JPH0589727A - 多層セラミツクス超電導々体 - Google Patents

多層セラミツクス超電導々体

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JPH0589727A
JPH0589727A JP3273293A JP27329391A JPH0589727A JP H0589727 A JPH0589727 A JP H0589727A JP 3273293 A JP3273293 A JP 3273293A JP 27329391 A JP27329391 A JP 27329391A JP H0589727 A JPH0589727 A JP H0589727A
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JP
Japan
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superconductor
ceramic
superconducting
ceramics
conductor
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JP3273293A
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English (en)
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Sukeyuki Kikuchi
祐行 菊地
Masanao Mimura
正直 三村
Kiyoshi Nemoto
清 根本
Takashi Kinoshita
隆 木下
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.)
Chodendo Hatsuden Kanren Kiki Zairyo Gijutsu Kenkyu Kumiai
Original Assignee
Chodendo Hatsuden Kanren Kiki Zairyo Gijutsu Kenkyu Kumiai
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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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  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マグネットコイル等の導体を湾曲させて用い
る用途に適した多層セラミックス超電導々体を提供す
る。 【構成】 厚さの異なる複数のセラミックス超電導体層
1が金属層2を介在させて厚さの順に積層一体化する。 【効果】 このセラミックス超電導々体をマグネットコ
イル等に用いる場合、前記導体の薄いセラミックス超電
導体層1を配置した側を外側にして巻回すると、張力が
掛かるセラミックス超電導体層1部分が減少し、超電導
特性の低下を小さく抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マグネットコイルやケ
ーブル等の、導体を湾曲させて用いる用途に適した多層
セラミックス超電導々体に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、液体窒素温度で超電導を示すY−
Ba−Cu−O系,Bi−(Pb)−Sr−Ca−Cu
−O系,Tl−Ba−Ca−Cu−O系等のセラミック
ス超電導体が見出され、各分野で実用化研究が進められ
ている。ところでこれらのセラミックス超電導体は脆い
為、これらを線材等に加工するには、例えば加工性に富
んだAgやCu等の金属製パイプにセラミックス超電導
体となし得る原料物質を充填して複合ビレットを作製
し、次いでこの複合ビレットを延伸加工して所望形状の
線材となしたのち、この線材に所定の加熱処理を施して
上記原料物質を超電導体に反応せしめる複合加工法が用
いられている。この複合加工法により製造されるセラミ
ックス超電導々体の形状は、断面が円形,楕円形,四角
形,テープ状等の線状体で、更にこの線状体を複数本束
ねた多芯線、或いはセラミックス超電導体層を金属層を
介在させて平行状又は同心状又は渦巻状に配置させた多
層線等が種々試作検討されている。又延伸加工法として
は押出し,圧延,スエージング,引抜き等の従来の塑性
加工法がそのまま適用されている。前記原料物質を充填
する金属製パイプには熱及び電気伝導性に優れた銀系又
は銅系材料が用いられるが、特に銀系材料は酸素透過性
