JPH04255615A - 酸化物超電導線材の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、酸化物超電導線材の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の酸化物超電導線材の製造方法とし
ては、図４（ａ）に示すように、銀シース４０内に酸化
物超電導体用原料４１を充填し銀シース複合体を形成し
、この銀シース複合体に減面加工を施し、これに酸化物
超電導体用原料を酸化物超電導体になすための熱処理を
施す方法、図４（ｂ）に示すように、酸化物超電導体用
原料４１内に銀部材４２を分散させたものを線状体４３
に成形し、これに酸化物超電導体用原料を酸化物超電導
体になすための熱処理を施す方法、並びに図４（ｃ）に
示すように、銀の棒状体４４に形成されている所定寸法
の複数の穴４５内に酸化物超電導体用原料４１を充填し
、棒状体４４に減面加工を施し、これに酸化物超電導体
用原料を酸化物超電導体になすための熱処理を施す方法
等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような銀と酸化
物超電導体用原料を複合した複合体は加工性が悪いので
、減面加工等の工程において酸化物超電導体用原料部分
が分離してしまい、結果として酸化物超電導線材の断線
を引き起こす。このため、このような方法で製造した酸
化物超電導線材の臨界電流密度は単結晶体や一方向凝固
した材料からなる超電導線材の臨界電流密度より低くな
ってしまう。また、これにより酸化物超電導線材の電流
容量、すなわち電流値も小さくなる。

【０００４】また、酸化物超電導体用原料は、焼結等の
加熱工程により酸化物超電導体になる際にガスを発生す
るので、線材化後の加熱処理工程において、いわゆる線
材の焼腫れが起こり酸化物超電導線材の線外径の変動が
起こる。従来、これを防止するために酸素透過性に優れ
たＡｇ等の金属をあらかじめ酸化物超電導体用原料中に
分散させているが、単にこのような金属を酸化物超電導
体用原料に分散させるだけでは線材化後の加熱処理工程
における線材の焼腫れを充分に防止することができず、
しかも酸化物超電導線材の超電導特性を低下させてしま
う。

【０００５】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、優れた超電導特性を発揮する酸化物超電導線材を
簡易に得ることができる酸化物超電導線材の製造方法を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、酸化物超電導
体原料を線状体に成形し、該線状体に減面加工を施し、
これに酸化物超電導体原料を酸化物超電導体になすため
の熱処理を施す酸化物超電導線材の製造方法において、
あらかじめ前記線状体の内部に長手方向に連続してＡｇ
またはＡｇ合金からなる線材を配置することを特徴とす
る酸化物超電導線材の製造方法を提供する。

【０００７】ここで、使用する酸化物超電導体用原料と
しては、Ｂｉ系、Ｙ系、Ｔｌ系等のいずれも使用するこ
とができる。なお、必要に応じてこれらの酸化物超電導
体用原料にＡｇ等の金属粉末を混合してもよい。

【０００８】ＡｇまたはＡｇ合金からなる線材を酸化物
超電導体用原料からなる線状体の内部に長手方向に連続
して配置する方法としては、図１（ａ）に示すように、
酸化物超電導体用原料１０を圧縮成形等により線状体１
１に成形し、これに所望寸法の穴１２を形成して、その
穴１２の中にＡｇまたはＡｇ合金の線材１３を挿入する
方法、図１（ｂ）に示すように、金属シース１４内に酸
化物超電導体用原料１５を充填して金属シース複合体１
６を成形し、しかる後酸化物超電導体用原料１５部分に
所望寸法の穴１２を形成して、その穴１２の中にＡｇま
たはＡｇ合金線材１３を挿入する方法等を用いることが
できる。この場合、図１（ｃ）に示すように、少なくと
も１本の線材１３が酸化物超電導体用原料１５部分に長
手方向に連続して配置されていれば、他の酸化物超電導
体用原料１５部分に短いＡｇまたはＡｇ合金１７が分散
されていてもよい。金属シースの材料としては、酸素透
過性に優れたＡｇまたはＡｇ合金を用いることができる
。

