JPH09102228A - 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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- JPH09102228A JPH09102228A JP7258465A JP25846595A JPH09102228A JP H09102228 A JPH09102228 A JP H09102228A JP 7258465 A JP7258465 A JP 7258465A JP 25846595 A JP25846595 A JP 25846595A JP H09102228 A JPH09102228 A JP H09102228A
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラズマ溶射法を用いて、長尺の酸化物超電
導線材を連続的に製造する方法を提供する。 【解決手段】 外周面にらせん状溝１２を設けた円筒ド
ラム１０に、この溝１２中に沿って長尺のテープ４０の
一部を巻きつけ、円筒ドラム１０を非回転に固定し、テ
ープ４０を一端側の巻き取り用リールにより引っ張り、
他端側の送り用リール６０からフィードしてテープ４０
を溝１２中を摺動するように移動させながら、テープ４
０進行方向について一定の位置でテープ４０に酸化物超
電導体となるべき材料をプラズマトーチ２０から溶射す
る、即ちテープの見掛け上の巻き数と同じ回数だけテー
プ各部に溶射して適宜厚さの溶射膜を形成する。
導線材を連続的に製造する方法を提供する。 【解決手段】 外周面にらせん状溝１２を設けた円筒ド
ラム１０に、この溝１２中に沿って長尺のテープ４０の
一部を巻きつけ、円筒ドラム１０を非回転に固定し、テ
ープ４０を一端側の巻き取り用リールにより引っ張り、
他端側の送り用リール６０からフィードしてテープ４０
を溝１２中を摺動するように移動させながら、テープ４
０進行方向について一定の位置でテープ４０に酸化物超
電導体となるべき材料をプラズマトーチ２０から溶射す
る、即ちテープの見掛け上の巻き数と同じ回数だけテー
プ各部に溶射して適宜厚さの溶射膜を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ溶射法に
より酸化物超電導線材を製造する方法に関する。
より酸化物超電導線材を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】１９８６年、超電導転移温度（Ｔｃ）が
３０Ｋを越える酸化物超電導体（Ｌａ，Ｓｒ）2ＣｕＯ4
が発見され、以来この方面の研究開発が盛んに行われる
ようになった。その結果、現在ではいろいろな酸化物超
電導体が知られるようになった。特にＹ系、Ｂｉ系、Ｔ
ｌ系は、転移温度Ｔｃが液体窒素温度よりも高いので、
これらを用いれば液体窒素冷却による超電導システムを
構成できる可能性がある。
３０Ｋを越える酸化物超電導体（Ｌａ，Ｓｒ）2ＣｕＯ4
が発見され、以来この方面の研究開発が盛んに行われる
ようになった。その結果、現在ではいろいろな酸化物超
電導体が知られるようになった。特にＹ系、Ｂｉ系、Ｔ
ｌ系は、転移温度Ｔｃが液体窒素温度よりも高いので、
これらを用いれば液体窒素冷却による超電導システムを
構成できる可能性がある。
【０００３】従来、超電導システムで冷媒として用いら
れてきた液体ヘリウムと比較して、液体窒素は比熱が大
きくしかも安価なため、これを用いることができればシ
ステムの簡略化、小型化、維持費の低減などが期待され
る。そのために、Ｙ系、Ｂｉ系、Ｔｌ系の実用化の研究
が各方面で行われている。
れてきた液体ヘリウムと比較して、液体窒素は比熱が大
きくしかも安価なため、これを用いることができればシ
ステムの簡略化、小型化、維持費の低減などが期待され
る。そのために、Ｙ系、Ｂｉ系、Ｔｌ系の実用化の研究
が各方面で行われている。
【０００４】超電導体は、超電導状態において直流電気
抵抗が０であるため、電力伝送体として用いれば電気抵
抗に由来するエネルギー損失を非常に小さくできる。ま
た、超電導線材を用いてコイルを作製すれば非常に強力
な電磁石となる可能性がある。酸化物超電導体もこのよ
うな用途を目指して線材化の研究が行われている。
抵抗が０であるため、電力伝送体として用いれば電気抵
抗に由来するエネルギー損失を非常に小さくできる。ま
た、超電導線材を用いてコイルを作製すれば非常に強力
な電磁石となる可能性がある。酸化物超電導体もこのよ
うな用途を目指して線材化の研究が行われている。
【０００５】さて、酸化物超電導体の長尺線材の製法は
いろいろあるが、その１つとしてプラズマ溶射法を用い
たものが挙げられる。プラズマ溶射法は成膜法の一種
で、粉末状の原料を高温・高速のプラズマフレームに投
入することによって、溶融した原料を基材上に吹き付け
成膜する方法である。この方法は成膜速度が１００cm2
あたり約１００μｍ／分と大きいので大量生産に向いて
いると考えられる。この方法を用いた酸化物超電導線材
の製法としては、次のようなものが知られている。すな
わち、テープ状の基板を用意し、この上に酸化物超電導
体またはその原料を溶射する。出来上がったテープ状の
酸化物膜に、必要に応じて圧延や熱処理などを施し、酸
