WO2006054538A1 - 酸化物超電導線材の製造方法 - Google Patents

酸化物超電導線材の製造方法 Download PDF

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oxide superconducting
superconducting wire
oxide
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Takeshi Kato
Shinichi Kobayashi
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Sumitomo Electric Industries, Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing an oxide superconducting wire, and more particularly to a method for manufacturing an oxide superconducting wire capable of improving superconducting characteristics.
  • Patent Document 1 JP-A-5-101723
  • Patent Document 2 JP-A-5-101723
  • a metal tube filled with an oxide superconductor powder or a flat body thereof is heat-treated in a pressurized atmosphere to sinter the oxide superconductor powder.
  • Patent Document 3 JP-A-5-101723
  • a metal tube filled with oxide superconductor powder is housed in a heat-resistant and pressure-resistant sealed container, and is sintered by an increase in internal pressure that increases as the temperature in the sealed container increases. Attempts have been made to prevent blistering.
  • the internal pressure at this time can also be calculated as a force such as a gas state equation. For example, it is described in the above publication that an internal pressure of about 4 atm can be obtained at a heating temperature of about 900 ° C. .
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 1-30114
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 1-30114
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 1-30114
  • a metal tube filled with oxide superconducting powder is put into a high pressure state of 500 to 2000 kg / cm 2 (about 50 to 200 MPa) at least during and after the heat treatment.
  • the metal tube can be pressure-bonded to the sintered body side.
  • the superconductor partially causes the Taenti phenomenon, the heat generated by the Taenti phenomenon can be quickly removed.
  • the peeled portion becomes a stress concentration portion, and it is also possible to prevent deterioration of superconducting characteristics due to distortion.
  • Patent Document 1 JP-A-5-101723
  • Patent Document 2 Japanese Patent No. 2592846 (Japanese Patent Laid-Open No. 1-30114)
  • the conventional superconducting wire manufacturing method has the following problems. That is, when rolling a metal tube filled with raw material powder, pinholes were generated in the metal tube. When a pinhole is generated, gas enters the wire through the pinhole during heat treatment, eliminating the pressure difference between the inside and outside of the wire. As a result, even if heat treatment was performed in a pressurized atmosphere, the formation of voids and blisters was not sufficiently suppressed, and oxide superconducting wires having high superconducting properties could not be obtained! .
  • the oxide superconducting wire is a multi-core wire
  • the metal between the raw material powders is broken by rolling, and the oxide superconducting filament It was easy to contact each other.
  • the oxide superconductor filaments come into contact with each other, the interface portion between the oxide superconductor filament and the metal decreases.
  • the current flows through the interface portion between the oxide superconductor filament and the metal, which causes a problem that the critical current value decreases and the superconducting characteristics deteriorate.
  • oxide super When the conductor filaments are in contact with each other, the effect as a multifilamentary wire is reduced. Therefore, when an alternating current is passed through the oxide superconductor filament, the AC loss increases, and the superconducting characteristics deteriorate.
  • an object of the present invention is to provide a method for producing an oxide superconducting wire capable of improving superconducting characteristics.
  • the method for producing an oxide superconducting wire according to the present invention includes a step of producing a wire having a form in which a raw material powder of an oxide superconductor is coated with a metal, a rolling step of rolling the wire, and a rolling step. And a heat treatment step of heat treating the wire in a pressurized atmosphere.
  • the rolling reduction of the wire in the rolling process is 50% or more and 80% or less.
  • the method for producing an oxide superconducting wire of the present invention by performing the rolling process at a reduction rate of 80% or less, which is lower than before, pinholes are less likely to occur in the metal covering the raw material powder.
  • the formation of voids and blisters is sufficiently suppressed by heat treatment in a pressurized atmosphere.
  • the oxide superconducting wire is a multi-core wire, the metal between the raw material powders is difficult to break, so the interface portion between the oxide superconductor and the metal can be secured, and the field current value decreases. It becomes difficult to do.
  • an alternating current is passed through the oxide superconductor, the alternating current loss is unlikely to increase.
  • the density of the oxide superconductor can be increased as a result.
  • the density of the raw material powder can be sufficiently increased by performing the rolling process at a reduction rate of 50% or more. As described above, the superconducting characteristics of the oxide superconducting wire can be improved.
  • the rolling reduction of the wire in the rolling step is preferably 60% or more, more preferably 70% or more.
  • a rerolling step of rolling the wire after the heat treatment step, and a reheat treatment step of heat treating the wire in a pressurized atmosphere after the rerolling step are further provided.
  • This further increases the sintered density of the oxide superconducting wire.
  • the superconducting properties can be further improved.
  • the rolling step rolling is performed with the side surface of the wire fixed.
  • the width of the oxide superconducting wire can be reduced.
  • AC loss is reduced when a magnetic field perpendicular to both the longitudinal direction and the width direction of the oxide superconducting wire is applied.
  • the density of the wire can be increased even at a lower reduction rate than before, and the critical current value can be improved.
  • the pressure applied to the wire may become too great and the wire may be destroyed.
  • the rolling reduction of the present invention is lower than before, the wire is not broken even if it is rolled with the side portion of the wire fixed.
  • the method for manufacturing an oxide superconducting wire of the present invention further includes a step of twisting the wire before the rolling step. This can improve the superconducting properties of the twisted oxide superconducting wire.
  • pinholes are less likely to occur in the metal covering the raw material powder by performing the rolling step at a reduction rate of 80% or less, which is lower than conventional.
  • the formation of voids and blisters is sufficiently suppressed by heat treatment in a pressurized atmosphere.
  • the oxide superconducting wire is a multi-core wire, the metal between the raw material powders is difficult to break, so the interface portion between the oxide superconductor and the metal can be secured, and the field current value decreases. It becomes difficult to do.
  • an alternating current is passed through the oxide superconductor, the alternating current loss is unlikely to increase.
  • the density of the oxide superconductor can be increased as a result.
  • the density of the raw material powder can be sufficiently increased by performing the rolling process at a reduction rate of 50% or more. As described above, the superconducting characteristics of the oxide superconducting wire can be improved.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional perspective view schematically showing the configuration of an oxide superconducting wire.
  • FIG. 2 is a diagram showing a manufacturing process of the oxide superconducting wire according to the first embodiment of the present invention.
  • ⁇ 3] A cross-sectional view schematically showing a wire rod rolling method in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional perspective view schematically showing the configuration of a rolled wire in a conventional method for producing an oxide superconducting wire.
  • FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process of an oxide superconducting wire according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a wire rod rolling method according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional perspective view conceptually showing the structure of the oxide superconducting wire according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing a manufacturing process of the oxide superconducting wire according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a state of twisting.
  • FIG. 10 is a cross sectional view conceptually showing another structure of the oxide superconducting wire according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional perspective view schematically showing the configuration of an oxide superconducting wire.
  • the oxide superconducting wire 1 has a plurality of oxide superconductor filaments 2 extending in the longitudinal direction, and a sheath portion 3 covering them.
  • the material of each of the oxide superconductor filaments 2 is, for example, preferably a Bi—Pb—Sr—Ca—Cu—O based composition, in particular (bismuth and lead): strontium: calcium: copper atomic ratio Is approximated by a ratio of 2: 2: 2: 3
  • the material containing the Bi2223 phase is optimal.
