JPH03110715A - セラミックス超電導々体 - Google Patents
セラミックス超電導々体Info
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- JPH03110715A JPH03110715A JP1249436A JP24943689A JPH03110715A JP H03110715 A JPH03110715 A JP H03110715A JP 1249436 A JP1249436 A JP 1249436A JP 24943689 A JP24943689 A JP 24943689A JP H03110715 A JPH03110715 A JP H03110715A
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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
- 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。
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〕
本発明は機械的強度に優れたセラミックス超電導々体に
関する。
関する。
近年液体窒素温度で超電導を示すLnBatCuxot
−x (Lnは希土類元素x<1)、Bitsrtca
cuzo*、(B i t−xP b x)zs r
zc a zCusO+o (x< 1 ) 、Tff
izB a、Ca Cut’s、T l 2 B a
z Ca z Cu s O+ o等のセラミックス超
電導体が見出され、マグネットコイル等への応用が盛ん
に検討されている。
−x (Lnは希土類元素x<1)、Bitsrtca
cuzo*、(B i t−xP b x)zs r
zc a zCusO+o (x< 1 ) 、Tff
izB a、Ca Cut’s、T l 2 B a
z Ca z Cu s O+ o等のセラミックス超
電導体が見出され、マグネットコイル等への応用が盛ん
に検討されている。
ところで上記のセラミックス超電導体は脆い為、これを
線材等に加工するにはセラミックス超電導粉体を金属製
チューブに入れて伸延加工する方法によりなされており
、得られた線材は加熱処理することによりセラミックス
超電導々体に製造される。
線材等に加工するにはセラミックス超電導粉体を金属製
チューブに入れて伸延加工する方法によりなされており
、得られた線材は加熱処理することによりセラミックス
超電導々体に製造される。
斯くの如くして得られたセラミックス超電導々体はセラ
ミックス超電導体層の外周に金属層が被覆された導体で
あるが、この金属層は内部のセラミックス超電導体層を
補強するとともに、使用中の冷却媒体としての作用及び
クエンチ事故における電流のバイパスとしての作用をも
果すものである。
ミックス超電導体層の外周に金属層が被覆された導体で
あるが、この金属層は内部のセラミックス超電導体層を
補強するとともに、使用中の冷却媒体としての作用及び
クエンチ事故における電流のバイパスとしての作用をも
果すものである。
しかしながら前記の加熱処理は800〜1000″Cの
高温で長時間施すためセラミックス超電導々体の外周の
金属層は軟化して補強作用が低下し、例えばこのセラミ
ックス超電導々体をコイリングする際にかかる張力等に
より金属層は簡単に伸び変形をおこして内部の酸化物超
電導体層に変形やクラツクを生ぜしめ、その結果臨界電
流密度(JC)等の特性が低下してしまうという問題が
あった。
高温で長時間施すためセラミックス超電導々体の外周の
金属層は軟化して補強作用が低下し、例えばこのセラミ
ックス超電導々体をコイリングする際にかかる張力等に
より金属層は簡単に伸び変形をおこして内部の酸化物超
電導体層に変形やクラツクを生ぜしめ、その結果臨界電
流密度(JC)等の特性が低下してしまうという問題が
あった。
本発明はかかる状況に鑑み鋭意研究を行った結果なされ
たもので、その目的とするところは機械的強度に優れた
セラミックス超電導々体を提供することにある。
たもので、その目的とするところは機械的強度に優れた
セラミックス超電導々体を提供することにある。
