JPH0757570A - 酸化物超電導絶縁コイルの製造方法及びその素材 - Google Patents

酸化物超電導絶縁コイルの製造方法及びその素材

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JPH0757570A
JPH0757570A JP5218973A JP21897393A JPH0757570A JP H0757570 A JPH0757570 A JP H0757570A JP 5218973 A JP5218973 A JP 5218973A JP 21897393 A JP21897393 A JP 21897393A JP H0757570 A JPH0757570 A JP H0757570A
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JP
Japan
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oxide superconducting
oxide
heat
coil
layer
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Pending
Application number
JP5218973A
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English (en)
Inventor
Shigenori Suketani
重徳 祐谷
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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    • 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

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  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 絶縁層を効率よく簡単な作業で、かつ細幅体
や丸線等の外形に影響されないで容易に付与でき、その
薄さと密着性に優れて容易にコイリングできる酸化物超
電導絶縁コイルの効率的な製造方法を得ること。 【構成】 金属シース(11)を施した酸化物超電導線
素材(1)の外周に、耐熱性で電気絶縁性の酸化物粉末
を含有するポリマー層(2)を設けてそれを所定のコイ
ル形態に巻回し、その巻回物(4)を加熱処理して金属
シース内に酸化物超電導体層を形成させる酸化物超電導
絶縁コイルの製造方法。 【効果】 加熱処理によるポリマー成分の消失と酸化物
粉末結着層の形成で、より薄膜化した良密着性の電気絶
縁層を形成でき、コンパクトなマグネットを形成できて
線材の巻線数ないし発生磁界に優れるものとできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マグネットの形成等に
好適な、薄くて密着性に優れる電気絶縁層を有するパン
ケーキ型等の酸化物超電導絶縁コイルを効率的に製造す
る方法に関する。
【0002】
【従来の技術】金属シースを施した酸化物超電導線の主
要用途としてマグネットが期待されており、その場合に
は酸化物超電導線を所定のコイル形態に巻回すること、
及びコイルを形成する酸化物超電導線間が絶縁処理され
ていることが必要となる。また酸化物超電導体層は脆く
て一体的な超電層を維持したまま巻回処理することは困
難なことからコイル形態に巻回した後に加熱処理して連
続した超電層を形成させる必要がある。けだし、連続し
た超電層を形成した後に巻回した場合、クラック等の発
生で超電導特性が低下したり、マグネット全体で超電導
性を喪失したりする。
【0003】従来、前記した酸化物超電導絶縁コイルの
製造方法としては、金属シースを施した酸化物超電導線
素材をその素材間にマグネシアシート又は不織布や編布
等からなる多孔質耐熱絶縁材を介在させつつコイリング
してそれを加熱処理し、後者の場合には多孔質耐熱絶縁
材中に樹脂を含浸固化させる方法が知られていた(特開
平2−246101号公報、特開平3−82105号公
報)。
【0004】しかしながら、絶縁材を間挿させつつのコ
イリング作業に多時間、多労力を要して製造効率に劣る
上に、細幅体や丸線に適用することが実質的に困難な問
