JP3705853B2

JP3705853B2 - 酸化物超電導線材の連続熱処理装置

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Publication number: JP3705853B2
Application number: JP30312595A
Authority: JP
Inventors: 和憲尾鍋; 伸行定方; 隆斉藤; 宰河野
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1995-11-21
Filing date: 1995-11-21
Publication date: 2005-10-12
Anticipated expiration: 2015-11-21
Also published as: JPH09147647A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療用ＭＲＩ用マグネット、核融合炉用トロイダルマグネット、粒子加速機用マグネット、超電導発電機用マグネット、磁気浮上列車用マグネット等に利用される酸化物超電導線の製造装置に係わり、特に、熱処理によって酸化物超電導体となる長尺の酸化物超電導線材を連続的に熱処理できるようにした酸化物超電導線材の連続熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、常電導状態から超電導状態に遷移する臨界温度（Ｔc）が液体窒素温度以上の高い値を示す酸化物超電導材料が発見されている。
そして、このような酸化物超電導材料からなる長尺の酸化物超電導線を製造するには、例えば、Ｙ系酸化物超電導線の場合、金属テープなどの基材上にスパッタリング法によりイットリウム安定化ジルコニア（ＹＳＺ）などの多結晶中間薄膜を形成し、次いで該多結晶中間薄膜上にＣＶＤ法等により酸化物超電導薄膜を形成した後、超電導線材を酸素雰囲気中にて５００℃程度で熱処理を施して、酸化物超電導薄膜中に酸素を導入する方法が知られている。
【０００３】
また、Ｂｉ系酸化物超電導線を製造する場合は、酸化物超電導体の原料粉末あるいはこれら原料粉末の成形体をＡｇなどからなる金属シースあるいは金属容器内に充填し、伸線−圧延加工を加えた後、結晶化のために８４０℃程度で部分溶融熱処理を加える。この時、前述のような圧延加工と部分溶融熱処理とを行う操作を１サイクルとし、これを数サイクル行うと臨界電流密度等の超電導特性の向上が認められるために、通常、３〜４回繰り返し熱処理を加える。ここでの熱処理は、大気雰囲気下あるいは酸素雰囲気下など様々な雰囲気下で行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、１０〜１００ｍ程度の長尺の超電導線材を前述のような目的で熱処理する際には、通常、１台のバッチ式電気炉を用い、この電気炉内に、酸化物超電導素線材をボビンに重ね巻きしたコイルを入れて、熱処理を施していた。
例えば、テープ状のＹ系酸化物超電導線材を熱処理する場合には、線材の酸化物超電導薄膜側の表面に十分な隙間が空くようにボビンにコイル状に重ね巻していた。その理由は、Ｙ系酸化物超電導線材を重ね巻きする際に、緻密な重ね巻きをすると、隣合う層間の線材間隔が狭くなって、酸化物超電導薄膜表面から酸素が吸収されにくくなり、酸素導入が妨げられるため、隣合う層間にある程度の空隙を確保しながら緩く巻付けておく必要があるからである。
【０００５】
しかしながら、前述のようにＹ系酸化物超電導線材を緩く巻付けた場合には、コイルが大型なものとなり、このような大型のコイルを電気炉のような従来の熱処理装置に入れて熱処理すると、電気炉内の温度分布を均一に保つのが困難であり、酸化物超電導薄膜層に均一な熱処理が施されず、従って得られるＹ系酸化物超電導線の長さ方向に渡る超電導特性にばらつきが生じるという不都合があった。このような不都合を解決するため、電気炉を巨大化することも考えられているが、その場合は、コスト高となるうえ、設置スペースが大きくなってしまう。
