JPH03156809A - 酸化物超電導導体の使用方法 - Google Patents

酸化物超電導導体の使用方法

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JPH03156809A
JPH03156809A JP1296862A JP29686289A JPH03156809A JP H03156809 A JPH03156809 A JP H03156809A JP 1296862 A JP1296862 A JP 1296862A JP 29686289 A JP29686289 A JP 29686289A JP H03156809 A JPH03156809 A JP H03156809A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、酸化物超電導導体の使用方法に関するもの
である。
［従来の技術および発明が解決しようとする課題］近年
、より高い臨界温度を示す超電導材料として、酸化物超
電導導体が注目されている。この酸化物超電導導体は、
従来からの金属系や金属間化合物系の超電導導体と同様
に臨界温度以下の温度に冷却し、超電導状態を保つよう
に電流を流し使用することが検討されている。すなわち
臨界電流以下の電流を流す使用方法は当然のこととして
なされており、したがってより通電電流値を高くできる
ものとして、臨界電流密度の高い酸化物超電導導体が求
められてきている。
この発明の目的は、同じ臨界電流密度であっても通電電
流値をより大きくすることのできる酸化物超電導導体の
使用方法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ この発明の酸化物超電導導体の使用方法では、酸化物超
電導導体を超電導状態と常電導状態の遷移領域を含む状
態で使用することを特徴としている。
すなわち、この発明においては、酸化物超電導導体の超
電導状態と常電導状態の遷移領域、すなわちフラックス
フロー状態が安定であることを見出し、この状態を安定
的に出現させることを利用して、大電流を微小抵抗の状
態で通電するものである。このようなフラックスフロー
状態は非常にわずかではあるが抵抗値が発生する。従来
からの金属系や金属間化合物系の超電導導体ではこのよ
うなフラックスフロー状態が安定して得られないが、酸
化物超電導導体ではフラックスフロー状態を安定して得
ることができる。
ここで、超電導状態とは、１μＶ　／　ｃ　ｍ以下の電
界が発生する状態をいい、常電導状態とは、通常の比抵
抗を示す状態をいう。
この発明において酸化物超電導導体は安定化材を組合わ
せて使用することが好ましい。この場合、安定化材とし
ては、少なくとも一部が銀または銀合金からなるものが
好ましい。
また、この発明において酸化物超電導導体は、液体冷媒
および／またはその蒸発ガスにより冷却することができ
る。液体冷媒としてはたとえばヘリウムを用いることが
できる。
この発明で用いる酸化物超電導導体は、特に限定される
ものではないが、たとえば、イツトリウム糸、ゼスマス
系またはタリウム系の酸化物超電導導体を用いることが
できる。
［発明の作用効果］ イツトリウム系、ビスマス系またはタリウム系の酸化物
超電導導体は、それぞれ超電導臨界温度は９０に、ｌｌ
０Ｋおよび１２０にであり、液体窒素温度の７７．３に
よりも高い温度を有している。この発明では、これらの
酸化物超電導体を、その超電導臨界温度よりもかなり低
い温度で使用し臨界電流以上の電流を通電すると、酸化
物超電導導体は超電導状態と常電導状態の遷移領域を含
む状態で安定的に用いることのできることを見出し、こ
れを利用している。このような酸化物超電導導体の使用
のための冷却温度は、たとえば超電導臨界温度の５０％
程度の温度以下が好ましい。
たとえば、５０ｃｍの長さの超電導導体を垂直にして配
置し、液体ヘリウム中に先端を浸漬させた場合、先端の
温度は４．２にであり、導体の上方端の温度は１６〜５
０に程度の温度となる。たとえば、このような状態で酸
化物超電導導体を使用すれば、超電導状態と常電導状態
の遷移領域を含む状態で安定して大きな通電電流を流す
ことができる。なおこの際抵抗が存在するが、これは極
めてごく小さな抵抗値である。
この発明に従い酸化物超電導導体を超電導状態と常電導
状態の遷移領域を含む状態で使用することにより、従来
よりも通電電流値を大きくすることができる。またフラ
ックスフロー状態における抵抗値は非常に小さなもので
あるので、通電によるジュール損失は非常に少なくする
ことができ、冷媒の蒸発量を低く仰ることができる。
［実施例〕 実施例１ 第１図は、この発明の実施例１を説明するための超電導
導体１を示す断面図である。
超電導導体１は、断面形状が円状の銀パイプ２を備え、
銀バイブ２の外周上には、２層で合計２０本のテープ状
の超電導線材３が、断面で見たとき、点対称状に配置さ
れている（各超電導線材３は、０．５ｍｍの厚みおよび
３．８ｍｍの幅を有している。超電導線材３は、第２図
に拡大されて示されるように、Ｂ　ｉ　ＰｂＳ　ｒｃａ
ｃｕＯ系の酸化物超電導体４が安定化材としての銀シー
ス５に包囲された断面構造を有している。
この超電導導体１は、銀パイプ２内に冷却用空間６を備
えるとともに、外周側においては、図示しない絶縁体に
