JPH03154305A - Manufacture of superconducting coil - Google Patents

Manufacture of superconducting coil

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JPH03154305A
JPH03154305A JP1294256A JP29425689A JPH03154305A JP H03154305 A JPH03154305 A JP H03154305A JP 1294256 A JP1294256 A JP 1294256A JP 29425689 A JP29425689 A JP 29425689A JP H03154305 A JPH03154305 A JP H03154305A
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JP
Japan
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sheet
ceramic
raw
thin film
green sheet
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Application number
JP1294256A
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Japanese (ja)
Inventor
Noritatsu Sawada
沢田 昇龍
Makoto Higuchi
誠 樋口
Takayuki Hizawa
檜沢 孝之
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JGC Corp
Original Assignee
JGC Corp
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Abstract

PURPOSE:To eliminate cracks and improve mechanical strength by firing a green sheet obtained by sticking two ceramic raw sheets, extending it in the direction of axis, and then forming a thin film of an oxide superconductor on the surface. CONSTITUTION:A raw sheet 7b of a plate-shaped ceramic is placed on another raw sheet 7a of plate-shaped ceramic so that the upper surfaces and lower surfaces of both raw sheets of ceramic overlap each other and then they are applied to each other, thus forming a green sheet 8. Then, the green sheet 8 is wound around a core body while a die lubricating material is added to one surface and the firing is performed, thus producing a coil-shaped ceramic substrate 13 without any warpage and curving. This ceramic substrate 13 is oriented in the direction of axis and a thin film 20a of oxide superconductor is formed on the surface using a thin-film forming means, thus forming the homogeneous superconducting thin film 20a without any crazing and cracking.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、核磁気共鳴装置用マグネット、粒子加速器
用マグネット、超電導磁気浮上列車、超電導磁気推進船
などの超電導機器に用いられる超電導コイルに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention relates to a superconducting coil used in superconducting equipment such as magnets for nuclear magnetic resonance apparatuses, magnets for particle accelerators, superconducting magnetic levitation trains, and superconducting magnetic propulsion ships.

「従来の技術」 近年、臨界温度(T c)が液体窒素温室以上の高い値
を示す酸化物系の超電導体が種々発見されつつある。
"Prior Art" In recent years, various oxide-based superconductors have been discovered that exhibit critical temperatures (Tc) higher than liquid nitrogen greenhouses.

これらの酸化物超電導体としては、Y−BaCu−0系
、B1−8r−Ca−Cu−0系、 Tl−Ba−Ca
−Cu−0系などの超電導体が知られている。
These oxide superconductors include Y-BaCu-0 system, B1-8r-Ca-Cu-0 system, Tl-Ba-Ca
-Cu-0-based superconductors are known.

そして従来、これら酸化物超電導体を製造する方法とし
ては、 ■酸化物超電導体の構成元素を含む化合物粉末(主に酸
化物粉末)を混合、成形した後、成形体を焼結する方法
、 ■共沈法により得られた混合粉末を成形、焼結する方法
、 ■板状基板の表面にスパッタ法、蒸着法、CVD法など
の薄膜形成手段を用いて超電導薄膜を成膜する方法、 などが知られている。
Conventionally, methods for producing these oxide superconductors include: (1) mixing and molding compound powder (mainly oxide powder) containing the constituent elements of the oxide superconductor, and then sintering the molded body; A method of molding and sintering a mixed powder obtained by a coprecipitation method, a method of forming a superconducting thin film on the surface of a plate-shaped substrate using a thin film forming method such as sputtering, vapor deposition, or CVD. Are known.

「発明が解決しようとする課題」 ところが、上述した酸化物超電導体は、一般に強度が小
さく、弾性もないことから、これら酸化物超電導体を線
材化、コイル化しても、得られる超電導コイルは非常に
脆く、実用に耐えるだけの強度のものは得られていない
"Problem to be Solved by the Invention" However, the above-mentioned oxide superconductors generally have low strength and lack elasticity, so even if these oxide superconductors are made into wires and coils, the resulting superconducting coils are extremely difficult to obtain. It is extremely brittle, and a product strong enough to withstand practical use has not been obtained.

本発明は、上記問□題に鑑みてなされたもので、機械強
度の優れた酸化物系の超電導コイルを提供することを目
的としている。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an oxide-based superconducting coil with excellent mechanical strength.

「課題を解決するための手段」 請求項1に記載した発明では、ドクターブレード法によ
って作製された板状のセラミックス生シート上に、別の
セラミックス生シートを、双方のセラミックス生シート
の上面どうしまたは下面どうしが重なり合うように載置
し、さらにこれらのセラミックス生シートを貼り合わせ
てグリーンシートを形成し、次いで該グリーンシートの
一方の面に離形材を添設しつつ芯体に巻き付け、次いで
焼成を施してコイル状のセラミックス基板を作製し、次
いで該セラミックス基板を軸方向に延伸させつつ、その
表面に薄膜形成手段を用いて酸化物超電導体の薄膜を成
膜して超電導コイルを製造することを、上記課題を解決
するための手段とした。
"Means for Solving the Problem" In the invention described in claim 1, another raw ceramic sheet is placed on a plate-shaped raw ceramic sheet produced by a doctor blade method, and the upper surfaces of both raw ceramic sheets are The raw ceramic sheets are placed so that their bottom surfaces overlap each other, and the raw ceramic sheets are bonded together to form a green sheet. Next, a release material is attached to one side of the green sheet and it is wrapped around a core body, and then fired. to produce a coil-shaped ceramic substrate, and then, while stretching the ceramic substrate in the axial direction, a thin film of an oxide superconductor is formed on the surface using a thin film forming means to produce a superconducting coil. was taken as a means to solve the above problem.