  • the material of the sheath part 3 is made of a metal such as silver or a silver alloy.
  • a single core superconducting wire having a single core wire structure in which the single oxide superconductor filament 2 described above with respect to the multicore wire is covered by the sheath portion 3 may be used.
  • FIG. 2 is a diagram showing a manufacturing process of the oxide superconducting wire according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a raw material powder (precursor) of an oxide superconductor is filled into a metal tube (step Sl).
  • the raw material powder of the oxide superconductor is made of a material containing, for example, a Bi2223 phase.
  • the metal tube it is preferable to use silver or silver alloy having high thermal conductivity. As a result, the heat generated when the superconductor partially causes the Taenti phenomenon can be quickly removed from the metal tube.
  • the wire is drawn to a desired diameter to produce a single core wire coated with a metal such as silver using the precursor as a core material (step S2).
  • a metal such as silver
  • step S3 multi-core fitting: step S3
  • a multifilamentary wire is drawn to a desired diameter to produce a multifilamentary wire in which the raw material powder is embedded in a sheath portion such as silver (step S4).
  • a multi-core wire having a form in which the raw material powder of the oxide superconducting wire is coated with a metal is obtained.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the wire rolling method according to Embodiment 1 of the present invention.
  • Fig. 3 is a cross-sectional view along the longitudinal direction of the wire.
  • rolling is a process in which a plate-like or rod-like material is passed between rotating (usually two) rolls 15 to reduce its thickness or cross-sectional area and at the same time form a cross-section into the desired shape. Is the law.
  • the multifilament wire la is drawn between the plurality of rolls 15 by the frictional force from the rolls 15, and is deformed by receiving the compression force from the surface 15 a of the rolls 15. This rolling increases the density of the raw material powder.
  • wire rod la is rolled at a rolling reduction of 50% or more and 80% or less. Further, the wire la is rolled at a rolling reduction of preferably 50% to 70%, more preferably 50% to 60%.
  • the rolling reduction (%) is defined by the following formula.
  • the wire is heat-treated in a pressurized atmosphere (step S6).
  • This heat treatment is performed at a temperature of about 830 ° C. in a pressurized atmosphere of IMPa or more and less than 50 MPa, for example.
  • the oxide superconducting phase is generated from the raw material powder by the heat treatment, and becomes oxide superconductor filament 2 (Fig. 1).
  • the oxide superconducting wire shown in Fig. 1 is obtained by the above manufacturing process.
  • an oxide superconducting wire having high superconducting properties can be obtained by rolling a wire at a rolling reduction of 50% or more and 80% or less. This will be explained below.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional perspective view schematically showing the configuration of the wire after rolling in the conventional method for producing an oxide superconducting wire.
  • the conventional wire 100 since the wire was rolled at a high reduction rate exceeding 84%, a pinhole 110 was generated in the metal 103 covering the raw material powder 102, which was pressurized during the heat treatment. The gas intruded into the wire 100 from the pinhole 1 10.
  • the wire rod since the wire rod was rolled at a high reduction rate, when the wire rod 100 was rolled, the metal 103 between the raw material powders 102 was broken to form 11 1, and the oxide superconductor filaments were in contact with each other. Ease.
  • step S5 the density of the raw material powder after rolling
  • step S6 the wire rod is used during heat treatment in a pressurized atmosphere. Compress and increase the density of raw material powder. Therefore, even if the wire is rolled at a reduction rate of 80% or less, which is lower than the conventional reduction rate, the density of the superconducting filament can be increased as a result.
  • the rolling reduction of 80% or less which is lower than the conventional rolling reduction. Since the wire rod is rolled in this manner, when the wire rod is rolled, pinholes are less likely to occur in the metal covering the raw material powder. For this reason, the generation of voids and blisters is sufficiently suppressed by heat treatment in a pressurized atmosphere.
  • the metal between the raw material powders is not easily broken, and the oxide superconductor filaments are in contact with each other. For this reason, the superconducting characteristics do not deteriorate, and the AC loss does not increase when an alternating current is passed through the oxide superconductor filament. As described above, the superconducting characteristics can be improved.
  • the rolling reduction of the wire during rolling is preferably 70% or less, more preferably 60% or less.
  • a layer of pinholes is generated in the sheath 3.
  • the sheath portion 3 between the oxide superconductor filaments 2 is not easily broken.
  • FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process of the oxide superconducting wire according to the second embodiment of the present invention.
  • the wire is rolled (primary rolling: step S5), the wire is heat-treated in a pressurized atmosphere (first heat treatment: step S6), and then the wire is rolled again. (Secondary rolling: Step S7).
  • first heat treatment step S6
  • second heat treatment step S7
  • Step S7 Secondary rolling
  • the wire is heat-treated at a temperature of, for example, 820 ° C. (second heat treatment: step S8).
  • the heat treatment is preferably performed in a pressurized atmosphere, but the heat treatment may be performed in an atmospheric pressure.
  • the second heat treatment sintering of the oxidic superconducting phase proceeds and at the same time the oxidic superconducting phase becomes a single phase.
  • the oxide superconducting wire shown in FIG. 1 is obtained by the above manufacturing process.
  • step S6 after heat treatment (step S6), the wire is rolled (step S7), and then the wire is heat treated (step S8).
  • step S8 the wire is heat treated.
  • FIG. 6 is a diagram showing a wire rod rolling method according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction of the wire.
  • step S5 rolling is performed in a state where side surface 18 of wire rod la is fixed by each of fixing members 17.
  • the side surface 18 of the wire rod la is the surface of the wire rod la that is almost perpendicular to the upper surface 19 and the lower surface 20 when the upper surface 19 and the lower surface 20 of the wire rod la are subjected to the pressure of the roll 15 (Fig. 3). Point to it.
  • the manufacturing method of the oxide superconducting wire other than this is the same as the manufacturing method of Embodiment 1 shown in FIG. 2 or Embodiment 2 shown in FIG.
  • the rolling is performed with the side surface 18 of the wire la being fixed at the time of rolling (step S5).
  • variety length of the horizontal direction in FIG. 6) of the oxide superconducting wire 1 can be narrowed.
  • the AC loss decreases when a magnetic field is applied in a direction perpendicular to both the longitudinal direction and the width direction of the oxide superconducting wire 1 (longitudinal direction in FIG. 6). .
  • the oxide superconducting filament 2 extends in the longitudinal direction of the oxide superconducting wire 1, and the oxidic superconducting wire 1 has a tape shape.
  • the manufacturing method has been described.
  • the oxide superconducting wire shown in Fig. 1 is characterized by a high critical current density.
  • the manufacturing method of the present invention can be applied to, for example, a manufacturing method of an oxide superconducting wire of a twisted wire in addition to the manufacturing method of the oxide superconducting wire shown in FIG. In the present embodiment, a method for manufacturing a twisted wire oxide superconducting wire will be described.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional perspective view conceptually showing the structure of the oxide superconducting wire in the fourth embodiment of the present invention.
  • the twisted oxide superconducting wire 11 has a plurality of oxide superconducting filaments 12 extending in the longitudinal direction and a sheath portion 13 covering them.
