す
ことにより、コイル化した場合に、曲げ特性が優れ、Ｉ
ｃの劣化が少なく、コイルの交流損失を大幅に減少させ
ることができる。
【００７４】（実施例２） Ｂｉ2Ｏ3、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3およびＣｕＯ
を用いて、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８１：
０．４０：１．９８：２．２１：３．０３の組成比にな
るように、これらを配合した。この配合した粉末を、大
気中において、７５０℃で１２時間、８００℃で８時
間、さらに、減圧雰囲気１Ｔｏｒｒにおいて、７６０℃
で８時間、の順に熱処理を施した。なお、各熱処理後に
おいて、粉砕を行なった。このような熱処理および粉砕
を経て得られた粉末を、さらに、ボールミルにより粉砕
し、サブミクロンの粉末を得た。この粉末を８００℃で
２時間熱処理を施した後、外径１２ｍｍ、内径９ｍｍの
銀＋１０％金合金パイプ中に充填した。
を用いて、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８１：
０．４０：１．９８：２．２１：３．０３の組成比にな
るように、これらを配合した。この配合した粉末を、大
気中において、７５０℃で１２時間、８００℃で８時
間、さらに、減圧雰囲気１Ｔｏｒｒにおいて、７６０℃
で８時間、の順に熱処理を施した。なお、各熱処理後に
おいて、粉砕を行なった。このような熱処理および粉砕
を経て得られた粉末を、さらに、ボールミルにより粉砕
し、サブミクロンの粉末を得た。この粉末を８００℃で
２時間熱処理を施した後、外径１２ｍｍ、内径９ｍｍの
銀＋１０％金合金パイプ中に充填した。
【００７５】この銀合金パイプ中に充填された粉末を、
１ｍｍまで伸線加工した後、外径１２ｍｍ、内径９ｍｍ
の銀＋１０％金合金パイプ中に嵌合して、６１芯の多芯
線とした。この線をさらに直径１．０ｍｍになるまで伸
線加工した。
１ｍｍまで伸線加工した後、外径１２ｍｍ、内径９ｍｍ
の銀＋１０％金合金パイプ中に嵌合して、６１芯の多芯
線とした。この線をさらに直径１．０ｍｍになるまで伸
線加工した。
【００７６】この伸線加工後の多芯線材を、丸線の状態
において、捩りピッチが、各々５００ｍｍ、１００ｍ
ｍ、５０ｍｍ、１０ｍｍになるように捩り加工を施した
後、０．９８φまで軽く伸線加工を施した。これを、厚
さ０．２２ｍｍになるように圧延加工した後、８５０℃
で５０時間の熱処理を施した。その後、さらに、厚さ
０．２０ｍｍになるまで圧延加工し、８５０℃で５０時
間の熱処理を施した。その後、捩りピッチの異なる線か
ら４００ｍｍ長の短尺を切出し、臨界電流Ｉｃの測定を
行ない、捩り加工がＩｃに及ぼす影響を調べた。
において、捩りピッチが、各々５００ｍｍ、１００ｍ
ｍ、５０ｍｍ、１０ｍｍになるように捩り加工を施した
後、０．９８φまで軽く伸線加工を施した。これを、厚
さ０．２２ｍｍになるように圧延加工した後、８５０℃
で５０時間の熱処理を施した。その後、さらに、厚さ
０．２０ｍｍになるまで圧延加工し、８５０℃で５０時
間の熱処理を施した。その後、捩りピッチの異なる線か
ら４００ｍｍ長の短尺を切出し、臨界電流Ｉｃの測定を
行ない、捩り加工がＩｃに及ぼす影響を調べた。
【００７７】その結果、捩りピッチ長が各々５００、１
００、５０、１０ｍｍのものに対して、臨界電流は、各
々２１Ａ、２０Ａ、１９Ａ、１７Ａであり、ピッチ減少
にともなって若干の低下はあるものの大きなＩｃの減少
は見られなかった。なお、この結果は、直流通電を行な
った場合のものである。
００、５０、１０ｍｍのものに対して、臨界電流は、各
々２１Ａ、２０Ａ、１９Ａ、１７Ａであり、ピッチ減少
にともなって若干の低下はあるものの大きなＩｃの減少
は見られなかった。なお、この結果は、直流通電を行な
った場合のものである。
【００７８】このようにして、捩りピッチの違う長さ１
３ｍの長尺の酸化物超電導多芯線材を４本作製し、得ら
れた線材をパンケーキ状に巻線した。コイルは、外径１
００ｍｍφ、内径４０ｍｍφで、高さ６ｍｍとした。こ
のコイル形状のもので使用した超電導線の捩りピッチ長
の異なるものを４個作製した。
３ｍの長尺の酸化物超電導多芯線材を４本作製し、得ら
れた線材をパンケーキ状に巻線した。コイルは、外径１
００ｍｍφ、内径４０ｍｍφで、高さ６ｍｍとした。こ
のコイル形状のもので使用した超電導線の捩りピッチ長
の異なるものを４個作製した。
【００７９】このようにして得られたコイルについて、
参考例１と同様に、図１０に示すような装置を用いて、
交流ロスの測定および比較を行なった。すなわち、コイ
ルに５０Ｈｚの周波数で、実効値５Ａの交流電流を液体
窒素中で流し、コイル両端に発生する電圧のうち、抵抗
成分のみをロックインアンプの０°位相信号により検出
し、交流ロスの比較を行なった。
参考例１と同様に、図１０に示すような装置を用いて、
交流ロスの測定および比較を行なった。すなわち、コイ
ルに５０Ｈｚの周波数で、実効値５Ａの交流電流を液体
窒素中で流し、コイル両端に発生する電圧のうち、抵抗
成分のみをロックインアンプの０°位相信号により検出
し、交流ロスの比較を行なった。
【００８０】その結果、捩りピッチ長が、５００、１０
０、５０、１０ｍｍに対し、交流ロスは、各々８０ｍ