また、請求項2に記載した発明では、ドクターブレード
法によって作製された板状のセラミックス生シート上に
、別のセラミックス生シートを、双方のセラミックス生
シートの上面どうしまたは下面どうしか重なり合うよう
に載置し、さらに該セラミックス生シート中に含まれる
結合剤と異なる系の溶剤を含む接着剤を用いて双方の生
シートを貼り合わせてグリーンシートを形成し、次いで
該グリーンシートの一方の面に離形材を添設しつつ芯体
に巻き付け、次いで焼成を施して焼成シートとし、次い
でこの焼成シートを貼り合わせ部分から分割して2枚の
コイル状のセラミックス基板を作製し、次いで該セラミ
ックス基板を軸方向に延伸させつつ、その表面に薄膜形
成手段を用いて酸化物超電導体の薄膜を成膜して超電導
コイルを製造することを、上記課題を解決するだめの手
段とした。
Further, in the invention described in claim 2, another raw ceramic sheet is placed on the plate-shaped raw ceramic sheet produced by the doctor blade method so that the upper surfaces or lower surfaces of both raw ceramic sheets overlap. Then, using an adhesive containing a solvent of a different type from the binder contained in the green ceramic sheet, both green sheets are bonded together to form a green sheet, and then one side of the green sheet is separated. The shaped material is attached and wound around the core body, and then fired to form a fired sheet.The fired sheet is then divided from the bonded part to create two coiled ceramic substrates.Then, the ceramic substrate is The only means to solve the above problem is to manufacture a superconducting coil by forming a thin film of an oxide superconductor on the surface of the superconducting coil using a thin film forming means while stretching the superconducting coil in the axial direction.

以下、図面を参照して本発明方法を詳細に説明する。Hereinafter, the method of the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.

第1図ないし第8図は、本発明方法の一例を説明するた
めの図である。
1 to 8 are diagrams for explaining an example of the method of the present invention.

この例では、まず、ドクターブレード法でセラミックス
粉末から生シートを作製する。
In this example, first, a green sheet is produced from ceramic powder using a doctor blade method.

本発明方法において使用されるセラミックス基板の材料
としては、靭性が高く、塑性を有しているものか好適に
使用され、特に好適な材料としては、7.rotにYt
03.MgO,CaO,Ce0tなどの安定化剤を固溶
させた部分安定化ジルコニア(PSZ)、安定化ジルコ
ニアなどである。
As the material for the ceramic substrate used in the method of the present invention, those having high toughness and plasticity are preferably used, and particularly preferred materials include 7. Yt to rot
03. Examples include partially stabilized zirconia (PSZ) in which a stabilizer such as MgO, CaO, and Ce0t is dissolved, and stabilized zirconia.

このセラミックス材料から生シートを作製するには、上
記セラミックスの粉末に、溶剤と、可塑剤、結合剤、分
散剤などの生シート作製に必要な薬剤を加えて混合し、
均質なスラリーとし、得られたスラリーをドクターブレ
ード装置でシート状に引き出し、続いて熱風乾燥によっ
て溶剤を揮発して固化させて生シートを作製する。
To produce a green sheet from this ceramic material, a solvent and chemicals necessary for producing a green sheet such as a plasticizer, a binder, and a dispersant are added and mixed with the ceramic powder.
A homogeneous slurry is made, and the obtained slurry is drawn out into a sheet using a doctor blade device, and then the solvent is volatilized and solidified by hot air drying to produce a green sheet.

第1図は、生シートの作製に好適に使用されるドクター
ブレード装置の一例を示す図である。この装置は、セラ
ミックス材料を含むスラリー状のスリップ1を供給する
供給口2と、薄板状に形成されたスリップ1を搬送する
ためのベルト3と、上記供給口2からベルト3上に薄板
状にスリップlを引き出すためのドクターブレード4と
、ベルト3上の薄板状のスリップ1を加熱乾燥させる乾
燥器5とを備えて構成されている。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a doctor blade device suitably used for producing a green sheet. This device includes a supply port 2 for supplying a slip 1 in the form of a slurry containing a ceramic material, a belt 3 for conveying the slip 1 formed in a thin plate shape, and a belt 3 for conveying the slip 1 formed in a thin plate shape from the supply port 2 onto the belt 3. It comprises a doctor blade 4 for drawing out the slip 1, and a dryer 5 for heating and drying the thin plate-like slip 1 on the belt 3.

このドクターブレード装置を用いて生シートを作製する
には、上記スリップ1を供給口2に入れ、ベルト3駆動
用の2つのローラ6 a、 6 bを回転させてベルト
3を移動させる。スリップlは、供給口2からドクター
ブレード4によってベルト3上に薄板状に引き出され、
ベルト3で搬送されて乾燥器5に入り、この乾燥器5内
で加熱乾燥されてゴム状の生シート7aとなる。乾燥を
終えた生シート7aは、ベルト3から引き離され、巻き
取りローラに巻き取られる。
To produce a raw sheet using this doctor blade device, the slip 1 is put into the supply port 2, and the belt 3 is moved by rotating two rollers 6a and 6b for driving the belt 3. The slip l is pulled out in a thin plate form from the supply port 2 onto the belt 3 by a doctor blade 4,
It is conveyed by the belt 3 and enters the dryer 5, where it is heated and dried to become a rubber-like raw sheet 7a. The dried raw sheet 7a is separated from the belt 3 and wound around a winding roller.

