JPH0628211B2 - 超電導装置 - Google Patents

超電導装置

Info

Publication number
JPH0628211B2
JPH0628211B2 JP3297945A JP29794591A JPH0628211B2 JP H0628211 B2 JPH0628211 B2 JP H0628211B2 JP 3297945 A JP3297945 A JP 3297945A JP 29794591 A JP29794591 A JP 29794591A JP H0628211 B2 JPH0628211 B2 JP H0628211B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
superconducting
ceramics
pipe
ceramic
hollow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP3297945A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05205940A (ja
Inventor
舜平 山崎
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.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP3297945A priority Critical patent/JPH0628211B2/ja
Publication of JPH05205940A publication Critical patent/JPH05205940A/ja
Publication of JPH0628211B2 publication Critical patent/JPH0628211B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • 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

Landscapes

  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の利用分野】本発明はセラミック系超電導材料を
利用した超伝導装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、超電導材料はNb−Ge(例えば
NbGe)等の金属材料が用いられている。この材料
は金属であるため、延性、展性または曲げ性を高く有
し、超電導マグネット用コイル、また電力蓄積用コイル
として用いることが可能である。
【0003】しかし、この金属の超電導材料はTc(超
電導臨界温度を以下Tcという)オンセットが小さく、
23Kまたはそれ以下でしかなかった。しかしその工業
的応用を考えるならば、このTcが100Kまたはそれ
以上を有し、Tco(電気抵抗が零となる温度)が液体
窒素温度である77Kまたはそれ以上であることがきわ
めて重要である。
【0004】最近、かかる超電導材料として、銅の酸化
物セラミック材料が注目されている。しかしこの銅の酸
化物セラミックスは延性、展性および曲げ性に乏しい。
加えて成型した後の加工がきわめて困難であるという他
の欠点を有する。
【0005】
【従来の問題点】このため、銅の酸化物セラミックスよ
りなる超電導セラミックスを用いて、任意の形状の超電
導装置を作成することは、従来は困難であった。加え
て、超電導セラミックスを機械的に金属で補強する手段
構造もまったく知られていない。
【0006】
【問題を解決すべき手段】本発明は超電導セラミックス
任意の形状に設けた超電導装置であって、前記超電導
装置は金属の支持体の外側または内側に銅の酸化物セラ
ミックスよりなる超電導セラミックスがコーティングさ
れて設けられたことを特徴とする超電導装置である。さ
らに本発明においては、このセラミックスに金属または
金属化合物の支持体を添わしめ、機械的補強に加えて、
このセラミックスが非超電導状態となった時も電流を流
し得る手段としている。
【0007】もし、前記支持体が中空パイプ形状を有し
ていた場合、超電導セラミックス材料の粉末を有機溶媒
と混合した原料等を前記パイプ内部に注ぎ込み、内部に
均一に超電導セラミックス材料からなる膜を均一に形成
する。次にこの中空パイプ全体を加熱し、液体成分であ
る溶媒全体を気化して除去する。するとこの超電導セラ
ミック材料は中空パイプの内壁にコーティングされる。
これを加熱し、焼成させるとともに、酸化または還元を
繰り返し行うことにより、超電導性を有するセラミック
材料、例えば銅の酸化物セラミックスである(A1−x
Bx)yCuOz x=0.01〜0.3,y=1.3
〜2.2,z=2.0〜4.5で示される分子構造を有
し、AがY(イットリューム),Ga(ガリューム),
Zr(ジルコニューム),Nb(ニオブ),Ge(ゲル
マニューム),Yb(イッテルビューム)またはその他
のランタノイドより1つまたは複数種選ばれ、BはRa
(ラジューム),Ba(バリューム)またはSr(スト