Ｗ、３５ｍＷ、３３ｍＷ、５ｍＷとなった。この結果か
ら明らかなように、捩りピッチの減少とともに交流ロス
が顕著に減少することがわかる。
０、５０、１０ｍｍに対し、交流ロスは、各々８０ｍ
Ｗ、３５ｍＷ、３３ｍＷ、５ｍＷとなった。この結果か
ら明らかなように、捩りピッチの減少とともに交流ロス
が顕著に減少することがわかる。
【００８１】一方、伸線加工後に捩り線加工を施さない
他は同様の条件で、長さ５０ｍの長尺の酸化物超電導線
材を作製した。得られた線材を同様にダブルパンケーキ
状に巻線し、交流ロス測定を行なったところ、３００ｍ
Ｗであった。このことから、長尺線材を製造する際、伸
線および圧延加工工程において、伸線後捩り加工を施す
ことにより、コイル化した場合に、コイルの交流損失を
大幅に減少させることができる。
他は同様の条件で、長さ５０ｍの長尺の酸化物超電導線
材を作製した。得られた線材を同様にダブルパンケーキ
状に巻線し、交流ロス測定を行なったところ、３００ｍ
Ｗであった。このことから、長尺線材を製造する際、伸
線および圧延加工工程において、伸線後捩り加工を施す
ことにより、コイル化した場合に、コイルの交流損失を
大幅に減少させることができる。
【００８２】（参考例５） 参考例 による金属シースにて被覆されたテープ状超電導
線材を用いて、表１に示す仕様の小コイルを作製し、表
２に示す通電条件に従い交流通電特性を調べた。なお、
金属シースとしては、銀または銀＋１０％Ａｕを用い
た。また、捩りピッチ長は、２０ｍｍおよび５０ｍｍと
し、比較のため捩り加工を施さないものも作製した。
線材を用いて、表１に示す仕様の小コイルを作製し、表
２に示す通電条件に従い交流通電特性を調べた。なお、
金属シースとしては、銀または銀＋１０％Ａｕを用い
た。また、捩りピッチ長は、２０ｍｍおよび５０ｍｍと
し、比較のため捩り加工を施さないものも作製した。
【００８３】
【表１】
【００８４】
【表２】
【００８５】このようにして、参考例１と同様に図１０
に示す装置を用いて測定された交流ロスの測定結果を、
表３に示す。
に示す装置を用いて測定された交流ロスの測定結果を、
表３に示す。
【００８６】
【表３】
【００８７】なお、以上の実施例に関する開示は、本発
明の単なる具体例にすぎず、本発明の技術的範囲を何ら
制限するものではない。すなわち、本発明の適用はビス
マス系超電導線材の製造に限られるものではなく、タリ
ウム系およびイットリウム系超電導線材の製造に関して
も適用できる。
明の単なる具体例にすぎず、本発明の技術的範囲を何ら
制限するものではない。すなわち、本発明の適用はビス
マス系超電導線材の製造に限られるものではなく、タリ
ウム系およびイットリウム系超電導線材の製造に関して
も適用できる。
【００８８】
【発明の効果】本発明によれば、以上説明したように、
交流損失の低い酸化物超電導線材が得られる。そのた
め、この発明により製造された酸化物超電導線材は、
０．１Ｈｚ以上の商用周波数を含め、高い周波数で運転
する酸化物超電導マグネット、ケーブルへの適用が可能
である他、各種の誘導モータ、同期モータ等の交流モー
タや変圧器等のコイル用途にも幅広く応用することがで
きる。
交流損失の低い酸化物超電導線材が得られる。そのた
め、この発明により製造された酸化物超電導線材は、
０．１Ｈｚ以上の商用周波数を含め、高い周波数で運転
する酸化物超電導マグネット、ケーブルへの適用が可能
である他、各種の誘導モータ、同期モータ等の交流モー
タや変圧器等のコイル用途にも幅広く応用することがで
きる。
【００８９】また、本発明によれば、交流損失が低いだ
けでなく、高強度で歪み特性の優れた酸化物超電導線材
を得ることもできる。
けでなく、高強度で歪み特性の優れた酸化物超電導線材
を得ることもできる。
【００９０】なお、撚りピッチ長は、実際の製造上小さ
くすることは難しいが、銀合金を使用すれば、撚りピッ
チを小さくしたのと同じ特性の効果を得ることができ
る。
くすることは難しいが、銀合金を使用すれば、撚りピッ
チを小さくしたのと同じ特性の効果を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による酸化物超電導線材の製造工程を
示す図である。
示す図である。
【図２】 本発明による酸化物超電導線材の製造工程を
示す図である。
示す図である。
【図３】 本発明による酸化物超電導線材の製造工程を
示す図である。
示す図である。
【図４】 本発明の製造方法に基づく酸化物超電導線材
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図５】 図４に示す酸化物超電導線材の構成を概略的
に示す横断面図である。
に示す横断面図である。
【図６】 本発明の製造方法に基づく酸化物超電導線材
の構成を概略的に示す横断面図である。
の構成を概略的に示す横断面図である。
【図７】 本発明の製造方法に基づく酸化物超電導多芯
線を示す斜視図である。
線を示す斜視図である。
【図８】 従来の酸化物超電導多芯線を示す斜視図であ
る。
る。
【図９】 酸化物超電導線材における傾斜角度を説明す
るための図である。
るための図である。
【図１０】 酸化物超電導線材について交流ロスの測定
を行なうための装置の構成を示す図である。
を行なうための装置の構成を示す図である。