化物超電導線材とする製法である。
いろいろあるが、その１つとしてプラズマ溶射法を用い
たものが挙げられる。プラズマ溶射法は成膜法の一種
で、粉末状の原料を高温・高速のプラズマフレームに投
入することによって、溶融した原料を基材上に吹き付け
成膜する方法である。この方法は成膜速度が１００cm2
あたり約１００μｍ／分と大きいので大量生産に向いて
いると考えられる。この方法を用いた酸化物超電導線材
の製法としては、次のようなものが知られている。すな
わち、テープ状の基板を用意し、この上に酸化物超電導
体またはその原料を溶射する。出来上がったテープ状の
酸化物膜に、必要に応じて圧延や熱処理などを施し、酸
化物超電導線材とする製法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
製法では、製造される酸化物超電導線材の長さに限界が
あった。溶射を行う場合には、原料粉末を吹き出するプ
ラズマトーチを、吹き出し方向と垂直をなす成分を含む
方向に動かすことによって、広範囲にわたって成膜する
ことが可能であるが、この溶射範囲を越える長さの線材
を連続的に製造することが従来困難であった。
製法では、製造される酸化物超電導線材の長さに限界が
あった。溶射を行う場合には、原料粉末を吹き出するプ
ラズマトーチを、吹き出し方向と垂直をなす成分を含む
方向に動かすことによって、広範囲にわたって成膜する
ことが可能であるが、この溶射範囲を越える長さの線材
を連続的に製造することが従来困難であった。
【０００７】本発明の目的は、上記のような課題を解決
して、長尺の線材を製造するに好適な酸化物超電導線材
の製造方法を提供することにある。
して、長尺の線材を製造するに好適な酸化物超電導線材
の製造方法を提供することにある。
【０００８】また本発明の別の目的は、上記製造方法に
より製造された酸化物超電導コイル、酸化物超電導ケー
ブルまたは酸化物超電導電流リードを提供することにあ
る。
より製造された酸化物超電導コイル、酸化物超電導ケー
ブルまたは酸化物超電導電流リードを提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、プラズマ溶射法を用いて長尺の酸化物超
電導線材を連続的に製造する方法であって、外周面にら
せん状溝を設けた円筒ドラムに、その溝中に沿って線材
の基部となる長尺のテープの一部を巻きつけ、そして円
筒ドラムを非回転に固定した状態で、テープを一端側か
ら引っ張り、他端側からフィードして、このテープを溝
中を摺動するように移動させながら、テープ進行方向に
ついて一定の位置で円筒ドラムに巻きついたテープに酸
化物超電導体となるべき材料をプラズマトーチから溶射
することを特徴とする。
に、本発明は、プラズマ溶射法を用いて長尺の酸化物超
電導線材を連続的に製造する方法であって、外周面にら
せん状溝を設けた円筒ドラムに、その溝中に沿って線材
の基部となる長尺のテープの一部を巻きつけ、そして円
筒ドラムを非回転に固定した状態で、テープを一端側か
ら引っ張り、他端側からフィードして、このテープを溝
中を摺動するように移動させながら、テープ進行方向に
ついて一定の位置で円筒ドラムに巻きついたテープに酸
化物超電導体となるべき材料をプラズマトーチから溶射
することを特徴とする。
【００１０】プラズマトーチは、らせん状溝の始端から
終端までの距離がプラズマトーチから発生されるプラズ
マフレームの径より大きい場合は、円筒ドラムの軸方向
に往復移動させるのがよい。またプラズマトーチと円筒
ドラムの間に、らせん状溝のピッチに合わせた孔を有す
る板を設けることが好ましい。さらにらせん状溝の底部
に一連のころを回転自在に設けるのがよい。
終端までの距離がプラズマトーチから発生されるプラズ
マフレームの径より大きい場合は、円筒ドラムの軸方向
に往復移動させるのがよい。またプラズマトーチと円筒
ドラムの間に、らせん状溝のピッチに合わせた孔を有す
る板を設けることが好ましい。さらにらせん状溝の底部
に一連のころを回転自在に設けるのがよい。
【００１１】上記方法でテープ状に溶射されてなる酸化
物超電導体は次に示す化学式(１)〜(５)のいずれかであ
る。またテープの材料の主成分は、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ，
ＳｒＴｉＯ3，ＭｇＯ，Ａｌ2Ｏ3およびイットリウム安
定化ジルコニアとする。
物超電導体は次に示す化学式(１)〜(５)のいずれかであ
る。またテープの材料の主成分は、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ，
ＳｒＴｉＯ3，ＭｇＯ，Ａｌ2Ｏ3およびイットリウム安
定化ジルコニアとする。
【００１２】
【化６】
【００１３】また本発明の別の目的は、上記製造方法に
より製造された酸化物超電導コイル、酸化物超電導ケー
ブルまたは酸化物超電導電流リードによって達成され
る。
より製造された酸化物超電導コイル、酸化物超電導ケー
ブルまたは酸化物超電導電流リードによって達成され
る。
【００１４】
【作用】本発明の酸化物超電導線材の製造方法におい
て、円筒ドラムの外周面にらせん状溝を設けるのは、ド
ラム上でテープが重なるのを防ぐためである。螺旋溝の
