JPH06342607A - 酸化物超電導線材の製造方法 - Google Patents
酸化物超電導線材の製造方法Info
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- JPH06342607A JPH06342607A JP5130221A JP13022193A JPH06342607A JP H06342607 A JPH06342607 A JP H06342607A JP 5130221 A JP5130221 A JP 5130221A JP 13022193 A JP13022193 A JP 13022193A JP H06342607 A JPH06342607 A JP H06342607A
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Abstract
導線材の製造方法を提供する。 【構成】 酸化物超電導材料を主成分とする粉末を熱処
理した後金属システムにて被覆し、伸線加工および圧延
加工を施した後、さらに熱処理する、酸化物超電導線材
の製造方法であって、伸線加工の工程において、減圧雰
囲気中550℃〜760℃の温度で熱処理を施すことを
特徴とする。
Description
製造方法に関するものであり、特に、高い臨界電流密度
を有する酸化物超電導線材の製造方法に関するものであ
る。
料として、セラミック系のもの、すなわち、酸化物超電
導材料が注目されている。その中で、イットリウム系は
90K、ビスマス系は110K、タリウム系は120K
程度の高い臨界温度を示し、実用化が期待されている。
末を熱処理した後金属シースにて被覆し、伸線加工およ
び圧延加工を施した後、さらに熱処理することにより、
高い臨界電流密度を有する単芯の酸化物超電導線材が得
られている。また、酸化物超電導材料を主成分とする粉
末を熱処理した後金属シースにて被覆し、伸線加工を施
した後嵌合して多芯線とし、伸線加工および圧延加工を
施した後、さらに熱処理することにより、同様に高い臨
界電流密度を有する酸化物超電導多芯線材が得られてい
る。さらに、従来、このような酸化物超電導線材の製造
において、圧延加工および熱処理のステップを複数回繰
り返すことにより、より高い臨界電流密度を有する酸化
物超電導線材が得られることが知られている。
ーブルやマグネットに応用する際には、高い臨界温度に
加えて、高い臨界電流密度を有していることが必要であ
る。また、長い酸化物超電導線材においては、均一な特
性を持つことも必要である。
および多芯の酸化物超電導線材の臨界電流密度は、10
cm程度の短尺線材においては、3万A/cm2 以上の
高い値が得られている。
は、焼結のために行なわれる圧延後の熱処理の際に、線
材が膨れてしまうという現象が生じる。短尺線材の場合
には、焼結までの工程で原料粉末に吸着したガスは、熱
処理の際線材の両端から抜けていくが、長尺線材の場合
には、原料粉末に吸着したガスは、熱処理の際十分に抜
けることがなく、線材内で膨張してしまうためである。
そして、この線材の膨張により、線材の超電導特性が不
均一となってしまうという問題があった。また、線材の
膨張によって超電導体の組織が乱れるために、臨界電流
密度が低下してしまうという問題もあった。
た長尺線材、たとえば、100m級の酸化物超電導線材
の臨界電流密度は、1万A/cm2 程度の値しか得られ
なかった。
し、高い臨界電流密度を有する長尺の酸化物超電導線材
の製造方法を、提供することにある。
化物超電導線材の製造方法は、酸化物超電導材料を主成
分とする粉末を熱処理した後金属シースにて被覆し、伸
線加工および圧延加工を施した後、さらに熱処理する、
酸化物超電導線材の製造方法であって、伸線加工の工程
において、減圧雰囲気中550℃〜760℃の温度で熱
処理を施すことを特徴としている。
製造方法は、酸化物超電導材料を主成分とする粉末を熱
処理した後金属シースにて被覆し、伸線加工を施した後
嵌合して多芯線とし、伸線加工および圧延加工を施した
後、さらに熱処理する、酸化物超電導線材の製造方法で
あって、嵌合して多芯線とした後の伸線加工の工程にお
いて、減圧雰囲気中550℃〜760℃の温度で熱処理
を施すことを特徴としている。
製造方法は、請求項2の発明において、嵌合して多芯線
とする前の伸線加工の工程においても、減圧雰囲気中5
50℃〜760℃の温度で熱処理を施すことを特徴とし
ている。
減圧雰囲気中熱処理が施される。この減圧雰囲気下での
熱処理によって、原料粉末の吸着ガスを取除くことがで
き、従来のように圧延後の熱処理の際に生じる線材の膨
張を防ぐことができる。
末を金属シースにて被覆した後の伸線加工の工程におい
て行なわれる。そのため、一旦取除かれたガスが、再び
原料粉末に吸着することがない。また、この脱ガスのた
めの熱処理は、圧延加工によって原料粉末の密度が高く
なる前に行なわれる。そのため、吸着ガスを効率よく取
除くことができる。
工程における熱処理は、550℃〜760℃の温度で行
なわれる。そのため、原料粉末の特性に影響を及ぼすこ
となく、吸着ガスを効率よく取除くことができる。
約760℃であり、熱処理は融点以下で行なうことが好
ましい。一方、550℃より低い温度で熱処理を行なう
と、超電導相が分解して非超電導相ができることにより
臨界電流密度が減少してしまうため、熱処理は550℃
以上で行なうことが好ましい。
O3 およびCuOを用いて、Bi:Pb:Sr:Ca:
Cu=1.81:0.40:1.98:2.21:3.
