JP3520699B2 - 酸化物超電導線材及びその製造方法 - Google Patents
酸化物超電導線材及びその製造方法Info
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- 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】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化物超電導線材
に係り、特に、コイル、給電用導体、および送電用導体
に用いられる酸化物超電導線材に関するものである。
に係り、特に、コイル、給電用導体、および送電用導体
に用いられる酸化物超電導線材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】酸化物超電導線材（例えば、酸化物超電
導素線、酸化物超電導多芯線材）の代表的な作製方法と
して、金属被覆法（powder-in-tube method ）が挙げら
れる。
導素線、酸化物超電導多芯線材）の代表的な作製方法と
して、金属被覆法（powder-in-tube method ）が挙げら
れる。
【０００３】金属被覆法は、先ず、予め準備した酸化物
超電導粉末（適当な加熱処理を施すことによって酸化物
超電導体となるような粉末も含む）を適当なサイズの金
属シース材（Ａｇシースを用いることが多い）に充填し
て、内部にコアを有するビレットを形成する。
超電導粉末（適当な加熱処理を施すことによって酸化物
超電導体となるような粉末も含む）を適当なサイズの金
属シース材（Ａｇシースを用いることが多い）に充填し
て、内部にコアを有するビレットを形成する。
【０００４】このビレットに押出加工、伸線加工、圧延
加工などの機械的加工を施して所定の線材形状に形成す
る。その後、この線材に熱処理を施して酸化物超電導線
材を作製する。この時、必要に応じて、熱処理後に機械
的加工と熱処理を繰返し施してもよい。
加工などの機械的加工を施して所定の線材形状に形成す
る。その後、この線材に熱処理を施して酸化物超電導線
材を作製する。この時、必要に応じて、熱処理後に機械
的加工と熱処理を繰返し施してもよい。
【０００５】多芯線材の場合は、前記の機械的加工を施
して得られた線材の多数本を、パイプ状の金属シース材
内に挿入して多芯ビレットとし、その多芯ビレットに、
再度機械的加工を施して所定の線材形状とした後、熱処
理を施して酸化物超電導多芯線材を作製する。
して得られた線材の多数本を、パイプ状の金属シース材
内に挿入して多芯ビレットとし、その多芯ビレットに、
再度機械的加工を施して所定の線材形状とした後、熱処
理を施して酸化物超電導多芯線材を作製する。
【０００６】従来の酸化物超電導線材の横断面図を図２
に示す。図２（ａ）は、酸化物超電導線材を形成するた
めの多芯ビレットの横断面図の一例を示し、図２（ｂ）
は、酸化物超電導線材を形成するための多芯ビレットの
横断面図の他の例を示し、図２（ｃ）は、酸化物超電導
多芯線材の横断面図を示し、図２（ｄ）は、平角状酸化
物超電導多芯線材の横断面図を示し、図２（ｅ）は、テ
ープ状酸化物超電導多芯線材の横断面図を示している。
に示す。図２（ａ）は、酸化物超電導線材を形成するた
めの多芯ビレットの横断面図の一例を示し、図２（ｂ）
は、酸化物超電導線材を形成するための多芯ビレットの
横断面図の他の例を示し、図２（ｃ）は、酸化物超電導
多芯線材の横断面図を示し、図２（ｄ）は、平角状酸化
物超電導多芯線材の横断面図を示し、図２（ｅ）は、テ
ープ状酸化物超電導多芯線材の横断面図を示している。
【０００７】図２（ａ）に示すように、酸化物超電導多
芯線材は、コア２１の周囲を金属シース材２２で被覆
し、かつ、横断面を正六角形状に作製した酸化物超電導
素線２３を多数本束ね（通常は、六角形を形成するよう
に配置することが多い）、その後、所定の内径を有した
金属シース材（Ａｇシースを用いることが多い）２４内
に挿入して多芯ビレット２５を作製し、この多芯ビレッ
ト２５に伸線加工及び／又は圧延加工などの機械的加工
を施して、図２（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示すような所
定の線材形状に形成し、最後に、この多芯線材に熱処理
を施して作製される。
芯線材は、コア２１の周囲を金属シース材２２で被覆
し、かつ、横断面を正六角形状に作製した酸化物超電導
素線２３を多数本束ね（通常は、六角形を形成するよう
に配置することが多い）、その後、所定の内径を有した
金属シース材（Ａｇシースを用いることが多い）２４内
に挿入して多芯ビレット２５を作製し、この多芯ビレッ
ト２５に伸線加工及び／又は圧延加工などの機械的加工
を施して、図２（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示すような所
定の線材形状に形成し、最後に、この多芯線材に熱処理
を施して作製される。
【０００８】また、図２（ｂ）に示すように、横断面丸
型の酸化物超電導素線３３を同心円状に多数本束ね、そ
の後、所定の内径を有した金属シース材３４内に挿入し
て作製した多芯ビレット３５を用いて酸化物超電導多芯
線材を作製してもよい。
型の酸化物超電導素線３３を同心円状に多数本束ね、そ
の後、所定の内径を有した金属シース材３４内に挿入し
て作製した多芯ビレット３５を用いて酸化物超電導多芯
線材を作製してもよい。
【０００９】図２（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示すよう
に、酸化物超電導多芯線材は、機械的加工によって、丸
状酸化物超電導多芯線材２７、平角状酸化物超電導多芯
線材２８、テープ状酸化物超電導多芯線材２９などに形
成される。
に、酸化物超電導多芯線材は、機械的加工によって、丸
状酸化物超電導多芯線材２７、平角状酸化物超電導多芯
線材２８、テープ状酸化物超電導多芯線材２９などに形
成される。
【００１０】酸化物超電導多芯線材２７，２８，２９
は、金属マトリックス２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ中に酸化
物超電導体２１ｃ，２１ｄ，２１ｅを分散した構造とな
る。
は、金属マトリックス２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ中に酸化
物超電導体２１ｃ，２１ｄ，２１ｅを分散した構造とな
る。
【００１１】酸化物超電導線材の熱処理は、Ｎｂ3 Ｓｎ
などの金属系化合物超電導線材を用いた線材よりも高温
（８００〜９００℃）で、かつ、酸素雰囲気中で施すこ
とが多い。このため、酸化物超電導体と複合する金属基
材としては、酸化物超電導体との反応性を考慮して、Ａ
ｇまたはＡｇ合金、ＡｕまたはＡｕ合金などを用いるこ
とが多い。
などの金属系化合物超電導線材を用いた線材よりも高温
（８００〜９００℃）で、かつ、酸素雰囲気中で施すこ
とが多い。このため、酸化物超電導体と複合する金属基
材としては、酸化物超電導体との反応性を考慮して、Ａ
ｇまたはＡｇ合金、ＡｕまたはＡｕ合金などを用いるこ
とが多い。
【００１２】ここで、酸化物超電導線材は、酸化物超電
