KR102230491B1 - 초전도 선재 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 Cu 피복층; 상기 Cu 피복층의 내측에 코팅되는 버퍼층; 상기 버퍼층 내부에 충진되는 Mg와 B로 이루어지는 파우더; 를 포함하며, 상기 버퍼층은 MgBx인 것을 특징으로 하는 초전도 선재 및 그 제조방법을 제공한다.

Description

초전도 선재 및 그 제조방법{SUPERCONDUCTING WIRE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 초전도 특성을 가지는 초전도 선재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 MgB2 초전도체는 고온초전도체를 제외한 초전도 물질중에 가장 높은 초전도 천이온도를 보인다. 고온에서 붕소와 마그네슘 분말을 합성시켜 비교적 저렴하고 단순한 공정으로 초전도선을 제조할 수 있어 각광받고 있다. MgB2 는 초전도 온도가 39K(약 -234도)로 저온 초전도체 중 가장 높고 가격이 저렴하며 가공이 쉬운 차세대 초전도체이다. 이러한 장점으로 진단용 의료기기인 MRI(자기공명영상장치), 초전도 변압기와 합류기 등 고효율 전력기기 등의 선재(전선)로 사용할 수 있다.
MgB2 초전도 선재는 Monel, Cu, Nb, MgB2으로 구성된다. Monel은 외부시스(Outer sheath)로 기계적 특성 강화 역할을 한다. Cu는 내부시스(Inner sheath)로 전기적 열적 특성 강화 역할을 한다. Nb은 반응억제층(Diffusion barrier)으로 MgB2 반응 열처리시 Cu와 Mg의 반응억제 역할을 한다. MgB2는 초전도체(Superconductor)로 고전류 통전 역할을 한다.
그런데 MgB2 초전도 선재를 구성하는 재료 중 Nb와 같은 반응억제층 부재시 Cu와 Mg 간의 반응으로 인한 Mg 부족, 미반응 B 잔존, 크랙으로 인한 박리현상이 발생할 수 있어 Nb 반응억제층은 필수 구성요소이나, 반응억제층을 구성하는 Nb의 가격이 고가이어서 MgB2 초전도 선재의 가격 상승요인으로 작용하였다.
이에 대하여, 본 발명은 Nb 반응억제층을 대체할 수 있는 새로운 반응억제층을 제시하고 그것을 이용한 초전도 선재의 제조 메커니즘을 제시하고자 한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2010-0094049호(2010.08.26. 공개)
전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 새로운 반응억제층을 통해 소결시 Cu와 Mg 반응을 차단할 수 있도록 한 초전도 선재 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
전술한 목적을 이루기 위해 본 발명은, Cu 피복층; 상기 Cu 피복층의 내측에 코팅되는 버퍼층; 상기 버퍼층 내부에 충진되는 Mg와 B로 이루어지는 파우더; 를 포함하며, 상기 버퍼층은 MgBx인 것을 특징으로 하는 초전도 선재를 제공한다.
또한, 상기 버퍼층은 MgB2, MgB4, MgB7, MgB12 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 Cu 피복층은 Cu 스트립을 튜브 형태로 성형하여 구성할 수 있다.
또한, 상기 Cu 피복층은 튜브 구조이며, 상기 버퍼층은 튜브 구조의 상기 Cu 피복층의 내측면에 웨트 코팅(wet coating) 방식으로 코팅될 수 있다.
전술한 목적을 이루기 위해 본 발명은, Cu 피복층 일면에 버퍼층을 형성하는 단계; 상기 Cu 피복층의 양측단이 모아지게 성형하여 양측단 사이에 파우더 투입구를 마련하고 내부에 파우더 투입구와 연통되는 수용부가 마련되도록 상기 Cu 피복층을 성형하는 1차 성형 단계; 상기 파우더 투입부를 통해 상기 수용부에 파우더를 채우는 단계; 및 상기 수용부에 파우더가 채워진 상태에서 상기 Cu 피복층의 양측단이 접하도록 성형하는 2차 성형 단계; 를 포함하는 초전도 선재 제조방법를 제공한다.