  • the oxide superconductor filament 12 is the length of the oxide superconductor wire 11. Twist spirally along the hand direction. A method for manufacturing the twisted oxide superconducting wire 11 will be described below.
  • FIG. 8 is a diagram showing a manufacturing process of the oxide superconducting wire according to the fourth embodiment of the present invention.
  • a multifilamentary wire is produced by wire drawing (step S4) and before primary rolling (step S5). Apply twisted wire processing (step S4a) to the material.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the state of twisting.
  • a multifilamentary wire 11a having raw material powder 12a and metal 13a is shown.
  • the wire 11a is twisted so that the twist pitches are 500 mm, 100 mm, 50 mm, and 10 mm, respectively.
  • the wire rod is rolled after twisting (step S5).
  • the wire is twisted (step S4a) before the wire is rolled (step S5).
  • twist oxide superconducting wire 11 According to the method for manufacturing oxide superconducting wire 11 of the present embodiment, twisted oxide superconducting wire 11 can be obtained. Twist wire oxide superconducting wire has the effect of reducing AC loss!
  • the present invention to a method for manufacturing an oxide superconducting wire of twisted wire, it is possible to suppress the occurrence of swelling in the oxide superconducting wire of twisted wire and improve the critical current density.
  • the AC loss can be greatly reduced by rolling with the side surface of the wire rod fixed.
  • the metal between the oxide superconductor filaments 12 is not easily broken, and therefore the oxide superconductor wire 11 is reduced by reducing the interval between the oxide superconductor filaments 12.
  • the number of oxide superconductor filaments 12 contained in the can be increased. As a result, an effect of reducing AC loss can be obtained.
  • the present invention can be applied to, for example, the oxide superconducting wire 21 having the configuration shown in FIG. Referring to Fig. 10, the twist line
  • the oxide superconducting wire 21 includes a plurality of oxide superconductor filaments 12, a sheath portion 13, and an insulating film 14.
  • An insulating film 14 covers each of the plurality of oxide superconductor filaments 12, and a sheath portion 13 covers the insulating film 14.
  • the insulating film 14 functions as an electrical rear, the AC loss can be further reduced.
  • step S5 the effect of rolling the wire at a rolling reduction of 80% or less was investigated.
  • the oxide superconducting wire shown in FIG. 1 was manufactured using the manufacturing method shown in Embodiment 1.
  • the rolling rate was changed in the range of 50% to 85%, and each round wire having a diameter of 1.6 mm was rolled.
  • the wire was heat treated for 30 hours in an atmosphere of a temperature of 830 ° C, a total pressure of 30 MPa (pressurized atmosphere), and an oxygen partial pressure of 8 kPa.
  • the critical current value (A) was measured for the oxide superconducting wire thus obtained. The results are shown in Table 1.
  • step S7 the effects of secondary rolling (step S7) and second heat treatment (step S8) were examined.
  • the oxide superconductor shown in FIG. A conducting wire was produced.
  • step S5 the rolling reduction ratio was changed in the range of 50% to 85%, and each round wire with a diameter of 1.6 mm was rolled.
  • step S6 the wire was heat-treated for 30 hours in an atmosphere of a temperature of 830 ° C, a total pressure of 30 MPa (pressurized atmosphere), and an oxygen partial pressure of 8 kPa.
  • the wire rod was rolled with the rolling reduction (the rolling reduction rate based on the thickness of the wire just before the secondary rolling) set to 5%. Furthermore, during the second heat treatment (step S8), the wire was heat-treated for 50 hours in an atmosphere at a temperature of 820 ° C, a total pressure of 30 MPa (pressurized atmosphere), and an oxygen partial pressure of 8 kPa.
  • the critical current value (A) of the oxide superconducting wire thus obtained was measured. The results are shown in Table 2.
  • Step S6 the first heat treatment
  • Step S8 the second heat treatment
  • Step S8 was performed at a total pressure of 30 MPa (pressurized atmosphere).
  • Step S5 the rolling reduction was varied in the range of 50% to 85%, and each of the round wire rods having a diameter of 1.6 mm was rolled.
  • the manufacturing method of oxide superconducting wire other than this was the same as the manufacturing method of Example 2.
  • the acid oxide superconducting wire thus obtained is The field current value (A) was measured. The results are shown in Table 3.
  • the critical current value was 120 A when the rolling reduction was 85%, and the critical current value was 130 A when the rolling reduction was 80%.
  • the critical current value is 120A
  • the critical current value is 90A
  • the critical current value is 60A.
  • the wire was rolled at a reduction rate of 80% or less and subjected to heat treatment of the wire. It can be seen that this must be done in a pressurized atmosphere.
  • the effect of rolling with the side face of the wire fixed was examined.
  • the oxide superconducting wire shown in FIG. 1 was manufactured using the manufacturing method shown in the third embodiment.
  • the rolling reduction was changed in the range of 50% to 85%, and each round wire with a diameter of 1.6 mm was rolled.
  • the wire was heat-treated for 30 hours in an atmosphere of a temperature of 830 ° C, a total pressure of 0. IMPa (atmospheric pressure atmosphere), and an oxygen partial pressure of 8 kPa.
  • the wire rod was rolled with the reduction ratio set to 10%.
  • the wire was heat-treated for 50 hours in an atmosphere at a temperature of 820 ° C, a total pressure of 30 MPa (pressurized atmosphere), and an oxygen partial pressure of 8 kPa.
  • the critical current value (A) of the thus obtained oxide superconducting wire was measured. The results are shown in Table 4.
  • the effect of rolling with the side surface of the twisted oxide superconducting wire fixed was examined.
  • the twisted-wire oxide superconducting wire 11 shown in FIG. 7 was produced using the manufacturing method shown in the fourth embodiment.
  • the wire 11a with 127 raw material powders 12a oxide superconductor filaments 12
  • the manufacturing method of oxide superconducting wire other than this was the same as the manufacturing method of Example 4.
  • the critical current value (A) and AC loss of the oxide superconducting wire thus obtained were measured. For AC loss, AC loss when rolling at a rolling reduction of 80% was taken as 100%. Table 5 shows the results.
  • the critical current value was 80A when the rolling reduction was 85%, whereas the critical current value was 105A when the rolling reduction was 80%, and the rolling reduction was When is 70%, the critical current value is 121A.
  • the critical current value was 117A, and when the rolling reduction was 50%, the critical current value was 88A.
  • the AC loss is 30% when the rolling reduction is 70%, 20% when the rolling reduction is 60%, and 15% when the rolling reduction is 50%. It was. From the above results, it can be seen that the AC loss is greatly reduced by reducing the rolling reduction to 70% or less, preferably 60% or less. . From the above results, it can be seen that the superconducting properties are further improved by rolling with the side surfaces of the oxide superconducting wire of the twisted wire fixed.

