JPH05144332A - セラミツクス超電導導体 - Google Patents
セラミツクス超電導導体Info
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- JPH05144332A JPH05144332A JP3329989A JP32998991A JPH05144332A JP H05144332 A JPH05144332 A JP H05144332A JP 3329989 A JP3329989 A JP 3329989A JP 32998991 A JP32998991 A JP 32998991A JP H05144332 A JPH05144332 A JP H05144332A
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- ceramics
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- 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
- 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
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱処理工程においても複合体３の変形が無
く、優れた超電導特性を備えたセラミックス超電導導体
を提供する。 【構成】 セラミックス超電導体１が金属２内に設けら
れている複合体３を金属芯材４の外周に所望本数配置
し、その外周に熱膨張係数が前記金属芯材４より小さい
耐酸化性金属材５を所定のピッチで螺旋状に巻きつけ
た。 【効果】 超電導導体をＷ＆Ｒ法によって作製する時の
熱処理工程において、複合体３のたわみ等の変形が少な
くなるので、優れた超電導特性を持つセラミックス超電
導導体となる。
く、優れた超電導特性を備えたセラミックス超電導導体
を提供する。 【構成】 セラミックス超電導体１が金属２内に設けら
れている複合体３を金属芯材４の外周に所望本数配置
し、その外周に熱膨張係数が前記金属芯材４より小さい
耐酸化性金属材５を所定のピッチで螺旋状に巻きつけ
た。 【効果】 超電導導体をＷ＆Ｒ法によって作製する時の
熱処理工程において、複合体３のたわみ等の変形が少な
くなるので、優れた超電導特性を持つセラミックス超電
導導体となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電力ケ−ブル等のような
高圧の電力輸送に適用可能なセラミックス超電導導体に
関するもので、特に導体の構成が簡潔で超電導体の特性
劣化を防止したセラミックス超電導導体に関するもので
ある。
高圧の電力輸送に適用可能なセラミックス超電導導体に
関するもので、特に導体の構成が簡潔で超電導体の特性
劣化を防止したセラミックス超電導導体に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、Ｙ系、Ｂｉ系、Ｔｌ系等のように
液体窒素温度を越えるＴｃを有する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
各分野への利用を目指して同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。例えば、線材に成型する
場合は一般に金属シ−ス法が用いられている。これは超
電導体となり得るセラミックスの原料を金属パイプ内に
充填して複合ビレットとし、これを断面減少加工して所
望形状、寸法に仕上げ、しかる後、熱処理を行ってセラ
ミックス超電導導体とするものである。
液体窒素温度を越えるＴｃを有する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
各分野への利用を目指して同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。例えば、線材に成型する
場合は一般に金属シ−ス法が用いられている。これは超
電導体となり得るセラミックスの原料を金属パイプ内に
充填して複合ビレットとし、これを断面減少加工して所
望形状、寸法に仕上げ、しかる後、熱処理を行ってセラ
ミックス超電導導体とするものである。
【０００３】この方法で得られる線材の形状としては断
面が丸型、楕円形、四角形、テ−プ状のものが試作検討
されており、また、これらの線材を複数本束ねた多芯線
材、金属内にセラミックス超電導体が同芯円筒状または
渦巻状に配置された多層線材なども試作検討されてい
る。この場合使用される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
等が適するが、酸素透過性の点でＡｇ、Ａｇ合金を用い
