JPH0773757A - 酸化物超電導導体の製造方法 - Google Patents

酸化物超電導導体の製造方法

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JPH0773757A
JPH0773757A JP5220117A JP22011793A JPH0773757A JP H0773757 A JPH0773757 A JP H0773757A JP 5220117 A JP5220117 A JP 5220117A JP 22011793 A JP22011793 A JP 22011793A JP H0773757 A JPH0773757 A JP H0773757A
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JP
Japan
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tape
winding
former
oxide
layer
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Pending
Application number
JP5220117A
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English (en)
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Sukeyuki Kikuchi
祐行 菊地
Kiyoshi Nemoto
清 根本
Chikushi Hara
築志 原
Hideo Ishii
英雄 石井
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.)
Furukawa Electric Co Ltd
Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Tokyo Electric Power Co Inc
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    • 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】本発明は、大容量の電力ケーブルに適用可能で
あり、優れた超電導特性を有する酸化物超電導導体を効
率よく得ることができる製造方法を提供することを目的
とする。 【構成】金属層と酸化物超電導体層からなるテープ状超
電導材を作製する工程と、前記テープ状超電導材にその
一端より所定寸法離れた位置から他端に向けて互いに平
行な複数のスリットを設けて巻回材を作製する工程と、
前記巻回材をフォーマー上に巻き付ける工程とを具備す
ることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電力ケーブル等に適用可
能な大容量の酸化物超電導導体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、Y系,Bi系,Tl系等のように
液体窒素温度を超える臨界温度(Tc)を有する酸化物
超電導体が知られている。
【0003】このような酸化物超電導体を応用するため
に、酸化物超電導体を種々の形状に成型することが検討
されている。例えば、酸化物超電導体を線材に成型する
場合には、一般に金属シース法が用いられている。この
方法は、金属製パイプ内に酸化物超電導体の原料粉末を
充填し、これを所望形状・寸法に縮径加工した後に熱処
理を施すものである。ここで行われる縮径加工として
は、目的とする線状体の形状に応じて押出加工、引抜加
工、スウェージング加工、圧延加工等の従来から用いら
れている塑性加工法をそのまま適用することができる。
【0004】金属製パイプに使用される材料としては、
熱伝導性、電気伝導性に優れた材料、例えばAg,Ag
合金,Cu,Cu合金等を適用できる。この中でも、酸
素透過性に優れるAg,Ag合金を用いることが好まし
い。
【0005】このようにして作製した線材の形状として
は、断面が丸型、楕円形、矩形のもの、テープ状のも
の、あるいはこれらの線材を複数本束ねた多芯状のもの
が挙げられる。また、この他に、金属マトリクス内部に
酸化物超電導体層を同心円状または渦巻状に配置した構
造を有する多層状のものも試作検討されている。
【0006】近年、このような酸化物超電導体線材を電
力ケーブルに適用する検討が行われている。図5は酸化
物超電導体線材を用いた電力ケーブルを示す斜視図であ
る。この電力ケーブルは、フォーマー30上にテープ状
のAgシーステープ線材31の多数を螺旋状に巻き付け
てなるものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電力ケーブ
ルの電流容量は数千〜数万A必要であるため、テープ線
材の枚数も多くする必要がある。したがって、テープ線
材をフォーマー上に多層に巻き付けなければならず、そ
の層数も極めて多くなる。このような場合、フォーマー
