JPH0195572A - セラミック超電導限流素子の製造方法 - 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） 本発明は無誘導のセラミック超電導素子の製造方法に関
する。

（従来の技術） 超電導体に臨界電流を越えた電流をを流すと超°電導状
態が敗れ（クエンチし）抵抗が発生し限流効果が得られ
ることはＡ、　Ｆｅｖｒｉｅｒ、　Ｙ、　Ｌａｕｍｏｎ
ｄ。

Ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅ　Ｕｓｅｓ　ｏｆ　５ｕｐｅｒ
ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ　ｆｏｒ　５０／６０Ｈｅｒｔｚ
　　Ａｐｐｌｉ　　ｃａｔｉｏｎｓ　；Ｃｏｍｍｕｎｉ
ｃａｔｉｏｎ　　ａ　　ｌａ　　１ｉｅＩｎｔｅｒｎａ
ｔｉｏｎａｌ　Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒ
ｉｎｇ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（２２−２５Ａｐｒｉｌ
　１９８６．　ＢＥＲＬＩＮ）に報告されている。

最近イッ゛トリウム、バリウム、銅、酸素系酸化物（Ｙ
Ｂａ、Ｃｕｆｆ０７−Ｋ　：以下ＹＢＣＯと略す）を代
表とするペロブスカイト構造のセラミックスが９０に以
下で超電導性を示すことが発見された。この材料を用い
て限流素子とすることは容易に考えられる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、ＹＢＣＯセラミックを限流素子に用いるため
にはクエンチしたときの抵抗値が大きいことが必要であ
る。そのためには細長いセラミックスを作る必要がある
。また、限流素子には常時電流を流しており、この電流
により発生する磁場でクエンチする電流値が低下するた
め無誘導巻の構造にしなければならない。また限流素子
は液体窒素温度で冷却して使うため小形でコンパクトに
する必要がある。

これらの要求を満たすためには細長い線状のセラミック
スを二重折にしてコイル状に巻くことが考えられる。し
かし、ＹＢＣＯセラミックは脆く、このように加工する
ことは現在の技術では現実問題として不可能である。ま
た、超ｉｔ！ｌセラミックスの板に切込み溝を入れ実効
的に長いセラミックスを得ることは切込み溝を入れるこ
とにより、セラミックスの機械的強度が弱くなり、実用
上問題である。

本発明は以上の欠点を除去し、クエンチしたときの抵抗
値を大きく、無誘導構造でかっ、機械的強度のあるセラ
ミック超電恵限流素子の製造方法を得ることを目的とす
る。

【発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明においては板状に形
成されたセラミック超電６材の一側端から他側端近傍及
び他側端から一側端近傍へ平行にかつ交互に線状の局所
加熱加工を施こし、この局所加熱加工部を厚さ方向に熱
変質させている。

（作　用） これにより、連続体でかつ電気的に棒状の素子を作るこ
とができるので、高強度でクエンチ時の抵抗値を大きく
無誘導のセラミック超１１１導限流素子の製造方法を提
供することができる。

（実施例・１） 本発明の一実施倒を第１図を参照して説明する。

板状（２０ｍ＋　Ｘ２０ｍ１　Ｘ　１　ｍｍ）　ＹＢＣ
Ｏセラミック１超電導材に第１ＴＰＩのように一側端か
ら他側端近傍及び他側端から一側端近傍へ平行にかつ交
互に２ｍｍおきに線状に炭酸ガスレーザを照射して局所
加熱加工を施こした。