【０００９】減面加工としては、線状体、テープ状体等
の形状に応じてそれぞれ押出、圧延、引抜、スウェージ
ング等の従来の加工手段が用いられる。したがって、減
面加工により、酸化物超電導線材の断面形状を円形、楕
円形、多角形、矩形、またはテープ形状等いずれの形状
にもすることができる。酸化物超電導体用原料を酸化物
超電導体となすための熱処理の温度は、酸化物用超電導
体用原料の種類に応じて選定する。

【００１０】ＡｇまたはＡｇ合金からなる線材の断面形
状は特に限定されず、図２（ａ）および図２（ｂ）に示
すように酸化物超電導体用原料２０内に配置されるＡｇ
またはＡｇ合金線材２２が長手方向に連続したテープ形
状でもよい。

【００１１】ＡｇまたはＡｇ合金からなる線材同士の間
隔（図３（ａ）におけるｄｓ）は、５〜５００μｍであ
ることが好ましい。これは、ＡｇまたはＡｇ合金線材同
士の間隔が５μｍ未満であると加工性の問題から超電導
体部がかれてしまい、線材同士の間隔が５００μｍを超
えると超電導相が配向せずＪｃが下がるからである。

【００１２】

【作用】本発明の酸化物超電導線材の製造方法は、酸化
物超電導体用原料からなる線状体の内部に長手方向に連
続してＡｇまたはＡｇ合金からなる線材を配置すること
を特徴としている。

【００１３】このため、ＡｇまたはＡｇ合金からなる線
材が酸化物超電導線状体全体の加工性を向上させ、これ
により減面加工中において酸化物超電導線材が断線する
ことを防止し、得られる線材に優れた超電導特性を発揮
させる。さらに内在させたＡｇまたはＡｇ合金からなる
線材が、加熱処理の際の線状体の焼腫れを抑制する。し
たがって、線径の変動を引き起こすことなく目的とする
酸化物超電導線材を製造することができる。

【００１４】また、ＡｇまたはＡｇ合金からなる線材が
酸化物超電導線材内の酸化物超電導体の配向を高めるの
で、得られる酸化物超電導線材の高磁界における超電導
特性の低下を抑えることができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て具体的に説明する。 実施例１〜６

【００１６】まず、Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕの組成比が
２：２：１：２であるＢｉ系酸化物超電導体用原料粉末
と、粒径が約５μｍのＡｇ粉末とをそれぞれ９：１の割
合で配合し、充分に混合した。この混合粉末を外径８０
ｍｍ、長さ１００ｍｍの６つの円柱状体に充填し仮成形
し、これらの仮成形体に１８０ＭＰａの静水圧圧縮処理
を施して６つの成形体を得た。

【００１７】次いで、これらの成形体に直径が１１．４
ｍｍの長手方向に連続した穴を相互の間隔が１１．４ｍ
ｍとなるようにして各々７つ形成した。この７つの穴に
それぞれ直径１１．３ｍｍのＡｇからなる棒状体を挿入
した。 これらの成形体を外径１００ｍｍ、内径８１ｍｍのＡｇ
パイプの中にそれぞれ挿入して端部を封印した。これら
に１５０ＭＰａの静水圧圧縮処理を施して６個の押出用
ビレットを作製した。次いで、これらの押出用ビレット
に常温で静水圧圧縮処理を施して外径２５ｍｍφの６本
の線状体を作製した。

【００１８】その後、これらの線状体にそれぞれスェー
ジ中で減面加工を施し、図３（ａ）に示すような断面を
有する６本の線材３０を得た。続けてこれらの線材をそ
れぞれ異なる溝を有する圧延機に供して図３（ｂ）に示
す対辺Ｌがそれぞれ３ｍｍ（実施例１）、２ｍｍ（実施
例２）、１ｍｍ（実施例３）、０．５ｍｍ（実施例４）
、０．２ｍｍ（実施例５）、および０．１ｍｍ（実施例
６）の矩形線材３２を作製した。

【００１９】それぞれの矩形線材の１００ｍｍをサンプ
リングし、それぞれの試料に９００℃、１０分間の加熱
処理、続けて８４０℃、５０時間の加熱処理を施し、そ
の後冷却して実施例１〜６の酸化物超電導線を得た。 実施例７〜１０

