JPH0382105A - 酸化物超電導コイルの製造方法 - Google Patents
酸化物超電導コイルの製造方法Info
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- JPH0382105A JPH0382105A JP21938689A JP21938689A JPH0382105A JP H0382105 A JPH0382105 A JP H0382105A JP 21938689 A JP21938689 A JP 21938689A JP 21938689 A JP21938689 A JP 21938689A JP H0382105 A JPH0382105 A JP H0382105A
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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。
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、酸化物超電導コイルの製造方法に関する。
従来、ＮｂＴｉ等の金属超電導体は可撓性に優れる為、
所定の加熱処理後にコイリングすることができ、ターン
間の絶縁には通常の樹脂材料が用いられている。
所定の加熱処理後にコイリングすることができ、ターン
間の絶縁には通常の樹脂材料が用いられている。
これに対しＮｂ５Ｓｎ等の金属間化合物超電導体は脆い
為可撓性の良いＣｕ −Ｎ ｂ ／ Ｓ ｎ複合線材を
コイリングし、しかるのちこれを加熱反応してＣｕ／Ｎ
ｂ＝Ｓｎの超電導コイルとなす所謂Ｗｉｎｄ ＆ Ｒｅ
ａｃｔ法が適用されており、この場合はコイリング後に
加熱処理を行うので絶縁層には耐熱性のよい無機絶縁材
料が用いられている。ただし加熱処理時に超電導体は雰
囲気との反応を伴わないため、この耐熱無機絶縁材料に
は緻密質のものが用いられる。
為可撓性の良いＣｕ −Ｎ ｂ ／ Ｓ ｎ複合線材を
コイリングし、しかるのちこれを加熱反応してＣｕ／Ｎ
ｂ＝Ｓｎの超電導コイルとなす所謂Ｗｉｎｄ ＆ Ｒｅ
ａｃｔ法が適用されており、この場合はコイリング後に
加熱処理を行うので絶縁層には耐熱性のよい無機絶縁材
料が用いられている。ただし加熱処理時に超電導体は雰
囲気との反応を伴わないため、この耐熱無機絶縁材料に
は緻密質のものが用いられる。
一方近年臨界温度（Ｔ、）が液体窒素温度以上のＹ−Ｂ
ｈ−Ｃｕ−〇系やＢｊ−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系等の酸
化物超電導体が見出され、各分野で実用化研究が活発に
進められている０、ところで上記酸化物超電導体は、通
常その前駆物質を金属管に充填し、これを所定形状に加
工し、最終工程にて加熱処理を施して、焼結とともに酸
素を供給して酸化物超電導体に反応させて製造するもの
であるが、加熱焼結後の酸化物超電導体は許容限界歪が
０．１％以下と極めて低く、これをコイリングするには
、Ｎｂ５Ｓｎ超電導体の場合と同様にコイリングしたあ
と加熱処理するＨｉｎｄ ＆Ｒｅａｃｔ法が用いられる
。
ｈ−Ｃｕ−〇系やＢｊ−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系等の酸
化物超電導体が見出され、各分野で実用化研究が活発に
進められている０、ところで上記酸化物超電導体は、通
常その前駆物質を金属管に充填し、これを所定形状に加
工し、最終工程にて加熱処理を施して、焼結とともに酸
素を供給して酸化物超電導体に反応させて製造するもの
であるが、加熱焼結後の酸化物超電導体は許容限界歪が
０．１％以下と極めて低く、これをコイリングするには
、Ｎｂ５Ｓｎ超電導体の場合と同様にコイリングしたあ
と加熱処理するＨｉｎｄ ＆Ｒｅａｃｔ法が用いられる
。
このようなことから上記酸化物超電導コイルは、絶縁層
に耐熱性無機材料が用いられ、又金属シースには酸素透
過性のよいＡｇが用いられる。更にＡｇシースの露出部