即ち本発明は、セラミックス超電導体層にAg又はAg
合金層が複合されたセラミックス超電導々体であって、
上記複合したAg又はAg合金層内に高強度耐熱金属材
料が上記導体の長手方向に連続して直接又は貴金属がコ
ーティングされた状態で埋設されていることを特徴とす
るものである。
合金層が複合されたセラミックス超電導々体であって、
上記複合したAg又はAg合金層内に高強度耐熱金属材
料が上記導体の長手方向に連続して直接又は貴金属がコ
ーティングされた状態で埋設されていることを特徴とす
るものである。
本発明は、セラミックス超電導体層と金属層とから構成
されるセラミックス超電導々体の上記金属層の材料にA
g又はAg合金を用い、このAg又はAg合金層内に高
強度耐熱金属材料を上記導体の長手方向に連続して埋設
することにより、上記導体が張力等により伸び変形する
のを防止するようにしたものである。而して上記の高強
度耐熱金属材料はAg又はAg合金層内に直接埋設して
もよいが、その表面に貴金属層をコーティングして埋設
することにより後の加熱処理工程等における上記金属材
料の酸化が防止され好ましい。
されるセラミックス超電導々体の上記金属層の材料にA
g又はAg合金を用い、このAg又はAg合金層内に高
強度耐熱金属材料を上記導体の長手方向に連続して埋設
することにより、上記導体が張力等により伸び変形する
のを防止するようにしたものである。而して上記の高強
度耐熱金属材料はAg又はAg合金層内に直接埋設して
もよいが、その表面に貴金属層をコーティングして埋設
することにより後の加熱処理工程等における上記金属材
料の酸化が防止され好ましい。
本発明において、セラミックス超電導体に複合する金属
層の材料にAg又はAg合金を用いた理由は、Ag又は
Ag合金は酸素透過性が良好なので加熱処理工程におい
てセラミックス超電導体に酸素の供給が十分になされて
高いJcが得られる為であり、又Ag又はAg合金は熱
伝導性が高いので耐クエンチ性に優れ、通電量を高める
ことができる為である。
層の材料にAg又はAg合金を用いた理由は、Ag又は
Ag合金は酸素透過性が良好なので加熱処理工程におい
てセラミックス超電導体に酸素の供給が十分になされて
高いJcが得られる為であり、又Ag又はAg合金は熱
伝導性が高いので耐クエンチ性に優れ、通電量を高める
ことができる為である。
本発明においてセラミックス超電導体に複合する金属材
はAgの他に酸素透過性及び熱伝導性に優れるものであ
れば、Ag−T rSAg−Pd。
はAgの他に酸素透過性及び熱伝導性に優れるものであ
れば、Ag−T rSAg−Pd。
Ag−Au等のAg合金であっても差支えない。
以下に本発明のセラミックス超電導々体の構成を図を参
照して説明する。第1〜4図は本発明のセラミックス超
電導々体の実施例を示すそれぞれ断面図である。図にお
いてlはセラミックス超電導体層、2はAg層、3は高
強度耐熱金属材料である。
照して説明する。第1〜4図は本発明のセラミックス超
電導々体の実施例を示すそれぞれ断面図である。図にお
いてlはセラミックス超電導体層、2はAg層、3は高
強度耐熱金属材料である。
第1図イ〜ハに示した導体は、丸棒状の1本のセラミッ
クス超電導体層1の周囲にAg層2を複合した単芯セラ
ミックス超電導々体の上記Ag層2に丸棒状の高強度耐
熱金属材料3をそれぞれ1゜2.4本埋設したものであ
る。
クス超電導体層1の周囲にAg層2を複合した単芯セラ
ミックス超電導々体の上記Ag層2に丸棒状の高強度耐
熱金属材料3をそれぞれ1゜2.4本埋設したものであ
る。
第2図イ2口に示した導体は、丸棒状の7本のセラミッ
クス超電導体層1の周囲にAg層2を複合した多芯セラ
ミックス超電導々体の上記Ag層2に丸棒状の高強度耐
熱金属材料3をそれぞれ4゜12本埋設したものである
。
クス超電導体層1の周囲にAg層2を複合した多芯セラ
ミックス超電導々体の上記Ag層2に丸棒状の高強度耐
熱金属材料3をそれぞれ4゜12本埋設したものである
。
第3図に示した導体は、Ag層2、セラミックス超電導
体層l、高強度耐熱金属材料3を同心円状に複合したも
のである。
体層l、高強度耐熱金属材料3を同心円状に複合したも
のである。
又第4図イ2口に示した導体は、第1図イ6口に示した
導体をそれぞれテープ状に圧延したものいる。