導体がセラミックスの一種であることから明らかなよう
に脆性材料である。このため、酸化物超電導線材または
導体にかかる曲げや引張りなどの機械的歪みに対して脆
いという難点がある。よって、最近では、機械的歪みに
対する特性を考慮して、Ａｇシースなどの酸化物超電導
体と複合する金属シース材を合金化して強化したり、多
芯構造にすることが主流になりつつある。
導体がセラミックスの一種であることから明らかなよう
に脆性材料である。このため、酸化物超電導線材または
導体にかかる曲げや引張りなどの機械的歪みに対して脆
いという難点がある。よって、最近では、機械的歪みに
対する特性を考慮して、Ａｇシースなどの酸化物超電導
体と複合する金属シース材を合金化して強化したり、多
芯構造にすることが主流になりつつある。
【００１３】また、酸化物超電導線材を用いた製品（例
えば、コイルなど）は、線材を巻いてから熱処理を施す
という手法（いわゆるワインド＆リアクト法）によって
作製されることが多い。この場合、熱処理条件が厳しい
ため、通常の有機物系絶縁材料を用いることができず、
セラミックスペーパ（例えば、アルミナペーパ）または
セラミックスファイバ（例えば、アルミナファイバ、ガ
ラスファイバ）編組などの耐熱絶縁材料を利用してい
る。
えば、コイルなど）は、線材を巻いてから熱処理を施す
という手法（いわゆるワインド＆リアクト法）によって
作製されることが多い。この場合、熱処理条件が厳しい
ため、通常の有機物系絶縁材料を用いることができず、
セラミックスペーパ（例えば、アルミナペーパ）または
セラミックスファイバ（例えば、アルミナファイバ、ガ
ラスファイバ）編組などの耐熱絶縁材料を利用してい
る。
【００１４】ここで、ワインド＆リアクト法による長尺
線材の熱処理では、線材同士が接触していると熱処理中
に線材同士が融着してしまうため、線材間に適当な間隔
を設けて疎に巻いたり、セラミックスペーパやセラミッ
クスファイバ編組などの絶縁材料をスペーサとして線材
間に巻き込むなどの対策がとられている。
線材の熱処理では、線材同士が接触していると熱処理中
に線材同士が融着してしまうため、線材間に適当な間隔
を設けて疎に巻いたり、セラミックスペーパやセラミッ
クスファイバ編組などの絶縁材料をスペーサとして線材
間に巻き込むなどの対策がとられている。
【００１５】酸化物超電導体は、電流を流し易い結晶面
と電流を流しにくい結晶軸方向を有しており、電気的特
性および結晶構造から二次元性が非常に強い。酸化物超
電導体を線材として用いる場合には、多結晶体として用
いることが多いため、電流を流し易い結晶面同士の接合
性（以下、結晶同士の接合性と呼ぶ）は、超電導特性を
左右する重要なファクターとなる。
と電流を流しにくい結晶軸方向を有しており、電気的特
性および結晶構造から二次元性が非常に強い。酸化物超
電導体を線材として用いる場合には、多結晶体として用
いることが多いため、電流を流し易い結晶面同士の接合
性（以下、結晶同士の接合性と呼ぶ）は、超電導特性を
左右する重要なファクターとなる。
【００１６】ここで、結晶同士の接合性を向上させるた
めには、二次元性の強い板状結晶を配向させることが必
要条件であり、結晶の接合性と結晶配向性は同義で表現
されることが多い。結晶配向性と臨界電流密度Ｊｃとの
間には相関関係があることが判ってきた。
めには、二次元性の強い板状結晶を配向させることが必
要条件であり、結晶の接合性と結晶配向性は同義で表現
されることが多い。結晶配向性と臨界電流密度Ｊｃとの
間には相関関係があることが判ってきた。
【００１７】Ａｇシース法に代表される金属被覆法で作
製した酸化物超電導線材においては、一般に、伸線加工
を施した後に圧延加工を施してテープ状に成形する。テ
ープ状に成形する理由としては、上述したような酸化物
超電導体の特徴を考慮して、結晶配向性を向上させるた
めである。また、酸化物超電導線材中の酸化物超電導体
からなるコアの厚みが大きいと、結晶が配向しにくいと
いう相関関係があることが判ってきた。
製した酸化物超電導線材においては、一般に、伸線加工
を施した後に圧延加工を施してテープ状に成形する。テ
ープ状に成形する理由としては、上述したような酸化物
超電導体の特徴を考慮して、結晶配向性を向上させるた
めである。また、酸化物超電導線材中の酸化物超電導体
からなるコアの厚みが大きいと、結晶が配向しにくいと
いう相関関係があることが判ってきた。
【００１８】酸化物超電導多芯線材を形成するための多
芯ビレットの作製方法としては、図２（ａ）に示したよ
うに、多数本の横断面が六角形状の酸化物超電導素線２
３を六角形状（蜂の巣状）に束ね、この六角形状の酸化
物超電導素線束を金属シース材２４内に挿入して多芯ビ
レット２５を作製することが一般的である。
芯ビレットの作製方法としては、図２（ａ）に示したよ
うに、多数本の横断面が六角形状の酸化物超電導素線２
３を六角形状（蜂の巣状）に束ね、この六角形状の酸化
物超電導素線束を金属シース材２４内に挿入して多芯ビ
レット２５を作製することが一般的である。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この六
角形状の酸化物超電導素線束を金属シース材２４内に挿
入するため、酸化物超電導素線束の最外周と金属シース
材２４の間には必然的に大きな隙間が生じる。これは、
横断面が丸形の酸化物超電導素線３３を同心円状に束
ね、この同心円状の酸化物超電導素線束を金属シース材
３４内に挿入して作製する多芯ビレット３５においても
同様である。
角形状の酸化物超電導素線束を金属シース材２４内に挿
入するため、酸化物超電導素線束の最外周と金属シース
材２４の間には必然的に大きな隙間が生じる。これは、
横断面が丸形の酸化物超電導素線３３を同心円状に束
ね、この同心円状の酸化物超電導素線束を金属シース材
３４内に挿入して作製する多芯ビレット３５においても
同様である。
【００２０】この酸化物超電導素線束の最外周と金属シ
ース材２４の間に隙間を有した多芯ビレット２５に縮径
加工を施して形成する横断面丸型の酸化物超電導多芯線
材２７の場合、酸化物超電導素線束の中心部より外周部
の方が酸化物超電導素線２３の変形量が大きくなるた
め、図２（ｃ）に示したように、酸化物超電導多芯線材
２７の外周部における酸化物超電導体２１ｃの形状が乱
れやすい。
ース材２４の間に隙間を有した多芯ビレット２５に縮径
加工を施して形成する横断面丸型の酸化物超電導多芯線
材２７の場合、酸化物超電導素線束の中心部より外周部
の方が酸化物超電導素線２３の変形量が大きくなるた
め、図２（ｃ）に示したように、酸化物超電導多芯線材
２７の外周部における酸化物超電導体２１ｃの形状が乱
れやすい。
【００２１】酸化物超電導多芯線材２７の外周部におけ
る酸化物超電導体２１ｃの形状の乱れは結晶配向性の低
下につながることから、横断面が丸状の酸化物超電導多
芯線材２７においては、外周部の臨界電流密度Ｊｃが低
く、中心部の臨界電流密度Ｊｃが高くなるというように
バラツキが生じるという問題があった。
る酸化物超電導体２１ｃの形状の乱れは結晶配向性の低
下につながることから、横断面が丸状の酸化物超電導多
芯線材２７においては、外周部の臨界電流密度Ｊｃが低