分に穴やスリットをあけて酸素の供給が十分なされるよ
うな施策も講じられている。
に耐熱性無機材料が用いられ、又金属シースには酸素透
過性のよいＡｇが用いられる。更にＡｇシースの露出部
分に穴やスリットをあけて酸素の供給が十分なされるよ
うな施策も講じられている。
しかしながら上記の酸化物超電導コイルの大部分は耐熱
性無機絶縁層に覆われている為、酸素が十分に供給され
ず、又金属シースに穴やスリットをあけた場合は酸化物
超電導体の密度や結晶配向性が低下して、臨界電流密度
（Ｊ、）やマグネットの発生磁界に高い値が得られない
という問題があった。
性無機絶縁層に覆われている為、酸素が十分に供給され
ず、又金属シースに穴やスリットをあけた場合は酸化物
超電導体の密度や結晶配向性が低下して、臨界電流密度
（Ｊ、）やマグネットの発生磁界に高い値が得られない
という問題があった。
本発明はかかる状況に鑑みなされたもので、その目的と
するところは高いＪｃや発生磁界の得られる酸化物超電
導コイルを効率よく製造する方法を提供することにある
。
するところは高いＪｃや発生磁界の得られる酸化物超電
導コイルを効率よく製造する方法を提供することにある
。
即ち本発明は金属シースを施した酸化物超電導線材をコ
イリングする際、コイルのターン間の絶縁に多孔質耐熱
絶縁材又は高強度金属材を内在させた多孔質耐熱絶縁材
を介在させてコイリングし、次いでこのコイルに所定の
酸素含有雰囲気中で加熱処理を施したのち、上記多孔質
耐熱ＩＩＡ縁材層に樹脂を含浸させ固化することを特徴
とするものである。
イリングする際、コイルのターン間の絶縁に多孔質耐熱
絶縁材又は高強度金属材を内在させた多孔質耐熱絶縁材
を介在させてコイリングし、次いでこのコイルに所定の
酸素含有雰囲気中で加熱処理を施したのち、上記多孔質
耐熱ＩＩＡ縁材層に樹脂を含浸させ固化することを特徴
とするものである。
本発明方法において用いる酸化物超電導線材は、酸化物
超電導体又はその前駆物質の粉体を金属管に充填しこれ
を線状又はテープ状に加工して製造される。而して本発
明方法では、上記線材を多孔質耐熱絶縁材又は高強度金
属材を間に挟んだ複数の多孔質耐熱絶縁材をターン間に
介在させてコイリングする工程、上記コイルを酸素含有
雰囲気中で加熱処理する工程、上記加熱処理後、コイル
の多孔質耐熱絶縁材層に樹脂を含浸させ固化する工程を
順次施してなされるものである。
超電導体又はその前駆物質の粉体を金属管に充填しこれ
を線状又はテープ状に加工して製造される。而して本発
明方法では、上記線材を多孔質耐熱絶縁材又は高強度金
属材を間に挟んだ複数の多孔質耐熱絶縁材をターン間に
介在させてコイリングする工程、上記コイルを酸素含有
雰囲気中で加熱処理する工程、上記加熱処理後、コイル
の多孔質耐熱絶縁材層に樹脂を含浸させ固化する工程を
順次施してなされるものである。
而して本発明方法において用いる酸化物超電導体は、Ｌ
ｎＢａｔＣｕｓＯｔ−ｘ （Ｌｎは希土類元素、ｘ＜
１）、Ｂｉｘ５ｒｚＣａＣｕｔＯ＊、（ＢＩＩ−ＸＰｂ
ＪｔＳｒｚＣａｚＣｕｓＯ＋ｅ （ｘ＜１）、’ｒｌ。
ｎＢａｔＣｕｓＯｔ−ｘ （Ｌｎは希土類元素、ｘ＜
１）、Ｂｉｘ５ｒｚＣａＣｕｔＯ＊、（ＢＩＩ−ＸＰｂ
ＪｔＳｒｚＣａｚＣｕｓＯ＋ｅ （ｘ＜１）、’ｒｌ。
ＢａＩＣａＣｕｚＯｓ、ＴｆｔＢａｚＣａｌＣｕ３０１
゜等である。又その前駆物質としては、酸化物超電導体
となし得る原料物質から酸化物超電導体に合成されるま
での中間体、例えば酸化物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酸化物超電
導体に反応するものである。
゜等である。又その前駆物質としては、酸化物超電導体
となし得る原料物質から酸化物超電導体に合成されるま
での中間体、例えば酸化物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酸化物超電
導体に反応するものである。
本発明方法において金属シースの材料には、酸素透過性
のよいＡｇやＡｇ−Ｐｄ合金が加工性にも優れていて好
適である。又多孔質耐熱絶縁材には耐熱ガラス、アルミ
