JPH04329217A - 酸化物超電導線材およびその製造方法 - Google Patents
酸化物超電導線材およびその製造方法Info
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- JPH04329217A JPH04329217A JP3100113A JP10011391A JPH04329217A JP H04329217 A JPH04329217 A JP H04329217A JP 3100113 A JP3100113 A JP 3100113A JP 10011391 A JP10011391 A JP 10011391A JP H04329217 A JPH04329217 A JP H04329217A
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-
- Y—GENERAL 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
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- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Wire Processing (AREA)
- 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。
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、酸化物超電導線材お
よびその製造方法に関するもので、特に、固相法により
得られる酸化物超電導線材および固相法を用いる酸化物
超電導線材の製造方法に関するものである。
よびその製造方法に関するもので、特に、固相法により
得られる酸化物超電導線材および固相法を用いる酸化物
超電導線材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】酸化物超電導材料を線材化して酸化物超
電導線材を得るための方法として、■ 酸化物超電導
体の原料を金属シースにて被覆し、圧延等により塑性変
形を加えテープ状とした後、固相で熱処理する方法（固
相法）、■ 酸化物超電導材料を液相化し、一定の基
板上で結晶配向させながら酸化物超電導膜を形成する方
法（液相法）、および■ 酸化物超電導材料を気相化
したものを、一定の基板上で結晶配向させながら酸化物
超電導薄膜を形成する方法（気相法）がある。
電導線材を得るための方法として、■ 酸化物超電導
体の原料を金属シースにて被覆し、圧延等により塑性変
形を加えテープ状とした後、固相で熱処理する方法（固
相法）、■ 酸化物超電導材料を液相化し、一定の基
板上で結晶配向させながら酸化物超電導膜を形成する方
法（液相法）、および■ 酸化物超電導材料を気相化
したものを、一定の基板上で結晶配向させながら酸化物
超電導薄膜を形成する方法（気相法）がある。
【０００３】このうち、■の固相法により得られた酸化
物超電導線材は、通常、図２に示されるような断面構造
を有する。すなわち、酸化物超電導体１が金属シース２
によって被覆されており、全体として偏平なテープ状の
形態をなしている。このような酸化物超電導線を得るた
め、一般的には、酸化物超電導体の原料粉末が用意され
、この原料粉末が金属シース２に充填される。次いで、
原料粉末および金属シース２からなる複合体に圧延加工
が施され、得られたテープ状の複合体が熱処理されるこ
とにより、原料粉末が焼結され、それによって、酸化物
超電導体１とされる。
物超電導線材は、通常、図２に示されるような断面構造
を有する。すなわち、酸化物超電導体１が金属シース２
によって被覆されており、全体として偏平なテープ状の
形態をなしている。このような酸化物超電導線を得るた
め、一般的には、酸化物超電導体の原料粉末が用意され
、この原料粉末が金属シース２に充填される。次いで、
原料粉末および金属シース２からなる複合体に圧延加工
が施され、得られたテープ状の複合体が熱処理されるこ
とにより、原料粉末が焼結され、それによって、酸化物
超電導体１とされる。
【０００４】上述した金属シース２の材質としては、大
気中、高温で酸化されず、酸化物超電導材料と反応しに
くく、加工性が優れている点で、銀が有利に用いられる
。
気中、高温で酸化されず、酸化物超電導材料と反応しに
くく、加工性が優れている点で、銀が有利に用いられる
。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図２に示されるような
酸化物超電導線材を製造しようとする場合、前述したよ
うに、原料粉末が金属シースにて被覆された状態で熱処
理することが行なわれる。しかしながら、酸化物超電導
材料または酸化物超電導体１は、銀のような金属より熱
膨張係数が小さいため、この熱処理中において、酸化物
超電導材料または酸化物超電導体１に引張方向の内部応
力がかかり、焼結された酸化物超電導体１にクラックが
生じたり、金属シース２と酸化物超電導体１との間で剥
離が生じたりすることがあった。このような不所望な現
象は、得ようとする酸化物超電導線材が長尺の場合に特
