JPH1186649A

JPH1186649A - 酸化物超電導導体、これを用いたケーブル並びに積層導体、及び酸化物超電導導体の製造方法

Info

Publication number: JPH1186649A
Application number: JP10200442A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Watabe; 智則渡部
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1997-07-15
Filing date: 1998-07-15
Publication date: 1999-03-30

Abstract

(57)【要約】【課題】高いオーバーオール臨界電流密度を示すテー
プ状酸化物超電導導体、ケーブル、および積層導体を提
供することを目的とする。【解決手段】マトリックス金属中に複数の酸化物超電
導体層を有し、長手方向に沿う両端部の端面が除去によ
る断面減少加工されてなることを特徴とする。両端部が
除去された端面には、酸化物超電導体層の少なくとも一
部が露出しており、両端部の除去は、最終の圧延工程の
後であって、前後に熱処理を伴う時期に行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆる多層構
造、多芯構造の酸化物超電導導体、それを用いたケーブ
ル、およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】酸化物超電導導体は、電力ケーブルのよ
うな大容量導体や、機器への広範囲の応用が期待されて
おり、そのため、超電導線材の臨界電流密度の増大が要
求されている。特に、金属シース線材は、長尺化が容易
であるなどの利点があるため、実用化への期待が大き
い。

【０００３】金属シース酸化物超電導線材の製造方法と
しては、パウダーインチューブ（ＰＩＴ）法が広く使用
されている。この方法は、酸化物超電導体となる原料粉
末を金属管内に充填して複合体とし、この複合体を減面
加工して線材とする方法である。この方法により製造さ
れる金属シース酸化物超電導線材には、減面加工した線
材を再び金属管内に複数本充填して再度減面加工を施す
ことにより製造される多芯構造のものや、金属層と酸化
物超電導体層を積層して金属管内に充填することにより
製造される多層構造のものなど、様々な構造を有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような酸化物超電
導導体を大容量導体や機器に応用するには、導体のオー
バーオールの臨界電流密度（Ｊｅ）の向上が望まれてい
るが、長尺の金属シース線材では、テープ状に加工した
場合でも、液体窒素温度下で１０³ Ａ／ｃｍ² のオーダ
ー程度のオーバーオールの臨界電流密度しか得られてい
ないのが現状である。ここで、オーバーオール臨界電流
密度とは、超電導体層だけでなく複合材料を含む導体全
体の臨界電流密度を示す。従って、超電導導体の電気的
輸送能力の指標である。なお、一般に言われる臨界電流
密度（Ｊｃ）は、超電導体部分のみの性能を指す。

【０００５】また、従来のテープ状酸化物超電導導体を
中心部材（フォーマ）に巻いて製造したケーブルやテー
プを積層した積層導体、コイルにあっては、テープ状酸
化物超電導導体は、圧延加工時の幅方向の変形が常時等
しいわけではないので、隣接する酸化物超電導導体の合
わさり目に隙間が生じる。

【０００６】これは、ケーブルや積層導体、コイルの断
面積を増大させ、かつ輸送電流に寄与しないばかりでな
く、隙間から磁場がケーブル内部に侵入し、ケーブルの
臨界電流が低下するという問題を引き起こす。コイルで
は磁場の均整にも影響するため、寸法精度も重要であ
る。また、超電導導体の隣接する辺りの超電導特性の低
い部分から磁場がケーブル内部に侵入し易く、この侵入
磁場によりケーブルの臨界電流が低下し、理諭値よりも
低い臨界電流値しか達成できないという問題があった。

【０００７】本発明は、このような事情の下になされ、
高いオーバーオール臨界電流密度を示すテープ状酸化物
超電導導体を提供すること、および高い臨界電流を示す
ケーブルおよび積層導体を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、高いオーバーオール臨界電流密度
を示すテープ状酸化物超電導体を製造する方法を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者の研究による
と、多芯構造や多層構造のテープ状の酸化物超電導導体
では、線材の減面加工および圧延のため、テープの幅方
向の両側にある縁部及びその近傍は、中央部分に比較し
て酸化物超電導体に対するマトリクス金属の比率が大き
くなり、導体全体の臨界電流に対する寄与が小さく、そ
のため導体全体の臨界電流密度より臨界電流密度が低い
箇所であることが判明した。

