JPH10321065A - Manufacture of superconducting wire material - Google Patents

Manufacture of superconducting wire material

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JPH10321065A
JPH10321065A JP9133619A JP13361997A JPH10321065A JP H10321065 A JPH10321065 A JP H10321065A JP 9133619 A JP9133619 A JP 9133619A JP 13361997 A JP13361997 A JP 13361997A JP H10321065 A JPH10321065 A JP H10321065A
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JP
Japan
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raw material
material tape
superconducting wire
tape
tensile stress
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JP9133619A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuaki Sashita
哲明 指田
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase critical current density by forming a raw material tape by filling bismuth, lead, strontium, calcium, and copper in a sheath material containing silver and heat-treating the raw material tape to which tensile stress of the specified value or less has been applied. SOLUTION: Bi2 O3 , PbO, SrCO3 , CaCO3 , and CuO powders are mixed, heat- treated, then crushed to form powder. The powder is filled in a silver pipe, then they are drawn, the wire materials obtained are bundled, put into a silver pipe, then they are drawn and rolled to form a raw material tape 5. The raw material tape 5 is suspended from a fixed clamp 10, and tensile stress applied to the raw material is limited to 20 kPa or less in a part, where the largest tensile stress of the raw material tape 5 is applied, or in a part 5a coming in contact with the fixed clamp 10 of the raw material part 5. Then the raw material tape 5 is heat-treated at 840 deg.C or higher so as to obtain a wire material with high critical current density.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、超電導線材の製
造方法に関し、特に、酸化物セラミックスにより構成さ
れる超電導線材の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a superconducting wire, and more particularly to a method for manufacturing a superconducting wire made of oxide ceramics.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】超電
導線材のうち、酸化物超電導線材は臨界温度が比較的高
いため、実用化に向けて研究、開発が進められている。
酸化物超電導線材を製造するには、まず、酸化物超電導
体の原料を十分に混合する。次に、この原料を銀のシー
スに入れ、シースを伸線加工することにより極細線を形
成する。極細線を銀のシースに複数本入れて銀のシース
を圧延加工することにより原料テープを形成する。
2. Description of the Related Art Among superconducting wires, oxide superconducting wires have a relatively high critical temperature, and are being studied and developed for practical use.
In order to manufacture an oxide superconducting wire, first, a raw material of the oxide superconductor is sufficiently mixed. Next, this raw material is placed in a silver sheath, and the sheath is drawn to form an ultrafine wire. A raw material tape is formed by rolling a plurality of ultrafine wires into a silver sheath and rolling the silver sheath.

【0003】図9は、従来の超電導線材の製造方法の一
工程を示す図である。図9を参照して、上述の工程で製
造した原料テープ104と、ガラス繊維などからなる離
型テープ103とを負荷を加えて巻軸102に巻くこと
により巻線101を形成する。この巻線101の巻軸1
02を水平方向に保った状態で熱処理することにより原
料テープ104中の超電導体の原料を反応させて、超電
導線を形成する。
FIG. 9 is a view showing one step of a conventional method for manufacturing a superconducting wire. Referring to FIG. 9, winding 101 is formed by winding raw material tape 104 manufactured in the above-described process and release tape 103 made of glass fiber or the like around winding shaft 102 while applying a load. The winding shaft 1 of this winding 101
The superconducting material in the raw material tape 104 is reacted by performing a heat treatment while keeping the H.02 in the horizontal direction to form a superconducting wire.

【0004】以上に示した従来の超電導線材の製造方法
においては、巻線の頂部104a、すなわち原料テープ
の巻線の部分のうち一番高いところに位置する部分で超
電導物質が生成しにくくなり超電導線材全体として臨界
電流密度が低くなるという問題があった。
In the above-described conventional method of manufacturing a superconducting wire, the superconducting material is hardly generated at the top 104a of the winding, that is, at the highest portion of the winding of the raw material tape, and the superconducting material is hardly generated. There has been a problem that the critical current density becomes low as a whole wire.

【0005】そこで、この発明は、上述のような問題を
解決するためになされたものであり、臨界電流密度の高
い超電導線材の製造方法を提供することを目的とするも
のである。
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has as its object to provide a method of manufacturing a superconducting wire having a high critical current density.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは巻線の頂部
104aにおいて超電導線材が生成しにくい原因を検討
した。その結果、以下のようなことがわかった。
Means for Solving the Problems The present inventors have studied the reason why it is difficult to form a superconducting wire at the top 104a of the winding. As a result, the following was found.

