JPH11312420A - 酸化物高温超電導線材およびその製造方法 - Google Patents
酸化物高温超電導線材およびその製造方法Info
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- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49014—Superconductor
Abstract
(57)【要約】
【課題】 超電導線の外周部に位置する金属が超電導体
内へ拡散せずに臨界電流密度の低下を抑制できる酸化物
高温超電導線材を提供する。 【解決手段】 酸化物高温超電導線材は、酸化物高温超
電導体１と、酸化物高温超電導体１を被覆し、銀を含む
材料からなるシース体２と、シース体２を被覆する耐熱
性酸化物セラミックス材料３と、高温酸化性雰囲気中で
耐熱性酸化物セラミックス材料３に対して不活性な被覆
体４とを備える。
内へ拡散せずに臨界電流密度の低下を抑制できる酸化物
高温超電導線材を提供する。 【解決手段】 酸化物高温超電導線材は、酸化物高温超
電導体１と、酸化物高温超電導体１を被覆し、銀を含む
材料からなるシース体２と、シース体２を被覆する耐熱
性酸化物セラミックス材料３と、高温酸化性雰囲気中で
耐熱性酸化物セラミックス材料３に対して不活性な被覆
体４とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、酸化物高温超電
導線材およびその製造方法に関し、特に、電力、輸送、
高エネルギ、医療などの分野で用いられる酸化物高温超
電導線材とその製造方法に関するものである。
導線材およびその製造方法に関し、特に、電力、輸送、
高エネルギ、医療などの分野で用いられる酸化物高温超
電導線材とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、酸化物の焼結体が高い臨界温度で
超電導性を示すことが報告され、この超電導体を利用し
て超電導技術の実用化が促進されている。イットリウム
系の酸化物は９０Ｋで、ビスマス系の酸化物は１１０Ｋ
で超電導現象を示すことが報告されている。これらの酸
化物超電導体は、比較的安価で入手できる液体窒素中で
超電導特性を示すため、実用化が期待されている。
超電導性を示すことが報告され、この超電導体を利用し
て超電導技術の実用化が促進されている。イットリウム
系の酸化物は９０Ｋで、ビスマス系の酸化物は１１０Ｋ
で超電導現象を示すことが報告されている。これらの酸
化物超電導体は、比較的安価で入手できる液体窒素中で
超電導特性を示すため、実用化が期待されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような超電導体に
たとえば電力供給用の交流電流を流すためには、超電導
体を銀シースで被覆し、その銀シースを絶縁体（高抵抗
体）で被覆し、その絶縁体をさらに金属で被覆したよう
な超電導線材が用いられる。
たとえば電力供給用の交流電流を流すためには、超電導
体を銀シースで被覆し、その銀シースを絶縁体（高抵抗
体）で被覆し、その絶縁体をさらに金属で被覆したよう
な超電導線材が用いられる。
【０００４】超電導線材を銀シースで被覆するのは伸線
加工などを施した際に超電導体の結晶構造が崩れるのを
防ぐためである。銀シースを絶縁体で被覆するのは、交
流損失を低下させるためである。絶縁体を金属で被覆す
るのは、超電導線材に必要とされる可撓性を得るためで
ある。
加工などを施した際に超電導体の結晶構造が崩れるのを
防ぐためである。銀シースを絶縁体で被覆するのは、交
流損失を低下させるためである。絶縁体を金属で被覆す
るのは、超電導線材に必要とされる可撓性を得るためで
ある。
【０００５】このような構造の超電導線材は、たとえ
ば、国際公開公報ＷＯ９６／２８８５３号や特開平１０
−５０１５２号公報に記載されている。
ば、国際公開公報ＷＯ９６／２８８５３号や特開平１０
−５０１５２号公報に記載されている。
【０００６】国際公開公報ＷＯ９６／２８８５３号に記
載された方法では、超電導体の周囲を銀などで取囲み、
さらにその周囲を金属で取囲み、その金属を酸化させる
ことにより銀と金属との間に金属酸化物からなる絶縁体
を形成している。
載された方法では、超電導体の周囲を銀などで取囲み、
さらにその周囲を金属で取囲み、その金属を酸化させる
ことにより銀と金属との間に金属酸化物からなる絶縁体
を形成している。
【０００７】また、特開平１０−５０１５２号公報に記
載された方法では、超電導体を銀で取囲み、その周囲を
抵抗性合金（高抵抗体）で取囲み、その抵抗性合金を酸
化させることにより銀と抵抗性合金の間に絶縁性酸化物
を形成している。
載された方法では、超電導体を銀で取囲み、その周囲を
抵抗性合金（高抵抗体）で取囲み、その抵抗性合金を酸
化させることにより銀と抵抗性合金の間に絶縁性酸化物
を形成している。
【０００８】しかしながら、上述の２つの公報に記載さ
れた技術では、ともに、絶縁性の酸化物を形成する際に
は金属を酸化するため、この酸化の際に金属が超電導体
へ拡散し、超電導体の結晶構造が変化する。そのため、
超電導線の臨界電流密度が低下するという問題があっ
た。
れた技術では、ともに、絶縁性の酸化物を形成する際に
は金属を酸化するため、この酸化の際に金属が超電導体
へ拡散し、超電導体の結晶構造が変化する。そのため、
超電導線の臨界電流密度が低下するという問題があっ
た。
【０００９】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、超電導線の外周部
に位置する金属が超電導体内に拡散せず臨界電流密度の
低下を抑制できる酸化物高温超電導線材とその製造方法
を提供することである。
解決するためになされたものであり、超電導線の外周部
に位置する金属が超電導体内に拡散せず臨界電流密度の
低下を抑制できる酸化物高温超電導線材とその製造方法
を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明の１つの局面に
従った酸化物高温超電導線材は、酸化物高温超電導体
と、シース体と、高抵抗体と、被覆体とを備える。シー
ス体は、酸化物高温超電導体を被覆し、銀を含む材料か
らなる。高抵抗体は、シース体を被覆し、耐熱性酸化物
セラミックスを含む材料からなる。被覆体は、高温酸化
性雰囲気中で高抵抗体に対して不活性な材料からなり、
高抵抗体を被覆する。
従った酸化物高温超電導線材は、酸化物高温超電導体
と、シース体と、高抵抗体と、被覆体とを備える。シー
ス体は、酸化物高温超電導体を被覆し、銀を含む材料か
らなる。高抵抗体は、シース体を被覆し、耐熱性酸化物
セラミックスを含む材料からなる。被覆体は、高温酸化
性雰囲気中で高抵抗体に対して不活性な材料からなり、
高抵抗体を被覆する。
【００１１】このように構成された酸化物高温超電導線
材においては、高温酸化性雰囲気において高抵抗体と被
覆体が不活性であるため、すなわち、高抵抗体と被覆体
とが反応しにくいため、熱処理時に被覆体を構成する材
料が酸化物高温超電導体へ拡散するのを防止することが
できる。そのため、酸化物高温超電導体の結晶構造が変
化せず、臨界電流密度の低下を抑制することができる。
材においては、高温酸化性雰囲気において高抵抗体と被
覆体が不活性であるため、すなわち、高抵抗体と被覆体
とが反応しにくいため、熱処理時に被覆体を構成する材
料が酸化物高温超電導体へ拡散するのを防止することが
できる。そのため、酸化物高温超電導体の結晶構造が変
化せず、臨界電流密度の低下を抑制することができる。
【００１２】シース体は複数本存在し、複数本のシース
体のそれぞれの間には高抵抗体が介在していることが好
ましい。この場合、交流電流を流した場合にさらに交流
損失を低下させることができる。
体のそれぞれの間には高抵抗体が介在していることが好
ましい。この場合、交流電流を流した場合にさらに交流
損失を低下させることができる。
【００１３】酸化物高温超電導体はフィラメント状であ
ることが好ましい。耐熱性酸化物セラミックスは、温度
８００℃以上の酸化性雰囲気中で安定なセラミックス材
料であることが好ましい。
ることが好ましい。耐熱性酸化物セラミックスは、温度
８００℃以上の酸化性雰囲気中で安定なセラミックス材
料であることが好ましい。
【００１４】耐熱性酸化物セラミックスは、Ａｌ2 Ｏ
3 、ＭｇＯ、ＣｏＯ、Ｃｏ3 Ｏ4 、ＳｉＯ2 、Ｂｉ2 Ｓ
ｒ2 ＣｕＯX および（Ｓｒ，Ｃａ）2 ＣｕＯ3 からなる
群より選ばれた少なくとも１種を含むことが好ましい。
