WO2001033580A1

WO2001033580A1 - Procede de fabrication d'un fil en oxyde supraconducteur, fil en oxyde supraconducteur, bobine supraconductrice et dispositif supraconducteur

Info

Publication number: WO2001033580A1
Application number: PCT/JP2000/007711
Authority: WO
Inventors: Naoki Ayai; Ryosuke Hata; Hiromi Takei; Kazuhiko Hayashi; Takeshi Hikata
Original assignee: Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Priority date: 1999-11-04
Filing date: 2000-11-01
Publication date: 2001-05-10
Also published as: EP1158543B1; US20060057381A1; DE60041512D1; US20060228548A1; EP1158543A1; JP4696436B2; US6844064B1; US7132162B2; EP1158543B8; AU1053801A; US7468207B2; AU777016B2; EP1158543A4

Description

明細書酸化物超電導線材の製造方法、酸化物超電導線材、

超電導コィルぉよび超電導機器技術分野

この発明は、酸化物超電導線材の製造方法、酸化物超電導線材、超電導コィルおよび超電導機器に関し、特に、酸化物超電導線材から構成される超電導マグネットを用いた超電導変圧器、超電導限流器および磁場発生装置や酸化物超電導線材を用いた超電導ケ一ブルおよび超電導ブスバー等の超電導機器と、これらの超電導機器を製作するために適用可能な酸化物超電導線材の製造方法に関するものである。背景技術

従来から、実用的な超電導機器で用いられる酸化物超電導線材には、十分な長さが要求される。たとえば、実用的な超電導ケ一ブルとして 1 0 O MW以上の容量を有するケーブル用導体を製作する場合には、超電導ケーブルの最終長さとして 5 k m程度の長さを 1単位とする酸化物超電導線材が数百本必要とされる。この場合、酸化物超電導線材としては、たとえば、ビスマス系酸化物超電導体フィラメントが銀で被覆された形態の線材（直径 0 . 9 m m、臨界電流値 2 0 A、温度 7 7 K) が用いられる。

また、磁気分離装置や磁場発生装置に用いられる超電導マグネットとしては、マグネットの内径が 1 mを超えるものが製作される。このような超電導マグネットを製作するためには、たとえば 1コイルあたりの長さとして 8 0 O m程度を 1単位とする酸化物超電導線材が 1 0 0 0本程度必要とされる。この場合、酸化物超電導線材としてはビスマス系酸化物超電導体フイラメントが銀で被覆された形態のテープ状線材（厚み 0 . 2 5 mm、幅 4 m m、臨界電流値 5 0 A (温度 7 7 K) ) が用いられる。

しかしながら、酸化物超電導線材の現在の製造技術レベルでは、ビスマス系酸化物超電導体フイラメントが銀で被覆された形態の線材で数百メートル程度の単位長さのものが製造されるにすぎない。また、このような単位長さの酸化物超電導線材において 1 ケ所に欠陥部分があると、その数百メートル程度の酸化物超電導線材の全部が不良品となり、製造歩留りが低いという問題もある。したがって、酸化物超電導線材の長尺化の製造技術開発を待たなければ、上述のような実用的な超電導機器に応用することは現在のところ不可能である。このことが、革新的な技術である超電導機器の産業への適用や実用化が遅れている主な要因の 1つとなっている。

上記の 1 0 0 MW以上の容量の超電導ケーブルや磁場発生装置に用いられる超電導マグネットを実現するために、比較的短い酸化物超電導線材を接続し、長い単位長さの線材を製作することができれば、超電導機器の産業への適用のためのプロトタイプ機器の試作が可能となる。そして、試作したプロトタイプの機器によって超電導機器のメリットを把握して実用化を進めることが可能となる。

ところが、酸化物超電導線材は曲げや引張り等の変形で与えられる歪みの影響を受けて臨界電流値が低下するという問題がある。単位長さの短い酸化物超電導線材を、たとえば、ろう付けまたははんだ付けで端末部分を互いに重ね合わせることによって接続すると、超電導ケーブルや超電導マグネットの製作の過程で線材がガイドロ一ラ等を介して曲げられ、線材に与えられる曲げ歪みによって臨界電流値が低下する。これは、端末部分を互いに重ね合わせることによって形成された接合部分が曲げにくく、それ以外の部分が曲げやすくなるため、接合部分の端部がガイドローラ等を介して曲げられると、ガイドローラ等の半径よりも小さな曲げ半径で接合部分の端部が曲げられることになり、臨界電流値を維持することが可能な許容曲げ歪みよりも大きな歪みが接合部分の端部に与えられ、歪みの集中が起こりやすくなるからである。このため、接続によって単位長さの長い酸化物超電導線材を得ることができたとしても、線材の接合部分の端部に与えられる歪みの影響によって臨界電流値が低下するために、その長い線材を用いて製作された実用的な超電導機器が所定の機能を達成することが困難であるという問題があつた。そこで、この発明の目的は、比較的短い線材を接続してできるだけ長い線材を製造することができ、かつ接続後に線材が曲げられた場合においても歪みの影響による臨界電流値の低下を抑制することが可能な酸化物超電導線材の製造方法を提供することである。

