JPH04355012A - 酸化物超電導線材の製造方法 - Google Patents
酸化物超電導線材の製造方法Info
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- JPH04355012A JPH04355012A JP3156108A JP15610891A JPH04355012A JP H04355012 A JPH04355012 A JP H04355012A JP 3156108 A JP3156108 A JP 3156108A JP 15610891 A JP15610891 A JP 15610891A JP H04355012 A JPH04355012 A JP H04355012A
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Classifications
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (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】本発明は、酸化物超電導線材に係
わり、特に超電導コイル等に用いるのに好適な金属シー
スを有する超電導線材の製造方法に関する。
わり、特に超電導コイル等に用いるのに好適な金属シー
スを有する超電導線材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、超電導材料としてはＮｂ３ Ｓｎ
やＮｂ３ Ｇｅ等の金属間化合物が知られており、実用
化されている。これら金属間化合物は超電導状態が得ら
れる臨界温度（Ｔｃ）は最も高いＮｂ３ Ｇｅでも２３
Ｋであり、冷却には液体ヘリウムを用いることが必要で
あった。ところが１９８７年になって、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ
−Ｏ系酸化物がＴｃは約９０Ｋと従来の金属間化合物に
比べ飛躍的に高いことが見い出されて以来、Ｂｉ−Ｓｒ
−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電
導体が次々発見された。これら超電導体の臨界温度は液
体窒素の沸点である７７Ｋを大きく上回っており、超電
導状態を得るのに液体ヘリウムを用いずに安価な液体窒
素を用いることができる。この酸化物超電導体の応用と
しては、電子デバイス、超電導コイル等の広範な用途が
考えられる。酸化物超電導線材の超電導コイル等への応
用では、絶縁材が極めて重要になる。すなわち、酸化物
超電導線材は金属シースと、それに内包された酸化物超
電導体とから構成されているが、コイルの単位断面積当
たりの電流密度を高めようとすれば超電導線材をできる
限り密に巻く必要がある。このためには、絶縁抵抗の大
きな、できる限り薄い絶縁材を用いることが有利となる
。
やＮｂ３ Ｇｅ等の金属間化合物が知られており、実用
化されている。これら金属間化合物は超電導状態が得ら
れる臨界温度（Ｔｃ）は最も高いＮｂ３ Ｇｅでも２３
Ｋであり、冷却には液体ヘリウムを用いることが必要で
あった。ところが１９８７年になって、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ
−Ｏ系酸化物がＴｃは約９０Ｋと従来の金属間化合物に
比べ飛躍的に高いことが見い出されて以来、Ｂｉ−Ｓｒ
−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電
導体が次々発見された。これら超電導体の臨界温度は液
体窒素の沸点である７７Ｋを大きく上回っており、超電
導状態を得るのに液体ヘリウムを用いずに安価な液体窒
素を用いることができる。この酸化物超電導体の応用と
しては、電子デバイス、超電導コイル等の広範な用途が
考えられる。酸化物超電導線材の超電導コイル等への応
用では、絶縁材が極めて重要になる。すなわち、酸化物
超電導線材は金属シースと、それに内包された酸化物超
電導体とから構成されているが、コイルの単位断面積当
たりの電流密度を高めようとすれば超電導線材をできる
限り密に巻く必要がある。このためには、絶縁抵抗の大
きな、できる限り薄い絶縁材を用いることが有利となる
。
【０００３】従来、この絶縁材料としては、数十μｍ程
度のアルミナ不織布或いは酸化物粉末を用いていた（日
経超電導 １９９０．１２．１０ Ｐ．１２）。し
かしながら、このような不織布では、パンケーキ状のテ
ープ線材では利用できるものの、円形断面を有する線材
には適用しにくいばかりか、絶縁材の厚みは強度の関係
から、せいぜい数十μｍ程度が限界である。また、酸化
物粉末を絶縁材に用いる場合にも、この用いる粉末粒径
から数十μｍ程度が限界であり、またこれら粉末と金属
シースとの密着力も弱いため線材を巻き線する場合に剥
離してしまう問題がある。更に、アルミナ不織布或いは