3 、ＭｇＯ、ＣｏＯ、Ｃｏ3 Ｏ4 、ＳｉＯ2 、Ｂｉ2 Ｓ
ｒ2 ＣｕＯX および（Ｓｒ，Ｃａ）2 ＣｕＯ3 からなる
群より選ばれた少なくとも１種を含むことが好ましい。
【００１５】被覆体を構成する材料は、銀、銀合金、酸
化物分散銀、ステンレス鋼およびニッケル合金からなる
群より選ばれ少なくとも１種を含むことが好ましい。こ
こで、「酸化物分散銀」とは、金属の銀の中に酸化物の
粒子が分散したものをいう。
化物分散銀、ステンレス鋼およびニッケル合金からなる
群より選ばれ少なくとも１種を含むことが好ましい。こ
こで、「酸化物分散銀」とは、金属の銀の中に酸化物の
粒子が分散したものをいう。
【００１６】銀合金は、Ａｇ−Ｍｇ合金、Ａｇ−Ｍｎ合
金、Ａｇ−Ａｕ合金、Ａｇ−Ｓｂ合金およびＡｇ−Ｐｄ
合金からなる群より選ばれた少なくとも１種を含むこと
が好ましい。
金、Ａｇ−Ａｕ合金、Ａｇ−Ｓｂ合金およびＡｇ−Ｐｄ
合金からなる群より選ばれた少なくとも１種を含むこと
が好ましい。
【００１７】酸化物分散銀は、Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、Ｍ
ｎ2 Ｏ3 、Ｌｉ2 Ｏからなる群より選ばれた少なくとも
１種を含む酸化物の粒子を銀の中に分散したものである
ことが好ましい。ここで、これらの酸化物分散銀につい
ては、［Ａｇ−Ａｌ2 Ｏ3 ］のように表示し、金属の銀
の中にアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）が均一に分散したもので
あることを示す。他のものについても同様である。
ｎ2 Ｏ3 、Ｌｉ2 Ｏからなる群より選ばれた少なくとも
１種を含む酸化物の粒子を銀の中に分散したものである
ことが好ましい。ここで、これらの酸化物分散銀につい
ては、［Ａｇ−Ａｌ2 Ｏ3 ］のように表示し、金属の銀
の中にアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）が均一に分散したもので
あることを示す。他のものについても同様である。
【００１８】ステンレス鋼は、ＳＵＳ３０４（ＪＩＳ呼
称）またはＳＵＳ３１０（ＪＩＳ呼称）であることが好
ましい。
称）またはＳＵＳ３１０（ＪＩＳ呼称）であることが好
ましい。
【００１９】ニッケル合金は、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金で
あることが好ましい。耐熱性酸化物セラミックスには導
電性金属が添加されていることが好ましい。
あることが好ましい。耐熱性酸化物セラミックスには導
電性金属が添加されていることが好ましい。
【００２０】導電性金属は、銀、銀合金、金および金合
金からなる群より選ばれた少なくとも１種を含むことが
好ましい。
金からなる群より選ばれた少なくとも１種を含むことが
好ましい。
【００２１】シース体を構成する材料は、Ａｇ、Ａｇ−
Ａｕ合金およびＡｇ−Ｓｂ合金からなる群より選ばれた
少なくとも１種を含むことが好ましい。
Ａｕ合金およびＡｇ−Ｓｂ合金からなる群より選ばれた
少なくとも１種を含むことが好ましい。
【００２２】酸化物高温超電導体は、Ｂｉ（Ｐｂ）−Ｓ
ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系高温超電導体であることが好まし
い。
ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系高温超電導体であることが好まし
い。
【００２３】上述のような酸化物高温超電導線材は、酸
化物高温超電導電流リード線であることが好ましい。
化物高温超電導電流リード線であることが好ましい。
【００２４】この発明の１つの局面に従った酸化物高温
超電導線材の製造方法は、銀を含む材料からなる第１の
パイプに、熱処理により酸化物高温超電導体となる原料
粉末または酸化物高温超電導体の粉末を充填する工程
と、原料粉末または酸化物高温超電導体の粉末を充填し
た第１のパイプを第２のパイプ内に配置する工程と、第
１のパイプの外周面と第２のパイプの内周面との間に耐
熱性酸化物セラミックス粉末を充填する工程とを備え
る。第２のパイプは高温酸化性雰囲気中で耐熱性酸化物
セラミックス粉末に対して不活性な材料からなる。酸化
物高温超電導線材の製造方法は、耐熱性酸化物セラミッ
クス粉末を充填した第２のパイプに塑性加工と熱処理と
を施す工程をさらに備える。
超電導線材の製造方法は、銀を含む材料からなる第１の
パイプに、熱処理により酸化物高温超電導体となる原料
粉末または酸化物高温超電導体の粉末を充填する工程
と、原料粉末または酸化物高温超電導体の粉末を充填し
た第１のパイプを第２のパイプ内に配置する工程と、第
１のパイプの外周面と第２のパイプの内周面との間に耐
熱性酸化物セラミックス粉末を充填する工程とを備え
る。第２のパイプは高温酸化性雰囲気中で耐熱性酸化物
セラミックス粉末に対して不活性な材料からなる。酸化
物高温超電導線材の製造方法は、耐熱性酸化物セラミッ
クス粉末を充填した第２のパイプに塑性加工と熱処理と
を施す工程をさらに備える。
【００２５】このような工程に従った酸化物高温超電導
線材の製造方法においては、第２のパイプは高温酸化性
雰囲気中で耐熱性酸化物セラミックスに対して不活性で
あるため、すなわち反応しにくいため、熱処理中に第２
のパイプを構成する材料が耐熱性酸化物セラミックス粉
末を介して第１のパイプ内の原料粉末か酸化物高温超電
導体の粉末へ拡散することがない。そのため、原料粉末
や酸化物高温超電導体の粉末の組成が変化せず、臨界電
流密度の低下を抑制することができる。
線材の製造方法においては、第２のパイプは高温酸化性
雰囲気中で耐熱性酸化物セラミックスに対して不活性で
あるため、すなわち反応しにくいため、熱処理中に第２
のパイプを構成する材料が耐熱性酸化物セラミックス粉
末を介して第１のパイプ内の原料粉末か酸化物高温超電
導体の粉末へ拡散することがない。そのため、原料粉末
や酸化物高温超電導体の粉末の組成が変化せず、臨界電
流密度の低下を抑制することができる。
【００２６】この発明の別の局面に従った酸化物高温超
電導線材の製造方法は、銀を含む材料からなる第１のパ
イプに、熱処理により酸化物高温超電導体となる原料粉
末または酸化物高温超電導体の粉末を充填する工程と、
孔を有する圧粉体を耐熱性酸化物セラミックス粉末から
作製する工程と、原料粉末または酸化物高温超電導体の
粉末が充填された第１のパイプを圧粉体の孔に挿入する
工程と、第１のパイプが挿入された圧粉体を第２のパイ
プ内に配置する工程とを備える。第２のパイプは、高温
酸化性雰囲気中で耐熱性酸化物セラミックス粉末に対し
て不活性な材料からなる。酸化物高温超電導線材の製造
方法は、圧粉体が配置された第２のパイプに塑性加工と
熱処理とを施す工程をさらに備える。
電導線材の製造方法は、銀を含む材料からなる第１のパ
イプに、熱処理により酸化物高温超電導体となる原料粉
末または酸化物高温超電導体の粉末を充填する工程と、
孔を有する圧粉体を耐熱性酸化物セラミックス粉末から
作製する工程と、原料粉末または酸化物高温超電導体の
粉末が充填された第１のパイプを圧粉体の孔に挿入する
工程と、第１のパイプが挿入された圧粉体を第２のパイ
プ内に配置する工程とを備える。第２のパイプは、高温
酸化性雰囲気中で耐熱性酸化物セラミックス粉末に対し
て不活性な材料からなる。酸化物高温超電導線材の製造
方法は、圧粉体が配置された第２のパイプに塑性加工と
熱処理とを施す工程をさらに備える。
【００２７】このような工程に従った酸化物高温超電導
線材の製造方法は、第２のパイプは高温酸化性雰囲気中
で耐熱性酸化物セラミックス粉末に対して不活性である
ため、すなわち反応しにくいため、熱処理中に第２のパ
イプを構成する材料が耐熱性酸化物セラミックス粉末を
介して第１のパイプ内の原料粉末や酸化物高温超電導体
の粉末へ拡散することがない。そのため、原料粉末や酸
化物高温超電導体の粉末の組成が変化せず、臨界電流密
度の低下を抑制することができる。
線材の製造方法は、第２のパイプは高温酸化性雰囲気中
で耐熱性酸化物セラミックス粉末に対して不活性である
ため、すなわち反応しにくいため、熱処理中に第２のパ
イプを構成する材料が耐熱性酸化物セラミックス粉末を
介して第１のパイプ内の原料粉末や酸化物高温超電導体
の粉末へ拡散することがない。そのため、原料粉末や酸
化物高温超電導体の粉末の組成が変化せず、臨界電流密
度の低下を抑制することができる。
【００２８】この発明のさらに別の局面に従った酸化物
高温超電導線材の製造方法は、銀を含む材料からなる第