또한, 상기 버퍼층을 형성하는 단계는, 상기 Cu 피복층에 버퍼 코팅액을 도포하여 버퍼층을 형성하는 단계; 상기 버퍼층이 코팅된 Cu 피복층을 양측 이송롤러 사이로 통과시켜 Cu 피복층 일면에 버퍼층이 일정 두께로 코팅되게 하는 단계; 상기 버퍼층이 코팅된 Cu 피복층을 건조장치로 투입하여 건조함으로써 버퍼층이 Cu 피복층 일면에 증착되게 하는 단계; 및 상기 버퍼층이 코팅된 Cu 피복층을 양측 가압롤러 사이로 통과시켜 가압하는 단계; 를 포함할 수 있다.
또한, 양측 이송롤러 중 버퍼층이 코팅되는 Cu 피복층 일면에 위치하는 이송롤러는 코팅롤러이고, 상기 코팅롤러는 Cu 피복층 일면에 상기 버퍼층이 일정 두께로 코팅되게 할 수 있다.
또한, 상기 2차 성형 단계를 거쳐 제작한 단심선재를 다심선재 제조 공정에 복수로 공급하는 단계; 복수로 공급된 단심선재 외측을 외부시스로 감싸 다심선재를 조립하는 단계; 상기 다심선재를 인발 공정으로 투입하여 인발하는 단계; 인발한 다심선재를 권취롤에 권취하는 단계; 및 권취롤에 권취한 다심선재를 선재 열처리 장치로 투입하여 열처리하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 1차 성형 단계에서 상기 Cu 피복층은 "U"와 같이 성형되고, 상기 2차 성형 단계에서 상기 Cu 피복층은 "○"와 같은 튜브 형태로 성형될 수 있다.
또한, 상기 버퍼층은 바인더를 포함하며, 상기 바인더는 PAA 또는 PVDF 등일 수 있다.
본 발명은 새로운 반응억제층을 통해 파우더의 소결시 Cu와 Mg 반응을 차단할 수 있다.
또한, 본 발명은 새로운 반응억제층을 통해 Nb 대비 선재 제조비용을 대폭 절감(원자재비용 약 50% 절감 예상)할 수 있다.
또한, 본 발명은 Nb 대체재를 개발하고 가격경쟁력을 확보하여 전 세계 MgB2 초전도 선재 시장을 선점할 수 있다.
또한, 본 발명은 열처리 간에 발생하는 초전도 원료 분말 물질인 Mg 및 B와 시스(sheath)인 Cu의 반응을 억제하여 초전도 특성 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 종래 MgB2 초전도 선재의 단면 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 Nb 반응억제층 부재시 문제점을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 초전도 선재의 제조 과정을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 Cu 피복층 일면에 버퍼층을 코팅하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 단심선재 제조 장치를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다심선재의 제조 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 Cu기반 반응억제층 관련 반응 그래프를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 종래 MgB2 초전도 선재의 단면 구조를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 MgB2 초전도 선재는 Monel, Cu, Nb, MgB2로 구성된다. Monel은 외부시스(Outer sheath)로서 기계적 특성 강화 역할을 한다. Cu는 내부시스(Inner sheath)로서 전기적, 열적 특성 강화 역할을 한다. Nb는 반응억제층(Diffusion barrier)으로 MgB2 반응 열처리시 Cu와 Mg의 반응을 억제하는 역할을 한다. MgB2는 초전도체(Superconductor)로서 고전류 통전 역할을 한다.
그런데 반응억제층을 구성하는 Nb는 전체 재료 중 가장 고가로 Nb를 대체할 수 있는 새로운 반응억제층의 개발이 절실히 요구되는 실정이다.
도 2는 Nb 반응억제층 부재시 문제점을 나타내는 도면이다.
도 2(a)와 같이 Nb 반응억제층이 있을 경우 아무런 문제가 없으나, 도 2(b)와 같이 Nb 반응억제층의 부재시 Cu와 Mg 간의 반응으로 인한 Mg 부족, 미반응 B 잔존, 크랙(Crack)으로 인한 박리현상 등 여러 가지 문제가 발생할 수 있다.
즉, Cu의 우수한 가공특성에도 불구하고 MgB2 선재 열처리 온도(600-700℃) 보다 낮은 온도에서 전구체인 Mg가 Cu와 반응하였다.
Mg + 2Cu → MgCu2
2Mg + Cu → Mg2Cu
이로 인해, 생성된 MgCu2와 Mg2Cu 등으로 인해 Mg + 2B가 MgB2로 완전히 변환하는데 필요한 마그네슘이 부족하였다.