【０００６】
また、例えば、Ｂｉ系酸化物超電導線材を熱処理する場合には、隣合う層間でるＡｇシース間に予めアルミナ絶縁紙等を挿入していた。その理由は、Ａｇシースの場合は熱処理温度が高温であるために、重ね巻きしたまま熱処理すると、線材同士が融着してしまうため、これを防止するために線材間に絶縁紙等を挾んでおく必要があるからである。
【０００７】
しかしながら、前述のようにＢｉ系酸化物超電導線材間に絶縁紙等を挾む場合には、熱処理後ごとに絶縁紙等を除去しないと、２回目以降の圧延加工ができないため、非常に手間がかかるという問題があった。また、Ａｇシースの熱処理温度は、設定値に対して±２℃の範囲内に治める必要があり、温度条件を非常に厳密に制御しなけらばならないが、線材長が長くなってコイルの形状が大きくなる程、電気炉内の温度分布を前述の温度範囲に制御するのが困難となり、酸化物超電導線材に均一な熱処理が施されず、従って得られるＢｉ系酸化物超電導線の長さ方向に渡る超電導特性にばらつきが生じるという不都合があった。
【０００８】
さらに従来の熱処理装置を用いて熱処理する場合は、いずれもコイル状にした酸化物超電導線材を電気炉に一々出し入れするバッチ式であるため、製造効率が悪いものであった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、温度制御が容易で、長尺の酸化物超電導線材を連続的に熱処理できる酸化物超電導線材の連続熱処理装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、加熱手段と、該加熱手段の温度を制御する制御機構とを有し、前記加熱手段の内部に、酸化物超電導体からなる超電導体形成部または熱処理によって酸化物超電導体となる超電導体形成部を有する長尺の酸化物超電導線材の一条以上を走行させることにより、該長尺の酸化物超電導線材を加熱して長尺の酸化物超電導線とする熱処理ユニットが、前記長尺の酸化物超電導線材の走行方向に２台以上鉛直方向に並べられて配設されると共に、最上段の前記熱処理ユニットの上方側に設けられた送出装置から鉛直下向きに送り出された前記長尺の酸化物超電導線材を、順次、前記熱処理ユニット内を走行させ、最下段の前記熱処理ユニットの下方側に設けられた巻取装置で巻き取ることを特徴とする酸化物超電導線材の連続熱処理装置を前記課題の解決手段とした。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づき詳しく説明する。
図１は、本発明に係わる酸化物超電導線材の連続熱処理装置の第一の例を示すものあり、図１中符号１０は、第一の例の酸化物超電導線材の連続熱処理装置である。
この第一の例の酸化物超電導線材の連続熱処理装置１０は、鉛直方向に並べられて配設された３台の熱処理ユニット１２と、送出装置１４と、巻取装置１６から概略構成されている。
【００１３】
各熱処理ユニット１２は、それぞれ、加熱手段１８と、該加熱手段１８の温度を制御する制御機構２０とを有し、前記加熱手段１８の内部に、酸化物超電導体からなる超電導体形成部または熱処理によって酸化物超電導体となる超電導体形成部を有する長尺の酸化物超電導線材２２を走行させることにより、該長尺の酸化物超電導線材２２を加熱して長尺の酸化物超電導線２４とするものである。
【００１４】
加熱手段１８としては、長尺の酸化物超電導線材２２を内部に導入するための導入口（図示略）と、内部からこれの下方に設けられた他の加熱手段１８あるいは外部に導出する導出口（図示略）を有し、内部に導入された長尺の酸化物超電導線材２２を加熱できるものであればよく、具体的には、管状のヒータや、耐熱ガラス管の外周面に高周波誘導加熱コイルを巻回してなる加熱管や、赤外線加熱方式などが用いられる。また、前記加熱手段１８には、内部に通じる複数のガス供給管（図示略）が配設されており、酸素雰囲気中あるいは大気雰囲気中などの様々な雰囲気下で長尺の酸化物超電導線材２２を熱処理できるようになっている。各加熱手段１８には、それぞれ、制御機構２０が接続されている。
