JPS63259926A - 超電導線の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、酸化物超電導体からなる超電導線を製造す
る方法に関するものである。

［従来の技術］ 近時、臨界温度が５０に以上のＬａ−ｌ３ａ−Ｃｕ−Ｏ
系、Ｙ　−Ｂ　ａ　−Ｃｕ−０系等のいわゆるＡ　−Ｂ
　−Ｃｕ−０系（Ａ　：　Ｂａ、Ｓｒ、Ｂｅ−、Ｂ　：
　Ｓｃ。

Ｙｂ、Ｙ、Ｌａ・・・）の酸化物超電導体が次々と見い
だされつつある。これらの酸化物超電導体は、従来の合
金系あるいは金属間化合物系超電導体に比べて臨界温度
が高く、液体窒素温度量−Ｆで超電導性を示すものもあ
ることから実用上極めて有望な超電導材料とされている
。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、現在得られているこれらの酸化物超電導
体は極めて加工性の悪い材料であり、これらに押出加工
や縮径加工を施して長尺の線材を得ようとしても、断線
等のトラブルを生じ易いために、長尺の線材を得ること
が困難であるという問題があった。

［発明の目的コ この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、酸化物
系の臨界温度の極めて高い長尺の超電導線を製造するこ
とかできる方法を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、次のようにして超電導線を製造する。すな
わち、芯線の外周部を酸化物系超電導原料（周期律表第
１１１ａ族金属元素とアルカリ土類金属元素およびそれ
らの化合物）の粉末と酸化銅粉末との混合物で被覆し、
この芯線を金属の溶湯中に浸漬することにより上記粉末
に加熱処理を施して超電導体とし、次に上記芯線を溶湯
から引き出し、上記超電導体の外周部に付着させた溶融
金属を冷却固化して上記外周部に金属の被覆層を形成す
る。

し作用］ 溶融金属の熱によって芯線の外周部に設けられた粉末が
相互に反応して超電導体となるとともに、面記超電導体
の外周部に金属被覆層が形成され、長尺の超電導線が製
造可能となる。

［実施例Ｊ 以下、第１図を参照しながら本発明の一実施例について
説明ずろ。第１図は本発明の方法により超電導線を製造
するための装置の例を示すものである。まず、実施例の
説明に先立ち第１図に示す製造装置について説明する。

図において符号１は粉末供給部である。粉末供給部１は
、円筒状をなすもので、内部に配置されたスクリュー（
図示せず）によって粉末へを先端側へ押し出すように構
成されている。この粉末供給部ｌの先端部には、その上
下面に開口する孔２゜３が形成されており、その内部に
芯線Ｂか挿通されるようになっている。また、粉末供給
部ｌの先端部には、軸線を上下方向５向けた成形ダイ４
が取り付けられている。成形ダイ４は、セラミックスか
らなる円筒状のもので、粉末供給部１から供給されろ粉
末Ａを円柱状に成形するものである。

成形ダイ４の上方には加熱炉５が配置されている。加熱
炉５は成形された粉末へを加熱することにより粉末Ａを
ある程度まで焼き固めるためのらのである。この加熱炉
５の上方にはるつぼ６が配置されている。るつぼ６の底
部中央にはｖＹ通孔７か形成されており、その内部に粉
末Ａが挿通されろようになっている。また、貫通孔７の
外縁部にはシール部材８が取り付けられている。シール
部材８は、るつぼ６内の溶湯Ｃが貫通孔７と粉末へとの
隙間から漏出するのを防止するものである。

また、るっぽ６の上端開口部にはカバー９が取り付けら
れており、その内部が不活性気体で充満されるようにな
っている。なお、図中符号１０は超電導線りを挿通させ
るための貫通孔である。さらに、るつぼ６の外周側には
加熱炉ＩＩが配置されている。この加熱炉１１は、るつ
ぼ６内に装入される金属を溶融させて溶湯Ｃとするもの
である。

次に、上記のような製造装置により超電導線りを製造す
る方法について説明する。この例では、芯線Ｂとして銅
線、溶湯Ｃとする金属として銅を用い、Ｙ　−Ｂ　ａ　
−Ｃｕ−０系の超電導線りを製造する。まず、るつぼ６
内に銅のインゴットを装入し、加熱炉１１によりインゴ
ットを溶融させて溶湯Ｃとする。この場合、るつぼ６の
貫通孔７から溶湯Ｃが流出しないように、貫通孔７にダ
ミー材を挿入しておく。また、カバー９内の空気をアル
ゴンガスで置換しておく。一方、芯線Ｂをその上端部が
成形ダイ４の上端面と一致するように成形ダイ４内に挿
入するとともに、Ｙｙ□ａ粉末、ＢａＯ粉末、ＣｕＯ粉
末とを配合し、粉末供給部！に充填しておく。この場合
、粉末Ａに粘性の高い結合剤を加えて粉末Ａをペースト
状にしておく。なお、このような粉末Ａに加熱処理を施
して超電導体とし、これを粉砕して粉末としたものを用
いても良く、また、このような粉末と上記粉末へとを混
合したしのを用いても良い。

次に、粉末供給部ｌのスクリューを回転さＵ・て粉末Ａ
を成形ダイ４の内部に供給する。すると、粉末Ａは成形
ダイ４の内部で上方へ向かって押し上げられ、芯線Ｂの
外周部に円柱状に成形される。