Mg + 2B + 2Cu → MgCu2 + B2
이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명은 새로운 반응억제층이 구비되는 초전도 선재 및 그 제조방법을 제시하고자 한다. 이하 도면을 참조하여 초전도 선재 및 그 제조방법에 대해 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 초전도 선재의 제조 과정을 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 초전도 선재는, Cu 피복층(11), 버퍼층(12) 및 파우더(20)를 포함한다.
도 3을 참조하면, Cu 피복층(11)은 Cu 스트립 등과 같은 소재를 튜브 구조로 성형 가공하여 형성할 수 있다.
버퍼층(12)은 Cu 피복층(11)과 파우더(20) 사이에 위치하는 층이다. 버퍼층(12)은 Cu 피복층(11) 내측면에 코팅되는 코팅층이다. 일예로서, 버퍼층(12)은 MgBx(x=2, 4, 7, 12)일 수 있다.
파우더(20)는 버퍼층(12) 내부에 소결(sintering) 구성될 수 있다. 선재 제조시 파우더(20)는 버퍼층(12) 내부에 채워진다. 파우더(20)는 소결용 혼합파우더일 수 있다. 예컨대, 파우더(20)는 Mg와 B의 혼합파우더 일 수 있다. 일예로서 파우더(20)는 Mg와 B의 몰비가 1:2 이거나, Mg 1몰에 대해 B는 2몰 이상의 일 수 있다.
버퍼층(12)은 Cu 피복층(11) 일면에 다양한 방식으로 증착될 수 있다. 일예로서, 버퍼층(12)은 Cu 피복층(11) 일면에 롤(Roll) 코팅 방식 또는 스프레이(spray) 방식, 물리적 증착방법인 펄스레이저증착법(PLD, Pulsed Laser Deposition), 스퍼터링(Sputtering), 진공증착(evaporation), 전자빔증착법(E-beam evaporation), 열증착법 (Thermal evaporation), 레이저분자빔증착법(L-MBE, Laser Molecular Beam Epitaxy) 및 파우더 스프레이(Powder spray) 등의 방식으로 증착할 수 있다.
버퍼층(12)은 반응억제층(10)을 구성한다. 반응억제층은 종래 Nb와 같이 파우더(20)의 소결시 Cu와 Mg의 반응을 억제하는 역할을 한다.
도 3(a)와 같이 Cu 피복층(11)은 Cu 스트립에 의해 구성될 수 있다. 구체적으로 Cu 피복층(11)의 일면에 버퍼층(12)을 코팅할 수 있다. 버퍼층(12)은 Cu 피복층(11) 일면 전체에 코팅될 수 있다.
일 실시예로서, Cu 피복층(11)은 Cu 스트립을 이용하여 성형하는 방식 이외에 Cu 피복층(11) 자체가 튜브 구조일 수 있다. 이러한 튜브 구조의 Cu 피복층(11) 내부에 버퍼층(12)이 구성된다. 버퍼층(12)은 Cu 피복층(11) 내부에 코팅되는 코팅층이다. 버퍼층(12)은 Cu 피복층(11) 내부에 웨트 코팅(wet coating) 방식으로 도포하여 형성할 수 있다. 버퍼층(12) 내부에 파우더(20)를 채워 단심선재를 구성할 수 있다.
도 3(b)와 같이 일면에 버퍼층(12)이 코팅된 Cu 피복층(11)을 버퍼층(12)이 내측에 위치하도록 "U"와 같은 형태로 1차 성형한다.
1차 성형을 통해 Cu 피복층(11)은 양측단이 서로 마주보는 방향으로 모아지도록 성형된다. Cu 피복층(11)의 양측단은 제1 측단(121)과 제2 측단(122)으로 구성된다. Cu 피복층(11)의 제1 측단(121)과 제2 측단(122)이 모아지도록 성형하면 제1 측단(121)과 제2 측단(122) 사이에 자연스럽게 파우더(20)를 투입할 수 있는 파우더 투입구(123)가 형성된다. 이와 동시에 내부에 파우더 투입구(123)와 연통되는 수용부(124)가 마련된다.
도 3(c)와 같이 열려있는 파우더 투입구(123)를 통해 파우더(20)를 투입하여 "U"와 같은 형태로 1차 성형된 버퍼층(12) 내부에 파우더(20)를 채워 넣는다.
도 3(d)와 같이 수용부(124)에 파우더(20)가 채워진 상태에서 Cu 피복층(11)의 양측단을 더 가압하여 2차 성형한다. 구체적으로 Cu 피복층(11)의 제1 측단(121)과 제2 측단(122)이 접하도록 "○"와 같은 튜브(tube) 형태로 성형한다.