【００１５】
各制御機構２０は、対応する加熱手段１８に供給する電圧量を変更することにより、加熱手段１８の出力を変更し、加熱温度を個々に設定できるようになっているものであり、具体的には、コントローラ、制御熱伝対などが用いられる。
【００１６】
この第一の例の酸化物超電導線材の連続熱処理装置１０において、鉛直方向に並べられて配設された３台の熱処理ユニット１２を、上から順に第一熱処理ユニット１２ａ、第二熱処理ユニット１２ｂ、第三熱処理ユニット１２ｃとすると、これら熱処理ユニット１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、前述の各制御機構２０によって各加熱手段１８の出力を変更することにより、長尺の酸化物超電導線材２２の熱処理条件がそれぞれ制御され、必要な熱処理過程を連続的に経験させることができるようになっている。
【００１７】
最上段の第一熱処理ユニット１２ａの上方側には送出装置１４が設けられる一方、最下段の第三熱処理ユニット１２ｃの下方側には巻取装置１６が設けられ、送出装置１４から長尺の酸化物超電導線材２２を、順次、熱処理ユニット１２ａ，１２ｂ，１２ｃ内を走行させ、巻取装置１６で得られた長尺の酸化物超電導線２４を巻き取ることができるようになっている。
【００１８】
図１に示したような第一の例の酸化物超電導線材の連続熱処理装置１０を用いて、長尺の酸化物超電導線材２２に連続的に熱処理を施して酸化物超電導線２４を製造するには、例えば以下の工程による。
まず、送出装置１４から長尺の酸化物超電導線材２２を第一熱処理ユニット１２ａ，第二熱処理ユニット１２ｂ，第三熱処理ユニット１２ｃにそれぞれ設けられた加熱手段１８内に所定の速度で連続的に鉛直下向きに導入する。
【００１９】
ここで用いられる長尺の酸化物超電導線材２２としては、酸化物超電導体からなる超電導形成部あるいは熱処理によって酸化物超電導体となる超電導体形成部を有するものであり、Ｙ系酸化物超電導線材、Ｌａ系酸化物超電導線材、Ｂｉ系酸化物超電導線材、Ｔｌ系酸化物超電導線材などが挙げられる。
【００２０】
これらの酸化物超電導線材の製造例としては、図２に示すように、熱膨張係数の低い耐熱性の金属テープなどの基材３１上に、スパッタリング法によりセラミックス製の多結晶中間薄膜３２を形成し、さらにこの多結晶中間薄膜３２上に、スパッタリング法、ＣＶＤ法等により酸化物超電導薄膜（超電導体形成部）３３を形成することによりテープ状の酸化物超電導線材２２を得ることができる。前記多結晶中間薄膜３２としては、イットリウム安定化ジルコニア（ＹＳＺ），ＳｒＴｉＯ₃，ＭｇＯ，Ａｌ₂Ｏ₃，ＬａＡｌＯ₃，ＬａＧａＯ₃，ＹＡｌＯ₃，ＺｒＯ₂などが挙げられる。また、前記酸化物超電導薄膜３３としては、Ｙ₁Ｂａ₂Ｃｕ₃Ｏ_7-xなる組成で代表されるＹ系の酸化物超電導薄膜、Ｂｉ₂Ｓｒ₂Ｃａ_n-1Ｃｕ_nＯ_2n+2（ｎは自然数）なる組成で代表されるＢｉ系の酸化物超電導薄膜、Ｔｌ₂Ｂａ₂Ｃａ_n-1Ｃｕ_nＯ_2n+2（ｎは自然数）の組成で代表されるＴｌ系の酸化物超電導薄膜などが挙げられる。
【００２１】
また、酸化物超電導線材のその他の製造例としては、金属テープで作製した金属容器あるいは金属シース内に、酸化物超電導体の原料粉末あるいはこれら原料粉末の成形体を充填して複合体とし、ついでこの複合体に伸線−圧延加工を施して、図３に示すような、金属容器あるいは金属シースからなる金属被覆層４１と、酸化物超電導体の原料粉末からなる芯部（超電導体形成部）４２とを具備した酸化物超電導線材２２を得ることができる。前記金属容器あるいは金属シースをなす材料としては、銀、銅、アルミニウムあるいはこれらの合金、さらにはステンレス等が挙げられる。
【００２２】