よって取囲まれた冷却用空間７を形成している。
このような超電導導体１を得るため、超電導線材３とし
て、その臨界温度が１０６Ｋ、臨界電流密度が１０００
Ａ／ｃｍ２、臨界電流が１０．５Ａの各特性が熱処理に
より得られるものをＩ＄備し、これら超電導線材３を、
銀バイブ２上に直線状に縦揃えし、すなわち、超電導線
材３の長さ方向が、直線状に延びるように配置し、８４
５℃で５０時間、大気中で熱処理し、超電導線材３中の
酸化物超電導導体４を焼結するとともに、銀バイブ２と
超電導線材３の銀シース５、および銀シュス５同士を、
拡散接合により、一体化した。このとき、長さを５０ｃ
ｍとし、熱処理後、液体窒素中で臨界電流を測定したと
ころ、１５０Ａ（１μＶ発生時）の特性を示した。液体
ヘリウム中では、９５０Ａ（１μＶ発生時°）の臨界電
流を示した。この導体を、垂直に配置し、下端を液体ヘ
リウムに浸漬し、上部は蒸発したヘリウムガスで冷却し
た。
この導体に１５０ＯＡの電流を通電したところ、発生電
圧は７０μＶであり、導体の上方端の温度は３０にであ
った。
実施例２ 第３図は、この発明の実施例２を説明するための超電導
導体８を示す断面図である。
超電導導体８を得るため、まず、厚み０．３７ｍｍ、幅
３．７ｍｍ、長さ５０ｃｍの超電導線材を３本重ねた超
電導線材を、個別に熱処理することにより準備した。こ
れらの超電導線材を、外周が１０角形に成形されたＦＲ
Ｐバイブ９の外周面上に、低温用接着剤を用いて、固着
した。ＦＲＰバイブ９の内側には、冷却用空間１０が形
成されるが、このような冷却用空間１０からの冷却の効
率を高めるため、ＦＲＰバイブ９には、図示しないが、
直径２ｍｍの孔を１０ｍｍ間隔で設けた。
上述のように配置された超電導線材３の外側に冷却用空
間１１を形成するように、超電導線材３は、ＦＲＰバイ
ブ１２により包囲され、冷却用空間１１の間隔を保つた
め、数箇所において、ＦＲＰバイブ１２が図示しないＦ
ＲＰスペーサで固定された。
このようにして得られた超電導導体８の冷却用空間１０
および１１に液体窒素を通しながら、超電導導体８に通
電し臨界電流を測定したところ、１７０Ａの値が得られ
た。
これらの導体の液体ヘリウム中における臨界電流は、１
００ＯＡ　（１μＶ発生時）であった。実施例１と同様
、この導体を垂直に配置し、下端を液体ヘリウムで冷却
し、その上部は蒸発ヘリウムガスで冷却した。この状態
で、２００ＯＡを通電したところ、発生電圧は３２０μ
Ｖであり、上端の温度は３５にであった。また、この場
合、通常の銅製の１８０ＯＡ通電用のパワーリードと比
べ、断面積は３０％と小さくコンパクト化されている。
また、蒸発するヘリウムの量も２０％以上低下できるこ
とが確認された。このようなことから、この発明の使用
方法に従えば、微小な抵抗を発生させるものの、安定し
て電流損失を極めて小さな状態に保つことができるので
、たとえば４．２にで使用する超電導マグネットへのパ
ワーリードや、超電導ケーブルの使用方法として有用で
あることが明らかとなった。
その他の実施例 前述した実施例では、超電導線材３として、Ｂ１Ｐｂ５
ｒｃａｃｕｏ系の銅被覆線材を用いていたが、酸化物超
電導体として、ＹＢａＣｕＯ系、Ｂ　ｉ　Ｓ　ｒｃａｃ
ｕｏ系、ＴＩＬＢａＣａＣｕＯ系、ＴｉＢａ５　ｒｃａ
ｃｕｏ系、ＴｉＰｂＢａ５　ｒＣａｃｕｏ系、ＴＩＬＰ
ｂＳｒＣａ、ＣｕＯ系など、臨界温度が液体窒素温度を
越える材料を用いてもよく、また、銅被覆線材でなくと
も、スパッタリングなどの物理的成膜法、ＣＶＤ等の化
学的成膜法、一方向凝固法、紡糸法、などで作製した酸
化物超電導体に安定化材を合体あるいは被覆したもので
もよい。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の実施例１を説明するための超電導
導体１を示す断面図である。第２図は、第１図に備える
超電導線材３の拡大断面図である。 第３図は、この発明の実施例２を説明するための超電導
導体８を示す断面図である。 図において、１．８は超電導導体、３は超電導線材、４
は酸化物超電導体、５は銀シース（安定化材）　、６，
７，１０．１１は冷却用空間である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）酸化物超電導導体を超電導状態と常電導状態の遷
    移領域を含む状態で使用することを特徴とする、酸化物
    超電導導体の使用方法。
  2. （２）前記酸化物超電導導体が安定化材を組合わせて使
    用される、請求項１に記載の酸化物超電導導体の使用方
    法。
  3. （３）酸化物超電導導体が、液体冷媒および／またはそ
    の蒸発ガスにより冷却される、請求項１に記載の酸化物
    超電導導体の使用方法。
  4. （４）前記液体冷媒がヘリウムである、請求項３に記載
    の酸化物超電導導体の使用方法。
  5. （５）前記酸化物超電導導体が、イットリウム系、ビス
    マス系またはタリウム系である、請求項１に記載の酸化
    物超電導導体の使用方法。
  6. （６）前記安定化材の少なくとも一部が銀または銀合金
    である、請求項１に記載の酸化物超電導導体の使用方法
    。
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