일예로서, 2차 성형시 버퍼층(12)이 코팅된 Cu 피복층(11) 및 파우더(20)는 약 50 내지 200MPa 압력으로 가압 성형될 수 있다.
버퍼층(12)은 반응억제층으로서, 반응억제층은 Mg와 B 등과 같은 혼합 파우더(20)로 이루어지는 파우더(20)의 소결시 종래 반응억제층을 구성하는 Nb와 같이 Cu와 Mg의 반응을 억제하는 역할을 수행할 수 있다.
만약 열처리를 수행하는 온도가 600도 미만이면 Mg와 B의 혼합 파우더의 경우 Mg가 휘발하여 B와 반응하여 MgB2 초전도 물질이 되는데, Mg의 녹는점이 약 650도 이므로 MgB2을 형성하기 어려울 수 있다. 또한 열처리를 수행하는 온도가 1000도를 초과하는 경우에는 MgB2 물질의 녹는점이 약 800도 부근이므로 상분해가 일어날 수 있다.
따라서, 파우더의 소결온도는 MgB2계 소결체(초전도체)의 생성반응이 생기는 온도이면 좋지만, Mg(융점: 650도)의 반응이 600도 이상의 온도에서 촉진되기 때문에 소결온도는 600도 내지 700도 이상이 바람직하고, 또한, Mg이 증발하여 소실하지 않는 온도가 바람직하다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 Cu 피복층 일면에 버퍼층을 코팅하는 과정을 나타내는 도면으로서, 이하 버퍼층의 코팅 과정을 구체적으로 설명한다.
도 4를 참조하면, Cu 피복층(11)은 Cu 스트립 등과 같은 소재에 의해 구성되는 것으로서, Cu 피복층(11) 일면에 버퍼 코팅액(12b)을 도포한다. 버퍼 코팅액(12b)은 Cu 피복층(11) 일면에 버퍼층(12)의 코팅층을 형성한다.
버퍼층(12)의 코팅이 원활히 이루어질 수 있도록 버퍼층(12)이 코팅된 Cu 피복층(11)을 열 건조한다. 건조 과정을 거친 버퍼층(12)이 코팅된 Cu 피복층(11)을 가압롤러로 가압한다.
구체적으로 버퍼층(12)이 코팅된 Cu 피복층(11)은 양측으로 구비되는 이송롤러 사이를 통과하면서 가압된다. 이송롤러는 제1 이송롤러(31) 및 제2 이송롤러(32)를 포함한다. 양측으로 구비되는 제1 이송롤러(31) 및 제2 이송롤러(32) 중 버퍼층(12)이 코팅되는 Cu 피복층(11) 일면에 위치하는 이송롤러는 코팅롤러일 수 있다. 코팅롤러는 Cu 피복층(11) 일면에 버퍼층(12)이 일정 두께로 코팅될 수 있게 한다.
Cu 피복층(11)의 일면에 코팅된 버퍼층(12)은 건조장치(40)를 지나면서 건조된다. 건조장치(40)는 열에 의한 건조방식으로 버퍼층(12)을 건조하는 열 건조장치일 수 있다. 버퍼층(12)이 코팅된 Cu 피복층(11)은 양측 제1 가압롤러(51)와 제2 가압롤러(52) 사이를 지나면서 가압된다. 동시에 Cu 피복층(11) 일면에 일정 두께로 코팅되어 건조된 버퍼층(12)은 양측 제1 가압롤러(51)와 제2 가압롤러(52) 사이를 지나면서 Cu 피복층(11) 일면에 증착되어 코팅층을 형성한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 단심선재 제조 장치를 나타내는 도면이다.
도 4의 과정을 거쳐 일면에 버퍼층(12)이 코팅된 Cu 피복층(11)을 도 5의 단심선재 제조 장치에 투입하여 단심선재를 제조할 수 있다.
도 5를 참조하면, 버퍼층(12)이 코팅된 Cu 피복층(11)은 한 쌍을 이루도록 이송방향을 따라 일렬로 배열되는 성형롤러(61) 사이를 지나면서 "U"와 같은 형태로 성형된다. 일예로서, 성형롤러(61)는 상하 또는 좌우로 배열된 구조이거나 상하 배열과 좌우 배열의 조합 구조로 이루어질 수 있다.