長尺の酸化物超電導線材２２を各加熱手段１８内を走行させる前には、予め、第一熱処理ユニット１２ａの加熱手段１８をこれに接続された制御機構２０によって出力を制御し、所望の加熱温度を設定しておく。また、第二熱処理ユニット１２ｂの加熱手段１８をこれに接続された制御機構２０によって出力を制御し、所望の加熱温度を設定しておく。さらにまた、第三熱処理ユニット１２ｃの加熱手段１８をこれに接続された制御機構２０によって出力を制御し、所望の加熱温度を設定しておく。ここで各加熱手段１８に設定される温度は、通常、中央の加熱手段１８に移るにつれ、加熱温度が段階的に大きくなるように設定され、すなわち、中央段の第二熱処理ユニット１２ｂの加熱手段１８の加熱温度が最も高く、この温度よりも最上段の第一熱処理ユニット１２ａの加熱手段１８ならびに最下段の第三熱処理ユニット１２ｃの加熱手段１８の設定温度が低くなるように設定されているが、必ずしもこの限りではなく、酸化物超電導線材２２に経験させたい熱処理過程に応じた順に設定されていればよい。
【００２３】
また、長尺の酸化物超電導線材２２の熱処理は、大気雰囲気下あるいは酸素雰囲気下で行われ、前記複数のガス供給管内より予め加熱し高温にした熱大気あるいは熱酸素を各加熱手段１８内に導入せしめ、これにより各加熱手段１８内を大気雰囲気下あるいは酸素雰囲気としておく。
【００２４】
そして、長尺の酸化物超電導線材２２は、第一熱処理ユニット１２ａ，第二熱処理ユニット１２ｂ，第三熱処理ユニット１２ｃにそれぞれ設けられた加熱手段１８内に導入されて移動することにより、まず、第一熱処理ユニット１２ａの加熱手段１８によって加熱されて第一の熱処理が施され、ついで、第二熱処理ユニット１２ｂの加熱手段１８によって加熱されて第二の熱処理が施され、ついで三熱処理ユニット１２ｃの加熱手段１８によって加熱されて第三の熱処理が施されると、長尺の酸化物超電導線材２２が得られる。
【００２５】
この後、長尺の酸化物超電導線２４は最下段の加熱手段１８から外部に導出され、巻取装置１６に巻き取られる。
このようにすると、図２に示したような酸化物超電導薄膜３３を有する長尺の酸化物超電導線材２２を用いた場合は、酸化物超電導薄膜３３中に酸素が導入された目的とする長尺の酸化物超電導線２４が得られる。
また、図３に示したような金属被覆層４１と芯部４２とを有する長尺の酸化物超電導線材２２を用いた場合は、この後、圧延加工する工程と、前述の連続熱処理装置１０を用いて部分溶融熱処理する工程とを行う操作を一サイクルとして、このようなサイクルを数回繰り返し行うと、緻密な結晶構造を有した目的とする長尺の酸化物超電導線２４が得られる。
【００２６】
第一の例の酸化物超電導線材の連続熱処理装置１０にあっては、加熱手段１８と、該加熱手段１８の温度を制御する制御機構２０とを有する熱処理ユニット１２が３台並べられて配設されたものであるので、各制御機構２０によって各加熱手段１８の出力を変更し、加熱温度を個々に設定できるので、加熱温度を厳密に制御するのが容易である。そして、長尺の酸化物超電導線材２２を３台の熱処理ユニット１２の各加熱手段１８内を順次走行させることにより、必要な熱処理過程を連続的に経験させることができるので、長さ方向に対し超電導特性の安定した酸化物超電導線を製造でき、また、バッチ式電気炉のような従来の熱処理装置を用いて熱処理する場合のようにコイル状にした酸化物超電導線材を電気炉に一々出し入れしたり、線材間に絶縁紙を挾む必要がなくなり、製造効率が格段に向上する。
【００２７】
さらに、各加熱手段１８内は、長尺の酸化物超電導線材の数条分を走行させる熱処理空間を確保すればよいので、加熱手段自体は小型化できる。
また、第一の例では、３台の熱処理ユニット１２が鉛直方向に並べられているので、長尺の酸化物超電導線材２２を鉛直下向きに送り出すことにより、酸化物超電導線材２２は自重により下方に垂れた状態となり、殆ど張力をかけないで酸化物超電導線２４の巻き取りが可能となるので、特に、金属容器あるいは金属シースからなる金属被覆層４１を有する酸化物超電導線材２２の特性劣化を防止することができる。
【００２８】
つぎに、本発明の酸化物超電導線材の連続熱処理装置の第二の例について、図４を用いて説明する。図４に示した第二の例の酸化物超電導線材の連続熱処理装置５０が、図１に示した第一の例の酸化物超電導線材の連続熱処理装置１０と異なるところは、３台の熱処理ユニット１２が水平方向に並べられている点である。
