JPH05250938A - 酸化物超電導線の製造方法 - Google Patents

酸化物超電導線の製造方法

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JPH05250938A
JPH05250938A JP4082631A JP8263192A JPH05250938A JP H05250938 A JPH05250938 A JP H05250938A JP 4082631 A JP4082631 A JP 4082631A JP 8263192 A JP8263192 A JP 8263192A JP H05250938 A JPH05250938 A JP H05250938A
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JP
Japan
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oxide superconductor
oxide
sintering
metal tube
powder
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Pending
Application number
JP4082631A
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English (en)
Inventor
Takashi Sato
隆士 佐藤
Takayuki Komatsu
高行 小松
Kazumasa Matsushita
和正 松下
Keisuke Yamamoto
啓介 山本
Kazuhiko Sawada
和彦 澤田
Junichi Kai
純一 甲斐
Makoto Hiraoka
誠 平岡
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.)
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
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    • 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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  • Wire Processing (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属層で被覆された長尺の酸化物超電導線を
焼結膨れなく、断面形状の均一性や超電導特性に優れる
状態で安定して得ること。 【構成】 酸化物超電導体の粉末又はその成形体(2)
を充填してなる金属チューブ又はその偏平体(1)を、
開口状態下に加熱処理してガス化成分を除去したのち開
口部を封止する工程、及び前記封止物を所定の線材形態
に加工したのち焼結処理して内部の酸化物超電導体を一
体化させる工程からなる酸化物超電導線の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、焼結膨れを防止した金
属被覆型の酸化物超電導線の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、図7に例示の如く、酸化物超電導
体の粉末を充填してなる金属チューブ又はその偏平体を
加熱処理して酸化物超電導体の粉末を焼結させ、金属被
覆層4の内部に焼結体5を有する超電導線の製造方法が
知られていた。しかしながら、焼結時に膨れ41(膨張
部)等を生じて均一形状の超電導線が形成されない問題
点があつた。かかる膨れ等の発生は、数10cm以上の長
尺体を得る場合に特に顕著で、超電導特性の低下原因や
コイル等に加工する際の障害となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、長尺体の場
合にも膨れ等の発生なく焼結処理できて、断面形状の均
一性や超電導特性に優れる金属被覆型の酸化物超電導線
の製造方法の開発を課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、酸化物超電導
体の粉末又はその成形体を充填してなる金属チューブ又
はその偏平体を、開口状態下に加熱処理してガス化成分
を除去したのち開口部を封止する工程、及び前記封止物
を所定の線材形態に加工したのち焼結処理して内部の酸
化物超電導体を一体化させる工程からなることを特徴と
する酸化物超電導線の製造方法を提供するものである。
【0005】
【作用】酸化物超電導体の粉末等を充填した金属チュー
ブ等を所定の線材形態に加工して焼結処理する前に、開
口状態下に加熱処理してガス化成分を除去し、そののち
開口部を封止して密閉する工程を設けることにより、長
尺体の場合にも膨れ等の発生なく焼結処理でき、断面形
状の均一性や超電導特性に優れる金属被覆型の酸化物超
電導線が得られる。
【0006】前記の結果がもたらされる理由は不明であ
るが、本発明者らは次のように考えている。すなわち、
充填前に仮焼・粉砕を充分に繰り返した場合でも、その
酸化物超電導体の粉末等を金属チューブに充填する際に
水分等を吸着し、その水分等の一部が水和等により大き
な結合エネルギーで酸化物超電導体の粉末等と結合す
る。そしてその吸着水分や強固な結合成分が焼結処理時
の高温でガス化して膨れ等を発生させる原因となるが、
本発明ではその原因物質の除去処理が焼結処理前の加熱
処理で達成されていることによるものと考えている。な
お吸着水分等の結合エネルギーが小さいガス化成分は、
比較的低温で除去できるが、結合エネルギーの大きいガ
ス化成分の除去には、焼結温度にほぼ匹敵する高温処理
を要する場合もある。
【0007】
【実施例】図1、図2に本発明の製造工程例を示した。
1が金属チューブ又はその偏平体、2が酸化物超電導体
