JP7335501B2 - 酸化物超電導バルク導体及び通電素子 - Google Patents
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Description
(1)組成式がRE1Ba2Cu3Oy(式中のREは、Y、La、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及びLuからなる群から選択される1種又は2種以上の元素であり、yは、6.8≦y≦7.2を満足する。)で表され、結晶方位の揃ったRE1Ba2Cu3Oy相中に、組成式がRE2BaCuO5で表されるRE2BaCuO5相が分散した組織を有し、かつ板状である少なくとも2つの酸化物超電導バルク体と、チタン又はチタン合金からなる板状の補強部材と、を備え、前記補強部材の少なくとも2つの面に、前記補強部材の長手方向に亘って前記酸化物超電導バルク体が重ねられて固定されていることを特徴とする、酸化物超電導バルク導体。
(2)前記補強部材が、当該補強部材の長手方向の両端部又は当該補強部材の板幅方向の両端部の少なくともいずれかに、前記酸化物超電導バルク体の端面と接触する突起部を有することを特徴とする、(1)に記載の酸化物超電導バルク導体。
(3)前記補強部材の少なくとも2つの面に固定された前記酸化物超電導バルク体のうちの2つの前記酸化物超電導バルク体が、その長手方向の互いに異なる一端において、前記補強部材を介し、互いに対向して延設されている壁部を有することを特徴とする、(1)に記載の酸化物超電導バルク導体。
(4)前記補強部材の少なくとも2つの面に固定された前記酸化物超電導バルク体の少なくともいずれかが、その長手方向の両端において前記補強部材側に延設されている壁部を有することを特徴とする、(1)に記載の酸化物超電導バルク導体。
(5)前記壁部が、その長手方向端部において、外部接続用の電極端子と電気的に接続可能であることを特徴とする、(3)又は(4)に記載の酸化物超電導バルク導体。
(6)前記板状である少なくとも2つの酸化物超電導バルク体の厚さが、100μm以上であることを特徴とする、(1)~(5)のいずれか1項に記載の酸化物超電導バルク導体。
(7)2つの前記酸化物超電導バルク体が、前記補強部材の対をなす2つの面のそれぞれに、前記補強部材の長手方向に亘って固定されていることを特徴とする、(1)~(6)のいずれか1項に記載の酸化物超電導バルク導体。
(8)(1)~(7)のいずれか1項に記載の酸化物超電導バルク導体と、
前記酸化物超電導バルク導体に電気的に接続される電極端子と、を備え、前記補強部材の少なくとも2つの面に固定された各前記酸化物超電導バルク体が、前記酸化物超電導バルク体の長手方向の両端において前記電極端子に電気的に接続されていることを特徴とする、通電素子。
(9)前記酸化物超電導バルク体の露出表面が、非透水性シート又はテープで被覆されていることを特徴とする、(8)に記載の通電素子。
本実施形態で用いる結晶方位の揃った酸化物超電導バルク体(以下、結晶方位の揃った酸化物超電導バルク体を単に「超電導バルク体」ともいう。)は、RE-Ba-Cu-O系酸化物超電導体である。より詳細には、本実施形態で用いる結晶方位の揃った酸化物超電導バルク体は、単結晶状のRE1Ba2Cu3O7-x相(123相)中に、RE2BaCuO5相(211相)等に代表される非超電導相が分散した組織を有するものである(以下、単結晶状のRE1Ba2Cu3O7-x相(123相)中に、RE2BaCuO5相(211相)等に代表される非超電導相が分散した組織を有する酸化物超電導体を「QMG材料」ともいう。)。特に、本実施形態に係る酸化物超電導バルク体は、直径20μm以下の非超電導相が微細分散した組織を有するものであることが望ましい。
211相+液相(BaとCuの複合酸化物)→123相
211相+液相(BaとCuの複合酸化物)→123相+211相
以下では、本発明の実施形態に係る酸化物超電導バルク導体について、図を参照しながら説明する。なお、図に示す本実施形態に係る酸化物超電導バルク導体は、あくまでも一例であり、本発明が図に示す態様に限定されるものではないことは言うまでもない。
また、補強部材120の断面形状が、四角形状以外の三角形状や五角形以上の多角形の形状であってもよく、少なくともそのうちの2面において、長手方向に亘って固定されていれば、1面にのみ固定される場合に比べて、熱サイクルを受けても反りや剥離破損を抑える耐熱サイクル性に優れ、且つ、内部に電流のバイパス機能を有するものとなる。補強部材120の断面形状が6角形状の場合は、長手方向に6つの平面を有するが、そのうち、一つ置きの3面に酸化物超電導バルク体110を重ねあわせて固定すると、対称性が高まって、より好ましい。