【００２９】
この第二の例の酸化物超電導線材の連続熱処理装置５０を用いて長尺の酸化物超電導材料２２を連続的に熱処理を酸化物超電導線２４を製造するには、長尺の酸化物超電導線材２２を各熱処理ユニット１２の加熱手段１８に水平方向に送り出す際、酸化物超電導線材２２が加熱手段１８に接触しないように張力をかける以外は、前述の第一の例の酸化物超電導線材の連続熱処理装置１０を用いて熱処理する方法と同様にして行うことができる。
【００３０】
つぎに、本発明の酸化物超電導線材の連続熱処理装置の第三の例について、図５を用いて説明する。図５に示した第三の例の酸化物超電導線材の連続熱処理装置６０が、図１に示した第一の例の酸化物超電導線材の連続熱処理装置１０と異なるところは、第一の熱処理ユニット１２ａの上方側に送出装置１４が２台設けられており、かつ第三の熱処理ユニット１２ｃの下方側に巻取装置１６が２台設けられており、各熱処理ユニット１２にそれぞれ備えられた加熱手段１８に、二条の長尺の酸化物超電導線材２２を走行させることができるようになっている点である。
【００３１】
この第三の例の酸化物超電導線材の連続熱処理装置６０を用いて二条の酸化物超電導材料２２を連続的に熱処理するには、各送出装置１４からそれぞれ酸化物超電導線材２２を、熱処理ユニット１２ａ１２ｂ、１２ｃにそれぞれ設けられた加熱手段１８内を順次走行させて二条の酸化物超電導材料２２を同時に連続的に熱処理を施すとともに、得られた二条の酸化物超電導線２４をそれぞれ巻取装置１６に巻き取る以外は、前述の第一の例の酸化物超電導線材の連続熱処理装置１０を用いて熱処理する方法と同様にして行うことができる。
【００３２】
第三の例の酸化物超電導線材の連続熱処理装置６０にあっては、特に、送出装置１４と巻取装置１６とがそれぞれ２台ずつ設けられているので、二条の酸化物超電導材料２２を同時に連続的に熱処理を施して、二条の酸化物超電導線２４を得ることができるので、製造効率がより向上する。
【００３３】
前述の酸化物超電導線材の連続熱処理装置の例においては、熱処理ユニットが３台並べられて配設された場合について説明したが、設置台数は酸化物超電導線材に経験される熱処理過程に応じて適宜変更可能である。
また、送出装置１４と巻取装置１６の設置台数は、同時に連続的に熱処理を行う酸化物超電導線の条数に応じて適宜変更可能である。
また、熱処理が施される酸化物超電導線材２２の長さが送出装置１４から巻取装置１６に達するだけの十分長尺である場合について説明したが、送出装置１４から巻取装置１６に達しないときは、長尺のベルト上に酸化物超電導線材２２を載せ、長尺のベルトを送出装置１４から各加熱手段１８内に送り出すとともに巻取装置１６により巻き取ることにより連続的に熱処理を施すことができる。
【００３４】
【実施例】
以下、本発明を、実施例により、具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
（実施例１）
図６に示すような酸化物超電導線材の連続熱処理装置７０をテープ状のＹ系酸化物超電導線材の酸素導入熱処理を実施した。
ここで用いた酸化物超電導線材の連続熱処理装置７０は、第三熱処理ユニット１２ｃの下方側にさらに第四熱処理ユニット１２ｄが設けられ、また、送出装置１４から巻取装置１６間を移動する長尺のベルト７１が設けられている以外は、図１に示した酸化物超電導線材の連続熱処理装置１０と略同様の構成のものである。
【００３５】
各電気炉（加熱手段）１８の炉長Ｌ₁は、それぞれ５０ｃｍであり、隣合う加熱手段１８，１８間の隙間は、０ｃｍとした。また、Ｙ系酸化物超電導線材を各加熱手段１８内を走行させる前に、各制御機構２０により各加熱手段１８の温度設定をした。各加熱手段１８の設定温度は、上から順に、３００℃、５００℃、４００℃、
３００℃とした。
Ｙ系酸化物超電導線材としては、幅１０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのハステロイＣ２７６テープの上面に、厚さ０．５μｍのＹＳＺからなる多結晶中間薄膜が形成され、さらに該多結晶中間薄膜上に厚さ１μｍＹ₁Ｂａ₂Ｃｕ₃Ｏ_7-xからなる酸化物超電導薄膜（超電導体形成物）が形成されてなる長さ１ｍものを用意した。
