JPS63271813A - 長尺超伝導材料 - 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） 本発明は、超伝導材料に係り、特に磁気浮上５１１車、
医療診断用断層撮影装置（核磁気共鳴−ＣＴ、π中間子
照射治療装置）、核融合炉、電力貯蔵、電気回転機（モ
ータ、発電機）などの超伝導磁石材料として最適な長尺
の超伝導材料に関する。

（従来の技術とその問題点） 最近の超伝導技術の進展は目覚ましく１次々に新しい超
伝導材料が発表されているが、これら超伝導材料はいず
れもセラミックス系のものである。周知の通りセラミッ
クスは展延性が全くないので線状に加工することが困難
なため、現在のところ長尺のセラミックス系超伝導材料
は殆んど見られない。

しかして、超伝導材料は、磁気浮上列車、医療診断用装
置、電力貯蔵、電気回転機などの超伝導磁石材料として
使用されるものであり、これらはいずれも長尺の線状や
箔状の材料を必要とする。

本発明はこのような現状に鑑みなされたもので、超伝導
材料、特にセラミックス系の長尺超伝導材料を提供せん
とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の超伝導材料は、下記の構成を要旨とするもので
ある。すなわち、セラミックス系超伝導物質を長手方向
に開口した金属で被覆したものであり、更には必要に応
じて開口部を有さない金属で２重に被覆したことを特徴
とする長尺超伝導材料である。

以下図面に従って本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の線材の断面を示す図である。

１は超伝導物質、２は外皮金属、３は外皮金属の長平方
向の開口部である。開口部３は第１図（イ）の直線状に
限らず、（ロ）の断続的なもの、或は（ハ）のスパイラ
ル状などであってもよい。１の超伝導物質はＣｕ、　Ｎ
ｉ、　Ｇｏ、　Ｍｏなとの金属、アルカリ土類金属およ
び希土類などの酸化物、過酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗
化物、塩化物、硫酸塩、水酸化物などを配合した粉状或
はそれを造粒した顆粒体を金属外皮２に充填し、加熱処
理によって生成させたものである。超伝導物質を生成さ
せる加熱処理は、生成させる超伝導物質の組成によって
異なるので加熱条件、即ち加熱時間、保持時間等はそれ
ぞれの物質に最適の条件を選定すれば良い。

しかし、本発明者らの行った研究によれば、セラミック
ス系の超伝導物質は加熱時の雰囲気によって大きく左右
されることが判かった。即ちＬａ−［１ａ−Ｃｕ　−０
系超伝導物質を線材に製造すべく、外皮金属として長平
方向に開口部のない銅パイプを用い、これに超伝導物質
に調合したフラックスを充填し、２．０ｍｍφまで減径
して１０００℃ｘ１５１＋ｒの加熱処理を行ない、４端
子法でセラミックスの電気抵抗を測定したところ、抵抗
は位置により非常に異ることが判った。第４図は測定位
置と超伝導現象開始温度との関係を示す図である。同図
より、線材の端部は超伝導物質となっているか、５ｃｍ
以−ＬＱＨ１ｊ面より中に入ると超伝導物質となってい
ないことが判る。超伝導組成に調合して加熱処理したに
もかかわらず密封された状態では超伝導物質が生成され
ていない。

本発明者らは長尺の超伝導物質を得るべく種々検討した
結果、第１図の様に線材の長手方向に開口部を有する銅
製のパイプに上記フラックスを充填し、同様に２．０ｍ
ｍφで加熱処理したところ、第５図に示す様に長さ１０
０［＋１にわたる全ての位置において内包されたセラミ
ックスは２５にで超伝導状態になることが判った。この
超伝導開始温度はＬ　ａ　−ＩＩ　ａ　−Ｃｕ−０系セ
ラミツクスの超伝導開始温度として報告されている最高
温度３０Ｋに近い温度である。従つて、本発明では超伝
導物質を内包する金属外皮は、長平方向に開口部を有す
るものでなければならない。