このようにして作製される生シートの寸法は、幅方向が
ドクターブレード装置のシート形成幅に制約されるが、
長さに関してはある程度任意の長さに設定することがで
きる。また生シートの厚さは、焼成後の機械的強度など
を勘案して適宜に設定されるが、通常10〜2007z
m程度とするのが望ましい。またこの生シートは通常、
所定の幅と長さに裁断され、長尺テープ状とされる。
The dimensions of the raw sheet produced in this way are limited in the width direction by the sheet forming width of the doctor blade device;
The length can be set to a certain arbitrary length. In addition, the thickness of the green sheet is set appropriately taking into consideration the mechanical strength after firing, but it is usually 10~2007z.
It is desirable to set it to about m. Also, this raw sheet is usually
It is cut to a predetermined width and length into a long tape.

次いで、第2図に示すように、作製された長尺の生シー
ト7a上に別の生シート7bを、双方の上面どうしまた
は下面どうしが重なり合うように載置し、さらにこれら
の生シート7a、7bを貼り合わせてグリーンシート8
を形成する。
Next, as shown in FIG. 2, another raw sheet 7b is placed on top of the produced long raw sheet 7a so that their upper surfaces or lower surfaces overlap, and then these raw sheets 7a, Paste 7b together and make green sheet 8
form.

2枚の生シート7 a、 7 bの貼り合わせ方法とし
ては、これらの生シート7 a、 7 b間に接着剤を
塗布して接着させる方法が好適に用いられる。
As a method for bonding the two raw sheets 7a, 7b, a method of applying an adhesive between these raw sheets 7a, 7b to bond them together is preferably used.

また、2枚の生シート7a、7bの貼り合わせ方法とし
ては、先の方法の他、第3図に示すように2枚の生シー
ト7 a、 7 bを双方の上面どうしまたは下面どう
しを重ね合わせた後、一対の圧着ローラ9,9間に入れ
て圧着することにより貼り合わせる方法も好適に使用さ
れる。またこの場合、加熱しながら圧着するのが好まし
い場合もある。
In addition to the method described above, the two raw sheets 7a and 7b may be pasted together by stacking the two raw sheets 7a and 7b with their upper surfaces or lower surfaces stacked together as shown in FIG. After matching, a method of bonding by placing the sheets between a pair of pressure rollers 9 and pressing them together is also suitably used. Further, in this case, it may be preferable to perform pressure bonding while heating.

次いで、第4図に示すように上述の貼り合わせにより得
られたグリーンシート8を、その一方の面に離形材lO
を添設しつつ円柱状の芯体11にコイル状に巻き付ける
。この離形材10は、使用するセラミックス材料に対し
、焼成時に接着性や反応性を示さない材料が使用され、
セラミックス材料にジルコニアを使用する場合には、ア
ルミナ粉末、ボロン粉末を主成分とするシート(もしく
は粉末をスプレーしてまぶしながらまいても良い。
Next, as shown in FIG. 4, the green sheet 8 obtained by the above-described bonding is coated with a release material lO on one side.
It is wound around the cylindrical core body 11 in a coil shape while attaching it. This mold release material 10 is made of a material that does not exhibit adhesiveness or reactivity during firing with respect to the ceramic material used.
When using zirconia as a ceramic material, a sheet (or a powder) mainly composed of alumina powder or boron powder may be sprayed and sprinkled.

)が好適に使用される。) is preferably used.

次いで芯体11に巻き付けたグリーンシート8をセッタ
ー12上に載せた後、芯体11を静かに抜き去る。次い
でこれを焼成炉内に入れ、1500℃程度の温度で1〜
数時間焼成を施す。この焼成により第5図に示すコイル
状のセラミックス基板13が作製される。
Next, the green sheet 8 wound around the core 11 is placed on the setter 12, and then the core 11 is gently removed. Next, this was placed in a firing furnace and heated at a temperature of about 1500°C.
Bake for several hours. By this firing, a coil-shaped ceramic substrate 13 shown in FIG. 5 is produced.

次いで、得られたセラミックス基板13を、第6図に示
すスパッタ装置内に入れ、軸方向に延伸させつつ、その
表面に酸化物超電導体の薄膜を成膜して超電導コイルを
作製する。このスパッタ装置は、真空チャンバ14内に
、陰極となるターゲット15と上記セラミックス基板1
3と、これらの間に配置されたシャッタ16とを配置す
るとともに真空チャン7<14内を真空排気するための
排気装置およびArガス供給路17とを備えて構成され
ている。上8己ターゲット15としては、Y−Ba−C
u−0系超電導体、B i−8r−Ca−Cu−0系超
電導体あるいはT l−B a−Ca−Cu−0系超電
導体など酸化物超電導体からなるターゲットが用いられ
る。
Next, the obtained ceramic substrate 13 is placed in a sputtering apparatus shown in FIG. 6, and while being stretched in the axial direction, a thin film of an oxide superconductor is formed on the surface of the ceramic substrate 13 to produce a superconducting coil. This sputtering apparatus includes a target 15 serving as a cathode and the ceramic substrate 1 in a vacuum chamber 14.
3 and a shutter 16 disposed between them, and an exhaust device and an Ar gas supply path 17 for evacuating the inside of the vacuum chamber 7<14. The top 8 target 15 is Y-Ba-C
A target made of an oxide superconductor such as a u-0 superconductor, a Bi-8r-Ca-Cu-0 superconductor, or a Tl-Ba-Ca-Cu-0 superconductor is used.