ナ、ジルコニア等のガラス、セラミックス繊維、不織布
又は編組体等が用いられる。
のよいＡｇやＡｇ−Ｐｄ合金が加工性にも優れていて好
適である。又多孔質耐熱絶縁材には耐熱ガラス、アルミ
ナ、ジルコニア等のガラス、セラミックス繊維、不織布
又は編組体等が用いられる。
本発明方法において高強度金属材はコイルを補強する目
的で用いるものであって、その材料にはＦｅ基合金、Ｎ
１５Ｎｉ−Ｃｒ、ハステロイ、ＳＵＳ等の高強度耐熱性
金属又は合金が用いられる。
的で用いるものであって、その材料にはＦｅ基合金、Ｎ
１５Ｎｉ−Ｃｒ、ハステロイ、ＳＵＳ等の高強度耐熱性
金属又は合金が用いられる。
又加熱処理後に多孔質耐熱絶縁材層に含浸させる樹脂と
しては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹
脂等が剛性に優れ有用である。
しては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹
脂等が剛性に優れ有用である。
以下に本発明方法を図を参照して具体的に説明する。
第１図は本発明方法における加熱処理前のコイルの一実
施例を示す部分解体説明図である。図においてｌは酸化
物超電導線材、２は多孔質耐熱絶縁材、３は高強度金属
材である。
施例を示す部分解体説明図である。図においてｌは酸化
物超電導線材、２は多孔質耐熱絶縁材、３は高強度金属
材である。
酸化物超電導線材１は、Ｂｉｘ５ｒｚＣａＣｕｔＯ＊等
の仮焼成粉体をＡｇ製管に充填しこれをスェージング、
圧延、伸線等によりテープ状に加工したものであり、こ
の線材１の外側に多孔質耐熱絶縁材２、高強度金属材３
、多孔質耐熱絶縁材２゛を順次配置してコイリングし、
次いでこのコイルを酸素含有雰囲気中で８５０〜９２０
℃の温度範囲で加熱処理し、冷却後上記多孔質耐熱絶縁
材層２に樹脂を含浸させ固化して酸化物超電導コイルが
製造される。
の仮焼成粉体をＡｇ製管に充填しこれをスェージング、
圧延、伸線等によりテープ状に加工したものであり、こ
の線材１の外側に多孔質耐熱絶縁材２、高強度金属材３
、多孔質耐熱絶縁材２゛を順次配置してコイリングし、
次いでこのコイルを酸素含有雰囲気中で８５０〜９２０
℃の温度範囲で加熱処理し、冷却後上記多孔質耐熱絶縁
材層２に樹脂を含浸させ固化して酸化物超電導コイルが
製造される。
本発明方法では、コイルのターン間の絶縁を多孔質耐熱
絶縁材により行うので、コイリング後の加熱処理におい
て、雰囲気中の酸素が前記絶縁材層を通過して酸化物超
電導線材に十分供給され、高い超電導特性が得られる。
絶縁材により行うので、コイリング後の加熱処理におい
て、雰囲気中の酸素が前記絶縁材層を通過して酸化物超
電導線材に十分供給され、高い超電導特性が得られる。
又加熱処理後のコイルの多孔質耐熱絶縁材層には樹脂を
含浸させて固化するので、コイルが強化され電磁力等に
よる変形が防止される。
含浸させて固化するので、コイルが強化され電磁力等に
よる変形が防止される。
コイル強化を高強度金属材を介在させて補う場合、高強
度金属材は多孔質耐熱絶縁材の間に挟んで用いるので、
高強度金属材が酸化物超電導線材に直接触れて、上記線
材への酸素の供給を妨害するようなことがない。
度金属材は多孔質耐熱絶縁材の間に挟んで用いるので、
高強度金属材が酸化物超電導線材に直接触れて、上記線
材への酸素の供給を妨害するようなことがない。
以下に本発明を実施例により詳細に説明する。
実施例１
平均粒径５−１純度９９．９％（７）Ｂ １ｚｏｚ 、
５ｒｃＯｓ 、ＣａＣＯ５、ＣｕＯ粉末をＢｉ：Ｓｒ：
Ｃａ：Ｃｕが原子比で２：２：１：２になるように配合
し混合したのち、大気中にて８００℃１０）１仮焼戒し
、これを平均粒径５μになるまで粉砕して仮焼成粉体と
なした０次いでこの仮焼成粉体を外径１６ｍ、内径１１
閣、長さ２５０閣のＡｇパイプに充填し両端を封止した
後スェージングと圧延加工により厚さ０．２論、幅５ｍ
のテープ状線材となした。
５ｒｃＯｓ 、ＣａＣＯ５、ＣｕＯ粉末をＢｉ：Ｓｒ：