く、中心部の臨界電流密度Ｊｃが高くなるというように
バラツキが生じるという問題があった。
【００２２】また、多芯ビレットに縮径加工および圧延
加工を施して形成する平角状・テープ状の酸化物超電導
多芯線材２８，２９の場合、圧延ロール（図示せず）と
接している部分には圧縮応力がかかるため、その部分の
酸化物超電導体２１ｄ，２１ｅの厚みは薄くなる。しか
し、圧延ロールと接していない部分には圧縮応力ではな
く圧縮方向と垂直な方向に拡がろうとする流れが生じる
ため、図２（ｄ）、（ｅ）に示したように、その部分の
酸化物超電導体２１ｄ，２１ｅの厚みは厚いままであ
る。
加工を施して形成する平角状・テープ状の酸化物超電導
多芯線材２８，２９の場合、圧延ロール（図示せず）と
接している部分には圧縮応力がかかるため、その部分の
酸化物超電導体２１ｄ，２１ｅの厚みは薄くなる。しか
し、圧延ロールと接していない部分には圧縮応力ではな
く圧縮方向と垂直な方向に拡がろうとする流れが生じる
ため、図２（ｄ）、（ｅ）に示したように、その部分の
酸化物超電導体２１ｄ，２１ｅの厚みは厚いままであ
る。
【００２３】このような平角状・テープ状の酸化物超電
導多芯線材２８，２９の場合、線材の中央部における酸
化物超電導体厚が薄い部分で臨界電流密度Ｊｃが高く、
線材の横幅方向両端部（図中の左右両端部）における酸
化物超電導体厚が厚い部分で臨界電流密度Ｊｃが低いた
め、線材全体に一様な電流が流れないという問題があっ
た。
導多芯線材２８，２９の場合、線材の中央部における酸
化物超電導体厚が薄い部分で臨界電流密度Ｊｃが高く、
線材の横幅方向両端部（図中の左右両端部）における酸
化物超電導体厚が厚い部分で臨界電流密度Ｊｃが低いた
め、線材全体に一様な電流が流れないという問題があっ
た。
【００２４】すなわち、線材全体の臨界電流密度Ｊｃが
大きくならないと共に、これらの酸化物超電導線材を用
いて作製するコイルなどの酸化物超電導導体において設
計通りの磁場（磁場強度や均質性）が発生しないといっ
た問題があった。
大きくならないと共に、これらの酸化物超電導線材を用
いて作製するコイルなどの酸化物超電導導体において設
計通りの磁場（磁場強度や均質性）が発生しないといっ
た問題があった。
【００２５】そこで本発明は、上記課題を解決し、線材
全体に一様な電流が流れ、かつ、線材全体の臨界電流密
度が高い酸化物超電導線材を提供することにある。
全体に一様な電流が流れ、かつ、線材全体の臨界電流密
度が高い酸化物超電導線材を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、金属マトリックス中に酸化物超電
導体からなるコアを有する酸化物超電導素線を多数本、
六角形状または同心円状に配置してなる酸化物超電導線
材において、上記酸化物超電導素線の多数本を外径が同
じでコアの断面積が異なる複数種類のもので構成し、中
心または最内周の上記酸化物超電導素線の上記コアの断
面積が外側部における上記酸化物超電導素線の上記コア
の断面積よりも大きくなるように配置したものである。
に請求項１の発明は、金属マトリックス中に酸化物超電
導体からなるコアを有する酸化物超電導素線を多数本、
六角形状または同心円状に配置してなる酸化物超電導線
材において、上記酸化物超電導素線の多数本を外径が同
じでコアの断面積が異なる複数種類のもので構成し、中
心または最内周の上記酸化物超電導素線の上記コアの断
面積が外側部における上記酸化物超電導素線の上記コア
の断面積よりも大きくなるように配置したものである。
【００２７】請求項２の発明は、中心または最内周の上
記酸化物超電導素線のコアの断面積を１００とした時、
最外周の上記酸化物超電導素線のコアの断面積が５０〜
８５となるように径方向で差を持たせた請求項１記載の
酸化物超電導線材である。
記酸化物超電導素線のコアの断面積を１００とした時、
最外周の上記酸化物超電導素線のコアの断面積が５０〜
８５となるように径方向で差を持たせた請求項１記載の
酸化物超電導線材である。
【００２８】請求項３の発明は、上記酸化物超電導線材
の横断面形状が、丸状である請求項１および請求項２記
載の酸化物超電導線材である。
の横断面形状が、丸状である請求項１および請求項２記
載の酸化物超電導線材である。
【００２９】請求項４の発明は、上記酸化物超電導線材
に圧延加工を施し、その横断面形状をテープ状または平
角状とする請求項３記載の酸化物超電導線材である。
に圧延加工を施し、その横断面形状をテープ状または平
角状とする請求項３記載の酸化物超電導線材である。
【００３０】請求項５の発明は、コアが酸化物超電導体
からなる酸化物超電導素線を多数本、パイプ状の金属シ
ース材内に六角形状または同心円状に挿入して多芯ビレ
ットとし、その多芯ビレットに機械的加工を施して所定
の線材形状とした後、その線材に熱処理を施す酸化物超
電導線材の製造方法において、上記多数本の酸化物超電
導素線を外径が同じでコアの断面積が異なる複数種類の
酸化物超電導素線で構成し、その複数種類の酸化物超電
導素線を、中心または内周側における上記酸化物超電導
素線の上記コアの断面積が外周部における上記酸化物超
電導素線の上記コアの断面積より大きくなるように配置
して多芯ビレットとするものである。
からなる酸化物超電導素線を多数本、パイプ状の金属シ
ース材内に六角形状または同心円状に挿入して多芯ビレ
ットとし、その多芯ビレットに機械的加工を施して所定
の線材形状とした後、その線材に熱処理を施す酸化物超
電導線材の製造方法において、上記多数本の酸化物超電
導素線を外径が同じでコアの断面積が異なる複数種類の
酸化物超電導素線で構成し、その複数種類の酸化物超電
導素線を、中心または内周側における上記酸化物超電導
素線の上記コアの断面積が外周部における上記酸化物超
電導素線の上記コアの断面積より大きくなるように配置
して多芯ビレットとするものである。
【００３１】上記数値範囲を限定した理由を以下に説明
する。
する。
【００３２】中心または最内周の酸化物超電導素線のコ
アの断面積を１００とした時、最外周の酸化物超電導素
線のコアの断面積が５０〜８５となるように径方向で差
を持たせたのは、最外周の酸化物超電導素線のコアの断
面積が８５よりも大きいと、大きな変形を伴う縮径加工
や圧延加工の際、コアの周囲に被覆された安定化材であ
る金属マトリックスが全ての変形を吸収できず、コアの
形状が乱れるためである。また、最外周の酸化物超電導
素線のコアの断面積が５０よりも小さいと、酸化物超電
導線材全体のコア比（酸化物超電導体比）が低下し過ぎ
て線材全体の臨界電流密度Ｊｃが小さくなるためであ
る。
アの断面積を１００とした時、最外周の酸化物超電導素
線のコアの断面積が５０〜８５となるように径方向で差
を持たせたのは、最外周の酸化物超電導素線のコアの断
面積が８５よりも大きいと、大きな変形を伴う縮径加工
や圧延加工の際、コアの周囲に被覆された安定化材であ
る金属マトリックスが全ての変形を吸収できず、コアの
形状が乱れるためである。また、最外周の酸化物超電導
素線のコアの断面積が５０よりも小さいと、酸化物超電
導線材全体のコア比（酸化物超電導体比）が低下し過ぎ
て線材全体の臨界電流密度Ｊｃが小さくなるためであ
る。
