JPH02250219A - 多芯状酸化物超電導線材及びその製造方法 - Google Patents
多芯状酸化物超電導線材及びその製造方法Info
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- 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
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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】
［産業上の利用分野コ
本発明は、液体窒素を冷媒として使用可能な酸化物超電
導体をエネルギ一応用として活用するに適した多芯状線
材及びその製造方法に関するものである。
導体をエネルギ一応用として活用するに適した多芯状線
材及びその製造方法に関するものである。
［従来技術］
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系等の酸化物超電導体は、液体窒素
温度（７７Ｋ）を越える臨界温度を示し、液体窒素温度
で使用できる超電導体として注目されている。
温度（７７Ｋ）を越える臨界温度を示し、液体窒素温度
で使用できる超電導体として注目されている。
そのような酸化物超電導体を用いた線材の製造方法とし
ては、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系、Ｂ１−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ
−０系或はＴｌ＝Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０系等の超電導特
性を示す酸化物微粉末を金属、例えば銀のパイプ中に充
填し、それを減面加工した後、圧延加工によって銀被覆
テープ状線材とし、最後に粉末粒子間を接合させるため
に焼結熱処理を施して銀被覆酸化物超電導テープ状線材
とすることが行われている。
ては、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系、Ｂ１−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ
−０系或はＴｌ＝Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０系等の超電導特
性を示す酸化物微粉末を金属、例えば銀のパイプ中に充
填し、それを減面加工した後、圧延加工によって銀被覆
テープ状線材とし、最後に粉末粒子間を接合させるため
に焼結熱処理を施して銀被覆酸化物超電導テープ状線材
とすることが行われている。
この方法によって得られた線材の液体窒素温度での臨界
電流密度（Ｊｃ）は、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系で８．００
０〜４．０００Ａ／ｃｄ、Ｂ１−Ｐｂ−８ｒ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−０系で１２．８００＾／ｃｄ、Ｔｌ−Ｂａ／５ｒ−
Ｃａ−Ｃｕ−０系で１０．３０ＯＡ／ｃ−が報告されて
いる。しかし、これらはいずれも零磁場での特性であり
、磁場中では特性が急激に低下しており、実用に向けて
は更に特性の向上が望まれている。
電流密度（Ｊｃ）は、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系で８．００
０〜４．０００Ａ／ｃｄ、Ｂ１−Ｐｂ−８ｒ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−０系で１２．８００＾／ｃｄ、Ｔｌ−Ｂａ／５ｒ−
Ｃａ−Ｃｕ−０系で１０．３０ＯＡ／ｃ−が報告されて
いる。しかし、これらはいずれも零磁場での特性であり
、磁場中では特性が急激に低下しており、実用に向けて
は更に特性の向上が望まれている。
多芯条線材という意味ではＹ系、Ｂａ系において線材化
がなされているが、結晶組織的には不完全であり、配向
化も不十分で、多芯化により超電導特性は劣化している
。一方、配向化という点では、ＭＴＧ法（Ｍｅｔａｌ
Ｔｅｘｔｕｒｅ Ｇｒａｍｔｈ） 、部分溶融法等がＹ
系で検討されており、磁場特性の良いバルク材のサンプ
ル製作がなされている。
がなされているが、結晶組織的には不完全であり、配向
化も不十分で、多芯化により超電導特性は劣化している
。一方、配向化という点では、ＭＴＧ法（Ｍｅｔａｌ
Ｔｅｘｔｕｒｅ Ｇｒａｍｔｈ） 、部分溶融法等がＹ
系で検討されており、磁場特性の良いバルク材のサンプ
ル製作がなされている。
［発明が解決しようとする課題］
上記のように種々検討されてはいるが、エネルギ一応用