03の組成比になるように、これらを配合した。この配
合した粉末を、大気中において、750℃で12時間、
800℃で8時間、さらに、減圧雰囲気1Torrにお
いて、760℃で8時間、の順に熱処理を施した。な
お、各熱処理後において、粉砕を行なった。このような
熱処理および粉砕を経て得られた粉末を、さらに、ボー
ルミルにより粉砕し、サブミクロンの粉末を得た。この
粉末を800℃で2時間熱処理を施した後、外径12m
m、内径9mmの銀パイプ中に充填した。
9mmまで伸線した後、3Torrの減圧雰囲気中、4
00、500、550、600、650、700、75
0および800℃の各温度で、10時間の熱処理を施し
た。続いて、このようにして得られたものを、直径1.
0mmになるまでさらに伸線加工した。
17mmになるように圧延加工した後、850℃で50
時間の熱処理を施した。その後、さらに、厚さ0.14
mmになるまで圧延加工し、850℃で50時間の熱処
理を施した。
物超電導線材を作製し、得られた線材の臨界電流密度を
測定した。その結果を図1に示す。図1において、横軸
は伸線加工の工程において行なった熱処理の際の温度
(℃)を示し、縦軸は得られた線材の臨界電流密度(×
104 A/cm2 )を示している。また、熱処理を施さ
なかった場合の結果を、熱処理温度が0℃のときとみな
して、併せて示している。
50℃〜760℃の温度で熱処理を施すことにより、酸
化物超電導線材の臨界電流密度が向上することがわか
る。
かは同様の条件で、長さ10cmの短尺の酸化物超電導
線材を作製した。得られた線材の臨界電流密度を測定し
たところ、2.7×104 A/cm2 であった。
線加工の工程において、減圧雰囲気中550℃〜760
℃の温度で熱処理を施すことにより、短尺線材とほぼ同
等の性能が得られることがわかる。
う熱処理について、熱処理時間が臨界電流密度の向上に
及ぼす影響について調べるため、以下の実験を行なっ
た。
以外は実施例1と同様にして、長さが10mの酸化物超
電導線材を作製した。熱処理は、3Torrの減圧雰囲
気中650℃の温度で、それぞれ2.5、5、10、5
0および100時間の条件で行なった。
度を測定した。その結果を図2に示す。図2において、
横軸は伸線加工の工程において行なった熱処理時間(h
r)を示し、縦軸は得られた線材の臨界電流密度(×1
04 A/cm2 )を示している。また、熱処理を施さな
かった場合の結果を、熱処理時間が0時間として、併せ
て示す。
処理は、約5時間以上行なえば臨界電流密度の向上に十
分な効果があり、それ以上熱処理時間が長くなっても、
効果に差はないことがわかる。
O3 、CaCO3 およびCuOを用いて、Bi:Pb:
Sr:Ca:Cu=1.81:0.40:1.98:
2.21:3.03の組成比になるように、これらを配
合した。この配合した粉末を、大気中において、750
℃で12時間、800℃で8時間、さらに、減圧雰囲気
1Torrにおいて、760℃で8時間、の順に熱処理
を施した。なお、各熱処理後において、粉砕を行なっ
た。このような熱処理および粉砕を経て得られた粉末
を、さらに、ボールミルにより粉砕し、サブミクロンの
粉末を得た。この粉末を800℃で2時間熱処理を施し
た後、外径12mm、内径10mmの銀パイプ中に充填
した。
mまで伸線加工した後、外径12mm、内径9mmの銀
パイプに嵌合して、61芯の多芯線とした。その後、こ
の多芯線に対して、1Torrの減圧雰囲気中、40
0、500、550、600、650、700、750
および800℃の各温度で、10時間の熱処理を施し
た。続いて、このようにして得られたものを、直径1.