【００３３】以上の構成によれば、各コアの断面積を径
方向で差を持たせたため、各コアが略均一形状となり、
線材全体に一様な電流が流れ、かつ、線材全体の臨界電
流密度が高い酸化物超電導線材を得ることができる。
方向で差を持たせたため、各コアが略均一形状となり、
線材全体に一様な電流が流れ、かつ、線材全体の臨界電
流密度が高い酸化物超電導線材を得ることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
する。
【００３５】前述したように、六角形状または同心円状
に配置した酸化物超電導素線束と金属シース材との間に
は大きな隙間が生じており、この多芯ビレットに大きな
変形を伴う縮径及び／又は圧延加工を施すと、酸化物超
電導素線束における外周部の酸化物超電導素線ほど変形
量（圧縮応力）が大きくなっていた。
に配置した酸化物超電導素線束と金属シース材との間に
は大きな隙間が生じており、この多芯ビレットに大きな
変形を伴う縮径及び／又は圧延加工を施すと、酸化物超
電導素線束における外周部の酸化物超電導素線ほど変形
量（圧縮応力）が大きくなっていた。
【００３６】本発明者らは、酸化物超電導素線のコアの
周囲に被覆される安定化材（金属マトリックス）とコア
である酸化物超電導体の硬さ及び変形に対する流動性の
違いに着目した。
周囲に被覆される安定化材（金属マトリックス）とコア
である酸化物超電導体の硬さ及び変形に対する流動性の
違いに着目した。
【００３７】安定化材は金属であるため、軟らかく（ビ
ッカース硬度：約９０）て外力に対して変形し易い。し
かし、酸化物超電導体はセラミックスであるため、硬く
（ビッカース硬度：約１２０）て外力に対して変形しに
くく、無理に変形させるとコアの形状が乱れやすい。
ッカース硬度：約９０）て外力に対して変形し易い。し
かし、酸化物超電導体はセラミックスであるため、硬く
（ビッカース硬度：約１２０）て外力に対して変形しに
くく、無理に変形させるとコアの形状が乱れやすい。
【００３８】そこで、酸化物超電導素線束における外周
部の酸化物超電導素線ほど安定化材の比率を高める（酸
化物超電導素線におけるコア比を小さくする）ことで、
大きな変形量を安定化材に吸収させ、コアの形状を安定
させることができるということを見出した。
部の酸化物超電導素線ほど安定化材の比率を高める（酸
化物超電導素線におけるコア比を小さくする）ことで、
大きな変形量を安定化材に吸収させ、コアの形状を安定
させることができるということを見出した。
【００３９】本発明の酸化物超電導線材は、略均一形状
の各酸化物超電導体の周囲に金属マトリックス（例え
ば、Ａｇ）を配置してなるものである。
の各酸化物超電導体の周囲に金属マトリックス（例え
ば、Ａｇ）を配置してなるものである。
【００４０】酸化物超電導体としては、特に限定するも
のではなく、例えば、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｌａ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系（Ｌａはランタン系列元素）、Ｂｉ−
（Ｐｂ）−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｔｌ−（Ｐｂ）−
Ｂａ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｈｇ−Ｂａ−Ｓｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系などが挙げられる。
のではなく、例えば、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｌａ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系（Ｌａはランタン系列元素）、Ｂｉ−
（Ｐｂ）−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｔｌ−（Ｐｂ）−
Ｂａ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｈｇ−Ｂａ−Ｓｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系などが挙げられる。
【００４１】金属マトリックスとしては、例えば、
ＡｇおよびＡｇ合金、
ＡｇおよびＡｇ合金の外側に、組成の異なるＡｇ合
金、他の金属、酸化物、または金属と酸化物の複合体を
被覆したもの、 ＡｇおよびＡｇ合金の内側に、組成の異なるＡｇ合
金、他の金属、酸化物、または金属と酸化物の複合体を
配置したもの、 ＡｇおよびＡｇ合金の内部に、組成の異なるＡｇ合
金、他の金属、酸化物、または金属と酸化物の複合体を
配置したもの などが挙げられる。また、適宜、Ａｇの代わりにＡｕを
用いてもよいことは言うまでもない。
金、他の金属、酸化物、または金属と酸化物の複合体を
被覆したもの、 ＡｇおよびＡｇ合金の内側に、組成の異なるＡｇ合
金、他の金属、酸化物、または金属と酸化物の複合体を
配置したもの、 ＡｇおよびＡｇ合金の内部に、組成の異なるＡｇ合
金、他の金属、酸化物、または金属と酸化物の複合体を
配置したもの などが挙げられる。また、適宜、Ａｇの代わりにＡｕを
用いてもよいことは言うまでもない。
【００４２】酸化物超電導線材の形状としては、丸状、
平角状、テープ状、またはパイプ状などが挙げられる。
平角状、テープ状、またはパイプ状などが挙げられる。
【００４３】酸化物超電導線材の種類としては、酸化物
超電導多芯線材、各種の酸化物超電導多芯線材を集合、
積層、または複合したもの、各酸化物超電導多芯線材を
更に多芯化したものなどが挙げられる。
超電導多芯線材、各種の酸化物超電導多芯線材を集合、
積層、または複合したもの、各酸化物超電導多芯線材を
更に多芯化したものなどが挙げられる。
【００４４】本発明の酸化物超電導線材の横断面図を図
１に示す。図１（ａ）は、酸化物超電導線材を形成する
ための多芯ビレットの横断面図の一例を示し、図１
（ｂ）は、酸化物超電導線材を形成するための多芯ビレ
ットの横断面図の他の例を示し、図１（ｃ）は、酸化物
超電導多芯線材の横断面図を示し、図１（ｄ）は、平角
状酸化物超電導多芯線材の横断面図を示し、図１（ｅ）
は、テープ状酸化物超電導多芯線材の横断面図を示して
いる。
１に示す。図１（ａ）は、酸化物超電導線材を形成する
ための多芯ビレットの横断面図の一例を示し、図１
（ｂ）は、酸化物超電導線材を形成するための多芯ビレ
ットの横断面図の他の例を示し、図１（ｃ）は、酸化物
超電導多芯線材の横断面図を示し、図１（ｄ）は、平角
状酸化物超電導多芯線材の横断面図を示し、図１（ｅ）
は、テープ状酸化物超電導多芯線材の横断面図を示して
いる。
【００４５】図１（ａ）、（ｂ）に示すように、酸化物
超電導体からなるコア１（１１）の外周に金属シース材
（金属マトリックス）２（１２）を被覆して横断面が六
角形状または丸形の酸化物超電導素線３ａ（１３ａ）を
作製する。同時に、コア比（コア断面積／酸化物超電導
素線断面積）の異なる数種類（図中では２種類）の酸化
物超電導素線３ｂ，３ｃ…（１３ｂ，１３ｃ…）も作製
