JPH0676650A - 酸化物超電導線素材及びその超電導線 - Google Patents

酸化物超電導線素材及びその超電導線

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JPH0676650A
JPH0676650A JP4250583A JP25058392A JPH0676650A JP H0676650 A JPH0676650 A JP H0676650A JP 4250583 A JP4250583 A JP 4250583A JP 25058392 A JP25058392 A JP 25058392A JP H0676650 A JPH0676650 A JP H0676650A
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JP
Japan
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superconducting wire
oxide superconducting
oxide
layer
insulating layer
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JP4250583A
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English (en)
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Akiyo Okuhara
明代 奥原
Satoshi Marukawa
敏 丸川
Kazuhiko Sawada
和彦 澤田
Makoto Hiraoka
誠 平岡
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Mitsubishi Cable Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
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Publication date
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    • 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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Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄さと厚さの均一性に優れて充分な絶縁耐圧
を示す絶縁層を有し、しかもコイル形態等に効率よく、
かつ絶縁層の脱落なく巻回できる酸化物超電導線素材、
及びその超電導線を得ること。 【構成】 金属シース層(1)の内部に、無機系絶縁層
(2)を介して、金属被覆層(31)を有する未焼結の
酸化物超電導線(3)を1本又は2本以上設けたものの
伸線処理物からなる酸化物超電導線素材、及びその未焼
結の酸化物超電導線を焼結処理してなる酸化物超電導
線。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導コイルの形成等
に好適な絶縁層付きの酸化物超電導線素材、及びその超
電導線に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、超電導コイルの形成に用いうる絶
縁層付きの酸化物超電導線としては、酸化物超電導線の
外周に絶縁材のコーティング層を有するものが知られて
いた。しかしながら、絶縁層の厚さの均一性に劣りコイ
ル形態に巻回した場合に隙間が生じやすく、また絶縁コ
ーティング層が剥離脱落しやすい問題点があった。
【0003】一方、酸化物超電導線の外周に絶縁テープ
を巻回したものが知られていた。しかしながら、絶縁テ
ープを巻回層間に介在させる場合と同様に、必要な巻回
強度等の確保のために厚い絶縁テープが要求され、コイ
ル形態に巻回した場合に嵩ばってターン数に乏しくなる
問題点があつた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、薄さと厚さ
の均一性に優れて充分な絶縁耐圧を示す絶縁層を有し、
しかもコイル形態等に効率よく、かつ絶縁層の脱落なく
巻回できる酸化物超電導線素材、及びその超電導線の開
発を課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属シース層
の内部に、無機系絶縁層を介して、金属被覆層を有する
未焼結の酸化物超電導線を1本又は2本以上設けたもの
の伸線処理物からなることを特徴とする酸化物超電導線
素材、及びその未焼結の酸化物超電導線を焼結処理して
なることを特徴とする酸化物超電導線を提供するもので
ある。
【0006】
【作用】金属シース層の内部に無機系絶縁層を設けるこ
とにより、素材をコイル形態等に巻回する際に金属シー
ス層が絶縁層の脱落を防止する。また伸線処理物とする
ことにより、薄くて厚さの均一性に優れ、しかも充分な
絶縁耐圧を示す絶縁層を形成することができ、コイル形
