WO2010016302A1 - 酸化物超電導線材の前駆体線とその製造方法、および前記前駆体線を用いた酸化物超電導線材 - Google Patents

酸化物超電導線材の前駆体線とその製造方法、および前記前駆体線を用いた酸化物超電導線材 Download PDF

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直樹 綾井
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    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49014—Superconductor

Definitions

  • the present invention relates to a precursor wire of an oxide superconducting wire in which a plurality of arch-shaped outer peripheral segments are arranged around a central portion, a manufacturing method thereof, and an oxide superconducting wire manufactured using the precursor wire.
  • Oxide superconducting wire is usually manufactured by powder-in-tube (PIT method). Specifically, in the case of a multi-core type oxide superconducting wire having a plurality of oxide superconducting material filaments inside, after heat-treating the powder mainly composed of the precursor of the oxide superconductor, After inserting a plurality of single core wires obtained by drawing the wire into the second sheath and inserting the wire into the first sheath made of metal, the wire is drawn to form a multi-core wire, and then rolled. Manufactured by heat treatment.
  • PIT method powder-in-tube
  • This is manufactured by inserting the first sheath 6 into the first sheath 6 and drawing the first sheath to produce the precursor wire 5, and then rolling and heat treatment.
  • the FIG. 7 is a diagram showing a process of inserting a predetermined number of single-core round wires 14 into the first sheath 6 in the production of the precursor wire 5 shown in FIG.
  • the cross-sectional shape of the filament is isotropic, such as a circle or a hexagon. It is difficult to provide an oxide superconducting wire having a high critical current density because the thickness is large and the crystal orientation of the oxide superconductor cannot be increased.
  • a method for improving the critical current density of an oxide superconducting wire for example, a method of putting a core material inside a superconductor (Patent Document 1), a core material is put in the center, and a cross section of a tape-shaped single core wire Is a method in which a ribbon is vertically attached to a circular core (Patent Document 3) or a plurality of ribbon-shaped filaments arranged in a stabilizing matrix is a circular or rotationally symmetric polygon, and the center of the matrix A method using a hard material for the part (Patent Document 2) has been attempted.
  • Patent Documents 1 to 3 are not sufficient for the recent demand for high critical current density.
  • an object of the present invention is to provide a precursor wire of an oxide superconducting wire having a higher critical current density, and thus an oxide superconducting wire.
  • the inventor has studied the following measures for improving the critical current density, and has reached the present invention.
  • a method of thinning the filament can be considered. Specifically, in an oxide superconducting wire having a predetermined thickness, as shown in FIG. 8, for example, a single core wire 16 having a rectangular cross section of the filament 2 (hereinafter also referred to as a single core rectangular wire) 16 is formed. A method of laminating a plurality of rectangular lines 16 is conceivable. Further, as a method for further enhancing the effect, as shown in FIG. 9, a method of increasing the number of single-core rectangular lines 16 to reduce the thickness of each single line and stacking them can be considered.
  • FIG. 13 is an example using single-core regular hexagonal wires, and is an example using 211 single-core wires, which is larger than the general number so far.
  • the wall of the second sheath 3 was broken, and the occurrence of disturbance in the arrangement of the filaments 2 was observed. And since this disturbance has occurred, it is considered that the critical current density has decreased, and the reason why the disturbance has occurred is considered as follows.
  • a non-superconducting phase such as alkaline earth copper oxide (Ca—Sr—Cu—O) having a diameter of several ⁇ m remains in the filament after final firing.
  • a detour route that detours the non-superconducting phase is necessary.
  • the width direction is reduced. Since the size is also reduced, the detour route is restricted and the critical current is reduced.
  • the present inventors have a high critical current density by devising the structure and manufacturing method of the precursor of the oxide superconducting wire, and the critical current density decreases even if the diameter is reduced by wire drawing. As a result, the present inventors have found an aggregate form (precursor line) that does not occur, and have reached the present invention.
  • a precursor wire of an oxide superconducting wire in which a plurality of outer peripheral segments surrounding a central portion are closely arranged inside a first sheath made of silver or a silver alloy,
  • the outer peripheral segment comprises a single-core segment having an arcuate cross section in which a second sheath made of silver or a silver alloy is covered around a ribbon-like filament of a precursor of an oxide superconductor,
  • the outer peripheral segment in which the sheath made of silver or the like is coated around the ribbon-like filament of the precursor of the oxide superconductor is formed in a cross-sectional arch shape and arranged concentrically. For this reason, the diameter of the concentric circle is reduced accurately while maintaining the shape of the concentric circle without causing deformation during diameter reduction processing, and stress is uniformly applied to the wide surface of the filament disposed so as to surround the central portion. Therefore, the crystal orientation of the oxide superconductor is improved, and as a result, a precursor wire of an oxide superconducting wire having a high current critical density can be provided.
  • the wall surface (silver wall) of the second sheath between the filaments is not broken, and the cross-sectional shape is maintained from this surface, The filament arrangement is not disturbed.
  • single-core segments having an arch-shaped cross-sectional shape are used, unlike when single-core segments having a rectangular cross section are used, multiple single-core segments are arranged in a concentric manner.
  • the gap between the core segments can be reduced, and the filling density of the single core segments in the first sheath can be increased.
  • the outer peripheral segment since a thin arch-shaped single-core segment with a small thickness and a wide width is used as the outer peripheral segment, the thinness of the filament (cross-axis short axis length) necessary to orient the crystal even after wire drawing and rolling
  • the width of the filament can be made sufficiently large while maintaining the current, and as a result, the current that bypasses local defects such as alkaline earth oxide remaining in each filament can be reduced. Since the route is secured, a high critical current density can be obtained.
  • the crystal orientation is poor and a high critical current cannot be obtained.