題点があった。また酸化物超電導線の素材間に介在させ
る絶縁材の必要強度等の点より薄くすることに限界があ
り、通例0.3mm以上の厚さであってそのため嵩高や厚
さの大きい絶縁層となってコンパクトなマグネットを得
ることが困難な問題点もあった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、絶縁層を効
率よく簡単な作業で、かつ細幅体や丸線等の外形に影響
されないで容易に付与でき、その薄さと密着性に優れて
コイリングしやすくコンパクトなマグネットを形成でき
る酸化物超電導絶縁コイルの効率的な製造方法を得るこ
とを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属シースを
施した酸化物超電導線素材の外周に、耐熱性で電気絶縁
性の酸化物粉末を含有するポリマー層を設けてそれを所
定のコイル形態に巻回し、その巻回物を加熱処理して金
属シース内に酸化物超電導体層を形成させることを特徴
とする酸化物超電導絶縁コイルの製造方法を提供するも
のである。
【0007】
【作用】耐熱性で電気絶縁性の酸化物粉末を含有するポ
リマー層を塗布方式で付与できて絶縁層を簡単な作業で
効率よく、かつ酸化物超電導線素材のテープ形態や丸線
等の外形に影響されないで容易に形成できる。また、ポ
リマー層は薄さに優れ、かつ酸化物超電導線素材との密
着性に優れてコイリングしやすく、しかも加熱処理によ
りポリマー層のポリマーが消失してより薄くなると共に
含有の酸化物粉末が残存して、得られる酸化物超電導線
の外周に結着する。その結果、酸化物超電導絶縁コイル
を効率的に製造できコンパクトなマグネットを形成でき
て線材の巻線数ないし発生磁界に優れるものを得ること
ができる。
【0008】
【実施例】本発明の製造方法は、金属シースを施した酸
化物超電導線素材の外周に、耐熱性で電気絶縁性の酸化
物粉末を含有するポリマー層を設けてそれを所定のコイ
ル形態に巻回し、その巻回物を加熱処理して金属シース
内に酸化物超電導体層を形成させて酸化物超電導絶縁コ
イルを得るものである。
【0009】従って本発明においては、まず金属シース
を施した酸化物超電導線素材の外周に、耐熱性で電気絶
縁性の酸化物粉末を含有するポリマー層を有する酸化物
超電導絶縁線素材を形成し、次にその酸化物超電導絶縁
線素材を所定のコイル形態に巻回して酸化物超電導絶縁
コイル素材とする。
【0010】図1に前記の酸化物超電導絶縁コイル素材
を例示した。1が酸化物超電導線素材で、11がその金
属シース、12が金属シース内部の粉末状態等の酸化物
超電導体成分である。また2が耐熱性で電気絶縁性の酸
化物粉末を含有するポリマー層であり、3が前記の素材
1の外周にポリマー層2を設けてなる酸化物超電導絶縁
線素材である。さらに4が、かかる絶縁線素材3を所定
のコイル形態に巻回してなる酸化物超電導絶縁コイル素
材である。
【0011】本発明において用いる、金属シースを施し
た酸化物超電導線素材の形成は、例えば酸化物超電導体
の粉末を金属チューブに充填し、それをダイスやピンチ
ロール等の適宜な伸線手段や圧延手段、スウェージング
手段で細線長尺化処理ないし扁平化処理、鍛造処理する
方式などの任意な方式で行うことができる。なお用いる
酸化物超電導体粉末の粒径は、100μm以下、就中0.
1〜10μmが一般的であり、その粉末は例えば酸化物
超電導体の焼結体を粉砕する方式などにより得ることが
できる。
【0012】従って酸化物超電導線素材は、図1に例示
の如きテープ形態のほか、例えば図2に例示の如き丸線
形態、さらにはその他の多角形形態などの適宜な断面形
態を有していてよい。任意な断面形態の酸化物超電導線
素材に対して電気絶縁層となるポリマー層を容易に付与
できることは、本発明の特長の一である。
【0013】また、ポリマー層を設ける対象の酸化物超
電導線素材は、金属シース内部の酸化物超電導体粉末を
予備焼結しそれにプレス処理を施して、形成された超電
導層を砕いた状態のものであってもよい。前記のプレス
処理は、品質の安定化や向上に有効であり、必要に応じ
1回又は2回以上施される。なおプレス処理を複数回行
う場合には前後のプレス処理間に加熱工程を設けること
が望ましい。
【0014】酸化物超電導線素材における金属シースの
形成材としては、例えば銀、金、白金、ステンレス、銀
・マグネシウム合金の如き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
合金などからなる貴金属系のものが一般的であるが、こ