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ フィラメント、２ マト
リクス、８ バリア層３１ コイル、各図中、同一符号
は、同一または相当部分を示す。
リクス、８ バリア層３１ コイル、各図中、同一符号
は、同一または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−155711（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−41117（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−71017（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01B 12/10 H01B 13/00 565 H01F 6/06
Claims (5)
- 【請求項１】 酸化物超電導材料を主成分とする粉末を
熱処理した後金属シースにて被覆し、伸線加工を施した
後、嵌合して多芯線とし伸線加工および圧延加工を施し
た後、さらに熱処理する、酸化物超電導線材の製造方法
であって、前記嵌合して多芯線とした後の伸線加工およ
び圧延加工の工程において、伸線加工後、丸線の状態に
おいて、線材に捩り加工を施した後、再度伸線してから
圧延することを特徴とする、酸化物超電導線材の製造方
法。 - 【請求項２】 前記圧延後の捩りピッチ長を、前記圧延
後の線材の幅以上とすることを特徴とする、請求項１記
載の酸化物超電導線材の製造方法。 - 【請求項３】 前記圧延した後の捩り加工による傾斜角
度を、前記線材方向に対して０．５°以上にすることを
特徴とする、請求項１記載の酸化物超電導線材の製造方
法。 - 【請求項４】 前記嵌合して多芯線とする前の単芯線に
おいて、単芯線の表面または前記酸化物超電導材料と前
記金属シースの境界に、室温での抵抗値が前記金属シー
スよりも高く、かつ、１０-6〜１０-10Ωｍの金属また
は合金を配することを特徴とする、請求項１記載の酸化
物超電導線材の製造方法。 - 【請求項５】 前記嵌合して多芯線とした後の伸線加工
および圧延加工の工程において、伸線加工後、丸線の状
態において、線材に捩り加工を施すことを特徴とする、
請求項４記載の酸化物超電導線材の製造方法。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
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| EP94112038A EP0638942B1 (en) | 1993-08-02 | 1994-08-02 | Oxide superconducting wire, manufacturing method thereof, oxide superconducting coil and cable conductor |
| DE69427439T DE69427439T2 (de) | 1993-08-02 | 1994-08-02 | Draht aus supraleitendem Oxid, Verfahren zur Herstellung, Spule und Kabel aus supraleitendem Oxid |
| US08/739,908 US6158106A (en) | 1993-08-02 | 1996-10-30 | Oxide superconducting wire manufacturing method |
| US09/640,527 US6272732B1 (en) | 1993-08-02 | 2000-08-17 | Oxide superconducting wire, manufacturing method thereof, oxide superconducting coil and cable conductor |
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| JP5-191374 | 1993-08-02 | ||
| JP19862693 | 1993-08-10 | ||
| JP5-198626 | 1993-08-10 | ||
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| JPH07105753A JPH07105753A (ja) | 1995-04-21 |
| JP3356852B2 true JP3356852B2 (ja) | 2002-12-16 |
Family
ID=27326474
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| JP (1) | JP3356852B2 (ja) |
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| US6247225B1 (en) | 1995-11-07 | 2001-06-19 | American Superconductor Corporation | Method for making cabled conductors containing anisotropic superconducting compounds |