また、この発明の目的は、接続部分を備え、かつ曲げられた状態においても接続前の線材の初期の臨界電流値の低下を抑制することが可能な酸化物超電導線材、超電導コイルおよび超電導機器を提供することである。発明の開示

この発明の 1つの局面に従った酸化物超電導線材の製造方法は、 2本の酸化物超電導線材の端末部分を互いに重ね合わせることによって接合して酸化物超電導線材を接続する工程と、接続された 2本の酸化物超電導線材が曲げられたときに、端末部分を互いに重ね合わせることによって形成された接合部分の端部が有する歪み量を、重ね合わせられていない酸化物超電導線材の部分が有する歪み量に近くなるように低減するように接合部分を加工する工程とを備える。このように接合部分を加工することによって、接続後にガイドローラ等を介して線材が曲げられても曲げ歪みによる臨界電流値の低下を抑制することができる。このため、比較的短い酸化物超電導線材を接続して種々の超電導機器に必要な長さの酸化物超電導線材を予め準備することができる。このような長い酸化物超電導線材をリール等に卷いた状態で置いても、与えられる歪みによる臨界電流値の低下は抑制されている。したがって、この予め準備された長い酸化物超電導線材を連続的に供給し、同時に線材の絶縁被覆加工を施しながら、長い超電導ケーブルや大きな超電導マグネットを製作することができる。

この発明の酸化物超電導線材の製造方法において、上記の酸化物超電導線材を接続する工程は、ろう材を介在させて 2本の酸化物超電導線材の端末部分を互レ、に重ね合わせることによつて行なわれるのが好ましレ、。

酸化物超電導線材は、矩形の横断面を有するテープ状線材であるのが好ましレ、。

上記の酸化物超電導線材を接続する工程は、 2本のテープ状線材の幅広面を重ね合わせることによって行なわれるのが好ましい。上記の接合部分を加工する工程は、テープ状線材の幅が端末に近づくにつれて小さくなるように端末部分を加工することによって行なわれるのが好ましい。

上記の接合部分を加工する工程は、平面形状が V字形状になるように端末部分を切断加工すること、または、端末部分がテープ状線材の幅を横断して幅方向に傾斜する端面を有するように端末部分を切断加工することによって行なわれるのが好ましい。

また、上記の接合部分を加工する工程は、テープ状線材の厚みが端末に近づくにつれて小さくなるように端末部分を加工することによって行なわれるのが好ましい。

酸化物超電導線材は、丸線状線材であってもよい。

さらに、上記の接合部分を加工する工程は、接合部分の少なくとも一部を金属または有機物で被覆することによって上記歪み量を低減するように行なわれるのが好ましい。この場合、上記の接合部分を加工する工程は、環状の形態を有する材料に接合部分の少なくとも一部を挿入することによって行なわれるのが好ましい。

この発明の製造方法が適用される酸化物超電導線材は、ビスマス系酸化物超電導体を含むのが好ましい。ビスマス系酸化物超電導体を用いる場合には、線材はビスマス系酸化物超電導体フィラメントが銀を含む材料で被覆された形態で構成されるのが好ましい。

この発明のもう 1つの局面に従った酸化物超電導線材は、端末部分を有する第 1の酸化物超電導線材と、端末部分を有する第 2の酸化物超電導線材と、第 1 と第 2の酸化物超電導線材の端末部分を互いに重ね合わせることによって形成された接合部分とを備え、接合部分の端部が有する歪み量が、重ね合わせられていない第 1 と第 2の酸化物超電導線材の部分が有する歪み量に近くなるように低減されている。

このように構成された酸化物超電導線材を用いることによって、超電導ケ一ブルや超電導マグネットの製作の過程でガイドロ一ラ等を介して線材が曲げられても接続前の線材の初期の臨界電流値の低下を抑制することができる。したがって、本発明の酸化物超電導線材を用いることによって最終的な超電導ケーブルや超電導マグネットの製造において歩留りの低下を抑制することができるとともに、長い超電導ケーブルや大きな超電導マグネットを高い生産で製造することができる。