へのテープ線材の巻き付けに時間がかかり、効率よく酸
化物超電導導体を製造することができない。
【0008】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、大容量の電力ケーブルに適用可能であり、優れた
超電導特性を有する酸化物超電導導体を効率よく得るこ
とができる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、金属層と酸化
物超電導体層からなるテープ状超電導材を作製する工程
と、前記テープ状超電導材にその一端より所定寸法離れ
た位置から他端に向けて互いに平行な複数のスリットを
設けて巻回材を作製する工程と、前記巻回材をフォーマ
ー上に巻き付ける工程とを具備することを特徴とする酸
化物超電導導体の製造方法を提供する。
【0010】ここで、酸化物超電導体としては、Y系,
Bi系,Tl系等の酸化物超電導体を用いることができ
る。この中で、Bi2 Sr2 Ca2 Cu3 10は、巻き
付けによるIc低下が小さく、耐曲げ歪特性に優れるの
で好ましい。また、金属層の材料としては、Ag,Ag
合金,Cu,Cu合金等を用いることができる。この中
でも、酸素透過性に優れるAg,Ag合金を用いること
が好ましい。
【0011】金属層と酸化物超電導体層とからなるテー
プ状超電導材を作製する方法としては、金属シース法等
を採用することができる。
【0012】本発明において、テープ状超電導材を多層
に巻き付けた方が耐曲げ歪特性が向上するので好まし
い。この場合、テープ状超電導材を多層に巻き付ける場
合の層数は、必要な電流容量に応じて適宜決定する。
【0013】フォーマーとしては、Cu、SUS、A
g、Al等からなる波付き管の外側にSUS等からなる
網を被覆してなるもの等を用いることができる。
【0014】次に、本発明の酸化物超電導導体の製造方
法の一例を説明する。
【0015】まず、従来の金属シース法により比較的幅
の広いテープ状超電導材を作製する。すなわち、金属製
パイプ内に酸化物超電導体の原料粉末を充填して複合ビ
レットとし、この複合ビレットに塑性加工を施して断面
が例えば円形または六角形である線状体に仕上げる。こ
の線状体を図1に示すような断面が矩形状である金属製
パイプ内に複数本束ねてもしくは並べて挿入して二次ビ
レットとし、この二次ビレットに同様に塑性加工を施し
て所定形状、寸法のテープ状超電導材を得る。これに熱
処理を施してテープ状超電導材を作製する。使用する矩
形状の金属製パイプの幅は任意に設定することができ
る。
【0016】次いで、テープ状超電導材にその長手方向
に沿って剪断加工等を施して、図2に示すように、互い
に平行な複数のスリット20を有する巻回材21を作製
する。このとき、スリットの数およびスリット間隔は特
に制限されない。また、剪断加工としては、ロールを用
いた剪断加工、あるいは通常の刃物によりスリット加工
等を挙げることができる。
【0017】ここで、巻回材の形状としては、図2に示
すように、一端部に支持部22を残したものでもよい
し、図3に示すように、両端部に支持部22を残したも
のでもよい。特に、両端部に支持部22を有するもの
は、フォーマーに巻き付ける作業がより容易となるので
好ましい。
【0018】その後、フォーマー上にこの巻回材を螺旋
状に巻き付けて酸化物超電導導体を得る。この場合、1
つの巻回材をフォーマー上に巻き付けてもよいし、図4
に示すように、2つ以上の巻回材21をフォーマー23
上に巻き付けてもよい。さらに、酸化物超電導導体とし
て必要とされる電流容量に応じて巻回材を多層に巻き付
ける。巻回材を多層に巻き付ける場合、外側の層になる
にしたがい巻回材の幅を大きくすることにより、Ic特
性の改善、あるいはテープ状超電導材のズレを防止する
ことができるので好ましい。
【0019】
【作用】本発明の酸化物超電導導体の製造方法は、金属
層と酸化物超電導体層とからなるテープ状超電導材にそ
の一端より所定寸法離れた位置から他端に向けて互いに
平行な複数のスリットを形成することにより巻回材を作
製し、この巻回材をフォーマー上に巻き付けることを特
徴としている。
【0020】この巻回材を用いることにより、大容量の
電力ケーブル用の酸化物超電導導体を作製する場合に
も、多数のテープ状超電導材を個々にフォーマーに巻き
付ける必要がなく、巻き付け作業を少なくすることがで
きる。これにより、効率よく酸化物超電導導体を得るこ
とができる。
【0021】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して具体
的に説明する。
【0022】実施例1 Bi2 3 、PbO、SrCO3 、CaCO3 、CuO
の一次原料をモル比でBi:Pb:Sr:Ca:Cu=
1.6:0.4:2:2:3となるように配合・混合し
た後、大気中で800℃×50hrの仮焼成を行い、仮
焼粉末を作製した。
【0023】次いで、この仮焼粉末をあらかじめ機械加
工により形成した外径25mmφ、内径15mmφの銀パイ
プ内に充填して複合ビレットを得た。得られた複合ビレ