  • the method according to the present invention in the rolling process of the single-core wire for producing the arch-shaped single-core segment. Since the crystals of the precursor are oriented to some extent and are arranged concentrically, the orientation is maintained, so that a relatively high critical current can be obtained even with a round wire.
  • twist is added at the final size of the round wire, but when it can be used as it is, the rolling performed after the conventional twisting can be omitted, and the twist cycle does not extend by rolling. Therefore, a short pitch twist is maintained and the effect of reducing AC loss is enhanced.
  • a structure in which the ab surface of Bi2223 is oriented along the wide surface of the filament is obtained, and a good current bypass is formed.
  • a single-core segment or a rod-shaped segment that does not contain a single-core wire may be disposed in the central portion.
  • one or a plurality of segments having various shapes and thicknesses such as a round line having a circular cross section may be arranged at the center.
  • the invention of claim 3 Seven single-core segments with a circular or regular hexagonal cross-section in which a second sheath made of silver or a silver alloy is coated around the filament of the oxide superconductor precursor, and six around one single-core segment 3.
  • the invention of claim 4 4.
  • the number of layers of all the segments including the segment arranged in the central portion and the outer peripheral segment arranged in a concentric manner is 8 or more. 5. It is a precursor wire of the oxide superconducting wire described in the item.
  • the thickness of the filament in the outer peripheral segment can be made sufficiently thin to enhance the crystal orientation in the filament.
  • the cross-section arch type single core segment is used as an outer periphery segment, the width of the outer periphery segment of each layer can be set up freely. For this reason, as described above, it is possible to secure a route of current that bypasses the local defect by making the outer width segment sufficiently thin while increasing the width of the segment, that is, by increasing the width of the filament. For this reason, it is possible to provide a precursor wire of an oxide superconducting wire that has a small number of segments, is easy to manufacture, is not easily disturbed in filament arrangement, and has a high critical current density.
  • the number of single-core segments when one single-core segment is arranged at the center as in the invention of claim 2, the number of single-core segments can be regarded as one layer. Further, as in the invention of claim 3, when one single-core segment is arranged at the center and six single-core segments are arranged around it, the number of layers of the center segment is regarded as two layers. I can do it. And by increasing the number of layers of all segments, which combines the number of single core segments arranged in the center and the number of outer peripheral segments, the crystal orientation of all segments is improved after rolling, and higher critical current density An oxide superconducting wire can be provided.
  • the invention of claim 5 5.
  • both the segment arranged in the center and the filament of the outer segment are composed of sufficiently thin filaments, Since the crystal orientation in the filament can be sufficiently improved and the structure is devised as described above, the second sheath between the filaments is not broken. As a result, a precursor wire of an oxide superconducting wire having a higher critical current density can be provided.
  • the ratio of the number of segments arranged in the central portion and the number of outer peripheral segments is appropriately determined in consideration of the required characteristics of the oxide superconducting wire.
  • the invention of claim 6 A method for producing a precursor wire of an oxide superconducting wire according to any one of claims 1 to 5, A peripheral segment manufacturing step of manufacturing a peripheral segment composed of a single-core segment having a cross-sectional arch shape in which a second sheath made of silver or a silver alloy is coated around a ribbon-like filament of a precursor of an oxide superconductor; In the first sheath made of silver or silver alloy, an outer peripheral segment arranging step of concentrically arranging the plural outer peripheral segments around the center so that the wide surface surrounds the center, The method further comprises a peripheral segment fitting step in which the first sheath is drawn to closely fit the plurality of outer peripheral segments.
  • the precursor wire of the oxide superconducting wire having high critical current density according to claims 1 to 5 and, in turn, the oxide superconducting wire can be efficiently produced with few steps.
  • the invention of claim 7 The outer peripheral segment manufacturing process includes: A circular single-core segment manufacturing step of manufacturing a circular single-core segment having a circular cross section in which a second sheath made of silver or a silver alloy is coated around a filament of an oxide superconductor precursor; A rolling step of rolling the circular single-core segment produced by the circular single-core segment production step; The oxide according to claim 6, further comprising a drawing step of drawing the circular single-core segment rolled in the rolling step using a deformed die having a predetermined shape and processing the cross section into an arch shape. It is a manufacturing method of the precursor wire of a superconducting wire.
  • a circular single-core segment having a circular cross section that is easy to manufacture is prepared in advance, and after rolling, a drawing process is performed using a deformed die to produce an arch-shaped single-core segment. Therefore, the outer peripheral segment can be easily manufactured.
  • the invention of claim 8 6.
  • the invention according to claim 8 provides an oxide superconducting wire having a high critical current density that significantly enhances the orientation of the crystal of the oxide superconductor and that clearly exhibits the effect of the present invention in that the route for bypassing the current is not limited. can do.
  • the invention of claim 9 The oxide superconducting wire according to claim 8, wherein the precursor wire of the oxide superconducting wire is heat-treated after the cross section is formed into an isotropic shape by drawing.
  • the precursor wires arranged in a concentric circle surrounding the central portion of the ribbon-like filament are drawn in an isotropic shape, for example, Bi ⁇ In the case of 2223, a structure in which the ab plane is oriented is obtained, and a good current path is formed.
  • an oxide superconducting wire having no critical current density anisotropy with respect to an external magnetic field can be provided.
  • the twist pitch can be reduced as compared with a wire material subjected to rolling like a tape-shaped oxide superconducting wire, so that the AC loss is reduced. Can be made smaller.
  • isotropic cross section refers to a regular polygon such as a regular hexagon or a regular octagon as well as a circular cross section.
  • the invention of claim 10 The oxide superconducting wire according to claim 8, wherein the precursor wire of the oxide superconducting wire is heat-treated after being drawn and then rolled into a tape shape.
  • an oxide superconducting wire having a high critical current density in which filaments having a high aspect ratio are filled with high density can be provided.
