JPH04277410A - テ−プ状多芯セラミックス超電導導体とそれを用いたケ−ブル - Google Patents

テ−プ状多芯セラミックス超電導導体とそれを用いたケ−ブル

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JPH04277410A
JPH04277410A JP3063951A JP6395191A JPH04277410A JP H04277410 A JPH04277410 A JP H04277410A JP 3063951 A JP3063951 A JP 3063951A JP 6395191 A JP6395191 A JP 6395191A JP H04277410 A JPH04277410 A JP H04277410A
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JP
Japan
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tape
ceramic
shaped
cable
multicore
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Pending
Application number
JP3063951A
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English (en)
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Sukeyuki Kikuchi
菊地 祐行
Kiyoshi Nemoto
清 根本
Chikushi Hara
原 築志
Masahiko Nakade
雅彦 中出
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Tokyo Electric Power Co Inc
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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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  • 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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は主としてケ−ブルに使用
するのに適するテ−プ状多芯セラミックス超電導導体と
、そのテ−プ状多芯セラミックス超電導導体を用いたケ
−ブルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、YBaCuO系、BiSrCaC
uo系、TlBaCaCuO系などの液体窒素温度を越
えるTcのセラミックス超電導体が知られている。この
ようなセラミックス超電導体の応用、利用を目指して、
それらの超電導体を種々の形状に成型することが検討さ
れている。その一つとして例えば線状体に成型する方法
があり、その場合は一般に金属シ−ス法が用いられてい
る。これは超電導体となるセラミックスの原料を金属の
パイプ内に充填し、それを所望形状・寸法まで縮径加工
した後、所定の熱処理を行って前記セラミックスの原料
をセラミックス超電導体とするものである。線状体の形
状としては断面が丸型、楕円形、多角形、テ−プ状等の
もの、或はこれらを複数本束ねた多芯形状のもの、更に
は金属の内部にセラミックス超電導体を同芯円筒状や渦
巻状に設けた多層形状のもの等が試作検討されている。 前記縮径加工の方法としては、得られる線状体の形状に
応じて押し出し、圧延、スウェ−ジング、引き抜き等の
従来の塑性加工法がそのまま適用されている。前記金属
の材質としては熱伝導性、電気伝導性に優れた材料、例
えばAg、Ag合金、Cu、Cu合金などが使用できる
が、酸素透過性の点でAg、Ag合金を用いる例が多い
【0003】更に、多芯状のセラミックス超電導導体を
作製する方法としては、前記した方法で得られた単芯状
の線条体を複数本束ねて構成したり、複数の穴をあけた
金属パイプ内に加熱処理することにより超電導体となる
セラミックスの原料(未加熱セラミックス原料)を充填