１のパイプに、熱処理により酸化物高温超電導体となる
原料粉末または酸化物高温超電導体の粉末を充填する工
程と、金属板の表面に耐熱性酸化物セラミックス粉末を
付着させて板状体を形成する工程とを備える。金属板
は、高温酸化性雰囲気中で耐熱性酸化物セラミックス粉
末に対して不活性な材料からなる。酸化物高温超電導線
材の製造方法は、原料粉末または酸化物高温超電導体の
粉末が充填された第１のパイプに板状体を巻付けて第２
のパイプ内に配置する工程をさらに備える。第２のパイ
プは、高温酸化性雰囲気中で耐熱性酸化物セラミックス
粉末に対して不活性な材料からなる。酸化物高温超電導
線材の製造方法は、板状体が配置された第２のパイプに
塑性加工と熱処理とを施す工程をさらに備える。
高温超電導線材の製造方法は、銀を含む材料からなる第
１のパイプに、熱処理により酸化物高温超電導体となる
原料粉末または酸化物高温超電導体の粉末を充填する工
程と、金属板の表面に耐熱性酸化物セラミックス粉末を
付着させて板状体を形成する工程とを備える。金属板
は、高温酸化性雰囲気中で耐熱性酸化物セラミックス粉
末に対して不活性な材料からなる。酸化物高温超電導線
材の製造方法は、原料粉末または酸化物高温超電導体の
粉末が充填された第１のパイプに板状体を巻付けて第２
のパイプ内に配置する工程をさらに備える。第２のパイ
プは、高温酸化性雰囲気中で耐熱性酸化物セラミックス
粉末に対して不活性な材料からなる。酸化物高温超電導
線材の製造方法は、板状体が配置された第２のパイプに
塑性加工と熱処理とを施す工程をさらに備える。
【００２９】このような工程に従った酸化物高温超電導
線材の製造方法においては、金属板と第２のパイプを構
成する材料は、いずれも高温酸化性雰囲気中で耐熱性酸
化物セラミックス粉末に対して不活性であるため、すな
わち反応しにくいため、金属板を構成する金属や第２の
パイプを構成する材料は熱処理時に耐熱性酸化物セラミ
ックス粉末を介して第１のパイプ中の原料粉末や酸化物
高温超電導体の粉末へ拡散することがない。その結果、
原料粉末や酸化物高温超電導体の粉末の組成が変化せ
ず、臨界電流密度の低下を抑制することができる。
線材の製造方法においては、金属板と第２のパイプを構
成する材料は、いずれも高温酸化性雰囲気中で耐熱性酸
化物セラミックス粉末に対して不活性であるため、すな
わち反応しにくいため、金属板を構成する金属や第２の
パイプを構成する材料は熱処理時に耐熱性酸化物セラミ
ックス粉末を介して第１のパイプ中の原料粉末や酸化物
高温超電導体の粉末へ拡散することがない。その結果、
原料粉末や酸化物高温超電導体の粉末の組成が変化せ
ず、臨界電流密度の低下を抑制することができる。
【００３０】耐熱性酸化物セラミックス粉末の平均粒径
が１０μｍ以下であることが好ましく、さらに、平均粒
径が１μｍ以下であることが好ましい。
が１０μｍ以下であることが好ましく、さらに、平均粒
径が１μｍ以下であることが好ましい。
【００３１】耐熱性酸化物セラミックス粉末の表面に導
電性金属が蒸着していることが好ましい。耐熱性酸化物
セラミックス粉末には導電性金属粉末が混入しているこ
とが好ましい。
電性金属が蒸着していることが好ましい。耐熱性酸化物
セラミックス粉末には導電性金属粉末が混入しているこ
とが好ましい。
【００３２】第２のパイプに塑性加工と熱処理とを施す
工程は、第２のパイプにツイスト加工を施した後に圧縮
加工および熱処理を施すことを含むことが好ましい。
工程は、第２のパイプにツイスト加工を施した後に圧縮
加工および熱処理を施すことを含むことが好ましい。
【００３３】第２のパイプに塑性加工と熱処理とを施す
工程は、第２のパイプに伸線加工またはツイスト加工を
施して複数本の線材を形成し、複数本の線材を束ねて撚
線加工を施しさらに圧縮加工と熱処理を施すことを含む
ことが好ましい。
工程は、第２のパイプに伸線加工またはツイスト加工を
施して複数本の線材を形成し、複数本の線材を束ねて撚
線加工を施しさらに圧縮加工と熱処理を施すことを含む
ことが好ましい。
【００３４】第１のパイプに原料粉末または酸化物高温
超電導体の粉末を充填する工程は、複数の第１のパイプ
を準備し、複数の第１のパイプのそれぞれに原料粉末ま
たは酸化物高温超電導体の粉末を充填することを含むこ
とが好ましい。
超電導体の粉末を充填する工程は、複数の第１のパイプ
を準備し、複数の第１のパイプのそれぞれに原料粉末ま
たは酸化物高温超電導体の粉末を充填することを含むこ
とが好ましい。
【００３５】
【実施例】（実施例１）Ｂｉ2 Ｏ3 と、ＰｂＯと、Ｓｒ
ＣＯ3 と、ＣａＣＯ3 と、ＣｕＯとを混合して、組成比
（原子比）がＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８：
０．４：２．０：２．０：３．０の粉末を得た。得られ
た粉末を温度７００℃で１２時間熱処理した後、ボール
ミルで粉砕した。粉砕後の粉末を温度８００℃で８時間
熱処理した後、ボールミルで粉砕した。粉砕後の粉末を
温度８５０℃で４時間熱処理した後、ボールミルで粉砕
した。
ＣＯ3 と、ＣａＣＯ3 と、ＣｕＯとを混合して、組成比
（原子比）がＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８：
０．４：２．０：２．０：３．０の粉末を得た。得られ
た粉末を温度７００℃で１２時間熱処理した後、ボール
ミルで粉砕した。粉砕後の粉末を温度８００℃で８時間
熱処理した後、ボールミルで粉砕した。粉砕後の粉末を
温度８５０℃で４時間熱処理した後、ボールミルで粉砕
した。
【００３６】粉砕により得られた粉末を温度８００℃で
２時間加熱処理して脱気した後、外径２５ｍｍφ、内径
２２ｍｍφの第１のパイプとしての銀パイプに粉末を充
填した。粉末を充填した銀パイプを外径が２０ｍｍφと
なるように伸線加工した。表１で示す高抵抗体としての
平均粒径１μｍのセラミックス粉末とともに外径２３ｍ
ｍφ、内径２２ｍｍφの第２のパイプとしての銀パイプ
に伸線加工後の線材を充填し、銀パイプの外径が１．４
４ｍｍφとなるまで伸線加工を施し線材を得た。得られ
た線材を切断して線材の本数を６１本にし、この６１本
の線材を束ねて外径１４ｍｍφ、内径１３ｍｍφの第３
のパイプとしての銀パイプに嵌合し、外径が１．２５ｍ
ｍφとなるまで伸線加工を施した。得られた線材の厚さ
が０．２５ｍｍとなるように圧延加工を施しテープ状の
線材を得た。この線材に温度８４５℃で５０時間熱処理
を施した後室温まで冷却し、次いで厚さが０．２２ｍｍ
となるように圧延加工を施した後に温度８４０℃で５０
時間熱処理して酸化物高温超電導線材を得た。
２時間加熱処理して脱気した後、外径２５ｍｍφ、内径
２２ｍｍφの第１のパイプとしての銀パイプに粉末を充
填した。粉末を充填した銀パイプを外径が２０ｍｍφと
なるように伸線加工した。表１で示す高抵抗体としての
平均粒径１μｍのセラミックス粉末とともに外径２３ｍ
ｍφ、内径２２ｍｍφの第２のパイプとしての銀パイプ
に伸線加工後の線材を充填し、銀パイプの外径が１．４
４ｍｍφとなるまで伸線加工を施し線材を得た。得られ
た線材を切断して線材の本数を６１本にし、この６１本
の線材を束ねて外径１４ｍｍφ、内径１３ｍｍφの第３
のパイプとしての銀パイプに嵌合し、外径が１．２５ｍ
ｍφとなるまで伸線加工を施した。得られた線材の厚さ
が０．２５ｍｍとなるように圧延加工を施しテープ状の
線材を得た。この線材に温度８４５℃で５０時間熱処理
を施した後室温まで冷却し、次いで厚さが０．２２ｍｍ
となるように圧延加工を施した後に温度８４０℃で５０
時間熱処理して酸化物高温超電導線材を得た。
【００３７】得られた酸化物高温超電導線材について、
線材中のセラミックス粉末を除去して液体窒素中で臨界
電流密度を直流４端子法により測定した。得られた測定
結果を表１に示す。
線材中のセラミックス粉末を除去して液体窒素中で臨界
電流密度を直流４端子法により測定した。得られた測定
結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】表１より、酸化アルミニウムや酸化マグネ
シウムなどを高抵抗体として用いれば臨界電流密度が特
に高くなることがわかる。また、サンプル１とサンプル
７について交流損失を測定したところ、サンプル７につ
いての交流損失はサンプル１についての交流損失の１／
１０以下であった。
シウムなどを高抵抗体として用いれば臨界電流密度が特
に高くなることがわかる。また、サンプル１とサンプル
７について交流損失を測定したところ、サンプル７につ
いての交流損失はサンプル１についての交流損失の１／
１０以下であった。
