JPH01241708A - 酸化物系超電導線の製造方法 - Google Patents
酸化物系超電導線の製造方法Info
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- JPH01241708A JPH01241708A JP63070143A JP7014388A JPH01241708A JP H01241708 A JPH01241708 A JP H01241708A JP 63070143 A JP63070143 A JP 63070143A JP 7014388 A JP7014388 A JP 7014388A JP H01241708 A JPH01241708 A JP H01241708A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は、例えば核磁気共鳴イメージング装置、粒子
加速器等のマグネット用コイルなどに使用可脂な酸化物
系超電導線の製造方法に関する。
加速器等のマグネット用コイルなどに使用可脂な酸化物
系超電導線の製造方法に関する。
「従来の技術」
近時、常電導状態から超電導状態に遷移する臨界温度(
Te)が液体窒素温度以上の高い値を示す酸化物系超電
導材料が種々発見されつつある。
Te)が液体窒素温度以上の高い値を示す酸化物系超電
導材料が種々発見されつつある。
そして、このような酸化物系超電導材料からなる超電導
線を製造するには、例えばY −B a−Cu−0系の
超電導体を備えた超電導線の場合、Y、0.粉末とl3
aCOs粉末とCuO粉末とを混合した混合粉末を銅、
銀などの金属パイプ内に充填し、次いで縮径加工および
熱処理を順次行い、上記混合粉末を焼結せしめてこれを
超電導体とし、超電導線を得る方法が知られている。
線を製造するには、例えばY −B a−Cu−0系の
超電導体を備えた超電導線の場合、Y、0.粉末とl3
aCOs粉末とCuO粉末とを混合した混合粉末を銅、
銀などの金属パイプ内に充填し、次いで縮径加工および
熱処理を順次行い、上記混合粉末を焼結せしめてこれを
超電導体とし、超電導線を得る方法が知られている。
[発明が解決しようとする課題」
しかしながら、上記の超電導線の製造方法にあっては、
原料粉末を焼結する固相反応で超電導体を生成するため
、超電導体生成に長時間を要し、よって生産効率が悪い
といった問題がある。また、この製法によって得られた
超電導線では、固相反応である焼結によって超電導体が
作製されているので、超電導体内部に微細な空孔が多数
存在し、よって十分に高い圧密度を有するには至らず、
したがって臨界電流密度などの超電導特性に高い値を示
さず、また機械的強度にも劣るといった問題がある。
原料粉末を焼結する固相反応で超電導体を生成するため
、超電導体生成に長時間を要し、よって生産効率が悪い
といった問題がある。また、この製法によって得られた
超電導線では、固相反応である焼結によって超電導体が
作製されているので、超電導体内部に微細な空孔が多数
存在し、よって十分に高い圧密度を有するには至らず、
したがって臨界電流密度などの超電導特性に高い値を示
さず、また機械的強度にも劣るといった問題がある。
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、空孔率ゼロの理論密度に近い、高密度
の超電導体の作製を可能とし、これにより優れた超電導
特性を示すとともに高い機械的強度を有する超電導線を
作製でき、しかも生産性の高い製造方法を提供すること
にある。
とするところは、空孔率ゼロの理論密度に近い、高密度
の超電導体の作製を可能とし、これにより優れた超電導
特性を示すとともに高い機械的強度を有する超電導線を
作製でき、しかも生産性の高い製造方法を提供すること
にある。
「課題を解決するための手段」
この発明では、一般式A −B −Cu−0として表さ
れる酸化物系超電導体を備えた超電導線を製造するにあ
たり、A tB tc utOsの組成比からなる酸化
物の層を棒状の芯体の外周上に圧縮形成して棒状の成形
体とし、次に、この成形体の外周面上にf3scusO
Fの組成比からなる酸化物の謂を形成して全体を前駆体
とし、次いでこの前駆体を金属パイプに充填して複合体
とし、次いでこの複合体に伸線加工を行って線材とし、