し、これを所望形状・寸法に縮径加工し、しかる後、熱
処理する方法も検討されている。また、このような工程
を複数回繰返して極めて多くの多芯セラミックス超電導
体を作製することも試みられている。なお、テ−プ状に
する場合には、少なくとも最終工程で圧延加工を施すも
のである。このようにして得られるテ−プ多芯状セラミ
ックス超電導体は一般的に図6a、図6bに示すような
形状になっている。ちなみに、図6a,bの1はセラミ
ックス超電導体、2はテ−プ状の金属体を示す。
【0004】近年、このようなテ−プ多芯状セラミック
ス超電導体を図7に示したようなケ−ブルに使用するこ
とが検討されている。図8に示すケ−ブルは金属製の棒
或はパイプAの周囲に、前記テ−プ多芯状セラミックス
超電導体Bを複数本配置したものである。
【0005】
【発明が解決するための課題】高いJcを得るためには
、超電導体の結晶配向が必要であり、その達成には超電
導体の厚さを極力薄くする必要がある。図6aのように
断面が丸型のテ−プ多芯状セラミックス超電導体Bでは
セラミックス超電導体の厚さを薄くすることが困難であ
るため、高Ic化、高Jc化を図ることが困難であると
いう欠点がある。また、図6bのような構造のテ−プ多
芯状セラミックス超電導体Bでは、高い超電導特性を得
ることは可能であるが、例えば図7に示したようなケ−
ブルに適用する場合は、金属製の丸棒又はパイプAの周
方向に沿って巻付けるとテ−プ多芯状セラミックス超電
導体Bの幅方向に曲げ歪が付加されるため、セラミック
ス超電導体の一部の破損が生じたりして超電導特性が低
下するという問題があった。
【0006】
【発明の目的】本発明の目的は図7に示したようなケ−
ブルに使用しても、曲げ歪の影響が小さく、超電導特性
の優れたテ−プ状多芯セラミックス超電導導体と、それ
を用いたケ−ブルを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を改善
するために種々実験し、検討を重ねた結果得られたもの
である。本発明のうち請求項第1のテ−プ状多芯セラミ
ックス超電導導体は図1a〜dに示すように、セラミッ
クス超電導導体1のテ−プ状の金属体2内に、同テ−プ
状の金属体2の厚さ方向に縦長にして同テ−プ状の金属
体2の長手方向に配列し、且つそのセラミックス超電導
導体1を同テ−プ状の金属体2の幅方向に適宜間隔離し
て2列以上設けたものである。
【0008】本発明のうち請求項第2のテ−プ状多芯セ
ラミックス超電導導体を用いたケ−ブルは、図2に示す
ように請求項1の請求項1のテ−プ状多芯セラミックス
超電導導体3を、テ−プ状の金属体製の棒またはパイプ
4の外周に複数本配置したものである。
【0009】図1a,b,cは本発明のテ−プ状多芯セ
ラミックス超電導導体の各種実施例を示すものである。 このうち図1aに示すものはセラミックス超電導導体1
をテ−プ状の金属体2内に、同テ−プ状の金属体2の厚
さ方向(同図の上下方向)に縦長にして同テ−プ状の金
属体2の長手方向に沿って配列し、更に、そのセラミッ
クス超電導導体1を同テ−プ状の金属体2の幅方向(同
図の左右方向)に適宜間隔離して一列に設けたものであ
る。図1bに示すものはセラミックス超電導導体1をテ
−プ状の金属体2の内部に配置し、しかもセラミックス
超電導導体1を一列おきに上下に二段に設けたものであ
る。図1cに示すものはセラミックス超電導導体1をテ
−プ状の金属体2の内部に配置し、しかも各列のセラミ
ックス超電導導体1を上下に二段に設けたものである。 図1dに示すものはセラミックス超電導導体1をテ−プ
状の金属体2の内部に配置し、しかもセラミックス超電
導導体1を2列づつ上下に二段設け、その間のセラミッ
クス超電導導体1を一段としたものである。
【0010】次に本発明のテ−プ状多芯セラミックス超
電導導体の製造方法について説明する。はじめに超電導
体となるセラミックスの原料を準備する。その方法とし
ては、従来の方法をそのまま使用できる。例えば酸化物
、炭酸塩等のような一次原料粉を所定の組成となるよう
に配合して混合した後、仮焼成し、更に粉砕して得るか
或は前記したような原料粉を加熱、溶融した後、急冷し
、これを粉砕して得る。縮径加工の方法も得られる線状
体の形状に応じて押し出し、引き抜き、圧延、スウエ−
ジング等従来の塑性加工法がそのまま適用できる。一方
、例えば図3に示したような形状の金属パイプ11を製
作しておく。その方法は通常の機械加工による。この金