このスパッタ装置では、真空チャンバ14内にターゲッ
ト15およびセラミックス基板13を配置し、真空排気
しつつArガス供給路17からArガスを入れ、真空チ
ャンバ14内を低圧Arガス雰囲気とし、次いでターゲ
ット15とセラミックス基板13の間に300〜200
0Vの電圧を印加し、低圧Arガス雰囲気下でスパッタ
リングを行う。
In this sputtering apparatus, a target 15 and a ceramic substrate 13 are placed in a vacuum chamber 14, and while being evacuated, Ar gas is introduced from an Ar gas supply path 17 to create a low-pressure Ar gas atmosphere in the vacuum chamber 14. 300 to 200 between the ceramic substrates 13
A voltage of 0 V is applied and sputtering is performed in a low-pressure Ar gas atmosphere.

なおこの図中符号18はArイオン、19はスパッタ原
子である。
In this figure, reference numeral 18 is an Ar ion, and 19 is a sputtered atom.

またこのスパッタリングにおいてはセラミックス基板1
3表面に超電導薄膜が均一に成膜されるようにセラミッ
クス基板13を緩やかに回転させておく。また、スパッ
タ原子19が均一に分散するようにセラミックス基板1
3を数百℃に加熱して行うことが望ましい。
In addition, in this sputtering, the ceramic substrate 1
The ceramic substrate 13 is rotated gently so that a superconducting thin film is uniformly formed on the surface of the ceramic substrate 13. In addition, the ceramic substrate 1 is
It is preferable to heat 3 to several hundred degrees Celsius.

このようなスパッタリングにより、セラミックス基板1
3表面に均一な状態の超電導薄膜が形成され、超電導コ
イルが作製される。また成膜速度は数10人/Sである
Through such sputtering, the ceramic substrate 1
A superconducting thin film is formed in a uniform state on three surfaces, and a superconducting coil is produced. Further, the film forming rate is several tens of people/second.

このスパッタリングにおいては、コイル状のセラミック
ス基板13の表面に超電導薄膜を均一に成膜させるため
にセラミックス基板13を軸方向に延伸させつつ基板表
面に成膜を行う。第7図はセラミックス基板13の成膜
方法の一例を説明するためのものであって、この例では
、コイル状に形成されたセラミックス基板13の外側に
ターゲラ)15を配置するとともに、セラミックス基板
13の一部を伸ばし、更にこの基板を図中矢印で示すよ
うに回転させて一方の側に順次巻き取っていくことによ
り、セラミックス基板13の外面に酸化物超電導体から
なる超電導薄膜20aを成膜して超電導コイル21aを
作製する。
In this sputtering, in order to uniformly form a superconducting thin film on the surface of the coil-shaped ceramic substrate 13, the film is formed on the surface of the substrate while stretching the ceramic substrate 13 in the axial direction. FIG. 7 is for explaining an example of a method for forming a film on the ceramic substrate 13. In this example, a target layer 15 is disposed outside the ceramic substrate 13 formed in a coil shape, and the ceramic substrate 13 is A superconducting thin film 20a made of an oxide superconductor is formed on the outer surface of the ceramic substrate 13 by stretching a part of the ceramic substrate 13 and then rotating the substrate as shown by the arrow in the figure and sequentially winding it up on one side. Thus, a superconducting coil 21a is manufactured.

また第8図は、成膜方法の他の例を説明するための図で
あって、この例ではセラミックス基板13の内側にター
ゲット15を配置して、先の例と同様にセラミックス基
板13の一部を伸ばし、方の側に巻き取っていくことに
より、セラミックス基板13の内側に超電導薄膜20b
を成膜して超電導コイル21bを作製する。このように
セラミックス基板13の内側に超電導薄膜20bを成膜
した方が強度的に有利である。
FIG. 8 is a diagram for explaining another example of the film forming method. In this example, the target 15 is arranged inside the ceramic substrate 13, and as in the previous example, the target 15 is placed inside the ceramic substrate 13. The superconducting thin film 20b is formed on the inside of the ceramic substrate 13 by stretching the part and winding it up to the other side.
A superconducting coil 21b is produced by forming a film. Forming the superconducting thin film 20b inside the ceramic substrate 13 in this manner is advantageous in terms of strength.

さらに、先のスパッタリングを組み合わせて行うことに
より、セラミックス基板13の表裏両面に超電導薄膜を
形成することも可能である。
Furthermore, by performing the above sputtering in combination, it is also possible to form superconducting thin films on both the front and back surfaces of the ceramic substrate 13.

以上の各操作によって、コイル状のセラミックス基板1
3の表面に、酸化物超電導体からなる超電導薄膜が形成
された超電導コイルが作製される。
By each of the above operations, the coiled ceramic substrate 1
A superconducting coil having a superconducting thin film made of an oxide superconductor formed on the surface of the superconducting coil 3 is fabricated.

この例による超電導コイルの製造方法では、予めコイル
状に形成されたセラミックス基板13を軸方向に延伸さ
せつつ、その表面にスパッタ法によって酸化物超電導体
からなる超電導薄膜を成膜して超電導コイルを製造する
ので、割れ、クラツクの無い均質な超電導薄膜を成膜す
ることができ、高強度の超電導コイルを製造することが
できる効果がある。
In the method for manufacturing a superconducting coil according to this example, a superconducting thin film made of an oxide superconductor is formed on the surface of a ceramic substrate 13 formed in a coil shape by sputtering while being stretched in the axial direction, thereby forming a superconducting coil. Since it is manufactured, a homogeneous superconducting thin film without cracks or cracks can be formed, and a high-strength superconducting coil can be manufactured.