【０００９】更に、本発明者は、酸化物超電導導体の縁
部及びその近傍の部分は、圧延加工時に幅方向に変形し
やすいため、結晶粒の配向が中央部に比較して劣り、密
度も中央部分に比較して小さいため、臨界電流密度が小
さいことも見いだした。即ち、金属シース（マトリクス
金属）中に複数の酸化物超電導体層を配置した複合体に
断面減少加工（減面加工）、圧延加工を施すと、マトリ
クス金属が両縁部に集まり、超電導体の占有率が低下し
てしまう。また、両緑部では材料が横方向に逃げるた
め、充分に圧力が伝達されず、超電導体の配向も中央部
に比較して劣る傾向がある。そのため、製造されたテー
プ伏状線材の超電導特性は、中央部に比較して両縁部で
は劣ってしまう。

【００１０】そこで、本発明者は、この両縁部を除去す
ることにより、オーバーオールの臨界電流密度を高くす
ることが出来ること、かつ縁部の除去と圧延工程と熱処
理とを適切に組合せることにより、その効果が顕著にな
ることを見出だした。また、この超電導導体を用いてケ
ーブルを製造する場合はテープ線材の幅を一定とするこ
とができるのでテープ線材の合わさり目に隙間が生じ
ず、磁場侵入の抑制にも効果があり、高い臨界電流を示
すケーブルを製造できることを見出だした。本発明は、
かかる知見に基づくものである。

【００１１】即ち、本発明（請求項１）は、マトリック
ス金属中に複数の酸化物超電導体層を有し、長手方向に
沿う両端部（超電導導体の縁部分）を除去することによ
って、マトリックス金属を減少させることを特徴とす
る。

【００１２】また、本発明（請求項２）は、マトリック
ス金属中に複数の酸化物超電導体層を有し、長手方向に
沿う両端部の端面に、前記酸化物超電導体層の少なくと
も一部が露出していることを特徴とする酸化物超電導導
体を提供する。

【００１３】縁部が除去された、更には縁部が除去され
ることによって端面に酸化物超電導体層が露出した導体
は、マトリックス金属の比率が縁部で大であるとか、超
電導体層の配向性等が縁部で劣るとかいう問題がないの
で、オーバーオール臨界電流密度を向上できるという利
点がある。

【００１４】しかも、このように複数の酸化物超電導体
層を有する酸化物超電導導体の場合には、これらの酸化
物超電導体層の共同作用により、端面に酸化物超電導体
層を露出させた導体でも、酸化物超電導体層が単独の場
合（本出願人が先に出願した特願昭６２−１５８９１５
号（特開平１−３９１９号）参照）に比較して、端部を
切断処理、削り加工したときに、個々の酸化物超電導体
層が受ける衝撃等の影響が緩和され、酸化物超電導体層
に欠けやクラックが発生し難くなるので、良好な超電導
特性を有するものとなる。

【００１５】なお、酸化物超電導体層の厚さは、切断処
理の作業性、切断処理後の酸化物超電導体層の品質等の
点から、２５μｍ以下であることが望ましい。酸化物超
電導体層の超電導特性も考慮すると、より好ましい厚さ
は、５μｍ〜１０μｍである。

【００１６】本発明の酸化物超電導導体は、多層構造ま
たは多芯構造とすることができる。即ち、多層構造の酸
化物超電導体は、断面減少加工されてなるテープ状のも
のであり、この酸化物超電導導体の幅と同一幅の酸化物
超電導体層が、この酸化物超電導導体の幅方向にほぼ平
行に配置されていることを特徴とするものである（請求
項３）。

【００１７】多芯構造の酸化物超電導導体は、断面減少
加工されてなるテープ状のものであり、この酸化物超電
導導体の幅よりも狭い酸化物超電導体層がこの酸化物超
電導導体中に分散配置されていることを特徴とするもの
である（請求項４）。