  • an oxide superconducting wire precursor wire having a diameter of 1.5 mm is processed into a tape shape having a thickness of about 0.2 mm and a width of about 4 mm, a uniform filament having a thickness of about 5 ⁇ m and a width of 200 to 300 ⁇ m can be obtained.
  • the invention of claim 11 The oxide superconducting wire according to any one of claims 8 to 10, which is a Bi-based oxide superconducting wire.
  • the filament is mainly composed of a Bi-based oxide superconductor having high orientation on the ab plane, an oxide superconducting wire having a particularly high critical current density can be provided.
  • Bi-based oxide superconductors having a structure in which the ab plane is oriented have a particularly high critical current density.
  • the wide surface of the filament is also used in the round wire before processing into a tape shape as described above.
  • Bi-2212 (Bi 2 Sr 2 Ca 1 Cu 2 O 8- ⁇ , (Bi, Pb) 2 Sr 2 Ca 1 Cu 2 O 8- ⁇ ), which is a precursor of Bi-2223 Phase)
  • a processed structure in which the ab plane of Bi-2201 is oriented is obtained.
  • this round wire is heat-treated, a structure in which the ab surface of Bi-2223 is oriented along the wide surface of the filament is obtained, and therefore, an oxide superconducting wire having a particularly high critical current density can be provided.
  • a precursor wire of an oxide superconducting wire having a high critical current density and thus an oxide superconducting wire can be provided stably.
  • FIG. 1 is a micrograph of a cross section of a precursor wire of Example 1.
  • FIG. 2 is a micrograph of a cross section of a precursor wire of Example 1.
  • FIG. It is a figure which shows the cross-section of the wire after wire drawing in the comparative example 3.
  • 6 is a micrograph of a cross section of a precursor wire of Comparative Example 3. It is a graph which shows the Jc measurement result of the oxide superconducting wire of an Example and a comparative example.
  • a single core segment having a regular hexagonal cross section is referred to as a hexagonal single core segment
  • a single core segment having an arch shape in cross section is referred to as an arch type single core segment.
  • FIGS. 1A and 1B are respectively a circular single-core segment 21 arranged at the center of a precursor wire of an oxide superconducting wire according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a cross-sectional view of a hexagonal single core segment 22.
  • the circular single-core segment 21 and the hexagonal single-core segment 22 are each composed of a filament 26a having a circular cross-section mainly composed of an oxide superconductor precursor and a hexagonal filament 26b having a cross-section made of silver or a silver alloy. It is configured to be covered with two sheaths 27.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an outer peripheral segment according to an embodiment of the present invention.
  • the outer peripheral segment is covered with a second sheath made of silver or a silver alloy around the filament 26c rolled into a ribbon shape mainly composed of a precursor of an oxide superconductor.
  • Two wide surfaces 24 facing each other are formed in an arch shape, and a side surface 25 of the wide surface 24 is an arch type single core segment 23 formed in a straight line.
  • the curvature of the wide surface of the arch type single core segment, the width of the wide surface and the side surface are appropriately determined in consideration of the thickness of the central portion, the thickness of the precursor line, the number of outer peripheral segments to be arranged, and the like. Is set.
  • the curvature of the wide surface and the angle of the side straight line to the wide surface are set for each position to be arranged in consideration of the radius of the circle when concentrically arranged, the gap between the outer peripheral segments Is preferable because it can be made smaller.
  • FIG. 3 is a sectional view of a precursor wire 28 of a typical oxide superconducting wire according to an embodiment of the present invention.
  • center Part As shown in FIG. 3, six circular single-core segments 21 are arranged in the center part so as to surround one center part, and the cross section has a shape close to a regular hexagon.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the arrangement of the filaments of the oxide superconductor precursor in the cross section of the precursor wire of the oxide superconducting wire shown in FIG. As shown in FIG. 4, a plurality of ribbon-like filaments 26 c whose arched wide surfaces are arranged concentrically so that the wide surfaces surround the center.
  • a powder containing a precursor of an oxide superconductor as a main component for example, Br 2 O 3 , PbO, SrCO 3 , CaCO 3
  • Hexagonal single-core segment As a single-core segment arrange
  • the hexagonal single core segment 22 is produced, for example, by drawing the circular single core segment 21 using a regular hexagonal die having a predetermined size.
  • the outer peripheral segment can be easily produced by processing a circular single-core segment so that the cross section is an arch shape. Specifically, the circular single-core segment 21 is rolled to a predetermined thickness and then drawn by an arch-shaped deformed die having a predetermined size.
  • Preparation of Precursor Wire After the precursor wire is disposed in a cylindrical first sheath, a plurality of outer peripheral segments around the central portion, and concentrically arranged so that the wide surface of the outer peripheral segment surrounds the central portion, The first sheath is drawn and drawn by closely fitting the outer peripheral segments.
  • a cylindrical first sheath 29 made of silver or a silver alloy having a predetermined outer diameter and inner diameter seven circular single-core segments 21 are arranged at one center. Six are arranged so as to surround, and the cross section forms a central part close to a regular hexagon.
  • the wide surface 24 of the arch type single core segment 23 which is an outer peripheral segment surrounds the center part outside the center part, that is, the arch type single core segments 23 are in contact with each other to form a circle surrounding the center part. Deploy.
  • another outer peripheral segment is arranged outside the circle so as to be concentric with the circle, and a plurality of outer peripheral segments are concentrically stacked. Thereafter, the wire is drawn and the plurality of segments in the first sheath 29 are brought into close contact with each other to produce a precursor wire 28.
  • the precursor wire 28 of the oxide superconducting wire produced as described above is further drawn and heat-treated under predetermined conditions to produce an oxide superconducting wire.
  • a plurality of outer peripheral segments are stacked and arranged concentrically in close contact as shown in FIG. 3, and a ribbon-like filament as shown in FIG.