その後上記AlI3.−Cu t 6 sの融点より高
く、金属パイプの金属の融点より低い温度にて上記線材
を加熱し、酸化物系超電導線を製造することを上記問題
点の解決手段とした。
れる酸化物系超電導体を備えた超電導線を製造するにあ
たり、A tB tc utOsの組成比からなる酸化
物の層を棒状の芯体の外周上に圧縮形成して棒状の成形
体とし、次に、この成形体の外周面上にf3scusO
Fの組成比からなる酸化物の謂を形成して全体を前駆体
とし、次いでこの前駆体を金属パイプに充填して複合体
とし、次いでこの複合体に伸線加工を行って線材とし、
その後上記AlI3.−Cu t 6 sの融点より高
く、金属パイプの金属の融点より低い温度にて上記線材
を加熱し、酸化物系超電導線を製造することを上記問題
点の解決手段とした。
以下、この発明の酸化物系超電導線の製造方法を図面を
利用して詳しく説明する。なお、ここで説明する例は、
本発明を、Y r f3 at Cus Ox(ただし
、X=7−δ、0≦δ≦5とする。)の組成比で表され
る酸化物系超電導体を備えた超電導線の製造方法に適用
した場合のものとする。
利用して詳しく説明する。なお、ここで説明する例は、
本発明を、Y r f3 at Cus Ox(ただし
、X=7−δ、0≦δ≦5とする。)の組成比で表され
る酸化物系超電導体を備えた超電導線の製造方法に適用
した場合のものとする。
まず、YtBJltC1l+Osの組成比からなる酸化
物の粉末を小径円柱状の芯体の外周上に圧粉して円柱状
の成形体とする。ここで、Y tB a+ CLl+
Osの組成比からなる酸化物の粉末番作製するには、Y
、−01、DaCOs、CuOの原料粉末をモル比でl
二1:重に混合し、これを大気中にて800〜950℃
程度で6〜30時間程度仮焼し、徐冷した後、粉砕して
粒径を0.1〜4μl程度に揃え、粉末とする。また、
芯体としては、Ni、Au、Ag、PL等の融点950
℃以上程度の金属棒(金属!Q)が用いられる。さらに
、この場合に上記成形体の作製方法としては、上記粉末
に予め水あるいは有機セルロース等の粘結剤を適宜添加
して該粉末をペースト状に調整し、これを芯体に所定厚
さとなるように付着せしめ、その後ラバープレス法など
の静水圧加圧法によって圧縮成形する方法などが好適に
採用される。
物の粉末を小径円柱状の芯体の外周上に圧粉して円柱状
の成形体とする。ここで、Y tB a+ CLl+
Osの組成比からなる酸化物の粉末番作製するには、Y
、−01、DaCOs、CuOの原料粉末をモル比でl
二1:重に混合し、これを大気中にて800〜950℃
程度で6〜30時間程度仮焼し、徐冷した後、粉砕して
粒径を0.1〜4μl程度に揃え、粉末とする。また、
芯体としては、Ni、Au、Ag、PL等の融点950
℃以上程度の金属棒(金属!Q)が用いられる。さらに
、この場合に上記成形体の作製方法としては、上記粉末
に予め水あるいは有機セルロース等の粘結剤を適宜添加
して該粉末をペースト状に調整し、これを芯体に所定厚
さとなるように付着せしめ、その後ラバープレス法など
の静水圧加圧法によって圧縮成形する方法などが好適に
採用される。
次に、この成形体の外周面上に[3asCutOy (
ただし、5≦y≦15とする。)の組成比からなる酸化
物の粉末を塗布して酸化物層を形成し、全体を前駆体と
する。ここで、r3 a3CusOyの組成比からなる
酸化物の粉末を作製するには、n a COs 。
ただし、5≦y≦15とする。)の組成比からなる酸化
物の粉末を塗布して酸化物層を形成し、全体を前駆体と
する。ここで、r3 a3CusOyの組成比からなる
酸化物の粉末を作製するには、n a COs 。
CuOの原料粉末をモル比で3:5に混合し、これを大
気中にて800〜950℃程度で6〜30時間程度仮焼
し、徐冷した後、粉砕して粒径を0.1〜4μl程度に
揃え、粉末とする。また、この粉末の上記成形体への塗
布法としては、該粉末に予め水あるいは有機セルロース
等の粘結剤を適宜添加し、これにより粉末をペースト状
に調整して上記成形体に付着せしめる方法などが好適に
採用される。。
気中にて800〜950℃程度で6〜30時間程度仮焼
し、徐冷した後、粉砕して粒径を0.1〜4μl程度に
揃え、粉末とする。また、この粉末の上記成形体への塗