する。この時、酸化物超電導素線３ａ（１３ａ）のコア
比が最大となるように、酸化物超電導素線３ａ（１３
ａ）、酸化物超電導素線３ｂ（１３ｂ）、酸化物超電導
素線３ｃ（１３ｃ）、…の順にコア比を小さくする。
超電導体からなるコア１（１１）の外周に金属シース材
（金属マトリックス）２（１２）を被覆して横断面が六
角形状または丸形の酸化物超電導素線３ａ（１３ａ）を
作製する。同時に、コア比（コア断面積／酸化物超電導
素線断面積）の異なる数種類（図中では２種類）の酸化
物超電導素線３ｂ，３ｃ…（１３ｂ，１３ｃ…）も作製
する。この時、酸化物超電導素線３ａ（１３ａ）のコア
比が最大となるように、酸化物超電導素線３ａ（１３
ａ）、酸化物超電導素線３ｂ（１３ｂ）、酸化物超電導
素線３ｃ（１３ｃ）、…の順にコア比を小さくする。
【００４６】その後、酸化物超電導素線３ａ（１３ａ）
を中心とし、酸化物超電導素線３ａ（１３ａ）の周囲に
酸化物超電導素線３ｂ（１３ｂ）を６本、更にその外側
に酸化物超電導素線３ｃ（１３ｃ）を多数本（図中では
１２本）配置して六角形状または同心円状とする。この
時、中心または最内周の酸化物超電導素線（図中では酸
化物超電導素線３ａ（１３ａ））のコア１の断面積を１
００とした時、最外周の酸化物超電導素線（図中では酸
化物超電導素線３ｃ（１３ｃ））のコア１の断面積が５
０〜８５となるようにする。
を中心とし、酸化物超電導素線３ａ（１３ａ）の周囲に
酸化物超電導素線３ｂ（１３ｂ）を６本、更にその外側
に酸化物超電導素線３ｃ（１３ｃ）を多数本（図中では
１２本）配置して六角形状または同心円状とする。この
時、中心または最内周の酸化物超電導素線（図中では酸
化物超電導素線３ａ（１３ａ））のコア１の断面積を１
００とした時、最外周の酸化物超電導素線（図中では酸
化物超電導素線３ｃ（１３ｃ））のコア１の断面積が５
０〜８５となるようにする。
【００４７】この六角形状または同心円状の酸化物超電
導素線束を金属シース材４（１４）内に挿入して多芯ビ
レット５（１５）を作製する。
導素線束を金属シース材４（１４）内に挿入して多芯ビ
レット５（１５）を作製する。
【００４８】この多芯ビレット５に縮径加工を施して、
図１（ｃ）に示すように、丸状酸化物超電導多芯線材７
を作製する。
図１（ｃ）に示すように、丸状酸化物超電導多芯線材７
を作製する。
【００４９】また、図１（ｄ）、（ｅ）に示す平角状酸
化物超電導多芯線材８またはテープ状酸化物超電導多芯
線材９は、図１（ｃ）に示した丸状酸化物超電導多芯線
材７のような形態の線材に、平角ダイス伸線加工または
圧延加工を施して作製する。
化物超電導多芯線材８またはテープ状酸化物超電導多芯
線材９は、図１（ｃ）に示した丸状酸化物超電導多芯線
材７のような形態の線材に、平角ダイス伸線加工または
圧延加工を施して作製する。
【００５０】本発明の酸化物超電導線材の製造方法にお
いても、酸化物超電導線材の外周部または横幅方向両端
部においては大きな圧縮応力がかかり、酸化物超電導線
材の中心部においては小さな圧縮応力がかかる。
いても、酸化物超電導線材の外周部または横幅方向両端
部においては大きな圧縮応力がかかり、酸化物超電導線
材の中心部においては小さな圧縮応力がかかる。
【００５１】しかし、酸化物超電導線材の外周部または
横幅方向両端部における酸化物超電導素線のコア比を、
酸化物超電導線材の中心部における酸化物超電導素線の
コア比よりも小さくして、酸化物超電導線材の外周部ま
たは横幅方向両端部における変形吸収量を高めている。
横幅方向両端部における酸化物超電導素線のコア比を、
酸化物超電導線材の中心部における酸化物超電導素線の
コア比よりも小さくして、酸化物超電導線材の外周部ま
たは横幅方向両端部における変形吸収量を高めている。
【００５２】このため、結果的に、酸化物超電導線材全
体に均一な圧縮応力がかかるようになり、酸化物超電導
線材中に略均一形状の酸化物超電導体が分散した構造と
なる。
体に均一な圧縮応力がかかるようになり、酸化物超電導
線材中に略均一形状の酸化物超電導体が分散した構造と
なる。
【００５３】すなわち、本発明の酸化物超電導線材の製
造方法によれば、丸状酸化物超電導多芯線材における外
周部、平角状・テープ状酸化物超電導多芯線材における
横幅方向両端部などにおいて臨界電流密度Ｊｃが低下す
ることなく、線材全体に一様な電流が流れ、線材全体の
臨界電流密度Ｊｃ（Ｏｖｅｒａｌｌ Ｊｃ）が大きく向
上することとなる。
造方法によれば、丸状酸化物超電導多芯線材における外
周部、平角状・テープ状酸化物超電導多芯線材における
横幅方向両端部などにおいて臨界電流密度Ｊｃが低下す
ることなく、線材全体に一様な電流が流れ、線材全体の
臨界電流密度Ｊｃ（Ｏｖｅｒａｌｌ Ｊｃ）が大きく向
上することとなる。
【００５４】
（実施例１）予め用意したＢｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏ
X 酸化物超電導粉末を、３種類のＡｇパイプ（パイプ
Ａ：外径１５ｍｍ、内径１３ｍｍ，パイプＢ：外径１５
ｍｍ、内径１２．５ｍｍ，パイプＣ：外径１５ｍｍ、内
径１２ｍｍ）内に充填密度１．６５ｇ／ｃｍ3 でそれぞ
れ充填する。その後、各Ａｇパイプに冷間引抜き加工を
施して外径２．５７ｍｍに形成し、酸化物超電導コア比
の異なる３種類の線材（線材Ａ；コア比０．５、線材
Ｂ；コア比０．４５、線材Ｃ；コア比０．４）を準備す
る。各線材（線材Ａ、線材Ｂ、線材Ｃ）の諸元を表１に
示す。
X 酸化物超電導粉末を、３種類のＡｇパイプ（パイプ
Ａ：外径１５ｍｍ、内径１３ｍｍ，パイプＢ：外径１５
ｍｍ、内径１２．５ｍｍ，パイプＣ：外径１５ｍｍ、内
径１２ｍｍ）内に充填密度１．６５ｇ／ｃｍ3 でそれぞ
れ充填する。その後、各Ａｇパイプに冷間引抜き加工を
施して外径２．５７ｍｍに形成し、酸化物超電導コア比
の異なる３種類の線材（線材Ａ；コア比０．５、線材
Ｂ；コア比０．４５、線材Ｃ；コア比０．４）を準備す
る。各線材（線材Ａ、線材Ｂ、線材Ｃ）の諸元を表１に
示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】次に、１本の線材Ａを中心として、その線
材Ａの周りに６本の線材Ｂを配置すると共に、線材Ａと
線材Ｂの束の周りに１２本の線材Ｃを配置し、１９芯か
らなる線材束を作製する。
材Ａの周りに６本の線材Ｂを配置すると共に、線材Ａと
線材Ｂの束の周りに１２本の線材Ｃを配置し、１９芯か
らなる線材束を作製する。
【００５７】この線材束を外径１５ｍｍ、内径１３ｍｍ
のＡｇ合金（Ａｇ-0.015ｗｔ％Ｍｇ-0.015ｗｔ％Ｎｉ）
パイプ内に挿入して多芯ビレットを作製する。この多芯
ビレットに伸線加工を施して、外径１．００ｍｍの多芯
線材に形成する。
のＡｇ合金（Ａｇ-0.015ｗｔ％Ｍｇ-0.015ｗｔ％Ｎｉ）
パイプ内に挿入して多芯ビレットを作製する。この多芯
ビレットに伸線加工を施して、外径１．００ｍｍの多芯
線材に形成する。
【００５８】この多芯線材に、Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ
2 ＯX 系超電導線材に特徴的な部分溶融−徐冷熱処理
（室温から８８４℃まで３００℃／ｈｒの速度で昇温→