【００４０】図１は、サンプル７の断面を模式的に示す
図である。図１を参照して、銀からなるシース体２がビ
スマス系の酸化物高温超電導体１を被覆していた。耐熱
性酸化物セラミックス３（Ａｌ2 Ｏ3 ）がシース体２を
被覆していた。銀からなる被覆体４が耐熱性酸化物セラ
ミックス３を被覆していた。
図である。図１を参照して、銀からなるシース体２がビ
スマス系の酸化物高温超電導体１を被覆していた。耐熱
性酸化物セラミックス３（Ａｌ2 Ｏ3 ）がシース体２を
被覆していた。銀からなる被覆体４が耐熱性酸化物セラ
ミックス３を被覆していた。
【００４１】（実施例２）実施例１では、第１のパイプ
として外径２５ｍｍφ、内径２２ｍｍφの銀パイプを用
いたが、実施例２では、第１のパイプとして外径２５ｍ
ｍφ、内径２２ｍｍφの表２で示す組成の銀合金パイプ
を用いた。また、実施例１では、高抵抗体をさまざまに
変化させたが、実施例２では、高抵抗体は平均粒径が
０．８μｍの酸化アルミニウムとした。その他の工程に
ついてすべて実施例１と同様にした。
として外径２５ｍｍφ、内径２２ｍｍφの銀パイプを用
いたが、実施例２では、第１のパイプとして外径２５ｍ
ｍφ、内径２２ｍｍφの表２で示す組成の銀合金パイプ
を用いた。また、実施例１では、高抵抗体をさまざまに
変化させたが、実施例２では、高抵抗体は平均粒径が
０．８μｍの酸化アルミニウムとした。その他の工程に
ついてすべて実施例１と同様にした。
【００４２】このようにして得られた酸化物高温超電導
線材について実施例１と同様にして臨界電流密度を測定
した。得られた結果を表２に示す。
線材について実施例１と同様にして臨界電流密度を測定
した。得られた結果を表２に示す。
【００４３】
【表２】
【００４４】表２中Ａｇ−１０ａｔ％Ｍｇとは、マグネ
シウム原子の個数の割合が全体の１０％であることを示
す。表２よりサンプル２２では、マグネシウムの添加量
が多いために臨界電流密度が低下していることがわか
る。
シウム原子の個数の割合が全体の１０％であることを示
す。表２よりサンプル２２では、マグネシウムの添加量
が多いために臨界電流密度が低下していることがわか
る。
【００４５】（実施例３）実施例３では、セラミックス
粒子として平均粒径１．２μｍの酸化マグネシウム（Ｍ
ｇＯ）を用い、さらに、第２と第３のパイプの材質をさ
まざまに変化させて超電導線材の臨界電流密度を測定し
た。
粒子として平均粒径１．２μｍの酸化マグネシウム（Ｍ
ｇＯ）を用い、さらに、第２と第３のパイプの材質をさ
まざまに変化させて超電導線材の臨界電流密度を測定し
た。
【００４６】すなわち、まず実施例１と同様の組成のＢ
ｉ2 Ｏ3 、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ3 、ＣａＣＯ3 、ＣｕＯの
混合粉末を作製した。この混合粉末を実施例１と同様の
第１のパイプとしての銀パイプに充填し、銀パイプの外
径が２０ｍｍφになるまで伸線加工を施した。伸線加工
後の銀パイプと平均粒径１．２μｍの酸化マグネシウム
（ＭｇＯ）粉末とを表３で示す組成の外径２３ｍｍφ、
内径２２ｍｍφの第２のパイプに充填し、パイプの外径
が１．４４ｍｍφとなるまで伸線加工を施し線材を得
た。得られた線材を切断して線材の本数を６１本とし、
これら６１本の線材を束ねて外径が１４ｍｍφ、内径１
３ｍｍφで表３で示す組成の第３のパイプとしてのパイ
プに嵌合し、パイプの外径が１．２５ｍｍφとなるまで
伸線加工を施した。その後、実施例１と同様の熱処理や
圧延加工を施し超電導線材を作製し、この超電導線材の
臨界電流密度を実施例１と同様の方法により測定した。
得られた結果を表３に示す。
ｉ2 Ｏ3 、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ3 、ＣａＣＯ3 、ＣｕＯの
混合粉末を作製した。この混合粉末を実施例１と同様の
第１のパイプとしての銀パイプに充填し、銀パイプの外
径が２０ｍｍφになるまで伸線加工を施した。伸線加工
後の銀パイプと平均粒径１．２μｍの酸化マグネシウム
（ＭｇＯ）粉末とを表３で示す組成の外径２３ｍｍφ、
内径２２ｍｍφの第２のパイプに充填し、パイプの外径
が１．４４ｍｍφとなるまで伸線加工を施し線材を得
た。得られた線材を切断して線材の本数を６１本とし、
これら６１本の線材を束ねて外径が１４ｍｍφ、内径１
３ｍｍφで表３で示す組成の第３のパイプとしてのパイ
プに嵌合し、パイプの外径が１．２５ｍｍφとなるまで
伸線加工を施した。その後、実施例１と同様の熱処理や
圧延加工を施し超電導線材を作製し、この超電導線材の
臨界電流密度を実施例１と同様の方法により測定した。
得られた結果を表３に示す。
【００４７】
【表３】
【００４８】表３中、サンプル４５の「インコネル６０
０」は、組成が原子比でＮｉ：Ｆｅ：Ｃｒ：Ｃｕ＝０．
７５８：０．０８：０．１６：０．００２の合金を示
し、サンプル４６の「インコロイ」は、組成が原子比で
Ｎｉ：Ｆｅ：Ｃｒ＝０．３４：０．４６：０．２の合金
を示す。表３より、サンプル３２と３３の臨界電流密度
が低下していることがわかる。
０」は、組成が原子比でＮｉ：Ｆｅ：Ｃｒ：Ｃｕ＝０．
７５８：０．０８：０．１６：０．００２の合金を示
し、サンプル４６の「インコロイ」は、組成が原子比で
Ｎｉ：Ｆｅ：Ｃｒ＝０．３４：０．４６：０．２の合金
を示す。表３より、サンプル３２と３３の臨界電流密度
が低下していることがわかる。
【００４９】（実施例４）実施例４では、実施例１で示
すセラミックス粉末に導電性金属粉末を添加してサンプ
ルを作製した。
すセラミックス粉末に導電性金属粉末を添加してサンプ
ルを作製した。
【００５０】すなわち、実施例１で第２のパイプにセラ
ミックス粉末を充填する工程において表４中のセラミッ
クス粉末と導電性金属粉末とを混合した粉末を充填し、
その後、実施例１と同様の手法により超電導線材を製造
してサンプル５１〜５６を得た。サンプル５３〜サンプ
ル５６では、銀や金などの導電性金属粉末を添加したこ
とにより、線材の表面と中心部の超電導フィラメント部
とで導電性が得られた。そのため、耐熱性酸化物セラミ
ックスとしてのセラミックス粉末を除去せずに液体窒素
中で臨界電流密度を直流４端子法により測定した。サン
プル５１および５２については、セラミックス粉末を除
去して液体窒素中で直流４端子法により臨界電流密度を
測定した。その結果を表４に示す。
ミックス粉末を充填する工程において表４中のセラミッ
クス粉末と導電性金属粉末とを混合した粉末を充填し、
その後、実施例１と同様の手法により超電導線材を製造
してサンプル５１〜５６を得た。サンプル５３〜サンプ
ル５６では、銀や金などの導電性金属粉末を添加したこ
とにより、線材の表面と中心部の超電導フィラメント部
とで導電性が得られた。そのため、耐熱性酸化物セラミ
ックスとしてのセラミックス粉末を除去せずに液体窒素
中で臨界電流密度を直流４端子法により測定した。サン
プル５１および５２については、セラミックス粉末を除
去して液体窒素中で直流４端子法により臨界電流密度を
測定した。その結果を表４に示す。
【００５１】
【表４】
【００５２】表４より、導電性金属粉末を添加した場合
でも臨界電流密度が低下しないことがわかる。
でも臨界電流密度が低下しないことがわかる。
【００５３】図２は、サンプル５３の断面を模式的に示
す図である。図２を参照して、銀からなるシース体７が
ビスマス系の酸化物高温超電導体６を被覆していた。耐
熱性酸化物セラミックス８（Ａｌ2 Ｏ3 ）と導電性金属
粉末９がシース体７を被覆していた。銀からなる被覆体
１０が耐熱性酸化物セラミックス８と導電性金属粉末９
とを被覆していた。
す図である。図２を参照して、銀からなるシース体７が
ビスマス系の酸化物高温超電導体６を被覆していた。耐
熱性酸化物セラミックス８（Ａｌ2 Ｏ3 ）と導電性金属
粉末９がシース体７を被覆していた。銀からなる被覆体
１０が耐熱性酸化物セラミックス８と導電性金属粉末９
とを被覆していた。
【００５４】（実施例５）実施例５では、実施例１で用
いたアルミナの表面に金または銀を蒸着させた粉末を用
意し、この粉末を第２のパイプに充填した。
いたアルミナの表面に金または銀を蒸着させた粉末を用
意し、この粉末を第２のパイプに充填した。
【００５５】すなわち、実施例５では、実施例１中の第
２のパイプにセラミックス粉末を充填する工程におい
て、表５で示すように、蒸着金属材料を有さない酸化ア
ルミニウムまたは蒸着金属材料が蒸着された酸化アルミ
ニウムの粉末を充填した。その後、実施例１と同様の工
程に従いサンプル６１〜６３で示す超電導線材を得た。