導体をそれぞれテープ状に圧延したものいる。
次に上述のセラミックス超電導々体の製造方法について
説明すると例えば第1図口に示した導体は、第5図に示
した如きAg製ビレット4の所定位置にセラミックス超
電導物質の粉体又は高強度耐熱金属材料を装入する孔5
.6をそれぞれ設け、この孔5.6に上記粉体又は金属
材料を各々装入して複合ビレットととなし、この複合ビ
レットを押出し、引抜き、スェージング等の方法により
伸延して所望形状の線材に加工し、又第3図に示した導
体は、セラミックス超電導物質、Ag材料又は高強度耐
熱金属材料を、それぞれ棒又はパイプ状に加工し、各々
を嵌合して複合ビレットとなし、以下前記と同じ伸延加
工方法により所望形状の線材に加工し、而して得られた
線材を通常800〜1000℃の温度にて加熱処理して
、セラミックス超電導物質のセラミックス超電導体への
反応並びに焼結、上記焼結体への酸素補給又は結晶構造
の調整等をなしてセラミックス超電導々体に製造するも
のである。
説明すると例えば第1図口に示した導体は、第5図に示
した如きAg製ビレット4の所定位置にセラミックス超
電導物質の粉体又は高強度耐熱金属材料を装入する孔5
.6をそれぞれ設け、この孔5.6に上記粉体又は金属
材料を各々装入して複合ビレットととなし、この複合ビ
レットを押出し、引抜き、スェージング等の方法により
伸延して所望形状の線材に加工し、又第3図に示した導
体は、セラミックス超電導物質、Ag材料又は高強度耐
熱金属材料を、それぞれ棒又はパイプ状に加工し、各々
を嵌合して複合ビレットとなし、以下前記と同じ伸延加
工方法により所望形状の線材に加工し、而して得られた
線材を通常800〜1000℃の温度にて加熱処理して
、セラミックス超電導物質のセラミックス超電導体への
反応並びに焼結、上記焼結体への酸素補給又は結晶構造
の調整等をなしてセラミックス超電導々体に製造するも
のである。
本発明方法においてAg層に埋設する高強度耐熱金属材
料には、強度が高く又後工程の加熱処理によって溶融、
軟化しない材料が用いられ、例えばFe、SO3,Ni
、W等の金属が好適である。
料には、強度が高く又後工程の加熱処理によって溶融、
軟化しない材料が用いられ、例えばFe、SO3,Ni
、W等の金属が好適である。
又この高強度耐熱金属材料は、Au、PL、Rd、Pd
等の貴金属をメツキや蒸着法によりコーティングしてお
くと上記金属材料の酸化等が防止されて好ましいもので
ある。
等の貴金属をメツキや蒸着法によりコーティングしてお
くと上記金属材料の酸化等が防止されて好ましいもので
ある。
本発明導体を製造するに際し、用いられるセラミックス
超電導物質としては前記したような種々系のセラミック
ス超電導体が広く適用されるに加えて上記セラミックス
超電導体の前駆物質であるセラミックス超電導体となし
得る原料物質からセラミックス超電導体に合成されるま
での中間体、例えばセラミックス超電導体構成元素の混
合体又は共沈混合物又は酸素欠損型複合酸化物又は上記
構成元素の合金等が使用可能でこれらの前駆物質は酸素
含有雰囲気中で加熱処理することによりセラミックス超
電導体に反応するものである。
超電導物質としては前記したような種々系のセラミック
ス超電導体が広く適用されるに加えて上記セラミックス
超電導体の前駆物質であるセラミックス超電導体となし
得る原料物質からセラミックス超電導体に合成されるま
での中間体、例えばセラミックス超電導体構成元素の混
合体又は共沈混合物又は酸素欠損型複合酸化物又は上記
構成元素の合金等が使用可能でこれらの前駆物質は酸素
含有雰囲気中で加熱処理することによりセラミックス超
電導体に反応するものである。
〔作用]
本発明導体は、セラミックス超電導体層にAg又はAg
合金層が複合されているので、製造時の加熱処理工程に
おいてセラミックス超電導体層への酸素の供給が十分に
なされて高いJ、(lが得られ、又使用時においては熱
の放散が良好になされクエンチ事故を未然に防止するこ
とができる6又上記Ag又はAg合金層には高強度耐熱
金属材料が長手方向に連続して埋設しであるので、製造
時の加熱処理によりAg又はAg合金層が軟化しても導
体は高い強度が保持され、コイリング時にかかる張力等
によって内部のセラミックス超電導体層にクランクが入
るようなことがない。父上記金属材料に予め貴金属をコ
