JPH06333728A

JPH06333728A - 電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体およびその製造方法

Info

Publication number: JPH06333728A
Application number: JP5125917A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Egawa; 邦彦江川; Toshio Umemura; 敏夫梅村; Shoichi Yokoyama; 彰一横山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-05-27
Filing date: 1993-05-27
Publication date: 1994-12-02

Abstract

(57)【要約】【目的】臨界電流密度が大きい電流リード用Ｂｉ系酸
化物超電導導体を提供すること。【構成】Ｂｉ系酸化物超電導バルク導体の高温側に、
貴金属被覆Ｂｉ系酸化物超電導テープ導体との複合体構
造を有する、該バルク導体と貴金属薄体との複合体構造
を有する該バルク導体中の貴金属元素の濃度が高温側で
大きくなるように貴金属元素が含まれている、または該
バルク導体の高温側の有効断面積が大きい電流リード用
Ｂｉ系酸化物超電導導体およびその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電流リード用Ｂｉ系酸
化物超電導導体およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】1986年４月、ＩＢＭチューリッヒ研究所
のミューラーとベドノルツにより臨界温度が30Ｋを上回
る酸化物超電導体が発見されて以来、より高い臨界温
度、臨界電流密度（Ｊｃ）を有する酸化物超電導体をう
るための研究努力がなされている。このことは電気抵抗
が消失する性質を利用した超電導送電、リニアモーター
カー、地下蓄積装置、ＭＲＩ装置などや、マイスナー効
果ないしは強い反磁性を利用した磁気シールドなどへの
高い潜在利用価値が認められているためである。とくに
液体チッ素を冷媒とすることができる77Ｋ以上の臨界温
度を有する超電導体は有益で、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂ
ｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−
Ｏなどが見出されている。

【０００３】一方、酸化物超電導体が実用化されるには
充分な臨界電流密度Ｊｃを有することが必須であるが、
よく知られているように、薄膜での測定結果はこれらの
酸化物超電導体が充分なＪｃを有していることを示して
いる。しかし、超電導送電、超電導発電機、超電導エネ
ルギー貯蔵、超電導マグネットなどへの酸化物超電導導
体の応用のためにはより高いＪｃが必要であるうえ、よ
り高い輸送電流をより長い導体に流す必要がある。しか
し、これまでの研究結果では酸化物超電導導体の導体長
は期待されるものよりはるかに短いのが現状である。

【０００４】これとは別に、最近になって、液体ヘリウ
ム温度（4.2 Ｋ）で動作する金属系超電導応用機器、た
とえばＭＲＩ装置などにおいて、長時間連続運転される
ケースが急増している。このため低熱侵入タイプの機器
の需要が高まっている。とくに機器の構成要素である電
力を供給するための電流リードにおいて低抵抗、低熱伝
導性が要求される。このためステンレス並に小さい熱伝
導率を有する酸化物超電導導体を77Ｋ付近と4.2 Ｋ付近
との間を結ぶ電流リードとして利用することが期待され
ている。

【０００５】ところで、酸化物超電導導体のうち、バル
ク導体の製法としては、たとえば酸化物、炭酸塩などの
出発原料を800 ℃程度の温度で仮焼することにより熱分
解、固相反応を行なったのち、プレス成形し、さらにそ
れを焼結して作製する方法が一般的である。また、貴金
属被覆テープ導体の製法としては、貴金属管に超電導体
仮焼粉を詰め込み、断面減少加工を行なったのち、熱処
理およびプレス加工を行なって作製する方法が一般的で
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の製造方法にも欠点はある。従来の焼結法でえられるバ
ルク導体は、超電導体が本来有しているＪｃに比べ、と
くに導体の厚さが数mmをこえるようになると液体チッ素
温度（77Ｋ）で特性の低下を示す傾向があり、電流リー
ドのような大容量導体を実現することは困難である。ま
た、貴金属被覆テープ導体では良好なＪｃ特性を有して
いるにもかかわらず、被覆貴金属の熱伝導率が大きすぎ
るために電流リードとして利用できないという問題点が
ある。

【０００７】したがって、両者の欠点を補い、利点を生
かす高Ｊｃ、低熱伝導率を有する酸化物超電導導体を作
製することができれば、電流リードとしての利用が可能
となる。

【０００８】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたものであり、電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導
体およびその製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、真空断熱容器
内の流体チッ素温度以下の温度に置かれている超電導コ
イルに室温中に置かれた電源供給装置から励磁電流を通
電するために一端が臨界温度をこえない温度、他端が液
体チッ素温度以下の温度となるように配置されて用いら
れる電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体であって、Ｂ
ｉ系酸化物超電導バルク導体の一端からその長手方向の
全長の１／２以下の部分に、該Ｂｉ系酸化物超電導バル
ク導体と貴金属被覆Ｂｉ系酸化物超電導テープ導体との
複合体構造を有する電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導
体およびその製造方法、真空断熱容器内の液体チッ素温
度以下の温度に置かれている超電導コイルに室温に置か
れた電源供給装置から励磁電流を通電するために、一端
が臨界温度をこえない温度、他端が液体チッ素温度以下
の温度となるように配置されて用いられる電流リード用
Ｂｉ系酸化物超電導導体であって、Ｂｉ系酸化物超電導
バルク導体の一部または全面にわたって該Ｂｉ系酸化物
超電導バルク導体と貴金属薄体とが交互に積層された複
合体構造を有する電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体
およびその製造方法、真空断熱容器内の液体チッ素温度
以下の温度に置かれている超電導コイルに室温に置かれ
た電源供給装置から励磁電流を通電するために一端が臨
界温度をこえない温度、他端が液体チッ素温度以下の温
度となるように配置されて用いられる電流リード用Ｂｉ
系酸化物超電導導体であって、貴金属がＢｉ系酸化物超
電導バルク導体の一端から長手方向にそって他端に向か
って連続的または階段状に濃度が低くなるようにＢｉ系
酸化物超電導バルク導体に含まれている電流リード用Ｂ
ｉ系酸化物超電導導体およびその製造方法ならびに真空
断熱容器内の液体チッ素温度以下の温度に置かれている
超電導コイルに室温中に置かれた電源供給装置から励磁
電流を通電するために一端が臨界温度をこえない温度、
他端が液体チッ素温度以下の温度となるように配置され
て用いられる電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体であ
って、断面積が長手方向にそって一端から他端に向かっ
て連続的または階段状に小さくなっており、Ｂｉ系酸化
物超電導バルク導体からなり該Ｂｉ系酸化物超電導バル
ク導体の他端の断面積が一端の断面積の１／10以上であ
る電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体およびその製造
方法に関する。

【００１０】

【作用および実施例】本発明の第１の電流リード用Ｂｉ
系酸化物超電導導体（以下、導体Ａという）としては、
Ｂｉ系酸化物超電導バルク導体（以下、バルク導体とい
う）と貴金属被覆Ｂｉ系酸化物超電導テープ導体（以
下、テープ導体という）との複合体構造を有するものが
あげられる。

【００１１】前記バルク導体の材質の具体例としては、
たとえば（Ｂｉ，Ｐｂ）₂ Ｓｒ₂ Ｃａ_x Ｃｕ_x+1 Ｏ
_2x+6-δ（ｘ＝１、２、δ≦１）などがあげられる。

【００１２】前記バルク導体としては、通常、長さが50
〜300mm、幅が５〜20mm、厚さが0.5〜３mmのものが好ま
しい。

【００１３】前記バルク導体は、通常、液体チッ素温
度、零磁界という条件下では臨界電流密度（以下、Ｊｃ
という）が1000Ａ／cm² 程度である。

【００１４】前記テープ導体は、Ｂｉ系酸化物超電導体
が貴金属で被覆されたテープ状の形状を有する導体であ
る。

【００１５】前記Ｂｉ系酸化物超電導体の具体例として
は、たとえば（Ｂｉ，Ｐｂ）₂ Ｓｒ₂ Ｃａ_x Ｃｕ_x+1 Ｏ
_2x+6-δ（ｘ＝１、２、δ≦１）などがあげられる。

【００１６】前記貴金属の具体例としては、たとえば
金、銀、パラジウム、白金などの金属およびこれらのう
ちの２種以上の金属からなる合金などがあげられる。こ
れらの中では、熱処理中でもＢｉ系酸化物超電導体とほ
とんど反応しないという点から銀が好ましい。

【００１７】前記テープ導体中のＢｉ系酸化物超電導体
の割合、すなわちテープ導体の断面積に対するＢｉ系酸
化物超電導体の断面積の割合は、機械的強度および臨界
電流の確保という点から20〜80体積％、なかんづく30〜
50体積％であるのが好ましい。なお、前記Ｂｉ系酸化物
超電導体を被覆している貴金属の層の厚さは均一である
のが好ましい。

【００１８】前記テープ導体は、通常幅が３〜20mm、厚
さが0.05〜0.3mm程度であるのが好ましく、この形状を
もつテープ導体においては、液体チッ素温度、零磁界で
のＪｃは約20000Ａ／cm²程度である。

【００１９】前記複合体構造とは、バルク導体の長手方
向に平行な面上にテープ導体が積層された構造、バルク
導体の長手方向に平行な面に形成された溝にテープ導体
が配置された構造またはバルク導体内にテープ導体が、
バルク導体の長手方向に平行に埋め込まれた構造をい
う。

【００２０】前記テープ導体は、貴金属被覆部分、すな
わち貴金属層のみによってバルク導体と接合していても
よく、また貴金属で被覆されていないＢｉ系酸化物超電
導体がバルク導体と接合していてもよいが、テープ導体
中のＢｉ系酸化物超電導体が、バルク導体と直接接合さ
れているばあいには、Ｊｃを大きく向上させることがで
きる。

【００２１】前記テープ導体は、バルク導体の長手方向
の端から露出していてもよい。このように、テープ導体
がバルク導体の長軸方向の端から露出しているばあいに
は、露出したテープ導体の貴金属層を他の端子の金属と
の接続部分として利用することにより接続抵抗を減少さ
せることができる。また、テープ導体は、バルク導体の
表面に１層以上積層されていてもよく、並列に並べられ
ていてもよく、バルク導体にあらかじめ設けられた溝や
孔の中に１層以上積層されていて配置されていてもよ
く、並列に並べて配置されていてもよい。積層されてい
るばあい、その層数はバルク導体の強度の確保およびテ
ープ導体によるＪｃ増加の点から２〜４層であるのが好
ましい。

【００２２】前記導体Ａは、前記複合体構造をバルク導
体の一端からその長手方向の全長の１／２以下、好まし
くは１／３以下の部分に設けられている。前記複合体構
造がバルク導体の一端から、その長手方向の全長の１／
２をこえて設けられているばあいには、熱侵入量が増加
する。

