JPH04123716A - 超電導ケーブル - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、超電導ケーブルに関するもので、特に、中
心支持体の周囲に超電導線を撚り合わせた形態を有する
超電導ケーブルに関するものである。

［従来の技術］ 近年、より高い臨界温度を示す超電導材料として、セラ
ミックス系、すなわち酸化物系の超電導材料が注目され
ている。なかでも、イツトリウム系が９８に１ビスマス
系が１１０に、タリウム系が１２０に程度の高い臨界温
度を示し、実用化が期待されている。たとえば、このよ
うな超電導材料を、ケーブル、ブスバー、パワーリード
、コイルなどに応用することが考えられている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、これらの超電導材料を、たとえばケーブ
ルに応用しようとする場合、ケーブルに含まれる超電導
線は、長尺で安定した特性を与えるものでなければなら
ない。

また、超電導線を超電導ケーブルに適用しようとすると
き、通常、中心支持体の周囲に超電導線が撚り合わされ
た状態とされる。また、超電導ケーブルは、その取扱時
において、しばしば撓んだ状態とされる。これらのこと
がら、超電導ケーブルに用いられる超電導線は、曲げを
受けても、その臨界電流密度のような特性を維持できる
ものでなければならない。

それゆえに、この発明の目的は、特に曲げに対して安定
した特性を示す、超電導ケーブルを提供しようとするこ
とである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る超電導ケーブルは、まず、金属被覆され
、多芯化された酸化物超電導体を備える超電導線を備え
る。そして、このような超電導線は、少なくとも表面か
フッ素樹脂で構成された中心支持体の周囲に配置される
。

上述した中心支持体は、少なくとも表面がフッ素樹脂で
構成されるようにするため、たとえば、フッ素樹脂から
なる管もしくは棒、またはフッ素樹脂を被覆した金属管
、などによって与えられる。

好ましくは、超電導線に含まれる超電導体は、超電導線
全体の厚みの３％以下の厚みて多芯化される。

また、超電導線に加わる歪（歪＝超電導線の厚み／曲げ
直径）は、０，３％以下に制御される。

なお、このような歪の制御は、超電導ケーブルを製造す
るための工程において留意されるとともに、得られた超
電導ケーブルを敷設するときにも考賞される。

また、超電導体としては、好ましくは、ヒスマス系超電
導体か用いられる。

［作用］ この発明に係る超電導ケーブルには、金属被覆されかつ
多芯化された酸化物超電導体を備える超電導線が用いら
れる。このような超電導線は、塑性加工後、熱処理によ
り酸化物超電導体が焼結され、その後、フッ素樹脂から
なる管もしくは棒またはフッ素樹脂を被覆した金属管の
ような少なくとも表面がフッ素樹脂で構成された中心支
持体の周囲に配置される。このような超電導ケーブルは
、上述した超電導線を中心支持体上に撚り合わけた後、
絶縁材料で被覆されたり、また、防食シースなどで被覆
されたりするが、このような種々の工程において、ある
いは敷設時において、曲げを受ける。したかって、この
ような曲げに対して、性能が劣化することを防止しなけ
ればならない。このような性能の劣化の防止は、曲げ特
性に優れた、多芯化された酸化物超電導体を備える超電
導線を用いるとともに、超電導線との間での摩擦を低減
させることが可能な、少なくとも表面がフッ素樹脂で構
成された中心支持体を用いることによって達成される。

［発明の効果］ このように、この発明によれば、曲げに対して安定した
特性を示す超電導ケーブルを得ることができる。

上述した曲げ特性は、超電導体が、超電導線全体の厚み
の３％以下の厚みで分割されたり、超電導線に加わる歪
が、０．　３％以下に制御されたりすることにより、−
層優れたものとされることができる。たとえば、超電導
体の厚みを全体の厚みの３％以下に分割しながら、歪を
０，３％以下の値に制御することにより、曲げが繰返し
加えられても、超電導特性の劣化を防止できることがわ
かっている。

超電導体としては、たとえば、イツトリウム系、ビスマ
ス系、タリウム系のものか用いられる。このうちで、臨
界温度および臨界電流密度が高いこと、毒性が少ないこ
と、ならびに希土類元素を必要としない点で、特にビス
マス系が好ましい。

