JPH03241722A - 酸化物系超電導コイルの製造方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、中間加圧処理が必要な酸化物系超電導材料を
用いたコイルの製造方法に関する。

（従来の技術） 従来、超電導材料をコイル化する場合は、巻枠に線材を
巻いた後焼成するワインドアンドリアクト法による方法
が行なわれている。このコイル線材にビスマス系超電導
体のような酸化物系超電導体を使用する場合、高い臨界
電流密度を得るには、−度熱処理を施した後、加圧処理
を行い、さらに熱処理を施す中間加圧工程を行なうこと
が望ましい。

ビスマス系酸化物超電導体は、一般に、第２図に示すよ
うな工程で製造される。Ｂｉ２Ｏ３、ＰｂＯ１ＳｒＣ０
３、ＣａＣＯ３、およびＣｕＯのビスマス系酸化物超電
導原材料を混合し、仮焼、粉砕、成形、焼成、中間加圧
、焼成の各工程を経てバルクの酸化物系超電導体を得る
。線材を得る場合は、前記の成形工程のかわりに、パイ
プ充填、線引き、圧延という工程を経た後に焼成、中間
加圧、焼成という工程により製造する。ビスマス系超電
導体の製造で特徴的なことは、焼成後中間加圧を行い、
その後更に焼成を行うことである。この焼成、中間加圧
工程を１〜数回繰り返すことにより超電導体の緻密化が
行われ、結晶の配向性が向上するなどのために材料特性
が格段に向上するようになる。

例えば、線材については、焼成後、中間加圧を行なった
後、更に焼成を行なう方法で製造することにより、臨界
電流密度が２万Ａ／ｃｍ２を超える酸化物系超電導線材
も作ることができる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のビスマス系超電導材料のように、中間加圧が必要
な酸化物系超電導線材をコイル化する場合、超電導線材
をコイルに巻いてから熱処理する方法で行なわれるが、
焼成によりコイルに弛みが生じるため、コイルを形成す
る線材に均質な加圧を行うことが困難であった。

本発明は酸化物系超電導線材を用いてコイルを製作する
際に、加圧体を用いてコイル焼成時に発生する弛みを防
止するとともにコイルへの加圧を行い、特性向上をはか
ることを目的とするものである。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために、酸化物系超電導線材を用
いたコイルの焼成温度で焼結反応を起して収縮し、かつ
焼結後の材料の線膨張係数が巻枠の熱膨張係数よりも大
きい材料からなる加圧体を、巻枠に超電導線材を巻き付
けたコイルの外側に配置し、これを焼成処理する。焼成
時には加圧体の焼結収縮によりコイルは加圧され、冷却
時には巻枠と加圧体の線膨脹係数の差から加圧される。

この処理中、加圧状態が続くのでコイルの弛みも防止さ
れる。

（作用） 以下、本発明の製造方法を図面に基づいて説明する。第
１図は本発明の製造方法の説明図である。

（ａ）に示すように、巻枠１にビスマス系超電導体の線
材２を巻き付けたコイルに対して、ビスマス系超電導体
の焼成温度で焼結が行われ、かつ焼結後の状態で巻き枠
よりも熱膨張係数の大きくなる材料を用いた加圧体Ｓを
コイルの外周部に配置する。このとき、加圧体３の内径
りはコイルの外径ｄより大きく、加圧体Ｓと線材２のあ
いだには僅かな間隙がある。

（ｂ）は焼成温度付近における状態を示す。昇温にとも
ない、コイルの外径は熱膨張してｄ＋Δ　３− 　− ｄに拡径する。これに対し、加圧体３は焼結が進み、収
縮する。加圧体３の内径り一ΔＤはコイルの外径ｄ＋Δ
ｄと等しくなるまで収縮する。この結果、加圧体Ｓとコ
イルの線材２は密着する。

（ｃ）は焼成後の冷却時の状態を示す。加圧体Ｓと巻枠
１は焼成時に密着した状態より冷却するにつれて加圧体
３の方が収縮が大きいため、常に加圧体Ｓがコイルを加
圧、密着した状態で冷却する。密着状態を保ったまま冷
却されるので、図の加圧体の内径Ｄ−ΔＤ′はコイルの
外径ｄ−Δｄに等しい。

このようにコイルの焼成温度で焼結反応を生じて収縮し
、かつ巻枠よりも熱膨張係数の大きい材料を用いること
により、比較的簡単に目的とするコイルの弛み防止と加
圧を行うことができる。

本発明で使用する加圧体の例としては、ムライト系材料
（３Ａ１２０３１１２８１０ｚ）にＣａ　Ｏ５ＮａｚＯ
を添加したものがある。巻枠の例としては、コージュラ
イトのように熱膨張係数の非常に小さいものを用いれば
加圧体との収縮差が大となり加圧力も大きくなるので望
ましい。このほかにも、コイルの焼成温度で焼結反応を
生じて収縮し、焼結後が巻枠よりも熱膨張係数の大きい
材料という条件をみたすものであれば使用可能である。

（応用分野） 本発明の製造方法はコイルの製造のほかに、バルクや、
超電導円筒体の製造にも応用することができる。

［発明の効果コ 本発明では、焼成時に収縮する材料を加圧体として用い
ることにより、コイルの弛みが防止できるようになった
結果、均質な加圧が可能となった。

また冷却時にはそのままの状態で連続的に加圧を行うこ
とができるようになったため、焼成と加圧工程が別な場
合のような煩雑さがなくり、比較的簡単に目的とするコ
イルの弛み防止と加圧を行うことができる。また、焼成
により焼結反応を起こして収縮するため加圧体の収縮量
が大きいことから、焼成前の状態で加圧体を大きくでき
るためコイルの外周部に配置するのが容易に行えるなど
の特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法の説明図、第２図はビスマス
系超電導材料の製造方法を示す図である。 １・・・巻枠、２・・・線材、Ｓ・・・加圧体。 　７− （線材） （バルク） 第２図 １１８−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化物系超電導コイルの製造方法において、コイ
   ル線材の焼成温度で焼結反応を起して収縮し、かつ焼結
   後の材料の線膨張係数が巻枠の熱膨張係数よりも大きい
   セラミックス材料からなる加圧体を、巻枠に超電導線材
   を巻き付けたコイルの外側に配置し、これを焼成処理す
   ることを特徴とする酸化物系超電導コイルの焼成方法。