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Abstract

　酸化物超電導線材の製造方法は、以下の工程を備えている。酸化物超電導体の原材料粉末を金属で被覆した形態を有する線材を作製する（Ｓ１～４）。線材を圧延する圧延する（Ｓ５）。圧延（Ｓ５）後に、線材を加圧雰囲気で熱処理する（Ｓ６）。圧延（Ｓ５）の際の線材の圧下率は５０％以上８０％以下である。これにより、超電導特性を向上することができる。

Description

明 細 書
酸化物超電導線材の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、酸化物超電導線材の製造方法に関し、より特定的には、超電導特性を 向上することのできる酸化物超電導線材の製造方法に関する。
背景技術
[0002] 従来から、酸化物超電導線材の製造方法として、酸化物超電導体の原材料粉末を 金属管に充填した後、伸線加工や圧延加工を金属管に施すことによって得られた線 材を熱処理して酸化物超電導体の原材料粉末を焼結し、酸化物超電導線材を得る 方法が知られている。し力しながら、上記の焼結のための熱処理工程において線材 に膨れが生じることにより、得られた酸化物超電導線材の超電導特性が低下する等 の問題があった。
[0003] そこで、近年、線材を加圧雰囲気で熱処理することで超電導特性を向上させる手 法が開発されつつある。たとえば特開平 5— 101723号公報 (特許文献 1)では、酸 化物超電導体の粉末を充填してなる金属管またはその偏平体を加圧雰囲気で加熱 処理して酸化物超電導体の粉末を焼結させることを特徴とする酸化物超電導線材の 製造方法が提案されている。この方法によれば、加圧熱処理することによって超電導 特性に優れた線材が得られると上記文献に記載されている。
[0004] 具体的には、酸化物超電導体の粉末を充填した金属管を耐熱耐圧の密閉容器内 に収容し、密閉容器内の温度上昇に伴って増大する内部の圧力の上昇によって焼 結時の膨れを防止することが試みられている。このときの内部圧は、気体の状態方程 式など力も求めることができ、例えば、温度 900°C程度の加熱温度では約 4気圧の内 部圧を得ることができると上記公報に記載されている。
[0005] また、特許第 2592846号公報 (特開平 1— 30114号公報）（特許文献 2)には、熱 処理中と熱処理後との少なくとも一方において、内部に酸化物超電導粉末などを充 填した金属管を高圧力状態に保持することを特徴とする酸化物超電導導体の製造 方法が提案されている。この方法によれば、高圧力状態に置くことによって、焼結時 に生じる酸ィヒ物超電導体と金属管との界面における部分的剥離をなくすことができる と上記公報に記載されている。
[0006] 具体的には、内部に酸化物超電導粉末を充填した金属管を、熱処理中と熱処理後 との少なくとも一方において、 500〜2000kg/cm2 (約 50〜200MPa)の高圧力状 態に保持することにより金属管を焼結体側に圧着することができる。これにより、超電 導体が部分的にタエンチ現象を生じた場合に、このタエンチ現象によって発生した熱 を速やかに取り去ることができる。また、これ以外に、剥離部が応力集中部になり、歪 を生じることによる超電導特性の劣化を防止することもできる。
[0007] また、上述のように酸化物超電導線材の製造工程では、原材料粉末を充填した金 属管を圧延加工している。この圧延加工は、金属管内の原材料粉末の密度を高め、 得られる酸化物超電導線材の超電導特性を向上する目的でなされるものである。こ のような目的から、従来の圧延力卩ェは 84%を越える高い圧下率で行なわれていた。 特許文献 1 :特開平 5— 101723号公報
特許文献 2：特許第 2592846号公報 (特開平 1 - 30114号公報）
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] し力しながら、従来の超電導線材の製造方法には以下の問題があった。すなわち、 原材料粉末を充填した金属管を圧延加工する際に、金属管にピンホールが発生して いた。ピンホールが発生すると、熱処理時にピンホールを介して気体が線材内部に 侵入し、線材内外の圧力差がなくなる。その結果、加圧雰囲気で熱処理しても空隙 や膨れの生成が十分に抑止されず、高!ヽ超電導特性を有する酸化物超電導線材を 得ることができな 、と!/、う問題があった。
[0009] また、酸化物超電導線材が多芯線である場合には、原材料粉末を充填した金属管 を圧延加工する際に、原材料粉末同士の間の金属が圧延によって破れ、酸化物超 電導体フィラメント同士が互いに接触しやす力つた。酸化物超電導体フィラメント同士 が互いに接触すると、酸化物超電導体フィラメントと金属と界面部分が減少する。通 常、電流は酸化物超電導体フィラメントと金属と界面部分を流れるので、これにより、 臨界電流値が減少し、超電導特性が低下するという問題があった。さらに、酸化物超 電導体フィラメント同士が互いに接触すると、多芯線としての効果が小さくなるため、 酸化物超電導体フィラメントに交流電流を流した場合に交流損失が増大し、超電導 特性が低下するという問題があった。
[0010] したがって、本発明の目的は、超電導特性を向上することのできる酸化物超電導線 材の製造方法を提供することである。
課題を解決するための手段
[0011] 本発明の酸化物超電導線材の製造方法は、酸化物超電導体の原材料粉末を金 属で被覆した形態を有する線材を作製する工程と、線材を圧延する圧延工程と、圧 延工程後に、線材を加圧雰囲気で熱処理する熱処理工程とを備えている。圧延ェ 程における線材の圧下率は 50%以上 80%以下である。
[0012] 本発明の酸化物超電導線材の製造方法によれば、従来よりも低い 80%以下の圧 下率で圧延工程を行なうことにより、原材料粉末を被覆する金属にピンホールが発生 しにくくなり、加圧雰囲気での熱処理によって空隙や膨れの生成が十分に抑止され る。また、酸化物超電導線材が多芯線である場合には、原材料粉末同士の間の金属 が破れにくくなるので、酸化物超電導体と金属と界面部分を確保することができ、臨 界電流値が減少しにくくなる。さらに、酸化物超電導体に交流電流を流した場合に交 流損失が増大しにくくなる。一方、加圧雰囲気で熱処理する際に線材は圧縮される ので、結果的に酸ィ匕物超電導体の密度を高めることができる。なお、 50%以上の圧 下率で圧延工程を行なうことにより、原材料粉末の密度を十分に高めることができる。 以上により、酸化物超電導線材の超電導特性を向上することができる。
[0013] 本発明の酸化物超電導線材の製造方法において好ましくは、圧延工程における線 材の圧下率は 60%以上であり、より好ましく 70%以上である。
[0014] これにより、原材料粉末を被覆する金属にピンホールが一層発生しに《なる。また 、酸化物超電導線材が多芯線である場合に、酸化物超電導体同士の間の金属が一 層破れにくくなる。
[0015] 本発明の酸化物超電導線材の製造方法において好ましくは、熱処理工程後に、線 材を圧延する再圧延工程と、再圧延工程後に、線材を加圧雰囲気で熱処理する再 熱処理工程とをさらに備えている。これにより、酸化物超電導線材の焼結密度をさら に向上することができ、超電導特性を一層向上することができる。