【0007】巻線の頂部104aでは原料テープを巻く
ときの張力と原料テープ104自体の重量が引張応力と
して働く。すなわち、巻線の頂部104aでは原料テー
プ104にかかる引張応力が最大となる。このように大
きな引張応力が原料テープにかかった状態で原料テープ
を熱処理をすると結晶粒の成長や結晶粒界の接合といっ
た超電導特性に重要な影響を与える反応が十分に行なわ
れなくなる。その結果、巻線の頂部では超電導体の生成
が抑制され、超電導線材の臨界電流密度が低くなる。
At the top 104a of the winding, the tension when the raw material tape is wound and the weight of the raw material tape 104 themselves act as tensile stress. That is, the tensile stress applied to the raw material tape 104 becomes the maximum at the top 104a of the winding. When the raw material tape is subjected to heat treatment in a state where a large tensile stress is applied to the raw material tape, reactions that significantly affect superconducting characteristics, such as growth of crystal grains and bonding of crystal grain boundaries, cannot be sufficiently performed. As a result, generation of a superconductor is suppressed at the top of the winding, and the critical current density of the superconducting wire is reduced.

【0008】さらに詳細に検討したところ、原料テープ
にかかる引張応力が20kPaを超えた状態で原料テー
プを熱処理すると超電導線材の臨界電流密度が大きく低
下することがわかった。
Further investigations have revealed that when the raw material tape is heat-treated in a state where the tensile stress applied to the raw material tape exceeds 20 kPa, the critical current density of the superconducting wire is greatly reduced.

【0009】そこで、この発明の1つの局面に従った超
電導線材の製造方法は、原料テープを熱処理して超電導
線材を製造する方法において、20kPa以下の引張応
力が原料テープに加えられた状態で原料テープが熱処理
されることを特徴とするものである。
Therefore, a method of manufacturing a superconducting wire according to one aspect of the present invention is directed to a method of manufacturing a superconducting wire by heat-treating a raw material tape, wherein the raw material tape is subjected to a tensile stress of 20 kPa or less while applying a tensile stress of 20 kPa or less. The tape is heat-treated.

【0010】このような方法に従えば、原料テープに大
きな引張応力がかかっていない状態で熱処理を行なうの
で、超電導物質が生成しやすくなる。その結果、臨界電
流密度の高い超電導線材を製造することができる。
According to such a method, since the heat treatment is performed in a state where no large tensile stress is applied to the raw material tape, a superconducting substance is easily generated. As a result, a superconducting wire having a high critical current density can be manufactured.

【0011】また、原料テープは、銀を含むシース材に
ビスマスと鉛とストロンチウムとカルシウムと銅を充填
したものであることが好ましい。この場合、熱処理によ
りビスマス系の超電導線材が生成するため超電導線材の
臨界電流密度を高い状態で維持することができる。
Further, the raw material tape is preferably a material in which a sheath material containing silver is filled with bismuth, lead, strontium, calcium, and copper. In this case, since the bismuth-based superconducting wire is generated by the heat treatment, the critical current density of the superconducting wire can be maintained in a high state.

【0012】また、原料テープは20kPa以下の引張
応力で、かつ、巻軸の延びる方向が鉛直方向であるよう
に巻かれて熱処理されることが好ましい。このような方
法に従えば、巻軸の延びる方向が鉛直方向であるから原
料テープ自体の重量は原料テープの引張応力とはならな
いため、原料テープに加わる引張応力は20kPa以下
となる。したがって、この状態で原料テープを熱処理す
ることにより容易に臨界電流密度の高い超電導線材を製
造することができる。
Further, it is preferable that the raw material tape is wound and heat-treated so as to have a tensile stress of 20 kPa or less and a direction in which the winding shaft extends in a vertical direction. According to such a method, since the direction in which the winding axis extends is the vertical direction, the weight of the raw material tape itself does not become the tensile stress of the raw material tape, so that the tensile stress applied to the raw material tape is 20 kPa or less. Therefore, a superconducting wire having a high critical current density can be easily produced by heat-treating the raw material tape in this state.

【0013】さらに、原料テープはパンケーキコイル状
に巻かれることが好ましい。この場合、さらに長尺の超
電導線材を製造することができる。
Further, the raw material tape is preferably wound in a pancake coil shape. In this case, a longer superconducting wire can be manufactured.

