JPH0353415A - 超電導線材 - Google Patents
超電導線材Info
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- JPH0353415A JPH0353415A JP1188597A JP18859789A JPH0353415A JP H0353415 A JPH0353415 A JP H0353415A JP 1188597 A JP1188597 A JP 1188597A JP 18859789 A JP18859789 A JP 18859789A JP H0353415 A JPH0353415 A JP H0353415A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/20—Permanent superconducting devices
- H10N60/203—Permanent superconducting devices comprising high-Tc ceramic materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
- H10N60/0801—Manufacture or treatment of filaments or composite wires
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- 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］
この発明は、たとえば超電導マグネットへの通電リード
などに用いることのできる超電導線材に関するものであ
る。
などに用いることのできる超電導線材に関するものであ
る。
［従来の技術コ
従来から、４．２Ｋで用いる超電導マグネットへの通電
リードには、銅パイブなどの銅を主体とするリードが用
いられている。このような通電リードは、常温域から戚
体ヘリウム温度域へ電流を通電する役割を果たすのであ
る。しかしながら、このような通電リードにおいては、
銅の比抵抗による発熱を避けることができず、通電ＩＬ
’ｊにおいて多くのヘリウムが消費されるという欠点が
あった。
リードには、銅パイブなどの銅を主体とするリードが用
いられている。このような通電リードは、常温域から戚
体ヘリウム温度域へ電流を通電する役割を果たすのであ
る。しかしながら、このような通電リードにおいては、
銅の比抵抗による発熱を避けることができず、通電ＩＬ
’ｊにおいて多くのヘリウムが消費されるという欠点が
あった。
このような問題を解決するため、通電リードに高温で超
電導性を示す酸化物超電導体を使用し、通電時の発熱を
抑制することが考えられる。
電導性を示す酸化物超電導体を使用し、通電時の発熱を
抑制することが考えられる。
［発明が解決しようとする課′ＸＪ］
しかしながら、このように酸化物超電導体を通電リード
に用いて通電時の発熱を抑制したとしても、非通電時に
おける常温域から液体ヘリウム温度域への熱伝導による
ヘリウムの消費が問題となる。
に用いて通電時の発熱を抑制したとしても、非通電時に
おける常温域から液体ヘリウム温度域への熱伝導による
ヘリウムの消費が問題となる。
この発明の目的は、たとえば電流リードに用いた場合、
液体ヘリウムの消費量を少なくすることのできる超電導
線材を提供することにある。
液体ヘリウムの消費量を少なくすることのできる超電導
線材を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
この発明の超電導線材では、酸化物ｔＢ電導体のまわり
に金属廣を配置させ、酸化物超電導体の断面積に対する
金属層の断面積の比率（以下「金属比」という）を、０
．２以上１．０以下としたことを特徴としている。
に金属廣を配置させ、酸化物超電導体の断面積に対する
金属層の断面積の比率（以下「金属比」という）を、０
．２以上１．０以下としたことを特徴としている。
この発明において、企属比を０．２以上としているのは
、０．２未満になると超電導線４＝Ｉの型性加Ｔが困難
となり実用的でないからである。また、この発明におい