に用いる酸化物超電導線材として必要なことは、線材構
造として磁場中で良好な特性を得ることであり、そのよ
うな線材もできていないのが現状である。
に用いる酸化物超電導線材として必要なことは、線材構
造として磁場中で良好な特性を得ることであり、そのよ
うな線材もできていないのが現状である。
本発明は以上のような点に鑑み、エネルギ一応用として
活用できる特性の良好な多芯状金属被覆線材を得ること
を目的としてなされたものである。
活用できる特性の良好な多芯状金属被覆線材を得ること
を目的としてなされたものである。
［課題を解決するための手段］
本発明の要旨は、多芯状金属被覆酸化物超電導線材の超
電導フィラメントを長平方向がａ−ｂ面方向となるよう
に配向させた構成とし、特にＴｌ系酸化物超電導体にて
これを達成しようというものである。
電導フィラメントを長平方向がａ−ｂ面方向となるよう
に配向させた構成とし、特にＴｌ系酸化物超電導体にて
これを達成しようというものである。
その手法としては、金属被覆多芯状線材を一方向熱処理
により少くとも部分融解状態で結晶成長させて配向化さ
せるもので、これにより磁場特性の良好な線材の製作が
可能となる。
により少くとも部分融解状態で結晶成長させて配向化さ
せるもので、これにより磁場特性の良好な線材の製作が
可能となる。
尚、被覆金属としては、銀に限定されず、Ｃｕｓ Ａｕ
、Ｎ１等の良電導性或は酸化物超電導体と反応しないも
のが使用される。また酸化物超電導材料としでは、Ｔｌ
−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０、Ｔｌ−Ｂａ／５ｒ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−０等のＴｌ系は勿論のこと、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０や
、ＹをＥｒ５Ｈｏ等の磁性元素（Ｌｎ）で置換したｉ、
ｎ−Ｂａ−Ｃｕ−０等、その池の酸化物超電導体でも良
い。
、Ｎ１等の良電導性或は酸化物超電導体と反応しないも
のが使用される。また酸化物超電導材料としでは、Ｔｌ
−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０、Ｔｌ−Ｂａ／５ｒ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−０等のＴｌ系は勿論のこと、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０や
、ＹをＥｒ５Ｈｏ等の磁性元素（Ｌｎ）で置換したｉ、
ｎ−Ｂａ−Ｃｕ−０等、その池の酸化物超電導体でも良
い。
［実 施 例］
以下に、Ｔ ｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０粉末を原料とし
た銀被覆多芯状テープ線材の例を説明する。
た銀被覆多芯状テープ線材の例を説明する。
原料として超電導性を示すＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０
（２：２：２：３組成）の粉末を準備した。
（２：２：２：３組成）の粉末を準備した。
粉末は平均粒径が５〜６μｍで、交流磁化率法によりそ
の臨界温度（Ｔｃ ： ｏｎ ５ｅｔ） ＝ １２０
Ｋを確認した。かかる粉末を外径８＋ａｍの銀パイプ中
に充填し、それをスウエージャー及び引抜ダイス用いて
減面塑性加工し外径１．２ｍｍの銀被覆シングル線材と
した。その後、外径１ｈ＋ｓの銀パイプの中に複数本の
シングル線材を組込んでスウェージャー及びダイス引き
により減面塑性加工し、外径２．０■ｍの銀被覆サブマ
ルチ線材とした。次にそのサブマルチ線材の複数本を銀
パイプ中に組込んで再度減面塑性加工して外径２．０Ｉ
１１％ ３Ｂ芯又は３７芯の銀被覆マルチ線材とした。
の臨界温度（Ｔｃ ： ｏｎ ５ｅｔ） ＝ １２０
Ｋを確認した。かかる粉末を外径８＋ａｍの銀パイプ中
に充填し、それをスウエージャー及び引抜ダイス用いて
減面塑性加工し外径１．２ｍｍの銀被覆シングル線材と
した。その後、外径１ｈ＋ｓの銀パイプの中に複数本の
シングル線材を組込んでスウェージャー及びダイス引き
により減面塑性加工し、外径２．０■ｍの銀被覆サブマ
ルチ線材とした。次にそのサブマルチ線材の複数本を銀
パイプ中に組込んで再度減面塑性加工して外径２．０Ｉ
１１％ ３Ｂ芯又は３７芯の銀被覆マルチ線材とした。
その後、圧延によって厚さ０ 、１ ＋＋ｎのテープ状
線材に加工した。この時点では外見上は多芯線材となっ
ており、銀被覆内のＴｌ系粉末はやや配向するもののラ
ンダムな状態にあり、粉末同志も殆んど無接触な状況で
あった。
線材に加工した。この時点では外見上は多芯線材となっ
ており、銀被覆内のＴｌ系粉末はやや配向するもののラ
ンダムな状態にあり、粉末同志も殆んど無接触な状況で