この発明において用いられる超電導線は、金属被覆され
ているが、このような金属被覆は、超電導線を安定化さ
せる機能を有する。金属被覆のための金属としては、酸
化物超電導体と反応せず、加工性が良好で、安定化材と
して機能するような比抵抗の小さなものが適しており、
たとえば、銀または銀合金が用いられる。このような金
属は、超電導体を被覆するように用いられるが、超電導
体と他の金属被覆との間の中間層として用いられてもよ
い。中間層として用いられる場合には、その上に、別の
金属が被覆されるが、この金属としては、たとえば、銅
、アルミニウム、またはそれらの合金か用いられる。

「実施例］ 実施例Ｉ Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．７９：０４３：１
．９９：２．２２：３．ＯＯの組成をもつように、各々
の元素を含む酸化物または炭酸塩を混合し、熱処理によ
り、Ｂｉ十Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：ＣＵの比率がほぼ２：２
・１．２となっている２２１２相と非超電導相、とから
なる粉末を準備した。

この粉末を、１０Ｔｏｒｒの減圧雰囲気で、７１０℃、
１２時間の脱ガス処理した。

得られた粉末を、まず、外径１２ｍｍ、内径１０ｍｍの
銀パイプで被覆し、外径１．８ｍｍになるまで伸線加工
した。次いで、これを３６本さらに外径１６．５ｍｍ、
内径１３．５ｍｍの銀パイプに入れて、外径１．８ｍ、
ｍになるまで伸線加工し、再度、同様の工程を繰返した
。これにより、１２９６本の多芯線を得た。

次いて、上述の多芯線を、外径１ｍｍになるまで伸線加
工し、その後、０．１７ｍｍの厚みになるまで圧延加工
した。

得られたテープ状の線材を、８４０’Ｃて５０時間熱処
理し、その後、１１．８％の加工度で圧延し、直径５０
ｍｍのアルミナ／シリカ製セラミックス円筒に巻付けた
。この状態で、歪は０．３％であった。この状態におい
て、８４０°Ｃで５０時間熱処理した。

この後、この円筒から線材を繰出し、直径５０ｍｍのテ
フロン（商品名）パイプにピッチ７０ｍｍで巻付けた。

上述の状態において、および半径１００ｍｍでの曲げを
１０回繰返した後において、それぞれ、液体窒素温度で
の臨界電流密度を測定した。その結果、臨界電流密度は
、いずれも、７８００Ａ／Ｃｍ２を示し、曲げに対して
安定していることがわかった。なお、得られた試料の超
電導線における超電導部の厚みの、超電導線全体に対す
る厚みは、０．３％から３％の範囲内であった。

実施例２ Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８０：０゜４２：
２．００：２．２］、：３．００の組成をもつように、
各々の元素を含む酸化物または炭酸塩を混合し、熱処理
により、２２１２相と非超電導相とからなる粉末を準備
した。

この粉末を、１０Ｔｏ　ｒ　ｒの減圧雰囲気で、７００
℃、１０時間の脱ガス処理した。

得られた粉末を、実施例１と同様の工程で加工し、１２
９６本の多芯線を作製した。

この多芯線を、外径１ｍｍになるまで伸線し、次いで、
０．１７ｍｍの厚みになるまで圧延加工した。

得られたテープ状の線材を、８４０’Ｃで５０時間熱処
理し、その後、２０％の加工度で圧延した。

この線材を、歪０．２９％に相当する直径のセラミック
スボビンに巻付け、８４０℃で５０時間熱処理した。

このようにして得られた線材を、ケーブルの導体とすべ
く、直径４６ｍｍの、ステンレス管にテフロン（商品名
）被覆したものに、ピッチ６０ｍｍで巻付け、半径５０
ｃｍの曲率で曲げた状態とした。

上述した熱処理後、巻付後、および曲げた状態の各々に
おいて、液体窒素温度での臨界電流密度を測定したとこ
ろ、いずれも、８５００Ａ／ａｍ２の値が得られた。

特許出願人　住友電気工業株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属被覆され、多芯化された酸化物超電導体を備
   える超電導線を、少なくとも表面がフッ素樹脂で構成さ
   れた中心支持体の周囲に配置したことを特徴とする、超
   電導ケーブル。
2. （２）前記超電導体が、前記超電導線全体の厚みの３％
   以下の厚みで多芯化されている、請求項１に記載の超電
   導ケーブル。
3. （３）前記超電導線に加わる歪（歪＝超電導線の厚み／
   曲げ直径）が、０．３％以下に制御されている、請求項
   １または２に記載の超電導ケーブル。
4. （４）前記超電導体が、ビスマス系超電導体である、請
   求項１ないし３のいずれかに記載の超電導ケーブル。