ロンチューム),Ca(カルシューム),Mg(マグネ
シューム),Be(ベリリューム)より1つまたは複数
種選ばれ、セラミックスを形成する。
【0008】本発明で用いられるセラミックスは上記以
外の元素をA,Bまたは添加不純物として加えることが
可能である。
【0009】本発明において、中空金属支持体の内壁に
第1の層として超電導セラミック材料がコーティングさ
れるが、さらにその上側にこの第1の層のセラミック材
料を十分固化した後、第2層のセラミック材料をコーテ
ィングすべく、同一工程を繰り返しすることは有効であ
る。またその場合、それぞれのコーティング層でAまた
はBの種類、X,Y,Zの値の一部を変更してもよい。
【0010】本発明において、さらにこれを繰り返して
多層構造としてもよいことはいうまでもない。
【0011】
【作用】本発明によって、延性、展性および曲げ性に乏
しく、加えて成型した後の加工がきわめて困難であると
いう欠点を有する超電導セラミックス材料を用いて、任
意の形状を有する超電導装置を作成することが可能にな
った。本装置は形状が任意なだけではなく、金属支持体
を有するため、超電導性が破壊された際にも電流のパス
が確保されており、信頼性の非常に高いものである。
【0012】また本発明の装置の形状を線状とした場
合、抵抗ゼロの超電導線が作成可能であり、これは従来
以上の大電流を流すことが可能となるし、コイル状とし
始点と終点を互いに電気的に抵抗が零であるセラミッ
クスで連結することにより、エンドレスコイルとし得
る。このコイルは電流損失のないコイル、即ち電気エネ
ルギの蓄積用装置として用いることが可能となる。以下
図面に従って本発明の実施例を示す。
【0013】
【実施例】
〔実施例1〕この実施例では(A1−xBx)yCuO
zにおいてAとしてYをY,BとしてBaをBa
COまたCuとしてCuOを用いた。それぞれ高純度
化学社製の99.95%以上のものを用いた。これらを
x=0.05,x=0.075及びx=0.1,y=
1.8,y=2.0,y=2.2とした。これらを混合
して9種類の混合物を作った。これらを一度3Kg/c
の圧力で加圧しタブレットとし700℃、3時間さ
らに1000℃、10時間で大気中で仮焼成した。さら
にこれらを再び粉砕した。そしてその平均粒径が100
μm以下、例えば10μm程度となるようにした。この
混合物をカプセル内に封入し、再びこれを5Kg/cm
の圧力でプレスし、タブレット状とした。そしてこれ
を1000℃、10時間酸化性雰囲気例えば大気中で本
焼成した。するとこの構造はペロブスカイト構造もみら
れるが、変形KNiF型がX線解析像から観察され
た。
【0014】次にこの本焼成したTcオンセットが40
K以上好ましくは90K,Tcoが好ましくは77K以
上あることを電圧−電流−温度特性より確認する。
【0015】再びこのタブレットを微粉末とした。そし
てこの平均粒径が100μm以下〜5μm例えば30μ
mになるようにした。この工程において、この粉砕の
際、その結晶構造が基本的に破壊しないように努めた。
【0016】この粉末を液体、例えばフロン液またはア
ルコール例えばエタノールその他の液体中に混合、また
は溶かした。
【0017】この溶液を中空の支持体である図1に示し
た金属パイプ(2)、例えば銅または銅の化合物(例え
ばNiCu化合物)の内部に他方を塞いで注いだ。この
パイプをセラミック粒子が内壁に均一な厚さに付着すべ
く、回転、上下振動をしつつ全体を100〜400℃の
温度に加熱した。
【0018】かくしてこの中空パイプの内部の溶媒を除
去することができ、その内壁にセラミック粒をコーティ
ング(3)した。
【0019】この時内壁とより密着させやすくするた
め、エポキシ系、アクリル系の樹脂をとかした溶媒、例
えばトルエン等を用いてもよい。
【0020】この後この内壁に付着し乾燥させたセラミ
ックスに対して、その中空部に酸素または酸素とアルゴ
ンの混合気体を導入して、酸化させつつ500〜110
0℃、例えば600℃3時間さらに800℃5時間の加
熱焼成を行った。
【0021】かかる工程をさらに1〜5回繰り返すこと
により、このセラミック材を50μm〜1cm(代表的
には0.5〜5mm)の平均厚さにパイプ内に付着させ
ることが可能となった。かくして図1に示す如き中空支
持体(2)の内側に超電導セラミックス(3)を中空
(4)を有して本発明の超電導セラミックスを用いたパ
イプ(1)を作ることができた。
【0022】この実施例において、パイプは円環型中空
支持体を用いた。しかしその形状は角型中空支持体を用
いてもよい。また他の形とすることも可能である。
【0023】かかる超電導セラミックパイプにおいて、
Tcはタブレット等で作られた時のTcよりは5〜20
K低い値となってしまった。しかしこれは初期のタブレ
ットでのTcを向上させるとともにより改良が可能であ
る。
【0024】本発明はかかるセラミックスを用いてエン
ドレスコイル構造の電力蓄積装置を作った。
【0025】図2にその縦断面図を示す。このエンドレ
スコイルは太陽電池等で発電した電気エネルギのバッテ
リとして用いることができる。
【0026】図面より明らかなごとく、予め中空を実施