【００１８】この多芯構造の酸化物超電導導体では、緑
部除去の結果、酸化物超電導体層が露出しても、端面に
露出して外気の影響を受けやすくなる酸化物超電導体層
は、全体のうちの一部のみに限られ、全体としては、製
造後の保管時などに外気の影響は抑制できるという利点
がある。

【００１９】前記多層構造のものは、酸化物超電導体層
を同心円状に配置された複数のマトリックス金属管の隣
接する管間に配置して、テープ状に断面減少加工するこ
とによって製造することが出来る。また、多芯構造のも
のはマトリックス金属管内に酸化物超電導体層を配置し
てなる複合素線を複数本束ねて、外層マトリックス金属
管内に収容し、テープ状に断面減少加工することによっ
て製造することが出来る。

【００２０】本発明の酸化物超電導導体に使用されるマ
トリックス金属としては、銀、金、白金などの貴金属お
よびその合金、更に酸化マグネシウムなどの酸化物層を
表面に有する高融点金属等を用いることが出来る。ま
た、酸化物超電導体層としては、Ｂｉ₂ Ｓｒ₂ Ｃａ₂ Ｃ
ｕ₃ ０_x 、Ｂｉ₂ Ｓｒ₂ ＣａＣｕ₂ ０_y 、ＹＢａ₂ Ｃｕ
₃ ０_x 並びにそれらのＰｂ添加物等を用いることが出来
る。

【００２１】前述した各酸化物超電奪導体は、ケーブル
化して用いることができる（請求項５）。ケーブル化
は、中心部材（フォーマ）に前記各酸化物超電導導体を
巻き付けることにより行うとよい。中心部材としては、
金属、合成樹脂などで形成された、管状のもの、柱状の
ものを利用することができる。酸化物超電導導体は、こ
の中心部材上に隙間が生じないように、かつ幅広面が中
心部材の表面に沿うように巻くこと、また多層に巻くこ
とが望ましい。

【００２２】両縁部の除去は、テープ幅が均一になるの
で、隙間を生じさせないためには効果的である。多層に
巻く場合、同一層において隣接する酸化物超電導導体の
合わさり目の位置が、上と下の層とでは重ならないよう
にずらして巻くことが望ましい。

【００２３】また、テープ状の超電導導体を積層して大
容量導体とすることもできる（請求項６）。縁部の除去
により、テープ間に隙間が生じにくくなり、大容量導体
の断面積を小さくすることができる。パンケーキコイル
のように隙間なく、コイルを重ねる場合にも有効であ
り、超電導導体の寸法精度が必要な機器に使用する超電
導導体として適している。

【００２４】縁部を除去し、端面に酸化物超電導体層を
露出させた導体は、マトリックス金属の比率が縁部で大
であるとか、超電導体層の配向性等が縁部で劣るとかい
う問題がない。このような酸化物超電導体を巻いてなる
ケーブルでは、良質の酸化物超電導導体層が、導体の幅
方向すなわちケーブルの表面全体に、より均一に存在し
ている。

【００２５】すなわち、従来のケーブルでは、酸化物超
電導導体の隣接する辺りにマトリックス金属が多く存在
していたが、本発明のケーブルでは、そのような問題が
ない。従って、外部磁場の侵入に対して弱い部分を大幅
に狭くすることができ、ケーブル内部への外部磁場侵入
をより低減することが出来る。その結果、ケーブルの臨
界電流を向上することができるという利点がある。

【００２６】また、本発明（請求項７）は、マトリック
ス金属管内に酸化物超電導体を配置してなる複合体を断
面減少加工してテープ状線材を形成する工程、前記テー
プ状線材に熱処理を施す工程、前記熱処理工程の前また
は後に、前記テープ状線材に最終の圧延を施す工程、お
よび前記熱処理工程および前記最終の圧延工程の後に、
少なくとも前記テープ状線材の長手方向に沿う両緑部を
除去する工程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。