  • the filament 26c is arranged concentrically so that the wide surface surrounds the central portion, so that when the precursor wire is drawn to reduce the diameter, stress is uniformly applied to the wide surface of the filament 26c, and as a result, the filament It is formed as an oxide superconducting wire in which the crystal orientation of the precursor of the oxide superconductor constituting 26c is enhanced and the occurrence of breakage of the second sheath 27 is suppressed.
  • the precursor wire of the oxide superconducting wire is drawn into an isotropic shape such as a circular or hexagonal cross-sectional shape of a predetermined thickness. Is preferred.
  • it can be further rolled to produce an intermediate rectangular wire having a tape shape or a cross-sectional shape that is tape-shaped and circular.
  • These tape-shaped wires and rectangular wires have a larger critical current density and anisotropy of AC loss than an external magnetic field compared to round wires, but by processing the round wire into a rectangular cross section by rolling, the powder density can be reduced. Since it can be increased, the critical current density is increased.
  • the drawn wire was further rolled to a width of 4.2 mm and a thickness of 0.23 mm to produce a precursor wire. A part of the obtained precursor wire was cut, and the cross-sectional shape was observed.
  • FIG. 10 is a view showing a sectional structure of the wire after drawing in this example. From FIG. 10, segment deformation does not occur in the wire after drawing, the segments are arranged concentrically while maintaining the arch-shaped cross-sectional shape, and the second sheath is broken. It turns out that does not occur.
  • FIG. 11 is a photomicrograph of the cross section of the precursor wire in this example.
  • FIG. 11 shows that the thickness of each filament is uniform.
  • Comparative Examples 1 to 4 an outer peripheral segment having a regular hexagonal cross section is arranged in a honeycomb shape, drawn, and then rolled into a precursor wire by the same method as in the example, followed by heat treatment to produce an oxide superconducting wire. This is an example.
  • outer peripheral segments are arranged in a honeycomb shape around one central segment so that the total number of segments is the number shown in Table 1, and inserted into a first sheath having the same dimensions as the example Then, after drawing the outer diameter of the first sheath so as to be the same size as the example, it was rolled to produce a precursor wire.
  • the wire rod after wire drawing was observed, and for Comparative Example 3, the cross-section of the precursor wire after rolling was further observed.
  • FIGS. 12 and 13 are diagrams showing the cross-sectional structure of the wire after drawing in Comparative Examples 3 and 4, respectively. 12 and 13, it can be seen that in the case of Comparative Examples 3 and 4, a part of the second sheath of the wire after drawing is broken and bridging occurs.
  • FIG. 14 is a photomicrograph of the cross section of the precursor wire of Comparative Example 3.