布法としては、該粉末に予め水あるいは有機セルロース
等の粘結剤を適宜添加し、これにより粉末をペースト状
に調整して上記成形体に付着せしめる方法などが好適に
採用される。。
次いで、この前駆体を金属パイプ内に充填して複合体と
する。ここで、金属パイプとしては、銀、白金、パラジ
ウム等の融点が950℃以上程度で酸素透過性を有する
金属が好適に用いられるが、銅等の金屑、あるいはステ
ンレス等の合金を用いることも可能である。
する。ここで、金属パイプとしては、銀、白金、パラジ
ウム等の融点が950℃以上程度で酸素透過性を有する
金属が好適に用いられるが、銅等の金屑、あるいはステ
ンレス等の合金を用いることも可能である。
次いで、この複合体に伸線加工を行って第1図に示すよ
うな線材を得る。ここで、第1図において符号Iは線材
であり、この線材!は上記芯体からなる芯線2と、この
芯線2の外周上を覆う、上記Y*[3a、Cu、0.の
組成比の内層3と、さらにこの内層3を覆う上記D a
、Cuso yの組成比の外層4と、上記金属パイプが
圧延されてなる金属層5とから摺成されたものである。
うな線材を得る。ここで、第1図において符号Iは線材
であり、この線材!は上記芯体からなる芯線2と、この
芯線2の外周上を覆う、上記Y*[3a、Cu、0.の
組成比の内層3と、さらにこの内層3を覆う上記D a
、Cuso yの組成比の外層4と、上記金属パイプが
圧延されてなる金属層5とから摺成されたものである。
また、この場合に伸線加工としては、例えば線引き加工
や溝付きロールを用いて行う圧延加工、さらには鍛造法
などの技術が採用される。
や溝付きロールを用いて行う圧延加工、さらには鍛造法
などの技術が採用される。
その後、上記Y 2Barc Lllo 6の融点(9
50〜970℃程度)より高く、金属パイプの材料金属
の融点より低い温度、すなわち950℃程度から金属パ
イプの融点未満の範囲の温度にて上記線材lを加熱する
。すると線材1においては、融点以上に加熱されること
によりYtna、CutOsの組成比からなる内層3が
溶融し、さらに[3a3 Cus Oyからなる外層4
もその融点が約904℃であることから溶融する。そし
て、これら溶融物は、相互に拡散して反応し、第2図に
示すようにY、Da、−Cu、Oxの組成比で表される
超電導層6を生成する。さらに、これを徐冷することに
より、超電導層6を有してなる超電導線7が得られる。
50〜970℃程度)より高く、金属パイプの材料金属
の融点より低い温度、すなわち950℃程度から金属パ
イプの融点未満の範囲の温度にて上記線材lを加熱する
。すると線材1においては、融点以上に加熱されること
によりYtna、CutOsの組成比からなる内層3が
溶融し、さらに[3a3 Cus Oyからなる外層4
もその融点が約904℃であることから溶融する。そし
て、これら溶融物は、相互に拡散して反応し、第2図に
示すようにY、Da、−Cu、Oxの組成比で表される
超電導層6を生成する。さらに、これを徐冷することに
より、超電導層6を有してなる超電導線7が得られる。
このような酸化物系超電導線の製造方法にあっては、金
属パイプを溶融することなく 、Y ![1at−Cu
tOsの組成比からなる内層3とB asCuso y
からなる外層4とを溶融せしめ、これにより内!!J3
と外層4とを相互に拡散せしめる液相反応によってY
+[3atCusOxの組成比の超電導層5を生成する
ので、従来の固相反応で行う場合に比較してその生成時
間が短縮される。また、内FIJ3お上び外54を溶融
せしめた後固化するので、得られた超電導層6における
超電導体が密度の高いものとなって空孔率ゼロの理論密
度に近付き、よって優れた超電導特性を示す超電導線が
作製される。さらに、得られた超電導線にあっては、芯
体からなる芯線が挿通されていることにより、十分に高
い機械的強度を有するものとなる。
属パイプを溶融することなく 、Y ![1at−Cu
tOsの組成比からなる内層3とB asCuso y
からなる外層4とを溶融せしめ、これにより内!!J3
と外層4とを相互に拡散せしめる液相反応によってY
+[3atCusOxの組成比の超電導層5を生成する
ので、従来の固相反応で行う場合に比較してその生成時
間が短縮される。また、内FIJ3お上び外54を溶融