また、予めコイル状に形成された基板の表面に超電導薄
膜を成膜して超電導コイルを作製するので、超電導コイ
ルの製造を簡略化することができる。
Further, since the superconducting coil is produced by forming a superconducting thin film on the surface of a substrate that has been formed in a coil shape in advance, the production of the superconducting coil can be simplified.

第9図および第10図は、本発明方法の他の例を説明す
るための図である。
FIG. 9 and FIG. 10 are diagrams for explaining other examples of the method of the present invention.

この例による製造方法では、まず、上述5したドクター
ブレード法により、先の例にによる製造方法と同様にし
てセラミックス基板の原料から生シートを作製する。
In the manufacturing method according to this example, first, a raw sheet is manufactured from the raw material of the ceramic substrate by the doctor blade method described in 5 above in the same manner as the manufacturing method according to the previous example.

次に、得られた長尺の生シー)7a上に、別の生シート
7bを、双方の上面どうしまたは下面どうしが重なり合
うように載置し、さらにこれらの生シート7a、7b間
に、これら生シートに含まれる結合剤と異なる系の溶剤
を含む接着剤を用いて貼り合わせ、圧着ローラで圧着さ
せてグリーンシートを作製する。この接着剤としては、
生シート中に含まれる結合剤がポリビニルアルコールな
どの有機系結合剤である場合にはアクリル系接着剤、デ
ンプン系接着剤等の水溶性接着剤が用いられ、生シート
に含まれる結合剤が水系の場合にはポリビニルアルコー
ル系接着剤、クロロプレン系接着剤等の有機溶剤形接着
剤が使用される。
Next, another raw sheet 7b is placed on the obtained long raw sheet 7a so that their upper surfaces or lower surfaces overlap, and further, these raw sheets 7a and 7b are placed between these raw sheets 7a and 7b. The sheets are bonded together using an adhesive containing a solvent of a different type from the binder contained in the raw sheet, and then pressed using a pressure roller to produce a green sheet. This adhesive is
When the binder contained in the raw sheet is an organic binder such as polyvinyl alcohol, a water-soluble adhesive such as acrylic adhesive or starch adhesive is used; In this case, organic solvent adhesives such as polyvinyl alcohol adhesives and chloroprene adhesives are used.

次いで、貼り合わせにより得られたグリーンシートを、
その一方の面に離型材lOを添設しつつ円柱状の芯体1
1にコイル状に巻き付ける。
Next, the green sheet obtained by pasting is
A cylindrical core body 1 is formed with a mold release material lO attached to one surface thereof.
Wrap it around 1 into a coil.

次いで芯体!lに巻き付けたグリーンシートをセッター
12上に載せ、芯体11を静かに抜き去り、その後、焼
成炉内に入れて焼成を行う。この焼成によって第9図に
示すコイル状の焼成シート22が作製される。
Next is the core! The green sheet wrapped around the green sheet is placed on the setter 12, the core body 11 is gently removed, and then the green sheet is placed in a firing furnace and fired. By this firing, a coil-shaped fired sheet 22 shown in FIG. 9 is produced.

この焼成シート22は、2枚の生シートの接着部分に起
因する貼り合わせ部分から、2枚の薄いコイル状のセラ
ミックス基板23a、23bを容易に分割可能な状態に
なっている。
This fired sheet 22 is in a state in which two thin coil-shaped ceramic substrates 23a and 23b can be easily divided from the bonded portion caused by the adhesive portion of the two raw sheets.

そして焼成シート22の貼り合わせ部分に極薄の金属片
や刃物を差し込んで2枚のセラミックス基板23a、2
3bに分割し、静かに両者を引き離すことにより、第1
θ図に示すように2枚のセラミックス基板23a、23
bが得られる。
Then, an extremely thin piece of metal or a knife is inserted into the bonded part of the fired sheet 22, and the two ceramic substrates 23a, 2 are bonded together.
By dividing them into 3b and gently separating them,
As shown in the θ diagram, two ceramic substrates 23a, 23
b is obtained.

次いで、得られたセラミックス基板を第6図に示すスパ
ッタ装置内に入れ、先の製造方法によるスパッタリング
と同様に、セラミックス基板の外面あるいは内面に酸化
物超電導体からなる超電導薄膜のスパッタリングを行い
、超電導コイルを作製する。
Next, the obtained ceramic substrate is placed in a sputtering apparatus shown in FIG. 6, and a superconducting thin film made of an oxide superconductor is sputtered on the outer or inner surface of the ceramic substrate in the same manner as in the sputtering method according to the previous manufacturing method. Create a coil.

この例による製造方法においては、1つの焼成シートか
ら2枚の薄いセラミックス基板を作製し、このセラミッ
クス基板を用いて超電導コイルを作製するので、薄いセ
ラミックス基板が得られ、薄形超電導コイルを製造する
ことができる効果がある。
In the manufacturing method according to this example, two thin ceramic substrates are manufactured from one fired sheet and a superconducting coil is manufactured using these ceramic substrates, so a thin ceramic substrate is obtained and a thin superconducting coil is manufactured. There is an effect that can be done.

なお、上記の各側では、セラミックス基板表面に酸化物
超電導物質からなる超電導薄膜を形成する手段としてス
パッタ法を用いたが、他の薄膜形成手段、たとえば蒸着
法あるいは化学蒸着法(CVD法)を用いて超電導薄膜
を成膜することも可能である。
In each of the above cases, sputtering was used as a means to form a superconducting thin film made of an oxide superconducting material on the surface of a ceramic substrate, but other thin film forming methods such as vapor deposition or chemical vapor deposition (CVD) may also be used. It is also possible to form a superconducting thin film using this method.