【００３６】
そして、用意したテープ状のＹ系酸化物超電導線材が載せられたベルト７１を送出装置１４から第一熱処理ユニット１２ａの加熱手段１８，第二熱処理ユニット１２ｂの加熱手段１８，第三熱処理ユニット１２ｃの加熱手段１８，第四熱処理ユニット１２ｄの加熱手段１８の順に送り出すとともに巻取装置１６により巻取り速度１ｍ／ｈで巻き取ることにより、連続的に酸素導入熱処理を行い、Ｙ系酸化物超電導線を得た。熱処理に要した時間は、３〜４時間であった。
【００３７】
熱処理を行う際、テープ状のＹ系酸化物超電導線材が経験する熱処理過程を、該線材上の任意の一点の温度変化を測定することにより調べた。その結果を図７に示す。図７は、時間と、Ｙ系酸化物超電導線材上の任意の一点の温度との関係を示すグラフである。
また、得られたＹ系酸化物超電導線を冷却し、長さ方向に沿った臨界電流密度、を調べたところ、複数の測定箇所において、いずれも、Ｊ_c（臨界電流密度）＝１０，０００Ａ／ｃｍ²（７７Ｋ，０Ｔ）を示し、満足できる超電導特性を有するものであることが分った。
【００３８】
（実施例２）
図８に示すような酸化物超電導線材の連続熱処理装置８０をＢｉ系酸化物超電導線材の部分溶融熱処理を実施した。
ここで用いた酸化物超電導線材の連続熱処理装置８０は、第三熱処理ユニット１２ｃの下方側にさらに第四熱処理ユニット１２ｄ，第五熱処理ユニット１２ｅ、第六熱処理ユニット１２ｆ、第七熱処理ユニット１２ｇ、第八熱処理ユニット１２ｈが設けられている以外は、図１に示した酸化物超電導線材の連続熱処理装置１０と略同様の構成のものである。
【００３９】
各電気炉（加熱手段）１８の炉長は、上から順にＬ₂＝２５ｃｍ、Ｌ₃＝２５ｃｍ、Ｌ₄＝５０ｃｍ、Ｌ₅＝５０ｃｍ、Ｌ₆＝２５ｃｍ、Ｌ₇＝２５ｃｍ、Ｌ₈＝２５ｃｍ，
Ｌ₉＝２５ｃｍであり、隣合う加熱手段１８，１８間の隙間は、０ｃｍとした。また、Ｂｉ系酸化物超電導線材を各加熱手段１８内を走行させる前に、各制御機構２０により各加熱手段１８の温度設定をした。各加熱手段１８の設定温度は、上から順に、２５０℃、５５０℃、８５０℃、８５０℃、７００℃、５５０℃、４００℃、２５０℃とした。
Ｂｉ系酸化物超電導線材としては、Ａｇシース内に、Ｂｉ₂Ｓｒ₂Ｃａ_n-1Ｃｕ_nＯ_2n+2（ｎは自然数）の原料粉末の成形物を充填した複合体に伸線−圧延加工を施すことにより、Ｂｉ₂Ｓｒ₂Ｃａ_n-1Ｃｕ_nＯ_2n+2（ｎは自然数）からなる芯部の周囲にＡｇからなる金属被覆層が形成されてなる長さ１０ｍものを用いた。
【００４０】
そして、用意したＢｉ系酸化物超電導線材を送出装置１４から第一熱処理ユニット１２ａの加熱手段１８，第二熱処理ユニット１２ｂの加熱手段１８，第三熱処理ユニット１２ｃの加熱手段１８，第四熱処理ユニット１２ｄの加熱手段１８，第五熱処理ユニット１２ｅの加熱手段１８，第六熱処理ユニット１２ｆの加熱手段１８、第七熱処理ユニット１２ｇの加熱手段１８、第八熱処理ユニット１２ｈの加熱手段１８の順に送り出すとともに巻取装置１６により巻取り速度０．０５ｍ／ｈで巻き取ることにより、部分溶融熱処理を行った。部分熱処理に要した時間は、２５０〜２６０時間であった。この後、圧延加工する工程と、前述の連続熱処理装置８０を用いて部分溶融熱処理する工程とを行う操作を一サイクルとして、このようなサイクルをさらに３回繰り返し行い、Ｂｉ系酸化物超電導線を得た。
【００４１】
部分溶融熱処理を行う際、Ｂｉ系酸化物超電導線材が経験する熱処理過程を、該線材上の任意の一点の温度変化を測定することにより調べた。その結果を図９に示す。図９は、時間と、Ｂｉ系酸化物超電導線材上の任意の一点の温度との関係を示すグラフである。