この発明の酸化物超電導線材において、接合部分は、重ね合わせられた第 1 と第 2の酸化物超電導線材の端末部分の間に介在するろう材を含むのが好ましレ、。

接合部分は、 2本のテープ状線材の幅広面を重ね合わせることによって形成された接合部分を含むのが好ましい。接合部分は、テープ状線材の幅が端末に近づくにつれて小さくなるように加工された端末部分を含むのが好ましい。

接合部分は、平面形状が V字形状の端末部分、または、テープ状線材の幅を横断して幅方向に傾斜する端面を有する端末部分を含むのが好ましい。

また、接合部分は、テープ状線材の厚みが端末に近づくにつれて小さくなるように加工された端末部分を含むのが好ましい。

酸化物超電導線材は、丸線状線材であってもよい。

さらに、接合部分の少なくとも一部は、金属または有機物で被覆されているのが好ましい。この場合、接合部分の少なくとも一部は、環状の形態を有する材料に挿入されているのが好ましい。

酸化物超電導線材は、ビスマス系酸化物超電導体を含むのが好ましい。ビスマス系酸化物超電導体は、銀を含む材料で被覆されたフィラメントであるのが好ましい。

さらに、この発明のもう 1つの局面に従った超電導コイルは、端末部分を有する第 1の酸化物超電導線材と、端末部分を有する第 2の酸化物超電導線材と、第 1と第 2の酸化物超電導線材の端末部分を互いに重ね合わせることによって形成された接合部分とを備え、接合部分の端部が有する歪み量が、重ね合わせられていない第 1 と第 2の酸化物超電導線材の部分が有する歪み量に近くなるように低減されている。この発明の別の局面に従った超電導機器は、端末部分を有する第 1の酸化物超電導線材と、端末部分を有する第 2の酸化物超電導線材と、第 1 と第 2の酸化物超電導線材の端末部分を互いに重ね合わせることによって形成された接合部分とを備え、接合部分の端部が有する歪み量が、重ね合わせられていない第 1 と第 2の酸化物超電導線材の部分が有する歪み量に近くなるように低減されている。

以上のようにこの発明によれば、接続された酸化物超電導線材が曲げられたときに接合部分の端部が有する歪み量を低減するように接合部分を加工することによって、短い線材を接続してできるだけ長い線材を製造することができるとともに、曲げ歪みの影響による臨界電流値の低下を効果的に抑制することが可能となる。したがって、長い超電導ケーブルや大きな超電導マグネットに使用される長い酸化物超電導線材を、臨界電流値の低下を抑制した状態で予め準備することができる。これにより、製造歩留りを低下させることなく、高い生産性で酸化物超電導線材を製造することが可能となる。その結果、この発明に従った酸化物超電導線材ゃ超電導コイルを各種の超電導機器に適用し、実用化を進めることが容易になる。図面の簡単な説明

図 1は、この発明に従った酸化物超電導線材の接続方法または接続形態の 1 つの実施の形態（1 ) を模式的に示す縦断面図である。

図 2は、この発明に従った酸化物超電導線材の接続方法または接続形態の 1 つの実施の形態（7 ) を模式的に示す平面図である。

図 3は、この発明に従った酸化物超電導線材の接続方法または接続形態の 1 つの実施の形態（7 ) を模式的に示す平面図である。

図 4は、この発明に従った酸化物超電導線材の接続方法または接続形態の 1 つの実施の形態（8 ) を模式的に示す縦断面図である。

図 5は、この発明に従った酸化物超電導線林の接続方法または接続形態の 1 つの実施の形態（9 ) を模式的に示す平面図である。

図 6は、この発明に従った酸化物超電導線材の接続方法または接続形態の 1 つの実施の形態（1 0) を模式的に示す縦断面図である _c

図 7は、この発明に従った酸化物超電導線材の接続方法または接続形態の 1 つの実施の形態（1 1) を模式的に示す縦断面図である。

図 8は、この発明に従った酸化物超電導線材の接続方法または接続形態の 1 つの実施の形態（1 2) を模式的に示す縦断面図である。

図 9は、この発明に従った酸化物超電導線材の接続方法または接続形態の 1 つの実施の形態（1 3) を模式的に示す縦断面図である。

図 1 0は、この発明に従った酸化物超電導線材の接続方法または接続形態の 1つの実施の形態（1 7) を模式的に示す縦断面図である。

図 1 1は、この発明に従った酸化物超電導線材の接続方法または接続形態の 1つの実施の形態（1 8) を模式的に示す縦断面図である。

図 1 2は、この発明に従った酸化物超電導線材の接続方法または接続形態の 1つの実施の形態（20) を模式的に示す縦断面図である。

図 1 3は、この発明に従った酸化物超電導線材の接続方法または接続形態の 1つの実施の形態（21) を模式的に示す平面図である。

図 1 4は、実施例 1 と 2において接続線材の曲げ歪み試験を行なうための装置を概念的に示す図である。

図 1 5は、実施例 2において曲げ歪み試験後の各接続線材の臨界電流 I cと初期臨界電流 I c 0との比率 I cZ I c 0と、曲げ歪み試験において各接続線材が通過した滑車の全数との関係を示す。