に顕著となる。それゆえに、得られた酸化物超電導線材
の臨界電流特性が劣化する。
酸化物超電導線材を製造しようとする場合、前述したよ
うに、原料粉末が金属シースにて被覆された状態で熱処
理することが行なわれる。しかしながら、酸化物超電導
材料または酸化物超電導体１は、銀のような金属より熱
膨張係数が小さいため、この熱処理中において、酸化物
超電導材料または酸化物超電導体１に引張方向の内部応
力がかかり、焼結された酸化物超電導体１にクラックが
生じたり、金属シース２と酸化物超電導体１との間で剥
離が生じたりすることがあった。このような不所望な現
象は、得ようとする酸化物超電導線材が長尺の場合に特
に顕著となる。それゆえに、得られた酸化物超電導線材
の臨界電流特性が劣化する。
【０００６】そこで、この発明の目的は、上述したよう
なクラックや剥離の発生を防止できる酸化物超電導線材
およびその製造方法を提供しようとすることである。
なクラックや剥離の発生を防止できる酸化物超電導線材
およびその製造方法を提供しようとすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、まず、酸化
物超電導体、および前記酸化物超電導体を被覆する金属
シースを備える、酸化物超電導線材に向けられ、上述し
た技術的課題を解決するため、前記金属シースに接合さ
れる、かつ前記金属シースより熱膨張係数の小さい材質
からなる、テープをさらに備えることを特徴としている
。
物超電導体、および前記酸化物超電導体を被覆する金属
シースを備える、酸化物超電導線材に向けられ、上述し
た技術的課題を解決するため、前記金属シースに接合さ
れる、かつ前記金属シースより熱膨張係数の小さい材質
からなる、テープをさらに備えることを特徴としている
。
【０００８】また、この発明では、上述したような酸化
物超電導線材を製造するための方法が提供される。この
製造方法は、酸化物超電導体の原料を金属シースにて被
覆するステップと、前記原料および前記金属シースから
なる複合体に塑性変形を加えテープ状とするステップと
、前記テープ状複合体に沿って前記金属シースより熱膨
張係数の小さい材質からなるテープを配置するステップ
と、前記テープと前記金属シースとを接触させながら前
記複合体を熱処理するステップとを備えている。
物超電導線材を製造するための方法が提供される。この
製造方法は、酸化物超電導体の原料を金属シースにて被
覆するステップと、前記原料および前記金属シースから
なる複合体に塑性変形を加えテープ状とするステップと
、前記テープ状複合体に沿って前記金属シースより熱膨
張係数の小さい材質からなるテープを配置するステップ
と、前記テープと前記金属シースとを接触させながら前
記複合体を熱処理するステップとを備えている。
【０００９】
【作用】この発明にかかる製造方法において、テープと
金属シースとを接触させながら複合体を熱処理すること
により、テープと金属シースとは相互拡散により互いに
接合される。テープは金属シースより熱膨張係数の小さ
い材質から構成されているので、テープが金属シースに
接合されることによって、金属シースの熱膨張が抑制さ
れる。
金属シースとを接触させながら複合体を熱処理すること
により、テープと金属シースとは相互拡散により互いに
接合される。テープは金属シースより熱膨張係数の小さ
い材質から構成されているので、テープが金属シースに
接合されることによって、金属シースの熱膨張が抑制さ
れる。
【００１０】
【発明の効果】したがって、この発明によれば、金属シ
ースが、その内部の酸化物超電導体に対して引張方向の
内部応力を与えることを抑制でき、酸化物超電導体にク
ラックが生じたり、酸化物超電導体と金属シースとの間
で剥離が生じたりすることを防止できる。そのため、酸
化物超電導線材の臨界電流特性が劣化することを防止で
きる。特に、この発明は、長尺の酸化物超電導線材に適
用されたとき有利である。
ースが、その内部の酸化物超電導体に対して引張方向の
内部応力を与えることを抑制でき、酸化物超電導体にク
ラックが生じたり、酸化物超電導体と金属シースとの間
で剥離が生じたりすることを防止できる。そのため、酸
化物超電導線材の臨界電流特性が劣化することを防止で
きる。特に、この発明は、長尺の酸化物超電導線材に適
用されたとき有利である。
【００１１】また、この発明において、金属シースに接
合されるテープは、上述したような酸化物超電導線材の
製造工程中の問題を解決するばかりでなく、得られた酸
化物超電導線材を実際に使用する場合にも効果を発揮す
る。すなわち、酸化物超電導線材の機械的強度がテープ
によって補強される。したがって、たとえば、酸化物超
電導線材にかかる電磁力に対する機械的強度についても
、テープによって向上されるので、この発明によって得
られた酸化物超電導線材は、高磁場マグネットや大電流
容量のケーブルの分野に適用されたとき有効である。
合されるテープは、上述したような酸化物超電導線材の
製造工程中の問題を解決するばかりでなく、得られた酸
化物超電導線材を実際に使用する場合にも効果を発揮す
る。すなわち、酸化物超電導線材の機械的強度がテープ
によって補強される。したがって、たとえば、酸化物超
電導線材にかかる電磁力に対する機械的強度についても