る例が多い。また、断面減少加工法としては、得られる
線材の形状に応じて押し出し、圧延、引き抜き、スウエ
−ジング等の従来の塑性加工法がそのまま適用される。
面が丸型、楕円形、四角形、テ−プ状のものが試作検討
されており、また、これらの線材を複数本束ねた多芯線
材、金属内にセラミックス超電導体が同芯円筒状または
渦巻状に配置された多層線材なども試作検討されてい
る。この場合使用される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
等が適するが、酸素透過性の点でＡｇ、Ａｇ合金を用い
る例が多い。また、断面減少加工法としては、得られる
線材の形状に応じて押し出し、圧延、引き抜き、スウエ
−ジング等の従来の塑性加工法がそのまま適用される。
【０００４】近年、このようなセラミックス超電導導体
を電力ケ−ブル等のような電力輸送用導体に適用するこ
とが検討されている。その一例として図４に示すように
金属パイプ等の金属芯材Ａの外側に金属Ｂとセラミック
ス超電導体Ｃとの複合体Ｄを複数本積層した構造のセラ
ミック超電導導体がある。これには前記複合体Ｄとして
テープ状のものを用いた例｛同図（ａ）｝、或は複合体
Ｄとして断面形状が円形のものを用いた例｛同図
（ｂ）｝があるが、両者ともその外周にはＡｇ製の金属
シートＥが押え巻きされている。これらの構造の超電導
導体の製造方法として、複合体Ｄを図４のように金属芯
材Ａに巻付けてから熱処理して、同複合体Ｄの超電導体
となり得るセラミックスの原料を超電導導体化するＷＩ
ＮＤ＆ＲＥＡＣＴ法（Ｗ＆Ｒ法）と、複合体Ｄを金属芯
材Ａの外周に巻付ける前の状態で熱処理して前記セラミ
ックスの原料を超電導体化するＲＥＡＣＴ＆ＷＩＮＤ法
（Ｒ＆Ｗ法）を応用する方法がある。
を電力ケ−ブル等のような電力輸送用導体に適用するこ
とが検討されている。その一例として図４に示すように
金属パイプ等の金属芯材Ａの外側に金属Ｂとセラミック
ス超電導体Ｃとの複合体Ｄを複数本積層した構造のセラ
ミック超電導導体がある。これには前記複合体Ｄとして
テープ状のものを用いた例｛同図（ａ）｝、或は複合体
Ｄとして断面形状が円形のものを用いた例｛同図
（ｂ）｝があるが、両者ともその外周にはＡｇ製の金属
シートＥが押え巻きされている。これらの構造の超電導
導体の製造方法として、複合体Ｄを図４のように金属芯
材Ａに巻付けてから熱処理して、同複合体Ｄの超電導体
となり得るセラミックスの原料を超電導導体化するＷＩ
ＮＤ＆ＲＥＡＣＴ法（Ｗ＆Ｒ法）と、複合体Ｄを金属芯
材Ａの外周に巻付ける前の状態で熱処理して前記セラミ
ックスの原料を超電導体化するＲＥＡＣＴ＆ＷＩＮＤ法
（Ｒ＆Ｗ法）を応用する方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図４で示した
ようなセラミックス超電導導体をＷ＆Ｒ法によって作製
する場合、熱処理工程においてＡｇ製の金属シートＥが
伸びてテープ状或は円形状の複合体Ｄにたわみが生じ、
超電導特性が低下するという問題点があった。
ようなセラミックス超電導導体をＷ＆Ｒ法によって作製
する場合、熱処理工程においてＡｇ製の金属シートＥが
伸びてテープ状或は円形状の複合体Ｄにたわみが生じ、
超電導特性が低下するという問題点があった。
【０００６】本発明の目的は熱処理工程においても複合
体の変形が無く、優れた諸特性を具備したセラミックス
超電導導体を提供することにある。
体の変形が無く、優れた諸特性を具備したセラミックス
超電導導体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のセラミックス超
電導導体は図１、図２に示すように、セラミックス超電
導体１が金属２内に設けられている複合体３を金属芯材
４の外周に所望本数配置し、その外周に熱膨張係数が前
記金属芯材４より小さい耐酸化性金属材５を所定のピッ
チで螺旋状に巻きつけたことを特徴とするものである。
電導導体は図１、図２に示すように、セラミックス超電
導体１が金属２内に設けられている複合体３を金属芯材
４の外周に所望本数配置し、その外周に熱膨張係数が前
記金属芯材４より小さい耐酸化性金属材５を所定のピッ
チで螺旋状に巻きつけたことを特徴とするものである。
【０００８】セラミックス超電導体１と金属２から複合
体３を作成する方法としては、従来の金属シース法が適
用できる。例えば断面が円形状、或は四角形等のような
金属パイプ内に、超電導導体となるセラミックスの原料
を充填してビレット１０（図３）とし、これを断面減少
加工して所望寸法・形状の複合体３に仕上げる。なお、
金属２の材質は酸素透過性、耐酸化性の点でＡｇが望ま
しい。
体３を作成する方法としては、従来の金属シース法が適
用できる。例えば断面が円形状、或は四角形等のような
金属パイプ内に、超電導導体となるセラミックスの原料
