JPH05144330A - テープ状酸化物超電導線材 - Google Patents
テープ状酸化物超電導線材Info
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- JPH05144330A JPH05144330A JP3327050A JP32705091A JPH05144330A JP H05144330 A JPH05144330 A JP H05144330A JP 3327050 A JP3327050 A JP 3327050A JP 32705091 A JP32705091 A JP 32705091A JP H05144330 A JPH05144330 A JP H05144330A
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、酸化物超電導体の構造を緻
密にし、超電導体が機械的な曲げによるクラックを生じ
ないようにした酸化物超電導線材を提供することにあ
る。 【構成】 本発明の酸化物超電導線材は、外径 6.0mmの
安定化材３となる銀管中に、例えば、超電導体２となる
Ｔｌ2.0 Ｂａ1.6 Ｓｒ0.4 Ｃａ2 Ｃｕ3 ＯX 組成の超電
導粉末を充填し、スウェージイングによって減面塑性加
工を施して2.8mmに減径する。次に、外径3.2mm で外周
に1.5mm 幅のスリットを長手方向に形成した補強材４と
なる耐酸化性のＳＵＳ管の中に減径された構造体を挿入
して複合導体化して圧延し、安定化材３を含む超電導複
合体の厚さが0.1mm のテープ状となるように加工し、さ
らに酸素雰囲気中において約860 ℃で２時間の焼結熱処
理を行って形成するようにした。
密にし、超電導体が機械的な曲げによるクラックを生じ
ないようにした酸化物超電導線材を提供することにあ
る。 【構成】 本発明の酸化物超電導線材は、外径 6.0mmの
安定化材３となる銀管中に、例えば、超電導体２となる
Ｔｌ2.0 Ｂａ1.6 Ｓｒ0.4 Ｃａ2 Ｃｕ3 ＯX 組成の超電
導粉末を充填し、スウェージイングによって減面塑性加
工を施して2.8mmに減径する。次に、外径3.2mm で外周
に1.5mm 幅のスリットを長手方向に形成した補強材４と
なる耐酸化性のＳＵＳ管の中に減径された構造体を挿入
して複合導体化して圧延し、安定化材３を含む超電導複
合体の厚さが0.1mm のテープ状となるように加工し、さ
らに酸素雰囲気中において約860 ℃で２時間の焼結熱処
理を行って形成するようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はテープ状酸化物超電導線
材に関し、特に、長手方向に形成される超電導線材の周
囲に拘束力を有する補強用の金属被覆を形成したテープ
状酸化物超電導線材に関する。
材に関し、特に、長手方向に形成される超電導線材の周
囲に拘束力を有する補強用の金属被覆を形成したテープ
状酸化物超電導線材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のテープ状酸化物超電導線材は、銀
等の金属性のパイプに超電導特性を示す粉末材料、例え
ば、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系，Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−
Ｃｕ−Ｏ系，あるいはＴｌ−Ｂａ／Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−
Ｏ系等を充填し、この金属管を減面塑性加工した後に圧
延してテープ状の形態に成型し、さらに800 〜900 ℃の
酸素雰囲気中で焼結熱処理を施して形成している。
等の金属性のパイプに超電導特性を示す粉末材料、例え
ば、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系，Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−
Ｃｕ−Ｏ系，あるいはＴｌ−Ｂａ／Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−
Ｏ系等を充填し、この金属管を減面塑性加工した後に圧
延してテープ状の形態に成型し、さらに800 〜900 ℃の
酸素雰囲気中で焼結熱処理を施して形成している。
【０００３】上記のような構成により形成されたテープ
状酸化物超電導線材の、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系の超電導
体を有するものは、液体窒素温度７７Ｋで零磁場の条件
下において3000〜4000Ａ／cm2 、また、Ｔｌ−Ｂａ／Ｓ
ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系の超電導体を有するものは、同条
件下において10000 〜15000 Ａ／cm2 の臨界電流密度
（Ｊｃ）特性を示す。