Cu 피복층(11)과 함께 "U"와 같은 형태로 성형된 버퍼층(12)은 파우더 공급장치(62)를 지나면서 내부에 파우더(20)가 채워진다. 파우더 공급장치(62)는 마이크로 분말 장입 장치로서, 파우더(20)의 장입량 조절이 가능하고 파우더(20)를 균일하게 충진할 수 있어 균일한 특성의 MgB2 초전도 선재 제조가 가능하다.
버퍼층(12) 내부에 파우더(20)가 채워진 상태로 이동하는 Cu 피복층(11)은 상하 및 좌우 한 쌍을 이루도록 이송 방향을 따라 일렬로 배열되는 성형롤러(61) 사이를 지나면서 제1 측단(121)과 제2 측단(122)이 접하도록 "○"와 같은 튜브 형태로 성형된다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다심선재의 제조 과정을 나타내는 도면이다.
도 5의 제조 장치에 의해 제조된 단심선재는 도 6의 제조 과정을 거쳐 다심선재로 제조될 수 있다.
도 6(a)와 같이 단심선재(71)를 복수로 공급한다. 도 6(b)와 같이 복수의 단심선재(71) 외측을 외부시스(76)로 감싸 다심선재(72)를 조립한다. 외부시스(76)는 Cu 시스(Sheath)일 수 있다.
도 6(c)와 같이 다심선재(72)를 인발(Drawing) 공정으로 투입한다. 다심선재(72)는 인발다이스(73)를 통과하면서 인발다이스(73) 구경과 같은 형상으로 인발된다.
도 6(d)와 같이 인발 공정을 거친 다심선재(72)를 권취롤(74)에 권취한다.
도 6(e)와 같이 권취롤(74)에 권취된 다심선재(72)를 선재 열처리 장치(75)에 투입하여 열처리한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 Cu기반 반응억제층 관련 반응 그래프를 나타내는 도면이다.
본 발명은 고가의 Nb를 Cu로 대체하여 MgB2 초전도상 생성 온도(650℃) 보다 반응 온도가 높은 MgBx (4≤x≤12)를 바인더와 혼합하여 반응억제층으로 코팅함으로써 열처리 공정시 이원계 Mg-Cu 합금 생성을 차단하는데 있다. Cu에 코팅된 MgBx는 2 단계의 열처리과정을 거쳐 최종적으로 원료분말과 반응하여 필라멘트 내 초전도 코어로 합쳐질 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 반응억제층(10)이 파우더(20)의 소결시 Cu와 Mg 반응을 차단하는 기능을 수행하는 것을 확인할 수 있다.
도 7(a)를 참조하면, T1 온도에서 MgB2 합성 후 초과 Mg 분말은 잉여 Mg로 잔존한다. 구체적으로 파우더에 Mg를 과첨가 함으로써 T1에서 열처리 중 생성된 MgB2이외에 Mg가 잔존 한다. 일예로서 T1은 650도 내지 670도일 수 있다.
도 7(b)를 참조하면, T2 온도에서 MgB2 코팅층과 잔존 Mg가 MgB2로 합성된다. 구체적으로 T1 온도보다 높은 T2 온도에서 잔존 Mg는 액체나 기체상태로 변화하여 Cu에 코팅된 MgBx(4≤x≤12)와 반응하고 MgB2를 생성한다. 일예로서 T2는 670도 내지 700도일 수 있다.
도 7을 통해 Nb 대체 MgBx(4≤x≤12) 코팅된 Cu는 결과적으로 초전도 분율 증가에 기여하여 초전도 특성이 향상됨을 알 수 있다. MgBx는 반응억제층 역할과 동시에 MgB2 생성 기저(≥650도) 역할을 수행할 수 있다. MgBx를 코팅하는데 사용하는 폴리머 바인더 물질은 큐어링 후 잔존하여도 탄소(C)만 남기 때문에 오히려 탄소 도핑효과를 나타낼 가능성이 있다.
Cu 피복층(11)에 코팅되는 버퍼층(12)의 증착력을 더욱 향상 시키기 위해 버퍼층(12)에 바인더를 추가할 수 있다. 일예로서 바인더는 PAA(폴리아크릴산, poly acrylic acid) 또는 PVDF(폴리비닐 리덴플루오라이드, Polyvinylidene fluoride) 등일 수 있다.