ットに塑性加工を施して外径2mmφの断面が円形の線材
に仕上げた。
【0024】この線材を37本束ねて、これをあらかじ
め機械加工により形成した外径25mmφ、内径20mmφ
の銀パイプ内に挿入して二次ビレットを作製した。次い
で、この二次ビレットに塑性加工を施して外径5mmφの
複合線材を得た。
【0025】次いで、この複合線材の5本を図1に示す
幅30mm、厚さ10mm、肉厚2.4mmである断面が矩形
状の銀パイプ10内に並列に配置し、これに圧延加工を
施して幅30mm、厚さ0.3mmの複合テープ線材を得
た。これに大気中で840℃×100hrの熱処理を施
した後、圧延加工を施して厚さ0.2mmに仕上げた。最
後に、これに上記と同一条件の熱処理を施してテープ状
超電導材とした。
【0026】次いで、得られたテープ状超電導材にその
長手方向に沿って剪断加工を施して互いに平行でスリッ
ト間隔3mmの9つのスリットを有する図3に示す巻回材
21を40枚作製した。この巻回材21の両端のスリッ
トを利用して両端部24を除去し、これを外径25mmφ
のSUS304製フォーマー23上にピッチ250mmで
螺旋状に巻き付けた。この巻き付け作業を3回繰り返し
てフォーマー上に隙間なく巻回材21を巻き付けて第1
層を形成した。
【0027】さらに、上記と同様に作製した巻回材21
を前記と同様にして第1層上に巻き付けて第2層を形成
した。この作業を繰り返して第10層を形成して酸化物
超電導導体を得た。
【0028】この酸化物超電導導体について、液体窒素
中、外部磁場0TにおけるIc(臨界電流)を測定した
ところ、1850Aであり、優れた超電導特性を示し
た。
【0029】実施例2 実施例1と同様にして、厚さが0.25mmであって、幅
が3.0mm,3.2mm,3.4mm,3.6mm,3.8mm
である種々の幅のテープ状超電導材をそれぞれ8個ずつ
作製した。
【0030】各々のテープ状超電導材に実施例1と同様
にしてスリットを設けて巻回材を作製し、まず、幅が
3.0mmの巻回材を両端のスリットを利用して両端部を
除去し、外径25mmφのSUS304製フォーマー上に
ピッチ250mmで螺旋状に巻き付けた。この巻き付け作
業を3回繰り返してフォーマー23上に隙間なく巻回材
21を巻き付けて第1層を形成した。同様にして、幅が
3.0mmの巻回材21を用いて第2層を形成した。次い
で、幅が3.2mmの巻回材を用いて第3層および第4層
を形成し、幅が3.4mm巻回材を用いて第5層および第
6層を形成し、幅が3.6mm巻回材を用いて第7層およ
び第8層を形成し、幅が3.8mm巻回材を用いて第9層
および第10層を形成して酸化物超電導導体を得た。
【0031】この酸化物超電導導体について、液体窒素
中、外部磁場0TにおけるIc(臨界電流)を測定した
ところ、2050Aであり、優れた超電導特性を示し
た。
【0032】
【発明の効果】以上説明した如く本発明の酸化物超電導
導体の製造方法は、金属と酸化物超電導体とからなるテ
ープ状超電導材に端部の一部を残して互いに平行な複数
のスリットを形成することにより巻回材を作製し、この
巻回材をフォーマー上に巻き付けているので、大容量の
電力ケーブルに適用可能であり、優れた超電導特性を有
する酸化物超電導導体を効率よく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の酸化物超電導導体の製造方法に使用さ
れるテープ状超電導材の作製に用いられる角型パイプを
示す斜視図。
【図2】本発明の酸化物超電導導体の製造方法に使用さ
れる巻回材の一例を示す斜視図。
【図3】本発明の酸化物超電導導体の製造方法に使用さ
れる巻回材の他の例を示す斜視図。
【図4】本発明の酸化物超電導導体の製造方法におい
て、巻回材をフォーマーに巻き付ける状態を示す説明
図。
【図5】酸化物超電導導体を示す斜視図。
【符号の説明】
10…銀パイプ、20…スリット、21…巻回材、22
…支持部、23…フォーマー、24…両端部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 築志 東京都調布市西つつじヶ丘2丁目4番1号 東京電力株式会社技術研究所内 (72)発明者 石井 英雄 東京都調布市西つつじヶ丘2丁目4番1号 東京電力株式会社技術研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属層と酸化物超電導体層からなるテー
    プ状超電導材を作製する工程と、前記テープ状超電導材
    にその一端より所定寸法離れた位置から他端に向けて互
    いに平行な複数のスリットを設けて巻回材を作製する工
    程と、前記巻回材をフォーマー上に巻き付ける工程とを
    具備することを特徴とする酸化物超電導導体の製造方
    法。
JP5220117A 1993-09-03 1993-09-03 酸化物超電導導体の製造方法 Pending JPH0773757A (ja)

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