ーティングすることにより上記金属材料の酸化が防止さ
れAg又はAg合金層との接合性が高まり補強作用が一
段と向上する。
合金層が複合されているので、製造時の加熱処理工程に
おいてセラミックス超電導体層への酸素の供給が十分に
なされて高いJ、(lが得られ、又使用時においては熱
の放散が良好になされクエンチ事故を未然に防止するこ
とができる6又上記Ag又はAg合金層には高強度耐熱
金属材料が長手方向に連続して埋設しであるので、製造
時の加熱処理によりAg又はAg合金層が軟化しても導
体は高い強度が保持され、コイリング時にかかる張力等
によって内部のセラミックス超電導体層にクランクが入
るようなことがない。父上記金属材料に予め貴金属をコ
ーティングすることにより上記金属材料の酸化が防止さ
れAg又はAg合金層との接合性が高まり補強作用が一
段と向上する。
以下に本発明を実施例により詳細に説明する。
実施例1
外径30mのAg製ビレットの中心に第5図に示した如
く直径1611I11の孔5を穿ち、この孔5の両側の
所定位置にそれぞれ直径3閣の孔6を穿ち、上記孔5に
はBi系酸化物超電導体の仮焼成粉体を充填し、2個の
孔6にはそれぞれPtめっきを施した直径2.9sのF
e製の補強用棒材を装入して複合ビレットを作製した。
く直径1611I11の孔5を穿ち、この孔5の両側の
所定位置にそれぞれ直径3閣の孔6を穿ち、上記孔5に
はBi系酸化物超電導体の仮焼成粉体を充填し、2個の
孔6にはそれぞれPtめっきを施した直径2.9sのF
e製の補強用棒材を装入して複合ビレットを作製した。
上記においてBi系酸化物超電導体の仮焼成粉体は平均
粒径5−1純度99.9%のBizo3.5rcO*
、CaC0,、CuO粉末をBi:Sr:Ca:Cuが
原子比で2:2:1:2になるように配合し混合したの
ち大気中にて800℃IOH仮焼成し、これを平均粒径
51.naになるまで粉砕して作製したものである。
粒径5−1純度99.9%のBizo3.5rcO*
、CaC0,、CuO粉末をBi:Sr:Ca:Cuが
原子比で2:2:1:2になるように配合し混合したの
ち大気中にて800℃IOH仮焼成し、これを平均粒径
51.naになるまで粉砕して作製したものである。
而して上記複合ビレットを700°Cにて押出して8圓
φの棒材となし、しかるのちこの棒材を1.6圓φの第
1図口に示した如き線材にスェージング加工した。次い
でこの線材をN2−0□混合ガス雰囲気(P Ot O
,5atI11)中で920°C0,5H引続き850
°C100Hの加熱処理を施したのち、表面にエポキシ
樹脂をコーティングして絶縁してコイル導体となした。
φの棒材となし、しかるのちこの棒材を1.6圓φの第
1図口に示した如き線材にスェージング加工した。次い
でこの線材をN2−0□混合ガス雰囲気(P Ot O
,5atI11)中で920°C0,5H引続き850
°C100Hの加熱処理を施したのち、表面にエポキシ
樹脂をコーティングして絶縁してコイル導体となした。
而して上記コイル導体をSUS製コア上に自動巻機によ
り一定張力をかけて巻回して内径3011IIa、外径
70 am 、幅50I111のソレノイドコイルを作
製した。
り一定張力をかけて巻回して内径3011IIa、外径
70 am 、幅50I111のソレノイドコイルを作
製した。
比較例1
実施例1において、第5図に示したAg製ビレットには
孔5のみを穿ち、補強用棒材は用いずに複合ビレットを
作製した他は実施例1と同じ方法によりソレノイドコイ
ルを作製した。
孔5のみを穿ち、補強用棒材は用いずに複合ビレットを
作製した他は実施例1と同じ方法によりソレノイドコイ
ルを作製した。
斯くの如くして得られた各りのソレノイドコイルについ
て77.3K、4.2に中にてコイルの中心磁界を測定
した。結果は第1表に示した。
て77.3K、4.2に中にてコイルの中心磁界を測定
した。結果は第1表に示した。
第1表
第1表より明らかなように本発明品(実施例1)は大電
流を通電することができ、従って中心磁界が高い値のも
のとなった。これに対し比較品(比較例1)は、Ag層
が補強されていなかった為にコイルに巻回中に導体が伸
び変形をおこして酸化物超電導体層に割れが入りJ、が
低下しその結果通電々流を多(流すことができずに中心
