JPH01281611A - セラミックス系超電導線 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超電導線に係り、特にセラミックス系超電導線
に関する。

［従来の技術］ 近年、特に−昨年の秋以降、セラミックス超電導体の開
発が世界中で急ピッチで進められている。

この超電導体は、従来の最高の臨界温度を示すＮｂ３　
Ｇｅの２３Ｋを大巾に越えるもので、Ｂａ−Ｌａ−Ｃｕ
−０系セラミツクス（臨界温度３５Ｋ　）　、Ｌａ−８
ｒ−Ｃｕ−０系セラミツクス（超電導開始温度３７に以
上）、Ｌａ−Ｃａ−Ｃｕ−０系セラミツクス、Ｙ−Ｂａ
−Ｃｕ−０系セラミツクス（ゼロ抵抗温度９３Ｋ）等の
ほか、本年に入って２３３にあるいは８００に以上の臨
界温度を示すセラミックスも報告されている。

このようにセラミックス超電導材料は臨界温度が液体窒
素温度以上や室温で用いることができる可能性があり、
この場合、高価な液体ヘリウムを使用しなくて済むため
、経済的に極めて有利となるほか、超電導発電機等に使
用されると構造がシンプルで熱機関の効率も向上する等
の利点を有する。

しかしながら、セラミックスは硬くて、かつ脆いため、
現在実用化されているＮｂ−Ｔｉ系やＮｂ３　Ｓｎ系超
電導線のように曲げたり、あるいはコイル巻きすること
ができず、この点を克服することが実用化への第１歩と
なる。

現在線材の製造方法として、 ■アモルファスのテープあるいは線材を酸素雰囲気下で
加熱処理する方法、 ０合金管（たとえばＣｕ−Ｎｉ合金）の内部に原料の粉
末を充填し、両端を引張って線材やテープ状に成形する
方法、 ■銅系合金管内にセラミックスを充填し、熱処理および
圧延加工等を施して線材やテープ状に成形する方法、等
が提案されている。

しかしながら、上記■の方法においては、極めて急速な
冷却を必要とする上、極めて細い線材や薄膜のテープし
か得られず、実用線材を得る方法としては、難点を有し
ており、上記■の方法では長尺の線材を連続的に製造す
ることが困難であり、上記■の方法では加工工程が複雑
となる上、超電導体の連続性に難点がある。この場合、
セラミックス超電導体生成の熱処理は、超電導特性向上
の観点から成形後、すなわち最終線近傍で施すことが望
ましいが、銅系合金管で被覆されているため成形後に内
部に酸素を供給することが極めて困難であり、実際上不
可能である。

〔発明が解決しようとする課題］ 本発明は、上記の難点を解決するためになされたもので
、アモルファス化のための急速冷却を必要とせず、長尺
線の加工を容易に行うことができる上、超電導物質の焼
結層形成の熱処理を長尺の線材の状態で施すことができ
、かつ高い臨界電流密度の実用線材を提供することをそ
の目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明のセラミックス系超電導線は、セラミックス系超
電導物質の焼成体の外周を、前記焼成体の焼成温度で酸
化物を生成しない金属あるいは合金で被覆するとともに
、この被覆材料と同一物質で前記焼成体をその軸方向に
垂直な断面において複数に分割する隔壁を形成したこと
を特徴とする。

本発明において用いられるセラミックス系の超電導物質
としては、たとえばＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系のＹＢａ２　
Ｃｕ３０ｘ　（ｘ＜　１４　：ペロブスカイト）や、こ
れにＦ等を添加したものが用いられる。もちろん、他の
セラミックス系の超電導物質、たとえば　Ｌａ−９ｒ−
Ｃｕ−０系のセラミックスを用いることもできる。

またセラミックス系超電導物質の焼成温度で酸化物を生
成しない金属、合金としてはＡｇｓ　Ｐｔｓ　Ａｕある
いはこれらの合金が用いられ、加工性を改善するととも
に安定化材としても機能する。さらにこのような材料は
酸化性雰囲気中での加熱によりセラミックス超電導物質
を適度な速度で微細に生成させる働きを有する。

本発明の超電導線は、セラミックスの焼成温度で酸化物
を生成しない金属等の管内に超電導粉末、あるいは酸化
として超電導物質を生成する構成物質の粉末を充填し、
これに断面減少加工を施した線材の複数本を、さらに上
記の管体と同一物質よりなる管内に収容した後減面加工
を施し、次いで熱処理を施すことにより製造することが
できる。