れに限定されない。
【0015】金属シース内部の酸化物超電導体を形成す
る成分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-xPbxSr2Ca2Cu3y
の如きBi系酸化物超電導体、YBa2Cu3yやYBa2
u4yの如きY系酸化物超電導体、Ba1-xxBiO3の如
きBa系酸化物超電導体、Nd2-xCexCuOyの如きNd系
酸化物超電導体、Tl2Ba2Ca2Cu3yの如きTl系酸化
物超電導体、その他La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。
【0016】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。
【0017】酸化物超電導線素材の外周におけるポリマ
ー層の形成は、耐熱性で電気絶縁性の酸化物粉末を混合
したペースト状等のポリマー溶液を、例えば刷毛塗方
式、スプレー方式、ドクターブレード方式、浸漬方式な
どの適宜な方式で酸化物超電導線素材の外周に塗布し、
固化させることなどにより行うことができる。
【0018】前記のポリマー溶液は、熔融方式で形成す
ることもできるし、溶剤を用いて行うこともできる。従
って塗布層の固化は、冷却方式や乾燥方式などにより行
いうる。形成するポリマー層の厚さは、適宜に決定して
よいが、酸化物超電導絶縁線素材の巻回物を加熱処理し
たのちにおいて10〜50μm程度の薄い電気絶縁層が
形成されるようにすることが好ましい。
【0019】ポリマーとしては、酸化物超電導絶縁線素
材の巻回物を加熱処理する際に熱分解するなどして消失
するもの、就中600℃以下の温度で消失し常温では酸
化物粉末のバインダとして機能するものであればよい。
溶剤によりポリマー溶液を得る場合には、例えばポリビ
ニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリビニル
ブチラール、ポリα−メチルスチレン、エチルセルロー
スの如く水溶性のものが環境衛生性等の点より好ましい
が、有機溶剤に可溶なものも用いうる。
【0020】ポリマー層に含有させる酸化物粉末として
は、酸化物超電導絶縁線素材の巻回物を加熱処理する際
の温度、就中800〜1000℃の温度に耐える耐熱性
を有する電気絶縁性のものが用いられる。加熱処理後の
線材との密着性等の点より、一般にはマグネシア、アル
ミナ、ジルコニア、イットリア、酸化カルシウム、酸化
タンタルなどが用いられ、就中マグネシア、アルミナが
好ましい。
【0021】用いる酸化物粉末の粒径は、ポリマーとの
混合性等の点より100μm以下、就中0.2〜10μ
m、特に0.5〜5μmが好ましい。酸化物粉末の使用量
は、素材との密着性や素材を巻回処理する際の欠落防止
性や作業性等の点よりポリマー100重量部あたり、5
0〜300重量部、就中100〜200重量部が好まし
い。
【0022】酸化物超電導絶縁コイル素材の形成は、酸
化物超電導絶縁線素材を例えばパンケーキ型やソレノイ
ド型等の所定のコイル形態に適宜な方式で巻回すること
により行うことができる。酸化物超電導絶縁線素材にお
けるポリマー層が密着性に優れることから巻回径は任意
である。なお巻回処理に際しては、ボビンやリール等の
適宜な芯体を用いてもよく、得られた巻回物はその芯体
と共に加熱処理に供することもできる。
【0023】酸化物超電導絶縁コイル素材の加熱処理
は、巻回状態の酸化物超電導絶縁線素材における金属シ
ース内の通例、不連続状態の酸化物超電導体を焼結させ
て連続状態の酸化物超電導体層を形成することを目的と
し、かかる加熱処理により酸化物超電導絶縁コイルが形
成される。
【0024】前記の加熱処理は、従来に準じて行うこと
ができる。従って、一般には700〜1200℃の温度
で加熱処理される。加熱処理により、ポリマー層におけ
るポリマー成分は消失して酸化物粉末が残存し、その残
存物が相互に結着しつつ超電導線の外周に密着し、薄さ
に優れる電気絶縁層を形成する。得られた酸化物超電導
絶縁コイルは、超電導マグネットなどとして好ましく用
いることができる。
【0025】実施例1 Bi2Sr2CaCu2y系酸化物超電導体の粒径0.1〜1
0μmの粉末を、肉厚1.0mm、直径7.0mmの銀チュー
ブに充填し、それをピンチロールで圧延して幅3mm、厚
さ0.2mm(超電導部の厚さ100μm)、長さ1mのテ
ープ体に加工した後、そのテープ体をポリビニルアルコ