、テープによって向上されるので、この発明によって得
られた酸化物超電導線材は、高磁場マグネットや大電流
容量のケーブルの分野に適用されたとき有効である。
【００１２】
【実施例】図１は、この発明の一実施例による酸化物超
電導線材の断面構造を示している。この酸化物超電導線
材は、酸化物超電導体１１、および酸化物超電導体１１
を被覆するたとえば銀からなる金属シース１２を備えて
いる。これら酸化物超電導体１１および金属シース１２
からなる複合体は、偏平な形態のテープ状とされ、この
テープ状複合体の広い面に沿って、この広い面と同じ幅
かやや狭い幅の比較的薄いテープ１３が配置される。図
示の実施例では、テープ１３が複合体の両側に配置され
たが、片側のみに配置されてもよい。
電導線材の断面構造を示している。この酸化物超電導線
材は、酸化物超電導体１１、および酸化物超電導体１１
を被覆するたとえば銀からなる金属シース１２を備えて
いる。これら酸化物超電導体１１および金属シース１２
からなる複合体は、偏平な形態のテープ状とされ、この
テープ状複合体の広い面に沿って、この広い面と同じ幅
かやや狭い幅の比較的薄いテープ１３が配置される。図
示の実施例では、テープ１３が複合体の両側に配置され
たが、片側のみに配置されてもよい。
【００１３】テープ１３は、金属シース１２に接合され
る。テープ１３は、金属シース１２より熱膨張係数の小
さい材質からなり、好ましくは、ＹＳＺ（イットリア安
定化ジルコニア）、Ａｌ２ Ｏ３ 、ＳｉＯ２ のよう
なセラミックから構成される。
る。テープ１３は、金属シース１２より熱膨張係数の小
さい材質からなり、好ましくは、ＹＳＺ（イットリア安
定化ジルコニア）、Ａｌ２ Ｏ３ 、ＳｉＯ２ のよう
なセラミックから構成される。
【００１４】この発明を実施して、超電導コイルが次の
ように製造される。 （１） 酸化物超電導体の原料粉末を金属シースによ
り被覆した複合体を、圧延し、テープ状とした後、たと
えばＹＳＺからなる２枚のセラミックテープによって、
テープ状複合体を挟んだ状態とする。
ように製造される。 （１） 酸化物超電導体の原料粉末を金属シースによ
り被覆した複合体を、圧延し、テープ状とした後、たと
えばＹＳＺからなる２枚のセラミックテープによって、
テープ状複合体を挟んだ状態とする。
【００１５】（２） セラミックからなる所定のボビ
ンに、（１）の工程で得られた、セラミックテープで挟
まれたテープ状複合体を、張力を加えながら、巻線する
。 このとき、テープ状複合体とセラミックテープとは互い
に圧力が加わった状態になる。
ンに、（１）の工程で得られた、セラミックテープで挟
まれたテープ状複合体を、張力を加えながら、巻線する
。 このとき、テープ状複合体とセラミックテープとは互い
に圧力が加わった状態になる。
【００１６】（３） （２）の工程で得られた、セラ
ミックテープとともにテープ状複合体が巻かれたコイル
を、熱処理炉に入れ、金属シース内の原料粉末が超電導
相を形成するように熱処理を行なう。
ミックテープとともにテープ状複合体が巻かれたコイル
を、熱処理炉に入れ、金属シース内の原料粉末が超電導
相を形成するように熱処理を行なう。
【００１７】このようにして、所望の超電導コイルが製
造される。上述した（３）の工程において、超電導相が
形成される前に、金属シースとセラミックテープとが拡
散反応により接合され始めるため、金属シースの熱膨張
が抑制され、金属シース内の酸化物超電導体にクラック
が入ったり、金属シースと酸化物超電導体との間に剥離
が生じたりすることが防止される。
造される。上述した（３）の工程において、超電導相が
形成される前に、金属シースとセラミックテープとが拡
散反応により接合され始めるため、金属シースの熱膨張
が抑制され、金属シース内の酸化物超電導体にクラック
が入ったり、金属シースと酸化物超電導体との間に剥離
が生じたりすることが防止される。
【００１８】また、このような超電導コイルに電流を流
した場合に発生する電磁応力に対しても、セラミックテ
ープが機械的補強の作用を果たす。
した場合に発生する電磁応力に対しても、セラミックテ
ープが機械的補強の作用を果たす。
【００１９】次に、この発明に従って実施した実験例に
ついて説明する。酸化物超電導体の原料粉末として、臨
界温度１２０Ｋの均一なＴｌＢａＣａＣｕＯ系焼結体を
自動乳鉢で粉砕したものを用いた。
ついて説明する。酸化物超電導体の原料粉末として、臨
界温度１２０Ｋの均一なＴｌＢａＣａＣｕＯ系焼結体を
自動乳鉢で粉砕したものを用いた。
【００２０】この原料粉末を、外径６ｍｍ、内径４ｍｍ
の銀パイプ中に充填した後、この複合体を、圧延機を用
いて、外径２ｍｍになるまで溝ロール圧延し、次いで、
幅３ｍｍ、厚さ１ｍｍのテープ状に成形し、次いで、平
ロールにより厚さ０．１ｍｍになるまで圧延し、テープ
状複合体を得た。
の銀パイプ中に充填した後、この複合体を、圧延機を用
いて、外径２ｍｍになるまで溝ロール圧延し、次いで、
幅３ｍｍ、厚さ１ｍｍのテープ状に成形し、次いで、平
ロールにより厚さ０．１ｍｍになるまで圧延し、テープ
状複合体を得た。
【００２１】他方、テープとして、可撓性のある、幅３
ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのＹＳＺテープを用意した。
ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのＹＳＺテープを用意した。
【００２２】外径４０ｍｍ、長さ１５０ｍｍのセラミッ
クボビン上に、上述したテープ状複合体を２枚のＹＳＺ
テープでサンドイッチした状態で、螺旋巻きし、これを
、８２０℃で８時間、熱処理した。
クボビン上に、上述したテープ状複合体を２枚のＹＳＺ
テープでサンドイッチした状態で、螺旋巻きし、これを
、８２０℃で８時間、熱処理した。
【００２３】得られたコイルに電流を流して臨界電流を
測定したところ、５Ａの値が得られ、これは、短尺の酸
化物超電導線材に匹敵する値であった。さらに、このコ
イルに含まれる酸化物超電導体のクラックを調査したと
ころ、長手方向全体にわたってクラックが発生していな
いことが確認された。
測定したところ、５Ａの値が得られ、これは、短尺の酸
化物超電導線材に匹敵する値であった。さらに、このコ
イルに含まれる酸化物超電導体のクラックを調査したと
ころ、長手方向全体にわたってクラックが発生していな
いことが確認された。
【図１】この発明の一実施例による酸化物超電導線材を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】従来の酸化物超電導線材を示す断面図である。
１１ 酸化物超電導体
１２ 金属シース
１３ テープ
Claims (2)
- 【請求項１】 酸化物超電導体、および前記酸化物超
電導体を被覆する金属シースを備える酸化物超電導線材
において、前記金属シースに接合される、かつ前記金属
シースより熱膨張係数の小さい材質からなる、テープを
さらに備えることを特徴とする、酸化物超電導線材。 - 【請求項２】 酸化物超電導体の原料を金属シースに
て被覆し、前記原料および前記金属シースからなる複合
体に塑性変形を加えテープ状とし、前記テープ状複合体
に沿って前記金属シースより熱膨張係数の小さい材質か
らなるテープを配置し、前記テープと前記金属シースと
を接触させながら前記複合体を熱処理する、各ステップ
を備える、酸化物超電導線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3100113A JPH04329217A (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | 酸化物超電導線材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3100113A JPH04329217A (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | 酸化物超電導線材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04329217A true JPH04329217A (ja) | 1992-11-18 |
Family
ID=14265317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3100113A Withdrawn JPH04329217A (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | 酸化物超電導線材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04329217A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5902774A (en) * | 1993-05-10 | 1999-05-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for preparing high-temperature superconducting wire |
| JP2010160944A (ja) * | 2009-01-07 | 2010-07-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 薄膜超電導線材の製造方法および薄膜超電導線材 |
-
1991
- 1991-05-01 JP JP3100113A patent/JPH04329217A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5902774A (en) * | 1993-05-10 | 1999-05-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for preparing high-temperature superconducting wire |
| JP2010160944A (ja) * | 2009-01-07 | 2010-07-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 薄膜超電導線材の製造方法および薄膜超電導線材 |
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