そして、粉末Ａが成形ダイ４から出ると同時に芯線Ｂを
粉末Ａとともに上方へ移動させる。次に、粉末Ａか加熱
炉５に達したらこれを加熱し、粉末Ａをある程度焼き固
める。次に、粉末Ａを貫通孔７からろ′つぼ６内に挿入
して溶湯Ｃｊこ浸漬する。

このとき、上記ダミー材を粉末Ａとともに上昇させろ。

ここで、粉末Ａは焼き固められているから、その変形や
表層部の欠損等が防止され、粉末Ａとンール部材８との
液密性が確保される。そ（２て、粉末Ａに溶湯温度（約
１１００℃）で１〜１００時間程度加熱する加熱処理を
施し、Ｙ、０３粉末、［３ａ　Ｏ粉末、ＣｕＯ粉末とを
相互に反応させて超電導体Ｅを得る。

次に、超電導体Ｅを上昇させて溶湯Ｃから引き上げろ。

すると、引き上げられた超電導体Ｅの外周部に溶融金属
が一定の膜厚をもって付着する。

そして、付着した溶融金属をカバー９内の雰囲気温度に
より冷却固化し、金属の被覆層Ｆを形成して超電導線り
を得る。この被覆層Ｆは、超電導線Ｉ）の強度を確保す
るとともに、超電導状態での使用中に何らかの原因で超
電導状態から常電導状態に移行した場合らしくは超電導
体Ｅが切断した場合に電流の導体となり、電流が遮断さ
れることに起因する種々の事故の発生を防止するための
ものである。このとき、カバー９内の雰囲気温度お上び
超電導体Ｅの引き上げ速度を適宜選定し、被覆層Ｆの組
織か単結晶となるような凝固条件を設定ずろことが可能
である。なお、カバー９内はアルゴンガスで充満されて
いるため、溶場金属である銅が酸化することがない。こ
のようにして超７［導線りを連続的に引き上げて長尺の
超電導線りを得る。

このようにして得られた超電導線りは９０〜９５にの臨
界温度を示し、良好な超電導性のものであった。そして
、上記製造方法によれば、成形ダイ４によって粉末Ａを
芯線Ｂの外周部に成形するから、成形ダイ４の内径を適
宜選定することにより任意の線径の超電導線りを製造す
ることが可能である。また、粉末Ａの内部に芯線■３を
設け、かつ超電導体Ｅの外周部に金属の被覆層Ｆを形成
するから、その機賊的強度が確保される。したがって、
その取扱いにおいて切断するようなことがなく、極めて
長尺の超電導線りを製造することか可能である。また、
粉末Ａの成形、加熱処理、被覆層Ｆの形成という一連の
処理を連続的に行うから、効率的に超電導線りを製造す
ることができる。また、被覆層Ｆの組織を単結晶とすれ
ば常電導状態においてら電気抵抗の小さい超電導線りの
製造が可能である。

なお、前記実施例においては、ｎＩａ族金属元素として
Ｙを用い、アルカリ土類金属元素としてＢａを用いたが
、Ｙの代わりにＬａ、Ｓｅ、Ｃｅ。

Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｓ
ｍ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ等の希土類金属元素の中か
ら選択される一種以上の金属元素を用いてし良く、Ｂａ
の代わりにＳｒ、Ｂｅ、、Ｍｇ。

Ｃａ、Ｒａ等のアルカリ土類金属元素の中から選択され
る一種以上の金属元素を用いても良い。また、これら金
属元素の酸化物の他に、塩化物、炭酸化物、弗化物等の
化合物を用いてもよい。

また、芯線Ｂの材質については銅に限るものではなく、
例えば、ピアノ線やステンレス線、セラミックスファイ
バー、炭素繊維等を用いても良い。

さらに、上記実施例では超電導線りを上方へ引き出すよ
うにしているが、下方へ引き出すようにして乙良く、こ
の場合、上記加熱炉５による粉末Ａの熱処理は不要であ
る。

ところで、上記実施例ではカバー９内をアルゴンガスで
置換し、かつ、超電導体Ｅの外周部に付着させた溶融金
属の凝固条件を被覆層Ｆの組織が単結晶となるように設
定しているが、このような条件で製造しなくても本発明
の効果を得ることができるのは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明の超電導線の製造方法では
、芯線の外周部を酸化物超電導原料の粉末と酸化銅粉末
との混合物で被覆し、この芯線を金属の溶湯中に浸漬す
ることにより」二記粉末に加熱処理を施して超電導体と
し、次に上記芯線を溶湯から引き出し、上記゛超電導体
の外周部に付ａさ仕た溶融金属を冷却固化して上記外周
部に金属の被覆層を形成するから、臨界温度の極めて高
い長尺の超電導線全切断等のトラブルを発生することな
く製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（１本発明の超電導線の製造方法の一例を実施す
るための製造装置を示す概略図である。 Ａ・・・・・・粉末、Ｂ・・・・・・芯線、Ｃ・・・・
・・溶湯、Ｄ・・・・・・超電導線、Ｅ・・・・・・超
電導体、Ｆ・・・・・・被覆層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）芯線の外周部を酸化物系超電導原料末と酸化銅粉
   末との混合物で被覆し、この芯線を金属の溶湯中に浸漬
   することにより上記粉末に加熱処理を施して超電導体と
   し、次に上記芯線を溶湯から引き出し、上記超電導体の
   外周部に付着させた溶融金属を冷却固化して上記外周部
   に金属の被覆層を形成することを特徴とする超電導線の
   製造方法。
2. （２）上記芯線の溶融金属への浸漬と上記超電導体への
   被覆層の形成とを不活性気体中で行うことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の超電導線の製造方法。