  • FIG. 14 shows that in the case of Comparative Example 3, the thickness of the filament of the precursor wire after rolling is not uniform even in the central portion in the wide direction.
  • the oxide superconducting wires of Examples have a high Jc compared to the oxide superconducting wires of Comparative Examples 1 to 4.
  • the reason why the oxide superconducting wire of the example has such a high Jc is that the outer peripheral segment has a cross-sectional arch shape and is arranged concentrically, so that the outer peripheral segment loses its shape during diameter reduction processing. Without reducing the diameter of the concentric circle, the stress is evenly applied to the wide surface of the ribbon-like filaments placed around the center, improving the crystal orientation of the oxide superconductor. It is to do.
  • an excellent oxide superconducting wire having a high Jc can be provided by the present invention.

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Abstract

　銀または銀合金製の第１シースの内側に、中心部を取り囲む複数本の外周セグメントが密接して配置されている酸化物超電導線材の前駆体線であって、外周セグメントは、酸化物超電導体の前駆体のリボン状のフィラメントの周囲に銀または銀合金製の第２シースが被覆された断面アーチ型の単芯セグメントからなり、複数本の外周セグメントが、外周セグメントの幅広面が前記中心部を取り囲むように、同心円状に積層して配置されている酸化物超電導線材の前駆体線。

Description

酸化物超電導線材の前駆体線とその製造方法、および前記前駆体線を用いた酸化物超電導線材
　本発明は、中心部の周囲に断面アーチ型の外周セグメントを複数本配置した酸化物超電導線材の前駆体線、その製造方法および前記前駆体線を用いて製造される酸化物超電導線材に関する。
　酸化物超電導線材は通常パウダー・イン・チューブ（ＰＩＴ法）で製造される。具体的には、内部に複数本の酸化物超電導材料製のフィラメントを有する多芯型の酸化物超電導線材の場合、酸化物超電導体の前駆体を主成分とする粉末を熱処理した後、金属製の第２シースに充填し、伸線加工を施して得られる単芯線の複数本を金属製の第１シースに挿入した後、伸線加工を施して多芯線とし、その後圧延加工を施し、さらに熱処理することによって製造される。
　ＰＩＴ法による酸化物超電導線材の製造においては、これまで一般的に図５に示す断面が円形のフィラメント２を円筒状の第２シース３で被覆した単芯丸線１４や図６に示す断面が六角形のフィラメント２’を六角筒状の第２シース３で被覆した単芯六角線１５を複数本、例えば断面が円形のフィラメントの場合は５０～２００本程度（図５においては図面が煩雑になるのを避けるため本数を少なく記載している）第１シース６の中に挿入し、第１シースを伸線して前駆体線５を作製し、次いで圧延した後、熱処理を施して製造される。図７は、前記図５に示した前駆体線５の製造において所定本数の単芯丸線１４を第１シース６に挿入する工程を示す図である。
　しかし、図５や図６に示した酸化物超電導線材の前駆体を用いた酸化物超電導線材においては、フィラメントの断面形状が円形や六角形のように等方的な形状であって、フィラメントの厚さが大きく、酸化物超電導体の結晶の配向性を高くすることができないため、高臨界電流密度を有する酸化物超電導線材を提供することは難しかった。
　酸化物超電導線材の臨界電流密度を向上させる方法としては、例えば、超電導体の内側に芯材を入れる方法（特許文献１）、中心部に芯材を入れ、テープ状の単芯の線材を断面が円形の芯材に縦添えして密着させる方法（特許文献３）や安定化マトリックス中に複数本のリボン状フィラメントを配置した断面が円形または回転対称である多角形であって、マトリックスの中心部に硬い材料を用いる方法（特許文献２）が試みられている。
特許第２８４４６３２号 特許第３６５７３９７号 特許第３７４２１２８号
　しかし、前記特許文献１～３に記載の方法をもってしても近年の高臨界電流密度の要求に対して十分とは言えない。
　このため、本発明は、より高臨界電流密度を有する酸化物超電導線材の前駆体線、ひいては酸化物超電導線材を提供することを課題とする。
　本発明者は臨界電流密度を向上する方策について以下のごとく検討し、本発明に至った。
　まず、結晶の配向性を向上するための方法としてはフィラメントを薄くする方法が考えられる。具体的には、所定の太さの酸化物超電導線材において、図８に示すように例えばフィラメント２の断面が長方形の単芯線（以下単芯矩形線ともいう）１６を成形して、この単芯矩形線１６を複数本積層する方法が考えられる。また、さらに効果を高める方法としては、図９に示すように、単芯矩形線１６の本数を多くして、１本毎の太さを細くし、積層して配置する方法が考えられる。
　しかしながら、図８や図９に示した構成においては、酸化物超電導線材を製造するための伸線や縮径とその後の圧延の工程で発生する形状の乱れによって、最終焼成後に得られる臨界電流密度が低下するという新たな問題が生じる恐れがあることが分かった。
　ここに、伸線の工程で臨界電流密度が低下した一例を示す。図１３に示した例は単芯正六角形線を用いた例であって、これまでの一般的な本数より多い２１１本の単芯線を用いた例である。この例では、伸線の途中で図１３に示すように、第２シース３の壁が破れ、フィラメント２の配列に乱れの発生が認められた。そしてこの乱れが生じたために、臨界電流密度が低下したと考えられ、乱れが生じた理由は次のように考えられる。
　即ち、一定の超電導体の体積比率を維持しつつフィラメント２の本数を増やすと、必然的に第２シース３の壁が薄くなるため、縮径加工の過程でシースの壁が破れフィラメントの配列に乱れが生じる。