せしめた後固化するので、得られた超電導層6における
超電導体が密度の高いものとなって空孔率ゼロの理論密
度に近付き、よって優れた超電導特性を示す超電導線が
作製される。さらに、得られた超電導線にあっては、芯
体からなる芯線が挿通されていることにより、十分に高
い機械的強度を有するものとなる。
なお、上記例においては、本発明を’71Batc L
13−Oxの組成比で表される超電導体を備えた超電導
線の製造に適用した場合の例を示したが、本発明゛はこ
れに限ることなく、他にも一般式A、B、Cu5−Ox
で表される組成比の超電導体を備えた超電導線の製造に
適用することができる。
13−Oxの組成比で表される超電導体を備えた超電導
線の製造に適用した場合の例を示したが、本発明゛はこ
れに限ることなく、他にも一般式A、B、Cu5−Ox
で表される組成比の超電導体を備えた超電導線の製造に
適用することができる。
また、成形体として円柱状のものを作製したが、他に例
えば角柱状のものとしてもよい。
えば角柱状のものとしてもよい。
「実施例」
以下、実施例によりこの発明をさらに具体的に説明する
。
。
まず、Y to 3. B aCOs、 CuOのそれ
ぞれ粉末をI :l :I (モル比)で混合し、混合
粉末を作製した。そして、これを大気中にて950℃で
24時間仮焼し、徐冷した後、粉砕して粒径を0.i〜
1μlに揃え、粉末とし、さらにこの粉末に有機セルロ
ースを加えてペースト状に調整した。そして、予め用意
した外径1 zm、長さ10cmの円柱状ニッケル棒を
芯体とし、これの外周面上に上記ペースト状に調整した
粉末を厚さ7jIj!程度に塗布し付若仕しめ、さらに
ラバープレス法により外径6xx、の円柱状に成形して
成形体とした。この場合に上記の原料粉末として、Y、
0.には純度99゜99%のものを、また[3aCOa
およびCuOには99.9%のものを用いた。
ぞれ粉末をI :l :I (モル比)で混合し、混合
粉末を作製した。そして、これを大気中にて950℃で
24時間仮焼し、徐冷した後、粉砕して粒径を0.i〜
1μlに揃え、粉末とし、さらにこの粉末に有機セルロ
ースを加えてペースト状に調整した。そして、予め用意
した外径1 zm、長さ10cmの円柱状ニッケル棒を
芯体とし、これの外周面上に上記ペースト状に調整した
粉末を厚さ7jIj!程度に塗布し付若仕しめ、さらに
ラバープレス法により外径6xx、の円柱状に成形して
成形体とした。この場合に上記の原料粉末として、Y、
0.には純度99゜99%のものを、また[3aCOa
およびCuOには99.9%のものを用いた。
次に、BaC05(純度99.9%)およびCu−0(
純度99.9%)のそれぞれの粉末を3=5(モル比)
で混合し、混合粉末を作製した。そして、これを大気中
にて900℃で24時間仮焼し、徐冷した後、粉砕して
粒径を0.1〜1μlに揃え、粉末とし、さらにこの粉
末に有機セルロースを加えてペースト状にし、これを上
記成形体の外周面上に厚さ0.5mg程度に塗布し付着
せしめて前駆体とした。
純度99.9%)のそれぞれの粉末を3=5(モル比)
で混合し、混合粉末を作製した。そして、これを大気中
にて900℃で24時間仮焼し、徐冷した後、粉砕して
粒径を0.1〜1μlに揃え、粉末とし、さらにこの粉
末に有機セルロースを加えてペースト状にし、これを上
記成形体の外周面上に厚さ0.5mg程度に塗布し付着
せしめて前駆体とした。
次いで、この前駆体を外径12xz、内径8 xm。
長さ13cmの銀パイプ内に充填して複合体とし、さら
に、この複合体に伸線加工を行って外径2.4111、
長さ3.251の線材を得た。
に、この複合体に伸線加工を行って外径2.4111、
長さ3.251の線材を得た。
その後、この線材を950℃の温度にて連続的に加熱し
、上記成形体のY *n at CLI+ Osの組成
比からなる部分と、成形体に塗布した13 a3 CL
ls OYの組成比からなる部分とを共に溶融せしめ、
相互に拡散反応させてY +B atc usOXの組
成比で表される超電導層を生成し、さらにこれを連続的
に徐冷して超電導線を得た。
、上記成形体のY *n at CLI+ Osの組成
比からなる部分と、成形体に塗布した13 a3 CL
ls OYの組成比からなる部分とを共に溶融せしめ、
相互に拡散反応させてY +B atc usOXの組