【００２３】さらに、前記導体Ａは、たがいに積層され
ていてもよい。

【００２４】このように、本発明の導体Ａでは、導体本
体としてバルク導体を用いているために低熱伝導であ
り、導体として用いたときバルク導体中のとくに高温端
からその全長の１／２以下の部分に77Ｋでも良好なＪｃ
特性を有するテープ導体との複合体構造を有しているの
で、導体全長にわたり、3000〜5000Ａ／cm² という高Ｊ
ｃを有している。

【００２５】また、テープ導体の被覆貴金属の一部を取
り除きバルク導体とテープ導体とが一体化されたもの
は、接合部の超電導接合がさらに良好である。さらに、
貴金属被覆テープ導体をバルク導体端部より露出させた
ものでは、露出したテープ導体を接続用電極部として用
い、銅リードまたは超電導応用機器との接続を行なうこ
とで接続抵抗の低減を実現できる。

【００２６】前記導体Ａの製造方法としては、まず第１
に、熱処理によりバルク導体を製造する工程、バルク導
体の一端からその長手方向の全長の１／２以下の部分の
表面上にテープ導体を配置する工程および熱処理により
バルク導体とテープ導体とを一体化させる工程からなる
方法があげられる。

【００２７】前記熱処理によりバルク導体を製造する方
法としては、たとえばバルク導体の原料粉末を所定形状
に成形したのち、たとえば800〜900℃で熱処理する方法
があげられる。

【００２８】前記原料粉末としては、たとえばＢｉ₂ Ｏ
₃ 、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ₃ 、ＣａＣＯ₃ 、ＣｕＯなどの粉
末を、（Ｂｉ，Ｐｂ）₂ Ｓｒ₂ Ｃａ_x Ｃｕ_x+1 Ｏ
_2x+6-δ（ｘ＝１、２、δ≦１）などのモル比となる
ように混合したのち、空気中、酸素分圧10〜30％の酸素
とチッ素またはアルゴンとの混合ガス中などの雰囲気
中、700〜900℃で50〜200時間熱処理し、えられた混合
物を粉砕し、再度前記と同様の熱処理を施し、粉砕する
ことによってえられるものなどがあげられる。

【００２９】なお、前記のようにしてえられたバルク導
体のＪｃを向上させるためには、さらに前記バルク導体
に１〜10ｔｏｎ／cm² の一軸プレスを施し、ついで空気
中、酸素分圧10〜30％の酸素とチッ素またはアルゴンと
の混合ガス中などの雰囲気中、700〜900℃で50〜200時
間熱処理を施す処理を１〜３回程度繰り返して施しても
よい。

【００３０】前記テープ導体は、たとえばつぎのように
してえられる。まず前記と同じ原料粉末を所定形状に成
形したのち、ＣＩＰ処理、すなわち冷間静水圧プレス処
理（冷間等方性プレス処理）を施す。ついで貴金属製の
管に詰めてスウェージング、ドローイングなどの伸線加
工を行ない、たとえば空気中、酸素分圧10〜30％の酸素
とチッ素またはアルゴンとの混合ガス中などの雰囲気
中、800 〜900℃で熱処理を施して超電導化させる。

【００３１】なお、前記テープ導体のＪｃを向上させる
ために、前記テープ導体には、さらに１〜10ｔｏｎ／cm
² の一軸プレスを施し、ついで空気中、酸素分圧10〜30
％の酸素とチッ素またはアルゴンとの混合ガス中などの
雰囲気中で、800〜900℃で熱処理を施すという処理を１
〜３回程度繰り返し施してもよい。

【００３２】前記バルク導体の表面上へのテープ導体の
配置は、バルク導体の一端と、テープ導体のうちの少な
くとも１枚のテープ導体の一端とをそろえて重ねること
によって行なわれる。なお複数枚のテープ導体をバルク
導体の長手方向、横方向にならべてもよく、積み重ねて
もよい。この際、テープ導体はバルク導体の一端から、
その長手方向の全長の１／２以下の部分に配置される。

【００３３】前記バルク導体とテープ導体とを一体化さ
せるための熱処理は、通常、前記テープ導体が配置され
たバルク導体を、空気中、酸素分圧10〜30％の酸素とチ
ッ素またはアルゴンとの混合ガス中などの雰囲気中で、
800〜900℃で50〜200時間加熱することによって行なう
ことができる。

【００３４】なお、前記一体化させるための熱処理によ
ってえられた電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体の一
体化強度を増加させ、さらにＪｃを向上させるために、
さらに前記導体に１〜10ｔｏｎ／cm² の一軸プレスなど
の加圧処理を施したのち、前記一体化させるための熱処
理を施すという処理を１〜３回程度繰り返してもよい。

【００３５】前記導体Ａの第２の製造方法としては、熱
処理によりバルク導体を製造する工程、該バルク導体の
一端からその長手方向の全長の１／２以下の部分の表面
に溝を掘る工程、該溝にテープ導体を配置する工程およ
び熱処理によりバルク導体とテープ導体とを一体化させ
る工程からなる方法があげられる。

【００３６】前記熱処理によりバルク導体を製造する工
程としては、前記第１の製造方法における方法を用いる
ことができる。

【００３７】前記溝の深さ、幅、長さは用いられるテー
プ導体の大きさによって異なる。

【００３８】前記溝は、熱処理が施された導体Ａの表面
上に、１面あたり１〜３カ所、できれば１カ所形成され
るのがバルク導体の強度を確保する点から好ましい。

【００３９】前記溝の形成方法としては、たとえば平面
研削盤による方法などの方法があげられる。

【００４０】前記溝は、バルク導体の一端からその長手
方向の全長の１／２以下の部分の表面に形成される。

【００４１】前記溝へのテープ導体の配置は、テープ導
体を溝に挿入することにより行なわれる。このとき、複
数枚の長さの短いテープ導体をたてに並べてもよく、積
み重ねてもよく、横にならべてもよい。

【００４２】前記バルク導体とテープ導体とを一体化さ
せるための熱処理法としては、前記第１の方法における
方法を用いることができる。

【００４３】また第１の製造方法と同様に該熱処理のあ
とに、加圧処理と熱処理とを繰り返す処理を行なっても
よい。

【００４４】前記導体Ａの第３の製造方法としては、熱
処理によりバルク導体を製造する工程、該バルク導体の
一端からその長手方向の全長の１／２以下の部分の内部
に孔を穿孔する工程、該孔にテープ導体を挿入する工程
および熱処理によりバルク導体とテープ導体とを一体化
させる工程からなる方法があげられる。

【００４５】前記熱処理によりバルク導体を製造する工
程としては、前記第１の製造方法における方法を用いる
ことができる。

【００４６】前記穿孔される孔の大きさは、用いられる
テープ導体の大きさによって異なる。孔の数は１〜３カ
所、できれば１カ所程度であるのがバルク導体の強度を
確保する点から好ましい。

【００４７】前記孔を形成する方法としては、たとえば
ボール盤やドリル加工などの方法があげられる。

【００４８】前記孔は、バルク導体の一端からその長手
方向の全長の１／２以下の部分の内部に設けられる。

【００４９】前記孔へのテープ導体の挿入は、テープ導
体を１枚だけ挿入することによって行なってもよく、複
数のテープ導体を積層して行なってもよく、孔の長さ方
向またはよこ方向に並べて行なってもよい。

【００５０】前記バルク導体とテープ導体とを一体化さ
せるための熱処理法としては、前記第１の方法における
方法を用いることができる。

【００５１】また、前記第１の製造方法と同様に、該熱
処理のあとに、加圧処理と熱処理とを繰り返す処理を行
なってもよい。

【００５２】前記導体Ａの第４の製造方法としては、前
記テープ導体と一体化せしめられたバルク導体を重ね合
わせたのち、前記一体化工程と同一の処理を行なう方法
があげられる。

【００５３】このように、本発明の導体Ａの製造方法に
よると、熱処理、さらには加圧処理を施すことによって
バルク導体とテープ導体とを容易に一体化することがで
きる。

【００５４】本発明の第２の電流リード用Ｂｉ系酸化物
超電導体（以下、導体Ｂという）としては、バルク導体
と、貴金属薄体とが交互に積層された複合体構造を有す
るものがあげられる。

【００５５】前記バルク導体としては、前記導体Ａにお
いて用いられるものと同じものがあげられる。

【００５６】なお、前記バルク導体の厚さはＪｃ特性の
点から0.5〜３mmであるのが好ましく、とくに0.5〜１mm
であるのが好ましい。

【００５７】前記貴金属としては、前記導体Ａに用いら
れるものと同じものがあげられる。

【００５８】前記複合体構造を形成しているすべての貴
金属薄体は、導体Ｂの長手方向において完全に連続なも
のであってもよいが、熱侵入量を減少させるという点か
らは、１カ所以上、なかんづく３〜５カ所で不連続なも
のであるのが好ましい。

【００５９】前記複合体構造は、バルク導体全面にわた
って形成されていてもよく、バルク導体の一部に形成さ
れていてもよい。前記複合体構造が全面にわたって形成
されているばあいには、バルク導体のみのばあいよりも
熱侵入量が大きくなるのに対して、一部に形成されてい
るばあいには、熱侵入量が減少する。

【００６０】前記導体Ｂの端部付近を除く部分では、前
記導体Ｂの端面に平行な断面にしめる貴金属薄体の断面
積の割合は、１／10以下であるのが熱侵入量を低減させ
る点から好ましい。なお、前記端部付近とは導体Ｂを他
の金属と接続させるための部分であり、導体Ｂの一端か
らその長手方向へ向かっておおむね数10mmまでの部分を
いう。

【００６１】前記導体Ｂの前記端部付近では、前記貴金
属薄体が導体Ｂの全周にわたって被覆されていてもよ
い。貴金属薄体が被覆されているばあいには、被覆され
た貴金属薄体を他の金属導体との接続部分として利用す
ることにより接続抵抗を減少させることができる。

【００６２】前記交互に積層されたバルク導体と貴金属
薄体との積層数は、臨界電流を確保する点からそれぞれ
２〜５層であるのが好ましい。

【００６３】このように、本発明の導体Ｂでは、77Ｋで
のＪｃ特性が比較的良好な厚さ数mmのバルク導体と貴金
属薄体との積層複合体であるので、Ｊｃが1000Ａ／cm²
と大容量であり、導体本体としてバルク導体を用いてい
るために低熱伝導性を有する。また、前記積層複合体の
端部付近が貴金属薄体で被覆されたり、貴金属薄体がバ
ルク導体の端部から露出しているばあいには、被覆され
たり露出した貴金属薄体を接続用電極部として用い、銅
リードあるいは超電導応用機器との接続を行なうことで
接続抵抗の低減を実現することができる。

【００６４】前記導体Ｂの製造方法としては、熱処理に
よりバルク導体を製造する工程、該バルク導体の一部ま
たは全面に貴金属薄体を被覆する工程、該貴金属薄体が
被覆されたバルク導体を２枚以上重ね合わせる工程およ
び熱処理により、全体を一体化させる工程からなる方法
があげられる。