８８４℃で１０ｍｉｎ保持→８８４℃から８３４℃まで
５℃／ｈｒの速度で徐冷→８３４℃で１ｈｒ保持→炉
冷）を酸素気流中で施して、酸化物超電導線材（線材
Ｄ）を作製する。
2 ＯX 系超電導線材に特徴的な部分溶融−徐冷熱処理
（室温から８８４℃まで３００℃／ｈｒの速度で昇温→
８８４℃で１０ｍｉｎ保持→８８４℃から８３４℃まで
５℃／ｈｒの速度で徐冷→８３４℃で１ｈｒ保持→炉
冷）を酸素気流中で施して、酸化物超電導線材（線材
Ｄ）を作製する。
【００５９】同時に、１９芯の全てが線材Ａからなる線
材束を作製し、線材Ｄと同様の工程を施して酸化物超電
導線材（線材Ｅ）を作製する。
材束を作製し、線材Ｄと同様の工程を施して酸化物超電
導線材（線材Ｅ）を作製する。
【００６０】線材Ｄおよび線材Ｅについて超電導特性を
評価した。この評価結果を表２に示す。評価としては、
液体ヘリウム温度（４．２Ｋ）における臨界電流値Ｉｃ
（Ａ）、酸化物超電導線材全体のＪｃ（以下、Ｏｖｅｒ
ａｌｌ Ｊｃと呼ぶ；（Ａ／ｃｍ2 ））、コア比、コア
の平均臨界電流密度（以下、平均コアＪｃと呼ぶ；（Ａ
／ｃｍ2 ））、およびコア形状を対象とする。
評価した。この評価結果を表２に示す。評価としては、
液体ヘリウム温度（４．２Ｋ）における臨界電流値Ｉｃ
（Ａ）、酸化物超電導線材全体のＪｃ（以下、Ｏｖｅｒ
ａｌｌ Ｊｃと呼ぶ；（Ａ／ｃｍ2 ））、コア比、コア
の平均臨界電流密度（以下、平均コアＪｃと呼ぶ；（Ａ
／ｃｍ2 ））、およびコア形状を対象とする。
【００６１】臨界電流値Ｉｃの測定は通常の四端子法で
行い、臨界電流値Ｉｃのしきい値は１μＶ／ｃｍとし
た。コア比は横断面を観察して測量した。コア形状は、
コア形状が良好なものを良好、そうでないものを不良と
した。
行い、臨界電流値Ｉｃのしきい値は１μＶ／ｃｍとし
た。コア比は横断面を観察して測量した。コア形状は、
コア形状が良好なものを良好、そうでないものを不良と
した。
【００６２】
【表２】
【００６３】表２に示すように、本発明の酸化物超電導
線材の製造方法で作製した線材Ｄは、従来の酸化物超電
導線材の製造方法で作製した線材Ｅと比較してコア比が
小さくなっている。しかし、線材Ｅのコア形状は多芯ビ
レット時における状態を全く保っていないのに対して、
線材Ｄのコア形状は多芯ビレット時における状態をほぼ
保っており、良好であった。また、線材Ｄの臨界電流値
Ｉｃ、ＯｖｅｒａｌｌＪｃ、および平均コアＪｃは、線
材Ｅの約２倍の値を示していた。
線材の製造方法で作製した線材Ｄは、従来の酸化物超電
導線材の製造方法で作製した線材Ｅと比較してコア比が
小さくなっている。しかし、線材Ｅのコア形状は多芯ビ
レット時における状態を全く保っていないのに対して、
線材Ｄのコア形状は多芯ビレット時における状態をほぼ
保っており、良好であった。また、線材Ｄの臨界電流値
Ｉｃ、ＯｖｅｒａｌｌＪｃ、および平均コアＪｃは、線
材Ｅの約２倍の値を示していた。
【００６４】（実施例２）予め用意した（Ｂｉ，Ｐｂ）
2 Ｓｒ2 Ｃａ2 Ｃｕ3 ＯX 酸化物超電導粉末を、３種類
のＡｇパイプ（パイプＦ：外径１５ｍｍ、内径１３ｍ
ｍ，パイプＧ：外径１５ｍｍ、内径１２．５ｍｍ，パイ
プＨ：外径１５ｍｍ、内径１２ｍｍ）内に充填密度１．
６５ｇ／ｃｍ3 でそれぞれ充填する。その後、各Ａｇパ
イプに冷間引抜き加工を施して外径２．５７ｍｍに形成
し、酸化物超電導コア比の異なる３種類の線材（線材
Ｆ；コア比０．５、線材Ｇ；コア比０．４５、線材Ｈ；
コア比０．４）を準備する。各線材（線材Ｆ、線材Ｇ、
線材Ｈ）の諸元を表３に示す。
2 Ｓｒ2 Ｃａ2 Ｃｕ3 ＯX 酸化物超電導粉末を、３種類
のＡｇパイプ（パイプＦ：外径１５ｍｍ、内径１３ｍ
ｍ，パイプＧ：外径１５ｍｍ、内径１２．５ｍｍ，パイ
プＨ：外径１５ｍｍ、内径１２ｍｍ）内に充填密度１．
６５ｇ／ｃｍ3 でそれぞれ充填する。その後、各Ａｇパ
イプに冷間引抜き加工を施して外径２．５７ｍｍに形成
し、酸化物超電導コア比の異なる３種類の線材（線材
Ｆ；コア比０．５、線材Ｇ；コア比０．４５、線材Ｈ；
コア比０．４）を準備する。各線材（線材Ｆ、線材Ｇ、
線材Ｈ）の諸元を表３に示す。
【００６５】
【表３】
【００６６】次に、１本の線材Ｆを中心として、その線
材Ｆの周りに６本の線材Ｇを配置すると共に、線材Ｆと
線材Ｇの束の周りに１２本の線材Ｈを配置し、１９芯か
らなる線材束を作製する。
材Ｆの周りに６本の線材Ｇを配置すると共に、線材Ｆと
線材Ｇの束の周りに１２本の線材Ｈを配置し、１９芯か
らなる線材束を作製する。
【００６７】この線材束を外径１５ｍｍ、内径１３ｍｍ
のＡｇ合金（Ａｇ-0.015ｗｔ％Ｍｇ-0.015ｗｔ％Ｎｉ）
パイプ内に挿入して多芯ビレットを作製する。この多芯
ビレットに伸線加工を施して、外径１．５０ｍｍの多芯
線材に形成する。
のＡｇ合金（Ａｇ-0.015ｗｔ％Ｍｇ-0.015ｗｔ％Ｎｉ）
パイプ内に挿入して多芯ビレットを作製する。この多芯
ビレットに伸線加工を施して、外径１．５０ｍｍの多芯
線材に形成する。
【００６８】この多芯線材に冷間で第一段圧延加工を施
して、厚さ０．５ｍｍ、幅３ｍｍのテープ状多芯線材に
形成する。その後、電気炉を用いて、テープ状多芯線材
に空気中、８４０℃、５０ｈｒの第一段熱処理を施し
て、第１酸化物超電導中間線材を作製する。
して、厚さ０．５ｍｍ、幅３ｍｍのテープ状多芯線材に
形成する。その後、電気炉を用いて、テープ状多芯線材
に空気中、８４０℃、５０ｈｒの第一段熱処理を施し
て、第１酸化物超電導中間線材を作製する。
【００６９】その後、第１酸化物超電導中間線材に第２
段圧延加工を施して、厚さ０．２５ｍｍ、幅４．５ｍｍ
に形成した後、電気炉を用い、空気中、８４０℃、５０
ｈｒの第二段熱処理を施して、第２酸化物超電導中間線
材を作製する。
段圧延加工を施して、厚さ０．２５ｍｍ、幅４．５ｍｍ
に形成した後、電気炉を用い、空気中、８４０℃、５０
ｈｒの第二段熱処理を施して、第２酸化物超電導中間線
材を作製する。
【００７０】その後、さらに、第２酸化物超電導中間線
材に第３段圧延加工を施して、厚さ０．１５ｍｍ、幅
５．１ｍｍに形成した後、電気炉を用い、空気中、８４
０℃、５０ｈｒの第三段熱処理を施して、酸化物超電導
線材（線材Ｉ）を作製する。
材に第３段圧延加工を施して、厚さ０．１５ｍｍ、幅
５．１ｍｍに形成した後、電気炉を用い、空気中、８４
０℃、５０ｈｒの第三段熱処理を施して、酸化物超電導
線材（線材Ｉ）を作製する。
【００７１】同時に、１９芯の全てが線材Ｆからなる線
材束を作製し、線材Ｉと同様の工程を施して酸化物超電
導線材（線材Ｊ）を作製する。
材束を作製し、線材Ｉと同様の工程を施して酸化物超電
導線材（線材Ｊ）を作製する。
【００７２】線材Ｉおよび線材Ｊについて超電導特性を
評価した。この評価結果を表４に示す。評価としては、
液体窒素温度（７７Ｋ）における臨界電流値Ｉｃ
（Ａ）、Ｏｖｅｒａｌｌ Ｊｃ（Ａ／ｃｍ2 ）、コア
比、平均コアＪｃ（Ａ／ｃｍ2 ）、およびコア厚みを対
象とする。
評価した。この評価結果を表４に示す。評価としては、
液体窒素温度（７７Ｋ）における臨界電流値Ｉｃ
（Ａ）、Ｏｖｅｒａｌｌ Ｊｃ（Ａ／ｃｍ2 ）、コア
比、平均コアＪｃ（Ａ／ｃｍ2 ）、およびコア厚みを対
象とする。