[0016] 本発明の酸化物超電導線材の製造方法において好ましくは、圧延工程において、 線材の側面を固定した状態で圧延する。これにより、酸化物超電導線材の幅を狭く することができる。酸化物超電導線材の幅が狭いと、酸化物超電導線材の長手方向 および幅方向の両方に対して垂直な方向の磁場を受けた場合に、交流損失が小さく なる。また、線材の側面を拘束することで、従来よりも低い圧下率でも線材の密度を 高めることができ、臨界電流値を向上することができる。ここで、線材の側面部分を固 定した状態で従来の圧下率で圧延すると、線材に力かる圧力が大きくなりすぎて線 材が破壊してしまうおそれがある。しかし、本発明の圧下率は従来よりも低いので、線 材の側面部分を固定した状態で圧延しても、線材が破壊されることはな 、。
[0017] 本発明の酸化物超電導線材の製造方法において好ましくは、圧延工程前に、線材 を捩り加工する工程をさらに備えている。これにより、ツイスト線の酸化物超電導線材 の超電導特性を向上することができる。
発明の効果
[0018] 本発明の酸化物超電導線材の製造方法によれば、従来よりも低い 80%以下の圧 下率で圧延工程を行なうことにより、原材料粉末を被覆する金属にピンホールが発生 しにくくなり、加圧雰囲気での熱処理によって空隙や膨れの生成が十分に抑止され る。また、酸化物超電導線材が多芯線である場合には、原材料粉末同士の間の金属 が破れにくくなるので、酸化物超電導体と金属と界面部分を確保することができ、臨 界電流値が減少しにくくなる。さらに、酸化物超電導体に交流電流を流した場合に交 流損失が増大しにくくなる。一方、加圧雰囲気で熱処理する際に線材は圧縮される ので、結果的に酸ィ匕物超電導体の密度を高めることができる。なお、 50%以上の圧 下率で圧延工程を行なうことにより、原材料粉末の密度を十分に高めることができる。 以上により、酸化物超電導線材の超電導特性を向上することができる。
図面の簡単な説明
[0019] [図 1]酸化物超電導線材の構成を模式的に示す部分断面斜視図である。
[図 2]本発明の実施の形態 1における酸ィ匕物超電導線材の製造工程を示す図である 圆 3]本発明の実施の形態 1における線材の圧延方法を模式的に示す断面図である
[図 4]従来の酸化物超電導線材の製造方法における圧延後の線材の構成を模式的 に示す部分断面斜視図である。
[図 5]本発明の実施の形態 2における酸ィ匕物超電導線材の製造工程を示す図である
[図 6]本発明の実施の形態 3における線材の圧延方法を示す図である。
[図 7]本発明の実施の形態 4における酸ィ匕物超電導線材の構成を概念的に示す部 分断面斜視図である。
[図 8]本発明の実施の形態 4における酸ィ匕物超電導線材の製造工程を示す図である [図 9]捩り加工の様子を模式的に示す断面図である。
[図 10]本発明の実施の形態 4における酸化物超電導線材の他の構成を概念的に示 す断面図である。
符号の説明
[0020] 1, 11, 21 酸化物超電導線材、 la, 11a, 100 線材（多芯線）、 2, 12 酸ィ匕物 超電導体フィラメント、 3, 13 シース部、 12a, 102 原材料粉末、 13a, 103 金属、 14 絶縁膜、 15 ロール、 15a ロール表面、 17 固定部材、 18 線材側面、 19 線 材上面、 20 線材下面、 110 ピンホール、 111 破れ。
発明を実施するための最良の形態
[0021] 以下、本発明の実施の形態について、図に基づいて説明する。
(実施の形態 1)
図 1は、酸化物超電導線材の構成を模式的に示す部分断面斜視図である。図 1を 参照して、たとえば、多芯線の酸化物超電導線材について説明する。酸化物超電導 線材 1は、長手方向に伸びる複数本の酸化物超電導体フィラメント 2と、それらを被覆 するシース部 3とを有している。複数本の酸化物超電導体フィラメント 2の各々の材質 は、たとえば Bi—Pb— Sr—Ca—Cu— O系の組成が好ましぐ特に、（ビスマスと鉛） ：ストロンチウム：カルシウム:銅の原子比がほぼ 2 : 2 : 2 : 3の比率で近似して表される Bi2223相を含む材質が最適である。シース部 3の材質は、たとえば銀や銀合金など の金属よりなっている。
[0022] なお、上記においては多芯線について説明した力 1本の酸化物超電導体フィラメ ント 2がシース部 3により被覆される単芯線構造の酸ィ匕物超電導線材が用いられても よい。
[0023] 次に、上記の酸化物超電導線材の製造方法について説明する。
図 2は、本発明の実施の形態 1における酸化物超電導線材の製造工程を示す図で ある。図 2を参照して、まず、酸化物超電導体の原材料粉末 (前駆体)を金属管に充 填する (ステップ Sl)。この酸化物超電導体の原材料粉末は、たとえば、 Bi2223相 を含む材質よりなっている。なお、金属管としては熱伝導率の高い銀や銀合金などを 用いるのが好ましい。これにより、超電導体がタエンチ現象を部分的に生じた場合に 発生した熱を金属管から速やかに取り去ることができる。
[0024] 次に、所望の直径にまで上記線材を伸線加工し、前駆体を芯材として銀などの金 属で被覆された単芯線を作製する (ステップ S 2)。次に、この単芯線を多数束ねて、 たとえば銀などの金属よりなる金属管内に嵌合する（多芯嵌合:ステップ S3)。これに より、原材料粉末を芯材として多数有する多芯構造の線材 (以下、単に線材と記すこ とちある）力 S得られる。
[0025] 次に、所望の直径にまで多芯構造の線材を伸線加工し、原材料粉末がたとえば銀 などのシース部に埋め込まれた多芯線を作製する (ステップ S4)。これにより、酸ィ匕物 超電導線材の原材料粉末を金属で被覆した形態を有する多芯線の線材が得られる
[0026] 次に、この線材を圧延する (ステップ S5)。図 3は、本発明の実施の形態 1における 線材の圧延方法を模式的に示す断面図である。なお、図 3は、線材の長手方向に沿 う断面図である。図 3を参照して、圧延は、回転する複数 (通常 2本)のロール 15間に 板状または棒状の材料を通して、その厚さまたは断面積を減じ、同時に断面を目的 の形状に成形する加工法である。圧延の際、多芯線の線材 laはロール 15からの摩 擦力によって複数のロール 15間に引き込まれ、そこでロール 15の表面 15aからの圧 縮力を受けて変形する。この圧延によって原材料粉末の密度が高められる。 [0027] 本実施の形態においては、線材 laの圧延 (ステップ S5)の際に、 50%以上 80%以 下の圧下率で線材 laを圧延する。また、好ましくは 50%以上 70%以下、より好ましく は 50%以上 60%以下の圧下率で線材 laを圧延する。なお、圧下率（％)は以下の 式で定義されるものである。
[0028] [数 1] 線材の圧延後の厚さ W2
圧下率 (%) =
線材の圧延前の厚さ W1
[0029] 次に、図 2を参照して、加圧雰囲気で線材を熱処理する (ステップ S6)。この熱処理 は、たとえば IMPa以上 50MPa未満の加圧雰囲気において約 830°Cの温度で行な われる。熱処理によって原材料粉末から酸化物超電導相が生成され、酸化物超電導 体フィラメント 2 (図 1)となる。以上の製造工程により、図 1に示す酸化物超電導線材 が得られる。
[0030] 本願発明者らは、 50%以上 80%以下の圧下率で線材を圧延することにより、高い 超電導特性を有する酸化物超電導線材が得られることを見出した。これについて以 下に説明する。
[0031] 図 4は、従来の酸化物超電導線材の製造方法における圧延後の線材の構成を模 式的に示す部分断面斜視図である。図 4に示すように、従来の線材 100においては 、 84%を超える高い圧下率で線材を圧延していたため、原材料粉末 102を被覆する 金属 103にピンホール 110が発生し、熱処理時に、加圧している気体がピンホール 1 10から線材 100の内部に侵入していた。また、高い圧下率で線材を圧延していたた め、線材 100を圧延加工する際に、原材料粉末 102同士の間の金属 103に破れ 11 1が生じ、酸化物超電導体フィラメント同士が互いに接触しやすかつた。