【００６５】前記熱処理によりバルク導体を製造する方
法としては、前記導体Ａの製造方法における方法を用い
ることができる。

【００６６】前記バルク導体の表面に貴金属薄体を被覆
する方法としては、たとえば貴金属シートをバルク導体
の一部または全面に重ね形成する方法、スパッタ法など
の薄膜形成技術によって貴金属薄膜を形成する方法など
があげられる。

【００６７】前記貴金属薄体が被覆されたバルク導体を
重ね合わせる方法としては、単に、積み重ねるだけの方
法でよい。

【００６８】なお、貴金属薄体が被覆されたバルク導体
を重ね合わせたのち、さらに、その端部付近の全周を前
記貴金属薄体で被覆してもよい。

【００６９】前記バルク導体と貴金属薄体とを一体化さ
せるための熱処理方法としては、たとえば空気中、酸素
分圧10〜30％の酸素とチッ素またはアルゴンとの混合ガ
ス中などの雰囲気中、800〜900℃で50〜200時間加熱す
る方法などがあげられる。

【００７０】なお、前記熱処理のあとに、さらに、Ｊｃ
を向上させるために加圧処理と熱処理とを１回以上、好
ましくは１〜３回行なってもよい。

【００７１】前記加圧処理の方法としては、たとえば１
〜10ｔｏｎ／cm² の一軸プレスを施す方法があげられ
る。該方法においては、えられる導体の厚さ方向の強度
を向上させる点から、金型として、前記貴金属薄体とバ
ルク導体とが交互に積層されたものの有効断面の短軸以
上、すなわちえられる導体の断面の幅がａ、厚さがｂ
（ａ≧ｂ）で表わされるばあい、ｂ以上の曲率半径で前
記長手方向になめらかに連続する波形を有する金型を用
いるのが好ましい。

【００７２】前記Ｊｃをさらに向上させるための熱処理
の方法としては、たとえば空気中、酸素分圧10〜30％の
酸素とチッ素またはアルゴンとの混合ガス中などの雰囲
気中、800〜900℃で50〜200時間加熱する方法などがあ
げられる。該熱処理は、えられる導体の厚さ方向の強度
を向上させる点からは、前記の曲率半径で前記長手方向
になめらかに連続する波形を有する貴金属基材上で行な
うのが好ましい。

【００７３】前記貴金属基材の貴金属としては、たとえ
ば金、銀、パラジウム、白金などの金属およびこれらの
うち２種以上の金属からなる合金などがあげられる。

【００７４】前記加圧処理および熱処理を繰り返すこと
によってＪｃを向上させることができる。

【００７５】このように、本発明の導体Ｂの製造方法に
よると、熱処理、さらには加圧処理を施すことによって
バルク導体と貴金属薄体とを容易に一体化することがで
きる。

【００７６】本発明の第３の電流リード用Ｂｉ系酸化物
超電導導体（以下、導体Ｃという）としては、貴金属が
バルク導体の一端から長手方向にそって他端に向かって
連続的または段階状に濃度が低くなるようにバルク導体
に含まれているものがあげられる。

【００７７】前記バルク導体としては、前記導体Ａにお
いて用いられるものと同じものがあげられる。

【００７８】前記バルク導体は、複数個のバルク導体が
その電流経路の有効断面における長軸に平行な面で連結
された構造を有するものでもよい。

【００７９】前記貴金属としては、前記導体Ａにおいて
用いられているものがあげられる。前記バルク導体中の
貴金属の濃度は、もっとも濃度が高いバルク導体の他端
においては、超電導特性を低下させない点から５〜30重
量％、なかんづく10〜20重量％であることが好ましい。

【００８０】このように、本発明の導体Ｃの構造では、
超電導バルク導体中に貴金属が含浸または添加されてい
るので、1000〜2000Ａ／cm² と、Ｊｃ特性が良好であ
り、さらに高温側の導体Ｃ中の貴金属の添加量が低温側
よりも多いので、導体Ｃの全長にわたりほぼ均一なＪｃ
特性を有し、かつ導体Ｃの本体としてバルク導体が用い
られているので、低熱伝導性を有するものである。

【００８１】前記導体Ｃの第１の製造方法としては、た
とえば熱処理を施すと超電導体となるＢｉ系酸化物バル
ク体（以下、バルク体という）を製造する工程、該バル
ク体に貴金属を含浸させる工程および熱処理により超電
導体とする工程からなる方法があげられる。

【００８２】前記熱処理を施すと超電導体となるＢｉ系
酸化物としては、前記バルク導体の原料粉末と同じもの
があげられる。

【００８３】前記バルク体の成形は通常の方法によって
行なうことができる。

【００８４】前記貴金属としては、導体Ａで用いられる
ものがあげられる。

【００８５】前記含浸させる方法としては、静水圧プレ
ス法などがあげられる。

【００８６】前記含浸させる貴金属の割合は、バルク体
に対し30重量％以下であるのが熱侵入量を低下させる点
で好ましい。

【００８７】前記熱処理により超電導体とする方法とし
ては、たとえば前記含浸されたバルク導体を空気中、酸
素分圧10〜30％の酸素とチッ素またはアルゴンとの混合
ガス中などの雰囲気中、800〜900℃で50〜200時間熱処
理する方法などがあげられる。

【００８８】なお、前記複数個のバルク導体がその電流
経路の有効断面における長軸に平行な面で連結された構
造を有するものを製造するばあいには、貴金属を含浸さ
せた複数のバルク体を前記構造になるように配置して、
１〜10ｔｏｎ／cm² の一軸プレスを施したのち、前記条
件で熱処理をして超電導体とする方法を用いることがで
きる。

【００８９】前記導体Ｃの第２の製造方法としては、バ
ルク体を製造する工程、該バルク体の表面上に薄膜形成
技術により貴金属薄膜を形成する工程および熱処理によ
りバルク体を超電導体とするとともにバルク体に貴金属
を含浸させる工程からなる方法があげられる。

【００９０】前記バルク体を製造する方法としては、前
記第１の製造方法における方法があげられる。

【００９１】前記薄膜形成技術としては、たとえばスパ
ッタリング、レーザー蒸着などの通常の方法があげられ
る。

【００９２】前記熱処理法としては、前記第１の製造方
法における方法があげられる。

【００９３】なお、えられる電流リード用Ｂｉ系酸化物
超電導導体のＪｃをさらに向上させるためには、１〜10
ｔｏｎ／cm² の一軸プレスを施したのち、空気中、酸素
分圧10〜30％の酸素とチッ素またはアルゴンとの混合ガ
ス中などの雰囲気中、800〜900℃で50〜200時間熱処理
を施すという処理を１〜３回施すのが好ましい。

【００９４】前記導体Ｃの第３の製造方法としては、熱
処理を施すと超電導体となるＢｉ系酸化物粉末と貴金属
とから混合粉末を製造する工程、該混合粉末から成形体
を製造する工程、複数個の該成形体を貴金属の含有量が
多いものの順に長手方向に連結し、加圧処理を施すこと
により一体成形体とする工程および熱処理により超電導
体とする工程からなる方法があげられる。

【００９５】前記熱処理を施すと超電導体となるＢｉ系
酸化物粉末としては、前記第１の製造方法において用い
られる熱処理を施すと超電導体となるＢｉ系酸化物の粉
末があげられる。

【００９６】前記貴金属を含む物質としては、前記第１
の製造方法において用いられるものがあげられる。

【００９７】前記混合粉末を製造する方法としては、前
記Ｂｉ系酸化物粉末に、貴金属を添加して混合する方法
があげられる。

【００９８】前記加圧処理方法としては、たとえば１〜
10ｔｏｎ／cm² の一軸プレスまたは冷間静水圧プレス
（ＣＩＰ）を行なう方法などがあげられる。

【００９９】前記超電導体とするための熱処理法として
は、前記第１の製法における方法があげられる。

【０１００】このように、本発明の導体Ｃの製造方法に
よると、容易に超電導体化することができる。

【０１０１】本発明の第４の電流リード用Ｂｉ系酸化物
超電導導体（以下、導体Ｄという）としては、断面積が
長手方向にそって一端から他端に向かって連続的または
段階状に小さくなっているバルク導体からなるものがあ
げられる。

【０１０２】前記バルク導体としては、前記導体Ａにお
けるものと同じ材質のものがあげられる。

【０１０３】なお、前記バルク導体の最大の幅は10〜20
mm、最大の厚さは１〜３mmであるのが好ましい。また、
前記バルク導体の最小の幅は５〜10mm、最小の厚さは0.
5〜１mmであるのが好ましい。他端における断面積は一
端における断面積の１／10以上である。一端における断
面積に対する他端における断面積の割合が１／10未満で
あるばあいには導体としての強度を確保することが困難
となる。

【０１０４】前記バルク導体は、断面積の異なる複数個
のバルク導体がその電流経路の断面における長軸に平行
な面、すなわち断面が幅ａ、厚さｂ（ａ≧ｂ）で表わさ
れるばあいａに平行な面で連結された構造を有するもの
であってもよい。

【０１０５】前記バルク導体中には貴金属が含まれてい
てもよい。

【０１０６】前記貴金属としては、前記導体Ａにおいて
用いられるものがあげられる。

【０１０７】前記バルク導体中に貴金属が含まれている
ばあい、貴金属の濃度は、超電導特性を低下させない点
から30重量％以下であることが好ましい。

【０１０８】このように、本発明の導体Ｄでは、超電導
バルク導体の断面積が導体Ｄの長手方向に対して変化し
ており、とくに高温側の導体Ｄの断面積が低温側よりも
大きいので、導体Ｄの全長にわたりほぼ均一なＪｃ特性
を有し、かつ導体本体としてはバルク導体が用いられて
いるので、低熱伝導性を有し、1000Ａ／cm² という高い
Ｊｃを有する。

【０１０９】前記導体Ｄの第１の製造方法としては、バ
ルク体を製造する工程、バルク体を断面積の大きい順に
連結する工程および熱処理により超電導体とするととも
に一体化させる工程からなる方法があげられる。なお、
貴金属を含む導体Ｄを製造するばあいには、バルク体を
連結する前にバルク体に貴金属を含浸させる。

【０１１０】前記バルク体を製造する工程、貴金属を含
浸させる工程および熱処理により超電導体とする工程と
しては、前記導体Ｃの第１の製造方法と同様の方法があ
げられる。

【０１１１】前記導体Ｄの第２の製造方法としては、バ
ルク体を製造する工程、該バルク体の表面に薄膜形成技
術により貴金属薄膜を形成する工程、該バルク体を有効
断面積の大きい順に連結させる工程および熱処理により
バルク体を超電導体とするとともに貴金属を含浸させる
工程からなる方法があげられる。