酸化物粉末を用いた絶縁材は、ポーラスなため大気中の
水蒸気等を吸い絶縁抵抗が極端に低下することも大きな
問題であった。
度のアルミナ不織布或いは酸化物粉末を用いていた（日
経超電導 １９９０．１２．１０ Ｐ．１２）。し
かしながら、このような不織布では、パンケーキ状のテ
ープ線材では利用できるものの、円形断面を有する線材
には適用しにくいばかりか、絶縁材の厚みは強度の関係
から、せいぜい数十μｍ程度が限界である。また、酸化
物粉末を絶縁材に用いる場合にも、この用いる粉末粒径
から数十μｍ程度が限界であり、またこれら粉末と金属
シースとの密着力も弱いため線材を巻き線する場合に剥
離してしまう問題がある。更に、アルミナ不織布或いは
酸化物粉末を用いた絶縁材は、ポーラスなため大気中の
水蒸気等を吸い絶縁抵抗が極端に低下することも大きな
問題であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、絶縁
材として不織布或いは酸化物粉末を用いているため絶縁
材の厚みを数十μｍ程度以下にすることは不可能で、密
着力及び絶縁抵抗も十分なものが得られない欠点があっ
た。このため、より強い磁場発生が可能なコイルを製造
するためには、数μｍ程度の厚さの、密着力がありしか
も十分な絶縁特性を有する絶縁材を用いた酸化物超電導
線材が必要である。本発明の目的は、数μｍ程度の厚さ
の、密着力がありしかも十分な絶縁特性を有する絶縁材
を用いた酸化物超電導線材の製造方法を提供することに
ある。
材として不織布或いは酸化物粉末を用いているため絶縁
材の厚みを数十μｍ程度以下にすることは不可能で、密
着力及び絶縁抵抗も十分なものが得られない欠点があっ
た。このため、より強い磁場発生が可能なコイルを製造
するためには、数μｍ程度の厚さの、密着力がありしか
も十分な絶縁特性を有する絶縁材を用いた酸化物超電導
線材が必要である。本発明の目的は、数μｍ程度の厚さ
の、密着力がありしかも十分な絶縁特性を有する絶縁材
を用いた酸化物超電導線材の製造方法を提供することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、金属シースと、それに内包された酸化
物超電導体と、金属シースの外側に存在する絶縁材とか
ら構成される酸化物超電導線材の製造方法において、前
記絶縁材を、■無機質材料からなる絶縁材料を水或いは
有機溶剤に溶解させる工程と、■この溶解させた溶液を
、酸化物超電導体を内包した金属シース表面に付着、乾
燥させる工程と、■この■で得られた材料を加熱処理に
より絶縁体に転換する工程を経て形成することを特徴と
する酸化物超電導線材の製造方法としたものである。
に、本発明では、金属シースと、それに内包された酸化
物超電導体と、金属シースの外側に存在する絶縁材とか
ら構成される酸化物超電導線材の製造方法において、前
記絶縁材を、■無機質材料からなる絶縁材料を水或いは
有機溶剤に溶解させる工程と、■この溶解させた溶液を
、酸化物超電導体を内包した金属シース表面に付着、乾
燥させる工程と、■この■で得られた材料を加熱処理に
より絶縁体に転換する工程を経て形成することを特徴と
する酸化物超電導線材の製造方法としたものである。
【０００６】上記の製造方法において、酸化物超電導体
としては、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系又はＴｌ−Ｂ
ａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系であるものがよく、また金属シー
スとしては、金、銀、銅及びその合金から選ばれたもの
を用いる。また、無機質材料からなる絶縁材料としては
、水或いは有機溶剤に可溶な式、Ｍ２ Ｏ・ｎＰ２ Ｏ
５ 、（ＭはＡｌ、Ｍｇ、Ｚｒを示す）で表わされる燐
酸塩、又は式、Ｍ（ＯＲ）、（ＭはＡｌ、Ｍｇ、Ｚｒを
示し、Ｒはアルキル基を示す）で表わされるアルコキシ
ドの一種以上から選ぶのがよい。本発明のコーティング
皮膜からなる絶縁材が従来技術によるものと比較して、
高磁場を発生できるコイルが製造可能になったのは、絶
縁皮膜を薄くでき単位断面積当たりの電流密度が大きく
取れたためである。
としては、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系又はＴｌ−Ｂ
ａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系であるものがよく、また金属シー
スとしては、金、銀、銅及びその合金から選ばれたもの
を用いる。また、無機質材料からなる絶縁材料としては
、水或いは有機溶剤に可溶な式、Ｍ２ Ｏ・ｎＰ２ Ｏ
５ 、（ＭはＡｌ、Ｍｇ、Ｚｒを示す）で表わされる燐
酸塩、又は式、Ｍ（ＯＲ）、（ＭはＡｌ、Ｍｇ、Ｚｒを
示し、Ｒはアルキル基を示す）で表わされるアルコキシ
ドの一種以上から選ぶのがよい。本発明のコーティング
