JPS63279525A - 超電導線材の製造方法 - Google Patents

超電導線材の製造方法

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JPS63279525A
JPS63279525A JP62113821A JP11382187A JPS63279525A JP S63279525 A JPS63279525 A JP S63279525A JP 62113821 A JP62113821 A JP 62113821A JP 11382187 A JP11382187 A JP 11382187A JP S63279525 A JPS63279525 A JP S63279525A
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Shotaro Yoshida
昭太郎 吉田
Ryuichi Okiayu
置鮎 隆一
Shoichi Hasegawa
正一 長谷川
Masayuki Tan
丹 正之
Hiroshi Yamanouchi
山之内 宏
Nozomi Natori
望 名取
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    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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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、超電導セラミックスからなる導体部にクラッ
クを生じさせることなく所望の超電導線材を製造する方
法に関する。
「従来の技術」 近来、常電導状態から超電導状態に遷移する臨界温度(
T c)が液体窒素温度以上の高い温度を示す酸化物系
セラミックスからなる超電導材料が種々発見されている
。この種の超電導材料は、従来の合金系超電導材料や金
属間化合物系超電導材料に比較して臨界温度が高く、よ
り有利な冷却条件で使用できるために、実用上極めて有
望な超電導材料とされている。
ところで、この種の超電導材料を用いて製造された超電
導線材の一構造例を第4図と第5哩に示す。第4図と第
5図に示す超電導線材Bは、ステンレス鋼等の非磁性金
属材料からなる被覆管lの内部に酸化物系の超電導材料
からなる導体部2を設けて構成されている。
前記超電導線材Bを製造するには、口径の大きな被覆管
1の内部に、原料のまま、又は仮焼成した超電導セラミ
ックスの原料粉末を充填し、この後に全体に加熱処理を
施し、原料粉末の各元素を反応させて超電導セラミック
スからなる導体部2を焼成するとともに、この後に所望
の直径になるまで縮径加工を施して超電導線材Bを製造
している。
「発明が解決しようとする問題点」 ところが面述の製造方法にあっては、原料粉末を焼成し
て超電導セラミックスとした後に縮径加工を施すために
、剛性の高い、脆い超電導セラミックスに強加工を施す
ことになり、超電導セラミックスからなる導体部2にク
ラックを発生させ易い間厘がある。
本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、超電導セ
ラミックスからなる導体部にクラックを生じることなく
酸化物系超電導線材を製造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」 本発明は、前記問題点を解決するために、金属材料から
なる被覆管の内部に酸化物系超電導材料の原料粉末を充
填し、次いでこの原料粉末に加熱処理を施して超電導セ
ラミックスからなる導体部を焼成することにより超電導
線材を製造する方法において、前記原料粉末を充填した
被覆管を段階的に縮径する工程中に前記被覆管内部の原
料粉末を段階的に加熱する加熱処理を施した後に徐冷す
ものである。
「作用」 段階的縮径加工の間に順次加熱して超電導セラミックス
を順次焼成してゆくために、被覆管と原料粉末との間の
熱応力の残留を阻止しつつ超電導セラミックスを生成さ
せ、クラックの発生を防止する。
「実施例」 第1図ないし第3図は、本発明方法の一例を説明するた
めのもので、超電導線材を製造するには、まず、第2図
に示すような被覆管lOと酸化物系超電導材料の原料粉
末11を用意する。
前記原料粉末11は、酸化物系超電導セラミックスを構
成する元素を含有する複数の粉末の混合粉末が用いられ
る。ここで、例えば、A −B −Cu−0系(ただし
、All!La、Ce、Y、Sc、Yb等の周期律表m
a族元素の1種以上を示し、BはSr、Ba等のアルカ
リ土類金属元素の1種以上を示す。)の超電導セラミッ
クスからなる導体部を備えた超電導線材を製造する場合
には、へ元素の化合物粉末(酸化物粉末、塩化物粉末、
炭酸塩等)とB元素の化合物粉末と酸化銅粉末の混合粉
末を用いるか、または、予め製造しておいた酸化物系超
電導セラミックスを粉末化した超電導セラミック粉末を
用いるか、あるいは、前記混合粉末と超電導セラミック
粉末の混合粉末、更には、これらを約500〜800℃
で仮焼成した粉末を用いる。
前記被覆管10は、銅、銀、白金、ステンレス鋼等の高
強度の非磁性耐熱金属材料から形成されるが、ステンレ
ス鋼からなる内管と銅等からなる外管などの複数金属を
クラッドした管体であっても差し支えない。
次に前記m覆管lOの内部に第2図に示すようにi化物
系超電導セラミックスの原料粉末11を充填して複合管
12を作成する。
被覆管10に原料粉末を充填する場合は、複合管12を
500〜800℃に1〜5時間程度加熱する1次熱処理
を施す。この1次熱処理により原料粉末中の炭酸塩や酸
化物を分解して水分や炭素等の不要成分を被覆管10の
端部開口からガスとして排出させて除去する。
次に、1次熱処理を施した前記複合管12に縮径加工と
加熱処理を施す。本実施例において施す縮径加工と加熱
処理を行うには第1図に示すような装置を用いる。
第1図において、13はダイス、14はダイス13の外