【0014】また、パンケーキ状に巻かれた原料テープ
は巻芯を備えた平板上に形成されることが好ましい。こ
の場合、平板上にパンケーキ状に原料テープを巻合わせ
ることにより、原料テープに引張応力がほとんど生じな
くなる。
The raw material tape wound in a pancake shape is preferably formed on a flat plate having a core. In this case, by winding the raw material tape in a pancake shape on a flat plate, almost no tensile stress is generated in the raw material tape.

【0015】さらに、パンケーキ状に巻かれた原料テー
プは2枚以上の平板上に形成されることが好ましい。こ
の場合、一連の原料テープを複数の平板にまたがって巻
付けることにより、長い超電導線材を製造することがで
きる。
Further, the raw material tape wound in a pancake shape is preferably formed on two or more flat plates. In this case, a long superconducting wire can be manufactured by winding a series of raw material tapes over a plurality of flat plates.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(実施の形態1)以下この発明の実施の形態1に従った
超電導線材の製造方法について説明する。まず、Bi2
3 、PbO、SrCO3 、CaCO3 、CuO粉末を
混合する。この混合粉末を熱処理した後さらに粉砕して
粉末を形成する。この粉末を銀パイプに充填して銀パイ
プに伸線加工を施し、得られた線材を束ねてさらに銀パ
イプに嵌合する。次に、この銀パイプに伸線加工および
圧延加工を施して原料テープとする。
(Embodiment 1) A method of manufacturing a superconducting wire according to Embodiment 1 of the present invention will be described below. First, Bi 2
O 3 , PbO, SrCO 3 , CaCO 3 , and CuO powder are mixed. After heat-treating this mixed powder, it is further pulverized to form a powder. This powder is filled in a silver pipe, the silver pipe is drawn, and the obtained wires are bundled and fitted into the silver pipe. Next, the silver pipe is subjected to wire drawing and rolling to obtain a raw material tape.

【0017】図1はこの発明の実施の形態1に従った超
電導線材の製造方法を説明するための側面図である。図
1を参照して、ステンレス製の固定クランプ10に上述
の工程で製造した原料テープ5が懸架される。原料テー
プ5のうち、一番大きな引張応力が加わる部分、すなわ
ち、原料テープ5と固定クランプ10との接する部分5
aで、原料テープ5にかかる引張応力を20kPa以下
とするため、原料テープ5の密度を9g/cm3 とする
と、原料テープ5の長さ(L)を22cm以下としなけ
ればならない。
FIG. 1 is a side view for illustrating a method of manufacturing a superconducting wire according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, raw material tape 5 manufactured in the above-described steps is suspended on stainless steel fixed clamp 10. A portion of the raw material tape 5 to which the largest tensile stress is applied, that is, a portion 5 where the raw material tape 5 is in contact with the fixing clamp 10
In a, in order to reduce the tensile stress applied to the raw material tape 5 to 20 kPa or less, if the density of the raw material tape 5 is 9 g / cm 3 , the length (L) of the raw material tape 5 must be 22 cm or less.

【0018】このような状態で、原料テープ5を温度8
40℃以上で熱処理すれば、原料テープ5のどの部分に
も20kPaを超える引張応力がかからないため、熱処
理中に超電導物質の結晶粒が成長し、さらにその結晶粒
界が接合することになり臨界電流密度の高い超電導線材
を製造することができる。
In this state, the raw material tape 5 is heated at a temperature of 8 ° C.
If the heat treatment is performed at 40 ° C. or more, since no tensile stress exceeding 20 kPa is applied to any part of the raw material tape 5, the crystal grains of the superconducting material grow during the heat treatment, and the crystal grain boundaries are joined, so that the critical current A superconducting wire having a high density can be manufactured.

【0019】(実施の形態2)実施の形態2でも、ま
ず、実施の形態1と同様に原料テープを製造する。次
に、巻枠を準備する。
(Embodiment 2) In Embodiment 2, first, a raw material tape is manufactured in the same manner as in Embodiment 1. Next, a bobbin is prepared.