底部に一連のころを設けるのは、テープが溝中を摺動す
る際にテープとドラムとの接触面における摩擦力を小さ
くし、テープがその長手方向に容易に移動できるように
するためである。
て、円筒ドラムの外周面にらせん状溝を設けるのは、ド
ラム上でテープが重なるのを防ぐためである。螺旋溝の
底部に一連のころを設けるのは、テープが溝中を摺動す
る際にテープとドラムとの接触面における摩擦力を小さ
くし、テープがその長手方向に容易に移動できるように
するためである。
【００１５】またプラズマトーチと円筒ドラム間に、ら
せん状溝のピッチに合わせた孔を有する孔開き板を設け
るのは、プラズマトーチから噴射される溶融状態の粉末
が、テープ上にのみ付着し、それ以外の部位、例えば溝
と溝との間のドラム外周面にやころなどに付着しないよ
うにするためである。
せん状溝のピッチに合わせた孔を有する孔開き板を設け
るのは、プラズマトーチから噴射される溶融状態の粉末
が、テープ上にのみ付着し、それ以外の部位、例えば溝
と溝との間のドラム外周面にやころなどに付着しないよ
うにするためである。
【００１６】さらに、孔開き板を用いることにより、基
板上に過剰に溶射されることを防ぎ、酸化物膜の厚さを
均一にするためである。
板上に過剰に溶射されることを防ぎ、酸化物膜の厚さを
均一にするためである。
【００１７】このような方法によれば、円筒ドラムに巻
きついたテープの最初のらせん一巻分以降の各部は、テ
ープの巻き数と同じ回数だけ、プラズマトーチにより溶
射されるので、適宜厚さの溶射膜が形成された長尺の酸
化物超電導線材を連続的に製造することができる。
きついたテープの最初のらせん一巻分以降の各部は、テ
ープの巻き数と同じ回数だけ、プラズマトーチにより溶
射されるので、適宜厚さの溶射膜が形成された長尺の酸
化物超電導線材を連続的に製造することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施例に
基づいて説明する。図１は本発明の酸化物超電導線材の
製造方法を具現化した装置の一実施例を示す構成図、図
２、図３は線材用テープ基板を巻きつけるガイド溝を設
けたドラム外周面の部分断面図、図４は超電導材となる
酸化物を溶射するプラズマフレームと線材用テープ基板
周辺の断面図である。
基づいて説明する。図１は本発明の酸化物超電導線材の
製造方法を具現化した装置の一実施例を示す構成図、図
２、図３は線材用テープ基板を巻きつけるガイド溝を設
けたドラム外周面の部分断面図、図４は超電導材となる
酸化物を溶射するプラズマフレームと線材用テープ基板
周辺の断面図である。
【００１９】本実施例の酸化物超電導線材製造装置は、
概して、テープ状基板４０をスパイラルに巻きつける円
筒ドラム１０と、巻きつけられたテープ状基板４０に超
電導線材となる酸化物を溶射するプラズマフレーム２２
を発生するプラズマ装置と、円筒ドラム１０にテープ状
基板４０をフィードするテープ送り用リール６０と、溶
射されたテープ状基板４０を円筒ドラム１０から引っ張
り出して巻取る巻取り用リール５０とから構成されてい
る。
概して、テープ状基板４０をスパイラルに巻きつける円
筒ドラム１０と、巻きつけられたテープ状基板４０に超
電導線材となる酸化物を溶射するプラズマフレーム２２
を発生するプラズマ装置と、円筒ドラム１０にテープ状
基板４０をフィードするテープ送り用リール６０と、溶
射されたテープ状基板４０を円筒ドラム１０から引っ張
り出して巻取る巻取り用リール５０とから構成されてい
る。
【００２０】円筒ドラム１０は外径３０ｃｍで非回転で
固定されている。円筒ドラム１０は、ドラム外周面１１
に幅５ｍｍ、厚さ０.２ｍｍの銀製テープ状基板４０を
らせん状に１０ターン巻き付ける。このとき、テープ状
基板４０は、ドラム外周面１１にらせん状に形成された
幅６ｍｍの溝１２内面にそって巻き付けられる。テープ
状基板４０のうち、ドラム外周面１１に接触している部
分の長さは約９.４ｍである。ドラム外周面１１に設け
られた溝１２の底部には、図２に示すように、ころ１４
が取り付けられており、テープ状基板４０が溝１２の長
手方向に移動する際にこのテープ状基板４０と接触して
回転する。ころ１４の代わりに、図３に示すように、回
転する玉１５を取り付けても良い。テープ状基板４０の
始端はテープ巻き取り用リール５０に巻きつけられ、一
方、終端はテープ送り用リール６０に巻き付けられてい
る。
固定されている。円筒ドラム１０は、ドラム外周面１１
に幅５ｍｍ、厚さ０.２ｍｍの銀製テープ状基板４０を
らせん状に１０ターン巻き付ける。このとき、テープ状
基板４０は、ドラム外周面１１にらせん状に形成された
幅６ｍｍの溝１２内面にそって巻き付けられる。テープ
状基板４０のうち、ドラム外周面１１に接触している部
分の長さは約９.４ｍである。ドラム外周面１１に設け
られた溝１２の底部には、図２に示すように、ころ１４
が取り付けられており、テープ状基板４０が溝１２の長
手方向に移動する際にこのテープ状基板４０と接触して
回転する。ころ１４の代わりに、図３に示すように、回
転する玉１５を取り付けても良い。テープ状基板４０の
始端はテープ巻き取り用リール５０に巻きつけられ、一
方、終端はテープ送り用リール６０に巻き付けられてい
る。
【００２１】プラズマトーチ２０は、ドラム外周面１１