　そして、図８や図９に示した単芯矩形線を単に積層させる場合にも単芯線同士の間および単芯線と第１シースの間に隙間が生じるため、前記と同様にシースの壁が破れ、フィラメントの配列が乱れる恐れが高いと考えられる。一方シースの壁が十分に厚い設計を採用すれば、この様な欠陥が生じることを防止できるが、シースの壁を厚くしたままで単芯線の本数を増やすとシース内に収容する酸化物超電導体の体積比率が低下するため、臨界電流が低下する。
　また、伸線加工においてはダイスを介して、酸化物超電導線材の外周面から酸化物超電導線材の断面中心に向かって圧縮応力が加わるが、必ずしもこの圧縮応力が各フィラメント、および第２シースに均等に加わる配置にはなっていない。このため圧縮応力が集中する部分でシースの壁が破れ、配置に乱れが生じ易い。
　また、最終焼成後のフィラメント内には直径数μｍのアルカリ土類銅酸化物（Ｃａ－Ｓｒ－Ｃｕ－Ｏ）などの非超電導相の残留が避けがたい。臨界電流の低下を防ぐためには前記非超電導相を迂回する迂回ルートが必要であるが、従来の構造や製造方法でフィラメントの本数を増やし、１本毎のフィラメントの厚みを薄くすると、幅方向のサイズも小さくなるため、迂回ルートが制限され、臨界電流が低下する。
　本発明者等は、鋭意研究の結果、酸化物超電導線材の前駆体の構造や製造方法を工夫することにより高臨界電流密度を有し、伸線により縮径しても臨界電流密度が低下することがない集合形態（前駆体線）を見出し本発明に至った。
　請求項１の発明は、
　銀または銀合金製の第１シースの内側に、中心部を取り囲む複数本の外周セグメントが密接して配置されている酸化物超電導線材の前駆体線であって、
　前記外周セグメントは、酸化物超電導体の前駆体のリボン状のフィラメントの周囲に銀または銀合金製の第２シースが被覆された断面アーチ型の単芯セグメントからなり、
　前記複数本の外周セグメントが、前記外周セグメントの幅広面が前記中心部を取り囲むように、同心円状に積層して配置されていることを特徴とする酸化物超電導線材の前駆体線である。
　請求項１の発明においては、酸化物超電導体の前駆体のリボン状のフィラメントの周囲に銀製等のシースが被覆された外周セグメントを断面アーチ型とし、同心円状に配置している。このため縮径加工時に型崩れを起こすことなく同心円の断面形状を正確に維持して縮径され、中心部を取り囲むように配置された前記フィラメントの幅広面に均一に応力が加わる。このため酸化物超電導体の結晶の配向性が向上し、その結果、高電流臨界密度を有する酸化物超電導線材の前駆体線を提供できる。
　また、縮径する際に、フィラメントの幅広面に対して均一に応力が加わるため、フィラメント間の第２シースの壁面（銀壁）が破れることがなく、この面からも断面形状が維持され、フィラメントの配列の乱れが生じることがない。
　また、アーチ型の断面形状を有する単芯セグメントを用いているため、断面が矩形形状の単芯セグメントを用いる場合と異なり、複数本の単芯セグメントを同心円状に積層して配置する際に単芯セグメント間の隙間を小さくでき、第１シース内における単芯セグメントの充填密度を高めることができる。
　また、縮径前の、酸化物超電導体の前駆体のフィラメントとして薄いリボン状のフィラメントを用いているため、より結晶の配向性の高い酸化物超電導体を作製できる。
　また、外周セグメントとして厚みが薄く幅が広い断面アーチ型の単芯セグメントを用いるため、伸線および圧延後においても結晶を配向させることに必要なフィラメントの厚み（断面短軸長さ）の薄さを維持しつつ、同時にフィラメントの幅（断面長軸長さ）を十分に大きくすることができ、その結果１本毎のフィラメント内に残留するアルカリ土類酸化物等の局所欠陥を迂回する電流のルートが確保されるため、高い臨界電流密度が得られる。
　また、従来は多芯化後に圧延をしなければ結晶配向が悪く、高い臨界電流が得られなかったが、この発明による方法では、断面アーチ型の単芯セグメントを製造する単芯線の圧延工程で前駆体の結晶がある程度配向しており、同心円状に配置することによってその配向が保たれるため、丸線でも比較的高い臨界電流が得られる。特に交流で用いる場合には丸線の最終サイズでツイストを加えるが、丸線のままで使用できる場合には、従来ツイスト後に行っていた圧延を省略することができ、圧延でツイスト周期が伸びないため短ピッチツイストが維持され、交流損失の低減効果が高くなる。
　以上のような請求項１の発明により、テープ状に加工する前の丸断面線でもフィラメントの幅広面に沿って例えばＢｉ２２２３の前駆体であるＢｉ２２１２、Ｂｉ２２０１のａｂ面が配向した加工組織が得られ、この丸線材を焼成することによりフィラメントの幅広面に沿ってＢｉ２２２３のａｂ面が配向した組織が得られ、良好な電流バイパスが形成される。
　なお、前記中心部には、単芯入りのセグメントや単芯線が入っていない棒状のセグメントを配置してもよい。また、中心部に断面が円形の丸線その他の種々の形状や太さを有する１本または複数本のセグメントを配置してもよい。
　また、本発明における「同心円」「円形」「正六角形」等の用語は必ずしも幾何学的に完全なものに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で多少変動している場合も請求項１の発明に含まれる。
　請求項２の発明は、
　酸化物超電導体の前駆体のフィラメントの周囲に銀または銀合金製の第２シースが被覆された断面が円形または正六角形の単芯セグメントが、前記中心部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の酸化物超電導線材の前駆体線である。
　請求項２の発明においては、中心部に、断面が円形または正六角形の酸化物超電導体の前駆体のフィラメントを有する単芯セグメントを配置しているため、より高臨界電流密度の酸化物超電導線材の前駆体線を提供することができると共に、外周セグメントを同心円状に配置し易く、嵌合工程における縮径加工時においても外周セグメントの位置ずれが発生し難い。
　請求項３の発明は、
　酸化物超電導体の前駆体のフィラメントの周囲に銀または銀合金製の第２シースが被覆された断面が円形または正六角形の単芯セグメント７本が、１本の単芯セグメントの周囲に６本の単芯セグメントが密接して前記中心部に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の酸化物超電導線材の前駆体線である。
　請求項３の発明においては、中心部に断面が円形または正六角形の単芯セグメント７本が、１本の単芯セグメントの周囲に６本の単芯セグメントを密接して前記中心部に配置されているため、中心部のフィラメントも圧延後に薄く加工されるため配向が改善され、大径セグメントを用いて太いフィラメントとしたときよりも臨界電流が高くなる。また、製造、取り扱いが容易な小径の単芯セグメントにより請求項２の発明の効果を実現することができる。
　請求項４の発明は、
　前記中心部に配置されたセグメントと前記同心円状に積層して配置された外周セグメントを合わせた全セグメントの層数が８以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の酸化物超電導線材の前駆体線である。