例1と同様に有するパイプをコイル(7)形状に作る。
さらにこの始点(5),終点(6)も同様に中空パイプ
(4)で連結する。このエンドレスコイルは注入口
(8)を有する。この注入口は電気エネルギの入力およ
び出力端子として用いることができる。
【0027】ここに実施例1と同様の方法で超電導セラ
ミックスを混合またはとかした溶液を注ぎ込む。
【0028】これを乾燥し、不要溶媒を気体として
(8),(8’)より放出し、パイプの内部を乾燥させ
る。さらに実施例1と同様に酸化物気体を導入し、セラ
ミックスを乾燥させる。
【0029】かくして内部が中空、かつその内壁に超電
導セラミックスがコーティングされたパイプ(1)を用
いたエンドレスコイル(7)を作ることができた。この
Tcoは実験では45Kであった。しかし超電導材料の
選択によりTcoを向上させ得る。また、この中空部に
液体水素を導入することにより、このエンドレスコイル
をして抵抗零の閉回路を作る例とし得たため、電気エネ
ルギ蓄積装置として用いることができた。この実施例に
おいて、電気エネルギの入力、出力部には失電力用ダイ
オードを設け、充電、放電させた時に無限大の電流が流
れないようにした。
【0030】 〔実施例2〕この実施例は(A1−xBx)yCuOz
・(A1−x’B’x’)y’Cuz’において、Aと
してYb、B,B’としてBaおよびSrを用いた。
x,x’として0.075,y,y’として2.0を調
整した。するとパイプ形状とした後もTcoを74Kに
保つことができた。その他は実施例1と同様である。
【0031】〔実施例3〕この実施例は実施例1と同じ
成分を用い、仮焼成をした。材料を粉砕し、微粉末とし
た後、型に入れ、ドーナツ型または指輪型のリッグ構造
として再プレスし、本焼成を行った。
【0032】ここに外部より磁場を用いてエネルギを加
えた。するとこのリング内を電流が無限時間流れ、電力
蓄積をさせ得る磁場を発生する。このエネルギの取り出
しは、このリングの磁場を切るようにして取り出すこと
ができる。
【0033】
【発明の効果】本発明により延性、展性および曲げ性に
乏しく、加えて成型した後の加工がきわめて困難である
という欠点を有する超電導セラミックス材料を用いて、
任意の形状を有する超電導装置を作成することが可能に
なった。本装置は形状が任意なだけではなく、金属支持
体を有するため、超電導性が破壊された際にも電流のパ
スが確保されており、信頼性の非常に高いものである。
【0034】また、その構成も金属支持体の内側または
外側に超電導セラミックスからなる材料が膜状に1層以
上望ましくは複数層重ねて設けられたものあり、比較的
簡便な構成で達成しているものである。
【0035】本発明によって、超電導セラミックス材料
を用いて、従来の金属超電導材料と同程度に自由な形状
に設けることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の超電導セラミックパイプ。
【図2】本発明のパイプを用いた電気蓄積装置の一例。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属の支持体の外側または内側に銅の酸化
    物セラミックスよりなる超電導セラミックスがコーティ
    ングされて設けられたことを特徴とする超電導装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、金属支持体及び前記支
    持体にコーティングされた超電導セラミックスは、全体
    として線状に形成されたことを特徴とする超電導装置。
  3. 【請求項3】請求項1において、酸化物セラミックスは
    (A1−xBx)yCuOz x=0.01〜0.3,
    y=1.3〜2.2,z=2.0〜4.5で示される分
    子構造を有し、AはY(イットリューム),Ga(ガリ
    ューム),Zr(ジルコニューム),Nb(ニオブ),
    Ge(ゲルマニューム),Yb(イッテルビューム)ま
    たはその他ランタノイドより1つまたは複数の元素が選
    ばれ、BはRa(ラジューム),Ba(バリューム)ま
    たはSr(ストロンチューム),Ca(カルシュー
    ム),Ma(マグネシューム)またはBe(ベリリュー
    ム)より1つまたは複数の元素が選ばれた超電導セラミ
    ック材料であることを特徴とする超電導装置。
JP3297945A 1987-03-20 1991-10-18 超電導装置 Expired - Lifetime JPH0628211B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3297945A JPH0628211B2 (ja) 1987-03-20 1991-10-18 超電導装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62067028A JP2617306B2 (ja) 1987-03-20 1987-03-20 超電導装置の作製方法
JP3297945A JPH0628211B2 (ja) 1987-03-20 1991-10-18 超電導装置