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| JP3933253B2 (ja) * | 1996-05-10 | 2007-06-20 | 古河電気工業株式会社 | 交流用酸化物超電導線材及びケーブル |
| DE19621068C1 (de) * | 1996-05-24 | 1997-10-23 | Siemens Ag | Bandförmiger Hoch-T¶c¶-Multifilamentsupraleiter und Verfahren zu dessen Herstellung |
| FR2752327B1 (fr) * | 1996-08-09 | 1998-10-02 | Alsthom Cge Alcatel | Brin htc multifilamentaire a disposition interne decalee |
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| US6397454B1 (en) | 1996-09-26 | 2002-06-04 | American Superconductor Corp. | Decoupling of superconducting elements in high temperature superconducting composites |
| JPH10163936A (ja) | 1996-12-05 | 1998-06-19 | Toshiba Corp | 無線通信装置 |
| FR2761192B1 (fr) * | 1997-03-20 | 2006-10-27 | Alsthom Cge Alkatel | Procede de decouplage d'un brin multifilamentaire supraconducteur htc a matrice a base d'argent, et brin multifilamentaire ainsi realise |
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| JP2013182716A (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-12 | Hitachi Cable Ltd | 断線検知機能付ケーブル |
| DE102014206429A1 (de) * | 2014-04-03 | 2015-10-08 | Bruker Biospin Ag | Verfahren zur Herstellung von Supraleitern mit verringerter Abhängigkeit des kritischen Stromes von axialer mechanischer Dehnung |
| DE102017221821A1 (de) * | 2017-12-04 | 2019-06-06 | Airbus Defence and Space GmbH | Messanordnung zum Messen von Prozess- und Strukturparametern eines Faserverbundmaterials entlang einer Messstrecke |
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| US3829964A (en) * | 1972-09-06 | 1974-08-20 | Airco Inc | Multi-filament composite superconductor with transposition of filaments and method of making same |
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-
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- 1993-12-28 JP JP33685293A patent/JP3356852B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-08-02 DE DE69427439T patent/DE69427439T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-08-02 EP EP94112038A patent/EP0638942B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-10-30 US US08/739,908 patent/US6158106A/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-08-17 US US09/640,527 patent/US6272732B1/en not_active Expired - Lifetime
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