【００２７】かかる本発明の酸化物超電導導体の製造方
法において、両縁部の除去は、切断加工または削り加工
により行うことが出来る。切断の場合には、テープ状導
体に切断による変形や応力が及ぼされる面積が小さくな
るように、導体が剛体に押し当てられて固定されている
か、あるいは切断除去される箇所以外は剛体に挟まれて
いるような状態で行われることが好ましく、切断器具は
スリッターや鋭利な刃物が好ましい。削りの場合でも、
導体が充分に固定された状態が好ましく、剛体で挟んだ
り、別の金属テープで補強して研削することが望まし
い。なお、削り加工としては、研削、切削等を利用する
ことができる。両縁部の除去される部分の寸法は、片側
で０．３ｍｍ〜０．８ｍｍ程度で充分である。

【００２８】０．２ｍｍ未満では両縁部の除去効果が少
なく、１ｍｍを越えても、それ以上のオーバーオール臨
界電流密度の向上は望めない。ただし、積層導体やケー
ブル、コイルでは、０．１ｍｍ程度の除去でもテープ幅
が均一になり、積層導体、ケーブル、コイルなどの寸法
精度が向上する効果がある。なお、両縁部の除去に加
え、中央部を複数に切断してもよい。

【００２９】両縁部の除去は、圧延工程、熱処理工程と
の関係から様々な時期に行うことが出来るが、いずれの
場合も、最終の圧延工程の後であることが肝要である。
また、最終圧延工程と縁部除去工程を含む工程の前後
に、熱処理工程を行うとよい。最終圧延工程と縁部除去
工程との間に熱処理を行うと、さらに良い。なお、これ
らの熱処理は、超電導体が生成する条件で行うことが望
ましい。

【００３０】通常のテープ状酸化物超電導導体の製造プ
ロセスは、以下の通りである。（１）マトリックス金属管内に酸化物超電導体粉末を充
填して複合体を形成する工程、（２）複合体を減面加工
して、テープ状線材を形成する工程、（３）テープ状線
材を圧延する工程、（４）圧延されたテープ状線材に一
次熱処理（超電導体が生成する熱処理）を施す工程、
（５）一次熱処理を施されたテープ状線材を最終圧延す
る工程、（６）最終圧延されたテープ状線材を二次熱処
理（超電導体が生成する熱処理）する工程。

【００３１】以上の各工程を有するプロセスにおいて
は、両縁部の除去は、工程（５）と（６）の間、または
工程（６）の途中で行うことが出来る。両縁部の除去
は、これらの時期に、複数回行われてもよい。即ち、最
終圧延工程後に、両縁部を除去し、次いで二次熱処理を
施し、この二次熱処理を中断して、再度両縁部を除去
し、更に、二次熱処理を継続することが出来る。二次熱
処理は、複数回中断して、更に複数回両縁部を除去する
ことも可能である。いずれの場合も、最後の両縁部除去
工程において、所望の長さのテープ状酸化物超電導導体
が得られればよい。

【００３２】なお、複数回の両縁部の除去は、２回また
は３回までは所定の効果が認められるが、４回以上で
は、かえって臨界電流密度を低下させてしまう傾向にあ
る。以上のように、本発明の特徴は、テープ状線材の長
手方向に沿う両縁部を除去したことにあるが、このよう
な両縁部の除去により、臨界電流密度が小さい部分が除
去されることに加え、酸化物超電導体が露出して大気に
接している部分があるので、熱処理中の酸化物超電導体
のガス放出や吸着が容易になり、金属シース線村の膨れ
を抑制し、酸化物超電導線材の生成反応を促進するとい
う効果も得られる。

【００３３】なお、両縁部除去後の圧延は、酸化物超電
導体の結晶粒を過度に破壊したり、配向性を損なう、な
どの悪影響を及ぼすことも研究により判明しているの
で、両縁部の除去は、常に最終的な圧延（中間圧延）後
に行うことが必要である。超電導体の１部が露出しない
場合でも、中間圧延によってテープ幅に変動が生じるの
で、縁部除去は中間圧延後に行うことが必要である。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的実施例に基
づいて、本発明を詳細に説明する。（実施例１）本実施例は、銀層と酸化物超電導体層が多
重構造になったテープ状酸化物超電導導体に関するもの
である。