態等に効率よく巻回できて巻数の多いものとすることが
できる。
【0007】本発明の酸化物超電導線素材は、金属シー
ス層の内部に、無機系絶縁層を介して、金属被覆層を有
する未焼結の酸化物超電導線を1本又は2本以上設けた
ものを伸線処理したものからなる。その例を図1、図2
に示した。1が金属シース層、2が無機系絶縁層、3が
未焼結の酸化物超電導線である。図1は、酸化物超電導
線3が1本の場合を例示したものである。図2は、酸化
物超電導線3が複数本の場合を例示したものであり、酸
化物超電導線は2本以上の任意数を設けることができ
る。
【0008】金属シース層としては、適宜な金属からな
る管などが用いられる。一般には、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。機械的強度等の点よりはステン
レスからなるものが好ましく用いられる。また冷間によ
る伸線加工性等の点よりは銅からなるものが好ましく用
いられる。さらに銅の場合には、伸線処理後等の適宜な
段階でその表面を酸等の薬品や加熱などによる適宜な方
式で酸化して酸化銅とすることにより、絶縁層として機
能させることができる利点もある。その場合には、無機
系絶縁層(2)をより薄くすることができる。
【0009】無機系絶縁層の形成には、耐熱性の適宜な
無機絶縁材を用いうる。好ましくはアルミナ粉、マグネ
シア粉、窒化ボロン粉の如きセラミック系のものであ
る。就中、10〜500μm程度の厚さで108Ω以上の
抵抗を示すものが好ましい。
【0010】金属被覆層を有する未焼結の酸化物超電導
線は、適宜な方式で形成したものであってよい。その例
としては、図1に例示の如く酸化物超電導体の粉末32
を金属チューブ31に充填する方式、酸化物超電導体の
粉末を金属箔等で包装する方式などがあげられる。酸化
物超電導線の形成に際しては、酸化物超電導体の粉末を
圧粉成形するなどして成形体として用いることもでき
る。成形体は、充填ないし包装作業性や気体の混入防止
性などに優れている。被覆する金属としては、例えば
銀、金、白金、かかる金属を含有する合金などがあげら
れる。
【0011】酸化物超電導体の粉末は、例えば固相法や
共沈法等の適宜な方式で調製した超電導用組成物を焼結
処理し、それを粒径が100μm以下、就中0.1〜10
μm程度の粉末に粉砕する方法などにより得ることがで
きる。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-xPbx
Sr2Ca2Cu3yの如きBi系酸化物超電導体、YBa2
u3yやYBa2Cu4yの如きY系酸化物超電導体、Ba
1-xxBiO3の如きBa系酸化物超電導体、Nd2-xCex
CuOy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。
【0012】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。
【0013】なお用いる未焼結の酸化物超電導線は、例
えばアモルファス状の酸化物超電導体粉末やブドウ糖の
如き還元促進剤等を配合して焼結時に膨れ等が生じるこ
とを防止したものなど、適宜な措置が施されたものであ
ってもよい。
【0014】酸化物超電導線素材の形成は、例えば金属
シース層の内部に未焼結の酸化物超電導線を装填し、そ
の金属シース層と酸化物超電導線との間に粉末状の絶縁
材を充填して伸線処理する方式、未焼結の酸化物超電導
線の外周に絶縁材からなる粉末層を静水圧モールド法等
により付設しそれを金属シース層の内部に装填して伸線
処理する方式など、適宜な方式で行ってよい。
【0015】図2に例示の如く、金属シース層1の内部
に複数の酸化物超電導線3を設ける場合には、複数の酸
化物超電導線3を管等からなる金属層4で包囲し、その
金属層4の外周に無機系絶縁層2を設けて金属シース層
1に装填して伸線処理する方式などにより酸化物超電導
線素材を形成することもできる。
【0016】なお酸化物超電導線素材を得るための伸線
加工は、例えばスエージング方式、溝ロール方式、ダイ
ス方式などの適宜な方式で行うことができる。また伸線
加工に際しては必要に応じ、例えばピンチロール等を介
した圧延処理の付加等により図3に例示の如くテープ状
等の使用目的に応じた適宜な断面形状に成形することも
できる。
【0017】超電導線は、酸化物超電導線素材を加熱し
て内蔵の酸化物超電導線3を焼結処理することにより得
ることができる。本発明においてはその焼結処理に先立
ち、金属シース層や金属被覆層の端部の開口状態下に加
熱処理してガス化成分を除去してもよい。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。
【0018】また酸化物超電導線素材にプレス処理を施
し、その後に焼結処理に供してもよい。プレス処理は、
超電導線の品質の安定化、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。かかるプ
レス処理は、金属シース層に装填する前の未焼結の酸化
物超電導線に対して行うこともできる。
【0019】酸化物超電導線素材の焼結処理は、未焼結
の酸化物超電導線における金属被覆層中の酸化物超電導