て金属比を１．０以下としているのは、金属比が１．
０を越えると、金属層を介して伝達される熱の量が大
きくなり、この発明の目的が達成されなくなるからであ
る。
、０．２未満になると超電導線４＝Ｉの型性加Ｔが困難
となり実用的でないからである。また、この発明におい
て金属比を１．０以下としているのは、金属比が１．
０を越えると、金属層を介して伝達される熱の量が大
きくなり、この発明の目的が達成されなくなるからであ
る。
酸化物超電導体のまわりに金属層を配置させた超電導線
材は、たとえば金属バイブ内に酸化物超電導体の原料粉
末を充填し、これに塑性加工と凸処理を施すことによっ
て製造することができる。
材は、たとえば金属バイブ内に酸化物超電導体の原料粉
末を充填し、これに塑性加工と凸処理を施すことによっ
て製造することができる。
このような製造方法において、金属比をこの発明で規定
する値にするためには、金屈バイブの外径および内径等
を適宜選択する必要がある。また、金属比がこの発明で
規定する値よりも大きな場合には、金属層の部分をエッ
チング等により部分的に除去して、この発明において規
定される範囲１ノ１の金属比とすることもできる。
する値にするためには、金屈バイブの外径および内径等
を適宜選択する必要がある。また、金属比がこの発明で
規定する値よりも大きな場合には、金属層の部分をエッ
チング等により部分的に除去して、この発明において規
定される範囲１ノ１の金属比とすることもできる。
この発明で用いられる酸化物超電導体は、特に限定され
るものではないが、たとえば、Ｂｉ，Ｐｂ，Ｓｒ，Ｃａ
，ＣｕおよびＯを構成元素とするビスマス系超電導体が
用いられる。
るものではないが、たとえば、Ｂｉ，Ｐｂ，Ｓｒ，Ｃａ
，ＣｕおよびＯを構成元素とするビスマス系超電導体が
用いられる。
このようなビスマス系超電導体としては、たとえばＢ
ｉａ Ｐｂｂ Ｓｒｃ Ｃ ａ ａ Ｃ ｕ ｃ （
ここで、ａ＋ｂ：ｃ：ｄ：ｅ−１．７〜２．８＋１．７
〜２．５：１．７〜２．８：３）の組成比を有する酸化
物超電導体が知られている。
ｉａ Ｐｂｂ Ｓｒｃ Ｃ ａ ａ Ｃ ｕ ｃ （
ここで、ａ＋ｂ：ｃ：ｄ：ｅ−１．７〜２．８＋１．７
〜２．５：１．７〜２．８：３）の組成比を有する酸化
物超電導体が知られている。
この発明の超電導線材は、たとえば金属バイブ内に酸化
物超電導体の原料粉末を充填し、これを塑性加工と熱処
理を施すことによって線材化する方法により製遣するこ
とができるが、この原料粉末を製造するための熱処理は
、大気の減圧雰囲気中で行なうことが好ましい。
物超電導体の原料粉末を充填し、これを塑性加工と熱処
理を施すことによって線材化する方法により製遣するこ
とができるが、この原料粉末を製造するための熱処理は
、大気の減圧雰囲気中で行なうことが好ましい。
また、塑性加工と熱処理は、線材の形態で２回以上繰返
されることが好ましい。
されることが好ましい。
酸化物超電導体としてビスマス系超電導材を用いる場合
には、金属層は銀または銀合金からなることが好ましい
。
には、金属層は銀または銀合金からなることが好ましい
。
［作用］
第１図は、この発明の一丈施例を示す縦断面図であり、
第２図は横断面図である。第１図および第２図に示すよ
うに、酸化物超電導体１のまわりには金属層２が設けら
れており、酸化物超電導体１の断面積に対する金属層２
の断而積の比率、すなわち金属比は０．２以上１．０以
下にされている。
第２図は横断面図である。第１図および第２図に示すよ
うに、酸化物超電導体１のまわりには金属層２が設けら
れており、酸化物超電導体１の断面積に対する金属層２
の断而積の比率、すなわち金属比は０．２以上１．０以
下にされている。
第３図は従来の超電導線材の一例を示す縦断而図であり
、第４図は横断面図である。第３園および第４図に示す
ように、従来の超電導線材においては、酸化物超電導体
１の断面積に対する金属層２の断面積の比率は１，０を
越えている。
、第４図は横断面図である。第３園および第４図に示す
ように、従来の超電導線材においては、酸化物超電導体
１の断面積に対する金属層２の断面積の比率は１，０を
越えている。
第１図および第２図に示すように、この発明においては
金属比が小さく、金属層の断面積の比率か酸化物超電導