Ｃａ：Ｃｕが原子比で２：２：１：２になるように配合
し混合したのち、大気中にて８００℃１０）１仮焼戒し
、これを平均粒径５μになるまで粉砕して仮焼成粉体と
なした０次いでこの仮焼成粉体を外径１６ｍ、内径１１
閣、長さ２５０閣のＡｇパイプに充填し両端を封止した
後スェージングと圧延加工により厚さ０．２論、幅５ｍ
のテープ状線材となした。
しかるのち上記線材を、絶縁材に厚さ０．０５■輻５閣
のアルミナ繊維編組テープ、高強度金属材に厚さ０．１
閣、幅５ｍのハステロイ合金テープを用いて第１図に示
したような、内径４０ｍ、外径１２０閣のコイルに巻き
上げ、このコイルをＰＯオ＝（１，５ａｔｓのアルゴン
雰囲気中にて９２０°Ｃ００５Ｈ１引続き８５０°Ｃ１
００Ｈの加熱処理を施した。
のアルミナ繊維編組テープ、高強度金属材に厚さ０．１
閣、幅５ｍのハステロイ合金テープを用いて第１図に示
したような、内径４０ｍ、外径１２０閣のコイルに巻き
上げ、このコイルをＰＯオ＝（１，５ａｔｓのアルゴン
雰囲気中にて９２０°Ｃ００５Ｈ１引続き８５０°Ｃ１
００Ｈの加熱処理を施した。
次いで冷却後上記絶縁材層の間隙にエポキシ樹脂を真空
中にて含浸せしめ固化して酸化物超電導コイルを製造し
た。
中にて含浸せしめ固化して酸化物超電導コイルを製造し
た。
実施例２
実施例１において、第１図に示したコイルの高強度金属
材３を省略した他は実施例１と同じ方法により酸化物超
電導コイルを製造した。
材３を省略した他は実施例１と同じ方法により酸化物超
電導コイルを製造した。
比較例１
実施例１において、絶縁材に８５０℃で軟化焼結し無孔
体となるガラス賞含有アルξすを用い、加熱処理後の樹
脂の含浸工程を省略した他は実施例１と同じ方法により
酸化物超電導コイルを製造した。
体となるガラス賞含有アルξすを用い、加熱処理後の樹
脂の含浸工程を省略した他は実施例１と同じ方法により
酸化物超電導コイルを製造した。
斯くの如くして得られた各々の酸化物超電導コイルにつ
いて、液体Ｎ、（７７，３Ｋ）及び液体Ｈｅ（４，２Ｋ
）中にてＪｃ及びコイル中心の磁界（Ｂ）を求めた。尚
、各々のコイルのターン数は同一とした。結果は第１表
に示した。
いて、液体Ｎ、（７７，３Ｋ）及び液体Ｈｅ（４，２Ｋ
）中にてＪｃ及びコイル中心の磁界（Ｂ）を求めた。尚
、各々のコイルのターン数は同一とした。結果は第１表
に示した。
第１表より明らかなように本発明方法品（実施例１．２
）はＪｃ、Ｂとも高い値のものとなった。
）はＪｃ、Ｂとも高い値のものとなった。
特に実施例１は高強度金属材層により補強したので電磁
力による変形が全くなく、長期間高い値が維持された。
力による変形が全くなく、長期間高い値が維持された。
これに対し比較例１は絶縁材層が加熱処理の初期に無孔
体となった為、酸化物超電導線材への酸素の供給がなさ
れずＪｃ、Ｂとも低い値のものとなった。
体となった為、酸化物超電導線材への酸素の供給がなさ
れずＪｃ、Ｂとも低い値のものとなった。
以上Ｂ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系超電導体について説
明したが、本発明方法はＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系等他の超
電導体にも広く通用し得るものである。
明したが、本発明方法はＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系等他の超
電導体にも広く通用し得るものである。
以上述べたように、本発明方法によれば高い値のＪＣ及
び発生磁界の得られる酸化物超電導コイルが効率よく製
造することができ、工業上顕著な効果を奏する。
び発生磁界の得られる酸化物超電導コイルが効率よく製
造することができ、工業上顕著な効果を奏する。
第１図は本発明方法における加熱処理前のコイルの一実
施例を示す部分解体説明図である。 １・・・酸化物超電導線材、 ２・・・多孔質耐熱絶縁 材、 ３・・・高強度金属材。
施例を示す部分解体説明図である。 １・・・酸化物超電導線材、 ２・・・多孔質耐熱絶縁 材、 ３・・・高強度金属材。
