JPH02252210A - 酸化物超電導コイルの製造法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液体窒素を冷媒として使用可能な酸化物超電
導体を用いたコイルの製造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おり、金属被覆
された酸化物超電導線材としては銀を被覆したもので種
々の試作がなされ、比較的良好な特性が得られている。

超電導材種としては、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系、Ｂ１−Ｐ
ｂ／５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系或はＴｌ−Ｂａ／５ｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−０系といったＹ系、Ｂｌ系、Ｔｌ系のいずれ
の酸化物超電導体の試作もなされており、液体窒素温度
、零磁場中で、３０００〜１２０００　Ａ／ｃ−の臨界
電流密度（Ｊｅ）が得られている。

そのような金属被覆酸化物超電導線材の製造方法として
は通常、酸化物超電導体の粉末を金属、例えば銀パイプ
中に充填して減面塑性加工したものを、要すればその所
要本数を銀パイプ中に組込んで減面塑性加工した後、焼
結熱処理する方法が採用されている。テープ状線材の例
では、焼結熱処理の前に圧延工程を付加する方法が採用
される。

しかし粉末法と称するこの種の方法によって作製された
線材の場合、磁場中での特性が劣るため、超電導コイル
として使用するには磁場中でのＪｃ特性の向上が必要で
ある。磁場中のＪｅ特性を向上させる手法の一つとして
、ＭＴ　Ｇ　（Ｍｅ！ｔ　Ｔｃｘｔｕｒｅ　（ｉｒａｗ
Ｌｈ　）法といった手法でバルク材を溶融、一方向凝固
させることにより一方向に配向した多結晶体を作製する
ことが提案されている。その手法によるサンプルの場合
、磁場中のＪｅ特性が大きく改善され、劣化は少い。そ
の理由は、磁場中でＪｃ特性が劣化するのは結晶粒界の
ウィーク・リンク（νｅａｋ　１ｉｎｋ　）によるとい
われているが、前記サンプルの場合、粒界に異相がなく
、配向度の良い接合がなされていることにある。

［発明が解決しようとする課題］ 前記した従来技術の問題点は、配向処理といっても短尺
の小サンプルで可能となっているだけで、超電導コイル
といったエネルギー的応用に使用できる状況にないこと
である。

従って本発明の目的は、高い磁界が発生できる、液体窒
素温度で使用可能な酸化物超電導コイルを提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の要旨は、未焼成の酸化物超電導線材を巻いて製
作したコイルを相対的に回転させながら局部加熱するこ
とにあり、それにより少なくとも部分に溶融状体で結晶
成長させて磁場特性を向上させ、酸化物超電導コイルの
特性を大幅に向上させたものである。

尚、酸化物超電導材料は特に限定されるものではなく　
、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０や、ＹをＥｒ、　Ｉｌｏ等の磁性
元素（Ｌｎ）で置換したＬｎ−Ｂａ−Ｃｕ−０系、［３
ｌ−Ｐｂ／５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系、Ｔｌｌ３ａ／５ｒ
−Ｃａ−Ｃｕ−０系その他の酸化物超電導体が適用でき
る。また線材の形態としては、銀等の金属を被覆した線
材に限定されるものではなく、有機バインダーを用いて
押出成形した線材、紡糸法による線材、ドクターブレー
ドシート等いずれの形態であっても良い。勿論コア部は
多芯状であっても差し支えない。

［実　施　例］ 以下に、Ｔ　ｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０粉末を原料とし
た銀被覆テープ状線材を用いた例について説明する。

原料として超電導性を示すＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０
（２：２：２：３の組成）の粉末を準備した。この粉末
は平均粒直径が５〜６μｍで、交流磁化率法によりその
臨界温度（Ｔｃ　：　ｏｎ　５ｅｔ）　−１２０Ｋを確
認した。

その粉末を外径６關の銀パイプ中に充填し、それをスウ
ェージャ及び引抜ダイスにより減面組成加工して外径１
．２鰭の銀被覆線材とした後、圧延により厚さ０．２１
１１１％中５鰭の銀被覆率５０％のテープ状線材に仕上
げた。このようにして作製したテープ状線材は、銀被覆
中のＴ１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。

次にそのテープ状線材を外径５０ｍｍ、長さ８０　ｍｍ
のＭｇＯ製巻枠の周囲に１５ターンを巻き付けてソレノ
イドコイルとした。その後そのコイルについて第１図に
示すように、コイル１に沿ってライン状局所加熱手段２
を配置し、その状態でコイル１を回転させると共に加熱
手段２を作動させ、酸素雰囲気中において８５０〜９２
０℃（結晶粒間が部分的に溶融する温度）で局部加熱し
て最終的な結晶配向化焼結熱処理を行った。このように
して熱処理したコイルについてその特性を見たところ、
液体窒素中で線材−本あたりの電流がＩＯＡ流せ、磁場
中劣化も特に少ないことが判った。

また別の例として、前の例で得られたテープ状線材につ
いて、その線材を外径３０ｎｎｓのＭｇＯ製巻枠の周囲
にＡｌ２Ｏ３系シートを絶縁として多層に巻き付け、内
径３０關、外径５０＋＋ｎのパンケーキコイルとした。

その後第２図に示すように、コイル３の半径方向にライ
ン状の加熱手段２を配置し、コイル３自体を回転させな
がら前の例と同様の条件で最終的な焼結熱処理を行った
。これにより得られたコイルの場合には、液体窒素中で
１２Ａの電流が流せ、磁場中の特性も良いことが判った
。

［発明の効果］ 以上から明らかなように、本発明によれば、コイル状態
で結晶配向か処理するので、特性の良い超電導コイルを
得ることができる。

結晶配向させた線材をＲ＆Ｗ法でコイル巻きするにはそ
の全劣化の関係で線材を薄肉にする必要があり、電流量
が制限されることになるが、本発明によれば厚肉のテー
プ状線材も適用可能であり、その面からも゛大電流、高
磁界化が可能となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る方法の一実施例を示す説明図、第
２図は本発明の別の例を示す説明図である。 １及び３：コイル、 ２ニライン状加熱手段。 第１ 図 第２ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）未焼成の酸化物超電導線材を巻いてコイルとなし
   、そのコイルを、相対的に回転させながら、少くとも前
   記線材における酸化物超電導体の結晶粒間が部分溶融す
   る温度で局部加熱して焼結熱処理することを特徴とする
   酸化物超電導コイルの製造法。