【００３５】まず、Ｂｉ₂ Ｏ₃ 、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ₃ 、
ＣａＣＯ₃ 、およびＣｕＯの各粉末を、モル比でＢｉ：
Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８：０．４：２：２：３
になるよう配合し、混合して、これを大気中、１０７３
Ｋの温度で１００時間焼成した。次いで、焼成体を粉砕
し、図１に示すように、同心円状に配置された複数の銀
管１１ａ〜１１ｇの間に充填した。なお、参照符号１２
は、充填された酸化物超電導体粉末膚を示す。

【００３６】最外層の銀管１１ａは、外径２５ｍｍ、内
径２１ｍｍであり、この銀管１１ａ内に、厚さ０．５ｍ
ｍで、外径がそれぞれ１９ｍｍ、１６ｍｍ、１３ｍｍ、
１０ｍｍ、７ｍｍの銀管１１ｂ〜１１ｆが配置された、
多重構造となっている。

【００３７】このようにして得た複合体を、スエージン
グと引き抜き加工により、５ｍｍφ相当まで減面加工し
て線材化した後、２段ロールにより圧延して、厚さ０．
２５ｍｍ、幅４．０ｍｍの断面を有するテープ状線材に
加工した。次いで、得られたテープ状線材を、酸化物超
電導体生成処理として、大気中、１１０８Ｋ、４０時間
の熱処理（１次熱処理）を施し、次に、２段ロールで再
度圧延（最終圧延）して、厚さ０．２ｍｍ、幅４．２ｍ
ｍ程度の断面に加工し、更に、大気中、１１０８Ｋで、
合計２００時間の熱処理（２次熱処理）を施した。

【００３８】以上のような各工程の様々な時期におい
て、テープ状酸化物超電導導体の縁部を除去した。除去
方法としては、切断および研削を用いた。切断は、テー
プ線材の除去しない部分を厚さ３ｍｍの鉄板で挟み、カ
ッターナイフで切断することにより行ない、研削は、テ
ープ線材を厚さ２ｍｍのアルミ板で挟み、研磨紙を使用
して、アルミ坂ごと乾式研削した。

【００３９】図２に、圧延後のテープ状酸化物超電導導
体の断面を示す。図２において、参照符号２１は銀マト
リクスを、２２は酸化物超電導体を示す。図２では、破
線ｍ，ｎで除去部分を示してあり、両緑部ともほぼ等し
い幅で除去するようにした。使用した試料の長さは２５
ｃｍ程度であった。両縁部の除去方法、時期、断面寸
法、および最終の熱処理後に到達した導体のオーバーオ
ールの臨界電流密度（Ｊｅ）を下記表１に示す。なお、
表１において「２次熱処理中」とは、２次熱処理開始後
所定時間経過後に、一旦試料を熱処理炉から取り出し
て、緑部を除去し、その後、再び２次熱処理に供したこ
とを言う。

【００４０】比較例として、緑部を除去しない試料（表
１中、試料番号１−１）、最終圧延に（一次熱処理後
に）縁部を切断除去し、次いで熱処理（二次熱処理）を
行った試料（試料番号１−２）、熱処理（二次熱処理）
後に両縁除去を行い、その後熱処理しない試料（試料番
号１−７）についても同様に示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】上記表１から、試料番号１−４〜６、１−
９〜１１のように、前後に熱処理を伴う両縁部の除去を
行った試料（最終圧延後）のＪｅは、１０，０００Ａ／
ｃｍ² のオーダーであり、これに対し、両縁部を除去し
ないで熱処理を行った試料（試料番号１−１）のＪｅは
６５００Ａ／ｃｍ² であることがわかる。このことか
ら、両縁部の除去とその前後の熱処理とを組合せること
により、両縁部を除去しない試料に比較して、４０％以
上もＪｅを増大させることができることがわかる。

【００４３】また、試料番号１−２に示すように、縁部
を除去した後に最終圧延を行なった試料は、Ｊｅが大き
く低下している。更に、試料番号１−７に示すように、
最終的な熱処理後に縁部を除去した試料は、両縁部を除
去しない試料に比べ、Ｊｅがある程度（約２０％）向上
しているが、両縁部の除去後にも熱処理を伴うほうが、
効果ははるかに大きいことがわかる。