Claims (1)
- 金属シースを施した酸化物超電導線材をコイリングす
る際、コイルのターン間の絶縁に多孔質耐熱絶縁材又は
高強度金属材を内在させた多孔質耐熱絶縁材を介在させ
てコイリングし、次いでこのコイルに所定の酸素含有雰
囲気中で加熱処理を施したのち、上記多孔質耐熱絶縁材
層に樹脂を含浸させ固化することを特徴とする酸化物超
電導コイルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21938689A JPH0382105A (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | 酸化物超電導コイルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21938689A JPH0382105A (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | 酸化物超電導コイルの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0382105A true JPH0382105A (ja) | 1991-04-08 |
Family
ID=16734607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21938689A Pending JPH0382105A (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | 酸化物超電導コイルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0382105A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994012991A1 (en) * | 1992-12-03 | 1994-06-09 | General Electric Company | Stable flux jumping resistant superconducting tape and superconducting magnet |
| JP2006313924A (ja) * | 2006-06-26 | 2006-11-16 | Toshiba Corp | 高温超電導コイル、これを用いた高温超電導マグネットおよび高温超電導マグネットシステム |
| JP2008124081A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Kyoto Univ | 超電導コイルおよびその製造方法 |
| JP2011526072A (ja) * | 2008-06-26 | 2011-09-29 | オックスフォード スーパーコンダクティング テクノロジー、インコーポレイテッド | 高温超伝導コイルの製造 |
-
1989
- 1989-08-25 JP JP21938689A patent/JPH0382105A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994012991A1 (en) * | 1992-12-03 | 1994-06-09 | General Electric Company | Stable flux jumping resistant superconducting tape and superconducting magnet |
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| JP2011526072A (ja) * | 2008-06-26 | 2011-09-29 | オックスフォード スーパーコンダクティング テクノロジー、インコーポレイテッド | 高温超伝導コイルの製造 |
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