JPH0371516A - セラミックス超電導々体及びその製造方法 - Google Patents

セラミックス超電導々体及びその製造方法

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JPH0371516A
JPH0371516A JP1206291A JP20629189A JPH0371516A JP H0371516 A JPH0371516 A JP H0371516A JP 1206291 A JP1206291 A JP 1206291A JP 20629189 A JP20629189 A JP 20629189A JP H0371516 A JPH0371516 A JP H0371516A
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JP
Japan
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metal layer
ceramic superconductor
conductivity
highly conductive
low conductivity
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Pending
Application number
JP1206291A
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English (en)
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Shoji Shiga
志賀 章二
Naoki Uno
直樹 宇野
Sukeyuki Kikuchi
菊地 祐行
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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  • Electroplating Methods And Accessories (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電線、ケーブル、コイル巻線、電磁気シール
ド体等に用いられる、特に交流損失の小さいセラミック
ス超電導々体及びその製造方法に関する。
〔従来の技術) 近年、YBazCusOt−y 、B itS rtc
a*−+Cu、10m 、TfsBazcaa−+Cu
n○x  (m−1,2,n=1.2,3.4.−5.
 ・=)、(Nd+−1ce、I)zcuo4−y等の
化学式で示される種々系のセラミックス超電導体が開発
され、その臨界温度(’rc)は、125Kにまで達し
ている。
ところでこれらのセラミックス超電導体は加工性に劣る
為、セラミックス超電導体又はその前駆物質の粉体を金
属製管等に充填して伸延加工し、この伸延加工材に所定
の加熱処理を施して、例えば第6図にその断面図を示し
たようなセラミックス超電導素材1の外周に高導電性金
[1!2を設けたセラミックス超電導々体となして用い
られている。
ところで上記セラミックス超電導々体の高導電性金属管
は、通電中セラミックス超電導体層中におきる磁束の急
激な移動、即ちflux jumpに伴う発熱のヒート
シンク並びに電流のバイパスとしての作用をなすもので
、その材料には熱及び電気伝導性に優れたAgやC’u
等の高導電性金属が用いられている。
又このAgやCu等の高導電性金属層は、上記作用の他
にセラミックス超電導体を外気の有害物質から保護する
作用及び機械的に補強する作用を果たすものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記AgやCu等の高導電性金属層を外
周に設けたセラミックス超電導々体は、交流を通電する
と上記金属層にうず電流が発生して多大な交流損失を惹
起するという問題があった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明はかかる状況に鑑み鋭意研究を行った結果、セラ
ミックス超電導体層の外周に高導電性金属層を設けたセ
ラミックス超電導々体の上記金属層の一部を低導電率化
せしめることにより、セラミックス超電導々体の交流損
失が著しく低減することを知見し、更に研究を進めて本
発明を充放させるに到ったものである。
即ち請求項1の発明は、セラミックス超電導体の外周に
高導電性金属層を設けたセラミックス超電導々体であっ
て、上記金属層の一部に電気伝導度の低い部位を形成し
たことを特徴とするセラミックス超電導々体である。
本発明導体は、外周に高導電性金属層を設けたセラミッ
クス超電導々体の上記金属層の一部に導電性の低い部位
を形成して、交流通電時に上記金属層に発生するうず電
流のループを上記低導電性部位にて遮断して交流損失量
を低減するようにしたものである。
本発明導体において、金属層には熱及び電気伝導性の良
好なAg、Cu等の金属を用い、又上記金属層に形成す
る低導電性部位には例えば上記金属にPd、Ni、、Z
n、Cd、Sn、、P、、Si、Be等の元素を固溶さ
せた合金等が用いられる。
以下に本発明の実施態様を第1〜5図に示した断面図を
参照して説明する0図において3は低導電性部位である
第1図は断面円形のセラミックス超電導体層重の外周の
