JP5353215B2 - 超電導線材の製造方法および超電導線材 - Google Patents
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Description
超電導体の前駆体粉末を第1の金属管および第2の金属管に充填する充填工程と、
前記前駆体粉末が充填された第1の金属管および第2の金属管を引き抜き加工し、それぞれ延伸された線材であるセグメントAおよびセグメントBを得る単芯伸線工程と、
第3の金属管内の中心部に複数本の前記セグメントAを配置し、第3の金属管内の周辺部に複数本の前記セグメントBを配置する多芯化工程と、
前記セグメントAおよびセグメントBが内部に配置された第3の金属管を引き抜き加工することにより超電導線材を得る多芯伸線工程とを含み、
セグメントAに占める第1の金属管を構成する金属材料の比率よりもセグメントBに占める第2の金属管を構成する金属材料の比率が高いことを特徴とする超電導線材の製造方法である。
前記中心部が第3の金属管内の中心軸からのスタック数がN’以下の部分であり、前記周辺部が該中心部の外側の第3の金属管内部であり、
前記N’は、前記第3の金属管内に配置されるセグメントAおよびBの総スタック数(S)が3の倍数の場合は式: N’=2S/3、
Sが3で割ると1余る数の場合は式: N’=(2S−2)/3、
Sが3で割ると2余る数の場合は式: N’=(2S−1)/3
で求められる数であることが好ましい。
図17は、本発明の一実施形態における超電導線材の構成を概略的に示す部分断面斜視図である。図17を参照して、上記方法により製造される多芯構造の超電導線材6は、長手方向に延びる複数本の(酸化物)超電導体フィラメント1cと、それらを被覆する金属シース部6aとを有している。複数本の超電導体フィラメント1cの各々の材質は、たとえばBi−Pb−Sr−Ca−Cu−O系の組成が好ましく、特に、(ビスマスと鉛):ストロンチウム:カルシウム:銅の原子比がほぼ2:2:2:3の比率で近似して表されるBi2223相を含む材質が最適である。金属シース部6aの材質は、たとえば銀および/または銀合金よりなっている。
上記N’を求める式に基づく規則に則して、総数127本のセグメントを総スタック数7で中心より4スタック以内がすべてセグメントBとなるように配置した(図2)。なお、図2〜図10では、セグメントB(中心部)の径がセグメントA(周辺部)の径より小さく描かれているが、これは両者の銀パイプ部分は同程度の厚みであり、セグメントBのフィラメントがセグメントAよりも細いような場合を模式的に表している。
上記N’を求める式に基づく規則に則して、総数61本のセグメントを総スタック数5で中心より3スタック以内がすべてセグメントBとなるように配置した(図3)。
(実施例3)
上記N’を求める式に基づく規則に則して、総数91本のセグメントを総スタック数6で中心より4スタック以内がすべてセグメントBとなるように配置した(図4)。
上記N’を求める式に基づく規則に則して、総数169本のセグメントを総スタック数8で中心より5スタック以内がすべてセグメントBとなるように配置した(図5)。
上記N’を求める式に基づく規則に則して、総数217本のセグメントを総スタック数9で中心より6スタック以内がすべてセグメントBとなるように配置した(図6)。
セグメントAのみを用いた従来技術の超電導線材である(図7)。
セグメントA、セグメントBをランダムに配置した超電導線材である(図8)。
上記N’よりも少ないスタック数の範囲にだけセグメントBを使用した超電導線材である(図9)。
上記N’よりも多いスタック数の範囲にセグメントBを使用した超電導線材である(図10)。
Claims (8)
- 複数の超電導体フィラメントを内部に有する多芯構造の超電導線材の製造方法であって、
超電導体の前駆体粉末を第1の金属管および第2の金属管に充填する充填工程と、
前記前駆体粉末が充填された第1の金属管および第2の金属管を引き抜き加工し、それぞれ延伸された線材であるセグメントAおよびセグメントBを得る単芯伸線工程と、
第3の金属管内の中心部に複数本の前記セグメントAを配置し、第3の金属管内の周辺部に複数本の前記セグメントBを配置する多芯化工程と、
前記セグメントAおよびセグメントBが内部に配置された第3の金属管を引き抜き加工することにより超電導線材を得る多芯伸線工程とを含み、
セグメントAに占める第1の金属管を構成する金属材料の比率よりもセグメントBに占める第2の金属管を構成する金属材料の比率が高く、
前記多芯化工程において、
前記中心部が第3の金属管内の中心軸からのスタック数がN’以下の部分であり、前記周辺部が該中心部の外側の第3の金属管内部であり、
前記N’は、前記第3の金属管内に配置されるセグメントAおよびBの総スタック数(S)が3の倍数の場合は式: N’=2S/3、
Sが3で割ると1余る数の場合は式: N’=(2S−2)/3、
Sが3で割ると2余る数の場合は式: N’=(2S−1)/3
で求められる数であることを特徴とする超電導線材の製造方法。 - 前記超伝導体の前駆体粉末が、Bi−2212相を主相とする前駆体を含む粉末である、請求項1に記載の超電導線材の製造方法。
- 前記セグメントBに占める第2の金属管を構成する金属材料の比率が、体積比で0.8以上である、請求項1または2に記載の超電導線材の製造方法。
- 前記セグメントAに占める第1の金属管を構成する金属材料の比率が、体積比で0.4以上0.8未満である、請求項1〜3のいずれかに記載の超電導線材の製造方法。
- 前記セグメントAおよびセグメントBの単芯伸線工程後におけるセグメント径が2mm以上である、請求項1〜4のいずれかに記載の超電導線材の製造方法。
- 前記超電導線材に含まれる前駆体粉末以外の金属の体積比が前駆体粉末の体積に対して1.5未満である、請求項1〜5のいずれかに記載の超電導線材の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法によって製造される、超電導線材。
- 超電導体を第1の金属管で被覆したセグメントAの複数本と、超電導体を第2の金属管で被覆したセグメントBの複数本とが、第3の金属管内に配置された多芯構造の超電導線材であって、中心部にセグメントAが配置され、周辺部にセグメントB配置されており、セグメントAに占める第1の金属管を構成する金属材料の比率よりもセグメントBに占める第2の金属管を構成する金属材料の比率が高く、
前記中心部が第3の金属管内の中心軸からのスタック数がN’以下の部分であり、前記周辺部が該中心部の外側の第3の金属管内部であり、
前記N’は、前記第3の金属管内に配置されるセグメントAおよびBの総スタック数(S)が3の倍数の場合は式: N’=2S/3、
Sが3で割ると1余る数の場合は式: N’=(2S−2)/3、
Sが3で割ると2余る数の場合は式: N’=(2S−1)/3
で求められる数であることを特徴とする超電導線材。
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