以下、実施例により本発明の効果を明確にする。Hereinafter, the effects of the present invention will be clarified through Examples.

(実施例 l) 請求項1記載の発明に基づいて超電導コイルの製造を実
施した。
(Example 1) A superconducting coil was manufactured based on the invention set forth in claim 1.

まず次の各原料を用い、ドクターブレード法によりセラ
ミックス基板を作製した。
First, a ceramic substrate was produced using the following raw materials by the doctor blade method.

原料粉末”3io1%のY、0.を含むZrO。Raw material powder "3io1% Y, ZrO containing 0.

溶剤・・・MEK(メチルエチルケトン)可塑剤・・・
D−ブチルフタレート 結合剤・・・ポリビニルアルコール 分散剤・・・トリオレイン これらの各原料を、ボールミルで粉砕混合しく約72時
間)均一なスラリーを得た。次いでこのスラリーをドク
ターブレード法でシート状に成形し、さらに熱風乾燥し
て溶剤を揮発除去して固化させた後、切断して幅10+
11111.長さ1メートル、ダさ100μmの生シー
トを作製した。
Solvent...MEK (methyl ethyl ketone) plasticizer...
D-butyl phthalate binder, polyvinyl alcohol dispersant, triolein These raw materials were pulverized and mixed in a ball mill (for about 72 hours) to obtain a uniform slurry. Next, this slurry was formed into a sheet using a doctor blade method, and then dried with hot air to remove the solvent by volatilization and solidify, and then cut into sheets with a width of 10+.
11111. A raw sheet with a length of 1 meter and a thickness of 100 μm was produced.

得られた生シート上に、別の生シートを双方の上面どう
しが重なり合うように載置し、このとき両面間にポリビ
ニールアルコール接着剤を塗布して、2枚の生シートを
接着させてグリーンシートを作製した。次いでグリーン
シートの一方の面に、ボロン粉末を主成分とするシート
°状離形材(幅10mn+、長さ1メートル、厚さ15
0um)を添設し、離形材を内側にして直径10cmの
円柱状の芯材に巻き付けた。次いでこれをセッター上に
載せ、芯材を静かに抜き取り、続いて焼成炉内に入れ、
1500℃、1時間の焼成処理を施した。
Place another raw sheet on top of the obtained raw sheet so that the upper surfaces of both sides overlap, and then apply polyvinyl alcohol adhesive between both sides to adhere the two raw sheets to form a green sheet. A sheet was produced. Next, on one side of the green sheet, a sheet-shaped release material (width 10mm+, length 1m, thickness 15mm) mainly composed of boron powder was applied.
0 um) was attached and wound around a cylindrical core material with a diameter of 10 cm with the release material facing inside. Next, this is placed on a setter, the core material is gently pulled out, and then placed in a firing furnace.
A firing treatment was performed at 1500° C. for 1 hour.

以上の操作によって、ジルコニア製の長尺板材かコイル
状に巻回された状態のセラミックス基板を得た。
Through the above operations, a ceramic substrate in which a long plate made of zirconia was wound into a coil was obtained.

次に、得られたセラミックス基板を、第6図に示すスパ
ッタ装置内に配置するとともに、Y−BaCu−0系超
電導物質からなるターゲットをセラミックス基板の外側
に配置し、次の条件でY−BaCu−0系超電導物質の
スパッタリングを行った。
Next, the obtained ceramic substrate was placed in a sputtering apparatus shown in FIG. -0 series superconducting material was sputtered.

電圧・・・・・・800■ ガス圧・・・・・・LOPa(Arガス)温度・・・・
・・350℃ 成膜速度・・・・・・50人/sec。
Voltage...800■ Gas pressure...LOPa (Ar gas) Temperature...
・・350℃ Film forming rate・・・・50 people/sec.

そして第7図に示すように基板の一部を伸ばし、回転さ
せて一方の側に巻き取りながらスパッタリングを行い、
基板外面にY−Ba−Cu−0系超電導薄膜を成膜して
超電導コイルを得た。
Then, as shown in Figure 7, a part of the substrate is stretched, rotated and rolled up to one side while sputtering is performed.
A superconducting coil was obtained by forming a Y-Ba-Cu-0 based superconducting thin film on the outer surface of the substrate.

得られた超電導コイルの超電導薄膜の厚さはIOμ曙に
達した。
The thickness of the superconducting thin film of the obtained superconducting coil reached IOμ.

また得られた超電導コイルは液体窓*(77K” ’)
中で超電導状態を示した。
In addition, the obtained superconducting coil has a liquid window* (77K"')
It showed a superconducting state inside.

(実施例2 ) 先の実施例1と同一の原料を用い、同様のドクターブレ
ード法によって、幅10mm、長さ1メートル、厚さ5
0μmの薄い生シートを作製した。
(Example 2) Using the same raw materials as in Example 1 and using the same doctor blade method, a product with a width of 10 mm, a length of 1 meter, and a thickness of 5 mm was prepared.
A 0 μm thin green sheet was produced.

得られた生シート上に、別の生シートを双方の上面どう
しが重なり合うように載置し、このとき両面間にアクリ
ル接着剤を塗布して2枚の生シートを接着させてグリー
ンシートを作製した。
Another green sheet is placed on top of the obtained green sheet so that the top surfaces of both sides overlap, and at this time, acrylic adhesive is applied between both sides to adhere the two green sheets to create a green sheet. did.

次に、このグリーンシートの一方の面に、アルミナ粉末
を主成分とするシート状離形材(幅10 mm。
Next, on one side of this green sheet, a sheet-like release material (width 10 mm) containing alumina powder as the main component.