の粉末又はその成形体、3が封止用の蓋である。また図
4、図5、図6に本発明の製造方法により得られる酸化
物超電導線の断面形態を例示した。4が金属被覆層、5
が酸化物超電導体が一体化した焼結体である。
【0008】図1に例示の如く本発明においては、酸化
物超電導体の粉末又はその成形体2を充填した金属チュ
ーブ又はその偏平体1を、開口状態下に加熱処理してガ
ス化成分を除去する。酸化物超電導体の粉末等の充填に
際しては金属チューブの一端を封止してもよい。
【0009】充填用の酸化物超電導体の種類については
特に限定はない。その例としては、Bi2Sr2CaCu2y
やBi2-xPbxSr2Ca2Cu3yの如きBi系酸化物超電導
体、YBa2Cu3yやYBa2Cu4yの如きY系酸化物超
電導体、Ba1-xxBiO3の如きBa系酸化物超電導体、
Nd2-xCexCuOyの如きNd系酸化物超電導体、その他
La系酸化物超電導体、Tl系酸化物超電導体、Pb系酸
化物超電導体などがあげられる。
【0010】また、前記のBi等の成分を他の希土類元
素で置換したもの、Sr等の成分を他のアルカリ土類金
属で置換したもの、あるいはO成分をFなどで置換した
ものなどもあげられる。さらに、ピンニングセンターを
含有させたものなどもあげられる。ピンニングセンター
含有の酸化物超電導体は、そのピンニングセンターによ
る磁束のピン止め効果により、高い磁場下においても大
きな臨界電流密度を示す利点を有する。ピンニングセン
ター含有の酸化物超電導体は、例えばMPMG法(Melt
Powdering Melt Growth)などにより得ることができ
る。
【0011】金属チューブに充填する酸化物超電導体
は、粉末又はそれを圧粉成形するなどして金属チューブ
の断面形態に合わせて形成した成形体である。成形体
は、充填作業性や気体の混入防止性などに優れている。
用いる粉末の粒径は、100μm以下、就中0.1〜10
μmが適当である。その粉末は、例えば酸化物超電導体
の仮焼体ないし焼結体を粉砕することにより得ることが
できる。金属チューブとしては、例えば銀、金、白金、
かかる金属を含有する合金、就中、銀・白金合金、銀・
パラジウム合金の如き高融点合金などからなるものが好
ましく用いられる。金属チューブの断面形態は任意であ
る。
【0012】酸化物超電導体の粉末等を充填した金属チ
ューブ等は、必要に応じ伸線処理等を施して目的とする
超電導線の中間形態、特にガス化した成分の排気が容易
な中間形態に加工した後、開口状態下に加熱処理してガ
ス化成分を除去する。開口は、ガス化した成分を外部に
排気するためのものであり、金属チューブ端の一方又は
双方を利用するなど適宜に形成してよい。ガス化成分の
主体は水分と考えられ、従ってガス化のための加熱処理
は、乾燥空気雰囲気、乾燥窒素雰囲気(酸素の含有可)
などの乾燥雰囲気下に行うことが好ましい。
【0013】ガス化成分を除去するための加熱温度は、
焼結条件等に応じた重量減少曲線などより適宜に決定す
ることができる。すなわち、図3に示した仮焼・粉砕を
3回繰り返したBi2Sr2CaCu2y系酸化物超電導体の
粉末の場合を例に説明すると、これは約70〜約500
℃の範囲で0.5%程度の重量減少を示すと共に、約6
00〜約800℃の範囲で0.4%程度の再度の重量減
少を示すことから、後者の重量減少が現れる最高温度に
加熱して処理することが望ましい。なお前者の重量減少
は吸着水分の蒸発に基づき、後者の重量減少は水和等の
大きい結合エネルギーで結合した成分に基づくと思われ
る。従ってガス化成分を除去するための加熱温度は、焼
結温度未満が一般的である。なお図3におけるDTA
は、反応による熱の出入りによる温度差を電圧で表示し
たものである。
【0014】ガス化成分の除去処理が終わると次に、金
属チューブの開口部を封止する。開口部の封止は、金属
チューブ内の酸化物超電導体の粉末等が可及的に外部雰
囲気、特に水分と接触しないようにすることを目的とす
る。従って封止処理も、上記のガス化処理と同様に乾燥
雰囲気下で行うことが好ましい。なお封止は、圧着ない
しプレス処理等によっても行うことができ、適宜な封止
手段を採ることができる。図2に示した実施例では、ガ
ス化処理後、室温〜100℃程度に冷却した金属チュー
ブの開口端に蓋3を装着することにより封止密封するよ
うになっている。
【0015】前記により形成した封止物は、次に図4〜
6に例示の如く目的とする線材形態に加工したのち焼結
処理して内部の酸化物超電導体を一体化させる。所定の
線材形態への加工は、例えばピンチロール等を介した圧
延処理や、ダイス等を介した伸線処理などの適宜な方式
で行ってよい。また焼結処理に先立ってプレス処理を施
してもよい。プレス処理は、品質の安定化、ないし向上
に有効である。また、プレス処理は複数回繰り返しても
よく、その場合には前後のプレス処理間に加熱工程が設
けられる。
【0016】焼結処理は、金属被覆層中の酸化物超電導
体をバルク化して一体化させるためのものである。本発
明では、コイル等の二次形態としたものに対して焼結処
理を施してもよい。焼結の温度は、金属被覆層(金属チ
ューブ)の融点未満の温度で行われる。一般には700
〜1200℃である。なお焼結処理は、密閉系の耐熱耐
圧容器に焼結対象物を収容するなどして加圧雰囲気下に
行ってもよい。加圧雰囲気は、焼結膨れの発生を防止す
る外圧として作用する。
【0017】実施例1 大気中、836℃で20時間仮焼し、それを粉砕する操
作を3回繰り返して得た、図3にその重量減少特性を示
したBi2Sr2CaCu2y系酸化物超電導体(Bi:2,
Sr:2,Ca:0.64,Cu:1.64)の粒径0.1
〜10μmの粉末を、一端を封止した肉厚1.0mm、直径
7.0mmの銀チューブに充填し、それをダイスを介し直
径3mmに伸線処理した後、乾燥空気雰囲気中で800℃
に加熱し、ついで50℃に冷却させて銀チューブの開口
端に蓋をして密封封止した。
【0018】次に、前記の封止物をピンチロールで圧延