の近傍に、円筒ドラム１０の中心軸と平行移動可能に設
置されており、そのトーチ軸は円筒ドラム１０の中心軸
に対して直交する方向に向いている。これによりプラズ
マトーチ２０から噴射するプラズマフレーム２２の中心
軸２４はドラム外周面１１に垂直になる。また円筒ドラ
ム１０とプラズマトーチ２０の間には、ドラム外周面１
１に設けた溝１２と同じピッチで、円筒ドラム１０の軸
方向に一列に形成された孔３１を有する孔開き板３０が
設置されている。この孔３１は溝幅と同じ程度の幅を有
している。
の近傍に、円筒ドラム１０の中心軸と平行移動可能に設
置されており、そのトーチ軸は円筒ドラム１０の中心軸
に対して直交する方向に向いている。これによりプラズ
マトーチ２０から噴射するプラズマフレーム２２の中心
軸２４はドラム外周面１１に垂直になる。また円筒ドラ
ム１０とプラズマトーチ２０の間には、ドラム外周面１
１に設けた溝１２と同じピッチで、円筒ドラム１０の軸
方向に一列に形成された孔３１を有する孔開き板３０が
設置されている。この孔３１は溝幅と同じ程度の幅を有
している。
【００２２】次に円筒ドラム１０に巻きつけられたテー
プ状基板４０に超電導体となる酸化物を溶射するプロセ
スについて説明する。テープ巻き取り用リール５０とテ
ープ送り用リール６０を回転させて、テープ状基板４０
はその長手方向に移動させる。このとき、円筒ドラム１
０は非回転で固定されているので、テープ状基板４０は
ドラム外周面１１にらせん状に形成された溝１２の中を
ころ１４に接触して摺動するように移動する。そして酸
化物超電導体またはその原料が、図１の矢印方向、すな
わち円筒ドラム１０の軸方向に往復運動するプラズマト
ーチ２０から吹き出され、テープ状基板４０の上に付着
して酸化物膜４１を形成する。このとき、プラズマフレ
ーム２２の一部は、ドラム外周面１１に到達する前に孔
開き板３０に当たり、他の一部のプラズマフレーム２３
が孔３１を通過してテープ状基板４０上に当たる。テー
プ送り速度を１ｍ／分とすると、テープ状基板４０の或
る１点が、ドラム外周面１１に巻き付けられ溶射され
て、再びドラム外周面１１から離れるまでの９.４分間
に、５０μｍの厚さの酸化物層４１が形成される。この
後、必要に応じて圧延や熱処理なども加えられ、酸化物
超電導線材となる。更に、こうしてできた線材を用いて
コイルやケーブルや電流リードなどが製造される。
プ状基板４０に超電導体となる酸化物を溶射するプロセ
スについて説明する。テープ巻き取り用リール５０とテ
ープ送り用リール６０を回転させて、テープ状基板４０
はその長手方向に移動させる。このとき、円筒ドラム１
０は非回転で固定されているので、テープ状基板４０は
ドラム外周面１１にらせん状に形成された溝１２の中を
ころ１４に接触して摺動するように移動する。そして酸
化物超電導体またはその原料が、図１の矢印方向、すな
わち円筒ドラム１０の軸方向に往復運動するプラズマト
ーチ２０から吹き出され、テープ状基板４０の上に付着
して酸化物膜４１を形成する。このとき、プラズマフレ
ーム２２の一部は、ドラム外周面１１に到達する前に孔
開き板３０に当たり、他の一部のプラズマフレーム２３
が孔３１を通過してテープ状基板４０上に当たる。テー
プ送り速度を１ｍ／分とすると、テープ状基板４０の或
る１点が、ドラム外周面１１に巻き付けられ溶射され
て、再びドラム外周面１１から離れるまでの９.４分間
に、５０μｍの厚さの酸化物層４１が形成される。この
後、必要に応じて圧延や熱処理なども加えられ、酸化物
超電導線材となる。更に、こうしてできた線材を用いて
コイルやケーブルや電流リードなどが製造される。
【００２３】この実施例では、テープ状基板４０をその
長手方向に連続的に移動させ、その途中でプラズマ溶射
を行う。これによって、酸化物超電導長尺線材を連続的
に製造することが可能となる。また、テープ状基板４０
をドラム外周面１１にらせん状に巻き付けている箇所で
溶射を行っているが、これによって、プラズマトーチ２
０から吹き出された酸化物超電導体またはその原料は、
一度に複数の列の基板上に溶射される。この結果、プラ
ズマフレームが一度に一列の基板にしか当たらない場合
に比べて、プラズマトーチ２０から吹き出された酸化物
超電導体またはその原料の、テープ状基板４０上への付
着効率が高まる。
長手方向に連続的に移動させ、その途中でプラズマ溶射
を行う。これによって、酸化物超電導長尺線材を連続的
に製造することが可能となる。また、テープ状基板４０
をドラム外周面１１にらせん状に巻き付けている箇所で
溶射を行っているが、これによって、プラズマトーチ２
０から吹き出された酸化物超電導体またはその原料は、
一度に複数の列の基板上に溶射される。この結果、プラ
ズマフレームが一度に一列の基板にしか当たらない場合
に比べて、プラズマトーチ２０から吹き出された酸化物
超電導体またはその原料の、テープ状基板４０上への付
着効率が高まる。
【００２４】ドラム外周面１１に設けた溝１２は、円筒
ドラム１０上でテープ状基板４０が重なるのを防ぐこと
ができ、またこの溝１２の幅をテープ状基板４０の幅よ
り広くすることによって、溝１２の側壁１３とテープ状
基板４０との接触を少なくし、テープ状基板４０がその
長手方向に容易に移動できるようになる。
ドラム１０上でテープ状基板４０が重なるのを防ぐこと