[0032] これに対して、本実施の形態の製造方法では、圧延 (ステップ S5)後の原材料粉末 の密度は従来よりも低くなるが、加圧雰囲気で熱処理する際 (ステップ S6)に線材を 圧縮し、原材料粉末の密度を高める。したがって、従来の圧下率よりも低い 80%以 下の圧下率で線材を圧延しても、結果的に超電導フィラメントの密度を高くすることが できる。
[0033] また、本実施の形態の製造方法では、従来の圧下率より低い 80%以下の圧下率 で線材を圧延するので、線材を圧延する際に、原材料粉末を被覆する金属にピンホ ールが発生しにくくなる。このため、加圧雰囲気での熱処理によって空隙や膨れの生 成が十分に抑止される。また、従来よりも低い圧下率で圧延するので、原材料粉末同 士の間の金属に破れが生じにくくなり、酸化物超電導体フィラメント同士が互!、に接 触しに《なる。このため、超電導特性が低下せず、酸化物超電導体フィラメントに交 流電流を流した場合に交流損失が増大しない。以上により、超電導特性を向上する ことができる。
[0034] 上記製造方法において好ましくは、圧延 (ステップ S5)時の線材の圧下率は 70% 以下であり、より好ましくは 60%以下である。これにより、シース部 3にピンホールがー 層発生しに《なる。また、酸ィ匕物超電導体フィラメント 2同士の間のシース部 3がー 層破れにくくなる。
[0035] (実施の形態 2)
図 5は、本発明の実施の形態 2における酸化物超電導線材の製造工程を示す図で ある。図 5を参照して、本実施の形態では、線材を圧延し（1次圧延:ステップ S5)、加 圧雰囲気で線材を熱処理し（1回目熱処理:ステップ S6)、その後、再び線材を圧延 する（2次圧延:ステップ S7)。このときの圧下率に特に制限はない。このように、 2次 圧延を行なうことにより、 1回目熱処理で生じたボイドが除去される。
[0036] 続いて、たとえば 820°Cの温度で線材を熱処理する（2回目熱処理:ステップ S8)。
このとき、加圧雰囲気で熱処理することが好ましいが、大気圧中で熱処理してもよい。 2回目熱処理では、酸ィヒ物超電導相の焼結が進むと同時に酸ィヒ物超電導相が単相 化する。以上の製造工程により、図 1に示す酸化物超電導線材が得られる。
[0037] なお、これ以外の酸化物超電導線材の製造方法は、図 2に示す実施の形態 1の製 造方法と同様であるので、その説明は省略する。
[0038] 本実施の形態の酸化物超電導線材の製造方法にお!、ては、熱処理 (ステップ S6) 後に、線材を圧延し (ステップ S7)、その後に、線材を熱処理する (ステップ S8)。これ により、酸ィ匕物超電導線材の焼結密度を向上することができ、超電導特性を一層向 上することができる。
[0039] なお、本実施の形態では、圧延と熱処理とを交互にそれぞれ 2度ずつ行なう場合に ついて示した力 本発明において圧延と熱処理との回数に制限はなぐさらに圧延と 熱処理とを繰り返してもよ ヽ。
[0040] (実施の形態 3)
図 6は、本発明の実施の形態 3における線材の圧延方法を示す図である。なお、図 6は、線材の長手方向に垂直な断面図である。図 6を参照して、本実施の形態にお いては、圧延 (ステップ S5)の際、線材 laの側面 18を固定部材 17の各々で固定した 状態で圧延する。ここで、線材 laの側面 18とは、線材 laの上面 19および下面 20が ロール 15 (図 3)力 の圧力を受ける場合に、上面 19および下面 20とほぼ直交するよ うな線材 laの面を指して 、る。
[0041] なお、これ以外の酸化物超電導線材の製造方法は、図 2に示す実施の形態 1また は図 5に示す実施の形態 2の製造方法と同様であるので、その説明は省略する。
[0042] 本実施の形態の酸化物超電導線材の製造方法にお!、ては、圧延 (ステップ S5)の 際、線材 laの側面 18を固定した状態で圧延する。これにより、酸化物超電導線材 1 の幅（図 6中横方向の長さ）を狭くすることができる。酸化物超電導線材 1の幅が狭い と、酸化物超電導線材 1の長手方向および幅方向の両方に対して垂直な方向（図 6 中縦方向）の磁場を受けた場合に、交流損失が小さくなる。
[0043] (実施の形態 4)
実施の形態 1〜3では、図 1に示すように、酸化物超電導体フィラメント 2が酸化物 超電導線材 1の長手方向に延びており、酸ィヒ物超電導線材 1がテープ形状である場 合の製造方法について説明した。図 1に示す酸化物超電導線材は、高い臨界電流 密度を有するという特徴がある。し力しながら、本発明の製造方法は、図 1に示す酸 化物超電導線材の製造方法の他、たとえば、ツイスト線の酸化物超電導線材の製造 方法にも適用することができる。本実施の形態では、ツイスト線の酸化物超電導線材 の製造方法にっ 、て説明する。
[0044] 図 7は、本発明の実施の形態 4における酸化物超電導線材の構成を概念的に示す 部分断面斜視図である。図 7に示すように、ツイスト線の酸化物超電導線材 11は、長 手方向に伸びる複数本の酸化物超電導体フィラメント 12と、それらを被覆するシース 部 13とを有している。酸化物超電導体フィラメント 12は、酸化物超電導線材 11の長 手方向に沿って螺旋状に捩れて 、る。このツイスト線の酸ィ匕物超電導線材 11の製造 方法について以下に説明する。
[0045] 図 8は、本発明の実施の形態 4における酸ィ匕物超電導線材の製造工程を示す図で ある。図 8を参照して、ツイスト線の酸化物超電導線材 11の製造方法では、伸線加工 により多芯線を作製し (ステップ S4)た後であって 1次圧延 (ステップ S5)の前に、線 材に捩り線加工 (ステップ S4a)を施す。
[0046] 図 9は捩り加工の様子を模式的に示す断面図である。図 9を参照して、原材料粉末 12aと金属 13aとを有する多芯線の線材 11aが示されている。線材 11aは、たとえば 捩りピッチが各々 500mm, 100mm, 50mm, 10mmとなるように捩り加工される。そ して、捩り加工の後で線材を圧延する (ステップ S5)。
[0047] なお、これ以外の製造方法は実施の形態 3の製造方法とほぼ同様であるので、そ の説明は省略する。
[0048] 本実施の形態の酸化物超電導線材の製造方法にお!ヽては、線材を圧延する (ステ ップ S5)前に、線材を捩り加工する (ステップ S4a)。
[0049] 本実施の形態の酸化物超電導線材 11の製造方法によれば、ツイスト線の酸化物 超電導線材 11を得ることができる。ツイスト線の酸化物超電導線材は、交流損失を低 減できると!、う効果を有して!/、る。本発明をツイスト線の酸化物超電導線材の製造方 法に適用することによって、ツイスト線の酸ィ匕物超電導線材に膨れが生成することを 抑止でき、臨界電流密度を向上することができる。特に、圧延 (ステップ S5)時に、ッ ィスト線の線材の側面を固定した状態で圧延することで、交流損失を大きく低減する ことができる。
[0050] また、上記製造方法によれば、酸化物超電導体フィラメント 12同士の間の金属が破 れにくくなるので、酸化物超電導体フィラメント 12同士の間隔を狭めて、酸化物超電 導線材 11に含まれる酸ィ匕物超電導体フィラメント 12の本数を増やすことができる。こ れにより、交流損失を低減する効果を得ることができる。