磁界が低い値のものとなった。
流を通電することができ、従って中心磁界が高い値のも
のとなった。これに対し比較品(比較例1)は、Ag層
が補強されていなかった為にコイルに巻回中に導体が伸
び変形をおこして酸化物超電導体層に割れが入りJ、が
低下しその結果通電々流を多(流すことができずに中心
磁界が低い値のものとなった。
本発明導体のセラミックス超電導体層には、上記Bi系
酸化物超電導体の他、前述の如きY系、丁2系等の酸化
物超電導体を用いるのが、臨界温度(Tc)が液体窒素
温度以上と高温の為、冷却コストやメンテナンスの点で
有利である。
酸化物超電導体の他、前述の如きY系、丁2系等の酸化
物超電導体を用いるのが、臨界温度(Tc)が液体窒素
温度以上と高温の為、冷却コストやメンテナンスの点で
有利である。
以上述べたように、本発明のセラミックス超電導々体は
Ag又はAg合金層が高強度耐熱合金材料により補強さ
れているのでコイリング時の張力等によって導体が変形
してJ、が低下するようなことがなく、工業上顕著な効
果を奏するものであ
Ag又はAg合金層が高強度耐熱合金材料により補強さ
れているのでコイリング時の張力等によって導体が変形
してJ、が低下するようなことがなく、工業上顕著な効
果を奏するものであ
第1〜4図は本発明のセラミックス超電導々体の実施例
を示す断面図、第5図は装入孔を設けたAg製ビレット
の斜視図である。 1・・・セラミックス超電導体層、 2・・・Ag又は
Ag合金層、 3・・・高強度耐熱金属材料。
を示す断面図、第5図は装入孔を設けたAg製ビレット
の斜視図である。 1・・・セラミックス超電導体層、 2・・・Ag又は
Ag合金層、 3・・・高強度耐熱金属材料。
Claims (1)
- セラミックス超電導体層にAg又はAg合金層が複合さ
れたセラミックス超電導々体であって、上記複合したA
g又はAg合金層内に高強度耐熱金属材料が上記導体の
長手方向に連続して直接又は貴金属がコーティングされ
た状態で埋設されていることを特徴とするセラミックス
超電導々体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1249436A JPH03110715A (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | セラミックス超電導々体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1249436A JPH03110715A (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | セラミックス超電導々体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03110715A true JPH03110715A (ja) | 1991-05-10 |
Family
ID=17192942
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1249436A Pending JPH03110715A (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | セラミックス超電導々体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03110715A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011124575A (ja) * | 2009-12-09 | 2011-06-23 | Bruker Biospin Ag | 機械強度が向上した超電導体 |
-
1989
- 1989-09-26 JP JP1249436A patent/JPH03110715A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011124575A (ja) * | 2009-12-09 | 2011-06-23 | Bruker Biospin Ag | 機械強度が向上した超電導体 |
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