JPH0346710A - 超電導線の製造方法 - Google Patents
超電導線の製造方法Info
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- JPH0346710A JPH0346710A JP1181918A JP18191889A JPH0346710A JP H0346710 A JPH0346710 A JP H0346710A JP 1181918 A JP1181918 A JP 1181918A JP 18191889 A JP18191889 A JP 18191889A JP H0346710 A JPH0346710 A JP H0346710A
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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
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、電力、通信用ケーブル、マグネット用コイル
等に用いられる超電導線の製造方法に関するものである
。
等に用いられる超電導線の製造方法に関するものである
。
従来、超電導セラミックスファイバ等の超電導線材は、
例えば「銀シースバイブ仲線法」により製造されている
。この方法では、まず原料としてＢｉ Ｏ，５ｒＣＯ
、ＣａＣ０、ＣｕＯ等２３ ３ ３ が秤量、混合された後、予備焼結されて微粉末に粉砕さ
れる。次いでこの原料混合粉末をＡｇ製のパイプに充填
した後、冷間加工を経て伸線され、細径化される。しか
る後、その線材を熱処理することにより、超電導現象を
呈する線材とされている。なお、Ａｇは超電導特性を劣
化させないことが知られている（Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、
Ｌｅｔｔ、５２（１９）、９ Ｍａｙ１９８８）。
例えば「銀シースバイブ仲線法」により製造されている
。この方法では、まず原料としてＢｉ Ｏ，５ｒＣＯ
、ＣａＣ０、ＣｕＯ等２３ ３ ３ が秤量、混合された後、予備焼結されて微粉末に粉砕さ
れる。次いでこの原料混合粉末をＡｇ製のパイプに充填
した後、冷間加工を経て伸線され、細径化される。しか
る後、その線材を熱処理することにより、超電導現象を
呈する線材とされている。なお、Ａｇは超電導特性を劣
化させないことが知られている（Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、
Ｌｅｔｔ、５２（１９）、９ Ｍａｙ１９８８）。
しかしながら、従来の製造方法には以下のような解決す
べき課題かあった。
べき課題かあった。
すなわち、第１に酸化物超電導材料を構成する原料混合
物を粉末状態でバイブに充填して伸線しているため、バ
イブ内部で粉末が途切れることがあり、したがって十分
な細線化ができなかった。
物を粉末状態でバイブに充填して伸線しているため、バ
イブ内部で粉末が途切れることがあり、したがって十分
な細線化ができなかった。
第２に粉末状態で加１４されるため、超電導線材の密度
を上げることが難しかった。第３には、原料混合粉末は
固相反応によって、ｉ！Ｊ整されるので、各構成元素の
反応が不均一になりやすく、このため臨界電流密度（Ｊ
ｃ）等の超電導特性が線材の長手方向でばらつくことが
あった。
を上げることが難しかった。第３には、原料混合粉末は
固相反応によって、ｉ！Ｊ整されるので、各構成元素の
反応が不均一になりやすく、このため臨界電流密度（Ｊ
ｃ）等の超電導特性が線材の長手方向でばらつくことが
あった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者は上記の課題に鑑み、特に超電導線材の均−製
の向上に意を注いで研究を重ねた結果、本発明を完成す
るに至った。
の向上に意を注いで研究を重ねた結果、本発明を完成す
るに至った。
本発明の第１の工程では、酸化物超電導材料の原料粉末
を所定量柱Ｑ混合した後、この混合原料粉末をるつぼに
入れて高温で加熱溶融する。このとき、望ましくはるつ
は中の対流により、または攪はん手段により、液相で十
