JPH04262308A - 酸化物超電導線材 - 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】この発明は、高い臨界電流密度を
有する酸化物超電導線材の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】酸化物超電導体はセラミックスであるの
で、金属系超電導線材のように線引きなどによって長尺
化することができない。そのため、たとえば刊行物（日
本応用物理学会欧文誌（Ｊａｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．）２８（１９８９）Ｌ８２−Ｌ８４　）に示される
ように、酸化物超電導体塊体を銀パイプで被覆した後ス
ウェージング加工などによって長尺化し、さらに熱処理
を行って酸化物超電導線材を製造するという、いわゆる
銀シース線法などが行われている。銀シース線には、そ
の断面が偏平な、いわゆるテープ状線材と、その断面が
円形の、いわゆる丸線との二種類がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】酸化物超電導体には、
金属との界面でＣ軸配向し、Ｃ軸配向性が向上するほど
臨界電流密度が向上するという公知の性質がある。この
Ｃ軸配向性は界面からの距離が大きくなるにつれて低下
し、界面からの距離が５０μｍ以上になるとＣ軸配向性
が得られないことを我々は実験によって確かめた。従来
の銀シース線材では、界面は銀シースの内側だけにしか
存在しないので、酸化物超電導層が厚いテープ状線材で
もそうであるが、従来の丸線では特に、界面間距離が数
百μｍとなっていた。そのため、界面の効果の及ばない
中心部近傍には無配向状態の領域が大量に生じていた。 これが主な原因となって、従来の丸線の臨界電流密度は
酸化物超電導層の薄いテープ状線材に比べて著しく小さ
いという問題点があった。

【０００４】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、例えば、断面が円形の丸線であ
っても、断面が扁平な薄いテープ状線材と同程度の高い
臨界電流密度を有する酸化物超電導線材を得ることを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の酸化物超電導
線材は、線材の断面積が金属と酸化物超電導体を交互に
積層した多重環構造を有するものである。

【０００６】

【作用】この発明の酸化物超電導線材においては、金属
と酸化物超電導体を交互に積層した多重環構造にしてお
り、酸化物超電導体と金属との界面間距離を小さくでき
、隣合う界面どうしの距離を　１００μｍ以下にするこ
とが可能となる。従って、この発明による酸化物超電導
線材中の酸化物超電導体はすべてＣ軸配向性を持つこと
ができる。そのため、この発明の酸化物超電導線材は例
えば従来の丸線に比べて臨界電流密度が飛躍的に向上す
るという作用がある。

【０００７】

【実施例】実施例１．酸化物超電導体のＢｉ系低Ｔｃ相
を形成するように、原料として　Ｂｉ２Ｏ３，ＳｒＣＯ
３　，ＣａＣＯ３　，ＣｕＯ　を用い、これらを元素比
で２：２：１：２となるように混合、調製した。これを
仮焼き後粉砕して仮焼粉とした。この仮焼粉を成形した
後、焼結して直径１０ｍｍの円筒型ペレットとし、その
中心軸上に直径３ｍｍの穴を設けた。これを内径１０ｍ
ｍ、外形１５ｍｍ、長さ　１００ｍｍでＰｄ５％添加の
銀合金製のパイプに充填した後、中心に直径３ｍｍ、長
さ　１００ｍｍの銀線を挿入した。その後両端からアル
ミ製の雄ネジをねじ込むことによって充填した。これを
スウェージングして、中心軸上に銀線を有し、銀合金で
シースされた酸化物超電導層が一層で直径　５．５ｍｍ
の丸線（以下丸線Ａと記す）を作製した。この丸線Ａを
ドローベンチを用いて線引きし、直径１ｍｍの丸線に加
工した。中心が銀、中間層が酸化物超電導体、外層が銀
合金の三重の同心円状の横断面を有する酸化物超電導線
が得られた。

【０００８】実施例２．実施例１と同様にして、中心軸
上に直径　５．５ｍｍの穴を有する直径１０ｍｍの円筒
型ペレットを作製した。ここに上記の酸化物超電導層が
一層の丸線Ａを挿入した後、実施例１と同様にして銀合
金パイプに充填した。これをスウェージングして、中心
軸を中心とする３つの同心円状に環状の金属壁を有し、
酸化物超電導層が２層で直径　５．５ｍｍの丸線（以下
丸線Ｂと記す）を作製した。ただし、中心軸上に挿入さ
れている銀線も同心円の一つに含める。この丸線Ｂを実
施例１と同様にして、ドローベンチを用いて線引きし、
横断面が中心から順に銀、酸化物超電導体、銀合金、酸
化物超電導体、銀合金の酸化物超電導層が２層で五重の
同心円状をなす直径１ｍｍの丸線を作製した。