　請求項４の発明においては、全セグメントの層数を８以上としているため、外周セグメントのフィラメントの厚みを充分に薄くしてフィラメント内の結晶配向性を高めることができる。しかも、外周セグメントとして断面アーチ型の単芯セグメントを用いているため、各層の外周セグメントの幅を自由に設定することができる。このため、前記のように外周セグメントを充分に薄くしつつ、セグメントの幅を大きく、即ちフィラメントの幅を大きくして局所欠陥を迂回する電流のルートを確保することが可能となる。このため、少ないセグメント本数であり、製造が容易でフィラメントの配列が乱れにくく、さらに高臨界電流密度の酸化物超電導線材の前駆体線を提供することができる。
　なお、請求項４の発明において、請求項２の発明のように中心部に１本の単芯セグメントを配置した場合には、前記単芯セグメントの層数を１層と看做すことができ、また、請求項３の発明のように、中心部に１本の単芯セグメントとその周囲に６本の単芯セグメント配置した場合には、中心部のセグメントの層数を２層と看做すことができる。そして、中心部に配置した単芯セグメントの層数と外周セグメントの層数を合わせた全セグメントの層数を増やすことにより、圧延後に全てのセグメントの結晶配向性が改善され、より高臨界電流密度の酸化物超電導線材を提供することができる。
　請求項５の発明は、
　全セグメント数が１００以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の酸化物超電導線材の前駆体線である。
　本発明においては、中心部に配置したセグメントと外周セグメントを合わせた全セグメントの数が１００以上であるため、中心部に配置されたセグメントおよび外周セグメントのフィラメントが共に十分に薄いフィラメントで構成され、フィラメント内の結晶配向性を十分高めることができ、さらに前記の通り構造が工夫されているため、フィラメント間の第２シースが破れることがない。その結果より高臨界電流密度の酸化物超電導線材の前駆体線を提供することができる。
　なお、中心部に配置されるセグメント数と外周セグメント数の割合は、求められる酸化物超電導線材の特性を考慮して適宜決定される。
　請求項６の発明は、
　請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の酸化物超電導線材の前駆体線の製造方法であって、
　酸化物超電導体の前駆体のリボン状のフィラメントの周囲に銀または銀合金製の第２シースが被覆された断面アーチ型の単芯セグメントからなる外周セグメントを作製する外周セグメント作製工程、
　銀または銀合金製の第１シース内において、中心部の周囲に複数本の前記外周セグメントを、幅広面が中心部を取り囲むように、同心円状に積層して配置する外周セグメント配置工程、
　さらに前記第１シースを伸線して前記複数本の外周セグメントを密接に嵌合させる外周セグメント嵌合工程とを有することを特徴とする酸化物超電導線材の前駆体線の製造方法である。
　請求項６の発明においては、請求項１～請求項５に係る高臨界電流密度を有する酸化物超電導線材の前駆体線、ひいては酸化物超電導線材を少ない工程で効率的に作製することができる。
　請求項７の発明は、
　前記外周セグメント作製工程は、
　酸化物超電導体の前駆体のフィラメントの周囲に銀または銀合金製の第２シースが被覆された断面が円形の円形単芯セグメントを作製する円形単芯セグメント作製工程と、
　前記円形単芯セグメント作製工程により作製された円形単芯セグメントを圧延する圧延工程と、
　前記圧延工程で圧延された円形単芯セグメントを、所定の形状の異形ダイスを用いて引き抜き、断面をアーチ型に加工する引き抜き加工工程とを有することを特徴とする請求項６に記載の酸化物超電導線材の前駆体線の製造方法である。
　請求項７の発明においては、予め作製が容易な断面が円形の円形単芯セグメントを作製しておき、圧延した後、異形ダイスを用いて引き抜き加工を行って断面アーチ型の単芯セグメントを作製するため、外周セグメントを容易に作製することができる。
　請求項８の発明は、
　請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の酸化物超電導線材の前駆体線が、伸線された後、熱処理されていることを特徴とする酸化物超電導線材である。
　請求項８の発明においては、酸化物超電導体の結晶の配向性を高め、また電流を迂回させるルートが限定されないという本発明の効果を顕著に発揮する臨界電流密度の高い酸化物超電導線材を提供することができる。
　請求項９の発明は、
　前記酸化物超電導線材の前駆体線が、伸線により断面が等方的な形状に形成された後、熱処理されていることを特徴とする請求項８に記載の酸化物超電導線材である。
　請求項９の発明においては、リボン状のフィラメントが中心部を取り囲む同心円状に配置された前駆体線が等方的な形状に伸線されるため、フィラメントの幅広面に沿って、例えばＢｉ－２２２３の場合、ａｂ面が配向した組織が得られ、良好な電流のパスが形成される。また、外部磁界に対する臨界電流密度の異方性が無い酸化物超電導線材を提供することができる。さらに、ツイスト加工を施す酸化物超電導線材の場合、ツイスト加工後に圧延を行わないため、テープ状酸化物超電導線材のように圧延を施す線材に比べてツイストピッチを小さくすることができるため、交流損失をより小さくすることができる。
　なお、ここでいう「等方的な断面」とは、断面の形状が円形の他、正六角形や正八角形等の正多角形等を指す。
　なお、丸線で仕上げる場合には、フィラメントの厚みを薄くするため、テープ線にする場合よりもフィラメント本数を増やすか、仕上り線をより小さなサイズまで加工することが好ましい。
　請求項１０の発明は、
　前記酸化物超電導線材の前駆体線が、伸線され、その後テープ状に圧延された後、熱処理されていることを特徴とする請求項８に記載の酸化物超電導線材である。
　請求項１０の発明においては、熱処理する前にテープ状に圧延されるため、アスペクト比の高いフィラメントが密度高く充填された高臨界電流密度を有する酸化物超電導線材を提供することができる。
　たとえば断面が直径１．５ｍｍの酸化物超電導線材の前駆体線を厚み０．２ｍｍ、幅４ｍｍ程度のテープ状に加工すると、厚みが約５μｍで幅が２００～３００μｍの均一なフィラメントが得られる。
　請求項１１の発明は、
　Ｂｉ系酸化物超電導線材であることを特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれか１項に記載の酸化物超電導線材である。
　請求項１１の発明においては、フィラメントがａｂ面の配向性の高いＢｉ系酸化物超電導体を主成分とするため、特に高臨界電流密度を有する酸化物超電導線材を提供することができる。
　即ち、酸化物超電導体の中でも、ａｂ面が配向した組織を有するＢｉ系酸化物超電導体は特に高臨界電流密度を有する。そして、本発明を適用したＢｉ系酸化物超電導線材の場合、フィラメントが前記の通り、同心円状に配されているため、前記したようにテープ状に加工する前の丸線においてもフィラメントの幅広面に沿って例えばＢｉ－２２２３の前駆体であるＢｉ－２２１２（Ｂｉ２Ｓｒ２Ｃａ１Ｃｕ２Ｏ８－δ、（Ｂｉ，Ｐｂ）２Ｓｒ２Ｃａ１Ｃｕ２Ｏ８－δ等のビスマス系２２１２相）、Ｂｉ－２２０１のａｂ面が配向した加工組織が得られる。そして、この丸線を熱処理すると、フィラメントの幅広面にそってＢｉ－２２２３のａｂ面が配向した組織が得られるため、特に高臨界電流密度を有する酸化物超電導線材を提供することができる。