長さ1メートル、厚さ150μm)を添設し、離形材を
内側にして直径ioamの円柱状の芯材に巻き付けた。
1 meter in length and 150 μm in thickness), and was wound around a cylindrical core material with a diameter of ioam with the release material inside.

次いでこれをセッター上に載せ、芯材を静かに抜き取り
、続いて焼成炉内に入れ、1500℃、1時間の焼成処
理を施した。
Next, this was placed on a setter, the core material was gently pulled out, and then placed in a firing furnace and fired at 1500°C for 1 hour.

次に、得られた焼成シートの貼り合わせ部分に金属薄片
を差し込んで分割し、更に2枚のセラミックス基板を静
かに引き離して2枚のコイル状のセラミックス基板を得
た。
Next, a thin metal piece was inserted into the bonded portion of the obtained fired sheets to separate them, and the two ceramic substrates were then gently separated to obtain two coiled ceramic substrates.

次に、得られたセラミックス基板(1枚)を先の実施例
1で用いたスパッタ装置内に入れ、セラミックス基板の
内側にY−Ba−Cu−0系超電導物質のターゲットを
配置し、同一のスパッタ条件でスパッタリングを行った
Next, the obtained ceramic substrate (one piece) was placed in the sputtering apparatus used in Example 1, and a target of Y-Ba-Cu-0 based superconducting material was placed inside the ceramic substrate. Sputtering was performed under sputtering conditions.

このスパッタリングにより、薄いセラミックス基板(厚
さ40〜50μm)の内面側に厚さ10μmの超電導薄
膜が成膜された超電導コイルが得られた。
Through this sputtering, a superconducting coil was obtained in which a 10 μm thick superconducting thin film was formed on the inner surface of a thin ceramic substrate (40 to 50 μm thick).

この超電導コイルは、液体窒素中で超電導状態を示した
This superconducting coil exhibited superconductivity in liquid nitrogen.

「発明の効果」 以上説明したように、本発明による超電導コイルの製造
方法は、次のような効果を奏する。
"Effects of the Invention" As explained above, the method for manufacturing a superconducting coil according to the present invention has the following effects.

本発明では、ドクターブレード法によって作製された板
状のセラミックス生シート上に、別のセラミックス生シ
ートを、双方のセラミックス生シートの上面どうしまた
は下面どうしが重なり合うように載置し、さらにこれら
のセラミックス生シートを貼り合わせてグリーンシート
を形成し、次いで該グリーンシートの一方の面に離形材
を添設しつつ芯体に巻き付け、次いで焼成を施し、これ
によって反りやうねりの無いコイル状のセラミックス基
板を作製することができ、このセラミ・ソクス基板を軸
方向に延伸させつつ、その表面に薄膜形成手段を用いて
酸化物超電導体の薄膜を成膜して超電導コイルを製造す
ることによ、す、割れ、クラックの無い均質な超電導薄
膜を成膜することができ、高強度の超電導コイルを製造
することができる効果がある。
In the present invention, another raw ceramic sheet is placed on a plate-shaped raw ceramic sheet produced by the doctor blade method so that the upper surfaces or lower surfaces of both raw ceramic sheets overlap each other, and then these ceramic raw sheets are The green sheets are pasted together to form a green sheet, then a release material is attached to one side of the green sheet and the green sheet is wound around a core, and then fired, thereby creating a coiled ceramic without warping or waviness. By manufacturing a superconducting coil by forming a thin film of an oxide superconductor on the surface of the ceramic substrate by stretching it in the axial direction using a thin film forming means, It is possible to form a homogeneous superconducting thin film without cracks or cracks, and has the effect of producing a high-strength superconducting coil.

また、予めコイル状に形成された基板の表面に超電導薄
膜を成膜して超電導コイルを作製するので、超電導コイ
ルの製造を簡略化することができる。
Further, since the superconducting coil is produced by forming a superconducting thin film on the surface of a substrate that has been formed in a coil shape in advance, the production of the superconducting coil can be simplified.