【００７３】臨界電流値Ｉｃの測定は通常の四端子法で
行い、臨界電流値Ｉｃのしきい値は１μＶ／ｃｍとし
た。コア比およびコア厚みは横断面を観察して測量し
た。
行い、臨界電流値Ｉｃのしきい値は１μＶ／ｃｍとし
た。コア比およびコア厚みは横断面を観察して測量し
た。
【００７４】
【表４】
【００７５】表４に示すように、本発明の酸化物超電導
線材の製造方法で作製した線材Ｉは、従来の酸化物超電
導線材の製造方法で作製した線材Ｊと比較してコア比が
小さくなっている。しかし、線材Ｊのコア厚みが１０〜
５０μｍとバラツキがあるのに対して、線材Ｉのコア厚
みは１０〜２０μｍと平均していた。また、線材Ｉの臨
界電流値Ｉｃ、Ｏｖｅｒａｌｌ Ｊｃ、および平均コア
Ｊｃは、線材Ｊの約３〜４倍の値を示していた。
線材の製造方法で作製した線材Ｉは、従来の酸化物超電
導線材の製造方法で作製した線材Ｊと比較してコア比が
小さくなっている。しかし、線材Ｊのコア厚みが１０〜
５０μｍとバラツキがあるのに対して、線材Ｉのコア厚
みは１０〜２０μｍと平均していた。また、線材Ｉの臨
界電流値Ｉｃ、Ｏｖｅｒａｌｌ Ｊｃ、および平均コア
Ｊｃは、線材Ｊの約３〜４倍の値を示していた。
【００７６】（実施例３）予め用意したＢｉ2 Ｓｒ2 Ｃ
ａ1 Ｃｕ2 ＯX 酸化物超電導粉末を、３種類のＡｇ合金
（Ａｇ−１０ａｔ％Ａｕ）パイプ（パイプＫ：外径１５
ｍｍ、内径１３ｍｍ，パイプＬ：外径１５ｍｍ、内径１
２．５ｍｍ，パイプＭ：外径１５ｍｍ、内径１２ｍｍ）
内に充填密度１．６５ｇ／ｃｍ3 でそれぞれ充填する。
その後、各Ａｇパイプに冷間引抜き加工を施して外径
２．５７ｍｍに形成し、酸化物超電導コア比の異なる３
種類の線材（線材Ｋ；コア比０．５、線材Ｌ；コア比
０．４５、線材Ｍ；コア比０．４）を準備する。各線材
（線材Ｋ、線材Ｌ、線材Ｍ）の諸元を表５示す。
ａ1 Ｃｕ2 ＯX 酸化物超電導粉末を、３種類のＡｇ合金
（Ａｇ−１０ａｔ％Ａｕ）パイプ（パイプＫ：外径１５
ｍｍ、内径１３ｍｍ，パイプＬ：外径１５ｍｍ、内径１
２．５ｍｍ，パイプＭ：外径１５ｍｍ、内径１２ｍｍ）
内に充填密度１．６５ｇ／ｃｍ3 でそれぞれ充填する。
その後、各Ａｇパイプに冷間引抜き加工を施して外径
２．５７ｍｍに形成し、酸化物超電導コア比の異なる３
種類の線材（線材Ｋ；コア比０．５、線材Ｌ；コア比
０．４５、線材Ｍ；コア比０．４）を準備する。各線材
（線材Ｋ、線材Ｌ、線材Ｍ）の諸元を表５示す。
【００７７】
【表５】
【００７８】次に、１本の線材Ｋを中心として、その線
材Ｋの周りに６本の線材Ｌを配置すると共に、線材Ｋと
線材Ｌの束の周りに１２本の線材Ｍを配置し、１９芯か
らなる線材束を作製する。
材Ｋの周りに６本の線材Ｌを配置すると共に、線材Ｋと
線材Ｌの束の周りに１２本の線材Ｍを配置し、１９芯か
らなる線材束を作製する。
【００７９】この線材束を外径１５ｍｍ、内径１３ｍｍ
のＡｇ合金（Ａｇ−１０ａｔ％Ａｕ）パイプ内に挿入し
て多芯ビレットを作製する。この多芯ビレットに伸線加
工を施して、外径１．５０ｍｍの多芯線材に形成する。
のＡｇ合金（Ａｇ−１０ａｔ％Ａｕ）パイプ内に挿入し
て多芯ビレットを作製する。この多芯ビレットに伸線加
工を施して、外径１．５０ｍｍの多芯線材に形成する。
【００８０】次に、この多芯線材に冷間圧延加工を施し
て、厚さ１ｍｍ、幅１．７ｍｍのテープ状多芯線材を作
製する。その後、このテープ状多芯線材に平角ダイス伸
線加工を施して、厚さ０．９ｍｍ、幅１．６ｍｍの平角
状多芯線材を作製する。
て、厚さ１ｍｍ、幅１．７ｍｍのテープ状多芯線材を作
製する。その後、このテープ状多芯線材に平角ダイス伸
線加工を施して、厚さ０．９ｍｍ、幅１．６ｍｍの平角
状多芯線材を作製する。
【００８１】その後、この平角状多芯線材に、Ｂｉ2 Ｓ
ｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 ＯX 系超電導線材に特徴的な部分溶融
−徐冷熱処理（室温から８８４℃まで３００℃／ｈｒの
速度で昇温→８８４℃で１０ｍｉｎ保持→８８４℃から
８３４℃まで５℃／ｈｒの速度で徐冷→８３４℃で１ｈ
ｒ保持→炉冷）を酸素気流中で施して、酸化物超電導線
材（線材Ｎ）を作製する。
ｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 ＯX 系超電導線材に特徴的な部分溶融
−徐冷熱処理（室温から８８４℃まで３００℃／ｈｒの
速度で昇温→８８４℃で１０ｍｉｎ保持→８８４℃から
８３４℃まで５℃／ｈｒの速度で徐冷→８３４℃で１ｈ
ｒ保持→炉冷）を酸素気流中で施して、酸化物超電導線
材（線材Ｎ）を作製する。
【００８２】同時に、１９芯の全てが線材Ｋからなる線
材束を作製し、線材Ｎと同様の工程を施して酸化物超電
導線材（線材Ｏ）を作製する。
材束を作製し、線材Ｎと同様の工程を施して酸化物超電
導線材（線材Ｏ）を作製する。
【００８３】線材Ｎおよび線材Ｏについて超電導特性を
評価した。この評価結果を表６に示す。評価としては、
液体ヘリウム温度（４．２Ｋ）における臨界電流値Ｉｃ
（Ａ）、Ｏｖｅｒａｌｌ Ｊｃ（Ａ／ｃｍ2 ）、コア
比、平均コアＪｃ（Ａ／ｃｍ2）、およびコア形状を対
象とする。
評価した。この評価結果を表６に示す。評価としては、
液体ヘリウム温度（４．２Ｋ）における臨界電流値Ｉｃ
（Ａ）、Ｏｖｅｒａｌｌ Ｊｃ（Ａ／ｃｍ2 ）、コア
比、平均コアＪｃ（Ａ／ｃｍ2）、およびコア形状を対
象とする。
【００８４】臨界電流値Ｉｃの測定は通常の四端子法で
行い、臨界電流値Ｉｃのしきい値は１μＶ／ｃｍとし
た。コア比は横断面を観察して測量した。コア形状は、
コア形状が良好なものを良好、そうでないものを不良と
した。
行い、臨界電流値Ｉｃのしきい値は１μＶ／ｃｍとし
た。コア比は横断面を観察して測量した。コア形状は、
コア形状が良好なものを良好、そうでないものを不良と
した。
【００８５】
【表６】
【００８６】表６に示すように、本発明の酸化物超電導
線材の製造方法で作製した線材Ｎは、従来の酸化物超電
導線材の製造方法で作製した線材Ｏと比較してコア比が
小さくなっている。しかし、線材Ｏのコア形状は多芯ビ
レット時における状態を全く保っていないのに対して、
線材Ｎのコア形状は多芯ビレット時における状態をほぼ
保っており、良好であった。また、線材Ｎの臨界電流値
Ｉｃ、ＯｖｅｒａｌｌＪｃ、および平均コアＪｃは、線
材Ｏの約２倍の値を示していた。
線材の製造方法で作製した線材Ｎは、従来の酸化物超電
導線材の製造方法で作製した線材Ｏと比較してコア比が
小さくなっている。しかし、線材Ｏのコア形状は多芯ビ
レット時における状態を全く保っていないのに対して、
線材Ｎのコア形状は多芯ビレット時における状態をほぼ
保っており、良好であった。また、線材Ｎの臨界電流値
Ｉｃ、ＯｖｅｒａｌｌＪｃ、および平均コアＪｃは、線
材Ｏの約２倍の値を示していた。
【００８７】すなわち、本発明の酸化物超電導線材の製
造方法によって、線材のコアにおける臨界電流密度Ｊｃ
が高く、かつ、線材全体の臨界電流値Ｉｃおよび線材全
体の臨界電流密度Ｊｃが高いという優れた超電導特性を
有した酸化物超電導線材が得られる。
造方法によって、線材のコアにおける臨界電流密度Ｊｃ
が高く、かつ、線材全体の臨界電流値Ｉｃおよび線材全