図 1 6は、実施例 2において接続線材 dについて測定した電流（ I ) 一電圧 (E) 特性を示す。発明を実施するための最良の形態

この発明に従った酸化物超電導線材の接続方法または接続形態として次のような種々の実施の形態を挙げることができる。以下、各実施の形態について図を用いて説明する。

図 1、図 4、図 6〜図 1 2は、この発明の酸化物超電導線材の接続方法または接続形態の種々の実施の形態を模式的に示す縦断面図である。図 2、図 3、図 5および図 1 3は、この発明の酸化物超電導線材の接続方法または接続形態の種々の実施の形態を模式的に示す平面図である。

( 1 ) 図 1に示すように、テープ状または丸線状のビスマス系酸化物超電導線材 1 と 2の端末部分を互いに重ね合わせて接合する。酸化物超電導線材 1 と 2の端末部分の間には銀入り鉛一錫合金はんだ等の材料からなるろう材 3を配置する。このようにして 2本の酸化物超電導線材 1 と 2を接続する。この実施の形態では、接合部分 Lの長さが酸化物超電導線材 1 と 2の直径または幅の 1倍以上 1 0 0倍以下に設定される。このように設定することにより、接続された線材が曲げられたときに、接合部分の端部が有する歪み量を、重ね合わせられていない線材の部分が有する歪み量に近くなるように低減することが可能となる。

( 2 ) 図 1に示される接続形態において、矩形の横断面を有する酸化物超電導線材 1と 2の幅広面を重ね合わせることによって接合する。これによつて、接続された線材が曲げられたときに接合部分の端部が有する歪み量を低減する。

( 3 ) 図 1に示される接続形態において、ろう材 3の厚み tを酸化物超電導線材 1 と 2の直径 Dまたは厚み Tの 0 . 0 1倍以上 1倍以下になるように設定する。このようにすることにより、接続された線材が曲げられたときに接合部分の端部が有する歪み量を低減することが可能となる。

( 4 ) 図 1に示される接続形態において、矩形の横断面を有する酸化物超電導線材 1 と 2の端末部分の間にリボン状のろう材 3を挟んで加熱することによって接合する。

( 5 ) 丸線状の酸化物超電導線材 1 と 2の端末部分を捩つて重ね合わせてそれらの間にろう材 3を介在させて接合する。

( 6 ) 上記の捩りのピッチが線材 1 と 2の直径の 1倍以上 1 0倍以下になるように接合する。

( 7 ) 図 2と図 3に示すように、酸化物超電導線材 1の末端部 1 1 a、 1 1 bの平面形状において直径 D (丸線状の場合）または幅 W (テープ状線材の場合）が端末に近づくにつれて小さくなるように加工する。また、酸化物超電導線材 2の末端部 2 1 a、 2 l bにおいても、上記と同様に加工する。このようにすることにより、接続された線材が曲げられたときに接合部分の端部が有する歪み量を低減することが可能となる。

図 2に示される接続形態では、テープ状線材の場合、末端部 1 1 aと 2 1 a が V字形状を有するように線材の端末を切断加工する。図 3に示される接続形態では、テープ状線材の場合、末端部 1 1 bと 2 1 bがテープ状線材の幅を横断して幅方向に傾斜する端面を有するように線材の端末を切断加工する。

( 8 ) 図 4に示すように、酸化物超電導線材 1の末端部 1 2と酸化物超電導線材 2の末端部 2 2において、線材の厚み Tが端末に近づくにつれて小さくなるように加工する。このようにすることにより、接続された線材が曲げられたときに接合部分の端部が有する歪み量を低減することが可能となる。

( 9 ) 図 5に示すように、酸化物超電導線材 1の末端部 1 3と酸化物超電導線材 2の末端部 2 3において切込部分を形成する。そして、切込部の直径

(丸線材の場合）または幅（テープ状線材の場合）が端末に近くなるに従って大きくなるようにする。これにより、接続された線材が曲げられたときに接合部分の端部が有する歪み量を低減する。