２のパイプにセラミックス粉末を充填する工程におい
て、表５で示すように、蒸着金属材料を有さない酸化ア
ルミニウムまたは蒸着金属材料が蒸着された酸化アルミ
ニウムの粉末を充填した。その後、実施例１と同様の工
程に従いサンプル６１〜６３で示す超電導線材を得た。
【００５６】得られたサンプル６２および６３について
は実施例４で得られたサンプルと同様に超電導線材の表
面と中心部の超電導フィラメント部とで導電性が得られ
たのでセラミックス粉末を除去せずに液体窒素中で臨界
電流密度を直流４端子法により測定した。また、サンプ
ル６１については、セラミックス粉末を除去して液体窒
素中で臨界電流密度を直流４端子法により測定した。得
られた結果を表５に示す。
は実施例４で得られたサンプルと同様に超電導線材の表
面と中心部の超電導フィラメント部とで導電性が得られ
たのでセラミックス粉末を除去せずに液体窒素中で臨界
電流密度を直流４端子法により測定した。また、サンプ
ル６１については、セラミックス粉末を除去して液体窒
素中で臨界電流密度を直流４端子法により測定した。得
られた結果を表５に示す。
【００５７】
【表５】
【００５８】表５より、蒸着金属材料を用いても臨界電
流密度がほとんど低下しないことがわかる。
流密度がほとんど低下しないことがわかる。
【００５９】（実施例６）Ｂｉ2 Ｏ3 、ＰｂＯ、ＳｒＣ
Ｏ3 、ＣａＣＯ3 、ＣｕＯを混合して組成比（原子比）
がＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８：０．４：
２．０：２．０：３．０の粉末を得た。得られた粉末を
温度７００℃で１２時間熱処理した後、ボールミルで粉
砕した。粉砕した後の粉末を温度８００℃で８時間熱処
理した後、ボールミルで粉砕した。粉砕した粉末を温度
８５０℃で４時間熱処理した後ボールミルで粉砕した。
Ｏ3 、ＣａＣＯ3 、ＣｕＯを混合して組成比（原子比）
がＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８：０．４：
２．０：２．０：３．０の粉末を得た。得られた粉末を
温度７００℃で１２時間熱処理した後、ボールミルで粉
砕した。粉砕した後の粉末を温度８００℃で８時間熱処
理した後、ボールミルで粉砕した。粉砕した粉末を温度
８５０℃で４時間熱処理した後ボールミルで粉砕した。
【００６０】粉砕して得られた粉末を温度８００℃で２
時間加熱処理して脱気した。この粉末を外径２５ｍｍ
φ、内径２２ｍｍφの第１のパイプとしての銀パイプに
充填し、粉末を充填した銀パイプを外径が１．３０ｍｍ
φとなるように伸線加工した。伸線加工により得られた
線材を切断して線材の本数を６１本とした。
時間加熱処理して脱気した。この粉末を外径２５ｍｍ
φ、内径２２ｍｍφの第１のパイプとしての銀パイプに
充填し、粉末を充填した銀パイプを外径が１．３０ｍｍ
φとなるように伸線加工した。伸線加工により得られた
線材を切断して線材の本数を６１本とした。
【００６１】平均粒径が０．８μｍで表６で示す組成の
高抵抗体としてのセラミックス粉末を用いて外径が１
２．９ｍｍφの円柱状の圧粉体を作製し、その圧粉体に
内径が１．３０ｍｍφの孔を６１個あけた。この孔のそ
れぞれに上述の工程で得られた６１本の線材を挿入し
た。線材が挿入された圧粉体を外径が１４ｍｍφ、内径
が１３ｍｍφの第２のパイプとしての銀パイプに挿入
し、銀パイプの外径が１．２５ｍｍφとなるまで伸線加
工を施した。さらに、銀パイプの厚さが０．２５ｍｍと
なるまで圧延加工を施しテープ状の線材を得た。
高抵抗体としてのセラミックス粉末を用いて外径が１
２．９ｍｍφの円柱状の圧粉体を作製し、その圧粉体に
内径が１．３０ｍｍφの孔を６１個あけた。この孔のそ
れぞれに上述の工程で得られた６１本の線材を挿入し
た。線材が挿入された圧粉体を外径が１４ｍｍφ、内径
が１３ｍｍφの第２のパイプとしての銀パイプに挿入
し、銀パイプの外径が１．２５ｍｍφとなるまで伸線加
工を施した。さらに、銀パイプの厚さが０．２５ｍｍと
なるまで圧延加工を施しテープ状の線材を得た。
【００６２】このテープ状の線材を温度８４５℃で５０
時間熱処理した後室温まで冷却しテープ状の線材の厚さ
が０．２２ｍｍとなるように圧延加工を施した後に温度
８４０℃で５０時間熱処理して酸化物高温超電導線材を
得た。
時間熱処理した後室温まで冷却しテープ状の線材の厚さ
が０．２２ｍｍとなるように圧延加工を施した後に温度
８４０℃で５０時間熱処理して酸化物高温超電導線材を
得た。
【００６３】得られた線材について、線材内のセラミッ
クス粉末を除去して液体窒素中で臨界電流密度を直流４
端子法により測定した。得られた結果を表６に示す。
クス粉末を除去して液体窒素中で臨界電流密度を直流４
端子法により測定した。得られた結果を表６に示す。
【００６４】
【表６】
【００６５】表６より、酸化物セラミックスを用いてい
ない場合には、臨界電流密度が低下していることがわか
る。
ない場合には、臨界電流密度が低下していることがわか
る。
【００６６】図３は、サンプル７７の断面を模式的に示
す図である。図３を参照して、サンプル７７では、ビス
マス系の酸化物高温超電導体１をシース体１２が被覆し
ていた。高抵抗体としての耐熱性酸化物セラミックス１
３（Ａｌ2 Ｏ3 ）がシース体１２を被覆していた。銀か
らなる被覆体１４が耐熱性酸化物セラミックス１３を被
覆していた。
す図である。図３を参照して、サンプル７７では、ビス
マス系の酸化物高温超電導体１をシース体１２が被覆し
ていた。高抵抗体としての耐熱性酸化物セラミックス１
３（Ａｌ2 Ｏ3 ）がシース体１２を被覆していた。銀か
らなる被覆体１４が耐熱性酸化物セラミックス１３を被
覆していた。
【００６７】（実施例７）Ｂｉ2 Ｏ3 と、ＰｂＯと、Ｓ
ｒＣＯ3 と、ＣａＣＯ3 とＣｕＯを混合して組成比（原
子比）がＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８：０．
４：２．０：２．０：３．０の粉末を得た。得られた粉
末を温度７００℃で１２時間熱処理した後、ボールミル
で粉砕した。粉砕後の粉末を温度８００℃で８時間熱処
理した後、ボールミルで粉砕した。粉砕後の粉末を温度
８５０℃で４時間熱処理した後、ボールミルで粉砕し
た。
ｒＣＯ3 と、ＣａＣＯ3 とＣｕＯを混合して組成比（原
子比）がＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８：０．
４：２．０：２．０：３．０の粉末を得た。得られた粉
末を温度７００℃で１２時間熱処理した後、ボールミル
で粉砕した。粉砕後の粉末を温度８００℃で８時間熱処
理した後、ボールミルで粉砕した。粉砕後の粉末を温度
８５０℃で４時間熱処理した後、ボールミルで粉砕し
た。
【００６８】粉砕により得られた粉末を温度８００℃で
２時間加熱処理して脱気した後に粉末を外径２５ｍｍ
φ、内径２２ｍｍφの第１のパイプとしての銀パイプに
充填した。粉末を充填した銀パイプを外径が１．３０ｍ
ｍφとなるように伸線加工した。伸線加工を施した線材
を切断して線材の本数を６１本とした。
２時間加熱処理して脱気した後に粉末を外径２５ｍｍ
φ、内径２２ｍｍφの第１のパイプとしての銀パイプに
充填した。粉末を充填した銀パイプを外径が１．３０ｍ
ｍφとなるように伸線加工した。伸線加工を施した線材
を切断して線材の本数を６１本とした。
【００６９】平均粒径が０．５μｍで表７に示す組成の
高抵抗体としてのセラミックス粉末を厚さが０．１ｍｍ
の銀からなる板の一方の面の上に塗布し、セラミックス
粉末と銀からなる板状体を作製した。この板状体を上述
の６１本のそれぞれの線材に巻付けて、板状体が巻付け
られた６１本の線材を束ねて外径が１４ｍｍφ、内径が
１３ｍｍφの第２のパイプとしての銀パイプ内に嵌合
し、この銀パイプの外径が１．２５ｍｍφとなるように
伸線加工を施した。さらに、伸線加工後の銀パイプの厚
さが０．２５ｍｍとなるように圧延加工を施しテープ状
の線材を得た。このテープ状の線材を温度８４５℃で５
０時間熱処理した後、室温まで冷却し、厚さが０．２２
ｍｍとなるように圧延加工を施した。その後、温度８４
０℃で５０時間熱処理してサンプル９１〜１０３で示す
超電導線材を得た。
高抵抗体としてのセラミックス粉末を厚さが０．１ｍｍ
の銀からなる板の一方の面の上に塗布し、セラミックス
粉末と銀からなる板状体を作製した。この板状体を上述
の６１本のそれぞれの線材に巻付けて、板状体が巻付け
られた６１本の線材を束ねて外径が１４ｍｍφ、内径が
１３ｍｍφの第２のパイプとしての銀パイプ内に嵌合