ール15重量部と平均粒径1μmのマグネシア20重量
部を水100重量部で混合したスラリー状のポリマー溶
液に浸漬し、取りだし後95℃で乾燥処理して厚さ約4
0μmのポリマー層を外周に有する酸化物超電導絶縁線
素材を得た。
【0026】次に前記の酸化物超電導絶縁線素材を直径
2cmの芯を有するリールに重畳状態に巻回してパンケー
キ型の巻回物とし、その酸化物超電導絶縁コイル素材を
850〜890℃で約50時間加熱処理し、酸化物超電
導絶縁コイルを得た。
【0027】前記の加熱処理でポリマー層のポリマー成
分は消失し、厚さ約20μmのマグネシア結着層からな
る電気絶縁層が形成され、その電気絶縁層が超電導線と
強固に密着した酸化物超電導絶縁コイルが得られた。そ
の臨界温度は85Kであり、臨界電流密度は12000
A/cm2(77.3K)であった。
【0028】なお前記において、臨界温度は0.1A/m
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。また臨界電流密度は、パワ
ーリードと共に液体窒素で冷却しながら徐々に電流値を
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。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、簡単で効率的な塗布方
式により細幅体や丸線等の種々の形態の線素材に薄さと
密着性に優れる絶縁層を容易に形成できて作業性よくコ
イリング加工でき、しかも加熱処理によるポリマー成分
の消失と酸化物粉末結着層の形成で、より薄膜化した良
密着性の電気絶縁層が形成されて酸化物超電導絶縁コイ
ルを効率的に製造することができる。またコンパクトな
マグネットを形成できて線材の巻線数ないし発生磁界に
優れるものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】酸化物超電導絶縁コイル素材を例示した部分断
面説明図。
【図2】酸化物超電導絶縁線素材を例示した断面図。
【符号の説明】
1:酸化物超電導線素材 11:金属シース 12:酸化物超電導体成分 2:ポリマー層 3:酸化物超電導絶縁線素材 4:酸化物超電導絶縁コイル素材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01F 6/06 ZAA

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属シースを施した酸化物超電導線素材
    の外周に、耐熱性で電気絶縁性の酸化物粉末を含有する
    ポリマー層を設けてそれを所定のコイル形態に巻回し、
    その巻回物を加熱処理して金属シース内に酸化物超電導
    体層を形成させることを特徴とする酸化物超電導絶縁コ
    イルの製造方法。
  2. 【請求項2】 金属シースを施した酸化物超電導線素材
    の外周に、耐熱性で電気絶縁性の酸化物粉末を含有する
    ポリマー層を有することを特徴とする酸化物超電導絶縁
    線素材。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の酸化物超電導絶縁線素
    材を所定のコイル形態に巻回してなることを特徴とする
    酸化物超電導絶縁コイル素材。
JP5218973A 1993-08-11 1993-08-11 酸化物超電導絶縁コイルの製造方法及びその素材 Pending JPH0757570A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002510849A (ja) * 1998-04-03 2002-04-09 バクームシュメルツェ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニ コマンディートゲゼルシャフト 高温超伝導条導体の製造プロセスで使用される被覆方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002510849A (ja) * 1998-04-03 2002-04-09 バクームシュメルツェ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニ コマンディートゲゼルシャフト 高温超伝導条導体の製造プロセスで使用される被覆方法

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