体の断面積に比べて小さいので、この金属層を伝達して
冷却媒体中に進入する熱が少なくなる。このため、液体
ヘリウムなどの冷却媒体の泪費全を少なくすることがで
きる。
金属比が小さく、金属層の断面積の比率か酸化物超電導
体の断面積に比べて小さいので、この金属層を伝達して
冷却媒体中に進入する熱が少なくなる。このため、液体
ヘリウムなどの冷却媒体の泪費全を少なくすることがで
きる。
［丈施例］
原料粉末として、Ｂ ｉ２ ０３ 、ＰｂＯ，Ｓ ｒＣ
０ ３ 、Ｃ ａ Ｃ ０ ３およびＣｕＯを川い、Ｂ
ａ：Ｐｂ：ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ−１． ８：０． ４
：２：２．２＝３の組成比となるように原料粉末を混合
し、これらの粉末を大気中で７５０℃〜８５０℃で２回
焼粘した後、ＩＴｏｒｒの大気の減圧下で７６０℃の焼
結を行なった。この焼結後の粉末を表１に示す寸法形状
の銀パイプ中にそれぞれ充填した後、直径２ｍｍまで仲
線し、次に厚み０． ７ｍｍにまで圧延した後、８４
５℃Ｘ５０時間で焼結させ、その後さらに冷間圧延した
後、８４０″ＣＸＳ０時間で焼結した。
０ ３ 、Ｃ ａ Ｃ ０ ３およびＣｕＯを川い、Ｂ
ａ：Ｐｂ：ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ−１． ８：０． ４
：２：２．２＝３の組成比となるように原料粉末を混合
し、これらの粉末を大気中で７５０℃〜８５０℃で２回
焼粘した後、ＩＴｏｒｒの大気の減圧下で７６０℃の焼
結を行なった。この焼結後の粉末を表１に示す寸法形状
の銀パイプ中にそれぞれ充填した後、直径２ｍｍまで仲
線し、次に厚み０． ７ｍｍにまで圧延した後、８４
５℃Ｘ５０時間で焼結させ、その後さらに冷間圧延した
後、８４０″ＣＸＳ０時間で焼結した。
得られた線材は、表１に示すような金属比および臨界電
流密度を何していた。なお、比較例５のものは塑性加二
［することができなかった。
流密度を何していた。なお、比較例５のものは塑性加二
［することができなかった。
次に、得られた超電導線材を通電リードとして用いる丈
験を行なった。第５図は、このようにして得られた超電
４線材を通電リードとして用いたときの液体ヘリウム消
費量を７１ｌｌ１定するための装置を示す断市図である
。第５図を参照して、容器であるタライオスタット１０
の下方部には、液体ヘリウム１１が入れられており、こ
の液体ヘリウム１１には金属系超電導線ｌ２が浸漬され
ている。
験を行なった。第５図は、このようにして得られた超電
４線材を通電リードとして用いたときの液体ヘリウム消
費量を７１ｌｌ１定するための装置を示す断市図である
。第５図を参照して、容器であるタライオスタット１０
の下方部には、液体ヘリウム１１が入れられており、こ
の液体ヘリウム１１には金属系超電導線ｌ２が浸漬され
ている。
この金属系超電導線１２の両端には、上述の実施例によ
り得られた酸化物超電導線材１３が接続されており、そ
れぞれの酸化物超電導線材１３の上方端には、銅パイブ
１５が接続されている。この２本の銅パイブ１５は、ク
ライオスタント１０の上方から室温である外部に突き出
ている。クライオスタット１０の上方には蓋２２が取付
けられている。また、クライオスタット１０の上方には
、熱を遮蔽するための４枚のＦＲＰ板１７，１８．１９
および２０が並べて設けられている。銅バイプ１５は、
これらのＦＲＰ板を突き抜けてタライオスタット１０の
外部に突き出ている。
り得られた酸化物超電導線材１３が接続されており、そ
れぞれの酸化物超電導線材１３の上方端には、銅パイブ
１５が接続されている。この２本の銅パイブ１５は、ク
ライオスタント１０の上方から室温である外部に突き出
ている。クライオスタット１０の上方には蓋２２が取付
けられている。また、クライオスタット１０の上方には
、熱を遮蔽するための４枚のＦＲＰ板１７，１８．１９
および２０が並べて設けられている。銅バイプ１５は、
これらのＦＲＰ板を突き抜けてタライオスタット１０の
外部に突き出ている。
第６図は、第５図に示す装置における銅パイブ１５と酸
化物超電導線材１３との接続部分を示す断面図である。