し、この銀パイプの外径が１．２５ｍｍφとなるように
伸線加工を施した。さらに、伸線加工後の銀パイプの厚
さが０．２５ｍｍとなるように圧延加工を施しテープ状
の線材を得た。このテープ状の線材を温度８４５℃で５
０時間熱処理した後、室温まで冷却し、厚さが０．２２
ｍｍとなるように圧延加工を施した。その後、温度８４
０℃で５０時間熱処理してサンプル９１〜１０３で示す
超電導線材を得た。
【００７０】得られたサンプル９２〜１０３についてい
は、線材中のセラミックス粉末を除去して液体窒素中で
臨界電流密度を直流４端子法により測定した。サンプル
９１については、得られた線材の状態のままで液体窒素
中で臨界電流密度を４端子法により測定した。得られた
結果を表７に示す。
は、線材中のセラミックス粉末を除去して液体窒素中で
臨界電流密度を直流４端子法により測定した。サンプル
９１については、得られた線材の状態のままで液体窒素
中で臨界電流密度を４端子法により測定した。得られた
結果を表７に示す。
【００７１】
【表７】
【００７２】表７よりセラミックス粉末が酸化物以外の
サンプルについては臨界電流密度が低下していることが
わかる。
サンプルについては臨界電流密度が低下していることが
わかる。
【００７３】また、サンプル９１とサンプル９７につい
て交流損失を調べたところ、サンプル９７の交流損失は
サンプル９１の交流損失の１／１０以下であった。
て交流損失を調べたところ、サンプル９７の交流損失は
サンプル９１の交流損失の１／１０以下であった。
【００７４】図４はサンプル９７の断面を模式的に示す
図である。図４を参照して、ビスマス系の酸化物高温超
電導体２１をシース体２２が被覆していた。シース体２
２を板状体が被覆していた。板状体のセラミックス部分
２３の端部２３ａおよび２３ｂは互いに接触していなか
った。銀からなる被覆体２４が板状体を覆っていた。
図である。図４を参照して、ビスマス系の酸化物高温超
電導体２１をシース体２２が被覆していた。シース体２
２を板状体が被覆していた。板状体のセラミックス部分
２３の端部２３ａおよび２３ｂは互いに接触していなか
った。銀からなる被覆体２４が板状体を覆っていた。
【００７５】（実施例８）Ｂｉ2 Ｏ3 と、ＰｂＯと、Ｓ
ｒＣＯ3 と、ＣａＣＯ3 とＣｕＯを混合して組成比（原
子比）がＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８：０．
４：２．０：２．０：３．０の粉末を得た。得られた粉
末を温度７００℃で１２時間熱処理した後、ボールミル
で粉砕した。粉砕後の粉末を温度８００℃で８時間熱処
理した後、ボールミルで粉砕した。粉砕後の粉末を温度
８５０℃で４時間熱処理した後ボールミルで粉砕した。
ｒＣＯ3 と、ＣａＣＯ3 とＣｕＯを混合して組成比（原
子比）がＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８：０．
４：２．０：２．０：３．０の粉末を得た。得られた粉
末を温度７００℃で１２時間熱処理した後、ボールミル
で粉砕した。粉砕後の粉末を温度８００℃で８時間熱処
理した後、ボールミルで粉砕した。粉砕後の粉末を温度
８５０℃で４時間熱処理した後ボールミルで粉砕した。
【００７６】粉砕により得られた粉末を温度８００℃で
２時間加熱処理して脱気した後に、粉末を外径２５ｍｍ
φ、内径２２ｍｍφの第１のパイプとしての銀パイプに
充填した。粉末を充填した銀パイプを外径が２０ｍｍφ
となるように伸線加工をした後に平均粒径が０．５μｍ
の高抵抗体としての酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）粉
末とともに外径２３ｍｍφ、内径２２ｍｍφの銀パイプ
に充填し、銀パイプの外径が１．４４ｍｍφとなるよう
に伸線加工して線材を得た。
２時間加熱処理して脱気した後に、粉末を外径２５ｍｍ
φ、内径２２ｍｍφの第１のパイプとしての銀パイプに
充填した。粉末を充填した銀パイプを外径が２０ｍｍφ
となるように伸線加工をした後に平均粒径が０．５μｍ
の高抵抗体としての酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）粉
末とともに外径２３ｍｍφ、内径２２ｍｍφの銀パイプ
に充填し、銀パイプの外径が１．４４ｍｍφとなるよう
に伸線加工して線材を得た。
【００７７】得られた線材を切断して線材の本数を６１
本とし、この６１本の線材を束ねて外径が１４ｍｍφ、
内径が１３ｍｍφの銀パイプに嵌合し、銀パイプの外径
が１．２５ｍｍφとなるように伸線加工を施して線材を
得た。
本とし、この６１本の線材を束ねて外径が１４ｍｍφ、
内径が１３ｍｍφの銀パイプに嵌合し、銀パイプの外径
が１．２５ｍｍφとなるように伸線加工を施して線材を
得た。
【００７８】さらに、この線材に、ツイストピッチ１０
ｍｍでツイスト加工を施し、厚さ０．２５ｍｍとなるよ
うに圧延加工を施しテープ状の線材を得た。このテープ
状の線材を温度８４５℃で５０時間熱処理した後室温ま
で冷却し厚さが０．２２ｍｍとなるように圧延加工を施
した。圧延加工後に温度８４０℃で５０時間熱処理をし
て酸化物高温超電導線材を得た。
ｍｍでツイスト加工を施し、厚さ０．２５ｍｍとなるよ
うに圧延加工を施しテープ状の線材を得た。このテープ
状の線材を温度８４５℃で５０時間熱処理した後室温ま
で冷却し厚さが０．２２ｍｍとなるように圧延加工を施
した。圧延加工後に温度８４０℃で５０時間熱処理をし
て酸化物高温超電導線材を得た。
【００７９】得られた線材について酸化アルミニウムを
除去して液体窒素中で臨界電流密度を直流４端子法によ
り測定した。また、従来のように、酸化物超電導体が銀
のみによって覆われている銀シース線材についても液体
窒素中で臨界電流密度を直流４端子法により測定した。
その結果、銀シース線材の臨界電流密度は３３０００Ａ
／ｃｍ2 であり、本発明による線材の臨界電流密度は３
２５００Ａ／ｃｍ2 であり、両者の差は認められなかっ
た。また、上述の工程で得られた線材の交流損失を液体
窒素中で測定した。さらに、銀シース線材の交流損失を
液体窒素中で測定した。その結果、本発明の線材の交流
損失は銀シース線材の交流損失の１／１０であった。
除去して液体窒素中で臨界電流密度を直流４端子法によ
り測定した。また、従来のように、酸化物超電導体が銀
のみによって覆われている銀シース線材についても液体
窒素中で臨界電流密度を直流４端子法により測定した。
その結果、銀シース線材の臨界電流密度は３３０００Ａ
／ｃｍ2 であり、本発明による線材の臨界電流密度は３
２５００Ａ／ｃｍ2 であり、両者の差は認められなかっ
た。また、上述の工程で得られた線材の交流損失を液体
窒素中で測定した。さらに、銀シース線材の交流損失を
液体窒素中で測定した。その結果、本発明の線材の交流
損失は銀シース線材の交流損失の１／１０であった。
【００８０】（実施例９）Ｂｉ2 Ｏ3 と、ＰｂＯと、Ｓ
ｒＣＯ3 と、ＣａＣＯ3 と、ＣｕＯとを混合して組成比
（原子比）がＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８：
０．４：２．０：２．０：３．０の粉末を得た。得られ
た粉末を温度７００℃で１２時間熱処理した後、ボール
ミルで粉砕した。粉砕後の粉末を温度８００℃で８時間
熱処理した後、ボールミルで粉砕した。粉砕後の粉末を
温度８５０℃で４時間熱処理した後にボールミルで粉砕
した。
ｒＣＯ3 と、ＣａＣＯ3 と、ＣｕＯとを混合して組成比
（原子比）がＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８：
０．４：２．０：２．０：３．０の粉末を得た。得られ
た粉末を温度７００℃で１２時間熱処理した後、ボール
ミルで粉砕した。粉砕後の粉末を温度８００℃で８時間
熱処理した後、ボールミルで粉砕した。粉砕後の粉末を
温度８５０℃で４時間熱処理した後にボールミルで粉砕
した。
【００８１】粉砕により得られた粉末を温度８００℃で
２時間加熱処理して脱気した後、粉末を外径２５ｍｍ
φ、内径２２ｍｍφの第１のパイプとしての銀パイプに
充填した。粉末を充填した銀パイプを外径が２０ｍｍφ
となるように伸線加工した後に平均粒径が０．５μｍの
高抵抗体としての酸化マグネシウム（ＭｇＯ）粉末とと
もに外径２３ｍｍ、内径２２ｍｍの銀パイプに充填し、
銀パイプの外径が０．４４ｍｍφとなるまで伸線加工を
施した。
２時間加熱処理して脱気した後、粉末を外径２５ｍｍ
φ、内径２２ｍｍφの第１のパイプとしての銀パイプに
充填した。粉末を充填した銀パイプを外径が２０ｍｍφ