皮膜からなる絶縁材が従来技術によるものと比較して、
高磁場を発生できるコイルが製造可能になったのは、絶
縁皮膜を薄くでき単位断面積当たりの電流密度が大きく
取れたためである。
【０００７】
【作用】本発明は、金属シース表面に、絶縁抵抗の大き
い、付着力に優れた、数μ程度の厚みの絶縁材料のコー
ティングを可能にしたものである。これを実現するため
、絶縁材料として水或いは有機溶剤に可溶な材料を用い
、これを金属シース線材表面に付着させた後、加熱処理
により絶縁体に転換することが望ましい。このようにし
て得られた材料は、金属シース線材表面に、付着力の大
きな、絶縁抵抗の高い皮膜を形成でき、強磁場発生コイ
ル用の絶縁皮膜として最適なものになるのである。
い、付着力に優れた、数μ程度の厚みの絶縁材料のコー
ティングを可能にしたものである。これを実現するため
、絶縁材料として水或いは有機溶剤に可溶な材料を用い
、これを金属シース線材表面に付着させた後、加熱処理
により絶縁体に転換することが望ましい。このようにし
て得られた材料は、金属シース線材表面に、付着力の大
きな、絶縁抵抗の高い皮膜を形成でき、強磁場発生コイ
ル用の絶縁皮膜として最適なものになるのである。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
実施例１
Ｂｉ２ Ｓｒ２ Ｃａ１ Ｃｕ２ Ｏｘの組成になるよ
うにＢｉ２ Ｏ３ ，ＳｒＯ，ＣａＯ，ＣｕＯ粉末を秤
量した後、混合、粉砕してアルミナるつぼに入れ、８０
０℃の温度で１０時間程度の仮焼成を２回行なった後、
粉砕し、酸化物超電導体粉末を得た。この粉末を、外径
６ｍｍ、内径４．５ｍｍのＡｇシース中に封入した後、
線引きし、直径０．７ｍｍφまで減少させ、２０ｍの長
さのＡｇシース線材を製造し、この線材の表面をアセト
ン脱脂した。 アルミナ、マグネシア及びジルコニアの燐酸塩Ｍ２ Ｏ
・ｎＰ２ Ｏ５ （ＭはＡｌ，Ｍｇ，Ｚｒ）粉末２０ｇ
を、それぞれ１００ｍｌの蒸留水に溶かした水溶液に、
前記の２０ｍ長さのＡｇシース線材を通し、厚さ約１０
μｍの被覆を行った。このＡｇシース線材を４本作製し
、２５０℃で３０分間焼き付け処理を行った後、これら
４本を一組とし、１００μｍのアルミナ絶縁皮膜を設け
たステンレス製のコイルの巻き枠（内径１０ｍｍ、外径
６０ｍｍ、コイル長さ２５ｍｍ）に２００ターン巻いた
。
うにＢｉ２ Ｏ３ ，ＳｒＯ，ＣａＯ，ＣｕＯ粉末を秤
量した後、混合、粉砕してアルミナるつぼに入れ、８０
０℃の温度で１０時間程度の仮焼成を２回行なった後、
粉砕し、酸化物超電導体粉末を得た。この粉末を、外径
６ｍｍ、内径４．５ｍｍのＡｇシース中に封入した後、
線引きし、直径０．７ｍｍφまで減少させ、２０ｍの長
さのＡｇシース線材を製造し、この線材の表面をアセト
ン脱脂した。 アルミナ、マグネシア及びジルコニアの燐酸塩Ｍ２ Ｏ
・ｎＰ２ Ｏ５ （ＭはＡｌ，Ｍｇ，Ｚｒ）粉末２０ｇ
を、それぞれ１００ｍｌの蒸留水に溶かした水溶液に、
前記の２０ｍ長さのＡｇシース線材を通し、厚さ約１０
μｍの被覆を行った。このＡｇシース線材を４本作製し
、２５０℃で３０分間焼き付け処理を行った後、これら
４本を一組とし、１００μｍのアルミナ絶縁皮膜を設け
たステンレス製のコイルの巻き枠（内径１０ｍｍ、外径
６０ｍｍ、コイル長さ２５ｍｍ）に２００ターン巻いた
。
【０００９】このコイルを、８８０℃まで３時間で昇温
速度し、１０分保持し、更に８３０℃まで１分で降温し
た後、この温度で２０時間保持し、その後１０時間で室
温まで冷却しコイルを製造した。線材と線材間の絶縁抵
抗、及びコイル発生磁場を測定した結果を表１に示す。
速度し、１０分保持し、更に８３０℃まで１分で降温し
た後、この温度で２０時間保持し、その後１０時間で室
温まで冷却しコイルを製造した。線材と線材間の絶縁抵
抗、及びコイル発生磁場を測定した結果を表１に示す。
【表１】表 １
表１に示すように、水溶液に可溶なアルミニウム燐
酸塩、マグネシウム燐酸塩、ジルコニウム燐酸塩を用い
た絶縁材は、銀シース線材の絶縁材として極めて優れた
特性を有する事が分かる。
酸塩、マグネシウム燐酸塩、ジルコニウム燐酸塩を用い
た絶縁材は、銀シース線材の絶縁材として極めて優れた
特性を有する事が分かる。
【００１０】実施例２
アルミニウム、マグネシア及びジルコニアのアルコキシ
ド、Ｍ（ＯＲ）（ＭはＡｌ，Ｍｇ，Ｚｒ）、粉末２０ｇ
を、グローブボックス中で１００ｍｌのイソプロピルア
ルコールにそれぞれ溶かしアルミニウム、マグネシア、
ジルコニウムを含むアルコキシド溶液を作った。実施例
１と同様の方法で製造した２０ｍ長さのＡｇシース線材
をこの溶液中に通し、厚さ約１０μｍの被覆を行った。 この被覆線材を実施例１と同様のコイル巻き枠に巻いた
後、実施例１と同様の熱処理を施しコイルを製造した。 線材と線材間の絶縁抵抗、及びコイル発生磁場を測定し
た結果を表２に示す。
ド、Ｍ（ＯＲ）（ＭはＡｌ，Ｍｇ，Ｚｒ）、粉末２０ｇ
を、グローブボックス中で１００ｍｌのイソプロピルア