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62067028A Division JP2617306B2 (ja) 1987-03-20 1987-03-20 超電導装置の作製方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05205940A JPH05205940A (ja) 1993-08-13
JPH0628211B2 true JPH0628211B2 (ja) 1994-04-13

Family

ID=13333020

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62067028A Expired - Fee Related JP2617306B2 (ja) 1987-03-20 1987-03-20 超電導装置の作製方法
JP3125245A Expired - Lifetime JPH0628210B2 (ja) 1987-03-20 1991-04-27 超電導セラミック材料を用いた電力蓄積装置
JP3297945A Expired - Lifetime JPH0628211B2 (ja) 1987-03-20 1991-10-18 超電導装置

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62067028A Expired - Fee Related JP2617306B2 (ja) 1987-03-20 1987-03-20 超電導装置の作製方法
JP3125245A Expired - Lifetime JPH0628210B2 (ja) 1987-03-20 1991-04-27 超電導セラミック材料を用いた電力蓄積装置

Country Status (1)

Country Link
JP (3) JP2617306B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3240323B2 (ja) 1998-11-30 2001-12-17 東北大学長 補強材と安定化材とを兼ねた超伝導磁石の製造方法
EP1589542A1 (de) * 2004-04-23 2005-10-26 Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH Supraleitendes Kabel und Verfahren zur Herstellung desselben
KR100720057B1 (ko) * 2005-07-06 2007-05-18 학교법인 한국산업기술대학 영구전류용 초전도자석 및 제조방법
JP5570776B2 (ja) 2009-09-24 2014-08-13 トヨタ紡織株式会社 車両用シート

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5116757A (en) * 1974-07-31 1976-02-10 Sumitomo Chemical Co Fuenooruruiofukumu haisuino shoriho
JPS5666080A (en) * 1979-11-05 1981-06-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Tunnel-junction type josephson element and manufacture thereof
JPS5753011A (en) * 1980-07-15 1982-03-29 Imi Kynoch Ltd Method of producing superconductor
JPS57164504A (en) * 1981-03-31 1982-10-09 Mitsubishi Electric Corp Superconductive coil device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58213404A (ja) * 1982-06-04 1983-12-12 Hitachi Ltd トロイダル・コイル状超電導エネルギ−貯蔵装置
JPS6123306A (ja) * 1984-07-12 1986-01-31 Hitachi Ltd 超電導コイルの冷却装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5116757A (en) * 1974-07-31 1976-02-10 Sumitomo Chemical Co Fuenooruruiofukumu haisuino shoriho
JPS5666080A (en) * 1979-11-05 1981-06-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Tunnel-junction type josephson element and manufacture thereof
JPS5753011A (en) * 1980-07-15 1982-03-29 Imi Kynoch Ltd Method of producing superconductor
JPS57164504A (en) * 1981-03-31 1982-10-09 Mitsubishi Electric Corp Superconductive coil device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0582341A (ja) 1993-04-02
JPH05205940A (ja) 1993-08-13
JP2617306B2 (ja) 1997-06-04
JPH0628210B2 (ja) 1994-04-13
JPS63232405A (ja) 1988-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU603942B2 (en) Devices and systems based on novel superconducting material
JP3089294B2 (ja) 超電導テープ材の製造方法
JP2584990B2 (ja) 超電導セラミツクス材料を用いたパイプの作製方法
WO1993000712A1 (en) Method of forming a tape of the high temperature oxide superconductors
JPH0628211B2 (ja) 超電導装置
US5044406A (en) Pipe made from a superconducting ceramic material
JP2585880B2 (ja) 超電導装置
JP2584989B2 (ja) 超電導セラミツクス材料を用いたパイプ
US5100869A (en) Process for producing metal oxide-type superconductive material
JP2532238B2 (ja) 超電導セラミツク材料を用いたパイプの作製方法
JPH1125771A (ja) 酸化物超電導テープ材とその製造方法
JPH103829A (ja) 超電導テープ材の製造方法
JP2584993B2 (ja) 超電導セラミツクス材料の作製方法
JP2585882B2 (ja) 超電導セラミック伸線の作製方法
JP2603688B2 (ja) 超電導材料の改質方法
JP2519742B2 (ja) 超電導材料の製造方法
JP2648724B2 (ja) 超電導セラミック伸線を用いた超電導コイルの作製方法
JP2585582B2 (ja) 超電導材料の作製方法
JPH01256107A (ja) 酸化物超電導コイルの製造方法
Lanagan et al. SUPERCONDUCTING MATERIALS
JP2519741B2 (ja) 超電導材料の製造方法
JPH02271506A (ja) 酸化物超電導シートコイルの製造方法
JP2696690B2 (ja) 酸化物系超電導材料
JP2634186B2 (ja) 酸化物系超電導材の製造方法
Maignan et al. TI/sub 2/BA/sub 2/CaCu/sub 2/O/sub 8

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term