【０１１２】前記バルク体を製造する工程、貴金属薄膜
を形成する工程および熱処理工程としては、前記導体Ｃ
の第２の製造方法におけるものと同様の方法があげられ
る。

【０１１３】前記導体Ｄの第３の製造方法としては、熱
処理を施すと超電導体となるＢｉ系酸化物粉末と貴金属
とからなる混合粉末を製造する工程、該混合粉末から成
形体を製造する工程、該成形体を有効断面積の大きい順
に長手方向に連結し、加圧処理を施すことにより一体成
形体とする工程および熱処理により超電導体とする工程
からなる方法があげられる。

【０１１４】前記混合粉末を製造する工程、成形体を製
造する工程、加圧処理および熱処理工程としては、前記
導体Ｃの第３の製造方法における方法と同様の方法があ
げられる。

【０１１５】このように、本発明の導体Ｄの製造方法に
よると、導体を容易に一体化することができる。

【０１１６】本発明の導体Ａ〜Ｄはいずれも、真空断熱
容器内の液体ヘリウム槽中に置かれている超電導コイル
に、室温中に置かれた電源供給装置から励磁電流を通電
するために、該導体の一端を該導体の臨界温度をこえな
い温度、他端を液体チッ素温度（77Ｋ）以下の温度、好
ましくは液体ヘリウム温度（4.2 Ｋ）に配置して用いら
れる。

【０１１７】前記他端の温度が液体チッ素温度をこえる
と低熱侵入導体としてのメリットがなくなるので該導体
Ａ〜Ｄの使用は無意味となる。

【０１１８】つぎに本発明を実施例にもとづいて説明す
るが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものでは
ない。

【０１１９】［実施例１］Ｂｉ₂ Ｏ₃ 、ＰｂＯ、ＳｒＣ
Ｏ₃ 、ＣａＣＯ₃ 、ＣｕＯの粉末を（Ｂｉ，Ｐｂ）₂ Ｓ
ｒ₂ Ｃａ₂ Ｃｕ₃ Ｏ_10-δ（δ≦１）のモル比となるよ
うに混合したのち、空気中830 ℃で100 時間熱処理し
た。これを平均粒子径10μｍとなるように粉砕したの
ち、直径200mm、厚さ10mmの形状に成形し、前記と同様
の熱処理を行ない、粉砕して原料粉末とした。

【０１２０】えられた原料粉末を１mm（厚さ）×10mm
（幅）×200mm （長さ）に成形し、えられた成形体を空
気中845 ℃で70時間熱処理することで超電導化し、バル
ク導体をえた。このバルク導体のＪｃを向上させるため
に５ｔｏｎ／cm² の一軸プレスを行なったのち、ふたた
び空気中で845 ℃で70時間熱処理をした。さらにこの処
理を１回繰り返し、最終的に厚さが約0.6mm のバルク導
体をえた。

【０１２１】つぎに、前記と同じ原料粉末をφ12.5mm×
40mm（長さ）に成形し、冷間静水圧プレス処理（ＣＩＰ
処理）を施したのち、外径20mm、内径12.5mmの銀管に詰
め、最終形状0.15mm（厚さ）×9.5mm （幅）の銀被覆テ
ープに伸線加工した。このテープを長さ70mmに切り出
し、空気中845 ℃で70時間熱処理することによって超電
導化し、テープ導体をえた。このテープ導体のＪｃを向
上させるため５ｔｏｎ／cm² の一軸プレスを行なったの
ち、ふたたび空気中で845 ℃で70時間熱処理をした。さ
らにこの処理を１回繰り返し、最終的に0.1mm （厚さ）
×10mm（幅）のテープ導体をえた。この銀被覆テープ導
体中の酸化物層の割合は、約40体積％であった。

【０１２２】つぎに、銀被覆テープ導体を長さ50mmに切
り出し、バルク導体の端面とテープ導体の端面とが合う
ように重ね、ついで、空気中で845 ℃で50時間熱処理す
ることで一体化させた。

【０１２３】図１は、このようにしてえられた電流リー
ド用Ｂｉ系酸化物超電導体の概略説明図である。図１に
おいて、１はバルク導体、２は銀被覆テープ導体であ
る。

【０１２４】つぎに、この電流リード用Ｂｉ系酸化物超
電導導体の電流リードとしての性能を評価した。

【０１２５】図２は、本発明の電流リード用Ｂｉ系酸化
物超電導導体を用いた電流リードの概略説明図である。
図２において、３は電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導
体、４は銅リード、５はＮｂ−Ｔｉ超電導線、６Ａ、６
Ａ´、６Ｂ、６Ｂ´は接続部、７はクライオスタット、
８は断熱材、９は直流電源、10は液体チッ素、11は液体
ヘリウム、12はガスヘリウム流路である。また、３Ａ、
３Ａ´、３Ｂ、３Ｂ´、３Ｃ、３Ｃ´、３Ｄ、３Ｄ´
は、それぞれＩｃおよびＲｊ測定のための電圧端子、３
Ｅ、３Ｅ´、３Ｆ、３Ｆ´は、それぞれのための熱電対
である。接続部６Ａ、６Ａ´、６Ｂ、６Ｂ´は、超電波
ハンダ付けによって形成した。銅リード４は、電流リー
ド用Ｂｉ系酸化物超電導導体３との接続部を77Ｋ近くに
保持するために内部に液体チッ素10が溜められている構
造を有する。Ｎｂ−Ｔｉ超電導線５は、液体ヘリウム11
に浸漬されている。この電流リードに直流電流を通過し
３Ａ−３Ａ´間の電圧を測定することで臨界電流Ｉｃを
評価し、３Ａ−３Ｂ、３Ｃ−３Ｄ、３Ａ´−３Ｂ´、３
Ｃ´−３Ｄ´間の電圧を測定することでそれぞれの接続
端子部の接続抵抗Ｒｊを評価した。また、直流電流通電
時の液体ヘリウムの蒸発量と電流リードを挿入しないと
きの蒸発量との差から、熱侵入量Ｑを評価した。その結
果を表１に示す。

【０１２６】さらに、比較のためバルク導体とテープ導
体のそれぞれ単体でのＩｃ、Ｒｊも測定した。また臨界
電流密度Ｊｃを求めた。その結果を表２に示す。

【０１２７】［実施例２］実施例１と同様にして厚さ１
mm、幅10mm、長さ200mm のバルク導体と厚さ0.1mm 、幅
５mm、長さ50mmの銀被覆テープ導体を作製した。つぎ
に、平面研削盤によりバルク導体に深さ0.2mm 、長さ50
mmの溝をバルク導体の片方の端面から掘り、２枚の銀被
覆テープ導体をその溝に挿入し、空気中845 ℃で50時間
熱処理することで一体化した。

【０１２８】図３は、このようにしてえられた電流リー
ド用Ｂｉ系酸化物超電導導体の概略説明図である。

【０１２９】この電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体
を実施例１と同様の構成の電流リードに組み込み電流リ
ードとしての性能を評価した。その結果を表１に示す。

【０１３０】［実施例３］実施例１と同様にして厚さ１
mm、幅10mm、長さ200mm のバルク導体と厚さ0.1mm 、幅
５mm、長さ50mmの銀被覆テープ導体を作製した。つぎ
に、バルク導体に幅５mm、高さ0.2mm 、長さ50mmの孔を
バルク導体の端面の中心部に掘り、２枚の銀被覆テープ
導体をその孔に挿入し、空気中845 ℃で50時間熱処理す
ることで一体化した。

【０１３１】図４はこのようにしてえられた電流リード
用Ｂｉ系酸化物超電導導体の概略説明図である。

【０１３２】この電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体
を実施例１と同様の構成の電流リードに組み込み電流リ
ードとしての性能を評価した。その結果を表１に示す。

【０１３３】［実施例４］実施例３と同様にして電流リ
ード用Ｂｉ系酸化物超電導導体を作製した。ただし、一
体化することによって複合体を製造する際、５ｔｏｎ／
cm² の一軸プレスを行なったのち、空気中で845 ℃で50
時間熱処理した。

【０１３４】この電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体
を実施例１と同様の構成の電流リードに組み込み電流リ
ードとしての性能を評価した。その結果を表１に示す。

【０１３５】［実施例５］実施例４と同様にして電流リ
ード用Ｂｉ系酸化物超電導導体を作製した。ただし、一
体化することによって複合体を製造する際の一軸プレス
の工程および熱処理の工程を２回繰り返した。

【０１３６】この電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体
を実施例１と同様の構成の電流リードに組み込み電流リ
ードとしての性能を評価した。その結果を表１に示す。

【０１３７】［実施例６］実施例１と同様にして厚さ１
mm、幅10mm、長さ200mm のバルク導体と厚さ0.1mm 、幅
５mm、長さ50mmの銀被覆テープ導体を作製した。つぎ
に、銀被覆テープ導体の端から10mmの領域の銀をはぎと
った。この銀被覆テープ導体を２枚作製し、実施例３と
同様にして幅５mm、高さ0.2mm 、長さ50mmの孔の開けた
バルク導体中に挿入した。

【０１３８】つぎに、実施例５と同様にして５ｔｏｎ／
cm² の一軸プレス工程および空気中845 ℃で50時間熱処
理を２回繰り返し施すことで一体化した。

【０１３９】図５は、このようにしてえられた電流リー
ド用Ｂｉ系酸化物超電導導体の概略説明図である。図５
において、13はＢｉ系酸化物超電導体である。

【０１４０】この導体を実施例１と同様の構成の電流リ
ードに組み込み電流リードとしての性能を評価した。そ
の結果を表１に示す。

【０１４１】［実施例７］実施例１と同様にして厚さ１
mm、幅10mm、長さ200mm のバルク導体と厚さ0.1mm 、幅
５mm、長さ70mmの銀被覆テープ導体（テープ導体Ａ）と
厚さ0.1mm、幅５mm、長さ40mmの銀被覆テープ導体（テ
ープ導体Ｂ）とを作製した。つぎに、テープ導体Ａ、Ｂ
の端から10mmの領域の銀をはぎとった。これらのテープ
導体Ａ、Ｂをそれぞれ２枚作製し、銀のはぎとられた部
分がバルク導体の中側となるように実施例３と同様にし
てバルク導体の両端から幅５mm、高さ0.2mm 、長さ50mm
の孔（孔Ａ）および幅５mm、高さ0.2mm、長さ20mmの孔
（孔Ｂ）の開けたバルク導体中にテープ導体Ａが孔Ａ
に、テープ導体Ｂが孔Ｂに入るように挿入し、長さ20mm
の部分のテープ導体がバルク導体の両端より突き出すよ
うにした。これに、実施例５と同様にして５ｔｏｎ／cm
² の一軸プレス工程および空気中845 ℃で50時間熱処理
を２回繰り返し施して一体化させた。ついで、バルク導
体から突き出したテープ導体の銀の表面をハンダ付けす
ることによって接続用電極を形成した。

【０１４２】図６は、このようにしてえられた電流リー
ド用Ｂｉ系酸化物超電導導体の片端の概略説明図であ
る。図６において、14は接続用電極である。

【０１４３】この電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体
を実施例１と同様の構成の電流リードに組み込み電流リ
ードとしての性能を評価した。その結果を表１に示す。