【0020】図2は、この発明の実施の形態2に従った
超電導線材の製造方法で用いる巻枠を示す斜視図であ
る。図2を参照して、巻枠1は平板2と巻芯3とを備え
る。平板2はステンレスからなり直径φ500mm、厚
さが8mmの円柱形状である。平板2の中央部に貫通孔
が設けられており、貫通孔に差込まれるように巻芯3が
設けられている。巻芯3はステンレスからなり、直径φ
300mm、厚さ10mmの円筒体である。巻芯3の中
央部に貫通孔が設けられている。この巻枠1に原料テー
プが巻かれる。
FIG. 2 is a perspective view showing a bobbin used in the method of manufacturing a superconducting wire according to the second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, winding frame 1 includes a flat plate 2 and a core 3. The flat plate 2 is made of stainless steel and has a cylindrical shape with a diameter of 500 mm and a thickness of 8 mm. A through hole is provided at the center of the flat plate 2, and a winding core 3 is provided so as to be inserted into the through hole. The core 3 is made of stainless steel and has a diameter of φ
It is a cylinder having a thickness of 300 mm and a thickness of 10 mm. A through hole is provided in the center of the core 3. A raw material tape is wound around the reel 1.

【0021】図3は、図2で示す巻枠1に巻かれた原料
テープは離型テープを示す斜視図である。図3を参照し
て、巻枠1には、離型テープ4と原料テープ5が互いに
重なるように巻軸6を中心として巻付けられる。離型テ
ープ4は原料テープ5同士が接触することを防止するた
めに用いられるものであり、たとえばアルミナ繊維かガ
ラス繊維により構成される。原料テープ5は図1で示す
原料テープ5と同一の構造であるが図1で示すものより
も長さが長い。離型テープ4と原料テープ5を巻枠1に
巻付ける際には、引張応力を20kPa以下として巻付
ける。
FIG. 3 is a perspective view showing a release tape as the raw material tape wound around the reel 1 shown in FIG. Referring to FIG. 3, release tape 4 and raw material tape 5 are wound around reel 1 around winding shaft 6 so as to overlap each other. The release tape 4 is used to prevent the raw material tapes 5 from contacting each other, and is made of, for example, alumina fiber or glass fiber. The raw material tape 5 has the same structure as the raw material tape 5 shown in FIG. 1, but is longer than that shown in FIG. When winding the release tape 4 and the raw material tape 5 around the winding frame 1, the winding is performed with a tensile stress of 20 kPa or less.

【0022】図4は、この発明の実施の形態2に従って
製造された超電導線材を示す斜視図である。図4を参照
して、巻枠1に巻付けられた原料テープ5を、巻軸6の
延びる方向を鉛直方向として温度845℃で80時間熱
処理すれば超電導線材7を製造できる。
FIG. 4 is a perspective view showing a superconducting wire manufactured according to the second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, superconducting wire 7 can be manufactured by subjecting raw material tape 5 wound on reel 1 to a heat treatment at a temperature of 845 ° C. for 80 hours with the direction in which reel 6 extends as a vertical direction.

【0023】このような製造方法では、原料テープ5
を、巻軸6の延びる方向を鉛直方向として熱処理するの
で、原料テープ5に働く重力は原料テープ5を長さ方向
に引張る応力とならないため、この熱処理中には原料テ
ープ5には20kPaを超える引張応力が働かない。そ
のため、超電導物質が生成するような固相反応が起き、
臨界電流密度の高い超電導線材7を製造することができ
る。
In such a manufacturing method, the raw material tape 5
Is heat-treated with the direction in which the winding shaft 6 extends in the vertical direction, so that the gravity acting on the raw material tape 5 does not become a stress that pulls the raw material tape 5 in the length direction, so that the raw material tape 5 exceeds 20 kPa during this heat treatment. No tensile stress works. Therefore, a solid-phase reaction that generates a superconducting substance occurs,
The superconducting wire 7 having a high critical current density can be manufactured.

【0024】原料テープ5の熱処理中においては、原料
テープ5が伸びるので原料テープ5に何らかの応力がか
かることが考えられる。しかし、原料テープ5が伸びれ
ば原料テープ5には圧縮応力がかかるだけであり、超電
導物質の生成を阻害する要因となる引張応力はかからな
い。さらに、熱処理後に温度を低下させる際には超電導
線が収縮するため超電導線に20kPaを超える引張応
力が印加される可能性があるが、この際には既に熱処理
が終了しているため、この引張応力は超電導線材の臨界
電流密度を下げる要因とはならない。
During the heat treatment of the raw material tape 5, the raw material tape 5 is stretched, so that some stress may be applied to the raw material tape 5. However, if the raw material tape 5 is stretched, only a compressive stress is applied to the raw material tape 5, and no tensile stress which is a factor that hinders generation of the superconducting substance is applied. Further, when the temperature is lowered after the heat treatment, the superconducting wire shrinks, so that a tensile stress exceeding 20 kPa may be applied to the superconducting wire. In this case, since the heat treatment has already been completed, this tensile The stress does not cause a reduction in the critical current density of the superconducting wire.