【００２０】実施例１と同様にして４つの成形体を得た
。次いで、これらの成形体に１０ｍｍ×２ｍｍの長手方
向に連続した穴を複数形成し、その中に１０ｍｍ×２ｍ
ｍのＡｇテープを挿入した。次いで、実施例１と同様に
して、図２（ａ）に示すような断面を有する４つの線材
を得た。続けてこれらの線材をそれぞれ異なる溝を有す
る圧延機に供して対辺がそれぞれ１ｍｍ（実施例７）、
０．５ｍｍ（実施例８）、０．２ｍｍ（実施例９）、お
よび０．１ｍｍ（実施例１０）の矩形線材を作製し、実
施例１と同様の加熱処理を施して実施例７〜１０の酸化
物超電導線を得た。 比較例１〜３

【００２１】Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕの組成比が２：２
：１：２であるＢｉ系酸化物超電導体用原料粉末と、粒
径が約５μｍのＡｇ粉末とをそれぞれ８：２、６：４の
割合（すなわち、Ａｇ粉末添加率が２０％、４０％）で
配合し充分に混合して得られた混合粉末（比較例１，２
）、Ｂｉ系酸化物超電導体用原料粉末のみ（比較例３）
を外径８０ｍｍ、長さ１００ｍｍの３つのＡｇパイプに
それぞれ充填して３つの押出用ビレットを作製し、実施
例１と同様にして対辺が２ｍｍの矩形線材を作製し、実
施例１と同様の加熱処理を施して比較例１〜３の酸化物
超電導線を得た。

【００２２】実施例１〜１０および比較例１〜３の酸化
物超電導線について７７Ｋ、０Ｔおよび１Ｔにおける臨
界電流密度（Ｊｃ）および臨界電流（Ｉｃ）、加熱処理
前後の線径、並びに酸化物超電導体の配向率を調べた。 その結果を下記表１に示す。また、実施例１〜１０の線
材についてはＡｇ線材同士の間隔も調べ、その結果も下
記表１に併記した。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１から明らかなように、本発明の方法に
より得られた酸化物超電導線（実施例１〜１０）は、優
れた超電導特性を発揮し、しかも加熱処理前後で線径の
変動がなかった。また、対辺が２ｍｍを超えた場合およ
び０．１ｍｍ未満の場合では、臨界電流密度が低下する
。酸化物超電導体の配向率が大きいほど高磁界における
臨界電流密度の低下率が小さい。さらに、いずれの酸化
物超電導線もその内部で断線がないことが確認された。

【００２５】これに対して従来の方法により得られた酸
化物超電導線（比較例１〜３）は、超電導特性が悪く、
加熱処理前後で線径の変動があり、しかも線材内部で酸
化物超電導体の断線があることが確認された。

【００２６】

【発明の効果】以上説明した如く本発明の酸化物超電導
線材の製造方法は、高臨界電流密度および高磁界におけ
る高電流密度等の優れた超電導特性を発揮する酸化物超
電導線材を簡易に得ることができる

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の方法の一実施例を示
す説明図。

【図２】（ａ）、（ｂ）は本発明の方法の他の実施例を
示す説明図。

【図３】（ａ）、（ｂ）は本発明の方法における矩形線
材を説明するための図。

【図４】（ａ）〜（ｃ）は従来の酸化物超電導線材の製
造方法を説明するための図。

【符号の説明】

１０，１５，２０…酸化物超電導体用原料、１１…線状
体、１２…穴、１３，２２…線材、１４…金属シース、
１６…金属シース複合体、１７…Ａｇ部材、３０…線材
、３２…矩形線材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　酸化物超電導体原料を線状体に成形し
   、該線状体に減面加工を施し、これに酸化物超電導体原
   料を酸化物超電導体になすための熱処理を施す酸化物超
   電導線材の製造方法において、あらかじめ前記線状体の
   内部に長手方向に連続してＡｇまたはＡｇ合金からなる
   線材を配置することを特徴とする酸化物超電導線材の製
   造方法。