を充填してビレット１０（図３）とし、これを断面減少
加工して所望寸法・形状の複合体３に仕上げる。なお、
金属２の材質は酸素透過性、耐酸化性の点でＡｇが望ま
しい。
【０００９】この複合体３を、例えば図１、図２に示す
ように、パイプまたは丸棒等の金属芯材４上に巻回して
構成する。前記金属芯材４の外周に配置する複合体３の
１層当たりの本数、全体の層数に制約はない。また金属
芯材４の断面形状は円形の他、楕円形、多角形、或はこ
れらに波付け加工した金属を用いることもできる。特に
波付け加工した金属芯材４は得られる超電導導体の長さ
方向に可撓性が付与されるので好ましい。
ように、パイプまたは丸棒等の金属芯材４上に巻回して
構成する。前記金属芯材４の外周に配置する複合体３の
１層当たりの本数、全体の層数に制約はない。また金属
芯材４の断面形状は円形の他、楕円形、多角形、或はこ
れらに波付け加工した金属を用いることもできる。特に
波付け加工した金属芯材４は得られる超電導導体の長さ
方向に可撓性が付与されるので好ましい。
【００１０】さらに耐酸化性金属材５としては表１、２
にも示すようにＰｔ，Ａｕ，Ｉｒ，Ｐｄ，Ｒｈ、または
それらの合金が適応しており、またその外径、巻き付け
ピッチ等はセラミックス超電導導体の形状・寸法に応じ
て種々決定できる。また耐酸化性金属材５の形状は断面
が円形の他、角型でも差し支えない。しかしながら前記
巻きピッチはその金属芯材４の外径の３倍以下とする。
それ以上の場合には、ピッチ間で複合体３が変形して特
性が低下するためである。しかる後、所定の条件で熱処
理を施してセラミックス超電導導体とする。
にも示すようにＰｔ，Ａｕ，Ｉｒ，Ｐｄ，Ｒｈ、または
それらの合金が適応しており、またその外径、巻き付け
ピッチ等はセラミックス超電導導体の形状・寸法に応じ
て種々決定できる。また耐酸化性金属材５の形状は断面
が円形の他、角型でも差し支えない。しかしながら前記
巻きピッチはその金属芯材４の外径の３倍以下とする。
それ以上の場合には、ピッチ間で複合体３が変形して特
性が低下するためである。しかる後、所定の条件で熱処
理を施してセラミックス超電導導体とする。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【作用】本発明のセラミックス超電導導体では金属芯材
４よりも熱膨張係数の小さい耐酸化性金属材５を用いて
複合体３を押え巻きしてあるため、Ｗ＆Ｒ法の熱処理工
程における耐酸化性金属材５の伸びが少なく、前記複合
体３のたわみを防止することができる。
４よりも熱膨張係数の小さい耐酸化性金属材５を用いて
複合体３を押え巻きしてあるため、Ｗ＆Ｒ法の熱処理工
程における耐酸化性金属材５の伸びが少なく、前記複合
体３のたわみを防止することができる。
【００１４】
【実施例１】本発明のセラミックス超電導導体の第１の
実施例を図１に基づいて説明する。Ｂｉ2 Ｏ3 、Ｐｂ
Ｏ、ＳｒＣＯ3 、ＣａＣＯ3 、ＣｕＯ等の一次原料粉を
モル比でＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．６：０．
４：２．０：２．０：３．０となるように配合混合した
後、大気中８００℃×５０ｈ仮焼成して仮焼粉を作製し
た。これを圧粉成形して図３（ａ）に示す外径２５ｍｍ
φ、内径１８ｍｍφのＡｇパイプ（金属２）内に挿入し
て複合ビレット１０を得た。この複合ビレット１０に断
面減少加工、圧延加工を各々施して図３（ｂ）に示す幅
８ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのテープ状複合体３を作製し
た。ちなみにこの断面減少加工の方法は押し出し、引き
抜き、スウエ−ジング、圧延等が適用できるが、最終工
程は圧延加工を行なうことが望まれる。
実施例を図１に基づいて説明する。Ｂｉ2 Ｏ3 、Ｐｂ
Ｏ、ＳｒＣＯ3 、ＣａＣＯ3 、ＣｕＯ等の一次原料粉を
モル比でＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．６：０．
４：２．０：２．０：３．０となるように配合混合した
後、大気中８００℃×５０ｈ仮焼成して仮焼粉を作製し
た。これを圧粉成形して図３（ａ）に示す外径２５ｍｍ
φ、内径１８ｍｍφのＡｇパイプ（金属２）内に挿入し
て複合ビレット１０を得た。この複合ビレット１０に断
面減少加工、圧延加工を各々施して図３（ｂ）に示す幅
８ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのテープ状複合体３を作製し
た。ちなみにこの断面減少加工の方法は押し出し、引き
抜き、スウエ−ジング、圧延等が適用できるが、最終工
程は圧延加工を行なうことが望まれる。
【００１５】このテープ状複合体３を予め準備した外径
２０ｍｍφ、内径１５ｍｍφのＡｇパイプ（金属芯材
４）の外周に１層当り７〜８枚、合計５層をピッチ１ｍ