( 1 0 ) 図 6に示すように、酸化物超電導線材 1 と 2の互いに重ね合わせられる端末部分において空間 3 1 と 3 2を設けて重ね合わせ部分の一部にろう材 3を配置する。図 6の形態では接合部に曲げが加えられたときに、空間 3 1 と 3 2で一方の線材の末端部がもう一方の線材の表面を押し返すことによって、歪み集中を緩和する。これにより、接続された線材が曲げられたときに接合部分の端部が有する歪み量を低減する。

( 1 1 ) 図 7に示すように、酸化物超電導線材 1 と 2の端末の接合部分の —部を可撓性の有する材料 4 1で被覆する。

( 1 2 ) 図 8に示すように、酸化物超電導線材 1 と 2の端末の接合部分の全体を可撓性の有する材料 4 1で被覆する。

このようにすることにより、接続された線材が曲げられたときに接合部分の端部が有する歪み量を低減することができる。

( 1 3 ) 図 9に示すように、酸化物超電導線材 1 と 2の接合部分の一部または全体をポリイミドゃ銅、銀等からなるテープ状の材料 4 2で被覆する。 ( 1 4) 図 7と図 8で示される接続形態においてポリビュルホルマール (PVF) 樹脂やエポキシ樹脂等の材料 4 1を用いる。この場合、上記のような有機物を接合部分の一部または全体に塗布して乾燥させることによって接合部分の一部または全体を被覆する。

(1 5) 図 9で示される接続形態において材料 4 2として金属テープを用レ、、その金属テープを接合部分の全体または一部分にろう付けすることによつて被覆を形成する。

(1 6) 図 7と図 8で示される接続形態において材料 4 1 としてろう材を用いて接合部分の一部または全体にろう付けすることによって被覆を形成する。この場合、ろう材 3の材料として銀入りの鉛一錫合金からなる高い融点を有するはんだを用い、被覆を形成する材料 4 1 として低い融点を有するインジウム系はんだを用いるのが好ましい。このようにすることにより、ろう材 3を介して線材 1 と 2を接合した後、相対的に低い融点のはんだからなる材料 4 1で接合部分を被覆することできる。

(1 7) 図 1 0に示すように、酸化物超電導線材 1と 2の接合部分の全体を被覆するように環状の形態を有する材料 43に接合部分を挿入して、焼きばめすることによって被覆を形成する。この場合、金属の代わりに接合部分を被覆する環状の形態の有機物からなる材料 4 3を挿入して加熱収縮させることによって被覆を形成してもよい。環状の形態を有する材料 43として熱収縮性の管を用いてもよい。

(1 8) 図 1 1に示すように、接合部分の一部分を被覆するように環状の形態を有する金属または有機物からなる材料 44に接合部分の一部分を挿入して、焼きばめまたは加熱収縮させることによつて被覆を形成する。

以上のように接合部分の一部または全体を被覆することによって、接続された線材が曲げられたときに接合部分の端部が有する歪み量を低減することがでさる。

(1 9) 上記の（1 1 ) 〜（1 8) で示される接続形態において、接合部分の一部または全体をまず金属からなる材料で被覆して、次にその上に有機物からなる材料を配置して被覆を形成してもよレ、。 (20) 図 1 2に示すように、酸化物超電導線材 1 と 2の接合部分において、線材の端末を金属または有機物からなる材料 4 5で被覆する。この場合、被覆を形成する材料 4 5の厚みが接合部分から離れるに従って薄くなるように設定する。このようにすることにより、接続された線材が曲げられたときに接合部分の端部が有する歪み量を低減することができる。

(2 1 ) 図 1 3に示すように、酸化物超電導線材 1 と 2の接合部分において、線材の端末を被覆する金属または有機物からなる材料 46の幅が、接合部分から離れるに従って狭くなるように設定する。このようにしても、接続された線材が曲げられたときに接合部分の端部が有する歪み両を低減することができる。

(実施例 1 )

ビスマス系（B i (P b) — S r— C a— Cu—〇系）酸化物超電導線材を銀入り鉛一錫合金からなるはんだで接続した接続線材を 3本作製した。線材は、ビスマス系酸化物超電導体フィラメント 6 1本を、マンガンを 0. 3重量。 /₀含む銀合金シースで被覆したテープ状線材で準備した。テープ状線材の厚みは 0 · 24 mm, 幅は 3. 8 mm, 長さは 300 mmであった。線材の接合部分の長さし（図 1を参照）は 1 0 Ommであった。 3本の接続線材のそれぞれに 1 V/c mで規定される電圧を、接合部を含む端子間距離 20 Ommで印加して臨界電流 I cを測定したところ、いずれの接続線材も 55 Aであった。