状酸化物超電導線材の、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系の超電導
体を有するものは、液体窒素温度７７Ｋで零磁場の条件
下において3000〜4000Ａ／cm2 、また、Ｔｌ−Ｂａ／Ｓ
ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系の超電導体を有するものは、同条
件下において10000 〜15000 Ａ／cm2 の臨界電流密度
（Ｊｃ）特性を示す。
【０００４】図５は上記の構成によるテープ状酸化物超
電導線材の長手方向に対して加えられる機械的な曲げに
よるＪｃ特性の変化を示し、テープ厚ｔに対するテープ
状酸化物超電導線材の長手方向に生じる曲げ半径Ｒの割
合（ｔ／２Ｒ）によって求められる曲げ歪量ε（＝ｔ／
２Ｒ×１００％）を横軸に取り、ε＝０のときのＪｃを
基にして、テープ状酸化物超電導線材に曲げを加えて曲
げ歪量εを変化させたときのＪｃの低下の割合〔Ｊｃ
（ε）／Ｊｃ（ε＝０）〕を縦軸に取っている。
電導線材の長手方向に対して加えられる機械的な曲げに
よるＪｃ特性の変化を示し、テープ厚ｔに対するテープ
状酸化物超電導線材の長手方向に生じる曲げ半径Ｒの割
合（ｔ／２Ｒ）によって求められる曲げ歪量ε（＝ｔ／
２Ｒ×１００％）を横軸に取り、ε＝０のときのＪｃを
基にして、テープ状酸化物超電導線材に曲げを加えて曲
げ歪量εを変化させたときのＪｃの低下の割合〔Ｊｃ
（ε）／Ｊｃ（ε＝０）〕を縦軸に取っている。
【０００５】Ｊｃ特性の比較の対象となるテープ状酸化
物超電導線材はテープ厚0.2mm を有するもので、機械的
な曲げを加えた後に熱処理を施してからＪｃを測定した
ものと、熱処理を施してから機械的な曲げを加えた後に
Ｊｃを測定したものが示されている。両者に共通して曲
げ歪量が0.2 ％程度からＪｃが低下する傾向が見られ、
また、前者については曲げ歪量約0.7 ％で約25％, 後者
については曲げ歪量0.6 ％で約60％のＪｃの低下が見ら
れる。以上述べた、従来のテープ状酸化物超電導線材に
よって得ることのできるＪｃは104 Ａ／cm2 程であり、
実用上必要とされる 105〜106 Ａ／cm2 の臨界磁界密度
特性を得るには超電導体の結合性の弱さを改善し、構造
を緻密にすることが重要とされる。
物超電導線材はテープ厚0.2mm を有するもので、機械的
な曲げを加えた後に熱処理を施してからＪｃを測定した
ものと、熱処理を施してから機械的な曲げを加えた後に
Ｊｃを測定したものが示されている。両者に共通して曲
げ歪量が0.2 ％程度からＪｃが低下する傾向が見られ、
また、前者については曲げ歪量約0.7 ％で約25％, 後者
については曲げ歪量0.6 ％で約60％のＪｃの低下が見ら
れる。以上述べた、従来のテープ状酸化物超電導線材に
よって得ることのできるＪｃは104 Ａ／cm2 程であり、
実用上必要とされる 105〜106 Ａ／cm2 の臨界磁界密度
特性を得るには超電導体の結合性の弱さを改善し、構造
を緻密にすることが重要とされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のテープ
状酸化物超電導線材によると、外層の安定化材が超電導
材の焼結温度において機械的強度が低下して超電導材層
を拘束する力が減少するので、超電導体の結合性を十分
に高めることができない。また、機械的な曲げによって
曲げ歪量が増加すると線材内部に形成された超電導体に
曲げ応力が発生し、曲げ方向の外側部分に引張り応力が
作用するので、超電導体にクラックを生じて臨界電流値
を著しく低下させ、さらにコイルから生じる磁界の作用
によってＪｃが大きく低下するという問題がある。従っ
て、本発明の目的は酸化物超電導体の構造を緻密にし、
超電導体が機械的な曲げによるクラックを生じないよう
にしたテープ状酸化物超電導線材を提供することにあ
る。
状酸化物超電導線材によると、外層の安定化材が超電導
材の焼結温度において機械的強度が低下して超電導材層
を拘束する力が減少するので、超電導体の結合性を十分
に高めることができない。また、機械的な曲げによって
曲げ歪量が増加すると線材内部に形成された超電導体に
曲げ応力が発生し、曲げ方向の外側部分に引張り応力が
作用するので、超電導体にクラックを生じて臨界電流値
を著しく低下させ、さらにコイルから生じる磁界の作用
によってＪｃが大きく低下するという問題がある。従っ
て、本発明の目的は酸化物超電導体の構造を緻密にし、
超電導体が機械的な曲げによるクラックを生じないよう
にしたテープ状酸化物超電導線材を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は酸化物超電導体
の構造を緻密にし、超電導体が機械的な曲げによるクラ
ックを生じないようにするため、粉末状の超電導材料を
焼結して形成された超電導体と、超電導体の外周に形成
された安定化層と、安定化層の外周に形成される補強層
を有し、安定化層に補強層を圧着し、一体形成化したテ
ープ状酸化物超電導線材を提供する。
の構造を緻密にし、超電導体が機械的な曲げによるクラ