あった。
その後、その導材３を第２図に示すように、温度勾配の
強い一点集中型の炉４内を所定の速度で通過させて８５
０〜９５０℃の部分溶融温度で一方向熱処理を行って配
向性の強いフィラメントを有する線材３とした。製作し
た線材３の構成を第１図に示す。
強い一点集中型の炉４内を所定の速度で通過させて８５
０〜９５０℃の部分溶融温度で一方向熱処理を行って配
向性の強いフィラメントを有する線材３とした。製作し
た線材３の構成を第１図に示す。
銀のマトリックス１中に３６芯のＴｌ系酸化物超電導体
のフィラメント２が埋め込まれており、その結晶は多結
晶であるが粗大化しており、結晶のＣ軸面が長平方向と
ほぼ一致していることを確認した。
のフィラメント２が埋め込まれており、その結晶は多結
晶であるが粗大化しており、結晶のＣ軸面が長平方向と
ほぼ一致していることを確認した。
この結晶配向化の確認は、８芯のテープ状サンプル（前
記サブマルチ線材を圧延加工した後、一方向熱処理を施
したもの）を製作し、埋込研磨によりテープ平面と平行
な断面を出し、Ｘ線回折により（ＯＯｎ）面が強調され
ていることから判断したものである。
記サブマルチ線材を圧延加工した後、一方向熱処理を施
したもの）を製作し、埋込研磨によりテープ平面と平行
な断面を出し、Ｘ線回折により（ＯＯｎ）面が強調され
ていることから判断したものである。
以上の方法により作製した線材は、臨海温度Ｔ ｃ （
ｚｅｒｏ） ｍ １０７Ｋを示し、液体窒素下（７７Ｋ
）零磁場において臨界電流密度Ｊ Ｃ−７，３００Ａ／
ｃ−を示し、ＩＴの磁場中でＪ ｃ −１，３００Ａ／
ｃ−であった。
ｚｅｒｏ） ｍ １０７Ｋを示し、液体窒素下（７７Ｋ
）零磁場において臨界電流密度Ｊ Ｃ−７，３００Ａ／
ｃ−を示し、ＩＴの磁場中でＪ ｃ −１，３００Ａ／
ｃ−であった。
零磁場で同等の特性を示す、一方向熱処理をしていない
シングル・テープ状線材の場合のＩＴの磁場中での特性
がＪｅ−数Ａ／ｃ−であることを考えると、実施例の線
材は磁場中での特性が特に改善されていることが判る。
シングル・テープ状線材の場合のＩＴの磁場中での特性
がＪｅ−数Ａ／ｃ−であることを考えると、実施例の線
材は磁場中での特性が特に改善されていることが判る。
多芯状にしたことのメリットは、一方向熱処理時に結晶
配向が進むと同時に、配向した線材の問題点であるＣ軸
方向に電導バスがないことによる銀との界面抵抗が界面
の増加で増大し、特にａ−ｂ面方向の界面が増大するこ
とにより解消し、界面抵抗が低下する点にもある。今後
、実用化の検討が進むに連れ、超電導線材としての安定
化の点で良い結果が期待できる。
配向が進むと同時に、配向した線材の問題点であるＣ軸
方向に電導バスがないことによる銀との界面抵抗が界面
の増加で増大し、特にａ−ｂ面方向の界面が増大するこ
とにより解消し、界面抵抗が低下する点にもある。今後
、実用化の検討が進むに連れ、超電導線材としての安定
化の点で良い結果が期待できる。
前の例はＴｌ系酸化物超電導体で説明したが、これはこ
の材料が、高温短時間の熱処理により安定して結晶配向
化が可能であることでメリットがあることによる。しか
し、銀の融点（大気中で９６０℃酸素１気圧中で９３９
℃）より低い温度で配向化焼結が可能な他の材料の場合
でも同様の効果が期待できる。
の材料が、高温短時間の熱処理により安定して結晶配向
化が可能であることでメリットがあることによる。しか
し、銀の融点（大気中で９６０℃酸素１気圧中で９３９
℃）より低い温度で配向化焼結が可能な他の材料の場合
でも同様の効果が期待できる。
［発明の効果］
以上から明らかなように、本発明によれば、フィラメン
トの結晶を配向させた多芯状線材とすることで磁場中で
の臨界電流密度を向上させることができ、エネルギ一応
用としての実用化へ向けて一歩前進したことになる。ま
た本発明によれば、製造が容易で、特性の良い長尺の線
材を提供できる利点がある。
トの結晶を配向させた多芯状線材とすることで磁場中で
の臨界電流密度を向上させることができ、エネルギ一応
用としての実用化へ向けて一歩前進したことになる。ま
た本発明によれば、製造が容易で、特性の良い長尺の線
材を提供できる利点がある。
第１図は本発明に係る線材の一実施例を示す説明図、第
２図はその製造過程における一方向熱処理の例を示す説
明図である。 １：マトリックス、 ２二酸化物超電導体のフィラメント、 ３：線 材、 ４：熱処理炉。
２図はその製造過程における一方向熱処理の例を示す説
明図である。 １：マトリックス、 ２二酸化物超電導体のフィラメント、 ３：線 材、 ４：熱処理炉。
Claims (3)
- （１）金属被覆された酸化物超電導フィラメントが結晶
配向されていることを特徴とする多芯状酸化物超電導線
材。 - （２）酸化物超電導フィラメントがＴｌ系材料からなる
前記第１項記載の線材。 - （３）酸化物超電導粉末を金属パイプ中に充填し、それ