【0025】(実施の形態3)実施の形態3に従った製
造方法でも、まず、実施の形態1と同様に原料テープを
製造する。次に、巻枠を準備する。
(Embodiment 3) In the manufacturing method according to Embodiment 3, first, a raw material tape is manufactured in the same manner as in Embodiment 1. Next, a bobbin is prepared.

【0026】図5は、この発明の実施の形態3に従った
超電導線材の製造方法で用いる巻枠を示す斜視図であ
る。図5を参照して、巻枠11は、平板12、13と、
巻芯14と、渡り部15とを備える。平板12はステン
レスからなり、直径φ500mm、厚さ8mmの円柱形
状である。平板12には貫通孔が設けられている。この
貫通孔に直径φ300mm、高さ100mmの巻芯14
が差込まれている。平板13はステンレスからなり、直
径φ500mm、厚さ8mmの円柱形状である。平板1
3の中央部に貫通孔が設けられており、この貫通孔に巻
芯14が差込まれている。巻芯14に沿って螺旋状の渡
り部15が平板12から平板13へ連なるように設けら
れている。この巻枠11に原料テープが巻かれる。
FIG. 5 is a perspective view showing a bobbin used in the method for manufacturing a superconducting wire according to the third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, a bobbin 11 includes flat plates 12 and 13,
A winding core 14 and a crossover 15 are provided. The flat plate 12 is made of stainless steel and has a cylindrical shape with a diameter of 500 mm and a thickness of 8 mm. The flat plate 12 is provided with a through hole. A core 14 having a diameter of 300 mm and a height of 100 mm is formed in the through hole.
Is inserted. The flat plate 13 is made of stainless steel and has a cylindrical shape with a diameter of 500 mm and a thickness of 8 mm. Flat plate 1
3 is provided with a through hole at the center, and the core 14 is inserted into this through hole. A spiral transition portion 15 is provided along the core 14 so as to continue from the flat plate 12 to the flat plate 13. The raw material tape is wound around the reel 11.

【0027】図6は、図5で示す巻枠に巻かれた原料テ
ープと離型テープを示す斜視図である。図6を参照し
て、平板12の上に位置する巻芯14に離型テープ4と
原料テープ5が互いに重なるように、かつ巻芯14から
遠ざかるように巻かれる。平板12上に巻かれた離型テ
ープ4と原料テープ5のうち、一番外側に位置する離型
テープ4と原料テープ5が渡り部15を介して図中の下
部へ延びる。この離型テープ4と原料テープ5は平板1
3上でも巻芯14から遠ざかる方向へ巻かれる。離型テ
ープ4と原料テープ5とを巻く際には、引張応力は20
kPa以下である。
FIG. 6 is a perspective view showing the raw material tape and the release tape wound on the reel shown in FIG. Referring to FIG. 6, release tape 4 and raw material tape 5 are wound on core 14 located on flat plate 12 so as to overlap with each other and away from core 14. Of the release tape 4 and the raw material tape 5 wound on the flat plate 12, the outermost release tape 4 and the raw material tape 5 extend to the lower part in the drawing via the crossover portion 15. The release tape 4 and the raw material tape 5 are
3 is wound in a direction away from the core 14. When the release tape 4 and the raw material tape 5 are wound, a tensile stress of 20
kPa or less.

【0028】このように巻枠11にパンケーキコイル状
に巻かれた原料テープ5を、巻芯14の延びる方向、す
なわち巻軸19の延びる方向を鉛直方向とし、温度84
5℃で60時間熱処理する。
The raw material tape 5 wound in the form of a pancake coil on the winding frame 11 in this manner is set so that the direction in which the winding core 14 extends, that is, the direction in which the winding shaft 19 extends, is set to the vertical direction,
Heat treatment at 5 ° C. for 60 hours.