ックを生じないようにするため、粉末状の超電導材料を
焼結して形成された超電導体と、超電導体の外周に形成
された安定化層と、安定化層の外周に形成される補強層
を有し、安定化層に補強層を圧着し、一体形成化したテ
ープ状酸化物超電導線材を提供する。
【０００８】
【作用】本発明のテープ状酸化物超電導線材は、超電導
体を被覆する安定化層の外周に補強層を複合導体化した
ので、焼結熱処理時の高温状態においても内部の超電導
材料が所定の強度で拘束される。従って、超電導体の構
造が緻密になる。また、機械的な曲げにより発生した補
強層表面の引張り応力が、安定化層および超電導体に長
手方向への圧縮応力として作用するので、クラックの発
生を防止する。
体を被覆する安定化層の外周に補強層を複合導体化した
ので、焼結熱処理時の高温状態においても内部の超電導
材料が所定の強度で拘束される。従って、超電導体の構
造が緻密になる。また、機械的な曲げにより発生した補
強層表面の引張り応力が、安定化層および超電導体に長
手方向への圧縮応力として作用するので、クラックの発
生を防止する。
【０００９】
【実施例１】以下、本発明のテープ状酸化物超電導線材
を添付図面を基に詳細に説明する。図１は本発明の一実
施例を示し、図２にその製造過程のフローチャートを示
す。外径 6.0mmの安定化材３となる銀管中に、例えば、
超電導体２となるＴｌ2.0 Ｂａ1.6 Ｓｒ0.4 Ｃａ2 Ｃｕ
3 Ｏx 組成の超電導粉末を充填し、スウェージイングに
よって減面塑性加工を施して2.8mm に減径する。次に、
外径 3.2mmで外周に1.5mm 幅のスリットを長手方向に形
成した補強材４となる耐酸化性のＳＵＳ管の中に減径さ
れた構造体を挿入して複合導体化して圧延し、安定化材
３を含む超電導複合体の厚さが0.1mm のテープ状となる
ように加工し、さらに酸素雰囲気中において約860 ℃で
２時間の焼結熱処理を行ってテープ状酸化物超電導線材
を形成する。
を添付図面を基に詳細に説明する。図１は本発明の一実
施例を示し、図２にその製造過程のフローチャートを示
す。外径 6.0mmの安定化材３となる銀管中に、例えば、
超電導体２となるＴｌ2.0 Ｂａ1.6 Ｓｒ0.4 Ｃａ2 Ｃｕ
3 Ｏx 組成の超電導粉末を充填し、スウェージイングに
よって減面塑性加工を施して2.8mm に減径する。次に、
外径 3.2mmで外周に1.5mm 幅のスリットを長手方向に形
成した補強材４となる耐酸化性のＳＵＳ管の中に減径さ
れた構造体を挿入して複合導体化して圧延し、安定化材
３を含む超電導複合体の厚さが0.1mm のテープ状となる
ように加工し、さらに酸素雰囲気中において約860 ℃で
２時間の焼結熱処理を行ってテープ状酸化物超電導線材
を形成する。
【００１０】本発明のテープ状酸化物超電導線材では、
クラッド状に形成された補強材４が焼結熱処理時におけ
る高温状態で超電導性材料を拘束して結晶間の結合性を
密に保つ強度を有するので、緻密な酸化物超電導体２が
形成される。この実施例によると、補強材４が片側にの
み位置する構造になっているので、補強材４を外側とす
る曲げに対して、補強材４の内側に位置する超電導体２
には、その長手方向に対する圧縮応力のみが作用し、ク
ラックの発生を抑制する。
クラッド状に形成された補強材４が焼結熱処理時におけ
る高温状態で超電導性材料を拘束して結晶間の結合性を
密に保つ強度を有するので、緻密な酸化物超電導体２が
形成される。この実施例によると、補強材４が片側にの
み位置する構造になっているので、補強材４を外側とす
る曲げに対して、補強材４の内側に位置する超電導体２
には、その長手方向に対する圧縮応力のみが作用し、ク
ラックの発生を抑制する。
【００１１】このように形成されたテープ状酸化物超電
導線材（厚さ0.1mm ）と、従来の銀被覆Ｔｌ−Ｂａ／Ｓ
ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏテープ状線材（厚さ0.1mm ）を液体
窒素温度（７７Ｋ）で零磁界および 0.5テスラの臨界磁
界の条件下で、Ｊｃを比較した結果を表１に示す。な
お、Ｊｃは１μＶの電圧発生時における電流値を超電導
体の断面積で割った値を基準にしている。
導線材（厚さ0.1mm ）と、従来の銀被覆Ｔｌ−Ｂａ／Ｓ
ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏテープ状線材（厚さ0.1mm ）を液体
窒素温度（７７Ｋ）で零磁界および 0.5テスラの臨界磁
界の条件下で、Ｊｃを比較した結果を表１に示す。な
お、Ｊｃは１μＶの電圧発生時における電流値を超電導
体の断面積で割った値を基準にしている。
【００１２】 表１に示したように、本発明のテープ状酸化物超電導線
材は零磁界における臨界電流密度Ｊｃが従来の銀被覆Ｔ
ｌ−Ｂａ／Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏテープ状線材と比較し
て２倍以上、0.5 テスラの臨界磁界中におけるＪｃで約
３倍以上の優れたＪｃ特性を示す。
材は零磁界における臨界電流密度Ｊｃが従来の銀被覆Ｔ
