JPH01140519A - 超電導線の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、超電導線の製造方法に係り、特に酸化物系の
化合物超電導線の製造方法に関する。

（従来の技術） 最近１組成がＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０などで表わされる酸化
物系化合物超電導体が注目されている。

酸化物系化合物超電導体の多くは、臨界温度が液体窒素
温度以上である。このため、冷媒として高価で扱い難い
液体ヘリウムを使用する必要がなく。

また冷却系も大幅に簡略化できる。

ところで、このような酸化物系超電導体を実回路に組み
込むには１通常のリード線のような線材の形が何かと応
用性に富み好ましい。このようなことから、最近、酸化
物系化合物超電導体を線材化するための提案が幾つかな
されている。これら提案の多くは、酸化物系の化合物超
電導体を合成し得る元素を含んだ複数種類の粉末体の混
合物を被覆管内に収容した後、被覆管ごと減面加工して
細線化し、その後に酸素雰囲気中で熱処理する工程を採
用している。

しかしながら、このような製造方法では次のような問題
があった。すなわち、上述した製造方法では被覆管は不
可欠のものである。しかし、熱処理工程時において線材
の内部へ酸素を十分に浸透させるためには、被覆管は邪
魔な存在となる。このため、従来の製造方法では、熱処
理工程時に線材の内部へ酸素を十分浸透させることが困
難で。

これが原因して臨界電流密度の高い超電導線を製造する
ことが困難であった。また、どのような形で減面加工を
施しても粉末間に隙間が必ず生じ。

これも臨界電流密度の向上を妨げる原因となっていた。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の如く、従来の製造方法では製造工程が有している
本質的な面から臨界電流密度の高い超電導線を製造する
には限界があった。

そこで本発明は、製造工程上の制約を受けることなく臨
界電流密度の高い酸化物系化合物超電導線を製造できる
製造方法を提供することを目的としている。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明製造方法では、上記目的を達成するために、酸化
物系の化合物超電導体を合成し得る原材料を溶融させ、
この溶融物をノズルを介して酸素雰囲気中もしくは酸素
とフッ素との混合ガス雰囲気中に線状に押出して固化さ
せるようにしている。

（作　用） 内径が１　ｒｔｒｒｉ以下のノズルを介して、たとえば
１００％酸素ガス中へ溶融物を押出すと、この押出され
た線状物の中心部近傍まで酸素を拡散浸透させることが
でき、その結果として線材の長平方向に連続し、かつ線
材内の径方向の広い範囲にわたて化合物超電導層を形成
させることができる。そして、この場合には線材の内部
に隙間は存在していない。したがって、臨界電流密度の
高い超電導線の製造が可能となる。

（実施例） 以下２図面を参照しながら本発明製造方法の実施形態を
説明する。

第１図は本発明製造方法を実施する装置の模式図である
。まず、この装置の構成から説明する。

すなわち９図中１は縦長に形成された隔離容器であり、
この隔離容器１の上壁中央部には蓋体２が着脱自在に取
付けられている。隔離容器１内で蓋体２の直下位置には
るつぼ３が開口部を上方に向けて配置されている。るつ
ぼ３の底壁中央部には内径がたとえば０．２ｍｒｔｒで
、長さが５Ｏｒａｍに形成されたノズル４が軸心線を重
力方向と平行させて接続されている。るつぼ３の外周面
に近接した位置には、上記外周面を覆うように加熱用の
ヒータ５が配置されている。このヒータ５は、ノズル４
の位置より下方まで延びており、下方に向かうにしたが
って単位面積当りの発熱口が減少するように配置されて
いる。

前記蓋体２の内側には、この蓋体２の装着に伴って前記
るつぼ３の開口部を閉塞する内蓋６が取付けられている
。内蓋６には、この内蓋６の内側に連通ずる関係にガス
案内管７の一端側が接続されている。このガス案内管７
の他端側は蓋体２を気密に貫通し、減圧弁８を介して選
択的に不活性ガス供給ボンベ９に接続される。隔離容器
１の側壁で前記ヒータ５の上下方向中間部に対向する部
分には、ガス導入口１０が形成されており、このガス導
入口１０は流量調整弁１１を介して酸素ボンベ１２に接
続されている。また、隔離容器１の側壁でガス導入口１
０に対向する位置にはガス排出口１３が形成されている
。