に優れ多用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
なセラミックス超電導々体のうち、図3に示したセラミ
ックス超電導体層1の複数本を金属層2を介在させて平
行に積層した多層セラミックス超電導々体は、導体を湾
曲させて成形するマグネットコイルやケーブル等に用い
ると、その超電導特性は、多層セラミックス超電導々体
の単線としての特性から予想される特性よりかなり低下
するという問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる状況に
鑑み鋭意研究を行った結果、多層セラミックス超電導々
体をマグネットコイルやケーブル等のように湾曲させて
成形すると、成形体の外側にかかる張力がセラミックス
超電導体層を劣化させ、その超電導特性を著しく低下さ
せることを知見し、更に研究を重ねて本発明を完成する
に至ったものである。即ち、本発明は、厚さの異なる複
数のセラミックス超電導体層が金属層を介して厚さの順
に積層されていることを特徴とする多層セラミックス超
電導々体である。
【0005】本発明の導体は、厚さの異なる複数のセラ
ミックス超電導体層が金属層を介在させて導体の一端側
から他端側に向けて厚さの厚い順に配置一体化したもの
である。従ってこの導体を、マグネットコイル等に用い
る場合、前記導体の、厚さの薄いセラミックス超電導体
層を配置した側を外側にして湾曲させて、張力が掛かる
セラミックス超電導体層部分が少なくなるようにしたも
のである。次に本発明の多層セラミックス超電導々体を
図を参照して具体的に説明する。図1イ,ロは本発明の
多層セラミックス超電導々体の態様例を示すそれぞれ横
断面図である。図イに示した導体は、導体の一端側に厚
さの厚いセラミックス超電導体層1を1本、他は同一厚
さの薄いセラミックス超電導体層を4本、金属層2を介
在させて配置一体化した断面角型のものである。又図ロ
に示した導体は、導体の一端に最も厚いセラミックス超
電導体層1を配置し、その下に他のセラミックス超電導
体層2を厚さの厚い順に金属層2を介在させて配置一体
化した断面角型のものである。図2イ,ロは、本発明の
断面角型の超電導々体をマグネットコイル又はケーブル
に成形した状態を示す側断面図である。本発明導体は、
薄いセラミックス超電導体層1を配置した側を外側にし
て、マグネットコイルに巻回され(図イ)、又はケーブ
ルに撚合わされる(図ロ)。
【0006】本発明において、個々のセラミックス超電
導体層の厚さは、薄い程超電導特性が優れるので、最も
厚い層でも数百μm以下の厚さに抑えるのが好ましい。
本発明において、セラミックス超電導体層間に介在させ
る金属層は、多層セラミックス超電導体層を機械的,電
気的,熱的に安定化する作用を果たすもので、その占積
率は、導体断面積の40%以上とするのが好ましい。本
発明の多層セラミックス超電導々体は、例えば、セラミ
ックス超電導体となし得る原料物質を金属製パイプに充
填して複合ビレットとなし、この複合ビレットに延伸加
工を施して種々の厚さのテープ状素材となし、この種々
の厚さのテープ状素材を別に用意した金属製パイプ内
に、厚さの厚い順に挿入し、積み重ねて複合素材とな
し、この複合素材を所望の断面形状に延伸加工したの
ち、所定の加熱処理を施して製造される。又前述の複合
ビレットを作製する他の方法としては、セラミックス超
電導体となし得る原料物質をバインダーと混練してペー
スト状物となし、又は前記原料物質を融液状となし、こ
のペースト状物又は融液状物を金属シート上に塗布して
複合シートとなし、この複合シートを所望数重ね合わせ
て金属製パイプ内に充填する方法。又は金属製ブロック
に断面長方形の種々の厚さの貫通孔を設けておき、この
孔に前記原料物質を充填する方法等がある。
【0007】本発明導体の製造に用いる原料物質には、
酸素含有雰囲気中で加熱処理することによりセラミック
ス超電導体に反応するセラミックス超電導体に合成され
るまでの中間体、例えばセラミックス超電導体の構成元
素の混合体、又は共沈混合物、又は前記構成元素の酸化
物又は炭酸塩の一次原料粉を各々所定量配合し混合して
混合原料となし、この混合原料を仮焼成した酸素欠損型
複合酸化物等が用いられる。又前記原料物質を充填する
金属製パイプには、Ag、Au、Cu等の金属材料が用
いられるが、中でもAg又はAg−Cu系、Ag−Sb
系等のAg系材料は酸素透過性が良好なので最終の加熱
処理工程においてセラミックス超電導体への酸素の供給
が充分になされ、超電導特性を向上させ得るので特に好
適である。又セラミックス超電導体となし得る原料物質
を金属製パイプ内に充填する方法には、前記原料物質を