の螺旋状に巻き付けた。さらにその外周に表１に示す種
々の条件で断面円形の耐酸化性金属材製の線材５を螺旋
状に巻き付けた。これらを大気中、８３０℃×１００ｈ
熱処理してセラミックス超電導導体を作製した。これら
のセラミックス超電導導体について液体窒素中、０磁場
におけるＩｃ特性を測定し、その結果を表１にまとめて
示した。尚、テープ線材の変形状態についても同様に併
記した。即ち、本発明によれば熱処理工程における線材
の変形が無く、優れた特性のセラミックス超電導導体が
得られることが分かる。
２０ｍｍφ、内径１５ｍｍφのＡｇパイプ（金属芯材
４）の外周に１層当り７〜８枚、合計５層をピッチ１ｍ
の螺旋状に巻き付けた。さらにその外周に表１に示す種
々の条件で断面円形の耐酸化性金属材製の線材５を螺旋
状に巻き付けた。これらを大気中、８３０℃×１００ｈ
熱処理してセラミックス超電導導体を作製した。これら
のセラミックス超電導導体について液体窒素中、０磁場
におけるＩｃ特性を測定し、その結果を表１にまとめて
示した。尚、テープ線材の変形状態についても同様に併
記した。即ち、本発明によれば熱処理工程における線材
の変形が無く、優れた特性のセラミックス超電導導体が
得られることが分かる。
【００１６】
【実施例２】本発明のセラミックス超電導導体の第２の
実施例を図２に基づいて説明する。これは実施例１と同
様に仮焼粉を仮焼成して外径１４．８ｍｍφの円柱状に
仕上げ、これを外径２５ｍｍφ、内径１５ｍｍφのＡｇ
パイプ（金属２）内に挿入して複合ビレット作成した。
この複合ビレットにスウェージング加工、引抜加工を各
々施して外径２ｍｍφの円形状複合体３に仕上げた。こ
れを予め準備した外径２０ｍｍφ、内径１５ｍｍφのＡ
ｇパイプ（金属芯材４）上に１層当り３０〜３６本、合
計２層を巻付けピッチ１ｍの螺旋状に巻き付けた。その
上に表２に示す種々の条件で断面角型の耐酸化性金属材
製の線材５を同表２に示すピッチで螺旋状に巻き付け
た。これらを大気中、８３０℃×１００ｈ熱処理してセ
ラミックス超電導導体を作製した。これらのセラミック
ス超電導導体について液体窒素中、０磁場におけるＩｃ
特性を測定し、その結果を同じく表２にまとめて示し
た。この場合も、本発明によれば熱処理工程における線
材の変形が無く、優れた特性のセラミックス超電導導体
が得られることが分かる。
実施例を図２に基づいて説明する。これは実施例１と同
様に仮焼粉を仮焼成して外径１４．８ｍｍφの円柱状に
仕上げ、これを外径２５ｍｍφ、内径１５ｍｍφのＡｇ
パイプ（金属２）内に挿入して複合ビレット作成した。
この複合ビレットにスウェージング加工、引抜加工を各
々施して外径２ｍｍφの円形状複合体３に仕上げた。こ
れを予め準備した外径２０ｍｍφ、内径１５ｍｍφのＡ
ｇパイプ（金属芯材４）上に１層当り３０〜３６本、合
計２層を巻付けピッチ１ｍの螺旋状に巻き付けた。その
上に表２に示す種々の条件で断面角型の耐酸化性金属材
製の線材５を同表２に示すピッチで螺旋状に巻き付け
た。これらを大気中、８３０℃×１００ｈ熱処理してセ
ラミックス超電導導体を作製した。これらのセラミック
ス超電導導体について液体窒素中、０磁場におけるＩｃ
特性を測定し、その結果を同じく表２にまとめて示し
た。この場合も、本発明によれば熱処理工程における線
材の変形が無く、優れた特性のセラミックス超電導導体
が得られることが分かる。
【００１７】
【発明の効果】本発明のセラミックス超電導導体は、複
合体３の外側に熱膨張係数の小さい耐酸化性金属材５が
螺旋状に構成されているため、熱処理工程においても複
合体３のたわみ等の変形が小さく、その結果超電導特性
の低下も小さい。
合体３の外側に熱膨張係数の小さい耐酸化性金属材５が
螺旋状に構成されているため、熱処理工程においても複
合体３のたわみ等の変形が小さく、その結果超電導特性
の低下も小さい。
【図１】本発明のセラミックス超電導導体の一実施例を
示す斜視図。
示す斜視図。
【図２】本発明のセラミックス超電導導体の他の実施例
を示す斜視図。
を示す斜視図。
【図３】同図（ａ）は本発明のセラミックス超電導導体
における線状の複合体３の一例を示す断面図、同図
（ｂ）はテープ状の複合体３の一例を示す断面図。
における線状の複合体３の一例を示す断面図、同図
（ｂ）はテープ状の複合体３の一例を示す断面図。
【図４】同図（ａ）は従来のセラミックス超電導導体の
一例を示す斜視図、同図（ｂ）は従来のセラミックス超
電導導体の他例を示す斜視図。
一例を示す斜視図、同図（ｂ）は従来のセラミックス超
電導導体の他例を示す斜視図。
１ セラミックス超電導体 ２ 金属 ３ 複合体 ４ 金属芯材 ５ 耐酸化性金属材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 築志 東京都調布市西つつじケ丘２丁目４番１号 東京電力株式会社技術研究所内 (72)発明者 石井 英雄 東京都調布市西つつじケ丘２丁目４番１号 東京電力株式会社技術研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 セラミックス超電導体１が金属２内に設