一方、隔離容器１内の下部でノズル４に対向する位置に
はガイドローラ１４が配置されている。

このガイドローラ１４は図示しないばねによって常に反
時計方向に付勢されたアーム１５の先端に回動自在に支
持されている。そして、アーム１５には張力検出器１６
が接続されている。隔離容器１内の下部でガイドローラ
１４の側方位置にはモータ１７が配置されており、この
モータ１７の回転軸には巻取りリール１８が着脱自在に
装着されている。モータ１７の回転数は、張力検出器１
６によって検出される張力が常に一定値となるように図
示しない制御装置によって制御される。なお。

図中１９は巻取りリール１８の着脱等を行なうための扉
を示し、２０はノズル４と同軸的に配置された冷却筒を
示している。この冷却筒２０は熱導部材２１を介して隔
離容器１の側壁に接続されている。

次に、上記のように構成された装置を使用して本発明製
造方法を実施する手順を説明する。

まず、蓋体２を取外し、るつぼ３内に原材料Ａとして、
酸化イツトリウム粉末と、炭酸バリウム粉末と、酸化銅
粉末とをモル比で０．２：０．８：１．０の割合いに十
分混合した混合物を所定量収容する。

次に、蓋体２を装着する。次に、ヒータ５を付勢する。

ヒータ５の付勢によって、るつぼ３内の原材料Ａが溶融
した時点で、ガス導入口１０およびガス排出口１３を介
して隔離容器１内に酸素ガスを所定の流量で通流させる
とともに減圧弁８を使ってるつぼ３内の上部空間を所定
圧力の不活性ガスで満たす。

このように、るつぼ３の上部空間が加圧されると、溶融
状態下にある原材料Ａはノズル４から下方に向けて線状
に押し出される。この押し出された線材Ｂは徐々に下方
に向けて進む。前述の如く線材Ｂが下方に向けて進む空
間には酸素が充満している。このため、線材Ｂの内部に
酸素が拡散浸透する。ヒータ５は下方はど発熱量が少な
い。このため、線材Ｂの温度も徐々に低下する。この間
において線材Ｂの内部に化合物超電導体層が形成される
。線材Ｂが冷却筒２０内を通過するとき。

温度が更に低下し、ついには固化した線材となる。

今、製造開始後に扉１９を開けて線材Ｂの先端をガイド
ロール１４を介して巻取りリール１８に固定したとする
と、直径０．２ｒｎｍの固化した線材Ｂが張カ一定の状
態で次々と巻取りリール１８に巻き取られることになる
。

このような製造方法であると、線材Ｂがノズル４から出
て下降する間に高温状態下で酸素に良好に接触する。こ
のため、線材Ｂの内部に多量の酸素を拡散浸透させるこ
とができ、この結果、線材Ｂの内部に多量の化合物超電
導体層を形成させることができるので、臨界電流密度の
高い線材を製造できる。また、この製造方法では線材Ｂ
の内部に隙間が生じる虞れがない。したがって、この面
からも臨界電流密度を向上させることができる。

実験によると、臨界温度が９０に、臨界電流密度が２０
０ＯＡ／ｄの線材を製造することができた。

なお２本発明は上述した実施形態に限定されるものでは
ない。すなわち、線材に接触させるガスは、酸素に限ら
ず酸素とフッ素との混合ガスでもよい。またノズルや巻
き取り系を複数対設けるようにしてもよい。また、原材
料も上記実施形態で使用した材料に限定されるものでは
ない。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、比較的簡単な工程で
臨界電流密度の高い超電導線を製造できる製造方法を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超電導線の製造方法を実施する装
置の模式的構成図である。１・・・隔離容器。 ３・・・るつぼ、４・・・ノズル、５・・・ヒータ、１
２・・・酸素ボンベ、１８・・・巻き取りリール、Ａ・
・・原材料。 Ｂ・・・線材。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化物系の化合物超電導体を合成し得る原材料を
   溶融させ、この溶融物をノズルを介して酸素雰囲気中も
   しくは酸素とフッ素との混合ガス雰囲気中に線状に押出
   して固化させるようにしたことを特徴とする超電導線の
   製造方法。
2. （２）前記原材料は、イットリウム、バリウム、銅の混
   合物であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の超電導線の製造方法。
3. （３）前記溶融物を前記ノズルから押し出すに際し、押
   し出し圧を加えるようにしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の超電導線の製造方法。
4. （４）線状に押出して固化させてなる超電導線を巻取り
   装置で巻取るようにしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の超電導線の製造方法。