ができ、またこの溝１２の幅をテープ状基板４０の幅よ
り広くすることによって、溝１２の側壁１３とテープ状
基板４０との接触を少なくし、テープ状基板４０がその
長手方向に容易に移動できるようになる。
【００２５】また、ドラム外周面１１の溝１２内に設け
たころ１４（または玉１５）は、テープ状基板４０と円
筒ドラム１０との接触面における摩擦力を小さくし、テ
ープ状基板４０がその長手方向に容易に移動できるよう
になる。
たころ１４（または玉１５）は、テープ状基板４０と円
筒ドラム１０との接触面における摩擦力を小さくし、テ
ープ状基板４０がその長手方向に容易に移動できるよう
になる。
【００２６】また、プラズマトーチ２０と円筒ドラム１
０の間に孔開き板３０を設けることにより、プラズマト
ーチ２０から噴射される溶融状態の粉末が、孔３１を通
ってテープ状基板４０上に付着し、それ以外の部位、例
えば、溝１２，１２間のドラム外周面１１の部位やころ
１４などには付着しにくいようにすることができる。結
果として、テープ状基板４０がその長手方向に移動しに
くくなるのを防止する効果がある。さらに、孔開き板を
用いることにより、過剰に溶射されることを防ぎ、酸化
物膜の厚さを均一化する効果がある。
０の間に孔開き板３０を設けることにより、プラズマト
ーチ２０から噴射される溶融状態の粉末が、孔３１を通
ってテープ状基板４０上に付着し、それ以外の部位、例
えば、溝１２，１２間のドラム外周面１１の部位やころ
１４などには付着しにくいようにすることができる。結
果として、テープ状基板４０がその長手方向に移動しに
くくなるのを防止する効果がある。さらに、孔開き板を
用いることにより、過剰に溶射されることを防ぎ、酸化
物膜の厚さを均一化する効果がある。
【００２７】図４はプラズマフレーム２２の直下に位置
するドラム外周面１１の断面図である。この部分のドラ
ム外周面１１には、図２、図３に示すような溝１２を設
けていない。これは、プラズマフレーム２２の直下では
他の位置に比べて、溝１２内の側壁１３に溶融粉末が付
着しやすいためである。もし、この位置にも溝１２を設
けた場合、側壁１３に溶融粉末が付着して、テープ状基
板４０が容易に移動できなくなるおそれがある。したが
ってプラズマフレーム２２の直下の位置では、溝１２を
設けない方が望ましい。
するドラム外周面１１の断面図である。この部分のドラ
ム外周面１１には、図２、図３に示すような溝１２を設
けていない。これは、プラズマフレーム２２の直下では
他の位置に比べて、溝１２内の側壁１３に溶融粉末が付
着しやすいためである。もし、この位置にも溝１２を設
けた場合、側壁１３に溶融粉末が付着して、テープ状基
板４０が容易に移動できなくなるおそれがある。したが
ってプラズマフレーム２２の直下の位置では、溝１２を
設けない方が望ましい。
【００２８】本実施例においては、テープ状基板４０を
銀製としたが、基板４０の材料は主成分としてＡｇ、Ａ
ｕ、Ｃｕ、ＳｒＴｉＯ3、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3またはＹＳ
Ｚ（イットリウム安定化ジルコニア）の中から任意のも
のを選ぶことができる。また、円筒ドラム１０の外径、
テープ状基板４０の幅、厚さ、円筒ドラム１０への巻数
についても、線材性能や製造作業に支障のない限り任意
に選ぶことができる。なお、溝１２の幅はテープ状基板
４０の幅より広ければ良いが、広くなり過ぎると溝１２
の中でテープ状基板４０が蛇行して、製造される超電導
線材の特性が低下するおそれがあるので、極端に広くす
ることは避けた方が良い。また、ころ１４は、テープ状
基板４０がその長手方向に容易に移動できるように設け
ているため、ころ１４の胴長はテープ状基板４０の幅方
向と一致するのが最も望ましい。
銀製としたが、基板４０の材料は主成分としてＡｇ、Ａ
ｕ、Ｃｕ、ＳｒＴｉＯ3、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3またはＹＳ
Ｚ（イットリウム安定化ジルコニア）の中から任意のも
のを選ぶことができる。また、円筒ドラム１０の外径、
テープ状基板４０の幅、厚さ、円筒ドラム１０への巻数
についても、線材性能や製造作業に支障のない限り任意
に選ぶことができる。なお、溝１２の幅はテープ状基板
４０の幅より広ければ良いが、広くなり過ぎると溝１２
の中でテープ状基板４０が蛇行して、製造される超電導
線材の特性が低下するおそれがあるので、極端に広くす
ることは避けた方が良い。また、ころ１４は、テープ状
基板４０がその長手方向に容易に移動できるように設け
ているため、ころ１４の胴長はテープ状基板４０の幅方
向と一致するのが最も望ましい。
【００２９】プラズマトーチ２０と円筒ドラム４０との
間に設ける孔開き板３０についてはこの板３０の材料
は、高温・高速のプラズマフレーム２２が当たっても損
傷しない耐熱性、耐酸化性、機械的強度などが要求され
る。耐熱性ステンレス鋼や銅などが好適である。また、
この孔開き板３０の外寸法について、その厚さは、プラ
ズマフレーム２２が当たっても作業不能なほど変形しな
い程度で必要であり、またその長さ（テープ状基板４０
の進行方向の寸法）は、プラズマフレーム２２が外縁部
を越えないような長さが必要である。さらに、孔３１の