【００４４】（実施例２）実施例１と同様にして原料粉
体を配合し、混合し、焼成処理を行い、更に粉砕した。
続いて、外径２５ｍｍ、内径１５ｍｍの銀管内に粉砕し
た粉体を充填して、複合体を作製した。次いで、この複
合体にスエージングおよび引き抜き加工を施して、対辺
長２．３ｍｍの断面正六角形の複合素線に加工した。引
き抜き加工の際、皮剥きを行って、酸化物超電導体に対
して銀の比が０．５程度になるようにした。

【００４５】次に、この複合素線を定尺に切断し、５５
本を外径２５ｍｍ、内径１９ｍｍの断面円形の銀管内に
充填し、多芯ビレットとした。この多芯ビレットを、ス
エージングと引き抜き加工により１．５ｍｍφの線材に
した。引き抜き加工の際、適当な皮剥きを行って、銀マ
トリックスの酸化物超電導体に対する比を１．８程度に
調整した。

【００４６】次に、これら線材を２段ロールにより圧延
して、厚さ０．２５ｍｍ、幅３．７５ｍｍのテープに加
工した。その後、実施例１と同様にして、１次熱処理を
行った。そして、更に２段ロールにより最終圧延を行
い、厚さ０．２ｍｍ、幅４．０ｍｍ程度に加工し、実施
例１と同様の２次熱処理を行った。使用した試料の長さ
は２５ｃｍ程度であった。

【００４７】図３に、圧延後のテープ状酸化物超電導導
体の断面を示す。図３において、参照符号３１は銀マト
リクスを、３２は酸化物超導電体を示す。以上のような
各工程の様々な時期において、実施例１と同様にして、
テープ状酸化物超電導導体の縁部を、破線ｍ，ｎにおい
て除去した。両縁部の除去方法、時期、断面寸法、およ
び最終の熱処理後に到達した導体のオーバーオールの臨
界電流密度（Ｊｅ）を下記表２に示す。

【００４８】比較例、参考例として、緑部を除去しない
試料（表２中、試料番号２−１）、最終圧延前に（１次
熱処理後に）縁部を切断除去し、次いで熱処理（２次熱
処理）を行った試料（試料番号２−２）、熱処理（２次
熱処理）後に両縁除去を行い、その後熱処理しない試料
（試料番号２−７）についても同様に示す。

【００４９】

【表２】

【００５０】上記表２から、試料番号２−４〜６、２−
９〜１１に示すように、前後に熱処理を伴う両縁部の除
去を行った試料（最終圧延後）のＪｅは、いずれも１０
０００Ａ／ｃｍ² のオーダーまたはそれに近い値であ
り、これに対し、両縁部を除去しないで熱処理を行った
試料（試料番号２−１）のＪｅは７４００Ａ／ｃｍ² と
低いことがわかる。

【００５１】また、試料番号２−２に示すように、縁部
を除去した後に最終圧延を行なった試料は、Ｊｅが大き
く低下している。更に、試料番号２−７に示すように、
最終的な熱処理後に縁部を除去した試料は、両縁部を除
去しない試料に比べ、Ｊｅが多少（約１０％）向上して
いるが、両縁部の除去後にも熱処理を伴うほうが、効果
ははるかに大きいことがわかる。

【００５２】（実施例３）本実施例は、縁部の除去と熱
処理とを複数回組合せた例である。実施例１と同様にし
てテープ状に線材を加工し、１次熱処理、最終圧延、２
次熱処理を行った。しかし、縁部の除去は、複数回行っ
た。縁部の除去は、実施例１で行った切断方法を用い
た。

【００５３】両縁部の除去回数、時期、断面寸法、およ
び最終の熱処理後に到達した導体のオーバーオールの臨
界電流密度（Ｊｅ）を下記表３に示す。比較例として、
縁部を除去しない試料（表３中、試料番号３−１）につ
いても同様に示す。

【００５４】

【表３】

【００５５】上記表３から、前後に熱処理を伴う両縁部
の除去を複数回行った試料（最終圧延後）のＪｅは、い
ずれも１００００Ａ／ｃｍ² のオーダーまたはそれに近
い値であり、これに対し、両縁部を除去しないで熱処理
を行った試料（試料番号３−１）のＪｅは６４００Ａ／
ｃｍ² と低いことがわかる。