高導電性金属N2の左半分を低導電性部位3となしたも
のである。
第2図は、テープ状導体の例であって、高導電性金属層
2の下方半分を低導電性部位3となしたものである。
第3図に示した導体は第2図に示したテープ状導体の両
側端をスリットし、このスリット部分を樹脂4にて被覆
したものである。この導体は、冷媒の流路となる芯管に
巻付けて用いる場合等において、導体間に生じる結合損
が上記樹脂4により確実に抑止される。
第4図に示した導体は、断面円形のセラミックス超電導
体層lの外周の高導電性金属層2の外側半分を低導電性
部位3となしたものである。
第5図に示した導体は、断面円形のセラミックス超電導
体層1の外周の金属層全体を低導電性部位3となし、こ
の導体を複数本束ねて高導電性金属112により被覆し
た構成の導体で、特に交流マグネット用導体に適したも
のである。
上記において低導電性金属部位の形状は、幅狭なもので
あっても差支えなく、むしろ幅狭のものを間隔をおいて
複数箇所に形成するのが、うず電流のループ遮断が確実
になされて好ましいものである。
而して請求項2の発明は、請求項1の発明導体の製造方
法であって、高導電性金属管にセラミックス超電導体又
はその前駆物質を充填し、次いでこれを所望形状に伸延
加工して、外周が高導電性金属層からなるセラミックス
超電導素材となし、しかるのち、この伸延加工材に所定
の加熱処理を施すA工程及び上記伸延加工材の金属層の
所定部位に導電率を低下させる合金元素を混入させるB
工程を施すことを特徴とするものである。
この発明方法において用いられるセラミックス超電導体
としては前記したような種々系のセラミックス超電導体
が広く適用される。又上記セラミックス超電導体の前駆
物質としては、セラミックス超電導体となし得る原料物
質からセラミックス超電導体に合成されるまでの中間体
、例えばセラミックス超電導体構成元素の酸化物の混合
体又は共沈混合物又は酸素欠損型複合酸化物又は上記構
成元素の合金等が使用可能でこれらの前駆物質は酸素含
有雰囲気中で加熱処理することによりセラミックス超電
導体に反応するものである。
而して、上記セラミックス超電導体又はその前駆物質を
充填する金属管の材料には、上記セラミックス超電導体
が酸素欠損型のn型酸化物超電導体の場合は、加熱処理
を非酸化性雰囲気中にて行うので、酸化し易いCuを用
いることができる。
他方、上記セラミックス超電導体が例えばYBatCu
30y−δの化学式で示される酸化物超電導体のように
δを可及的にゼロに近づけるのが特性」二有利なP型酸
化物超電導体の場合は、加熱処理は酸化性雰囲気中にて
行うので、金属管の材料には酸化し難く且つ○オの透過
性に優れたAgが好適である。
而して、上記高導電性金属層に低導電性部位を形成する
方法としては、高導電性金属層表面の所定部位に導電率
を低下させる元素をメツキ、PVD、CVD等の方法に
より析出せしめ、これを熱拡散させて合金化して低導電
性部位を形成する方法、又はイオン注入法、又はイオン
注入法と熱拡散とを組み合わせた方法等が適用される。
本発明方法において、セラミックス超電導体が前記のP
型酸化物超電導体の場合にあっては、伸延加工材の加熱
処理の前に高導電性金属層に低導電性部位を形成する為
の合金化処理を行うと、合金元素が卑な元素の場合、合
金元素は酸化してしまい金属層の低導電性部位の導電性
が回復してしまうので、合金元素の混入処理は加熱処理
のあとに行うのが好ましい。
〔作用〕
本発明のセラミックス超電導々体は、セラ兆ツクス超電
導々体の外周の高導電性金属層の一部に低導電性部位を
形成したものなので、交流通電時のうず電流の発生が抑
制され、依って交流損失が大幅に低減される。又上記低
導電性金属部位は、高導電性金属層の一部に形成すれば
よいので、金属層本来の、flux jumpに対する
ヒートシンクとしての作用が損なわれることがなく、又
金属層のセラミックス超電導体層を外気から保護する作
用もそのまま維持される。
又低導電性部位は合金化して形成するので金属層の機械
的性質が向上する。
〔実施例〕
以下に本発明を実施例により詳細に説明する。
実施例1 YtO3、BaC0I及びCuOをY:Ba:Cuが原
子比で1:2:3になるように配合して混合し、次いで
この混合粉体を大気中にて880’C24H仮焼成し、
これを粉砕分級して仮焼成粉体となした。しかるのち、
この仮焼成粉体をCIP成形により9Wφの棒材となし
、次いでこれを酸素気流中にて850℃8H予m焼結し
たのち、外径12m内径9■のAg製管に充填し、次い
でこの仮焼成粉体のCIP戒形体形体填したAg製管を
スェージング及び溝圧延により2.5 mφの線材に加
工した。しかるのち、この線材を圧延ロールにより厚さ
0.3 mのテープ状素材となし、次いでこのテープ状
素材を酸素気流中にて900°C8H加熱処理したのち
、900”Cから2°(:/sinの速度で冷却した。
次いでこのテープ状素材の片面にZnを4.5μ厚さに
電気メツキし、これをAr気流中にて450 ”C10
H加熱したのち、このテープを幅3−にスリットし、ス
リット後直ちにその外周にテフロンテープを巻いて絶縁
してセラミックス超電導々体となした。
実施例2 Bi、O,、SrO,CuO、CuOをBi:Sr:C
a:Cuが原子比で2:1.9:2.1:2゜5になる
ように配合し混合して、これを酸素気流中にて650℃
で仮焼威し、この仮焼成体を粉砕分級して仮焼成粉体と
なした。次いでこの仮焼成粉体に実施例iと同様にして