【0029】図7は、この発明の実施の形態3に従って
製造された超電導線材を示す斜視図である。図7を参照
して、上述の条件で原料テープ5を熱処理すれば、原料
テープ5内の超電導物質の原料が固相反応することによ
り、超電導線材23を製造することができる。
FIG. 7 is a perspective view showing a superconducting wire manufactured according to the third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, if the raw material tape 5 is heat-treated under the above-described conditions, the superconducting material 23 in the raw material tape 5 undergoes a solid-phase reaction, whereby the superconducting wire 23 can be manufactured.

【0030】このような超電導線材の製造方法において
は、平板12、13上で巻かれた原料テープ5に働く重
力は原料テープ5を長さ方向に引張応力とならないの
で、、原料テープ5には20kPaを超える引張応力が
印加されないため、実施の形態2で示した超電導線材の
製造方法と同様の効果を得ることができる。なお、渡り
部分15に位置する原料テープ5では、原料テープ5に
加わる重力の一部が引張応力として原料テープ5に働く
が、この引張応力は十分に小さい値であるため、ほとん
ど問題とならない。
In such a method for manufacturing a superconducting wire, the gravity acting on the raw material tape 5 wound on the flat plates 12 and 13 does not cause a tensile stress in the raw material tape 5 in the longitudinal direction. Since a tensile stress exceeding 20 kPa is not applied, the same effect as that of the method for manufacturing a superconducting wire shown in the second embodiment can be obtained. In the raw material tape 5 located at the crossover portion 15, a part of the gravity applied to the raw material tape 5 acts on the raw material tape 5 as a tensile stress. However, this tensile stress has a sufficiently small value, so that there is almost no problem.

【0031】また、原料テープをパンケーキコイル状に
巻くため、実施の形態2よりもさらに長尺の超電導線材
を製造することができる。
Further, since the raw material tape is wound in a pancake coil shape, a superconducting wire longer than that of the second embodiment can be manufactured.

【0032】尚平板12、13を3枚以上とすることも
可能である。
The number of the flat plates 12 and 13 can be three or more.

【0033】[0033]

【実施例】 (実施例1)Bi23 、PbO、SrCO3 、CaC
3 、CuOの重量比が0.35:0.056:0.2
3:0.16:0.19の粉末を調製した。この粉末を
温度800℃で12時間熱処理し、さらに温度850℃
で6時間熱処理して焼結体を形成した。この焼結体を粉
砕して得られた粉末を外径26mm、内径22mmの銀
パイプに充填した。この銀パイプに伸線加工を施し得ら
れた線材を61本束ねて外径26mm、内径22mmの
銀パイプに嵌合し、伸線加工および圧延加工を施して幅
3.8mm、厚さ0.25mm、長さ1.1cmの原料
テープを得た。原料テープ5を図1で示すように固定ク
ランプ10に懸架した。このとき、固定クランプ10と
接する部分5aにおいて原料テープ5にかかる引張応力
を計算すると1kPaであった。また、比較のため、同
じ長さの原料テープを水平面に置き、全く引張応力がか
からないようにした。これら2つの原料テープを温度8
45℃で80時間熱処理することにより超電導線材を製
造した。また、長さが6cm、11cm、22cm、5
5cm、110cm、220cm、550cm、110
0cmの原料テープ5をそれぞれ2本ずつ上述の工程に
従って準備した。これらの原料テープ5のうち、1本は
図1で示すように固定クランプ10に懸架した。炉の高
さよりも長い線材については、線材の下部を束ねた。ま
た、もう1本は水平面に置き、引張応力がかからないよ
うにした。固定クランプ10に懸架された原料テープ5
において、固定クランプ10と接する部分5aに働く引
張応力を計算すると、それぞれ5kPa、10kPa、
20kPa、50kPa、100kPa、200kP
a、500kPa、1000kPaであった。これらの
超電導線材を以下の条件で熱処理することにより超電導
線材を製造した。
EXAMPLES (Example 1) Bi 2 O 3 , PbO, SrCO 3 , CaC
The weight ratio of O 3 and CuO is 0.35: 0.056: 0.2
A powder of 3: 0.16: 0.19 was prepared. This powder is heat-treated at a temperature of 800 ° C. for 12 hours, and further heated at a temperature of 850 ° C.
For 6 hours to form a sintered body. The powder obtained by pulverizing the sintered body was filled in a silver pipe having an outer diameter of 26 mm and an inner diameter of 22 mm. A bundle of 61 wires obtained by drawing the silver pipe is fitted into a silver pipe having an outer diameter of 26 mm and an inner diameter of 22 mm, and is drawn and rolled to a width of 3.8 mm and a thickness of 0.3 mm. A raw material tape having a length of 25 mm and a length of 1.1 cm was obtained. The raw material tape 5 was suspended on a fixed clamp 10 as shown in FIG. At this time, the calculated tensile stress applied to the raw material tape 5 at the portion 5a in contact with the fixed clamp 10 was 1 kPa. For comparison, a raw material tape of the same length was placed on a horizontal plane so that no tensile stress was applied. These two raw material tapes were heated at a temperature of 8
A superconducting wire was manufactured by heat treatment at 45 ° C. for 80 hours. In addition, the length is 6cm, 11cm, 22cm, 5cm.
5cm, 110cm, 220cm, 550cm, 110
Two 0 cm raw material tapes 5 were prepared in accordance with the above-described steps. One of these raw material tapes 5 was suspended on a fixed clamp 10 as shown in FIG. For wires longer than the furnace height, the lower part of the wires was bundled. The other was placed on a horizontal surface so that tensile stress was not applied. Raw material tape 5 suspended on fixed clamp 10
, The tensile stress acting on the portion 5a in contact with the fixed clamp 10 is calculated as 5 kPa, 10 kPa,
20kPa, 50kPa, 100kPa, 200kP
a, 500 kPa and 1000 kPa. These superconducting wires were heat-treated under the following conditions to produce superconducting wires.