属パイプ11の穴12の内部に前記セラミックスの原料
を充填する。この場合、原料粉末をそのまま充填したり
、或は原料粉を圧粉成型して挿入することもできる。 更に、燒結した後、挿入してもよい。次に、このように
して得られた複合ビレットを所定の寸法となるように縮
径加工して複合テ−プ線材とする。得られたテ−プ状複
合線材を熱処理して図1aに示したようなテ−プ状多芯
セラミックス超電導導体3とする。図1b,cのような
形状のテ−プ状多芯セラミックス超電導導体3を得る場
合は、そのテ−プ状多芯セラミックス超電導導体3とほ
ぼ相似形の金属ビレットを用いることで対応できる。
【0011】図2に示すものは図1に示すテ−プ状多芯
セラミックス超電導導体3を用いたケ−ブルの一例であ
る。これは金属製の棒あるいはパイプ4の外周に、前記
のようにして得られたテ−プ状多芯セラミックス超電導
導体3を複数本法縦沿えしたり、螺旋状に巻つけたりす
る。必要に応じてそのテ−プ状多芯セラミックス超電導
導体3の外周上に金属のシ−トを巻つけてテ−プ状多芯
セラミックス超電導導体3を保護しても良い。その後、
所定の熱処理を行えばケ−ブルが作成できる。比較的長
尺なケ−ブルを作成する場合には、電気炉内を連続的に
通過させることによって得ることができる。このように
して得られたケ−ブルは例えば金属製の円筒状パイプ、
あるいは波付けパイプ内に挿入してもよい。図1に示す
テ−プ状多芯セラミックス超電導導体3を用いたケ−ブ
ルを作る場合は、テ−プ状セラミックス超電導導体3と
なるセラミックス原料を熱処理せずに図2のように金属
製の棒あるいはパイプ4の外周に配置し、その後に熱処
理してセラミックス原料をセラミックス超電導導体とし
てもよい。この場合はテ−プ状多芯セラミックス超電導
導体3となるテ−プ線材の取扱いに充分な注意が必要で
ある。
【0012】
【作用】本発明のテ−プ状多芯セラミックス超電導導体
3では、1層のセラミックス超電導体1を薄くすること
ができるので、セラミックス超電導体の結晶配向が可能
になり、超電導特性を向上させることができる。また、
テ−プ状多芯セラミックス超電導導体3を図2のように
巻き付ける場合にも、セラミックス超電導体1に加わる
曲げ歪が小さくなるので超電導特性が低下しない。本発
明のテ−プ状多芯セラミックス超電導体を用いたケ−ブ
ルでも、セラミックス超電導体1に加わる曲げ歪が小さ
くなるので、超電導特性が低下しない。
【0013】
【実施例1】次に本発明のテ−プ状多芯セラミックス超
電導体及び同テ−プ状多芯セラミックス超電導体を用い
たケ−ブルを、図示した実施例に基づいて詳細に説明す
る。Bi2 O3 、SrCO3 、CaCO3 、C
uOの一次原料粉をモル比で2、2、1、2となるよう
に配合して混合した後、酸素気流中で820℃X20h
仮焼成し、更に粉砕して平均粒径約5μの仮焼粉を作成
した。 これを圧粉成型して外径1mm、幅3mm、長さ100
mmに仕上げた。一方、図3に示すようなAg製多孔パ
イプ11を準備した。このパイプの外側の寸法は5mm
X21mmX100mmであり、その内部には約1mm
X3mmの穴12が10個設けられている。この穴12
内に前記圧粉体を挿入して複合ビレットを作製した。得
られたビレットを圧延加工して幅4mm、厚さ1mmの
テ−プ状多芯複合線材とした。これを酸素気流中で85
0℃X50h熱処理してテ−プ状多芯セラミックス超電
導導体3とした。このテ−プ状多芯セラミックス超電導
導体3のTcを測定した結果90Kが得られた。また、
液体窒素中におけるIcを測定した結果20(A)の優
れた特性が得られた。
【0014】
【実施例2】Bi2 O3 、PbO、SrCO3 、
CaCO3 、CuOの一次原料粉をモル比で1.6、
0.4、2、2、3となるように配合して混合した後、
大気中で800℃X20h仮焼成し、更に粉砕して平均
粒径約5μの仮焼粉を作成した。これを用いて実施例1
と同様にテ−プ状多芯複合線材を作製した。これを83
0℃X50h大気中で熱処理してテ−プ状多芯セラミッ
クス超電導導体3とした。このテ−プ状多芯セラミック
ス超電導導体3についてTcを測定した結果98Kが得
られた。 また、液体窒素中におけるIcを測定した結果22(A
)の優れた特性が得られた。
【0015】
【実施例3】実施例1で得られたテ−プ状多芯複合線材
を図2に示したように外径20mmφ、内径16mmφ