【０００９】実施例３．実施例２と同様にして、中心軸
上に直径　５．５ｍｍの穴を有する直径１０ｍｍの円筒
型ペレットを作製した。ここに実施例２において作製し
た酸化物超電導層が二層の丸線Ｂを挿入した後、実施例
１と同様にして銀合金パイプに充填した。これをスウェ
ージングして、中心軸を中心とする４つの同心円状に環
状の金属壁を有し、酸化物超電導層が３層で直径　５．
５ｍｍの丸線を作製した。ただし、中心軸上に挿入され
ている銀線も同心円の一つに含める。この丸線を実施例
１と同様にしてドローベンチを用いて線引きし、横断面
が中心が銀で、次いで酸化物超電導体、銀合金と交互に
積層した酸化物超電導層が３層で七重の同心円状をなす
直径１ｍｍの丸線を作製した。

【００１０】実施例１、２、３で作製した直径１ｍｍの
酸化物超電導線の丸線から、それぞれ長さ７ｃｍの試料
をとり、大気中で　９００℃に昇温して１０分間保持し
た後　８７５℃に降温して１０時間保持して炉令した。 これを直流四端子法にて　４．２Ｋで臨界電流密度を測
定したところ、実施例１では１Ｔで　１００００Ａ／ｃ
ｍ２　、１２Ｔで７０００Ａ／ｃｍ２　、実施例２では
１Ｔで　１２０００Ａ／ｃｍ２　、１２Ｔで１００００
　Ａ／ｃｍ２　、実施例３では１Ｔで２００００　Ａ／
ｃｍ２　、１２Ｔで１３０００　Ａ／ｃｍ２　を得た。 また、これら実施例の線材の断面を走査型電子顕微鏡に
て観察したところ、酸化物超電導体と銀との界面から２
０μｍ以下の領域においてのみＣ軸配向しており、その
結果実施例１でＣ軸配向した部分は全酸化物超電導層の
内約２０％、実施例２では約３０％、実施例３では約９
５％を占めていた。

【００１１】比較例 実施例１と同様にして直径にして、直径１０ｍｍの円筒
型ペレットを作製した。これを実施例１と同様にして銀
合金パイプに充填した。これをスウェージングおよびド
ローベンチを用いた線引きして、従来法による直径１ｍ
ｍの丸線を作製した。ここから長さ７ｃｍの試料をとり
、大気中で　９００℃に昇温して１０分間保持した後８
７５℃に降温して１０時間保持して炉令した。これを直
流四端子法にて　４．２Ｋで臨界電流密度を測定したと
ころ、１Ｔで３０００Ａ／ｃｍ２　、１２Ｔで　１５０
０Ａ／ｃｍ２　を得た。この比較例の線材の断面を走査
型電子顕微鏡にて観察したところ、酸化物超電導体と銀
との界面から２０μｍ以下の領域においてのみＣ軸配向
しており、その結果比較例でＣ軸配向した部分は全酸化
物超電導層の内約１０％であった。

【００１２】実施例１〜３及び比較例の線材の電流密度
の値を表１に示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】上記実施例および比較例では酸化物超電導
体としてビスマス系低Ｔｃ相を、金属シース材としては
銀合金を用いたが、これは、ビスマス系低Ｔｃ相は銀お
よび銀合金との界面においてＣ軸配向するという性質を
有するからである。しかしながら、この発明は上記組み
合わせに限定されるものではなく、その界面においてＣ
軸配向性を有する酸化物超電導体と金属との組み合わせ
であれば良い。また上記実施例で作製した酸化物超電導
線材における金属を介在させた酸化物超電導層は３層ま
でであるが、この発明の効果は３層までに限定されるも
のではない。理想的には、金属壁部分を出来る限り薄く
して線材中の酸化物超電導層の割合を増加させるととも
に、層数を適当に増やすことによって界面間距離を数十
μｍ以下に調節することが望ましい。さらに丸線に限ら
ず、肉厚のテープ状線材に適用しても同様の効果を奏す
る。

【００１５】なお、テープ状線材よりも丸線の方がコイ
ルを作製しやすい。この発明においては丸線の臨界電流
密度を向上させることができる。而して超電導コイルが
作製しやすくなるという効果もある。

【００１６】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、線材
の横断面が金属と酸化物超電導体を交互に積層した多重
管構造を有する酸化物超電導線材にすることにより、例
えば断面が円形の丸線のような肉厚な線材の臨界電流密
度を向上させることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　線材の横断面が金属と酸化物超電導体
   を交互に積層した多重環構造を有することを特徴とする
   酸化物超電導線材。