成比で表される超電導層を生成し、さらにこれを連続的
に徐冷して超電導線を得た。
このようにして得た超電導線における超電導体の超電導
特性を調べたところ、液体窒素中にて臨界電流密度(J
c)が3800 A/cm″程度の値を示した。
特性を調べたところ、液体窒素中にて臨界電流密度(J
c)が3800 A/cm″程度の値を示した。
「発明の効果」
以上説明したように、この発明の酸化物系超電導線の製
造方法は、金属パイプを溶融することなくAx81Cu
+Osの組成比からなる部分とBsCu5−Oyの組成
比からなる部分とを溶融せしめ、これにより両者を相互
に拡散さけて液相反応でAl8t−CusOxの組成比
の超電導層を生成するものであるから、従来の固相反応
で行う場合に比較してその超電導物質の生成時間を短縮
することができ、よって生産性を高めることができる。
造方法は、金属パイプを溶融することなくAx81Cu
+Osの組成比からなる部分とBsCu5−Oyの組成
比からなる部分とを溶融せしめ、これにより両者を相互
に拡散さけて液相反応でAl8t−CusOxの組成比
の超電導層を生成するものであるから、従来の固相反応
で行う場合に比較してその超電導物質の生成時間を短縮
することができ、よって生産性を高めることができる。
また、得られた超電導線にあっては、超電導体の材料と
なるA 1B1 Cu+ OsとBsCu5Oyとが溶
融せしめられて拡散反応した後同化するので、形成され
た超電導層が密度の高いものとなって空孔率ゼロの理論
密度に近付き、よって臨界電流密度などの超電導特性に
優れた値を示すものとなる。
なるA 1B1 Cu+ OsとBsCu5Oyとが溶
融せしめられて拡散反応した後同化するので、形成され
た超電導層が密度の高いものとなって空孔率ゼロの理論
密度に近付き、よって臨界電流密度などの超電導特性に
優れた値を示すものとなる。
さらに、この得られた超電導線にあっては、芯体からな
る芯線が挿通されていることにより、十分に高い機械的
強度を有するものとなる。
る芯線が挿通されていることにより、十分に高い機械的
強度を有するものとなる。
第1図および第2図はこの発明の超電導線の製造方法の
一具体例を説明するためのもので、第1凶は線材の概略
構成図、第2図は超電導線の概略構成図である。 !・;・・・・線材、2・・・・・・芯線、3・・・・
・・内層、4・・・・・・外層、5・・・・・・金属層
、6・・・・・・超電導層、7・・・・・・超電導線。
一具体例を説明するためのもので、第1凶は線材の概略
構成図、第2図は超電導線の概略構成図である。 !・;・・・・線材、2・・・・・・芯線、3・・・・
・・内層、4・・・・・・外層、5・・・・・・金属層
、6・・・・・・超電導層、7・・・・・・超電導線。
Claims (1)
- 一般式A−B−Cu−O(ただし、AはY,Sc,La
,Yb,Er,Ho,Dy等の周期律表第IIIa族元素
のうち1種あるいは2種以上を示し、BはSr,Ba,
Ca等の周期律表第IIa族元素のうち1種あるいは2種
以上を示す。)として表される酸化物系超電導体を備え
た超電導線を製造する方法であって、A_2B_1Cu
_1O_5の組成比からなる酸化物の層を棒状の金属製
芯体の外周上に圧縮形成して棒状の成形体とし、次に、
この成形体の外周面上にB_3−Cu_5Oy(ただし
、5≦y≦15とする。)の組成比からなる酸化物の層
を形成して全体を前駆体とし、次いでこの前駆体を金属
パイプ内に充填して複合体とし、次いでこの複合体に伸
線加工を行って線材とし、その後上記A_2B_1Cu
_1O_5の融点より高く、金属パイプの金属の融点よ
り低い温度にて上記線材を加熱することを特徴とする酸
化物系超電導線の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63070143A JPH01241708A (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 酸化物系超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63070143A JPH01241708A (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 酸化物系超電導線の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01241708A true JPH01241708A (ja) | 1989-09-26 |