周部に付設された加熱装置、15は加熱装置、16はダ
イス、I7は加熱装置を示している。前記加熱装置14
はダイス13の外周部に付設された誘導加熱装置であっ
て、ダイス13の内部を通過する線状体を加熱するもの
であり、加熱装置! 5.17は内部を通過する線材を
所要の温度に加熱する誘導加熱装置あるいは電気炉等の
加熱装置である。なお、本実施例で用いる装置において
は、2つのダイス+3.16と3つの加熱装置14.1
5.17を備えたが、ダイスの数と加熱装置の数は、縮
径加工率や加熱条件等に応じて所要数備えることができ
る。
前記1次熱処理を施した複合管12を第3図に示すよう
にダイス13に通し、所定の線径まで縮径するとともに
、加熱装置14を作動さ仕て縮径途中の原料粉末11を
800〜1000℃程度に所要時間加熱し、その後に加
熱装置15とダイス16と加熱装置17を通過させて加
熱処理と縮径加工を行う。前記ダイス13.16による
縮径加工は、複合管12を段階的に徐々に縮径する加工
であって、被覆管10の外径を最終的に、1/lO〜l
/30程度に縮径するしのとする。また、加熱装置14
.15.17で加熱する時間は、ダイスの引抜き速度と
加熱条件に応じて適宜設定されるが、各加熱装置で加熱
する時間の合計が10分〜1時間程度になるように設定
される。以上の工程において複合管12の内部の原料粉
末は徐々に縮径されつつ加熱されてその一部が酸化物系
超電導セラミックスとなる。
ダイス13.16によって複合管12を所望の線径まで
縮径したならば、900〜1100℃に2〜5時間加熱
する加熱処理を施して複合管I2の内部の原料粉末11
を更に反応させ、被覆管10の内部に十分に酸化物系超
電導セラミックスを生成させて導体部を形成し、超電導
線材を得る。
以上のように段階的に昇温しで徐々に超電導セラミック
スを焼成すると、金属製の被覆管10と内部の超電導セ
ラミックスとの間に生じる熱応力を残留させることがな
いために、超電導セラミック部分にクラックを生じさせ
ることなく超電導線材を製造できる効果がある。また、
複合管12を縮径しつつ連続的に加熱処理して原料粉末
を焼結し、超電導線材を製造できるために、縮径加工と
加熱処理を別個に行う場合に比較して製造時間を短縮す
ることができ、製造効率を向上できる効果がある。
前記加熱処理が終了したならば、超電導線材を徐冷する
。この徐冷条件は、例えば、1100から700℃まで
5時間かけて徐冷するとともに、700℃から常温まで
1時間かけて徐冷する条件とする。この徐冷によって被
覆管10と超電導セラミック部分との熱膨張率の差異に
起因する熱応力残留を少なくすることができ、冷却時に
超電導セラミックスの導体部分にクラックを生じさない
効果がある。なお、徐冷することによって内部の超電導
セラミックスの結晶性を良好にして結晶をち密化するこ
とができる。
以上説明した如く製造された超電導線材は、超電導セラ
ミックスからなる導体部にクラックを生じていないため
に所望の超電導特性を発揮する。
なお、この超電導線材は、酸化物系超電導セラミックス
から導体部を構成しているために、液体窒素等の冷媒で
冷却することによって超電導状態に遷移する優れた超電
導線であり、従来の合金系や化合物系超電導線に比較し
て有利な冷却条件で使用することができる。
「発明の効果」 以上説明したように本発明は、被覆管に超電導セラミッ
クスの原料粉末を充填して段階的に縮径加工を施し、縮
径加工の間に加熱して被覆管と原料粉末との間の熱応力
を徐々に緩和しつつ超電導セラミックスを生成させるた
めに、超電導セラミックスからなる導体部分のクラック
の発生を防止しつつ超電導線材を製造することかできる
。このため超電導線材の製造時における不良の発生を抑
えて製造効率を向上できる効果がある。また、段階的に
縮径しつつ順次加熱して連続的に原料粉末を焼結するた
めに超電導線材を連続製造することができ、製造時間を
短縮できる効果がある。更に、最終段階では徐冷によっ
て冷却するので、この徐冷段階でもクラックを生じろこ
とはない。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は、本発明の一実施例を示すもので
、第1図は超電導線材の製造工程を説明するための構成
図、第2図は被覆管の内部に超電導セラミックスの原料
粉末を充填した状態を示す縦断面図、第3図は縮径加工
と加熱処理状態を示す縦断面図、第4図と第5図は従来
の超電導線材を示す6ので、第4図は横断面図、第5図
は縦断面図である。 10・・・・・・被覆管、   11・・・・・・原料
粉末、12・・・・・・複合管、   13.16・・
・・・・ダイス、14.15.17・・・・・・加熱装
置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 金属材料からなる被覆管の内部に酸化物系超電導材料の
    原料粉末を充填し、次いでこの原料粉末に加熱処理を施
    して超電導セラミックスからなる導体部を焼成し、超電
    導線材を製造する方法において、前記原料粉末を充填し
    た被覆管を段階的に縮径加工する工程中で前記被覆管内
    部の原料粉末に段階的な加熱処理を施し、この後に徐冷
    することを特徴とする超電導線材の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02239522A (ja) * 1989-03-13 1990-09-21 Mitsubishi Metal Corp 高臨界電流密度を有するBi系酸化物超電導線材の製造方法

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JPS62110289A (ja) * 1985-07-09 1987-05-21 松下電器産業株式会社 調理器
JPH01163910A (ja) * 1987-05-01 1989-06-28 Sumitomo Electric Ind Ltd 超電導性複合体の製造方法

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