を減面塑性加工して作製した多芯状線材に、少くとも部
分融解する温度で一方向熱処理を施すことを特徴とする
多芯状酸化物超電導線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1071309A JPH02250219A (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | 多芯状酸化物超電導線材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1071309A JPH02250219A (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | 多芯状酸化物超電導線材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02250219A true JPH02250219A (ja) | 1990-10-08 |
Family
ID=13456894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1071309A Pending JPH02250219A (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | 多芯状酸化物超電導線材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02250219A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04104409A (ja) * | 1990-08-22 | 1992-04-06 | Hitachi Ltd | 酸化物超電導体および酸化物超電導線ならびに超電導コイル |
| US6271475B1 (en) * | 1995-11-07 | 2001-08-07 | American Superconductor Corporation | Low-aspect ratio superconductor wire |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63274016A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-11 | Hitachi Cable Ltd | 酸化物超電導導体及びその製造方法 |
| JPS6472905A (en) * | 1987-06-12 | 1989-03-17 | American Telephone & Telegraph | Production of superconductor and device and system comprising same |
-
1989
- 1989-03-23 JP JP1071309A patent/JPH02250219A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63274016A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-11 | Hitachi Cable Ltd | 酸化物超電導導体及びその製造方法 |
| JPS6472905A (en) * | 1987-06-12 | 1989-03-17 | American Telephone & Telegraph | Production of superconductor and device and system comprising same |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04104409A (ja) * | 1990-08-22 | 1992-04-06 | Hitachi Ltd | 酸化物超電導体および酸化物超電導線ならびに超電導コイル |
| US5798312A (en) * | 1990-08-22 | 1998-08-25 | Hitachi, Ltd. | Elongate superconductor elements comprising oxide superconductors, superconducting coils and methods of making such elements |
| US6271475B1 (en) * | 1995-11-07 | 2001-08-07 | American Superconductor Corporation | Low-aspect ratio superconductor wire |
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