CIP成形、Ag管封入、伸延加工の各工程を施して厚
さ0.3 tmのテープ状素材となした。
しかるのち、上記テープ状素材の片面のAg層を30μ
の厚さHN Osでエツチングして除去し、このエツチ
ング面にPdを10μ厚さメツキし、次いでこれをNz
+7.5%Oオ気流中にて890°C30分間保持した
のち、890 ’Cから2.5°C/minの速度で冷
却し、次いでこれを3IIII1幅に両側端をスリット
し、スリット後直ちにその外周にテフロンテープを巻い
て絶縁してセラミックス超電導々体となした。
実施例3 Nd*Os 、Ce0z 、CuOをNd : Ce 
:Cuが原子比で1.7 : 0.3 : 1の比率に
なるように配合し混合したのち、この混合粉体を0□気
流中にて1050℃x8H仮焼威し、次いでこれを粉砕
分級して仮焼成粉体となした0次いでこの仮焼成粉体を
CIP成形により9鴫φの棒材となし、これを予備焼結
後内面にCrめっきした外径12謔内径9+mのCu製
管に充填した。
次いでこの棒材の予備焼結体を充填したCu製管を実施
例1と同じ方法により厚さ0.3 mのテープ状素材に
加工し、次いでこのテープ状素材の片面にZn5fa、
、Ni l Q−を順次メツキしたのち、これをAr気
流中にて980°C4H加熱し、加熱後炉外に取出して
冷却し、次いで両側端をスリットして幅3II!lのテ
ープ状体となし直ちにその外周にテフロンテープを巻い
て絶縁してセラミックス超電導々体となした。
斯くの如くして得られた各々のセラミンクス超電導々体
について、J、及び金属層の導電率を測定した。
第1表より明らかなように本発明品(1〜3)は、Jc
が高い値のものであり、しかもセラ逅ツクス超電導体の
外周に設けた高導電性金属層の一部に形成した低導電性
部位の導電率は上記高導電性金属層の導電率の1〜4%
と低いので、交流通電時に上記金属層に発生するうず電
流は大幅に抑制され、依って交流損失量は金属層全体が
高導電性金属層からなる従来品の場合の10%前後に低
減するものである。
以上の実施例では、第2図又は3図に示した構造の導体
について説明したが、本発明では上記導体の金属層全体
に合金化処理を施し、これを複数本集合し半田を含浸さ
せてAgやCu製の管内に固定して第5図に示した構成
の導体となしたものについても前記実施例と同様の効果
が得られるものである。
〔効果〕
以上述べたように本発明導体はJeが高く且つ交流損失
の小さい導体であり、又生産性に優れるもので、工業上
顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1〜5図は本発明導体の実施例を示す断面説明図、第
6図は従来の導体の断面説明図である。 1・・・セラミックス超電導体層、 2・・・高導電性
金属層、 3・・・低導電性部位、 4・・・樹脂被覆
層。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)セラミックス超電導体の外周に高導電性金属層を
    設けたセラミックス超電導々体であって、上記金属層の
    一部に電気伝導度の低い部位を形成したことを特徴とす
    るセラミックス超電導々体。
  2. (2)高導電性金属管にセラミックス超電導体又はその
    前駆物質を充填し、次いでこれを所望形状に伸延加工し
    て、外周が高導電性金属層からなるセラミックス超電導
    素材となし、しかるのち、この伸延加工材に所定の加熱
    処理を施すA工程及び上記伸延加工材の金属層の所定部
    位に導電率を低下させる合金元素を混入させるB工程を
    施すことを特徴とするセラミックス超電導々体の製造方
    法。
JP1206291A 1989-08-09 1989-08-09 セラミックス超電導々体及びその製造方法 Pending JPH0371516A (ja)

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US07/562,205 US5296456A (en) 1989-08-09 1990-08-03 Ceramic superconductor wire and method of manufacturing the same
KR1019900012102A KR910005499A (ko) 1989-08-09 1990-08-07 세라믹스 초전도도체 및 그 제조방법
EP90115234A EP0412527B1 (en) 1989-08-09 1990-08-08 Ceramic superconductor wire and method of manufacturing the same
DE69026659T DE69026659T2 (de) 1989-08-09 1990-08-08 Keramischer supraleitender Draht und Verfahren zu dessen Herstellung

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51135493A (en) * 1975-05-20 1976-11-24 Toshiba Corp Manufacturing method of superconductive wire
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