となるように伸線加工した後に平均粒径が０．５μｍの
高抵抗体としての酸化マグネシウム（ＭｇＯ）粉末とと
もに外径２３ｍｍ、内径２２ｍｍの銀パイプに充填し、
銀パイプの外径が０．４４ｍｍφとなるまで伸線加工を
施した。
【００８２】伸線加工により得られた線材を切断して線
材の本数を６１本とし、６１本の線材を束ねて外径が１
４ｍｍφ、内径が１３ｍｍφの銀パイプに嵌合し、銀パ
イプの外径が１．２５ｍｍφとなるように伸線加工を施
した。同様の工程を経て、外径が１．２５ｍｍφの線材
を６本準備した。６本の線材を束ねて撚りピッチ７０ｍ
ｍで撚線加工を施し、この撚線の厚さを０．５ｍｍとな
るように圧延加工を施しテープ状の線材を得た。
材の本数を６１本とし、６１本の線材を束ねて外径が１
４ｍｍφ、内径が１３ｍｍφの銀パイプに嵌合し、銀パ
イプの外径が１．２５ｍｍφとなるように伸線加工を施
した。同様の工程を経て、外径が１．２５ｍｍφの線材
を６本準備した。６本の線材を束ねて撚りピッチ７０ｍ
ｍで撚線加工を施し、この撚線の厚さを０．５ｍｍとな
るように圧延加工を施しテープ状の線材を得た。
【００８３】この線材を温度８４５℃で５０時間熱処理
した後に室温まで冷却し、テープ状の線材の厚が０．４
５ｍｍとなるように圧延加工を施した後に温度８４０℃
で５０時間熱処理して酸化物高温超電導線材を得た。
した後に室温まで冷却し、テープ状の線材の厚が０．４
５ｍｍとなるように圧延加工を施した後に温度８４０℃
で５０時間熱処理して酸化物高温超電導線材を得た。
【００８４】得られた線材について、酸化マグネシウム
を除去した後に液体窒素中で臨界電流密度を直流４端子
法により測定した。また、従来の銀シース線材を用意
し、この銀シース線材の臨界電流密度を液体窒素中で直
流４端子法により測定した。その結果、銀シース線材の
臨界電流密度は３５０００Ａ／ｃｍ2 であり、本発明に
よる線材の臨界電流密度は３４５００Ａ／ｃｍ2 と両者
に差は認められなかった。
を除去した後に液体窒素中で臨界電流密度を直流４端子
法により測定した。また、従来の銀シース線材を用意
し、この銀シース線材の臨界電流密度を液体窒素中で直
流４端子法により測定した。その結果、銀シース線材の
臨界電流密度は３５０００Ａ／ｃｍ2 であり、本発明に
よる線材の臨界電流密度は３４５００Ａ／ｃｍ2 と両者
に差は認められなかった。
【００８５】また、本発明による線材の交流損失を液体
窒素中で測定した。また、従来の銀シース線材の交流損
失を液体窒素中で測定した。その結果、本発明による線
材の交流損失は銀シース線材の交流損失の１／５であっ
た。
窒素中で測定した。また、従来の銀シース線材の交流損
失を液体窒素中で測定した。その結果、本発明による線
材の交流損失は銀シース線材の交流損失の１／５であっ
た。
【００８６】（実施例１０）Ｂｉ2 Ｏ3 と、ＰｂＯと、
ＳｒＣＯ3 と、ＣａＣＯ3 と、ＣｕＯとを混合して組成
比（原子比）がＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．
８：０．４：２．０：２．０：３．０の粉末を得た。得
られた粉末を温度７００℃で１２時間熱処理した後、ボ
ールミルで粉砕した。粉砕後の粉末を温度８００℃で８
時間熱処理した後、ボールミルで粉砕した。粉砕後の粉
末を温度８５０℃で４時間熱処理した後、ボールミルで
粉砕した。
ＳｒＣＯ3 と、ＣａＣＯ3 と、ＣｕＯとを混合して組成
比（原子比）がＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．
８：０．４：２．０：２．０：３．０の粉末を得た。得
られた粉末を温度７００℃で１２時間熱処理した後、ボ
ールミルで粉砕した。粉砕後の粉末を温度８００℃で８
時間熱処理した後、ボールミルで粉砕した。粉砕後の粉
末を温度８５０℃で４時間熱処理した後、ボールミルで
粉砕した。
【００８７】粉砕により得られた粉末を温度８００℃で
２時間熱処理して脱気した後に外径２５ｍｍφ、内径２
２ｍｍφの第１のパイプとしてのＡｇ−１０ａｔ％Ａｕ
合金パイプに充填し、粉末を充填したパイプを外径が
１．３０ｍｍφとなるように伸線加工して線材を得た。
得られた線材を切断して線材の本数を６１本とした。
２時間熱処理して脱気した後に外径２５ｍｍφ、内径２
２ｍｍφの第１のパイプとしてのＡｇ−１０ａｔ％Ａｕ
合金パイプに充填し、粉末を充填したパイプを外径が
１．３０ｍｍφとなるように伸線加工して線材を得た。
得られた線材を切断して線材の本数を６１本とした。
【００８８】平均粒径が０．８μｍの酸化アルミニウム
（Ａｌ2 Ｏ3 ）粉末を用いて外径が１２．９ｍｍφの円
柱状の圧粉体を作製し、その圧粉体の内側に内径が１．
３０ｍｍφの孔を６１個あけた。この孔に上述の工程で
作製した６１本の線材のそれぞれを挿入し、線材が挿入
された圧粉体を外径１４ｍｍφ、内径１３ｍｍφの第２
のパイプとしてのＡｇ−１０ａｔ％Ａｕ合金パイプに挿
入し、合金パイプの外径が１．２５ｍｍφとなるように
伸線加工を施し線材を得た。
（Ａｌ2 Ｏ3 ）粉末を用いて外径が１２．９ｍｍφの円
柱状の圧粉体を作製し、その圧粉体の内側に内径が１．
３０ｍｍφの孔を６１個あけた。この孔に上述の工程で
作製した６１本の線材のそれぞれを挿入し、線材が挿入
された圧粉体を外径１４ｍｍφ、内径１３ｍｍφの第２
のパイプとしてのＡｇ−１０ａｔ％Ａｕ合金パイプに挿
入し、合金パイプの外径が１．２５ｍｍφとなるように
伸線加工を施し線材を得た。
【００８９】さらに、線材の厚さが０．２５ｍｍとなる
まで圧延加工を施してテープ状の線材を得た。このテー
プ状の線材を温度８４５℃で５０時間熱処理した後に室
温まで冷却し、次いで、厚さが０．２２ｍｍとなるよう
に圧延加工を施しテープ状の線材を得た。得られたテー
プ状の線材を１０枚重ねて温度８４０℃で５０時間熱処
理して酸化物高温超電導線材リードを得た。
まで圧延加工を施してテープ状の線材を得た。このテー
プ状の線材を温度８４５℃で５０時間熱処理した後に室
温まで冷却し、次いで、厚さが０．２２ｍｍとなるよう
に圧延加工を施しテープ状の線材を得た。得られたテー
プ状の線材を１０枚重ねて温度８４０℃で５０時間熱処
理して酸化物高温超電導線材リードを得た。
【００９０】得られたリードについて温度４．２Ｋ〜７
７．３Ｋまでの熱侵入量の測定を行なった。また、同じ
条件で、従来の銀シース線材について熱侵入量を測定し
た。従来の銀シース線材による電流リードでは５００Ａ
で熱侵入量は０．２８Ｗ／ｋＡであったが、本発明のよ
るリードでは、５００Ａで熱侵入量は０．０５Ｗ／ｋＡ
であり、熱侵入量を従来の１／５以下に低減できた。
７．３Ｋまでの熱侵入量の測定を行なった。また、同じ
条件で、従来の銀シース線材について熱侵入量を測定し
た。従来の銀シース線材による電流リードでは５００Ａ
で熱侵入量は０．２８Ｗ／ｋＡであったが、本発明のよ
るリードでは、５００Ａで熱侵入量は０．０５Ｗ／ｋＡ
であり、熱侵入量を従来の１／５以下に低減できた。
【００９１】今回開示された実施例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。
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。
【００９２】
【発明の効果】この発明に従えば、超電導線の外周部に
位置する金属が超電導体内に拡散せず、臨界電流密度の
低下を防止できる酸化物高温超電導材を提供できる。
位置する金属が超電導体内に拡散せず、臨界電流密度の
低下を防止できる酸化物高温超電導材を提供できる。
【図１】実施例１のサンプル７の断面を模式的に示す図
である。
である。
【図２】実施例４のサンプル５３の断面を模式的に示す
図である。
図である。
【図３】実施例６のサンプル７７の断面を模式的に示す
図である。
図である。
【図４】実施例７のサンプル９７の断面を模式的に示す
図である。
図である。
１，６，１１，２１ 酸化物高温超電導体 ２，７，１２，２２ シース体 ３，８，１３ 耐熱性酸化物セラミックス ４，１０，１４，２４ 被覆体 ２３ 板状体のセラミックス部分
Claims (25)
- 【請求項１】 酸化物高温超電導体と、 前記酸化物高温超電導体を被覆し、銀を含む材料からな
るシース体と、 前記シース体を被覆し、耐熱性酸化物セラミックスを含
む材料からなる高抵抗体と、 高温酸化性雰囲気中で前記高抵抗体に対して不活性な材
料からなり、前記高抵抗体を被覆する被覆体とを備え
た、酸化物高温超電導線材。 - 【請求項２】 前記シース体は複数本存在し、複数本の