しかしながら、図3~9に示したように、酸化物超電導バルク体110、110A、110B、110Cは、補強部材の対をなす2つの面に、補強部材120の長手方向に亘って固定されている方が好ましい。これにより、酸化物超電導バルク導体10、10A、10B、10C、10D、10Eを曲げる方向に外力が作用した場合に、補強部材120を挟んで両側の酸化物超電導バルク体110、110A、110B、110Cには互いに逆向きの応力が発生し、圧縮応力側の酸化物超電導バルク体110、110A、110B、110Cは特に破損しづらくなる。その結果、酸化物超電導バルク体110、110A、110B、110Cの電流の迂回路(バイパス機能)として機能を維持することが可能となる。
本実施例では、図12を参照して、本実施形態に係る酸化物超電導バルク導体及びその通電素子の有効性について説明する。図12(a)は、補強部材がない板状の酸化物超電導バルク体のみで構成される酸化物超電導バルク導体である。図12(b)は、板状のチタン合金製補強部材の片側に板状酸化物超電導バルク体を設けた酸化物超電導バルク導体であり、図12(c)は、板状のチタン合金製補強部材の両側に板状の酸化物超電導バルク体を設けた酸化物超電導バルク導体である。図12(d)は、板状の銅製補強部材の両側に板状の酸化物超電導バルク体を設けた酸化物超電導バルク導体である。図12(e)は、図12(b)の酸化物超電導バルク導体の両端に電極端子を取り付けた通電素子である。図12(f)は、図12(c)の酸化物超電導バルク導体の両端に電極端子を取り付けた通電素子である。ここで、図12(a)に示した酸化物超電導バルク導体を試料A、図12(b)に示した酸化物超電導バルク導体を試料B、図12(c)に示した酸化物超電導バルク導体を試料C、図12(d)に示した酸化物超電導バルク導体を試料Dと呼ぶ。また、図12(e)に示した酸化物超電導バルク導体を利用した通電素子を通電素子E、図12(f)に示した酸化物超電導バルク導体を利用した通電素子を通電素子Fと呼ぶ。
10、10A、10B、10C、10D、10E 酸化物超電導バルク導体
110、110A、110B、110C 酸化物超電導バルク体
111 平坦部
112 壁部
120 補強部材
121、121A、121B 突起部
20 電極端子
30 防水材
Claims (9)
- 組成式がRE1Ba2Cu3Oy(式中のREは、Y、La、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及びLuからなる群から選択される1種又は2種以上の元素であり、yは、6.8≦y≦7.2を満足する。)で表され、結晶方位の揃ったRE1Ba2Cu3Oy相中に、組成式がRE2BaCuO5で表されるRE2BaCuO5相が分散した組織を有し、かつ板状である少なくとも2つの酸化物超電導バルク体と、
チタン又はチタン合金からなる板状の補強部材と、を備え、
前記補強部材の少なくとも2つの面に、前記補強部材の長手方向に亘って前記酸化物超電導バルク体が重ねられて固定されていることを特徴とする、酸化物超電導バルク導体。 - 前記補強部材が、当該補強部材の長手方向の両端部又は当該補強部材の板幅方向の両端部の少なくともいずれかに、前記酸化物超電導バルク体の端面と接触する突起部を有することを特徴とする、請求項1に記載の酸化物超電導バルク導体。
- 前記補強部材の少なくとも2つの面に固定された前記酸化物超電導バルク体のうちの2つの前記酸化物超電導バルク体が、その長手方向の互いに異なる一端において、前記補強部材を介し、互いに対向して延設されている壁部を有することを特徴とする、請求項1に記載の酸化物超電導バルク導体。
- 前記補強部材の少なくとも2つの面に固定された前記酸化物超電導バルク体の少なくともいずれかが、その長手方向の両端において前記補強部材側に延設されている壁部を有することを特徴とする、請求項1に記載の酸化物超電導バルク導体。
- 前記壁部が、その長手方向端部において、外部接続用の電極端子と電気的に接続可能であることを特徴とする、請求項3又は4に記載の酸化物超電導バルク導体。
- 前記板状である少なくとも2つの酸化物超電導バルク体の厚さが、100μm以上であることを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載の酸化物超電導バルク導体。
- 2つの前記酸化物超電導バルク体が、前記補強部材の対をなす2つの面のそれぞれに、前記補強部材の長手方向に亘って固定されていることを特徴とする、請求項1~6のいずれか1項に記載の酸化物超電導バルク導体。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載の酸化物超電導バルク導体と、
前記酸化物超電導バルク導体に電気的に接続される電極端子と、を備え、
前記補強部材の少なくとも2つの面に固定された各前記酸化物超電導バルク体が、前記酸化物超電導バルク体の長手方向の両端において前記電極端子に電気的に接続されていることを特徴とする、通電素子。 - 前記酸化物超電導バルク体の露出表面が、非透水性シート又はテープで被覆されていることを特徴とする、請求項8に記載の通電素子。
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