分に混合して反応させる。しかる後、均一組成となった
溶融物を、披田材となるＡｇ製またはＡｇを含む合金製
で下端を１１したパイプ等の容器に注入して急冷する。
を所定量柱Ｑ混合した後、この混合原料粉末をるつぼに
入れて高温で加熱溶融する。このとき、望ましくはるつ
は中の対流により、または攪はん手段により、液相で十
分に混合して反応させる。しかる後、均一組成となった
溶融物を、披田材となるＡｇ製またはＡｇを含む合金製
で下端を１１したパイプ等の容器に注入して急冷する。
このようにして、非晶質状態（アモルファス状態）とな
った酸化物超電導組成物の周囲をＡｇまたはＡｇを含む
合金で被覆された棒状等の複合母材が作られる。第１図
は、上記工程で作られる複合母材の一例の縦断面図を示
す。
った酸化物超電導組成物の周囲をＡｇまたはＡｇを含む
合金で被覆された棒状等の複合母材が作られる。第１図
は、上記工程で作られる複合母材の一例の縦断面図を示
す。
ここで、酸化物超電導材料としてはＢ Ｉ−３ｒ−Ｃａ
−Ｃｕ−０系のものやＢ ｌ−Ｐ ｂ−５ｒ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−０系のものの他、各種の材料を用いることができる
。
−Ｃｕ−０系のものやＢ ｌ−Ｐ ｂ−５ｒ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−０系のものの他、各種の材料を用いることができる
。
なお、原料に炭酸塩等を使用する場合は、カーボンを除
去するために原料粉末の加熱溶融前に仮焼を行ってもよ
い。
去するために原料粉末の加熱溶融前に仮焼を行ってもよ
い。
本発明の第２の工程では、上記の複合母材に加熱下での
加工が施され、中間線材が形成される。
加工が施され、中間線材が形成される。
この加工は、酸化物超７１導組成物の軟化温度近傍の第
１の温度（Ｔ１）で行われるが、例えばダイスを用いた
押出加圧であってもよく、またダイスを用いた引き抜き
加工であってもよい。この第１の温度（Ｔ１）は、Ｂｌ
系の酸化物超電導材料では３００〜６００℃の範囲が好
適である。押出しないし引き抜き加工をあまり低い温度
で行うと非晶質酸化物超電導組成物の変形が難しくなり
、材料の破断等を生じることがある一方、あまり高温で
行うと酸化物超電導組成物が軟らかくなりすぎて、押出
し等の加工後の形状を維持することが難しいからである
。
１の温度（Ｔ１）で行われるが、例えばダイスを用いた
押出加圧であってもよく、またダイスを用いた引き抜き
加工であってもよい。この第１の温度（Ｔ１）は、Ｂｌ
系の酸化物超電導材料では３００〜６００℃の範囲が好
適である。押出しないし引き抜き加工をあまり低い温度
で行うと非晶質酸化物超電導組成物の変形が難しくなり
、材料の破断等を生じることがある一方、あまり高温で
行うと酸化物超電導組成物が軟らかくなりすぎて、押出
し等の加工後の形状を維持することが難しいからである
。
しかしこうしてｉすられた中間線材は、内部の超電導組
成物がまだ非晶質状態にあるため、超電導特性を示さな
い。
成物がまだ非晶質状態にあるため、超電導特性を示さな
い。
第２図は上記加熱押出加工の一例の模式図である。同図
において複合母材１は、ヒーター加熱電源４と熱電対２
を備える加熱システムにより、所定温度に加熱されたダ
イス３から押出されて細線となり、キャプスタン５、ロ
ーラー６を経て巻取機７に巻取られる。第３図は、第２
図におけるＩ−１矢視線の方向から見た中間線材の断面
図である。
において複合母材１は、ヒーター加熱電源４と熱電対２
を備える加熱システムにより、所定温度に加熱されたダ
イス３から押出されて細線となり、キャプスタン５、ロ
ーラー６を経て巻取機７に巻取られる。第３図は、第２
図におけるＩ−１矢視線の方向から見た中間線材の断面
図である。
本発明の第３の工程では、上記中間線材は、熱処理を施
されて内部に超電導結晶相（超電導特性を示す結晶相）
を析出し、超電導線材になる。この熱処理は、形状保持
の点から前述のＡｇまたはＡｇを含む合金の融点温度よ
り低いことが望ましく、かつ酸化物超電導組成物の融点
より低く軟化点より高い第２の温度（Ｔ２）で、超電導
相析出に必要な時間にわたって行われる。この第２の温