化物超電導線材１３との接続部分を示す断面図である。
第６図を参照して、銅パイブ１５の下方端内側には雌ね
じが形成され、この雌ねじに、ＦＲＰバイブ１４のバイ
ブに形成された雄ねじが咲められている。このＦＲＰバ
イプ１４のまわりにテープ状の酸化物超電導線材１３が
取付けられている。この酸化物超竃導線材１３は半田１
６により銅バイブ１５と電気的に接続されている。
じが形成され、この雌ねじに、ＦＲＰバイブ１４のバイ
ブに形成された雄ねじが咲められている。このＦＲＰバ
イプ１４のまわりにテープ状の酸化物超電導線材１３が
取付けられている。この酸化物超竃導線材１３は半田１
６により銅バイブ１５と電気的に接続されている。
第７図は、第５図に示す装置における酸化物超電導線材
］３と金属系超電導線１２との接続部分を示す断面図で
ある。第７図を参照して、ＦＲＰパイブ１４の外周に沿
って取付けられている酸化物超電導線材１３には、金属
系超電導線１２の端部が半川２１により取付けられてい
る。この半田２１により、酸化物超電導線材１３と金属
系超電導線１２とが電気的に接続されている。
］３と金属系超電導線１２との接続部分を示す断面図で
ある。第７図を参照して、ＦＲＰパイブ１４の外周に沿
って取付けられている酸化物超電導線材１３には、金属
系超電導線１２の端部が半川２１により取付けられてい
る。この半田２１により、酸化物超電導線材１３と金属
系超電導線１２とが電気的に接続されている。
なお、酸化物超電導線材１３は、その臨界電流がＩＯＯ
ＯＡとなるようにＦＲＰパイプ１４のまわりに複数本取
付けられる。第５図に示すような装置において、酸化物
超電導線材１３が位置する領域の温度は、８ ０ Ｋ以
ドの温度となる。
ＯＡとなるようにＦＲＰパイプ１４のまわりに複数本取
付けられる。第５図に示すような装置において、酸化物
超電導線材１３が位置する領域の温度は、８ ０ Ｋ以
ドの温度となる。
第５図に示すような装置を用いて表１に示す実施例１お
よび２ならびに比較例３および４を通電リードとして用
いた場合の肢体ヘリウムの消費量をＩｉｐ＋定した。電
流は５００Ａ通電して４−１定した。
よび２ならびに比較例３および４を通電リードとして用
いた場合の肢体ヘリウムの消費量をＩｉｐ＋定した。電
流は５００Ａ通電して４−１定した。
このとき、酸化物超屯導線｛イの集合体の長さを５ＯＣ
ｍとし、臨昇電流密度は電圧端子間４０ｃｍで１μＶの
電圧発生で定義し、液体ヘリウム消費瓜は、従来の通電
リードである銅バイブに１５００Ａ／ｃｍ２の電流密度
で５０ＯＡ通電した際の液体ヘリウム消費量を１とした
ときの相対比で表わした。なお、金属系超電導線１２の
臨界電流密度は３０００００Ａ／ｃｍ２である。
ｍとし、臨昇電流密度は電圧端子間４０ｃｍで１μＶの
電圧発生で定義し、液体ヘリウム消費瓜は、従来の通電
リードである銅バイブに１５００Ａ／ｃｍ２の電流密度
で５０ＯＡ通電した際の液体ヘリウム消費量を１とした
ときの相対比で表わした。なお、金属系超電導線１２の
臨界電流密度は３０００００Ａ／ｃｍ２である。
（以下余白）
表
１
表１の測定桔果から明らかなように、この発明に従う失
施例１および２の超電導線材を用いた場合、従来の比較
例３および４よりもはるかに少ない肢体ヘリウム消＊ｍ
となる。
施例１および２の超電導線材を用いた場合、従来の比較
例３および４よりもはるかに少ない肢体ヘリウム消＊ｍ
となる。
［発明の効果］
以上説明したように、この発明によれば、金属層の断面
積の比率を所定の値にすることにより、この金属層を通
り伝達される熱の量を少なくして、熱伝動による肢体ヘ
リウムの消費量の低減を図ることができる。
積の比率を所定の値にすることにより、この金属層を通
り伝達される熱の量を少なくして、熱伝動による肢体ヘ
リウムの消費量の低減を図ることができる。
４，図面のｉｎ ｒａｔな説明
第１図は、この発明の一実胞例を示す縦断面図である。
第２図は、この発明の一実胞例を示す横断面図である。
第３図は、従来の一例を示す縦断面図である。
第４図は、従来の一例を示す横断面図である。
第５図は、この発明に従い作製された酸化物超電４線材
を通電リードとして用いたときの液体ヘリウム泪費量を
測定するための装置を示す断面図である。