体の粉末をバルク化して一体化させるためのものであ
る。本発明においては、必要に応じ酸化物超電導線素材
を予めコイル形態等の二次形態としそれに対して焼結処
理を施すこともできる。酸化物超電導線の焼結処理に際
して、無機系絶縁層がセラミック粉末等からなる場合に
その無機系絶縁層も焼結されることは必ずしも要しな
い。
【0020】なお超電導コイル等の形成に際しては、図
4に例示の如く酸化物超電導線素材における金属シース
層3と無機絶縁層2の一部を除去して酸化物超電導線3
の先端部分を露出させることにより通電用の端部等を容
易に形成することができる。
【0021】焼結の温度は、酸化物超電導体等に応じて
適宜に決定され、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。
【0022】前記において金属シース層が表面に酸化層
を設けた銅からなる場合、焼結処理は酸化膜の増大を防
止するために窒素やアルゴン、ヘリウム等の不活性ガス
中で行うことが好ましい。なお焼結処理時の加熱により
銅シース層と酸化物超電導線の金属被覆層がそれらの間
で反応して合金化することなどは、無機系絶縁層(2)
が介在してバッファ層として機能するので防止される。
【0023】実施例1 Bi2Sr2CaCu2y系酸化物超電導体(Bi:2,Sr:
2,Ca:0.64,Cu:1.64)の粒径0.1〜1
0μmの粉末を一端を封止した肉厚1.0mm、内径7.0m
mの銀チューブに充填して、それをダイスを介し直径3m
mに伸線処理して未焼結の酸化物超電導線を得、その外
周に静水圧モールド法で厚さ2mmのアルミナ粉末層を形
成したのち、肉厚1.0mm、直径5.2mmの銀チューブに
装填し、それをダイスを介し直径3mmに伸線処理して酸
化物超電導線素材を得た。
【0024】次に、前記の酸化物超電導線素材をピンチ
ロールで圧延して幅3mm、厚さ0.2mm、長さ1mのテ
ープに加工したのち外径5cmのコアに巻回してコイル形
態とし、それを850〜890℃で約50時間加熱して
焼結処理し、酸化物系超電導コイルを得た。得られた酸
化物系超電導コイルは、その銀シース層及びアルミナ絶
縁層の厚さ約50μm、超電導部の厚さ約70μm、その
銀被覆層の厚さ約30μmであり、臨界温度は83K
で、臨界電流密度は10000A/cm2(63K)であ
った。
【0025】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。
【0026】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。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、薄さや厚さの均一性に
優れて充分な絶縁耐圧を示す絶縁層を有し、その絶縁層
が巻回時等に脱落するおそれのない酸化物超電導線素材
を得ることができる。その結果、コイル形態等に効率よ
く巻回できて巻数の多い超電導コイル等を容易に形成る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の断面図。
【図2】他の実施例の断面図。
【図3】さらに他の実施例の断面図。
【図4】端末処理構造を例示した斜視説明図。
【符号の説明】
1:金属シース層 2:無機系絶縁層 3:酸化物超電導線素材 31:金属被覆層 32:酸化物超電導体の粉末
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属シース層の内部に、無機系絶縁層を
    介して、金属被覆層を有する未焼結の酸化物超電導線を
    1本又は2本以上設けたものの伸線処理物からなること
    を特徴とする酸化物超電導線素材。
  2. 【請求項2】 金属シース層が銀又はステンレスからな
    る請求項1に記載の酸化物超電導線素材。
  3. 【請求項3】 金属シース層が表面に酸化層を有する銅
    からなる請求項1に記載の酸化物超電導線素材。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の酸化物超電導線素材に
    おける未焼結の酸化物超電導線を焼結処理してなること
    を特徴とする酸化物超電導線。
  5. 【請求項5】 酸化物超電導線がコイル形態に巻回され
    ていることを特徴とする請求項4に記載の酸化物超電導
    線。
JP4250583A 1992-08-25 1992-08-25 酸化物超電導線素材及びその超電導線 Pending JPH0676650A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001035423A1 (fr) * 1999-11-08 2001-05-17 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Conducteur supraconducteur haute temperature en oxyde et procede de preparation dudit conducteur
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