体の臨界電流密度Ｊｃが高いという優れた超電導特性を
有した酸化物超電導線材が得られる。
【００８８】本発明によって得られた酸化物超電導線材
は、コイル、給電用導体、送電用導体などに用いること
が可能である。特に、本発明の酸化物超電導線材を用い
て作製したコイルは、設計通りに磁場（磁場強度や均質
性）を発生するため、ＮＭＲ（核磁気共鳴）やＭＲＩ
（磁気共鳴断層検診装置）などの高均質性が要求される
マグネットに対して非常に有用である。
は、コイル、給電用導体、送電用導体などに用いること
が可能である。特に、本発明の酸化物超電導線材を用い
て作製したコイルは、設計通りに磁場（磁場強度や均質
性）を発生するため、ＮＭＲ（核磁気共鳴）やＭＲＩ
（磁気共鳴断層検診装置）などの高均質性が要求される
マグネットに対して非常に有用である。
【００８９】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００９０】（１） 線材全体に一様な電流が流れ、か
つ、線材全体の臨界電流密度が高い酸化物超電導線材を
得ることができる。
つ、線材全体の臨界電流密度が高い酸化物超電導線材を
得ることができる。
【００９１】（２） 酸化物超電導線材を形成する酸化
物超電導素線のコア比を、従来に比べてやや低くしてい
るため、各種加工の加工性が向上する。
物超電導素線のコア比を、従来に比べてやや低くしてい
るため、各種加工の加工性が向上する。
【図１】本発明の酸化物超電導線材の横断面図である。
【図２】従来の酸化物超電導線材の横断面図である。
１，１１ コア
２，１２ 金属シース材（金属マトリックス）
３，１３ 酸化物超電導素線
４，１４ 金属シース材（金属マトリックス）
６ 金属マトリックス
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 佐藤 淳一
茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電
線株式会社 アドバンスリサーチセンタ
内
(56)参考文献 特開 平５−47242（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−89727（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01B 12/00 - 13/00
Claims (5)
- 【請求項１】 金属マトリックス中に酸化物超電導体か
らなるコアを有する酸化物超電導素線を多数本、六角形
状または同心円状に配置してなる酸化物超電導線材にお
いて、上記酸化物超電導素線の多数本を外径が同じでコ
アの断面積が異なる複数種類のもので構成し、中心また
は最内周の上記酸化物超電導素線の上記コアの断面積が
外側部における上記酸化物超電導素線の上記コアの断面
積よりも大きくなるように配置したことを特徴とする酸
化物超電導線材。 - 【請求項２】 中心または最内周の上記酸化物超電導素
線のコアの断面積を１００とした時、最外周の上記酸化
物超電導素線のコアの断面積が５０〜８５となるように
径方向で差を持たせた請求項１記載の酸化物超電導線
材。 - 【請求項３】 上記酸化物超電導線材の横断面形状が、
丸状である請求項１および請求項２記載の酸化物超電導
線材。 - 【請求項４】 上記酸化物超電導線材に圧延加工を施
し、その横断面形状をテープ状または平角状とする請求
項３記載の酸化物超電導線材。 - 【請求項５】 コアが酸化物超電導体からなる酸化物超
電導素線を多数本、パイプ状の金属シース材内に六角形
状または同心円状に挿入して多芯ビレットとし、その多
芯ビレットに機械的加工を施して所定の線材形状とした
後、その線材に熱処理を施す酸化物超電導線材の製造方
法において、上記多数本の酸化物超電導素線を外径が同
じでコアの断面積が異なる複数種類の酸化物超電導素線
で構成し、その複数種類の酸化物超電導素線を、中心ま
たは内周側における上記酸化物超電導素線の上記コアの
断面積が外周部における上記酸化物超電導素線の上記コ
アの断面積より大きくなるように配置して多芯ビレット
とすることを特徴とする酸化物超電導線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30770996A JP3520699B2 (ja) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | 酸化物超電導線材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30770996A JP3520699B2 (ja) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | 酸化物超電導線材及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10149729A JPH10149729A (ja) | 1998-06-02 |
| JP3520699B2 true JP3520699B2 (ja) | 2004-04-19 |
Family
ID=17972301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30770996A Expired - Fee Related JP3520699B2 (ja) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | 酸化物超電導線材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3520699B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2793344B1 (fr) * | 1999-05-06 | 2001-07-06 | Cit Alcatel | BRIN SUPRACONDUCTEUR A HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE (HTc), METHODE DE FABRICATION D'UN TEL BRIN |
| JP5353215B2 (ja) * | 2008-12-04 | 2013-11-27 | 住友電気工業株式会社 | 超電導線材の製造方法および超電導線材 |
| JP6743233B1 (ja) * | 2019-03-28 | 2020-08-19 | 株式会社フジクラ | 酸化物超電導線材 |
| CN116786622A (zh) * | 2023-08-28 | 2023-09-22 | 西安聚能超导线材科技有限公司 | 一种提高Nb3Sn芯丝均匀性的线材制备方法 |
-
1996
- 1996-11-19 JP JP30770996A patent/JP3520699B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10149729A (ja) | 1998-06-02 |
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