形状・大きさについては、プラズマトーチ２０から噴射
される溶融状態の粉末が、ドラム外周面１１に巻き付い
ているテープ状基板４０上にのみ付着するようになって
いることが最低限必要である。この条件を満たすために
は、孔３１の、テープ状基板４０の幅方向に対応する方
向の長さ（孔の幅）が、テープ状基板４０の幅よりも短
いことが必要である。但し、この孔の幅は成膜される酸
化物層４１の幅に対応するため、テープ状基板４０の幅
よりも極端に狭くなるのは好ましくない。一方、孔３１
の、テープ状基板４０の長手方向に対応する方向の長さ
（孔の長さ）については、特に制約は無い。但し、溶射
される酸化物超電導体またはその原料を無駄なく使用す
る見地から、孔３１の長さが、孔開き板３０によるプラ
ズマフレーム２２の切断面におけるプラズマ径より長い
ことが望ましい。孔開き板３０の設置位置については、
プラズマトーチ２０と円筒ドラム１０との間にあれば良
いが、最も望ましくは、テープ状基板４０上に付着して
いる酸化物膜４１に接触しない範囲で、できるだけ円筒
ドラム１０に近い位置に設置するのが望ましい。これに
よって、孔３１を通過したプラズマフレーム２３が、テ
ープ状基板４０以外の部位に当たりにくくなる。（この
とき、プラズマフレーム２２の進行方向に垂直な面にお
ける孔３１の形状の投影図形が、ドラム外周面上のテー
プ状基板４０の幅内に収まる。）その他、酸化物超電導
体については、前記化学式(１)〜(５)に示す物質の内か
ら選択可能である。
間に設ける孔開き板３０についてはこの板３０の材料
は、高温・高速のプラズマフレーム２２が当たっても損
傷しない耐熱性、耐酸化性、機械的強度などが要求され
る。耐熱性ステンレス鋼や銅などが好適である。また、
この孔開き板３０の外寸法について、その厚さは、プラ
ズマフレーム２２が当たっても作業不能なほど変形しな
い程度で必要であり、またその長さ（テープ状基板４０
の進行方向の寸法）は、プラズマフレーム２２が外縁部
を越えないような長さが必要である。さらに、孔３１の
形状・大きさについては、プラズマトーチ２０から噴射
される溶融状態の粉末が、ドラム外周面１１に巻き付い
ているテープ状基板４０上にのみ付着するようになって
いることが最低限必要である。この条件を満たすために
は、孔３１の、テープ状基板４０の幅方向に対応する方
向の長さ（孔の幅）が、テープ状基板４０の幅よりも短
いことが必要である。但し、この孔の幅は成膜される酸
化物層４１の幅に対応するため、テープ状基板４０の幅
よりも極端に狭くなるのは好ましくない。一方、孔３１
の、テープ状基板４０の長手方向に対応する方向の長さ
（孔の長さ）については、特に制約は無い。但し、溶射
される酸化物超電導体またはその原料を無駄なく使用す
る見地から、孔３１の長さが、孔開き板３０によるプラ
ズマフレーム２２の切断面におけるプラズマ径より長い
ことが望ましい。孔開き板３０の設置位置については、
プラズマトーチ２０と円筒ドラム１０との間にあれば良
いが、最も望ましくは、テープ状基板４０上に付着して
いる酸化物膜４１に接触しない範囲で、できるだけ円筒
ドラム１０に近い位置に設置するのが望ましい。これに
よって、孔３１を通過したプラズマフレーム２３が、テ
ープ状基板４０以外の部位に当たりにくくなる。（この
とき、プラズマフレーム２２の進行方向に垂直な面にお
ける孔３１の形状の投影図形が、ドラム外周面上のテー
プ状基板４０の幅内に収まる。）その他、酸化物超電導
体については、前記化学式(１)〜(５)に示す物質の内か
ら選択可能である。
【００３０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
酸化物超電導線材の製造方法を、円筒ドラムに外周面に
形成したらせん状溝に長尺のテープの一部を巻きつけ、
円筒ドラムを非回転に固定した状態で、このテープを溝
中を摺動するように移動させながら、テープ進行方向に
ついて一定の位置でテープに酸化物超電導体となるべき
材料をプラズマトーチから溶射する方法としたので、適
宜厚さの溶射膜を有する長尺の酸化物超電導線材を連続
的に製造することが可能になる。
酸化物超電導線材の製造方法を、円筒ドラムに外周面に
形成したらせん状溝に長尺のテープの一部を巻きつけ、
円筒ドラムを非回転に固定した状態で、このテープを溝
中を摺動するように移動させながら、テープ進行方向に
ついて一定の位置でテープに酸化物超電導体となるべき
材料をプラズマトーチから溶射する方法としたので、適
宜厚さの溶射膜を有する長尺の酸化物超電導線材を連続
的に製造することが可能になる。
【図１】酸化物超電導線材の製造装置の構成図である。
【図２】線材用テープ基板を巻きつけるガイド溝を設け
たドラム外周面の部分断面図である。
たドラム外周面の部分断面図である。
【図３】線材用テープ基板を巻きつける他のガイド溝を
設けたドラム外周面の部分断面図である。
設けたドラム外周面の部分断面図である。
【図４】酸化物を溶射するプラズマフレームと線材用テ
ープ基板周辺の断面図である。
ープ基板周辺の断面図である。
１０ 円筒ドラム １１ 円筒ドラムの外周面 １２ 溝 １３ 溝側壁 １４ ころ １５ 玉 ２０ プラズマトーチ ２１ プラズマトーチ先端部 ２２ プラズマフレーム ２３ 孔を通過したプラズマフレーム ２４ プラズマフレームの中心軸 ３０ 孔開き板 ３１ 孔 ４０ テープ状基板 ４１ 酸化物層 ５０ テープ巻き取り用リール ６０ テープ送り用リール