度（Ｔ２）は、Ｂ１系の酸化物超電導材料では８００〜
９００℃の範囲が望ましい。熱処理温度があまり低いと
超電導結晶ト１１の析出が十分に行われず、他ノｊ、あ
まり高温では線Ｈの形状を保つことか難しいからである
。
されて内部に超電導結晶相（超電導特性を示す結晶相）
を析出し、超電導線材になる。この熱処理は、形状保持
の点から前述のＡｇまたはＡｇを含む合金の融点温度よ
り低いことが望ましく、かつ酸化物超電導組成物の融点
より低く軟化点より高い第２の温度（Ｔ２）で、超電導
相析出に必要な時間にわたって行われる。この第２の温
度（Ｔ２）は、Ｂ１系の酸化物超電導材料では８００〜
９００℃の範囲が望ましい。熱処理温度があまり低いと
超電導結晶ト１１の析出が十分に行われず、他ノｊ、あ
まり高温では線Ｈの形状を保つことか難しいからである
。
本発明の第４の工程では、このようにして得られた超電
導線材がさらに圧延機で加圧等により延伸された後、上
記第２の温度（Ｔ２）で熱処理を施される。なお、この
第４の工程は必要回数だけ繰り返し行ってもよい。
導線材がさらに圧延機で加圧等により延伸された後、上
記第２の温度（Ｔ２）で熱処理を施される。なお、この
第４の工程は必要回数だけ繰り返し行ってもよい。
本発明のｆｌＮ？成によれば、まず酸化物超電導線料の
原料が高温で加熱溶融され、かつ必要に応して液…て十
分に混合されるので、溶融物の組成が均一になり、続い
てＡｇまたはＡｇを含む合金のパイプ等に注入される際
、簡単かつ容易に急冷されて非晶質状態となる。このよ
うにして、組成が均一で、かつ加工性、可撓性に優れた
非晶質酸化物超電導組成物を内部にＨする複合母材が作
られる。
原料が高温で加熱溶融され、かつ必要に応して液…て十
分に混合されるので、溶融物の組成が均一になり、続い
てＡｇまたはＡｇを含む合金のパイプ等に注入される際
、簡単かつ容易に急冷されて非晶質状態となる。このよ
うにして、組成が均一で、かつ加工性、可撓性に優れた
非晶質酸化物超電導組成物を内部にＨする複合母材が作
られる。
次いてこの複合母材は、酸化物超電導組成物の軟化温度
近傍の第１の温度（Ｔ１）で加熱されなから押出等の加
工がされて中間線材になるので、その長平方向の組成が
均一になり、かつ理論密度をｆ（ｆｆｉ ’ｊ！ｊ シ
つつ途切れを生じることなく細線化され、しかもその細
線の形状が保たれる。
近傍の第１の温度（Ｔ１）で加熱されなから押出等の加
工がされて中間線材になるので、その長平方向の組成が
均一になり、かつ理論密度をｆ（ｆｆｉ ’ｊ！ｊ シ
つつ途切れを生じることなく細線化され、しかもその細
線の形状が保たれる。
この中間線材は、前記酸化物超電導組成物の融点ｌ温度
より低い第２の温度（Ｔ２）で熱処理を施されるので、
細線の形状を保持したまま内部に超電導結晶相を析出し
て、超電導特性を示す酸化物超電導線材になる。
より低い第２の温度（Ｔ２）で熱処理を施されるので、
細線の形状を保持したまま内部に超電導結晶相を析出し
て、超電導特性を示す酸化物超電導線材になる。
このようにして得られた超電導線材は、さらに圧延機等
で加圧延伸される。ここで、ビスマス系の＋］料は結晶
のへき開性が高いので、延伸時に線材に加えられる側圧
によって結晶の配向性が高まる。その後、前述の第２の
温度で熱処理を施すことを１回以上繰り返して仕上げら
れるので、超電導結晶相の通電方向への配向性が十分に
高められ、長平方向に高い臨界電流密度（Ｊｃ ）を安
定して；ｊマす超１−ｈ導線が得られる。
で加圧延伸される。ここで、ビスマス系の＋］料は結晶
のへき開性が高いので、延伸時に線材に加えられる側圧
によって結晶の配向性が高まる。その後、前述の第２の
温度で熱処理を施すことを１回以上繰り返して仕上げら
れるので、超電導結晶相の通電方向への配向性が十分に
高められ、長平方向に高い臨界電流密度（Ｊｃ ）を安
定して；ｊマす超１−ｈ導線が得られる。
次に、本発明者が一実施例として行った具体的な実験例
を説明する。
を説明する。
まず、表１の組成比で原料粉末を秤皿混合し、白金るつ
ぼ内で、１１５０℃で４０分溶融した。
ぼ内で、１１５０℃で４０分溶融した。
表 １
次に、外径１２ ｍｍ、内径１０市、長さ１２ｃｍの１
１端を封じたＡｇのパイプに融液を流し込んだ。
１端を封じたＡｇのパイプに融液を流し込んだ。