これら 3本の接続線材のそれぞれに次のような加工を施した。

( a ) 接続線材 a

図 1に示される接続形態のままで何ら加工を施さなかった。

( b ) 接続線材 b

図 7に示すように接続線材の接合部の全体を被覆するようにポリビュルホルマール（PVF) 樹脂を塗布して乾燥させることによって被覆 4 1を形成した。

( c ) 接続線材 c

図 8に示すように接合部分を被覆するようにポリイミドテープ 4 2を接着した。

上記の接続線材 a、 bおよび cのそれぞれに曲げ歪みを与える試験を実施した。曲げ歪み試験は、図 1 4に示すように、長さ方向に張力 5 Nを接続線材に加えた状態で外径 1 8 Ommのガイドロ一ラ（滑車）の中心角で約 1 80° にわたる外周面の領域に接続線材の一方表面とそれと反対側の表面とを交互にそれぞれ 5回、接触させて移動させることによって行なわれた。このようにして、曲げ歪み試験は、接続部の機械的な強度を検証するために、多数の滑車を通過する実際の卷線工程に近い条件を想定して行なわれた。曲げ歪み試験を行なつた後、接続線材 a、 bおよび cのそれぞれについて臨界電流 I cを測定した。その結果、接続線材 aは 3 OAと初期の臨界電流値 55 Aよりも低い値を示したのに対し、接続線材 bは 4 8 A、接続線材 cは 5 OAと高い臨界電流値を示し、初期の臨界電流値に対して高い割合で臨界電流値を維持することができるという結果が得られた。

(実施例 2 )

ビスマス系（B i (P b) — S r— C a— Cu— O系）酸化物超電導線材を銀入り鉛一錫合金からなるはんだで接続した接続線材を 4本作製した。線材は、ビスマス系酸化物超電導体フィラメント 6 1本を、マンガンを 0. 3重量⁰ /₀含む銀合金シースで被覆したテープ状線材で準備した。テープ状線材の幅広面同士を重ね合わせることによって接合した。テープ状線材の厚みは 0. 24mm、幅は 3. 8 mm、長さは 300 mmであった。線材の接合部分の長さ L (図 1 を参照）は 5 Ommであった。接合部を中心に端子間距離 1 0 Ommの間隔で電圧印加端子を取り付けて、これらの電圧印加端子から 4本の接続線材のそれぞれに 1 μ Vノ c mで規定される電圧を印加して臨界電流 I c 0 (初期臨界電流）を測定したところ、いずれの接続線材も 6 OAであった。

これら 4本の接続線材のそれぞれに次のような加工を施した。

( d ) 接続線材 d

図 2に示すように 2本のテープ状線材の端末を V字形状に切断加工（Vカツト）してテープ状線材の幅広面同士を重ね合わせて接合し、長さ L aを 40m m、 Lb¾ 5mmどした。

( e ) 接続線材 e

図 3に示すように 2本のテープ状線材の端末がテープ状線材の幅を横断して幅方向に傾斜する端面を有するように線材の端末を切断加工（Nカツト）テープ状線材の幅広面同士を重ね合わせて接合し、長さ L aを 40mm、 L b を 5 mmとした。

( f ) 接続線材 f

図 1 0に示すように、 2本のテープ状線材の端末を切断加工しないでテープ状線材の幅広面同士を重ね合わせて接合した後、接合部（長さ L ： 50 mm) 全体を被覆するように長さ L cが 60 mm、収縮前の厚みが 0. 1 5 mmの熱収縮性の管に接合部を挿入して、その管を約 1 00°Cで加熱収縮させて被覆部を形成した。熱収縮性の管の材料としては、電子架橋軟質難燃性ポリオレフィン樹脂を採用した。

( g ) 接続線材 g

上記の接続線材 d、 e、 ίおよび gのそれぞれに曲げ歪みを与える試験を実施した。曲げ歪み試験は、図 1 4に示すように、長さ方向に張力 5 Nを接続線材に加えた状態で外径 20 0 mmのガイドローラ（滑車）の中心角で約 1 8 0° にわたる外周面の領域に接続線材の一方表面とそれと反対側の表面とを交互に接触させて、ガイドロ一ラを通過させて接続線材を移動させることによつて行なわれた。このようにして、曲げ歪み試験は、接続部の機械的な強度を検証するために、多数の滑車を通過する実際の卷線工程に近い条件を想定して行なわれだ。曲げ歪み試験を行なった後、接続線材01、 e、 ίおよび gのそれぞれについて、臨界電流 I cを測定した。