【0034】 使用超電導線材 銀シースBi2223超電導平角線材 断面寸法 幅3.8(mm)×厚さ0.25(mm) 銀/超電導体積比 2.5 超電導伸線数 61本 熱処理温度 845℃ 熱処理時間 80時間 特性(Jc/Jco) 各条件での臨界電流密度を張力ゼロのときの臨界密度 で除した値 図8は、得られた超電導線材の特性を示すグラフであ
る。図8より20kPaを超える引張応力が加えられて
熱処理されたサンプルは超電導特性が低下している、す
なわち、臨界電流密度が低くなっていることがわかる。
これは、熱処理中に引張応力がかかることにより、超電
導物質を生成するための固相反応が十分に起こらなかっ
たためと考えられる。
Used superconducting wire Silver sheath Bi2223 superconducting rectangular wire Cross section dimensions 3.8 (mm) x thickness 0.25 (mm) Silver / superconductor volume ratio 2.5 Superconducting drawn wire number 61 Heat treatment temperature 845 ° C Heat treatment time 80 hours Characteristics (Jc / Jco) Value obtained by dividing the critical current density under each condition by the critical density at zero tension. FIG. 8 is a graph showing the characteristics of the obtained superconducting wire. From FIG. 8, it can be seen that the sample subjected to a heat treatment with a tensile stress exceeding 20 kPa has a reduced superconducting property, that is, a lower critical current density.
It is considered that this is because a solid-state reaction for generating a superconducting material did not sufficiently occur due to a tensile stress applied during the heat treatment.

【0035】(実施例2)実施例1と同様の手順で長さ
400mの原料テープ5を製造した。この原料テープ5
と、ガラス繊維からなる離型テープ4とを20kPa以
下の引張応力をかけて図3で示すように巻枠1に巻付け
た。巻軸6の延びる方向を鉛直方向とし、原料テープ5
を温度845℃で80時間熱処理することにより図4で
示す超電導線材7を製造した。この超電導線材7の臨界
電流密度を測定したところ2.2kA/cm2 であり、
良好な値となった。
(Example 2) A raw material tape 5 having a length of 400 m was manufactured in the same procedure as in Example 1. This raw material tape 5
And a release tape 4 made of glass fiber were wound on a bobbin 1 as shown in FIG. 3 under a tensile stress of 20 kPa or less. The direction in which the winding shaft 6 extends is the vertical direction.
Was heat-treated at a temperature of 845 ° C. for 80 hours to produce a superconducting wire 7 shown in FIG. When the critical current density of this superconducting wire 7 was measured, it was 2.2 kA / cm 2 ,
Good value.