前記シース体のそれぞれの間には前記高抵抗体が介在し
ている、請求項１に記載の酸化物高温超電導線材。 - 【請求項３】 前記酸化物高温超電導体はフィラメント
状である、請求項１または２に記載の酸化物高温超電導
線材。 - 【請求項４】 前記耐熱性酸化物セラミックスは、温度
８００℃以上の酸化性雰囲気中で安定なセラミックス材
料である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の酸化物
高温超電導線材。 - 【請求項５】 前記耐熱性酸化物セラミックスは、Ａｌ
2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＣｏＯ、Ｃｏ3 Ｏ4 、ＳｉＯ2 、Ｂｉ
2 Ｓｒ2 ＣｕＯX および（Ｓｒ，Ｃａ）2 ＣｕＯ3 から
なる群より選ばれた少なくとも１種を含む、請求項１〜
４のいずれか１項に記載の酸化物高温超電導線材。 - 【請求項６】 前記被覆体を構成する材料は、銀、銀合
金、酸化物分散銀、ステンレス鋼およびニッケル合金か
らなる群より選ばれた少なくとも１種を含む、請求項１
〜５のいずれか１項に記載の酸化物高温超電導線材。 - 【請求項７】 前記銀合金は、Ａｇ−Ｍｇ合金、Ａｇ−
Ｍｎ合金、Ａｇ−Ａｕ合金、Ａｇ−Ｓｂ合金およびＡｇ
−Ｐｄ合金からなる群より選ばれた少なくとも１種を含
む、請求項６に記載の酸化物高温超電導線材。 - 【請求項８】 前記酸化物分散銀は、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｍｇ
Ｏ、Ｍｎ2 Ｏ3 およびＬｉ2 Ｏからなる群より選ばれた
少なくとも１種を含む酸化物の粒子を銀の中に分散した
ものである、請求項６に記載の酸化物高温超電導線材。 - 【請求項９】 前記ステンレス鋼は、ＳＵＳ３０４また
はＳＵＳ３１０である、請求項６に記載の酸化物高温超
電導線材。 - 【請求項１０】 前記ニッケル合金は、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆ
ｅ合金である、請求項６に記載の酸化物高温超電導線
材。 - 【請求項１１】 前記耐熱性酸化物セラミックスには導
電性金属が添加されている、請求項１〜１０のいずれか
１項に記載の酸化物高温超電導線材。 - 【請求項１２】 前記導電性金属は、銀、銀合金、金お
よび金合金からなる群より選ばれた少なくとも１種を含
む、請求項１１に記載の酸化物高温超電導線材。 - 【請求項１３】 前記シース体を構成する材料は、Ａ
ｇ、Ａｇ−Ａｕ合金およびＡｇ−Ｓｂ合金からなる群よ
り選ばれた少なくとも１種を含む、請求項１〜１２のい
ずれか１項に記載の酸化物高温超電導線材。 - 【請求項１４】 前記酸化物高温超電導体は、Ｂｉ（Ｐ
ｂ）−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系高温超電導体である、請
求項１〜１３のいずれか１項に記載の酸化物高温超電導
線材。 - 【請求項１５】 前記酸化物高温超電導線材は、酸化物
高温超電導電流リード線である、請求項１〜１４のいず
れか１項に記載の酸化物高温超電導線材。 - 【請求項１６】 銀を含む材料からなる第１のパイプ
に、熱処理により酸化物高温超電導体となる原料粉末ま
たは前記酸化物高温超電導体の粉末を充填する工程と、 前記原料粉末または前記酸化物高温超電導体の粉末を充
填した前記第１のパイプを第２のパイプ内に配置する工
程と、 前記第１のパイプの外周面と前記第２のパイプの内周面
との間に耐熱性酸化物セラミックス粉末を充填する工程
とを備え、 前記第２のパイプは、高温酸化性雰囲気中で前記耐熱性
酸化物セラミックス粉末に対して不活性な材料からな
り、さらに、 前記耐熱性酸化物セラミックス粉末を充填した前記第２
のパイプに塑性加工と熱処理とを施す工程とを備えた、
酸化物高温超電導線材の製造方法。 - 【請求項１７】 銀を含む材料からなる第１のパイプ
に、熱処理により酸化物高温超電導体となる原料粉末ま
たは前記酸化物高温超電導体の粉末を充填する工程と、 孔を有する圧粉体を耐熱性酸化物セラミックス粉末から
作製する工程と、 前記原料粉末または前記酸化物高温超電導体の粉末が充
填された前記第１のパイプを前記圧粉体の孔に挿入する
工程と、 前記第１のパイプが挿入された前記圧粉体を第２のパイ
プ内に配置する工程とを備え、 前記第２のパイプは、高温酸化性雰囲気中で前記耐熱性
酸化物セラミックス粉末に対して不活性な材料からな
り、さらに、 前記圧粉体が配置された前記第２のパイプに塑性加工と
熱処理とを施す工程とを備えた、酸化物高温超電導線材
の製造方法。 - 【請求項１８】 銀を含む材料からなる第１のパイプ
に、熱処理により酸化物高温超電導体となる原料粉末ま
たは前記酸化物高温超電導体の粉末を充填する工程と、 金属板の表面に耐熱性酸化物セラミックス粉末を付着さ
せて板状体を形成する工程とを備え、 前記金属板は、高温酸化性雰囲気中で前記耐熱性酸化物
セラミックス粉末に対して不活性な材料からなり、さら
に、 前記原料粉末または前記酸化物高温超電導体の粉末が充
填された前記第１のパイプに前記板状体を巻付けて前記
第２のパイプ内に配置する工程とを備え、 前記第２のパイプは、高温酸化性雰囲気中で前記耐熱性
酸化物セラミックス粉末に対して不活性な材料からな
り、さらに、 前記板状体が配置された前記第２のパイプに塑性加工と
熱処理とを施す工程とを備えた、酸化物高温超電導線材
の製造方法。 - 【請求項１９】 前記耐熱性酸化物セラミックス粉末の
平均粒径が１０μｍ以下である、請求項１６〜１８のい
ずれか１項に記載の酸化物高温超電導線材の製造方法。 - 【請求項２０】 前記耐熱性酸化物セラミックス粉末の
平均粒径が１μｍ以下である、請求項１９に記載の酸化
物高温超電導線材の製造方法。 - 【請求項２１】 前記耐熱性酸化物セラミックス粉末の
表面に導電性金属が蒸着している、請求項１６〜２０の
いずれか１項に記載の酸化物高温超電導線材の製造方
法。 - 【請求項２２】 前記耐熱性酸化物セラミックス粉末に
は導電性金属粉末が混入している、請求項１６〜２０の
いずれか１項に記載の酸化物高温超電導線材の製造方
法。 - 【請求項２３】 前記第２のパイプに塑性加工と熱処理
とを施す工程は、前記第２のパイプにツイスト加工を施
した後に圧縮加工および熱処理を施すことを含む、請求
項１６〜２２のいずれか１項に記載の酸化物高温超電導
線材の製造方法。 - 【請求項２４】 前記第２のパイプに塑性加工と熱処理
とを施す工程は、前記第２のパイプに伸線加工またはツ
イスト加工を施して複数本の線材を形成し、複数本の前
記線材を束ねて撚線加工を施し、さらに圧縮加工と熱処
理を施すことを含む、請求項１６〜２３のいずれか１項
に記載の酸化物高温超電導線材の製造方法。 - 【請求項２５】 前記第１のパイプに原料粉末または酸
化物高温超電導体の粉末を充填する工程は、複数の前記
第１のパイプを準備し、複数の前記第１のパイプのそれ
ぞれに前記原料粉末または前記酸化物高温超電導体の粉
末を充填することを含む、請求項１６〜２４のいずれか
１項に記載の酸化物高温超電導線材の製造方法。
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|---|---|---|---|
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| CA002264120A CA2264120A1 (en) | 1998-04-28 | 1999-03-02 | High temperature oxide superconducting wire and method of manufacturing thereof |
| US09/264,570 US6311385B1 (en) | 1998-04-28 | 1999-03-08 | High temperature oxide superconducting wire and method of manufacturing thereof |
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| EP99401030A EP0964458B1 (en) | 1998-04-28 | 1999-04-28 | Method of manufacturing a high temperature oxide superconducting wire |
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