曲げ歪み試験後の各接続線材の臨界電流 I cと初期臨界電流 I c 0との比率 I c/ I c 0と、曲げ歪み試験において各接続線材が通過した滑車の全数との関係を図 1 5に示す。図 1 5から、接合部分を加工した接続線材、 eおよび ίでは、接合部分を加工しなかった接続線材 gに比べて、曲げ歪み試験後の臨界電流 I cの低下率は小さいことがわかる。

図 1 6は、接続線材 dについて測定した電流（I ) —電圧（E) 特性を示す。図 1 6中、「曲げなし」は曲げ歪みを加えなかった接続線材 dのデータ、「5 00 g、 0200 X 1 0回」、「500 g、 <i) 200 X 1 0回」、「500 g、 0 2 0 0 X 1 0回」は、それぞれ、接続線材に 5 0 0 gの荷重を加えて外径 2 0 0 m mのガイドローラを 1 0回、 2 0回、 3◦回通過させて引っ張り曲げ歪みを加えた後の接続線材 dのデータを示す。図 1 6において、電流 Iが 0〜4 0 Aまでの電流一電圧特性曲線の傾きが線材の接続抵抗を示す。図 1 6から、各曲線においてその傾きがほとんど変化していないので、引っ張り曲げ歪みを加えた後でも一定の接続抵抗が維持されており、接続抵抗と臨界電流 I cがほとんど劣化していないことがわかる。また、接続抵抗は約 2 0 η Ω程度であることがわかる。

以上に開示された実施の形態や実施例はすべての点で例示的に示すものであり、制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態や実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正例や変形例を含むものと解釈されるべきである。産業上の利用可能性

この発明にしたがった酸化物超電導線材または超電導コィルは、超電導マグネットを用いた超電導変圧器、超電導限流器および磁場発生装置等の超電導機器に用いるのに適している。また、この発明にしたがった酸化物超電導線材は、超電導ケーブルおよび超電導ブスバー等の超電導機器に用いるのに適している。さらに、これらの超電導機器を製作するために本発明にしたがった酸化物超電導線材の製造方法は適用可能である。

Claims

請求の範囲

1. 2本の酸化物超電導線材（1， 2) の端末部分を互いに重ね合わせることによって接合して酸化物超電導線材（1， 2) を接続する工程と、

前記接続された 2本の酸化物超電導線材（1， 2) が曲げられたときに、前記端末部分を互いに重ね合わせることによって形成された接合部分（L) の端部が有する歪み量を、重ね合わせられていない前記酸化物超電導線材（1， 2) の部分が有する歪み量に近くなるように低減するように前記接合部分 (L) を加工する工程とを備えた、酸化物超電導線材の製造方法。

2. 前記酸化物超電導線材（1， 2) を接続する工程は、ろう材（3) を介在させて前記 2本の酸化物超電導線材（1， 2) の端末部分を互いに重ね合わせることによつて接合することを含む、請求項 1に記載の酸化物超電導線材の製造方法。

3. 前記酸化物超電導線材（1， 2) は、矩形の横断面を有するテープ状線材である、請求項 2に記載の酸化物超電導線材の製造方法。

4. 前記酸化物超電導線材（ 1 , 2) を接続する工程は、 2本の前記テープ状線材の幅広面を重ね合わせることによって接合することを含む、請求項 3に記載の酸化物超電導線材の製造方法。

5. 前記接合部分（L) を加工する工程は、前記テープ状線材の幅（W) が端末に近づくにつれて小さくなるように前記端末部分を加工（ 1 1 a， l i b,

2 1 a, 2 1 b) することを含む、請求項 4に記載の酸化物超電導線材の製造方法。

6. 前記接合部分（L) を加工する工程は、平面形状が V字形状（1 1 a， 2 1 a) になるように前記端末部分を切断加工することを含む、請求項 5に記載の酸化物超電導線材の製造方法。

7. 前記接合部分（L) を加工する工程は、前記端末部分が前記テープ状線材の幅を横断して幅方向に傾斜する端面（l i b, 21 b) を有するように前記端末部分を切断加工することを含む、請求項 5に記載の酸化物超電導線材の製造方法。