レーザ光の出力、照射時間、走査時間などを制御するこ
とにより、レーザ光の照射された部分２が焼は切れず熱
変質を受ける程度とした。また、セラミック板の裏まで
熱度ｆｆＷが達しているよう・にした、この熱変質とは
加熱加工により超電導特性を示さない即ち高抵抗状態を
いう。尚、この熱変質の判断はＸ線回折パターンにて行
なった。即ち、加熱により超電導状態のモノクリニック
相から熱変質状態のオルソロピック相へ相変化すること
を確認した。第１図の破線部Ａで示した部分の側面図で
ある第２図に示すように熱変質層７は厚み方向にテーパ
がついており、セラミックスの棒状部分の断面の寸法は
平均的には幅１．８ｍ、厚さ２ｍであった。熱変質層を
入れず残すコーナの部分３の幅（コーナ幅）はセラミッ
クス棒状部分の幅の１２０％〜２００％が望ましい、そ
れはこのコーナ部では部分的には無誘導巻でないので臨
界電流が小さくなり、１２０％以下ではコーナ部でクエ
ンチが始まりクエンチ時の抵抗値が小さく限流素子とし
ては不利になる。一方コーナ幅が２００％以上ではこの
部分のみ超電導状態が破れず全体として不均一となり、
これも限流素子としては不利になる。

コーナ幅を２．６ｍ５（約１５０％）にした試料に銀電
極４および５を付は液体窒素中で直流の電流・電圧特性
を４端子法で測定した。その結果１５Ａでクエンチし、
２．３ｖの電圧が発生した。一方比較のために電極４か
ら１５ｍｍのところに銀電極６をっけ、４および６の間
で液体窒素中で直流の電流・電圧特性を４端子法で測定
した。その結果同じ１５Ａでクエンチし、０．１３Ｖの
電圧が発生した。明らかにクエンチ時の抵抗値が長さ方
向で増加している。

このように超電導的には切離し折返し構造をとり、機械
構造的には連続の状態にすることにより、クエンチ時の
抵抗値を大きくして、構造的に切離されていないため機
械的強度の強い限流素子を得ることができる。

（実施例２） 実施例１においてレーザ光の出力をさらに絞り熱変質層
が厚みの半分以上のところまで達するよう制御して照射
した。しかる後裏面より同一場所に同一条件のレーザ光
を照射し両面から加工した。

この試料に銀電極４および５を付は液体窒素中で直流の
電流・電圧特性を測定した。その結果クエンチ時の発生
電圧は２．３ｖと実施例１と同じ値であった・ 両面から加工することで板厚の厚いセラミックについて
もこの加工法が適用できる。

（実施例３） 実施例１において被加工物であるＹＢＣＯセラミックの
表面にアルゴンガスを吹付は還元雰囲気とした。この状
態でレーザ光を実施例１より低い出力で照射して変質層
を導入した。セラミックスの棒状部分の断面の寸法は平
均的には幅１．９■であった。試料に銀電極を付は液体
ｇ素中で直流の電流・電圧特性を測定したところ１４Ａ
でクエンチし、２．１Ｖの電圧が発生した。　このよう
に、レーザ加工の雰囲気を還元雰囲気とすることにより
、ＹＢＣＯは酸素を放出し易いため、空気中より低出力
で所要の変質層を作製することができろ。

本実施例ではＳ１変貿層の心入にはレーザ光を用いたが
電子ビームやイオンビームなどのレーザ光以外の方法で
行ってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明においては、板状に形成され
たセラミック超ｆｆｔ心材に端から交互に線′　　状の
居所加熱加工を施こし厚さ方向に熱変質させたので、連
続体でかつ電気的に棒状素子を接続し゛たものとするこ
とができ、高強度でクエンチ時の抵抗値を大きく無誘導
のセラミック超電導限流素子の製造方法を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すセラミック超電導限流
素子の斜視図、第２図は第１図中破線部Ａで示す部分の
側面図である。 １・・・セラミック超電導材、　２・・・レーザ光の照
射跡、３・・・コーナ部、　　　　　　　４，５，６・
・・電極、７・・・熱変質層 代理人　弁理士　　則　近　憲　缶 周　　　　　第子丸　　　健

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）板状に形成されたセラミック超電導材の一側端か
   ら他側端近傍及び他側端から一側端近傍へ平行にかつ交
   互に線状の局所加熱加工を施こし、この局所加熱加工部
   を超電導特性を示さない状態に厚さ方向熱変質させてな
   るセラミック超電導限流素子の製造方法。
2. （２）局所加熱加工はレーザ光を用いてなる特許請求の
   範囲第１項記載のセラミック超電導限流素子の製造方法
   。