ｌ−Ｂａ／Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏテープ状線材と比較し
て２倍以上、0.5 テスラの臨界磁界中におけるＪｃで約
３倍以上の優れたＪｃ特性を示す。
【００１３】また、図３に示すように、基礎面１０に置
かれた支持部材１１，１２にテープ状酸化物超電導線材
１を載置し、上方より押し型５によって外力を加える曲
げ試験を本発明のテープ状酸化物超電導線材および従来
の銀被覆Ｔｌ−Ｂａ／Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏテープ状線
材について行い、発生した曲げ歪量のときのＪｃを両者
の歪量が零の状態で得られるＪｃに基づいて比較した結
果を表２に示す。
かれた支持部材１１，１２にテープ状酸化物超電導線材
１を載置し、上方より押し型５によって外力を加える曲
げ試験を本発明のテープ状酸化物超電導線材および従来
の銀被覆Ｔｌ−Ｂａ／Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏテープ状線
材について行い、発生した曲げ歪量のときのＪｃを両者
の歪量が零の状態で得られるＪｃに基づいて比較した結
果を表２に示す。
【００１４】 表２に示したように、従来の銀被覆Ｔｌ−Ｂａ／Ｓｒ−
Ｃａ−Ｃｕ−Ｏテープ状線材は歪量0.4 ％においてはじ
めてＪｃが低下するが、本発明のテープ状酸化物超電導
線材は、歪量2.0 ％においてＪｃの低下が見られること
から、従来の銀被覆Ｔｌ−Ｂａ／Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ
テープ状線材の約５倍の曲げ歪量に対する良好な超電導
特性を示す。
Ｃａ−Ｃｕ−Ｏテープ状線材は歪量0.4 ％においてはじ
めてＪｃが低下するが、本発明のテープ状酸化物超電導
線材は、歪量2.0 ％においてＪｃの低下が見られること
から、従来の銀被覆Ｔｌ−Ｂａ／Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ
テープ状線材の約５倍の曲げ歪量に対する良好な超電導
特性を示す。
【００１５】
【実施例２】図４に示されるように、補強材４を、例え
ば、耐酸化性ＳＵＳ管を安定化材３により被覆された超
電導体２を有する線材の３面のみを被覆するようにクラ
ッド状に形成して複合導体化した以外は実施例１と同様
である。この実施例では、酸化物超電導体粉末を充填し
た外径2.8mm の銀管を第１の実施例と同じように減径
し、この減径構造体のその２／３の外周を被覆するＳＵ
Ｓ管（外径 3.5mm，内径3.0mm）の中に挿入して圧延し
た。
ば、耐酸化性ＳＵＳ管を安定化材３により被覆された超
電導体２を有する線材の３面のみを被覆するようにクラ
ッド状に形成して複合導体化した以外は実施例１と同様
である。この実施例では、酸化物超電導体粉末を充填し
た外径2.8mm の銀管を第１の実施例と同じように減径
し、この減径構造体のその２／３の外周を被覆するＳＵ
Ｓ管（外径 3.5mm，内径3.0mm）の中に挿入して圧延し
た。
【００１６】超電導体の外周を被覆する金属管は銀に限
らず、金，銅等の良電導体であれば良く、テープ状酸化
物超電導線材の外周を被覆する補強材についても耐高温
性で超電導材料を充分に拘束する強度を有する材料、例
えば、Ｎｉを使用することによって同様の効果を得るこ
とができる。さらに、超電導体の組成はＴｌ−Ｂａ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系，Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ
系，Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系によるものを用いても良く、
芯線となる超電導体を多芯化しても良い。
らず、金，銅等の良電導体であれば良く、テープ状酸化
物超電導線材の外周を被覆する補強材についても耐高温
性で超電導材料を充分に拘束する強度を有する材料、例
えば、Ｎｉを使用することによって同様の効果を得るこ
とができる。さらに、超電導体の組成はＴｌ−Ｂａ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系，Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ
系，Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系によるものを用いても良く、
芯線となる超電導体を多芯化しても良い。
【００１７】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明のテープ状酸
化物超電導線材によると、粉末状の超電導材料を焼結し
て形成された超電導体と、超電導体の外周に形成された
安定化層と、安定化層の外周に形成される補強層を有
し、安定化層に補強層を圧着し、一体形成化したため、
超電導体の構造の緻密化によってＪｃ特性を改善し、超