さらに、セラミックス生シート中に含まれる結合剤と異
なる系の溶剤を含む接着剤を用いて双方の生シートを貼
り合わせてグリーンシートを形成し、次いで該グリーン
シートの一方の面に離形材を添設しつつ芯体に巻き付け
、次いで焼成を施して焼成シートとし、次いでこの焼成
シートを貼り合わせ部分から分割して2枚のコイル状の
セラミックス基板を作製し、次いでこのセラミックス基
板の表面番こ酸化物超電導体の薄膜を成膜するので、薄
いセラミックス基板が得られ、薄形超電導コイルを製造
することができる効果がある。
Furthermore, a green sheet is formed by bonding both green sheets together using an adhesive containing a solvent of a different type from the binder contained in the green ceramic sheet, and then a release material is applied to one side of the green sheet. Then, the fired sheet is made into a fired sheet.The fired sheet is then divided from the bonded part to produce two coil-shaped ceramic substrates.Then, the surface number of this ceramic substrate is Since a thin film of an oxide superconductor is formed, a thin ceramic substrate can be obtained, and a thin superconducting coil can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図ないし第8図は、本発明方法の一例を説明するも
ので、第1図は本発明方法を実施するに好適に使用され
るドクターブレード装置の例を示す構成図、第2図は生
シートの貼り合わせ状態を示す斜視図、第3図は同側面
図、第4図はグリーンシートをコイル状に巻いた状態を
示す斜視図、第5図はセラミックス基板の斜視図、第6
図は本発明方法を実施するに好適に使用されるスlくブ
タ装置の概略構成図、第7図はセラミックス基板に超電
導薄膜を成膜する方法の一例を説明するための要部斜視
図、゛第8図は超電導薄膜を成膜する他の例を説明する
ための要部斜視図、第9図および第10図は本発明方法
の他の例を説明するもので、第9図は焼成シートの斜視
図、第1θ図は焼成シートを分割して得られたセラミッ
クス基板の斜視図である。 7a、7b・・・生シート、8・・・グリーンシート、
10−−−離形材、+ 1−・芯体、  13.23a
。 23b・・・・・・セラミックス基板、20a、20b
・・・・・・超電導薄膜、21a、21b・・・・・・
超電導コイル、22・・・・・・焼成シート。
1 to 8 are for explaining an example of the method of the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing an example of a doctor blade device suitably used to carry out the method of the present invention, and FIG. FIG. 3 is a side view of the green sheet, FIG. 4 is a perspective view of the green sheet wound into a coil, FIG. 5 is a perspective view of the ceramic substrate, and FIG.
The figure is a schematic configuration diagram of a slotting device suitably used to carry out the method of the present invention, and FIG. 7 is a perspective view of essential parts for explaining an example of a method for forming a superconducting thin film on a ceramic substrate.゛Figure 8 is a perspective view of essential parts for explaining another example of forming a superconducting thin film, Figures 9 and 10 are for explaining other examples of the method of the present invention, and Figure 9 is a perspective view of the main parts for explaining another example of forming a superconducting thin film. A perspective view of the sheet, FIG. 1θ is a perspective view of a ceramic substrate obtained by dividing the fired sheet. 7a, 7b... raw sheet, 8... green sheet,
10---Release material, + 1- Core body, 13.23a
. 23b...Ceramics substrate, 20a, 20b
...Superconducting thin film, 21a, 21b...
Superconducting coil, 22...Sintered sheet.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ドクターブレード法によって作製された板状のセ
ラミックス生シート上に、別のセラミックス生シートを
、双方のセラミックス生シートの上面どうしまたは下面
どうしが重なり合うように載置し、さらにこれらのセラ
ミックス生シートを貼り合わせてグリーンシートを形成
し、次いで該グリーンシートの一方の面に離形材を添設
しつつ芯体に巻き付け、次いで焼成を施してコイル状の
セラミックス基板を作製し、次いで該セラミックス基板
を軸方向に延伸させつつ、その表面に薄膜形成手段を用
いて酸化物超電導体の薄膜を成膜することを特徴とする
超電導コイルの製造方法。
(1) Place another raw ceramic sheet on top of the plate-shaped raw ceramic sheet produced by the doctor blade method so that the top or bottom surfaces of both raw ceramic sheets overlap, and then The sheets are bonded together to form a green sheet, and then a release material is attached to one side of the green sheet, which is then wound around a core, and then fired to produce a coiled ceramic substrate. A method for manufacturing a superconducting coil, comprising forming a thin film of an oxide superconductor on the surface of a substrate using a thin film forming means while stretching the substrate in the axial direction.
(2)ドクターブレード法によって作製された板状のセ
ラミックス生シート上に、別のセラミックス生シートを
、双方のセラミックス生シートの上面どうしまたは下面
どうしが重なり合うように載置し、さらに該セラミック
ス生シート中に含まれる結合剤と異なる系の溶剤を含む
接着剤を用いて双方の生シートを貼り合わせてグリーン
シートを形成し、次いで該グリーンシートの一方の面に
離形材を添設しつつ芯体に巻き付け、次いで焼成を施し
て焼成シートとし、次いでこの焼成シートを貼り合わせ
部分から分割して2枚のコイル状のセラミックス基板を
作製し、次いで該セラミックス基板を軸方向に延伸させ
つつ、その表面に薄膜形成手段を用いて酸化物超電導体
の薄膜を成膜することを特徴とする超電導コイルの製造
方法。
(2) Place another raw ceramic sheet on the plate-shaped raw ceramic sheet produced by the doctor blade method so that the upper surfaces or lower surfaces of both raw ceramic sheets overlap, and then place the raw ceramic sheet on top of the raw ceramic sheet. A green sheet is formed by bonding both raw sheets together using an adhesive containing a solvent of a different type than the binder contained therein, and then a release material is attached to one side of the green sheet and a core is attached. The fired sheet is then wrapped around the body and then fired to form a fired sheet.The fired sheet is then divided from the bonded portion to produce two coiled ceramic substrates.Then, while stretching the ceramic substrate in the axial direction, A method for manufacturing a superconducting coil, comprising forming a thin film of an oxide superconductor on the surface using a thin film forming means.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012033947A (en) * 2011-09-27 2012-02-16 Toshiba Corp High-temperature superconductive coil and manufacturing method thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5681546A (en) * 1979-10-25 1981-07-03 Beecham Group Ltd Secondary amines* their manufacture and medicinal composition containing them
JPS5899163A (en) * 1981-12-04 1983-06-13 日立化成工業株式会社 Manufacture of ceramic substrate
JPS64612A (en) * 1987-06-23 1989-01-05 Agency Of Ind Science & Technol Superconductor tape of oxide

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5681546A (en) * 1979-10-25 1981-07-03 Beecham Group Ltd Secondary amines* their manufacture and medicinal composition containing them
JPS5899163A (en) * 1981-12-04 1983-06-13 日立化成工業株式会社 Manufacture of ceramic substrate
JPS64612A (en) * 1987-06-23 1989-01-05 Agency Of Ind Science & Technol Superconductor tape of oxide

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012033947A (en) * 2011-09-27 2012-02-16 Toshiba Corp High-temperature superconductive coil and manufacturing method thereof

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