【0036】(実施例3)実施例1と同様の手順で長さ
800mの原料テープを準備した。この原料テープ5
と、ガラス繊維からなる離型テープ4とを図6で示すよ
うに20kPa以下の引張応力をかけて巻枠11に巻付
けた。巻軸19の延びる方向を鉛直方向として原料テー
プ5を温度845℃で80時間熱処理することにより超
電導線材23を製造した。超電導線材23の臨界電流密
度を測定したところ2.0kA/cm 2 となり、良好な
値を示した。
(Embodiment 3) The length is made in the same procedure as in Embodiment 1.
An 800 m raw material tape was prepared. This raw material tape 5
FIG. 6 shows the release tape 4 made of glass fiber.
And apply a tensile stress of 20 kPa or less to the winding frame 11
I did. The direction in which the winding shaft 19 extends is set to the vertical direction.
Heat treatment at a temperature of 845 ° C. for 80 hours.
The conductive wire 23 was manufactured. Critical current density of superconducting wire 23
2.0 kA / cm Two And good
The value was shown.

【0037】今回開示された実施例および実施の形態は
すべての点で例示であって制限的なものではないと考え
られるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではな
くて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の
範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含ま
れることが意図される。
The examples and embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施の形態1に従った超電導線材の
製造方法を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a method for manufacturing a superconducting wire according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の実施の形態2に従った超電導線材の
製造方法で用いる巻枠を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a bobbin used in a method of manufacturing a superconducting wire according to a second embodiment of the present invention.

【図3】図2で示す巻枠に巻付けられた離型テープと原
料テープを示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a release tape and a raw material tape wound around a bobbin shown in FIG. 2;

【図4】この発明の実施の形態2に従って製造された超
電導線材を示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a superconducting wire manufactured according to a second embodiment of the present invention.

【図5】この発明の実施の形態3で用いる巻枠を示す斜
視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a bobbin used in Embodiment 3 of the present invention.

【図6】図5で示す巻枠に巻付けられた離型テープと原
料テープを示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a release tape and a raw material tape wound around the bobbin shown in FIG. 5;

【図7】この発明の実施の形態3に従って製造された超
電導線材を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a superconducting wire manufactured according to a third embodiment of the present invention.

【図8】この発明により得られた超電導線材の特性を示
すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing characteristics of a superconducting wire obtained according to the present invention.

【図9】従来の超電導線材の製造方法を示す図である。FIG. 9 is a view showing a conventional method for manufacturing a superconducting wire.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 原料テープ 7、23 超電導線材 5 Raw material tape 7,23 Superconducting wire

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原料テープを熱処理して超電導線材を製
造する方法において、20kPa以下の引張応力が前記
原料テープに加えられた状態で前記原料テープが熱処理
されることを特徴とする、超電導線材の製造方法。
1. A method for producing a superconducting wire by heat-treating a material tape, wherein the material tape is heat-treated while a tensile stress of 20 kPa or less is applied to the material tape. Production method.
【請求項2】 前記原料テープは、銀を含むシース材に
ビスマスと鉛とストロンチウムとカルシウムと銅とを充
填したものであることを特徴とする、請求項1に記載の
超電導線材の製造方法。
2. The method for producing a superconducting wire according to claim 1, wherein the raw material tape is formed by filling a sheath material containing silver with bismuth, lead, strontium, calcium, and copper.
【請求項3】 前記原料テープは、20kPa以下の引
張応力で、かつ、巻軸の延びる方向が鉛直方向であるよ
うに巻かれて熱処理されることを特徴とする、請求項1
または2に記載の超電導線材の製造方法。
3. The raw material tape is wound and heat-treated with a tensile stress of 20 kPa or less and a direction in which a winding shaft extends is a vertical direction.
Or the method for producing a superconducting wire according to 2.
【請求項4】 前記原料テープは、パンケーキコイル状
に巻かれることを特徴とする、請求項3に記載の超電導
線材の製造方法。
4. The method for producing a superconducting wire according to claim 3, wherein the raw material tape is wound in a pancake coil shape.
【請求項5】 パンケーキコイル状に巻かれた前記原料
テープは、巻芯を備えた平板上に形成されることを特徴
とする、請求項4に記載の超電導線材の製造方法。
5. The method for producing a superconducting wire according to claim 4, wherein the raw material tape wound in a pancake coil shape is formed on a flat plate having a core.
【請求項6】 パンケーキコイル状に巻かれた前記原料
テープは、2枚以上の平板上に形成されることを特徴と
する、請求項5に記載の超電導線材の製造方法。
6. The method for producing a superconducting wire according to claim 5, wherein the raw material tape wound in a pancake coil shape is formed on two or more flat plates.
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