このようにして得られたｈ Ｑ母材に４３０℃で加熱さ
れたダイスで押出加工を施し、外径２ ｍｍの線材１０
ｍを１１ｔた。この線材を電気炉に入れ８４０℃で１４
０時間熱処理して超電導化した。さらにこの線÷４を外
径４４のローラーを有する圧延機で圧延した後、電気炉
に入れ８４０℃５０時間熱処理する工程を、それぞれ２
度繰り返した。
れたダイスで押出加工を施し、外径２ ｍｍの線材１０
ｍを１１ｔた。この線材を電気炉に入れ８４０℃で１４
０時間熱処理して超電導化した。さらにこの線÷４を外
径４４のローラーを有する圧延機で圧延した後、電気炉
に入れ８４０℃５０時間熱処理する工程を、それぞれ２
度繰り返した。
こうして得られた線材の超電導特性を、公知の４端子法
により４−１定したところ、臨界温度（Ｔｃ ）は１０
１ Ｋ、臨界電流密度（Ｊｃ ）は７０００Ａ／ｅＪ（
７７Ｋ）であった、 また、このファイバを１ｍおきにカットし、断面を顕微
鏡で観察したところ、隙間、気孔等は見られず、超電導
部分は板状結晶が層状に積み重なったち密な組織を有し
ており、その超電導部分の厚みおよび幅は全長にわたっ
て均一であり、同＋Ｉに超電導特性も長平方向で均一で
あった。
により４−１定したところ、臨界温度（Ｔｃ ）は１０
１ Ｋ、臨界電流密度（Ｊｃ ）は７０００Ａ／ｅＪ（
７７Ｋ）であった、 また、このファイバを１ｍおきにカットし、断面を顕微
鏡で観察したところ、隙間、気孔等は見られず、超電導
部分は板状結晶が層状に積み重なったち密な組織を有し
ており、その超電導部分の厚みおよび幅は全長にわたっ
て均一であり、同＋Ｉに超電導特性も長平方向で均一で
あった。
本発明によれば、原料を加熱溶融し、ＡｇまたはＡｇを
食む合金のパイプ等に注入することによって、非晶質酸
化物超電導組成物を内部にＨする腹へ母材が容易に作製
される。この複合母材は組成が均一で、かつ加工性に優
れるので、非晶質酸化物超電導組成物が軟化した状態で
押出等の加工を施すことによって、理論密度を維持しつ
つ途切れを生じることなく連続的に細線化され、所望の
外径に線材化される。このようにして得られた中間線材
に熱処理を施して超電導化し、さらに延伸、熱処理の工
程を加えることによって、長平方向に高い臨界電流密度
（Ｊｃ）を安定して示す超電導線かｊｌ）られる。
食む合金のパイプ等に注入することによって、非晶質酸
化物超電導組成物を内部にＨする腹へ母材が容易に作製
される。この複合母材は組成が均一で、かつ加工性に優
れるので、非晶質酸化物超電導組成物が軟化した状態で
押出等の加工を施すことによって、理論密度を維持しつ
つ途切れを生じることなく連続的に細線化され、所望の
外径に線材化される。このようにして得られた中間線材
に熱処理を施して超電導化し、さらに延伸、熱処理の工
程を加えることによって、長平方向に高い臨界電流密度
（Ｊｃ）を安定して示す超電導線かｊｌ）られる。
以上の工程を経て得られる超電導線は、Ａｇを被覆した
構造とすることによって、機械的強度が向上すると共に
、優れた電流バイパス性と放熱性を有し、超電導状態を
安定に保つことができる。
構造とすることによって、機械的強度が向上すると共に
、優れた電流バイパス性と放熱性を有し、超電導状態を
安定に保つことができる。
また、本発明によれば、酸化物超電導線材を従来の金属
超電導線材と同様に極細多芯構造として、電力、通信用
ケーブル、マグネット用コイル等に好適に利用すること
ができる。
超電導線材と同様に極細多芯構造として、電力、通信用
ケーブル、マグネット用コイル等に好適に利用すること
ができる。
第１図は複合母材の断面図、第２図は加熱押出加圧の模
式図、第３図は加熱押出加工された中間線材の断面図で
ある。 １・・・複合母材、２・・・熱電対、３・・・ダイス、
４・・・ヒーター加熱電源、５・・・キャプスタン、６
・・・ローラー ７・・・巻取機、Ａ・・・Ａｇ外層、
Ｂ・・・非晶質酸化物超電導組成物。
式図、第３図は加熱押出加工された中間線材の断面図で
ある。 １・・・複合母材、２・・・熱電対、３・・・ダイス、
４・・・ヒーター加熱電源、５・・・キャプスタン、６
・・・ローラー ７・・・巻取機、Ａ・・・Ａｇ外層、