S. 前記接合部分（L) を加工する工程は、前記テープ状線材の厚み（T) が端末に近づくにつれて小さくなるように前記端末部分を加工（1 2， 22) することを含む、請求項 4に記載の酸化物超電導線材の製造方法。

9. 前記酸化物超電導線材（1， 2) は、丸線状線材である、請求項 2に記載の酸化物超電導線材の製造方法。

1 0. 前記接合部分（L) を加工する工程は、前記接合部分（L) の少なくとも一部を金属または有機物（4 1， 42， 4 3， 44) で被覆することによつて前記歪み量を低減することを含む、請求項 2に記載の酸化物超電導線材の製造方法。

1 1. 前記接合部分（L) を加工する工程は、環状の形態を有する材料（4

3， 44) に前記接合部分（L) の少なくとも一部を挿入することを含む、請求項 1 0に記載の酸化物超電導線材の製造方法。

1 2. 前記酸化物超電導線材（1 , 2) は、ビスマス系酸化物超電導体を含む、請求項 1に記載の酸化物超電導線材の製造方法。

1 3. 前記ビスマス系酸化物超電導体は、銀を含む材料で被覆されたフイラメントである、請求項 1 2に記載の酸化物超電導線材の製造方法。

14. 端末部分を有する第 1の酸化物超電導線材（1) と、

端末部分を有する第 2の酸化物超電導線材（2) と、

前記第 1 と第 2の酸化物超電導線材（1， 2) の端末部分を互いに重ね合わせることによって形成された接合部分（L) とを備え、

前記接合部分（L) の端部が有する歪み量が、重ね合わせられていない前記第 1 と第 2の酸化物超電導線材（1， 2) の部分が有する歪み量に近くなるように低減されている、酸化物超電導線材。

1 5. 前記接合部分（L) は、重ね合わせられた前記第 1と第 2の酸化物超電導線材（1， 2) の端末部分の間に介在するろう材（3) を含む、請求項 1

4に記載の酸化物超電導線材。

1 6. 前記酸化物超電導線材（1， 2) は、矩形の横断面を有するテープ状線材である、請求項 1 5に記載の酸化物超電導線材。

1 7. 前記接合部分（L) は、 2本の前記テープ状線材の幅広面を重ね合わせることによって形成された接合部分を含む、請求項 1 6に記載の酸化物超電導線材。

1 8. 前記接合部分（L) は、前記テープ状線材の幅（W) が端末に近づくにつれて小さくなるように加工された端末部分（ 1 1 a , l i b, 2 1 a, 2 l b) を含む、請求項 1 7に記載の酸化物超電導線材。

1 9. 前記接合部分（L) は、平面形状が V字形状（1 1 a， 2 1 a) の端末部分を含む、請求項 1 8に記載の酸化物超電導線材の製造方法。

20. 前記接合部分（L) は、前記テープ状線材の幅を横断して幅方向に傾斜する端面を有する端末部分（l i b, 2 1 b) を含む、請求項 1 8に記載の酸化物超電導線材の製造方法。

2 1. 前記接合部分（L) は、前記テープ状線材の厚み（T) が端末に近づくにつれて小さくなるように加工された端末部分（ 1 2， 22) を含む、請求項 1 7に記載の酸化物超電導線材。

22. 前記酸化物超電導線材（1， 2) は、丸線状線材である、請求項 1 5 に記載の酸化物超電導線材。

23. 前記接合部分（L) の少なくとも一部は、金属または有機物（4 1， 42， 43， 44) で被覆されている、請求項 1 5に記載の酸化物超電導線材。

24. 前記接合部分（L) の少なくとも一部は、環状の形態を有する材料 (43， 44) に挿入されている、請求項 23に記載の酸化物超電導線材。

25. 前記酸化物超電導線材（1 , 2) は、ビスマス系酸化物超電導体を含む、請求項 1 4に記載の酸化物超電導線材。

26. 前記ビスマス系酸化物超電導体は、銀を含む材料で被覆されたフイラメントである、請求項 25に記載の酸化物超電導線材。

27. 端末部分を有する第 1の酸化物超電導線材（1) と、

端末部分を有する第 2の酸化物超電導線材（2) と、

前記第 1と第 2の酸化物超電導線材（1， 2) の端末部分を互いに重ね合わせることによって形成された接合部分（L) とを備え、

前記接合部分（L) の端部が有する歪み量が、重ね合わせられていない前記第 1 と第 2の酸化物超電導線材（1， 2) の部分が有する歪み量に近くなるように低減されている、超電導コ.

28. 端末部分を有する第 1の酸化物超電導線材（1) と、

端末部分を有する第 2の酸化物超電導線材（2) と、

前記接合部分（L) の端部が有する歪み量が、重ね合わせられていない前記第 1 と第 2の酸化物超電導線材（1， 2) の部分が有する歪み量に近くなるように低減されている、超電導機器。