【０１４４】［実施例８］実施例７と同様にしてテープ
導体を挿入したバルク導体を３対作製した。これら３対
をそれぞれの端が合うように重ね合わせ、実施例５と同
様にして５ｔｏｎ／cm² の一軸プレス工程および空気中
845 ℃で100 時間熱処理を２回繰り返し施すことで一体
化した。

【０１４５】図７は、このようにしてえられた電流リー
ド用Ｂｉ系酸化物超電導導体の片端の概略説明図であ
る。

【０１４６】この電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体
を実施例１と同様の構成の電流リードに組み込み電流リ
ードとしての性能を評価した。その結果を表１に示す。

【０１４７】［比較例１］実施例１と同様にして厚さ１
mm、幅10mm、長さ200mm のバルク導体を作製した。この
導体に実施例１と同様にして、空気中845 ℃で50時間の
熱処理を施し、さらにＪｃを向上させるため５ｔｏｎ／
cm² の一軸プレスを施したのち、ふたたび空気中845 ℃
で70時間熱処理をするという工程を２回繰り返し、最終
的に厚さ0.6mm のバルク導体とした。

【０１４８】この導体を実施例１と同様の構成の電流リ
ードに組み込み電流リードとしての性能を評価した。そ
の結果を表１に示す。

【０１４９】

【表１】

【０１５０】

【表２】実施例１〜８および比較例１において、それぞれ、電流
リードの３Ｅ、３Ｅ´、３Ｆ、３Ｆ´における温度を測
定したところ、電流の通電の有無にかかわらず３Ｅ、３
Ｅ´では79Ｋ、３Ｆ、３Ｆ´では4.2 Ｋであった。この
ことから、電流リードとしてのＩｃ特性はリードの高温
端（79Ｋ側）の特性により制限されるといえる。表１、
表２に示されたＲｊの値は、３Ａ−３Ｂ、３Ｃ−３Ｄ間
の値であるが３Ａ´−３Ｂ´、３Ｃ´−３Ｄ´間の値も
それぞれ同様であった。非通電時の熱侵入量は実施例１
〜８および比較例１のいずれにおいても１mW以下と非常
に小さい値であった。

【０１５１】表１および表２から、実施例１では、複合
体化することで77Ｋでのバルク導体単体のＩｃ特性にく
らべて２倍以上のＩｃ特性がえられていることがわか
る。また、接続抵抗Ｒｊは３Ａ−３Ｂ（テープ導体を含
んだ部分）間でバルク導体単体の値にくらべ１桁以上低
い値であり、３Ｃ−３Ｄ間ではバルク導体単体の値と同
じ値であった。このことから、バルク導体の高温端の一
部をよりＩｃ特性の良好なテープ導体と複合化すること
でＩｃ特性の向上が図れることがわかる。また、他の金
属とＢｉ系超電導体とを接続するばあい、両者を接続ハ
ンダ付けするとＲｊが高くなるが、接続部に銀テープ導
体を介すことでＲｊが低減できる。これらの特性はバル
ク導体とテープ導体との一体化強度を増加させることで
さらに向上させることができる。

【０１５２】実施例２ではバルク導体に溝を掘りテープ
導体と一体化しており、実施例３ではバルク導体中にテ
ープ導体を埋設し一体化しており、実施例４では一体化
工程に加圧処理を加えており、実施例５では一体化工程
の加圧処理および熱処理を繰り返したことにより、それ
ぞれバルク導体とテープ導体との一体化強度が増加し、
Ｉｃ特性がそれぞれバルク導体単体に比べ、2.9 倍、3.
0 倍、3.2 倍、3.3 倍向上した。さらに、実施例６で
は、テープ導体の端部の銀をはぎとりテープ導体内部の
Ｂｉ系酸化物超電導体を直接バルク導体と接触させ一体
化させているのでＩｃ特性はバルク導体単体のばあいの
4.2 倍まで向上した。

【０１５３】また、実施例７では、テープ導体をバルク
導体端部から露出させ、露出したテープ導体を他の金属
との接続部として利用したことにより、Ｒｊはテープ導
体単体の値まで、すなわちバルク導体単体の0.6 ％の値
にまで低減することができた。

【０１５４】実施例８の結果から、このテープ導体とバ
ルク導体を一体化させたものを積層することでＩｃを大
きく増加させられることがわかった。

【０１５５】［実施例９］実施例１と同様にして厚さ１
mm、幅10mm、長さ200mm のバルク導体を作製した。この
導体に、実施例１と同様にして、空気中845 ℃で50時間
熱処理を施し、さらにＪｃを向上させるため５ｔｏｎ／
cm² の一軸プレスを施したのち、ふたたび空気中845 ℃
で70時間熱処理をするという工程を２回繰り返し、最終
的に厚さ0.6mm の超電導体とした。この導体を５枚作製
し、各導体の間に厚さ５μｍ、幅10mm、長さ200mm の銀
箔が挟まるようにして重ねた。ついでこれに空気中845
℃で70時間熱処理を施し、電流リード用Ｂｉ系酸化物超
電導導体とした。図８はこのようにしてえられた電流リ
ード用Ｂｉ系酸化物超電導導体の概略説明図である。図
８において、15は銀箔である。

【０１５６】この電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体
を実施例１と同様の構成の電流リードに組み込み電流リ
ードとしての性能を評価した。その結果を表３に示す。

【０１５７】［実施例１０］実施例１と同様にして厚さ
１mm、幅10mm、長さ200mm のバルク導体を作製した。こ
のバルク導体に、実施例１と同様にして、空気中845 ℃
で50時間熱処理を施し、さらにＪｃを向上させるため５
ｔｏｎ／cm² の一軸プレスを施したのちふたたび空気中
845 ℃で70時間熱処理をするという工程を２回繰り返
し、最終的に厚さ0.6mm の超電導体とした。このバルク
導体を５枚作製し、各バルク導体の間に厚さ10μｍ、幅
10mm、長さ48.5mmの銀箔を銀箔同士の間隔が２mmずつ開
くようにはさみ込んで重ねた。ついで空気中845 ℃で70
時間熱処理を施し、電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導
体とした。

【０１５８】図９はこのようにしてえられた電流リード
用Ｂｉ系酸化物超電導導体の概略説明図である。

【０１５９】この電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体
を実施例１と同様の構成の電流リードに組み込み電流リ
ードとしての性能を評価した。その結果を表３に示す。

【０１６０】［実施例１１］実施例10と同様にしてバル
ク導体と銀箔とを重ね、両端部に幅10mm、厚さ10μｍの
銀箔を全周にわたって１回巻き付けたのち、これに５ｔ
ｏｎ／cm² の一軸プレスを施した。ついで空気中845 ℃
で70時間熱処理を施し、電流リード用Ｂｉ系酸化物超電
導導体とした。図10はこのようにしてえられた電流リー
ド用Ｂｉ系酸化物超電導導体の概略説明図である。

【０１６１】この電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体
を実施例１と同様の構成の電流リードに組み込み電流リ
ードとしての性能を評価した。その結果を表３に示す。

【０１６２】［比較例２］実施例１と同様にして厚さ５
mm、幅10mm、長さ200mm のバルク導体を作製した。この
バルク導体に、実施例１と同様にして、空気中845 ℃で
50時間熱処理を施し、さらにＪｃを向上させるため５ｔ
ｏｎ／cm² の一軸プレスを施したのち、ふたたび空気中
845 ℃で70時間熱処理をするという工程を２回繰り返
し、最終的に厚さ４mmの超電導体とした。

【０１６３】このバルク導体を実施例１と同様の構成の
電流リードに組み込み電流リードとしての性能を評価し
た。その結果を表３に示す。

【０１６４】

【表３】実施例９〜11および比較例２において、それぞれの電流
リードの３Ｅ、３Ｅ´、３Ｆ、３Ｆ´における温度を測
定したところ、電流の通電の有無にかかわらず３Ｅ、３
Ｅ´では79Ｋ、３Ｆ、３Ｆ´では4.2 Ｋであった。この
ことから、電流リードとしてのＩｃ特性はリードの高温
端（79Ｋ側）の特性により制限されると考えられる。表
３に示されたＲｊの値は３Ａ−３Ｂ、３Ｃ−３Ｄ間の値
であるが３Ａ´−３Ｂ´、３Ｃ´−３Ｄ´間の値もそれ
ぞれ同様であった。

【０１６５】表３より実施例９〜11のばあい、複合体化
することで比較例２に示されるバルク導体単体のＩｃ特
性にくらべ５倍のＩｃ特性がえられていることがわか
る。一般にバルク導体のＩｃ特性は、熱処理工程の途中
に一軸プレスを施すことで向上することが知られてい
る。しかし、導体の厚さが約１mmをこえるとこの効果は
薄れてしまう。実施例９〜11では、一軸プレス効果が顕
著にあらわれる厚さ１mm以下のバルク導体を重ねて５mm
程度の厚さの大容量バルク導体を作製することにより、
高いＩｃ特性をもつ導体がえられた。このとき、バルク
導体同士を重ねただけでは導体同士は一体化せず、ま
た、熱処理を施すことで導体は一体化するが超電導特性
は低下してしまうので、熱処理によりＢｉ系超電導体の
超電導特性に悪影響を与えない銀箔を挟み込み、熱処理
を施すことで容易に一体化することができた。

【０１６６】実施例10のばあい、バルク導体間に挟んだ
銀箔を長さ方向で分断することで、実施例９のばあいに
くらべ、熱侵入量を１／２に減らすことができ、さらに
実施例11のばあい、Ｒｊが低減できたことで熱侵入量を
１／30まで小さくすることができた。これは、実施例1
0、11のばあい、熱侵入量に悪影響を与える熱伝導率の
高い金属部分（銀箔）が分断されたためである。

【０１６７】また、Ｒｊは実施例11のばあい、３Ａ−３
Ｂ、３Ｃ−３Ｄ間とも実施例９、10に比べ１桁以上低い
値がえられた。これは、接続部に銀を介することでＲｊ
が低減できることを意味しており、この特性はバルク導
体と銀との一体化強度を増すことでさらに向上する。