けられている複合体３を金属芯材４の外周に所望本数配
置し、その外周に熱膨張係数が前記金属芯材４より小さ
い耐酸化性金属材５を所定のピッチで螺旋状に巻きつけ
たことを特徴とするセラミックス超電導導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3329989A JPH05144332A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | セラミツクス超電導導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3329989A JPH05144332A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | セラミツクス超電導導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05144332A true JPH05144332A (ja) | 1993-06-11 |
Family
ID=18227529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3329989A Pending JPH05144332A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | セラミツクス超電導導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05144332A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0650205A1 (en) * | 1993-10-21 | 1995-04-26 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Superconducting cable conductor |
| US6005194A (en) * | 1995-06-06 | 1999-12-21 | Siemens Aktiengesellschaft | A.C. cable with two concentric conductor configurations of stranded single conductors |
| US6215072B1 (en) * | 1993-10-21 | 2001-04-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of preparing an oxide superconducting conductor |
| US7709742B2 (en) * | 2005-04-27 | 2010-05-04 | Nexans | Superconductor cable |
-
1991
- 1991-11-19 JP JP3329989A patent/JPH05144332A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0650205A1 (en) * | 1993-10-21 | 1995-04-26 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Superconducting cable conductor |
| US6215072B1 (en) * | 1993-10-21 | 2001-04-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of preparing an oxide superconducting conductor |
| US6005194A (en) * | 1995-06-06 | 1999-12-21 | Siemens Aktiengesellschaft | A.C. cable with two concentric conductor configurations of stranded single conductors |
| US7709742B2 (en) * | 2005-04-27 | 2010-05-04 | Nexans | Superconductor cable |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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