ルコールにそれぞれ溶かしアルミニウム、マグネシア、
ジルコニウムを含むアルコキシド溶液を作った。実施例
１と同様の方法で製造した２０ｍ長さのＡｇシース線材
をこの溶液中に通し、厚さ約１０μｍの被覆を行った。 この被覆線材を実施例１と同様のコイル巻き枠に巻いた
後、実施例１と同様の熱処理を施しコイルを製造した。 線材と線材間の絶縁抵抗、及びコイル発生磁場を測定し
た結果を表２に示す。
【表２】表 ２
表２に示すように、水溶液に可溶なアルミニウム、
マグネシウム、ジルコニウムのアルコキシドを用いた絶
縁材は、銀シース線材の絶縁材として極めて優れた特性
を有する事が分かる。
マグネシウム、ジルコニウムのアルコキシドを用いた絶
縁材は、銀シース線材の絶縁材として極めて優れた特性
を有する事が分かる。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、超電導コイル等に用い
るのに好適な金属シースを有する超電導線材の絶縁材が
密着力がありしかも十分な絶縁特性を有しており、酸化
物超電導線材の工業化に際して大きな効果がある。
るのに好適な金属シースを有する超電導線材の絶縁材が
密着力がありしかも十分な絶縁特性を有しており、酸化
物超電導線材の工業化に際して大きな効果がある。
Claims (4)
- 【請求項１】 金属シースと、それに内包された酸化
物超電導体と、金属シースの外側に存在する絶縁材とか
ら構成される酸化物超電導線材の製造方法において、前
記絶縁材を、■無機質材料からなる絶縁材料を水或いは
有機溶剤に溶解させる工程と、■この溶解させた溶液を
、酸化物超電導体を内包した金属シース表面に付着、乾
燥させる工程と、■この■で得られた材料を加熱処理に
より絶縁体に転換する工程を経て形成することを特徴と
する酸化物超電導線材の製造方法。 - 【請求項２】 前記酸化物超電導体が、Ｂｉ−Ｓｒ−
Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系又はＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系で
あることを特徴とする請求項１記載の酸化物超電導線材
の製造方法。 - 【請求項３】 前記金属シースが、金、銀、銅及びそ
の合金から選ばれることを特徴とする請求項１記載の酸
化物超電導線材の製造方法。 - 【請求項４】 前記無機質材料からなる絶縁材料は、
式、Ｍ２ Ｏ・ｎＰ２ Ｏ５ 、（ＭはＡｌ、Ｍｇ、Ｚ
ｒを示す）で表わされる燐酸塩、又は式、Ｍ（ＯＲ）、
（ＭはＡｌ、Ｍｇ、Ｚｒを示し、Ｒはアルキル基を示す
）で表わされるアルコキシドの一種以上から選ばれるこ
とを特徴とする請求項１記載の酸化物超電導線材の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3156108A JPH04355012A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3156108A JPH04355012A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04355012A true JPH04355012A (ja) | 1992-12-09 |
Family
ID=15620488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3156108A Pending JPH04355012A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04355012A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002510849A (ja) * | 1998-04-03 | 2002-04-09 | バクームシュメルツェ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニ コマンディートゲゼルシャフト | 高温超伝導条導体の製造プロセスで使用される被覆方法 |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP3156108A patent/JPH04355012A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002510849A (ja) * | 1998-04-03 | 2002-04-09 | バクームシュメルツェ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニ コマンディートゲゼルシャフト | 高温超伝導条導体の製造プロセスで使用される被覆方法 |
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