【０１６８】［実施例１２］Ｂｉ₂ Ｏ₃ 、ＰｂＯ、Ｓｒ
ＣＯ₃ 、ＣａＣＯ₃ 、ＣｕＯの粉末を（Ｂｉ，Ｐｂ）₂
Ｓｒ₂ Ｃａ₂ Ｃｕ₃ Ｏ_10-δ（δ≦１）のモル比となる
ように混合したのち、空気中830 ℃で100 時間熱処理し
た。これを数10μｍ程度に粉砕したのち直径200mm、厚
さ10mmの形状に成形し、前記と同様の熱処理を行なっ
た。えられたものをふたたび粉砕し、原料粉末１（平均
粒子径10μｍ）をえた。つぎに、原料粉末１に対して５
重量％の銀粉（平均粒子径10μｍ）を添加し混合して原
料粉末２をえた。さらに、原料粉末１に対して15重量％
の銀粉を添加し混合して原料粉末３をえた。原料粉末１
を、厚さ１mm、幅３mm、長さ50mmの成形体（成形体１）
に、原料粉末２を、厚さ１mm、幅３mm、長さ100mm の成
形体（成形体２）に、原料粉末３を、厚さ１mm、幅３m
m、長さ50mmの成形体（成形体１）に、それぞれ成形
し、成形体１、２、３の順に厚さ１mm、幅３mm、長さ20
0mm のプレス用金型に入れ、１ｔｏｎ／cm² の一軸プレ
スを施し、一体成形体とした。この一体成形体に、実施
例１と同様にして、空気中845 ℃で50時間の熱処理を施
し、さらにＪｃを向上させるため５ｔｏｎ／cm² の一軸
プレス工程をしたのち、再び空気中845 ℃で70時間熱処
理をするという工程を２回繰り返し、最終的に厚さ0.6m
m の超電導体とした。図11はこのようにしてえられた電
流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体の概略説明図であ
る。図11において、16は成形体１、17は成形体２、18は
成形体３である。

【０１６９】この電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体
を実施例１と同様の構成の電流リードに成形体３が超電
導体電流リード部の高温側になるように組み込み電流リ
ードとしての性能を評価した。その結果を表４に示す。

【０１７０】［実施例１３］Ｂｉ₂ Ｏ₃ 、ＰｂＯ、Ｓｒ
ＣＯ₃ 、ＣａＣＯ₃ 、ＣｕＯの粉末を（Ｂｉ，Ｐｂ）₂
Ｓｒ₂ Ｃａ₂ Ｃｕ₃Ｏ_10-δ（δ≦１）のモル比となるよ
うに混合したのち、空気中830 ℃で100 時間熱処理し
た。ついでこれを数10μｍ程度に粉砕したのち直径200m
m、厚さ10mmの形状に成形し、前記と同様の熱処理を行
なった。えられたものを再び粉砕し、原料粉末（平均粒
子径10μｍ）をえた。つぎに、原料粉末を、厚さ１mm、
幅３mm、長さ50mmの成形体（成形体４）、厚さ１mm、幅
５mm、長さ100mm の成形体（成形体５）、厚さ１mm、幅
15mm、長さ50mmの成形体（成形体６）に、それぞれ成形
し、成形体４、５、６が一体成形されるような幅が順に
３mm（長さ50mm）、５mm（長さ100mm ）、15mm（長さ50
mm）と変化していくプレス用金型に入れ、１ｔｏｎ／cm
² の一軸プレスを施し、一体成形体とした。この一体成
形体に、実施例１と同様にして、空気中845 ℃で50時間
の熱処理工程を施し、さらにＪｃを向上させるため５ｔ
ｏｎ／cm² の一軸プレスをしたのち、再び空気中845 ℃
で70時間熱処理をするという工程を２回繰り返し、最終
的に厚さ0.6mm の超電導体とした。図12はこのようにし
てえられた電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体の概略
説明図である。図12において、19は成形体４、20は成形
体５、21は成形体６である。

【０１７１】この導体を実施例１と同様の構成の電流リ
ードに成形体６が超電導体電流リード部の高温側になる
ように組み込み電流リードとしての性能を評価した。そ
の結果を表４に示す。

【０１７２】［実施例１４］Ｂｉ₂ Ｏ₃ 、ＰｂＯ、Ｓｒ
ＣＯ₃ 、ＣａＣＯ₃ 、ＣｕＯの粉末を（Ｂｉ，Ｐｂ）₂
Ｓｒ₂ Ｃａ₂ Ｃｕ₃Ｏ_10-δ（δ≦１）のモル比となるよ
うに混合したのち、空気中830 ℃で100 時間熱処理し
た。ついでこれを数10μｍ程度に粉砕したのち直径200m
m、厚さ10mmの形状に成形し、前記と同様の熱処理を行
なった。えられたものを再び粉砕し、原料粉末（平均粒
子径10μｍ）をえた。ついで、原料粉末を、プレス用金
型に入れ、１ｔｏｎ／cm² の一軸プレスを施し、厚さ１
mm、幅３mm、長さ200mm の成形体を作製した。この成形
体を、端部から50mmまでを領域１、50mmから150mm まで
を領域２、150mm から200mm までを領域３とし、領域２
および３の成形体表面に厚さの異なる銀膜をスパッタリ
ングにより形成した。すなわち、領域２の表面には領域
２の成形体部分の重量に対し５重量％の銀薄膜を、領域
３の表面には同様にして15重量％の銀膜を形成した。な
お、領域１には銀膜は形成しなかった。この成形体に、
実施例１と同様にして、空気中845 ℃で50時間の熱処理
工程を施し、さらにＪｃを向上させるため５ｔｏｎ／cm
² の一軸プレスを施したのち、再び空気中845 ℃で70時
間熱処理をするという工程を２回繰り返し、最終的に厚
さ0.6mm の超電導体とした。

【０１７３】この電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体
を実施例１と同様の構成の電流リードに領域３が超電導
体電流リード部の高温側になるように組み込み電流リー
ドとしての性能を評価した。その結果を表４に示す。

【０１７４】［比較例３］実施例１と同様にして厚さ１
mm、幅３mm、長さ200mm のバルク導体を作製した。この
バルク導体に、実施例１と同様にして、空気中845 ℃で
50時間熱処理を施し、さらにＪｃを向上させるため５ｔ
ｏｎ／cm² の一軸プレスを施したのち、ふたたび空気中
845 ℃で70時間熱処理をするという工程を２回繰り返
し、最終的に厚さ0.6mm の超電導体とした。

【０１７５】この電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体
を実施例１と同様の構成の電流リードに組み込み電流リ
ードとしての性能を評価した。その結果を表４に示す。

【０１７６】

【表４】実施例12、13、14および比較例３において、それぞれの
電流リードの３Ｅ、３Ｅ´、３Ｆ、３Ｆ´における温度
を測定したところ、電流の通電の有無にかかわらず３
Ｅ、３Ｅ´では79Ｋ、３Ｆ、３Ｆ´では4.2 Ｋであっ
た。このことから、電流リードとしてのＩｃ特性はリー
ドの高温端（79Ｋ側）の特性により制限されると考えら
れる。表４に示されたＲｊの値は３Ａ−３Ｂ、３Ｃ−３
Ｄ間の値であるが３Ａ´−３Ｂ´、３Ｃ´−３Ｄ´間の
値もそれぞれ同様であった。

【０１７７】表４より実施例12、13および14のばあい、
それぞれ銀添加および導体の広幅化により比較例３のバ
ルク導体のＩｃ特性にくらべ、それぞれ1.7 倍、5.6
倍、1.7倍のＩｃ特性がえられることがわかる。一般に
バルク導体のＩｃ特性は、銀の添加により向上すること
が知られている。実施例12のばあい、Ｉｃ特性がリード
の低温端にくらべて低い高温端付近に銀を高濃度に添加
することでＩｃ特性が向上した。また、実施例14のばあ
い、導体表面に銀膜を形成しそののちの熱処理により銀
を導体中に含浸させることで、実施例12の銀添加と同様
な効果が生じ、Ｉｃ特性が向上した。導体の厚さが約１
mmまでのばあい、熱処理工程の途中に一軸プレスを施す
ことでＩｃ特性が向上することは既に述べたとおりであ
る。実施例13のばあい、リードの低温端に比べてＩｃ特
性が低い高温端付近の導体幅をプレス効果が顕著に表れ
る厚さ１mm以下の厚さを保ったまま広くすることで、高
いＩｃ特性をもつ電流リード用Ｂｉ系超導体がえられ
た。

【０１７８】また、実施例12および14のばあい、３Ａ−
３Ｂ間のＲｊは実施例13および比較例３に比べ１桁以上
低い値がえられた。これは、導体の接続部に銀が添加あ
るいは含浸されているために導体と電極が銀を介し接触
しているためであり、電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導
導体の低温端の電極付近にも銀を添加することで低温端
のＲｊも低減できる。

【０１７９】実施例１〜８においては、テープ導体の被
覆金属として銀を用いたが、金、パラジウムのうち１種
以上の元素が含まれている金属あるいは合金であっても
同様の効果を期待することができる。

【０１８０】実施例９〜11においては、挟み込む金属と
して銀を用いたが、金、パラジウムのうち１種以上の元
素が含まれている金属あるいは合金であっても同様の効
果を期待することができる。

【０１８１】実施例11では、銀箔を導体に巻き付けるこ
とで電極を形成したが、スパッタリング、レーザー蒸着
などの薄膜形成技術を用いることでも電極を形成するこ
とができる。

【０１８２】実施例12、14においては、添加または含浸
する金属として銀を用いたが、金、パラジウムのうち１
種以上の元素が含まれている金属あるいは合金であって
も同様の効果を期待することができる。

【０１８３】実施例14では、銀膜をスパッタリングによ
り形成したが、レーザー蒸着などの薄膜形成技術を用い
ることでも形成することができる。

【０１８４】実施例14においては、銀膜を形成したの
ち、熱処理により導体中に銀を含浸させたが、あらかじ
め熱処理により超電導体となるＢｉ系酸化物成形体を作
製し、酸化物成形体に銀、金、パラジウムの内一種以上
の元素が含まれている金属あるいは合金粉末を塗布し、
静水圧プレス処理により酸化物中に金属あるいは合金粉
末を含浸させても同様の効果を期待することができる。

【０１８５】実施例９〜13においては、実施例８に示し
たとおり、複合体を複数個重ね合わせたのち、さらに同
様の一体化処理を施し、より大型な導体をうることが可
能である。

【０１８６】実施例９〜11においては、電流リード用Ｂ
ｉ系酸化物超電導導体の厚さに対する金属薄体の厚さの
合計の割合は複合体の端部付近を除いて１／10以下であ
ることが熱侵入量を低減する上および導体の強度を確保
する上で望ましい。

【０１８７】実施例12、14においては、成形体に含浸ま
たは添加する貴金属は、成形体の重量に対し30重量％以
下であることが超電導特性を低下させない上および熱侵
入量を低減する上で望ましい。

【０１８８】実施例13においては、高温端での電流経路
の断面積を１としたとき、電流リードの低温端に向かっ
て低温端での電流経路の断面積が最低0.1まで連続的ま
たは階段状に変化する構造であることが望ましい。

【０１８９】前記実施例においては、一体化工程におい
て、１回以上の加圧処理と熱処理繰り返しにより行なう
ことでＩｃ特性を向上させることができる。

【０１９０】前記実施例において、加圧処理をするばあ
い、複合体の有効断面の短軸以上の曲率半径で複合体長
手方向になめらかに連続する波形を有する貴金属基材上
で熱処理を行なうことで導体の強度を向上することを期
待することができる。