【００５６】なお、前後に熱処理を伴う切断を２回行う
ことにより（試料番号３−５〜３−７）、所定のＪｅ向
上効果が認められるが、それ以上の回数（試料番号３−
８〜３−１０）では、Ｊｅが減少傾向にある。しかし、
比較例（試料番号３−１）に比べると、いずれも大きな
Ｊｅを得ることが出来た。

【００５７】（実施例４）外径８ｍｍ、内径６ｍｍの銀
管に、実施例１と同じ焼成粉末を充填し、これに実施例
１の試料番号１−５のものと同様の、熱処理、断面減少
処理、縁部除去処理を施し、酸化物超電導体層が１層の
みの超電導導体を製造した。この酸化物超電導体層の厚
さは約１２５μｍであった。

【００５８】実施例１で製造した試料番号１−５の超電
導体、実施例２の試料番号２−５の超電導導体の端面に
露出した酸化物超電導体層と、前記比較のために製造し
た超電導体の端部に露出した超電導体層を顕微鏡で観察
した。なお、酸化物超電導体層の厚さは、試料番号１−
５のものでは平均８μｍ、試料番号２−５のものでは平
均１１μｍであった。

【００５９】顕微鏡観察の技果、前記試料番号１−５、
２−５のものに比較して比較例のものは深いクラックが
観察された。実施例のものは、超電導体層にクラックが
少ないのは、複数ある超電導体層が共同して切断時の衝
撃を緩和するためと考えられる。

【００６０】（実施例５）図４は、ケーブルの実施例を
示すものである。図中、参照符号４はフォーマを示し、
このフォーマ４は、外径３０ｍｍ、内径２６ｍｍのステ
ンレスパイプからなる。使用したテープ状超電導導体
は、実施例１の試料番号１−３に示すように熱処理終了
後に両縁を切断したものと、比較例として実施例１の試
料番号１−１に示すように両縁を切断しないものの２種
類である。

【００６１】ステンレスパイプには、表面にカプトンテ
ープによる絶縁を施し、それぞれフォーマに螺旋状に３
層を交互に、隣接するもの同士が密接するように巻い
た。超電導体１同士の合わさり目の位置は、１層目と２
層目、２層目と３層目とでずらすようにした。なお、使
用した超電導線材の寸法は、縁部分を除去していない場
合が厚さ０．２ｍｍ、幅４．２ｍｍであり、縁部分を除
去した場合は幅が２．７２ｍｍであった。ケーブル長は
７５０ｍｍである。このようにして作製したケーブルに
液体窒素中で直流電流を通電し、Ｊｅを測定した。その
結果を下記表４に示す。

【００６２】

【表４】

【００６３】縁部が除去された酸化物超電導体層を用い
ると、上記表４に示したように、導体として高い臨界電
流密度を得ることができる。これは、縁部分を除去して
テープ幅をそろえることによって酸化物超電導導体を密
に巻くことができるうえ、隣接する酸化物超電導体層の
接する辺りに外部磁場の侵入に対して弱い部分が生じる
のを回避することができ、ケーブルの臨界電流を向上で
きるという利点があるからである。縁部分を除去しない
場合を比較例として示したが、テープ間に０．１５ｍｍ
程度の隙間が数カ所認められた。

【００６４】（実施例６）図５は、テープ状線材を積層
導体とした実施例を示すものである。使用した超電導線
材は、実施例５で使用したものと同じ長尺材から切り出
したものである。試料は、縁部分を除去したテープで作
製した積層導体からなる２種類の試料Ａ，Ｂと、縁部分
を除去しないテープで作製した積層導体からなる比較例
に係る試料の３種類である。

【００６５】縁部分の切断は、実施例１の切断方去と同
様の方法で行ったが、縁部分を除去した２種類の試料
Ａ，Ｂのうち、試料Ｂは除去部分を小さくして、酸化物
超電導体層の露出を小さくした。積層導体の構造は、１
０枚積層したブロックを横に並べる配置とした。このよ
うにして作製した３種類のケーブルに、液体窒素中で直
流電流を通電し、Ｊｅを測定した。その結果を下記表５
に示す。