この断面減少加工としては静水圧押出加工、スウェージ
ング加工、圧延および伸線加工が適宜選択される。

この場合、セラミックス超電導物質の焼成は、酸素気流
中あるいは酸素加圧下で酸化調整しながら７００〜１０
００℃に加熱して、特性の改善が図られる。超電導線の
外側には通常絶縁被膜が施される。

絶縁被膜としては有機あるいは無機材料が用いられ、前
者の有機絶縁被膜としてはＵｖ硬化ウレタン樹脂やＰＶ
Ｐエナメルを、一方、後者の無機絶縁被膜としてはアル
ミナやポリボロシロキサン樹脂等を挙げることができる
。

［実施例］ 実施例 外径５μ■φ以下のＹＢａ２　Ｃｕｌ　　Ｏｒ　ｓセラ
ミックスの粉末１ｋｇをゴムチューブ内に収容した後、
１０．０００ｋｇ／　ｃ（の圧力で静水圧加圧処理を１
０分間施し、外径２８−■φ、長さ２５０ｍｍの形状に
成型した。

この成型体を外径４０ｖｗφ、内径３８ａｖφのＡｇ管
中に収容して、この両端をエレクトロンビームで密封し
て得たビレットに２回の静水圧押出加工を施して外径１
０ｍ１φのウッドを製造した後、スウエージング加工を
施して外径９．５履■φに成型したロッドの７本を外径
４０ｍｍφ、内径３０１１φのＡｇ管内に収容した。次
いで２回の静水圧押出加工、スウェージング加工、圧延
加工および伸線加工を施して外径１．０ｓｓφの線材を
製造した。

このようにして得られた線材に酸素雰囲気中で９００℃
×７２時間の熱処理を施してセラミックス超電導線を製
造した。゛この超電導線の臨界電流密度（Ｊｃ）は７７
Ｋ　、　ＯＴで３０ＯＡ／　ｃ（であった。

比較例 上記の実施例のＡｇ壁を設けずに、すなわち静水圧加圧
を施した成型体をＡｇ管内に収容し、以下実施例と同様
の方法に製造した外径１．０腸■φの線材に実施例と同
一の条件で熱処理を施した超電導線の臨界電流密度（Ｊ
ｃ）は７７Ｋ　ＳＯＴで５Ａ／　ｃｊであった。

上記の実施例で得られたセラミックス超電導線は銀が安
定化材として作用する上、高い臨界電流密度を有し、か
つ細線化が可能なため容易に編組構造や撚線構造とする
ことができ、大サイズ導体や交流用導体を製造すること
ができる。

以上述べたように上記の実施例の方法は銀の酸素に対す
る特殊な働きを利用したもので、すなわち銀と酸素が （以下余白） 高温 ２＾ｇ０２　：：　　２ＡｇＯ 低温 の関係を有すること、銀を通して酸素が拡散すること、
銀がＡｇＯの形で酸素を運び容易に解離して合金を酸化
することを利用したもので、同様の働きを有するものと
して銀合金や金、白金およびこれらの合金を用いること
ができる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明のセラミックス系超電導線は、
長尺の電気的に安定した線材化が容易であるとともに、
高い電流密度の線材を得ることができる。

すなわち、外側が焼成温度で酸化物を生成しない金属等
で被覆されており、これと同一物質の隔壁を有すること
により、加工性に優れる上、最終形状で熱処理を施すこ
とができ、この場合には熱処理時の酸素の供給を適当に
制限してセラミックス生成時の粉末化や燃焼を防止する
ことができ、かつセラミックス焼成時の体積膨脹を安定
化材のクリープで抑えることにより、加圧下でセラミッ
クスを生成することができる。したがって微細なペロブ
スカイト結晶を生成することができ、高電流密度の超電
導線を製造することができる。

本発明の超電導線は可撓性に優れるため、これらの複数
本を用いて集合線、撚線あるいは編組線を容易に形成す
ることができ、このようにして得られた線材をコイル巻
きした後、エナメルワニスを含浸して超電導マグネット
を製作することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. セラミックス系超電導物質の焼成体の外周を、前記焼成
   温度で酸化物を生成しない金属あるいは合金で被覆する
   とともに、この被覆材料と同一物質で前記焼成体をその
   軸方向に垂直な断面において複数に分割する隔壁を形成
   したことを特徴とするセラミックス系超電導線。