【０１９１】前記実施例においては、熱処理するばあ
い、複合体の有効断面の短軸以上の曲率半径で複合体長
手方向になめらかに連続する波形を有する貴金属基材上
で熱処理を行なうことで導体の強度を向上させることが
期待できる。

【０１９２】前記実施例においては、抵抗特性として臨
界電流値を示すが、従来の電流リードと比較するなら
ば、当該電流リードの抵抗が従来材料の抵抗値を上回ら
ない値であるならば臨界電流をこえる値の電流を通電し
てもよいことは、いうまでもない。

【０１９３】なお、前記実施例においては、電流リード
がＢｉ系酸化物超電導体を含む導体により構成され、と
くにＢｉ系酸化物超電導導体の一方の端がその超電導体
の臨界温度をこえない温度、その他方の端が液体ヘリウ
ム温度に置かれているばあいについて説明したが、低温
側が酸化物高温超電導コイルのような液体ヘリウム温度
以上で液体チッ素温度（77Ｋ）をこえない温度に配置さ
れたばあいについても同様の効果を期待することができ
る。

【０１９４】

【発明の効果】本発明の導体Ａでは、導体本体としてバ
ルク導体が用いられているので、低熱伝導を実現するこ
とができるほか、導体として用いるバルク導体中の77Ｋ
でも良好なＩｃ特性を有するテープ導体が埋蔵された複
合体構造を有しているので、その部分を高温端（77Ｋ
側）部分とすることで導体全長にわたり、高Ｉｃを有す
る電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導体を供給することが
できる。また、接続部に貴金属被覆テープ導体を介した
ばあいにはＲｊを低減することができる。これらの特性
はバルク導体とテープ導体との一体化強度を増すことで
さらに向上させることができる。すなわち、製造の際
に、バルク導体とテープ導体の複合体に加圧・熱処理工
程を加えたり、バルク導体とテープ導体との接合端部に
おいて、テープ導体の複合貴金属の一部を取り除きテー
プ導体内部のＢｉ系酸化物超電導体を直接バルク導体と
接触させ一体化処理を行なうことでＩｃ特性が大幅に向
上する。さらに、テープ導体をバルク導体端部より露出
させ一体化処理した導体において、露出した貴金属被覆
テープ導体を接続用電極部として用い銅リードまたは超
電導応用機器との接続を行なうことで接続抵抗の低減が
実現される。

【０１９５】本発明の導体Ｂでは、大容量とするために
77ＫでのＪｃ特性が比較的良好な厚さ数mmのバルク導体
を貴金属薄体で挟み込んだ積層複合導体とし、導体本体
としてはバルク導体を用いているために低熱伝導を実現
することができ、高いＪｃを有する電流リード用Ｂｉ系
酸化物超電導導体を提供することがでる。また、貴金属
薄体をバルク導体の端部から露出させるか、端部付近に
被覆して一体化処理した導体において、露出した貴金属
薄体を接続用電極部として用い銅リードあるいは超電導
応用機器との接続を行なうことで接続抵抗の低減を実現
することができる。

【０１９６】本発明の製造方法によると、バルク導体と
貴金属薄体の積層体に加圧・熱処理を行なうことで容易
に一体化する。

【０１９７】本発明の導体Ｃでは、バルク導体中に貴金
属元素を含浸あるいは添加することでＪｃ特性を向上さ
せ、さらに高温側の導体中の貴金属元素の添加量が低温
側より多くすることで導体全長にわたりほぼ均一なＪｃ
特性を実現でき、かつ導体本体としてはバルク導体を用
いているために低熱伝導を実現することができ、高いＪ
ｃを有する電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導体を供給す
ることができる。本発明の製造方法によると、バルク導
体に貴金属元素を含浸または被覆し加圧・熱処理を行な
うことまたは熱処理により超電導体となる粉末と貴金属
元素を混合し加圧・熱処理を行なうことで容易に超電導
体化させることができる。

【０１９８】本発明の導体Ｄでは、超電導バルク導体の
有効断面積が導体長手方向に対して変化しており、とく
に高温側の導体の有効断面積が低温側よりも大きくする
ことで導体全長にわたりほぼ均一なＪｃ特性を実現する
ことができ、かつ導体本体としてはバルク導体を用いて
いるために低熱伝導が実現でき、高いＪｃを有する電流
リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体を供給することができ
る。本発明の製造方法によると、有効断面積の異なるバ
ルク導体を連結し断面の長軸の面で加圧しそののち熱処
理を行なうことで容易に一体化させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の電流リード用Ｂｉ系酸化物
超電導導体の概略説明図である。

【図２】本発明の実施例１〜４に用いた電流リードの概
略説明図である。

【図３】本発明の実施例２の電流リード用Ｂｉ系酸化物
超電導導体の概略説明図である。

【図４】本発明の実施例３の電流リード用Ｂｉ系酸化物
超電導導体の概略説明図である。

【図５】本発明の実施例６の電流リード用Ｂｉ系酸化物
超電導導体の概略説明図である。

【図６】本発明の実施例７の電流リード用Ｂｉ系酸化物
超電導導体の概略説明図である。

【図７】本発明の実施例８の電流リード用Ｂｉ系酸化物
超電導導体の概略説明図である。

【図８】本発明の実施例９の電流リード用Ｂｉ系酸化物
超電導導体の概略説明図である。

【図９】本発明の実施例10の電流リード用Ｂｉ系酸化物
超電導導体の概略説明図である。

【図１０】本発明の実施例11の電流リード用Ｂｉ系酸化
物超電導導体の概略説明図である。

【図１１】本発明の実施例12の電流リード用Ｂｉ系酸化
物超電導導体の概略説明図である。

【図１２】本発明の実施例13の電流リード用Ｂｉ系酸化
物超電導導体の概略説明図である。

【符号の説明】

１バルク導体２銀被覆テープ導体３電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体 13 Ｂｉ系酸化物超電導体