【００６６】

【表５】

【００６７】上記表５に示すように、縁部を除去したテ
ープで作製した積層導体（試料Ａ，Ｂ）は、比較例に係
る縁部を除去しないテープで作製した積層導体よりＪｅ
が大きい。これは、テープ幅が均一なので、テープ同士
に隙間が生じ難いことによる。このことは、比較例に係
る積層導体の断面積と比べて明らかである。更に、縁部
を超電導導体が露出するまで除去したテープ線材は、Ｊ
ｅが大きく、このテープ線材で作製した積層導体（試料
Ａ）は、Ｊｅが非常に大きい。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の酸化物超
電導導体によると、テープ状線材の長手方向両縁部が除
去されているので、マトリクス金属の比率が大きいため
に臨界電流密度が小さくなっている部分が除去され、そ
れによって高い臨界電流密度が得られる。本発明のケー
ブルや積層導体、コイルによれば、外部磁場が侵入しに
くく、テープ状線材間の隙間がほとんどないので、精度
のよい、臨界電流および臨界電流密度の大きいものを得
ることができる。

【００６９】また、本発明の酸化物超電導導体の製造方
法によると、最終の圧延工程の後であって、前後に熱処
理工程を伴う時期に、テープ状線材の長手方向両縁部が
除去されるているので、上述の優れた効果を示す酸化物
超電導導体を、低コストで、確実に、寸法精度よく、か
つ容易に得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る多重構造の酸化物超電
導導体を得るための、減面加工前の複合体を示す断面
図。

【図２】図１に示す複合体を用いて製造された多重構造
のテープ状酸化物超電導導体の断面図。

【図３】本発明の他の実施例に係る多芯構造のテープ状
酸化物超電導導体の断面図。

【図４】本発明の他の実施例に係る酸化物超電導導体ケ
ーブルを示す図。

【図５】本発明の他の実施例に係る酸化物超電導導体積
層導体を示す図。

【符号の説明】

１・・・酸化物超電導導体４・・・フォーマ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ・・
・銀管１２・・・酸化物超電導粉末。２１，３１・・・銀マトリクス２２，３２・・・酸化物超電導体、ｍ，ｎ・・・除去するテープ縁部の境界。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マトリックス金属中に複数の酸化物超電
導体層を有し、長手方向に沿う両端部の端面が除去によ
る断面減少加工されてなることを特徴とする酸化物超電
導導体。
【請求項２】マトリックス金属中に複数の酸化物超電
導体層を有し、長手方向に沿う両端部の端面に、前記酸
化物超電導体層の少なくとも一部が露出していることを
特徴とする酸化物超電導導体。
【請求項３】酸化物超電導導体が断面減少加工されて
なるテープ状のものであり、この酸化物超電導導体の幅
と同一幅の酸化物超電体層がこの酸化物超電導導体の幅
方向にほぼ平行に配置されていることを特徴とする請求
項１に記載の酸化物超電導導体。
【請求項４】酸化物超電導導体が断面減少加工されて
なるテープ状のものであり、この酸化物超電導導体の幅
よりも狭い酸化物超電体層が、この酸化物超電導導体中
に分散配置されていることを特徴とする請求項１に記載
の酸化物超電導導体。
【請求項５】請求項１、２、３または４に記載の酸化
物超電導導体を用いたケーブル。
【請求項６】請求項１、２、３または４に記載のテー
プ状酸化物超電導導体を積層して作製した積層導体。
【請求項７】マトリックス金属管内に酸化物超電導体
を配置してなる複合体を断面減少加工してテープ状線材
を形成する工程、前記テープ状線材に熱処理を施す工程、前記熱処理工程の前または後に、前記テープ状線材に最
終の圧延を施す工程、前記最終の圧延工程の後に、少なくとも前記テープ状線
材の長手方向に沿う両縁部を除去する工程を具備するこ
とを特徴とする酸化物超電導導体の製造方法。
【請求項８】前記熱処理工程の後に、前記最終の圧延
工程と前記両緑部の除去工程を行い、その後に第２の熱
処理工程が行われることを特徴とする請求項５に記載の
酸化物超電導導体の製造方法。