金属外皮２としては各種の金属が使用できる。

最も一般的には異常な温度上昇等が起こり、超伝導状態
が破れた時を考慮し、バイパス回路としての役割を持た
せつる電気抵抗の小さい銅及び銅合金を使用する。しか
し、銅系金属に限定されるものではなく電気抵抗の小さ
い金、銀も同様の理由から使用可能である。また、十分
な冷却装置を備えるか、超伝導現象の開始温度の高い物
質を充填する場合は超伝導現象は安定して保たれるので
、上記金属の他にも広く展延性に富んだ金属の中から任
意に選定することができる。特に超伝導物質を生成させ
る時の雰囲気を大気、又は酸素過剰状態にして、超伝導
物質の生成を促進させようとする時には、高温において
も酸化されにくいニッケル、白金等を使用するのが良い
。かかる金属を用いることにより外皮金属の外面が酸化
されるのが防止できるだけでなく、外皮金属の内面も酸
化されないので、超伝導物質の生成に必要な酸素不足を
きたさないという利点もある。これら酸化し難い金属は
単体で超伝導物質を直接内包する金属として用いる他、
銅等の様に電気抵抗が小さく、展延性にすぐれた金属の
内、外面にめっき、蒸着、溶射等の手段によって薄１漠
を形成させ、上記効果を発揮させることも可能である。

本発明では更に第２図に示す様に長手方向に開［１部３
を有する金属２の上に更に開口部を有しない金属４を被
覆する。開口部を持たない金属４を被覆する目的は、金
属２の開口部３が機械的な力又は電気的、磁気的な力を
受けて、異常に大きくなることを防止するためである。

この金属４の素材としては、アルミニウム、銅、ニッケ
ル、ステンレス鋼等が使用できる。

本発明の超伝導材料の断面形状は真円に限定されるもの
ではなく、第３図に示す如く、角形や偏平状等の各種の
形状に成形、圧延し得るが、いずれもセラミックス系超
伝導物質を直接内包する金属２は長手方向に開［１部３
を有するものでなければならない。

尚、本発明の超伝導材料をコイル等に加工して使用する
時には通常の導線と同様に、ゴム、ビニール等の絶縁材
料である高分子材料で表面を被覆して使用することは当
然のことである。

（発明の効果） 以上説明した如く、本発明によれば従来困難であった長
手方向に性能の均一な長尺の超伝導材料が８紡に供給で
き、かつまた長期間過酷な使用条件の下においても、性
能は劣化しないので超伝導技術の発展に貢献すること極
めて大である。

（実施例） 第１表に長尺超伝導材料の構成と超伝導開始温度を示す
。同表から明らかな様に本発明の場合は、超伝導物質組
成に調合したＬａ＝Ｂａ−Ｃ：ｕ−０，Ｌａ−５ｒ−Ｃ
ｕ−０，Ｙ−ロａ−（：ｕ−０系のいずれもが外皮２に
長手方向の開口部３があるため超伝導となっている。こ
れに対し、長手方向に開口部がない比較例では、Ｌａ−
５ｒ−（：ｕ−０，Ｙ−［１ａ−Ｃｕ−０系の両方とも
材料の中央部は超伝導物質となっていない。加熱雰囲気
を酸素過剰としたＮｏ５と７では他より超伝導開始温度
が上がっており、より良好な結果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の構造を示した斜視図、第
３図は本発明の適用例を示した斜視図、第４図および第
５図はワイヤ端面からの距離と超伝導開始温度の関係を
示すグラフである。 １・・・超伝導物質、　　　２・・・金属外皮、３・・
・金属外皮の長平方向の開口部、４・・・開口１部のな
い金属外皮。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックス系超伝導物質を長手方向に開口した
   金属で被覆したことを特徴とする長尺超伝導材料。
2. （２）セラミックス系超伝導物質を長手方向に開口した
   金属で被覆し、更にその上を開口部を有しない金属で被
   覆したことを特徴とする長尺超伝導材料。