のAgパイプ4上に15本巻つけ、更にその上に厚さ0
.2mmのAgテ−プを巻つけてケ−ブル構造とした。 これを実施例1と同一条件で熱処理してセラミックス原
料を超電導導体とした。このケ−ブルについて液体窒素
中におけるIcを測定した結果310(A)の優れた特
性が得られた。
【0016】
【実施例4】実施例2で得られたテ−プ状多芯複合体を
用いて、実施例3と同様にケ−ブルを作製した。熱処理
条件は大気中840℃X50hとした。このケ−ブルに
ついて液体窒素中におけるIcを測定した結果320(
A)の優れた特性が得られた。
【0017】
【比較例1】実施例1で得られた仮燒粉を圧粉成型して
3mmX3mm程度の棒状試料を作製した。一方、図4
に示したように3mmX3mmの穴が4個あるAg製パ
イプ(外側は5mmX18mm)11を用意した。その
穴12内に前記棒状試料13を挿入して複合ビレットと
した。これを圧延加工して図5に示すような厚さ0.2
mm、幅20mm程度のテ−プ状複合線材14とした。 得られたテ−プ状複合線材14を幅10mmに切断した
後、外径20mmφ、内径16mmφのAgパイプ上に
巻つけ、更にその上に厚さ0.2mmのAgテ−プを巻
つけてケ−ブル構造とした。この場合、セラミックスの
断面積は実施例3とほぼ同一となるようにした。これを
同一条件で熱処理してセラミックス原料を超電導導体と
した。このケ−ブルについて液体窒素中におけるIcを
測定した結果108(A)となり、本発明のテ−プ状多
芯複合体を用いたケ−ブルに比して劣るものであった。
【0018】
【発明の効果】本発明のテ−プ状セラミックス超電導導
体3は、セラミックス超電導体の結晶配向が可能になる
ので超電導特性を向上させることができる。本発明のテ
−プ状セラミックス超電導導体3を用いたケ−ブルは、
図2のように巻き付ける場合においても、テ−プ状セラ
ミックス超電導導体3のセラミックス超電導体1に加わ
る曲げ歪が小さくなるので超電導特性の優れたケ−ブル
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】a,b,c、dは本発明のテ−プ状多芯セラミ
ックス超電導体の異なる例の斜視図。
【図2】本発明のテ−プ状多芯セラミックス超電導体を
用いたケ−ブルの正面図。
【図3】本発明のテ−プ状多芯セラミックス超電導体を
作るのに使用される金属パイプの斜視図。
【図4】本発明のテ−プ状多芯セラミックス超電導導体
との比較例のセラミックス超電導導体を作るに使用され
る金属パイプの斜視図。
【図5】図5の比較例のセラミックス超電導導体を作る
過程におけるテ−プ状複合線材の斜視図。
【図6】a,bは従来のテ−プ状多芯セラミックス超電
導導体の異なる例の正面図。
【図7】従来のテ−プ状多芯セラミックス超電導導体を
使用したケ−ブルの斜視図。
【符号の説明】
1  セラミックス超電導体 2  テ−プ状の金属体 3  テ−プ状多芯セラミックス超電導導体4  金属
製の棒またはパイプ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  セラミックス超電導導体1をテ−プ状
    の金属体2内に、同テ−プ状の金属体2の厚さ方向に縦
    長にして同テ−プ状の金属体2の長手方向に配列し、且
    つそのセラミックス超電導導体1を同テ−プ状の金属体
    2の幅方向に適宜間隔離して2列以上設けたことを特徴
    とするテ−プ状多芯セラミックス超電導導体。
  2. 【請求項2】  請求項1のテ−プ状多芯セラミックス
    超電導導体3を、金属製の棒またはパイプ4の外周に複
    数本配置したことを特徴とするテ−プ状多芯セラミック
    ス超電導導体を用いたケ−ブル。
JP3063951A 1991-03-05 1991-03-05 テ−プ状多芯セラミックス超電導導体とそれを用いたケ−ブル Pending JPH04277410A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5932523A (en) * 1993-10-21 1999-08-03 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Superconducting cable conductor
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