0mmになるまでさらに伸線加工した。
2mmになるように圧延加工した後、850℃で50時
間の熱処理を施した。その後、さらに、厚さ0.20m
mになるまで圧延加工し、850℃で50時間の熱処理
を施した。
物超電導多芯線材を作製し、得られた線材の臨界電流密
度を測定した。その結果を図3に示す。図3において、
横軸は伸線加工の工程において行なった熱処理の際の温
度(℃)を示し、縦軸は得られた線材の臨界電流密度
(×104 A/cm2 )を示している。また、熱処理を
施さなかった場合の結果を、熱処理温度が0℃のときと
して、併せて示している。
50℃〜760℃の温度で熱処理を施すことにより、酸
化物超電導線材の臨界電流密度が向上することがわか
る。
かは同様の条件で、長さ10cmの短尺の酸化物超電導
多芯線材を作製した。得られた線材の臨界電流密度を測
定したところ、2.3×104 A/cm2 であった。
際、嵌合して多芯線とした後の伸線加工の工程におい
て、減圧雰囲気中550℃〜760℃の温度で熱処理を
施すことにより、短尺の多芯線材に近い性能が得られる
ことがわかる。
中に充填した粉末を嵌合して多芯線とする前の伸線加工
の工程においても、3Torrの減圧雰囲気中、650
℃で10時間の熱処理を施した。他の条件は実施例3と
同様にして、長さが50mの酸化物超電導多芯線材を作
製した。
界電流密度を測定した。その結果を図4に示す。図4に
おいて、横軸は伸線加工の工程において行なった熱処理
の際の温度(℃)を示し、縦軸は得られた線材の臨界電
流密度(×104 A/cm2)を示している。また、熱
処理を施さなかった場合の結果を、熱処理温度が0℃の
ときとみなして、併せて示している。
とする前の伸線加工の工程においても熱処理を施すこと
により、酸化物超電導線材の臨界電流密度は、さらに向
上することがわかる。
明の単なる具体例にすぎず、本発明の技術的範囲を何ら
制限するものではない。
製造に限られるものではなく、タリウム系およびイット
リウム系酸化物超電導線材の製造に対しても適用可能で
ある。しかしながら、イットリウム系酸化物超電導線材
の製造においては、熱処理による酸素の脱離の可能性が
あり、一方、タリウム系酸化物超電導線材の製造におい
ては、熱処理によるタリウムの蒸発の可能性がある。し
たがって、本発明は、ビスマス系酸化物超電導線材の製
造への適用が、最も効果がある。
おける熱処理の際の真空度は、大気圧よりも減圧であれ
ば有効であるが、数Torr以下であれば、より効率よ
く脱ガスを行なうことができる。
ば、焼結のために行なわれる圧延後の熱処理の際に、線
材が膨張することがない。
を作製することができる。また、線材の膨張によって超
電導体の組織が乱されることもないために、臨界電流密
度の高い酸化物超電導線材が得られる。
化物超電導線材は、ケーブルやマグネットへの適用が可
能である。
電流密度との関係を示す図である。
電流密度との関係を示す図である。
電流密度との関係を示す図である。
電流密度との関係を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 酸化物超電導材料を主成分とする粉末を
熱処理した後金属シースにて被覆し、伸線加工および圧
延加工を施した後、さらに熱処理する、酸化物超電導線
材の製造方法であって、 前記伸線加工の工程において、減圧雰囲気中550℃〜
760℃の温度で熱処理を施すことを特徴とする、酸化
物超電導線材の製造方法。 - 【請求項2】 酸化物超電導材料を主成分とする粉末を
熱処理した後金属シースにて被覆し、伸線加工を施した
後嵌合して多芯線とし、伸線加工および圧延加工を施し
た後、さらに熱処理する、酸化物超電導線材の製造方法
であって、 前記嵌合して多芯線とした後の伸線加工の工程におい
て、減圧雰囲気中550℃〜760℃の温度で熱処理を
施すことを特徴とする、酸化物超電導線材の製造方法。 - 【請求項3】 前記嵌合して多芯線とする前の伸線加工
の工程において、減圧雰囲気中550℃〜760℃の温
度で熱処理を施すことを特徴とする、請求項2記載の酸
化物超電導線材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13022193A JP3574461B2 (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13022193A JP3574461B2 (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH06342607A true JPH06342607A (ja) | 1994-12-13 |
JP3574461B2 JP3574461B2 (ja) | 2004-10-06 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13022193A Expired - Fee Related JP3574461B2 (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3574461B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005327551A (ja) * | 2004-05-13 | 2005-11-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導線材の製造方法 |
US7293343B2 (en) | 2002-08-05 | 2007-11-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of manufacturing superconducting wire |
US7784169B2 (en) | 2004-06-24 | 2010-08-31 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of manufacturing superconducting wire |
-
1993
- 1993-06-01 JP JP13022193A patent/JP3574461B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7293343B2 (en) | 2002-08-05 | 2007-11-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of manufacturing superconducting wire |
JP2005327551A (ja) * | 2004-05-13 | 2005-11-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導線材の製造方法 |
JP4701631B2 (ja) * | 2004-05-13 | 2011-06-15 | 住友電気工業株式会社 | 超電導線材の製造方法 |
US7784169B2 (en) | 2004-06-24 | 2010-08-31 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of manufacturing superconducting wire |
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---|---|
JP3574461B2 (ja) | 2004-10-06 |
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