また、得られたＢｉ系酸化物超電導線を冷却し、長さ方向に沿った臨界電流密度を調べたところ、複数の測定箇所において、いずれも、Ｊ_c（臨界電流密度）＝１０，０００Ａ／ｃｍ²（７７Ｋ，０Ｔ）を示し、満足できる超電導特性を有するものであることが分った。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１の酸化物超電導線材の連続熱処理装置にあっては、前述の構成としたものであるので、各制御機構によって各加熱手段の出力を変更し、加熱温度を個々に設定でき、加熱温度を厳密に制御するのが容易である。そして、長尺の酸化物超電導線材を各熱処理ユニットの各加熱手段内を順次走行させることにより、必要な熱処理過程を連続的に経験させることができるので、長さ方向に対し超電導特性の安定した酸化物超電導線を製造でき、また、バッチ式電気炉のような従来の熱処理装置を用いて熱処理する場合のようにコイル状にした酸化物超電導線材を電気炉に一々出し入れしたり、線材間に絶縁紙を挾む必要がなくなり、製造効率が格段に向上する。
また、各加熱手段内は、長尺の酸化物超電導線材の数条分を走行させる熱処理空間を確保すればよいので、加熱手段自体は小型化できる。
さらに、熱処理を施す酸化物超電導線材の条数に応じて、送出装置と巻取装置の設置台数を変更することにより、二条以上の酸化物超電導線材を同時に連続的に熱処理することができるので、製造効率がより向上する。
【００４３】
また、請求項１記載の酸化物超電導線材の連続熱処理装置にあっては、特に、熱処理ユニットが２台以上鉛直方向に並べられたものであるので、長尺の酸化物超電導線材を鉛直下向きに送り出すことにより、酸化物超電導線材は自重により下方に垂れた状態となり、殆ど張力をかけないで酸化物超電導線の巻き取りが可能となるので、金属容器あるいは金属シースからなる金属被覆層を有する酸化物超電導線材の特性劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の酸化物超電導線材の連続熱処理装置の第一の例を示した概略構成図である。
【図２】本発明の酸化物超電導線材の連続熱処理装置の加熱手段内を走行させる長尺テープ状の酸化物超電導線材を示した斜視図である。
【図３】本発明の酸化物超電導線材の連続熱処理装置の加熱手段内を走行させる長尺の酸化物超電導線材のその他の例を示した断面図である。
【図４】本発明の酸化物超電導線材の連続熱処理装置の第二の例を示した概略構成図である。
【図５】本発明の酸化物超電導線材の連続熱処理装置の第三の例を示した概略構成図である。
【図６】実施例１で用いた酸化物超電導線材の連続熱処理装置を示した概略構成図である。
【図７】時間と、Ｙ系酸化物超電導線材上の任意の一点の温度との関係を示すグラフである。
【図８】実施例２で用いた酸化物超電導線材の連続熱処理装置を示した概略構成図である
【図９】時間と、Ｂｉ系酸化物超電導線材上の任意の一点の温度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０，５０，６０，７０，８０・・・酸化物超電導線材の連続熱処理装置、
１２・・・熱処理ユニット、１８・・・加熱手段、２０・・・制御手段、
２２・・・長尺の酸化物超電導線材、２４・・・長尺の酸化物超電導体、
３３・・・酸化物超電導薄膜（超電導体形成部）、
４２・・・芯部（超電導体形成部）、
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ・・・熱処理ユニット。

Claims

加熱手段と、該加熱手段の温度を制御する制御機構とを有し、前記加熱手段の内部に、酸化物超電導体からなる超電導体形成部または熱処理によって酸化物超電導体となる超電導体形成部を有する長尺の酸化物超電導線材の一条以上を走行させることにより、該長尺の酸化物超電導線材を加熱して長尺の酸化物超電導線とする熱処理ユニットが、前記長尺の酸化物超電導線材の走行方向に２台以上鉛直方向に並べられて配設されると共に、最上段の前記熱処理ユニットの上方側に設けられた送出装置から鉛直下向きに送り出された前記長尺の酸化物超電導線材を、順次、前記熱処理ユニット内を走行させ、最下段の前記熱処理ユニットの下方側に設けられた巻取装置で巻き取ることを特徴とする酸化物超電導線材の連続熱処理装置。