電導体が機械的な曲げによるクラックを生じないように
することができる。
化物超電導線材によると、粉末状の超電導材料を焼結し
て形成された超電導体と、超電導体の外周に形成された
安定化層と、安定化層の外周に形成される補強層を有
し、安定化層に補強層を圧着し、一体形成化したため、
超電導体の構造の緻密化によってＪｃ特性を改善し、超
電導体が機械的な曲げによるクラックを生じないように
することができる。
【図１】図１は本発明の、テープ状酸化物超電導線材の
第１の実施例を示す断面図である。
第１の実施例を示す断面図である。
【図２】図２は本発明の、テープ状酸化物超電導線材の
製造過程を示すフローチャートである。
製造過程を示すフローチャートである。
【図３】図３はテープ状酸化物超電導線材の曲げ試験を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図４】図４は本発明の、テープ状酸化物超電導線材の
第２の実施例を示す断面図である。
第２の実施例を示す断面図である。
【図５】図５は従来の、テープ状酸化物超電導線材の曲
げ特性を示す説明図である。
げ特性を示す説明図である。
１ テープ状酸化物超電導線材 ２ 超電導体 ３ 安定化材 ４ 補強材 ５ 押し型 １０ 基礎面 １１，１２ 支持部材
Claims (1)
- 【請求項１】 粉末状の超電導材料を焼結して形成され
た超電導体と、 前記超電導体の外周に形成された安定化層と、 前記安定化層の外周に形成される補強層を有し、前記安
定化層に前記補強層を圧着し、一体形成化したことを特
徴とする酸化物超電導線材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32705091A JP3185291B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | テープ状酸化物超電導線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32705091A JP3185291B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | テープ状酸化物超電導線材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05144330A true JPH05144330A (ja) | 1993-06-11 |
| JP3185291B2 JP3185291B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=18194750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32705091A Expired - Fee Related JP3185291B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | テープ状酸化物超電導線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3185291B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995012899A1 (en) * | 1993-11-03 | 1995-05-11 | Industrial Research Limited | Preparation of htsc conductors by deformation-induced texturing of superconductors without slip system |
| JP2011003494A (ja) * | 2009-06-22 | 2011-01-06 | Toshiba Corp | 補強高温超電導線およびそれを巻線した高温超電導コイル |
-
1991
- 1991-11-15 JP JP32705091A patent/JP3185291B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995012899A1 (en) * | 1993-11-03 | 1995-05-11 | Industrial Research Limited | Preparation of htsc conductors by deformation-induced texturing of superconductors without slip system |
| JP2011003494A (ja) * | 2009-06-22 | 2011-01-06 | Toshiba Corp | 補強高温超電導線およびそれを巻線した高温超電導コイル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3185291B2 (ja) | 2001-07-09 |
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