Family
ID=13423054
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63070143A Pending JPH01241708A (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 酸化物系超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01241708A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995020826A1 (en) * | 1994-01-28 | 1995-08-03 | American Superconductor Corporation | Superconducting wind-and-react coils and methods of manufacture |
US6194352B1 (en) | 1994-01-28 | 2001-02-27 | American Superconductor Corporation | Multifilament composite BSCCO oxide superconductor |
US6284712B1 (en) | 1993-04-01 | 2001-09-04 | Alexander Otto | Processing of oxide superconductors |
-
1988
- 1988-03-24 JP JP63070143A patent/JPH01241708A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6284712B1 (en) | 1993-04-01 | 2001-09-04 | Alexander Otto | Processing of oxide superconductors |
US6436876B1 (en) | 1993-04-01 | 2002-08-20 | American Superconductor Corporation | Processing of oxide superconductors |
WO1995020826A1 (en) * | 1994-01-28 | 1995-08-03 | American Superconductor Corporation | Superconducting wind-and-react coils and methods of manufacture |
US5531015A (en) * | 1994-01-28 | 1996-07-02 | American Superconductor Corporation | Method of making superconducting wind-and-react coils |
US5798678A (en) * | 1994-01-28 | 1998-08-25 | American Superconductor Corporation | Superconducting wind-and-react-coils and methods of manufacture |
US6194352B1 (en) | 1994-01-28 | 2001-02-27 | American Superconductor Corporation | Multifilament composite BSCCO oxide superconductor |
US6603379B1 (en) | 1994-01-28 | 2003-08-05 | American Superconductor Corporation | Superconducing wind-and-react-coils and methods of manufacture |
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