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０１Ｂ 12/06 ＺＡＡ Ｈ０１Ｂ 12/06 ＺＡＡ (72)発明者 土井 俊哉 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 東山 和寿 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (11)
- 【請求項１】 プラズマ溶射法を用いて長尺の酸化物超
電導線材を連続的に製造する方法であって、外周面にら
せん状溝を設けた円筒ドラムに、該溝中に沿って前記線
材の基部となる長尺のテープの一部を巻きつけ、前記円
筒ドラムを非回転に固定し、前記テープを一端側から引
っ張り他端側からフィードして該テープを溝中を摺動す
るように移動させながら、テープ進行方向について一定
の位置で前記円筒ドラムに巻きついたテープに酸化物超
電導体となるべき材料をプラズマトーチから溶射するこ
とを特徴とする酸化物超電導線材の製造方法。 - 【請求項２】 前記プラズマトーチを前記円筒ドラムの
軸方向に往復移動させることを特徴とする請求項１記載
の酸化物超電導線材の製造方法。 - 【請求項３】 前記プラズマトーチと前記円筒ドラムの
間に、前記らせん状溝のピッチに合わせた孔を有する孔
開き板を設けたことを特徴とする請求項１または２に記
載の酸化物超電導線材の製造方法。 - 【請求項４】 前記らせん状溝の底部に一連のころを回
転自在に設けたことを特徴とする請求項１、２または３
に記載の酸化物超電導線材の製造方法。 - 【請求項５】 前記酸化物超電導体が下式で示されるこ
とを特徴とする請求項１、２、３および４のいずれかに
記載の酸化物超電導線材の製造方法。 【化１】 - 【請求項６】 前記酸化物超電導体が下式で示されるこ
とを特徴とする請求項１、２、３および４いずれかに記
載の酸化物超電導線材の製造方法。 【化２】 - 【請求項７】 前記酸化物超電導体が下式で示されるこ
とを特徴とする請求項１、２、３および４のいずれかに
記載の酸化物超電導線材の製造方法。 【化３】 - 【請求項８】 前記酸化物超電導体が下式で示されるこ
とを特徴とする請求項１、２、３および４のいずれかに
記載の酸化物超電導線材の製造方法。 【化４】 - 【請求項９】 前記酸化物超電導体が下式で示されるこ
とを特徴とする請求項１、２、３および４いずれかに記
載の酸化物超電導線材の製造方法。 【化５】 - 【請求項１０】 前記テープの材料の主成分が、Ａｇ，
Ａｕ，Ｃｕ，ＳｒＴｉＯ3，ＭｇＯ，Ａｌ2Ｏ3またはイ
ットリウム安定化ジルコニアであることを特徴とする請
求項１、２、３および４いずれかに記載の酸化物超電導
線材の製造方法。 - 【請求項１１】 請求項１、２、３および４いずれかに
記載の酸化物超電導線材の製造方法により製作された酸
化物超電導コイル、酸化物超電導ケーブルまたは酸化物
超電導電流リード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7258465A JP2869858B2 (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7258465A JP2869858B2 (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09102228A true JPH09102228A (ja) | 1997-04-15 |
| JP2869858B2 JP2869858B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=17320610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7258465A Expired - Lifetime JP2869858B2 (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2869858B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2825835A1 (fr) * | 2001-06-08 | 2002-12-13 | Nexans | Procede de depot d'un revetment supraconducteur sur un substrat et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede |
| WO2008108606A1 (en) * | 2007-03-08 | 2008-09-12 | Korea Advanced Institute Of Science And Technology | Apparatus for continuous fabricating superconducting tapes |
| KR100978353B1 (ko) * | 2008-01-30 | 2010-08-30 | 주식회사 서남 | 초전도 선재의 임계전류 측정 장치 및 방법 |