して幅3mm、厚さ0.2mm(超電導部の厚さ100μ
m)、長さ1mのテープに加工し、それにプレス処理を
施したのち850〜890℃で約50時間加熱して焼結
処理し、酸化物超電導線を得た。得られた酸化物超電導
線に焼結膨れは認められなかった。また、その臨界温度
は85Kであり、臨界電流密度は12000A/cm
2(63K)であった。なお前記で用いたBi2Sr2CaC
u2y系酸化物超電導体の粉末は、充填状態とした後の
初回の加熱後の冷却時及び再加熱時には重量減少を示さ
なかった。
【0019】一方、比較のために、乾燥空気雰囲気中で
の加熱処理(ガス成分の除去処理)を施さないほかは前
記実施例1に準じて酸化物超電導線を得た。しかし、得
られた酸化物超電導線には焼結膨れが多数の個所に認め
られた。また、その臨界温度は80Kであり、臨界電流
密度は5000A/cm2(63K)であった。
【0020】なお前記において、臨界温度は0.1A/c
m2の電流密度下、液体窒素で冷却しながら4端子法で電
気抵抗の温度変化を測定し、電圧端子間の発生電圧が0
となったときの温度である。
【0021】また臨界電流密度は、パワーリードと共に
液体窒素中で減圧しながら63Kに冷却し、徐々に電流
値を上げて、4端子法により電圧端子間の電圧の印加電
流による変化を測定し、X−Yレコーダにおいて1μv
/cmの電圧が出現したときの電流値を超電導体の断面積
で除した値である。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、ガス化処理後に焼結処
理する方式としたので、焼結膨れのない金属被覆型の酸
化物超電導線の長尺体を、断面形状の均一性及び超電導
特性に優れる状態で安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における製造工程例の断面説明図。
【図2】本発明における他の製造工程例の断面説明図。
【図3】重量減少特性を示したグラフ。
【図4】本発明による酸化物超電導線を例示した断面
図。
【図5】本発明による他の酸化物超電導線を例示した断
面図。
【図6】本発明によるさらに他の酸化物超電導線を例示
した断面図。
【図7】従来例の部分断面斜視図。
【符号の説明】
1:金属チューブ又はその偏平体 2:酸化物超電導体の粉末又はその成形体 3:封止用の蓋 4:金属被覆層 41:焼結膨れ 5:酸化物超電導体の焼結体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000003263 三菱電線工業株式会社 兵庫県尼崎市東向島西之町8番地 (72)発明者 佐藤 隆士 新潟県長岡市深沢町1769−1 深沢町宿舎 2−503 (72)発明者 小松 高行 新潟県長岡市七日町790番地 (72)発明者 松下 和正 新潟県長岡市深沢町1769−1 深沢町宿舎 2−203 (72)発明者 山本 啓介 兵庫県尼崎市東向島西之町8番地 三菱電 線工業株式会社内 (72)発明者 澤田 和彦 兵庫県尼崎市東向島西之町8番地 三菱電 線工業株式会社内 (72)発明者 甲斐 純一 兵庫県尼崎市東向島西之町8番地 三菱電 線工業株式会社内 (72)発明者 平岡 誠 兵庫県尼崎市東向島西之町8番地 三菱電 線工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸化物超電導体の粉末又はその成形体を
    充填してなる金属チューブ又はその偏平体を、開口状態
    下に加熱処理してガス化成分を除去したのち開口部を封
    止する工程、及び前記封止物を所定の線材形態に加工し
    たのち焼結処理して内部の酸化物超電導体を一体化させ
    る工程からなることを特徴とする酸化物超電導線の製造
    方法。
JP4082631A 1992-03-04 1992-03-04 酸化物超電導線の製造方法 Pending JPH05250938A (ja)

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JP4082631A JPH05250938A (ja) 1992-03-04 1992-03-04 酸化物超電導線の製造方法

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005124793A1 (ja) * 2004-06-22 2005-12-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. 超電導線材の製造方法
US8296928B2 (en) 2004-06-24 2012-10-30 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method of manufacturing superconducting wire

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WO2005124793A1 (ja) * 2004-06-22 2005-12-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. 超電導線材の製造方法
US7749557B2 (en) 2004-06-22 2010-07-06 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method of manufacturing superconducting wire
US8296928B2 (en) 2004-06-24 2012-10-30 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method of manufacturing superconducting wire

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