[0051] なお、本実施の形態では、図 7に示す構造のツイスト線の酸化物超電導線材 11〖こ ついて示した。しかし、本発明はこのような場合の他、たとえば図 10に示す構成の酸 化物超電導線材 21についても適用することができる。図 10を参照して、ツイスト線の 酸化物超電導線材 21は、複数の酸化物超電導体フィラメント 12と、シース部 13と、 絶縁膜 14とを備えて 、る。複数の酸化物超電導体フィラメント 12の各々の周りを絶 縁膜 14が覆っており、絶縁膜 14をシース部 13が被覆している。このような酸化物超 電導線材 21においては、絶縁膜 14が電気ノ《リアとして機能するので、交流損失を一 層低減することができる。
[0052] 以下、本発明の実施例について説明する。
(実施例 1)
本実施例では、圧下率 80%以下で線材を圧延する (ステップ S5)ことの効果を調 ベた。具体的には、実施の形態 1に示す製造方法を用いて図 1に示す酸化物超電導 線材を作製した。但し、圧延 (ステップ S5)の際には、圧下率を 50%〜85%の範囲 で変化させて、直径 1. 6mmの丸線の線材をそれぞれ圧延した。また、熱処理 (ステ ップ S6)の際には、温度 830°C、全圧力 30MPa (加圧雰囲気）、酸素分圧 8kPaの 雰囲気で、線材を 30時間熱処理した。このようにして得られた酸化物超電導線材に ついて、臨界電流値 (A)を測定した。この結果を表 1に示す。
[0053] [表 1]
Figure imgf000013_0001
[0054] 表 1に示すように、圧下率が 85%の場合には臨界電流値が 105Aであったのに対 し、圧下率が 80%の場合には臨界電流値が 115Aであり、圧下率が 70%の場合に は臨界電流値が 118Aであった。また、圧下率が 60%の場合には臨界電流値が 11 5Aであり、圧下率が 50%の場合には臨界電流値が 110Aであった。以上の結果か ら、圧下率を 50%以上 80%以下にすることで、超電導特性が向上していることが分 かる。また、好ましくは 60%以上、より好ましくは 70%以上にすることで、超電導特性 がー層向上して 、ることが分かる。
[0055] (実施例 2)
本実施例では、 2次圧延 (ステップ S7)および 2回目熱処理 (ステップ S8)の効果を 調べた。具体的には、実施の形態 2に示す製造方法を用いて図 1に示す酸化物超電 導線材を作製した。但し、 1次圧延 (ステップ S5)の際には、圧下率を 50%〜85%の 範囲で変化させて、直径 1. 6mmの丸線の線材をそれぞれ圧延した。また、 1回目熱 処理 (ステップ S6)の際には、温度 830°C、全圧力 30MPa (加圧雰囲気）、酸素分圧 8kPaの雰囲気で、線材を 30時間熱処理した。また、 2次圧延 (ステップ S7)の際に は、圧下率 (線材の 2次圧延直前の厚さを基準とした圧下率)を 5%に設定して線材 を圧延した。さらに、 2回目熱処理 (ステップ S8)の際には、温度 820°C、全圧力 30 MPa (加圧雰囲気）、酸素分圧 8kPaの雰囲気で、線材を 50時間熱処理した。このよ うにして得られた酸ィ匕物超電導線材について、臨界電流値 (A)を測定した。この結 果を表 2に示す。
[0056] [表 2]
Figure imgf000014_0001
[0057] 表 2に示すように、圧下率が 85%の場合には臨界電流値が 130Aであったのに対 し、圧下率が 80%の場合には臨界電流値が 140Aであり、圧下率が 70%の場合に は臨界電流値が 144Aであった。また、圧下率が 60%の場合には臨界電流値が 14 1Aであり、圧下率が 50%の場合には臨界電流値が 136Aであった。以上の結果か ら、圧下率を 50%以上 80%以下にすることで臨界電流値が向上していることが分か る。また、実施例 1の結果と本実施例の結果とを比較して、 2次圧延 (ステップ S7)お よび 2回目熱処理 (ステップ S8)を行なうことで、超電導特性がさらに向上していること が分かる。
[0058] (実施例 3)
本実施例では、熱処理を加圧雰囲気で行なうことの効果を調べた。具体的には、 1 回目熱処理 (ステップ S6)を全圧力 0. IMPa (大気圧雰囲気)で行ない、 2回目熱処 理 (ステップ S8)を全圧力 30MPa (加圧雰囲気）で行なった。また、圧延 (ステップ S5 )の際には、圧下率を 50%〜85%の範囲で変化させて、直径 1. 6mmの丸線の線 材をそれぞれ圧延した。なお、これ以外の酸化物超電導線材の製造方法は、実施例 2の製造方法と同様とした。このようにして得られた酸ィ匕物超電導線材について、臨 界電流値 (A)を測定した。この結果を表 3に示す。
[0059] [表 3]
Figure imgf000015_0001
[0060] 表 3に示すように、圧下率が 85%の場合には臨界電流値が 120Aであり、圧下率 が 80%の場合には臨界電流値が 130Aであった。また、圧下率が 70%の場合には 臨界電流値が 120Aであり、圧下率が 60%の場合には臨界電流値が 90Aであり、圧 下率が 50%の場合には臨界電流値が 60Aであった。以上の結果から、加圧雰囲気 ではなく大気圧雰囲気で熱処理をした場合には、圧下率を 50%以上 80%以下にし ても臨界電流値は向上しないことが分かる。したがって、実施例 2の結果と本実施例 の結果とを比較して、酸化物超電導線材の超電導特性を向上するためには、圧下率 80%以下で線材を圧延し、かつ線材の熱処理を加圧雰囲気で行なう必要があること が分かる。
[0061] (実施例 4)
本実施例では、線材の側面を固定した状態で圧延することの効果を調べた。具体 的には、実施の形態 3に示す製造方法を用いて図 1に示す酸化物超電導線材を作 製した。但し、圧延 (ステップ S5)の際には、線材の幅を固定した状態で、圧下率を 5 0%〜85%の範囲で変化させて、直径 1. 6mmの丸線の線材をそれぞれ圧延した。 また、 1回目熱処理 (ステップ S6)の際には、温度 830°C、全圧力 0. IMPa (大気圧 雰囲気）、酸素分圧 8kPaの雰囲気で、線材を 30時間熱処理した。また、 2次圧延 (ス テツプ S7)の際には、圧下率を 10%に設定して線材を圧延した。さら〖こ、 2回目熱処 理 (ステップ S8)の際には、温度 820°C、全圧力 30MPa (加圧雰囲気）、酸素分圧 8 kPaの雰囲気で、線材を 50時間熱処理した。このようにして得られた酸ィ匕物超電導 線材について、臨界電流値 (A)を測定した。この結果を表 4に示す。
[0062] [表 4]
1次圧下率 50% 60% 70% 80¾ 85% 臨界電流値 (A) 90 120 125 110 90 [0063] 表 4に示すように、圧下率が 85%の場合には臨界電流値が 90Aであったのに対し 、圧下率が 80%の場合には臨界電流値が 110Aであり、圧下率が 70%の場合には 臨界電流値が 125Aであった。また、圧下率が 60%の場合には臨界電流値が 120A であり、圧下率が 50%の場合には臨界電流値が 90Aであった。以上の結果から、圧 下率を 50%以上 80%以下にすることで超電導特性が向上していることが分かる。ま た、実施例 2の結果と本実施例の結果とを比較して、線材の側面を固定した状態で 圧延することで、超電導特性が向上していることが分かる。
[0064] (実施例 5)