| KR100978656B1 (ko) * | 2008-06-02 | 2010-08-30 | 삼성전기주식회사 | 필름 이송 장치 |
| KR101034889B1 (ko) * | 2008-12-16 | 2011-05-17 | 한국전기연구원 | 장선 테이프 증착 장치 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5638425A (en) * | 1979-09-05 | 1981-04-13 | Tohoku Metal Ind Ltd | Continuous annealing of metal wire |
| JPS63269420A (ja) * | 1987-04-25 | 1988-11-07 | Fujikura Ltd | 超電導テ−プの製造方法 |
| JPH01161619A (ja) * | 1987-12-18 | 1989-06-26 | Toshiba Corp | 超電導体薄膜の製造方法 |
| JPH02291611A (ja) * | 1988-12-09 | 1990-12-03 | Chiyoudendou Hatsuden Kanren Kiki Zairyo Gijutsu Kenkyu Kumiai | 酸化物超伝導膜の製造方法 |
| JPH06318411A (ja) * | 1991-10-29 | 1994-11-15 | Alcatel Cable | 高臨界温度超伝導可撓性導体の製造方法 |
-
1995
- 1995-10-05 JP JP7258465A patent/JP2869858B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5638425A (en) * | 1979-09-05 | 1981-04-13 | Tohoku Metal Ind Ltd | Continuous annealing of metal wire |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2825835A1 (fr) * | 2001-06-08 | 2002-12-13 | Nexans | Procede de depot d'un revetment supraconducteur sur un substrat et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede |
| WO2008108606A1 (en) * | 2007-03-08 | 2008-09-12 | Korea Advanced Institute Of Science And Technology | Apparatus for continuous fabricating superconducting tapes |
| KR100910613B1 (ko) * | 2007-03-08 | 2009-08-04 | 한국과학기술원 | 초전도 테이프 선재의 연속 제조장치 |
| EP2118940A1 (en) * | 2007-03-08 | 2009-11-18 | Korea Advanced Institute of Science and Technology | Apparatus for continuous fabricating superconducting tapes |
| JP2010520599A (ja) * | 2007-03-08 | 2010-06-10 | コリア アドバンスト インスティテュート オブ サイエンス アンド テクノロジ− | 超電導テープ線材の連続製造装置 |
| EP2118940A4 (en) * | 2007-03-08 | 2011-03-09 | Korea Advanced Inst Sci & Tech | APPARATUS FOR CONTINUOUS MANUFACTURE OF SUPERCONDUCTING TAPES |
| US8685166B2 (en) | 2007-03-08 | 2014-04-01 | Korea Advanced Institute Of Science And Technology | Apparatus for continuous fabricating superconducting tapes |
| KR100978353B1 (ko) * | 2008-01-30 | 2010-08-30 | 주식회사 서남 | 초전도 선재의 임계전류 측정 장치 및 방법 |
| KR100978656B1 (ko) * | 2008-06-02 | 2010-08-30 | 삼성전기주식회사 | 필름 이송 장치 |
| KR101034889B1 (ko) * | 2008-12-16 | 2011-05-17 | 한국전기연구원 | 장선 테이프 증착 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2869858B2 (ja) | 1999-03-10 |
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