そのまま充填する方法の他、前記原料物質を予めCIP
法等により所定形状に成形したり、或いはこの成形体を
更に加熱焼結して充填する方法が用いられる。前記原料
物質を成形体や焼結体に加工して充填すると、得られる
セラミックス超電導々体の密度が高まり、Jc等の特性
が向上し好ましい。本発明の多層セラミックス超電導々
体を製造するにあたって、前述の複合ビレット又は複合
素材に施す延伸加工には、押出、引抜き、スエージン
グ、圧延、鍛造、一軸プレス圧縮等の任意の方法が適用
できるが、圧延加工法又はプレス加工法が超電導体層の
密度をより高めることができて好ましい。又、複合素材
に施す加熱処理は、前記の原料物質をセラミックス超電
導体に反応させる為に行うもので、その加熱温度は、例
えばBi系セラミックス超電導体の場合は通常820〜
885℃の温度範囲である。又この加熱処理は、延伸加
工上がりで施してもよいが、延伸加工材をマグネットコ
イル等に成形したあと施した方が割れ等が入り難く好ま
しい。
【0008】
【作用】本発明の多層セラミックス超電導々体は、厚さ
の異なる複数のセラミックス超電導体層が金属層を介在
させて厚さの順に積層した構造の導体なので、この導体
をマグネットコイルのように湾曲させて用いる場合、前
記導体の薄いセラミックス超電導体層を配置した側を外
側にして湾曲させると、張力が掛かって劣化するセラミ
ックス超電導体層部分が減少し、湾曲により起きる超電
導特性の低下を小さく抑えることができる。
【0009】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。 実施例1 Bi23 ,PbO,SrCO3 ,CaCO3 ,CuO
等の一次原料粉体をそれぞれBi:Pb:Sr:Ca:
Cuが原子比で1.6:0.4:2:2:3となるよう
に混合し、この混合粉を大気中で800℃×50時間仮
焼成したのち、この仮焼成体を粉砕して平均粒径が約5
μmの仮焼粉となした。次いでこの仮焼粉をCIP成形
して外径約18mmφの棒材となし、この棒材を外径2
5mmφ、内径18mmφのAg製パイプに充填して複
合ビレットを作製した。次にこの複合ビレットにスエー
ジング加工を施して5mmφの線材となしたのち、これ
を更に溝ロール圧延して3.5mmφ又は2.5mmの
線材となした。次に上記2種の線材にロール圧延を施し
て幅が5mmで、厚さがそれぞれ0.5mm又は0.2
mmのテープ状素材(以下、前者をテープA、後者をテ
ープBと称す。)を作製した。この時の内部のセラミッ
クス超電導体層の厚さはテープAが0.3mm、テープ
Bが0.12mmであった。しかるのち、これらのテー
プ状素材を外径7×7mm,内径5×5mmのAg製の
角型パイプ内にテープAを4枚、その上にテープBを1
3枚重ねて挿入して複合素材となした。次にこの複合素
材に4方向ロールにより圧延加工を施して断面2×2m
mの複合角線となした。次に、得られた複合角線を図2
イに示した様な内径40mmφのコイル状に20ターン
3層に巻回してコイル成形体となした。複合角線は、厚
さの薄いテープBを配置した側がコイル成形体の外側に
なるように巻回した。次にこのコイル成形体に大気中で
830℃×50時間の加熱処理を施して、セラミックス
超電導体製マグネットコイルを製造した。
【0010】実施例2 実施例1と同じ方法及び条件により、幅が5mmで、厚
さを0.5mmから0.2mmまで0.02mm間隔で
変えた15種類のテープ状線材を作製し、このテープ状
素材を厚さの順に各々1枚づつ、外径7×7.8mm、
内径5×5.5mmのAg製パイプ内に挿入して複合素
材となした他は、実施例1と同じ方法及び条件によりセ
ラミックス超電導体製マグネットコイルを製造した。 比較例1 実施例1において、Ag製の角型パイプに、テープBの
みを23枚挿入した他は、実施例1と同じ方法及び条件
によりセラミックス超電導体製マグネットコイルを製造
した。 比較例2 実施例1で作成した2mm角の複合角線をコイル状に巻
回するのに、前記複合角線に複合された厚さの厚いテー
プAがコイル成形体の外側になるように巻回した他は、
実施例1と同じ方法及び条件によりセラミックス超電導
体製マグネットコイルを製造した。 比較例3 実施例2で作成した2mm角の複合角線をコイル状に巻
回するのに、前記複合角線に複合された厚さの厚いテー
プがコイル成形体の外側になるように巻回した他は、実
施例2と同じ方法によりセラミックス超電導体製マグネ
ットコイルを製造した。このようにして製造した各々の
セラミックス超電導体製マグネットコイルについて、液
体窒素(77K)中、0磁場下で臨界電流値(Ic)及
びその時の最大発生磁界(Hc)を測定した。結果は表
1に示した。
【0011】
【表1】