本実施例では、ツイスト線の酸ィ匕物超電導線材の側面を固定した状態で圧延する ことの効果を調べた。具体的には、実施の形態 4に示す製造方法を用いて図 7に示 すツイスト線の酸化物超電導線材 11を作製した。但し、捩り線加工 (ステップ S4a)の 際には、原材料粉末 12a (酸化物超電導体フィラメント 12)の本数を 127本とした線 材 11aをツイストピッチ 8mmで捩り線カ卩ェした。なお、これ以外の酸化物超電導線材 の製造方法は、実施例 4の製造方法と同様とした。このようにして得られた酸化物超 電導線材について、臨界電流値 (A)および交流損失を測定した。交流損失につい ては、 80%の圧下率で圧延した場合の交流損失を 100%とした。この結果を表 5に 示す。
[0065] [表 5]
Figure imgf000016_0001
[0066] 表 5に示すように、圧下率が 85%の場合には臨界電流値が 80Aであったのに対し 、圧下率が 80%の場合には臨界電流値が 105Aであり、圧下率が 70%の場合には 臨界電流値が 121Aであった。また、圧下率が 60%の場合には臨界電流値が 117A であり、圧下率が 50%の場合には臨界電流値が 88Aであった。また、交流損失につ いては、圧下率が 70%の場合には 30%であり、圧下率が 60%の場合には 20%で あり、圧下率が 50%の場合には 15%であった。以上の結果から、圧下率を 70%以 下、好ましくは 60%以下とすることで、交流損失が大きく低減されていることが分かる 。以上の結果から、ツイスト線の酸化物超電導線材の側面を固定した状態で圧延す ることで、超電導特性がさらに向上していることが分かる。
以上に開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的 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、以上の実施の形態および 実施例ではなぐ請求の範囲によって示され、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や変形を含むものと意図される。

Claims

請求の範囲
[1] 酸化物超電導体の原材料粉末を金属で被覆した形態を有する線材を作製するェ 程（S1〜S4)と、
前記線材を圧延する圧延工程 (S5)と、
前記圧延工程後に、前記線材を加圧雰囲気で熱処理する熱処理工程 (S6)とを備 え、
前記圧延工程における前記線材の圧下率は 50%以上 80%以下である、酸ィ匕物 超電導線材 (1)の製造方法。
[2] 前記圧延工程における前記線材の圧下率は 60%以上である、請求の範囲第 1項 に記載の酸化物超電導線材の製造方法。
[3] 前記圧延工程 (S5)における前記線材の圧下率は 70%以上である、請求の範囲 第 2項に記載の酸化物超電導線材（1)の製造方法。
[4] 前記熱処理工程 (S6)後に、前記線材を圧延する再圧延工程 (S7)と、
前記再圧延工程後に、前記線材を熱処理する再熱処理工程 (S8)とをさらに備える
、請求の範囲第 1項に記載の酸化物超電導線材（1)の製造方法。
[5] 前記圧延工程 (S5)にお 、て、前記線材（la)の側面（18)を固定した状態で圧延 する、請求の範囲第 1項に記載の酸化物超電導線材（1)の製造方法。
[6] 前記圧延工程 (S5)前に、前記線材（11a)を捩り加工する工程 (S4a)をさらに備え る、請求の範囲第 5項に記載の酸ィ匕物超電導線材（1)の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4737094B2 (ja) * 2006-03-07 2011-07-27 住友電気工業株式会社 酸化物超電導線材、超電導構造体、酸化物超電導線材の製造方法、超電導ケーブルおよび超電導マグネットならびに超電導マグネットを含む製品
WO2008065781A1 (fr) * 2007-01-11 2008-06-05 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Tige de fil à oxyde supraconducteur, structure supraconductrice, procédé de fabrication d'une tige de fil à oxyde supraconducteur, câble supraconducteur, aimant supraconducteur, et produit comprenant un aimant supraconducteur
EP2337102B1 (de) * 2009-12-15 2013-05-22 Nexans Verfahren zur Herstellung eines supraleitfähigen elektrischen Leiters und supraleitfähiger Leiter
CN104916373B (zh) * 2015-05-18 2017-06-06 中国科学院电工研究所 一种二硼化镁线材或带材的制备方法
US11887751B2 (en) * 2020-10-24 2024-01-30 The Texas A&M University System Textured-powder Bi-2212/Ag wire and method of fabrication

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07105753A (ja) * 1993-08-02 1995-04-21 Sumitomo Electric Ind Ltd 酸化物超電導線材およびその製造方法ならびに酸化物超電導コイル
JP2001006455A (ja) * 1999-06-24 2001-01-12 Furukawa Electric Co Ltd:The セラミックス複合超電導線
JP2002093252A (ja) * 2000-07-14 2002-03-29 Sumitomo Electric Ind Ltd 酸化物超電導線材の製造方法とその製造方法に用いられる加圧熱処理装置
WO2003100795A1 (en) * 2002-05-24 2003-12-04 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Oxide superconducting wire producing method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07105753A (ja) * 1993-08-02 1995-04-21 Sumitomo Electric Ind Ltd 酸化物超電導線材およびその製造方法ならびに酸化物超電導コイル
JP2001006455A (ja) * 1999-06-24 2001-01-12 Furukawa Electric Co Ltd:The セラミックス複合超電導線
JP2002093252A (ja) * 2000-07-14 2002-03-29 Sumitomo Electric Ind Ltd 酸化物超電導線材の製造方法とその製造方法に用いられる加圧熱処理装置
WO2003100795A1 (en) * 2002-05-24 2003-12-04 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Oxide superconducting wire producing method

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