【手続補正書】

【提出日】平成５年７月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、真空断熱容器
内の液体チッ素温度以下の温度に置かれている超電導コ
イルに室温中に置かれた電源供給装置から励磁電流を通
電するために一端が臨界温度をこえない温度、他端が液
体チッ素温度以下の温度となるように配置されて用いら
れる電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体であって、Ｂ
ｉ系酸化物超電導バルク導体の一端からその長手方向の
全長の１／２以下の部分に、該Ｂｉ系酸化物超電導バル
ク導体と貴金属被覆Ｂｉ系酸化物超電導テープ導体との
複合体構造を有する電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導
体およびその製造方法、真空断熱容器内の液体チッ素温
度以下の温度に置かれている超電導コイルに室温に置か
れた電源供給装置から励磁電流を通電するために、一端
が臨界温度をこえない温度、他端が液体チッ素温度以下
の温度となるように配置されて用いられる電流リード用
Ｂｉ系酸化物超電導導体であって、Ｂｉ系酸化物超電導
バルク導体の一部または全面にわたって該Ｂｉ系酸化物
超電導バルク導体と貴金属薄体とが交互に積層された複
合体構造を有する電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体
およびその製造方法、真空断熱容器内の液体チッ素温度
以下の温度に置かれている超電導コイルに室温に置かれ
た電源供給装置から励磁電流を通電するために一端が臨
界温度をこえない温度、他端が液体チッ素温度以下の温
度となるように配置されて用いられる電流リード用Ｂｉ
系酸化物超電導導体であって、貴金属がＢｉ系酸化物超
電導バルク導体の一端から長手方向にそって他端に向か
って連続的または階段状に濃度が低くなるようにＢｉ系
酸化物超電導バルク導体に含まれている電流リード用Ｂ
ｉ系酸化物超電導導体およびその製造方法ならびに真空
断熱容器内の液体チッ素温度以下の温度に置かれている
超電導コイルに室温中に置かれた電源供給装置から励磁
電流を通電するために一端が臨界温度をこえない温度、
他端が液体チッ素温度以下の温度となるように配置され
て用いられる電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体であ
って、断面積が長手方向にそって一端から他端に向かっ
て連続的または階段状に小さくなっており、Ｂｉ系酸化
物超電導バルク導体からなり該Ｂｉ系酸化物超電導バル
ク導体の他端の断面積が一端の断面積の１／１０以上で
ある電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体およびその製
造方法に関する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空断熱容器内の流体チッ素温度以下の
温度に置かれている超電導コイルに室温中に置かれた電
源供給装置から励磁電流を通電するために一端が臨界温
度をこえない温度、他端が液体チッ素温度以下の温度と
なるように配置されて用いられる電流リード用Ｂｉ系酸
化物超電導導体であって、Ｂｉ系酸化物超電導バルク導
体の一端からその長手方向の全長の１／２以下の部分
に、該Ｂｉ系酸化物超電導バルク導体と貴金属被覆Ｂｉ
系酸化物超電導テープ導体との複合体構造を有する電流
リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体。
【請求項２】前記超電導コイルが液体ヘリウム槽中に
置かれており、前記液体チッ素温度以下の温度が液体ヘ
リウム温度である請求項１記載の電流リード用Ｂｉ系酸
化物超電導導体。
【請求項３】貴金属被覆Ｂｉ系酸化物超電導テープ導
体が、貴金属被覆部分でＢｉ系酸化物超電導バルク導体
と接合し、複合体構造を形成している請求項１または２
記載の電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体。
【請求項４】貴金属被覆Ｂｉ系酸化物超電導テープ導
体が、貴金属でＢｉ系酸化物超電導体が被覆されていな
い部分を有し、該部分でＢｉ系酸化物超電導体がＢｉ系
酸化物超電導バルク導体と接合している請求項１または
２記載の電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体。
【請求項５】貴金属被覆Ｂｉ系酸化物超電導テープ導
体が、Ｂｉ系酸化物超電導バルク導体の長手方向におい
て、該Ｂｉ系酸化物超電導バルク導体の端から露出して
いる請求項１、２、３または４記載の電流リード用Ｂｉ
系酸化物超電導導体。
【請求項６】貴金属が金、銀、パラジウムまたはそれ
らのうちの２種以上の金属からなる合金である請求項
１、２、３、４または５記載の電流リード用Ｂｉ系酸化
物超電導導体。
【請求項７】熱処理によりＢｉ系酸化物超電導バルク
導体を製造する工程、該Ｂｉ系酸化物超電導バルク導体
の一端からその長手方向の全長の１／２以下の部分の表
面に貴金属被覆Ｂｉ系酸化物超電導テープ導体を配置す
る工程および熱処理により前記Ｂｉ系酸化物超電導バル
ク導体と前記貴金属被覆Ｂｉ系酸化物超電導テープ導体
とを一体化させる工程からなる請求項１、２、３、４、
５または６記載の電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体
の製造方法。
【請求項８】熱処理によりＢｉ系酸化物超電導バルク
導体を製造する工程、該Ｂｉ系酸化物超電導バルク導体
の一端からその長手方向の全長の１／２以下の部分の表
面に溝を掘る工程、前記溝に貴金属被覆Ｂｉ系酸化物超
電導テープ導体を配置する工程および熱処理により前記
Ｂｉ系酸化物超電導バルク導体と前記貴金属被覆Ｂｉ系
酸化物超電導テープ導体とを一体化させる工程からなる
請求項１、２、３、４、５または６記載の電流リード用
Ｂｉ系酸化物超電導導体の製造方法。
【請求項９】熱処理によりＢｉ系酸化物超電導バルク
導体を製造する工程、該Ｂｉ系酸化物超電導バルク導体
の一端からその長手方向の全長の１／２以下の部分の内
部に孔を穿孔する工程、該孔に貴金属被覆Ｂｉ系酸化物
超電導テープ導体を挿入する工程および熱処理により前
記Ｂｉ系酸化物超電導バルク導体と前記貴金属被覆Ｂｉ
系酸化物超電導テープ導体とを一体化させる工程からな
る請求項１、２、３、４、５または６記載の電流リード
用Ｂｉ系酸化物超電導導体の製造方法。
【請求項１０】前記一体化させる工程が、加圧処理と
熱処理とを繰り返し行なう工程である請求項７、８また
は９記載の電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体の製造
方法。
【請求項１１】前記一体化させる工程につづいて、貴
金属被覆Ｂｉ系酸化物超電導テープ導体と一体化された
Ｂｉ系酸化物超電導バルク導体を重ね合わせたのち前記
一体化させる工程と同じ処理を行なう請求項７、８、９
または10記載の電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体の
製造方法。
【請求項１２】真空断熱容器内の液体チッ素温度以下
の温度に置かれている超電導コイルに室温に置かれた電
源供給装置から励磁電流を通電するために、一端が臨界
温度をこえない温度、他端が液体チッ素温度以下の温度
となるように配置されて用いられる電流リード用Ｂｉ系
酸化物超電導導体であって、Ｂｉ系酸化物超電導バルク
導体の一部または全面にわたって該Ｂｉ系酸化物超電導
バルク導体と貴金属薄体とが交互に積層された複合体構
造を有する電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体。
【請求項１３】前記超電導コイルが液体ヘリウム槽中
に置かれており、前記液体チッ素温度以下の温度が液体
ヘリウム温度である請求項12記載の電流リード用Ｂｉ系
酸化物超電導導体。
【請求項１４】すべての貴金属薄体が電流リード用Ｂ
ｉ系酸化物超電導導体の長手方向において１カ所以上で
不連続なものである請求項12または13記載の電流リード
用Ｂｉ系酸化物超電導導体。
【請求項１５】電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体
の端部付近を除く部分で、該電流リード用Ｂｉ系酸化物
超電導導体の端面に平行な断面の面積にしめる貴金属薄
体の断面積の合計の割合が１／10以下である請求項12、
13または14記載の電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導
体。
【請求項１６】電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体
の端部付近で、該電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体
が、その全周にわたって貴金属薄体によって被覆されて
いる請求項12、13、14または15記載の電流リード用Ｂｉ
系酸化物超電導導体。
【請求項１７】貴金属が、金、銀、パラジウムまたは
それらのうちの２種以上からなる合金である請求項12、
13、14、15または16記載の電流リード用Ｂｉ系酸化物超
電導導体。
【請求項１８】熱処理によりＢｉ系酸化物超電導バル
ク導体を製造する工程、該Ｂｉ系酸化物超電導バルク導
体の一部または全面に貴金属薄体を被覆させる工程、該
貴金属薄体が被覆されたＢｉ系酸化物超電導バルク導体
を２枚以上重ね合わせる工程および熱処理により全体を
一体化させる工程からなる請求項12、13、14、15または
17記載の電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体の製造方
法。
【請求項１９】熱処理によりＢｉ系酸化物超電導バル
ク導体を製造する工程、該Ｂｉ系酸化物超電導バルク導
体の一部または全面に貴金属薄体を被覆させる工程、該
貴金属薄体が被覆されたＢｉ系酸化物超電導バルク導体
を２枚以上重ね合わせたのちその端部付近の全周を貴金
属薄体で被覆する工程および熱処理により全体を一体化
させる工程からなる請求項16記載の電流リード用Ｂｉ系
酸化物超電導導体の製造方法。
【請求項２０】前記一体化させる工程が、さらに加圧
処理と熱処理とを１回以上行なう工程である請求項18ま
たは19記載の電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体の製
造方法。
【請求項２１】前記加圧処理が、前記貴金属薄体とＢ
ｉ系酸化物超電導バルク導体とが交互に積層されたもの
の有効断面の短軸以上の曲率半径で前記貴金属薄体とＢ
ｉ系酸化物超電導バルク導体とが交互に積層されたもの
の長手方向になめらかに連続する波形を有する金型によ
り一軸プレスを施す処理である請求項20記載の電流リー
ド用Ｂｉ系酸化物超電導導体の製造方法。
【請求項２２】前記熱処理が、前記貴金属薄体とＢｉ
系酸化物超電導バルク導体とが交互に積層されたものの
有効断面の短軸以上の曲率半径で前記貴金属薄体とＢｉ
系酸化物超電導バルク導体とが交互に積層されたものの
長手方向になめらかに連続する波形を有する貴金属基材
上における熱処理である請求項18、19、20または21記載
の電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体の製造方法。
【請求項２３】前記貴金属薄体による被覆が貴金属シ
ートを重ねることまたは巻き付けることである請求項18
または19記載の電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体の
製造方法。
【請求項２４】前記貴金属薄体による被覆が薄膜成形
技術によって貴金属薄膜を形成することである請求項18
または19記載の電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体の
製造方法。
【請求項２５】真空断熱容器内の液体チッ素温度以下
の温度に置かれている超電導コイルに室温に置かれた電
源供給装置から励磁電流を通電するために一端が臨界温
度をこえない温度、他端が液体チッ素温度以下の温度と
なるように配置されて用いられる電流リード用Ｂｉ系酸
化物超電導導体であって、貴金属がＢｉ系酸化物超電導
バルク導体の一端から長手方向にそって他端に向かって
連続的または階段状に濃度が低くなるようにＢｉ系酸化
物超電導バルク導体に含まれている電流リード用Ｂｉ系
酸化物超電導導体。
【請求項２６】前記超電導コイルが液体ヘリウム槽中
に置かれており、前記液体チッ素温度以下の温度が液体
ヘリウム温度である請求項25記載の電流リード用Ｂｉ系
酸化物超電導導体。
【請求項２７】Ｂｉ系酸化物超電導バルク導体が該Ｂ
ｉ系酸化物超電導バルク導体の電流経路の有効断面にお
ける長軸に平行な面で連結されている請求項25または26
記載の電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体。
【請求項２８】貴金属が金、銀、パラジウムまたはそ
れらのうちの２種以上の合金である請求項25または26記
載の電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体。
【請求項２９】熱処理を施すと超電導体となるＢｉ系
酸化物バルク体を製造する工程、該Ｂｉ系酸化物バルク
体に貴金属を含浸させる工程および熱処理により超電導
体とする工程からなる請求項25、26、27または28記載の
電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体の製造方法。
【請求項３０】熱処理を施すと超電導体となるＢｉ系
酸化物バルク体を製造する工程、該Ｂｉ系酸化物バルク
体の表面上に薄膜形成技術により貴金属薄膜を形成する
工程および熱処理により該Ｂｉ系酸化物バルク体を超電
導体とするとともに該バルク体に貴金属を含浸させる工
程からなる請求項25、26、27または28記載の電流リード
用Ｂｉ系酸化物超電導導体の製造方法。
【請求項３１】熱処理を施すと超電導体となるＢｉ系
酸化物粉末と貴金属とから混合粉末を製造する工程、該
混合粉末から成形体を製造する工程、成形体を貴金属の
含有量の多いものの順に長手方向に連結し、加圧処理を
施すことにより一体成形体とする工程および熱処理によ
り超電導体とする工程からなる請求項25、26、27または
28記載の電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体の製造方
法。
【請求項３２】前記含浸および成形体の製造が、静水
圧プレス処理によって行なわれる請求項29、30または31
記載の電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体の製造方
法。
【請求項３３】真空断熱容器内の液体チッ素温度以下
の温度に置かれている超電導コイルに室温中に置かれた
電源供給装置から励磁電流を通電するために一端が臨界
温度をこえない温度、他端が液体チッ素温度以下の温度
となるように配置されて用いられる電流リード用Ｂｉ系
酸化物超電導導体であって、断面積が長手方向にそって
一端から他端に向かって連続的または階段状に小さくな
っているＢｉ系酸化物超電導バルク導体からなり、該バ
ルク導体の他端の断面積が一端の断面積の１／10以上で
ある電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体。
【請求項３４】前記超電導コイルが液体ヘリウム槽中
に置かれており、前記液体チッ素温度以下の温度が液体
ヘリウム温度である請求項33記載の電流リード用Ｂｉ系
酸化物超電導導体。
【請求項３５】Ｂｉ系酸化物超電導バルク導体が貴金
属を含有している請求項33または34記載の電流リード用
Ｂｉ系酸化物超電導導体。
【請求項３６】Ｂｉ系酸化物超電導バルク導体が、該
Ｂｉ系酸化物超電導バルク導体の電流経路の有効断面に
おける長軸に平行な面で連結されている請求項33、34ま
たは35記載の電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体。
【請求項３７】貴金属が金、銀、パラジウムまたはそ
れらのうちの２種以上からなる合金である請求項35記載
の電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体。
【請求項３８】熱処理を施すと超電導体となるＢｉ系
酸化物バルク体を製造する工程、該Ｂｉ系酸化物バルク
体に貴金属を含浸させる工程、Ｂｉ系酸化物バルク体を
断面積の大きい順に連結させる工程および熱処理により
超電導体とするとともに一体化させる工程からなる請求
項35記載の電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体の製造
方法。
【請求項３９】熱処理を施すと超電導体となるＢｉ系
酸化物バルク体を製造する工程、該Ｂｉ系酸化物バルク
体の表面上に薄膜形成技術により貴金属薄膜を形成する
工程、該Ｂｉ系酸化物バルク体を断面積の大きい順に連
結させる工程および熱処理によりＢｉ系酸化物バルク体
を超電導体とするとともに貴金属を含浸させる工程から
なる請求項35記載の電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導
体の製造方法。
【請求項４０】熱処理を施すと超電導体となるＢｉ系
酸化物粉末と貴金属とからなる混合粉末を製造する工
程、該混合粉末から成形体を製造する工程、該成形体を
断面積の大きい順に長手方向に連結し、加圧処理を施す
ことにより一体成形体とする工程および熱処理により超
電導体とする工程からなる請求項35記載の電流リード用
Ｂｉ系酸化物超電導導体の製造方法。
【請求項４１】前記含浸または成形体の製造が静水圧
プレス処理によって行なわれる請求項38、39または40記
載の電流リード用Ｂｉ系酸化物超電導導体の製造方法。