【0012】表1より明らかなように本発明例応用品
(No.1,2)は、いずれもIc及びHcが高い値のも
のであった。これは、厚さの薄いセラミックス超電導体
層を配置した側が外側になるように巻回したので、張力
の掛かるセラミックス超電導体層部分が減少した為であ
る。これに対し、比較例応用品(No.3〜5)は、いず
れも超電導特性が低い値のものとなった。これは、No.
3は、セラミックス超電導体層が導体断面全体にわたり
同じ厚さであり、又No.4,5は前記超電導体層が外側
程厚く、従ってセラミックス超電導体層の多くの部分が
張力により劣化した為である。以上本発明の多層セラミ
ックス超電導々体をマグネットコイル用導体として用い
た場合について説明したが、本発明の多層セラミックス
超電導々体は、これを湾曲して用いるいかなる用途にお
いても、その効果を発揮するものである。
【0013】
【効果】以上述べたように本発明の多層セラミックス超
電導々体は、厚さの異なる複数のセラミックス超電導体
層が金属層を介在させて、厚さの順に積層一体化したも
のなので、この導体をマグネットコイル等に湾曲させて
用いる場合、前記導体のセラミックス超電導体層を薄く
形成した側を外側にして湾曲させると、セラミックス超
電導体層の、張力により劣化する部分を少なくすること
ができ、超電導特性の低下を小さく抑えることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多層セラミックス超電導々体の態様例
を示す横断面図である。
【図2】本発明の多層セラミックス超電導々体をマグネ
ットコイル(イ)又はケーブル(ロ)に成形した態様例
を示すそれぞれ側断面図(イ)又は斜視断面図(ロ)で
ある。
【図3】従来の多層セラミックス超電導々体の横断面図
である。
【符号の説明】
1 セラミックス超電導体層 2 金属層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根本 清 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 木下 隆 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 厚さの異なる複数のセラミックス超電導
    体層が金属層を介して厚さの順に積層されていることを
    特徴とする多層セラミックス超電導々体。
JP3273293A 1991-09-25 1991-09-25 多層セラミツクス超電導々体 Pending JPH0589727A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3273293A JPH0589727A (ja) 1991-09-25 1991-09-25 多層セラミツクス超電導々体

Applications Claiming Priority (1)

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JP3273293A JPH0589727A (ja) 1991-09-25 1991-09-25 多層セラミツクス超電導々体

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JPH0589727A true JPH0589727A (ja) 1993-04-09

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ID=17525838

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JP3273293A Pending JPH0589727A (ja) 1991-09-25 1991-09-25 多層セラミツクス超電導々体

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010135295A (ja) * 2008-12-03 2010-06-17 Korea Electrotechnology Research Inst 超伝導薄膜線材を用いた円形ワイヤの製造方法および超伝導薄膜線材を用いた円形ワイヤ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010135295A (ja) * 2008-12-03 2010-06-17 Korea Electrotechnology Research Inst 超伝導薄膜線材を用いた円形ワイヤの製造方法および超伝導薄膜線材を用いた円形ワイヤ

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