Ｂ・・・非晶質酸化物超電導組成物。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、酸化物超電導線材の原料を高温で加熱溶融し、該溶
融物を銀（Ａｇ）またはＡｇを含む合金製の容器に注入
し、非晶質状態の酸化物超電導組成物を当該容器の内部
に有する複合母材を作る第１の工程と、 前記複合母材に、前記酸化物超電導組成物の軟化温度近
傍の第１の温度で加工を施して細径化し、中間線材を作
る第２の工程と、 前記中間線材に、前記酸化物超電導組成物の融点温度よ
り低い第２の温度で熱処理を施し、超電導結晶相を析出
させる第３の工程と、 前記熱処理を施された線材に、圧延加工と、これに続く
前記第２の温度における熱処理とを、それぞれ少なくと
も１回は施す第４の工程と、を含むことを特徴とする超
電導線の製造方法。 ２、前記酸化物超電導組成物はビスマス（Ｂｉ）を含み
、前記第１の温度は３００〜６００℃であり、前記第２
の温度は８００〜９００℃であることを特徴とする請求
項１記載の超電導線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1181918A JPH0346710A (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1181918A JPH0346710A (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 超電導線の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0346710A true JPH0346710A (ja) | 1991-02-28 |
Family
ID=16109188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1181918A Pending JPH0346710A (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0346710A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0611878U (ja) * | 1992-07-07 | 1994-02-15 | ヤマト科学株式会社 | 回転式洗浄ノズル |
| JPH0721855A (ja) * | 1991-12-09 | 1995-01-24 | Chubu Electric Power Co Inc | 複合超伝導体の製造方法 |
| JPH07208629A (ja) * | 1994-01-15 | 1995-08-11 | Fichtel & Sachs Ag | 弁操作装置 |
| US5583094A (en) * | 1993-09-29 | 1996-12-10 | Chubu Electric Power Company, Inc. | "Method for preparing hollow oxide superconductors" |
-
1989
- 1989-07-14 JP JP1181918A patent/JPH0346710A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0721855A (ja) * | 1991-12-09 | 1995-01-24 | Chubu Electric Power Co Inc | 複合超伝導体の製造方法 |
| JPH0611878U (ja) * | 1992-07-07 | 1994-02-15 | ヤマト科学株式会社 | 回転式洗浄ノズル |
| US5583094A (en) * | 1993-09-29 | 1996-12-10 | Chubu Electric Power Company, Inc. | "Method for preparing hollow oxide superconductors" |
| JPH07208629A (ja) * | 1994-01-15 | 1995-08-11 | Fichtel & Sachs Ag | 弁操作装置 |
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