살펴본 바와 같이 본 발명은 새로운 반응억제층을 통해 파우더의 소결시 Cu와 Mg 반응을 차단할 수 있고, 새로운 반응억제층을 통해 Nb 대비 선재 제조비용을 대폭 절감(원자재비용 약 50% 절감 예상)할 수 있으며, Nb 대체재를 개발하고 가격 경쟁력을 확보하여 전 세계 MgB2 초전도 선재 시장을 선점함은 물론 열처리 간에 발생하는 초전도 원료 분말 물질인 Mg 및 B와 시스(sheath)인 Cu의 반응을 억제하여 초전도 특성 저하를 방지할 수 있다.
본 발명은 MgB2 전구체 분말과 Cu의 경계에 MgBx (4≤x≤12) 물질을 바인더로 사용하여 코팅함으로써 열처리과정에서 Mg-Cu 합금 생성을 원천적으로 차단할 수 있다.
본 발명은 단심, 다심(7심, 19심, 37심 외 다심 구조)에 모두 사용 할 수 있고 연속공정뿐만 아니라 PIT(Powder in tube) 방법에도 사용 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
11 : Cu 피복층
12 : 버퍼층
12b : 버퍼 코팅액
20 : 파우더
31 : 제1 이송롤러
32 : 제2 이송롤러
40 : 건조장치
51 : 제1 가압롤러
52 : 제2 가압롤러
61 : 성형롤러
62 : 파우더 공급장치
71 : 단심선재
72 : 다심선재
73 : 인발다이스
74 : 권취롤
75 : 선재 열처리 장치
76 : 외부시스
121 : 제1 측단
122 : 제2 측단
123 : 파우더 투입구
124 : 수용부

Claims (10)

  1. 삭제
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  5. Cu 피복층 일면에 도포되어 코팅층을 구성하는 것으로서, 바인더를 포함하는 MgBx (4≤x≤12)로 이루어지는 버퍼층을 형성하는 단계;
    상기 Cu 피복층의 양측단이 모아지게 성형하여 양측단 사이에 파우더 투입구를 마련하고 내부에 파우더 투입구와 연통되는 수용부가 마련되도록 상기 Cu 피복층을 성형하는 1차 성형 단계;
    상기 파우더 투입구를 통해 상기 수용부에 Mg와 B로 이루어지는 파우더를 채우는 단계;
    상기 수용부에 파우더가 채워진 상태에서 상기 Cu 피복층의 양측단이 접하도록 성형하는 2차 성형 단계; 및
    상기 2차 성형 단계를 거쳐 제작한 단심선재를 650도에서 1차 열처리하고, 670도 내지 700도에서 2차 열처리하는 단계;
    를 포함하는 초전도 선재 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 버퍼층을 형성하는 단계는,
    상기 Cu 피복층에 버퍼 코팅액을 도포하여 버퍼층을 형성하는 단계;
    상기 버퍼층이 코팅된 Cu 피복층을 양측 이송롤러 사이로 통과시켜 Cu 피복층 일면에 버퍼층이 일정 두께로 코팅되게 하는 단계;
    상기 버퍼층이 코팅된 Cu 피복층을 건조장치로 투입하여 건조함으로써 버퍼층이 Cu 피복층 일면에 증착되게 하는 단계; 및
    상기 버퍼층이 코팅된 Cu 피복층을 양측 가압롤러 사이로 통과시켜 가압하는 단계;
    를 포함하는 초전도 선재 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    양측 이송롤러 중 버퍼층이 코팅되는 Cu 피복층 일면에 위치하는 이송롤러는 코팅롤러이고, 상기 코팅롤러는 Cu 피복층 일면에 상기 버퍼층이 일정 두께로 코팅되게 하는 것을 특징으로 하는 초전도 선재 제조방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 2차 성형 단계를 거쳐 제작한 단심선재를 다심선재 제조 공정에 복수로 공급하는 단계;
    복수로 공급된 단심선재 외측을 외부시스로 감싸 다심선재를 조립하는 단계;
    상기 다심선재를 인발 공정으로 투입하여 인발하는 단계;
    인발한 다심선재를 권취롤에 권취하는 단계; 및
    권취롤에 권취한 다심선재를 선재 열처리 장치로 투입하여 열처리하는 단계;
    를 더 포함하는 초전도 선재 제조방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 1차 성형 단계에서 상기 Cu 피복층은 "U"와 같이 성형되고, 상기 2차 성형 단계에서 상기 Cu 피복층은 "○"와 같은 튜브 형태로 성형되는 것을 특징으로 하는 초전도 선재 제조방법.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 바인더는,
    PAA 또는 PVDF인 것을 특징으로 하는 초전도 선재 제조방법.
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