を通電リードとして用いたときの液体ヘリウム泪費量を
測定するための装置を示す断面図である。
第６図は、第５図に示す装置における銅バイブと酸化物
超電導線材との接続部分を示す断面図である。
超電導線材との接続部分を示す断面図である。
第７図は、第５図に示す装置における酸化物超電導線材
と金属系超電導線との接続部分を示す断面図である。
と金属系超電導線との接続部分を示す断面図である。
図において、１は酸化物超電導体、２は金属層を示す。
第
！
図
第３図
第２図
第４図
第５図
第
６
図
第７図
Claims (7)
- （１）酸化物超電導体のまわりに金属層を配置した超電
導線材において、 前記酸化物超電導体の断面積に対する前記金属層の断面
積の比率を０．２以上１．０以下としたことを特徴とす
る、超電導線材。 - （２）前記酸化物超電導体が、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｓｒ、Ｃａ
、ＣｕおよびＯを構成元素とするビスマス系超電導体で
ある、請求項１記載の超電導線材。 - （３）前記ビスマス系超電導体がＢｉ＿ａＰｂ＿ｂＳｒ
＿ｃＣａ＿ｄＣｕ＿ｃ（ここで、ａ＋ｂ：ｃ：ｄ：ｅ＝
１．７〜２．８：１．７〜２．５：１．７〜２．８：３
）で示される組成比を有する、請求項２記載の超電導線
材。 - （４）金属パイプ内に酸化物超電導体の原料粉末を充填
し、これに塑性加工と熱処理を施すことによって酸化物
超電導体のまわりに金属層を配置させた、請求項１記載
の超電導線材。 - （５）前記熱処理が大気の減圧雰囲気で行なわれる焼結
である、請求項４記載の超電導線材。 - （６）前記塑性加工と熱処理が線材の形態で２回以上繰
返される、請求項４記載の超電導線材。 - （７）前記金属層が銀または銀合金からなる、請求項１
記載の超電導線材。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1188597A JPH0353415A (ja) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | 超電導線材 |
| EP19930103501 EP0549567A3 (en) | 1989-07-19 | 1990-07-16 | Superconducting wire |
| EP90113620A EP0409150B1 (en) | 1989-07-19 | 1990-07-16 | Superconducting wire |
| DE69013253T DE69013253T2 (de) | 1989-07-19 | 1990-07-16 | Supraleitender Draht. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1188597A JPH0353415A (ja) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | 超電導線材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0353415A true JPH0353415A (ja) | 1991-03-07 |
Family
ID=16226443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1188597A Pending JPH0353415A (ja) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | 超電導線材 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (2) | EP0549567A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0353415A (ja) |
| DE (1) | DE69013253T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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