　本発明によれば、高臨界電流密度を有する酸化物超電導線材の前駆体線、ひいては酸化物超電導線材を安定して提供することができる。
本発明の一実施の形態に係る酸化物超電導線材の前駆体線を構成する中心部に配置する単芯セグメントの構成の１例を示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る酸化物超電導線材の前駆体線を構成する外周セグメントの構成の１例を示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る酸化物超電導線材の前駆体線の断面図である。 本発明の一実施の形態に係る酸化物超電導線材の前駆体線におけるフィラメントの配置の１例を示す断面図である。 従来の酸化物超電導線材の前駆体線の構成の第１の例を示す断面図である。 従来の酸化物超電導線材の前駆体線の構成の第２の例を示す断面図である。 従来の酸化物超電導線材の前駆体線の作製におけるシースにセグメントを挿入する工程を示す斜視図である。 従来の酸化物超電導線材の前駆体線の構成の第３の例を示す断面図である。 従来の酸化物超電導線材の前駆体線の構成の第４の例を示す断面図である。 実施例１の酸化物超電導線材における伸線後の線材の断面構造を示す図である。 実施例１の前駆体線の断面の顕微鏡写真である。 比較例３における伸線後の線材の断面構造を示す図である。 比較例４における伸線後の線材の断面構造を示す図である。 比較例３の前駆体線の断面の顕微鏡写真である。 実施例および比較例の酸化物超電導線材のＪｃ測定結果を示すグラフである。
　以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。なお、以下の説明においては便宜上、断面が正六角形の単芯セグメントを六角形単芯セグメント、断面がアーチ型の単芯セグメントをアーチ型単芯セグメントと称する。
（１）中心部の構成
　先ず、中心部の構成について説明する。中心部には種々の形状や構成のセグメントが配置される。このようなセグメントとして、酸化物超電導体の前駆体のフィラメントを有する単芯セグメントを用いることにより、より多くの本数のフィラメントを配置してより高臨界電流密度を達成できるため好ましい。以下に好ましい例を示す。
　イ．１本の単芯セグメントを配置する構成
　図１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の一実施の形態に係る酸化物超電導線材の前駆体線の中心部に配置する円形単芯セグメント２１および六角形単芯セグメント２２の断面図である。円形単芯セグメント２１および六角形単芯セグメント２２はそれぞれ酸化物超電導体の前駆体を主成分とする断面が円形のフィラメント２６ａおよび断面が六角形のフィラメント２６ｂの周囲が銀または銀合金製の第２シース２７で被覆されて構成されている。
　ロ．１本の単芯セグメントの周囲に６本の単芯セグメントを密接して配置する構成
　図１（ａ）、（ｂ）に示す円形単芯セグメント２１または六角形単芯セグメント２２の１本を中心に配置し、その周囲に中心に配置した単芯セグメントと同じ単芯セグメント６本を密接して配置して中心部が構成されている。
（２）外周セグメントの構成
　中心部を取り囲む外周部分にはアーチ型単芯セグメントが同心円状に密接して配置される。図２は本発明の一実施の形態に係る外周セグメントの断面図である。外周セグメントは酸化物超電導体の前駆体を主成分とするリボン状に圧延されたフィラメント２６ｃの周囲が銀または銀合金製の第２シースで被覆されている。そして向かい合う２つの幅広面２４がアーチ型に形成されており、幅広面２４の側面２５が直線状に形成されたアーチ型単芯セグメント２３である。
　なお、アーチ型単芯セグメントの幅広面の曲率、幅広面および側面の幅は、中心部の太さ、前駆体線の太さ、配置する外周セグメントの本数等を考慮して適宜好ましい大きさに設定される。なお、幅広面の曲率や側面の直線の幅広面に対する角度については、同心円状に配置されたときの円の半径の大きさ等を考慮して配置される位置毎に設定すると外周セグメント間の隙間をより小さくできるため好ましい。
（３）セグメントの層数および本数
　フィラメント内の結晶配向性を高め、臨界電流密度をより向上させるため、中心部に配置したセグメントの層数と外周セグメントの層数を合わせた全セグメントの層数を８層以上とすることが好ましい。また、全セグメント数を１００以上とすることが好ましい。
（４）酸化物超電導線材の前駆体線の構成
　次いで、本発明の一実施の形態に係る酸化物超電導線材の前駆体線の構成について説明する。図３は本発明の一実施の形態に係る典型的な酸化物超電導線材の前駆体線２８の断面図である。
　イ．中心部
　図３に示すように、中心部には中心の１本を囲むように６本の円形単芯セグメント２１が配置され、断面が正六角形に近い形状をなしている。
　ロ．外周部
　外周部にはアーチ型単芯セグメント２３からなる複数本の外周セグメントが、隣接するアーチ型単芯セグメント２３の側面２５同士が接し、幅広面２４が中心部を取り囲むように同心円状に積層して配置されている。なお、図３においては図面が煩雑になることを避けるため、フィラメントの図示を省略している。
　ハ．フィラメントの配置
　図４は、図３に示した酸化物超電導線材の前駆体線の断面における酸化物超電導体の前駆体のフィラメントの配置を示す断面図である。図４に示すように、幅広面がアーチ型をなした複数本のリボン状のフィラメント２６ｃが、幅広面が中心部を取り囲むように同心円状に配置されている。
（５）セグメント、前駆体線および酸化物超電導線材の作製
　イ．中心部に配置する単芯セグメントの作製
　ａ．円形単芯セグメント
　円形単芯セグメントは以下に記載する方法によって作製することができる。即ち所定の大きさを有する銀または銀合金製の円筒状の第２シース２７の中に酸化物超電導体の前駆体を主成分とする粉末、例えばＢｒ２Ｏ３、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ３、ＣａＣＯ３およびＣｕＯを、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．７：０．３：１．９：２：３の混合物を熱処理および粉砕を繰返して行なって得られた粉末を充填してフィラメント２６ａを形成した後、所定の太さになるように伸線して円形単芯セグメント２１を作製する。
　ｂ．六角形単芯セグメント
　中心部に配置する単芯セグメントとしては、上記した円形単芯セグメントの他に六角形単芯セグメントを用いてもよい。六角形単芯セグメント２２は、例えば上記円形単芯セグメント２１を所定寸法の正六角形のダイスを用いて引き抜き加工することにより作製する。
　ロ．外周セグメントの作製
　外周セグメントは、断面がアーチ型となるように円形単芯セグメントを加工することによって容易に作製することができる。具体的には、上記円形単芯セグメント２１を所定の厚さに圧延した後、さらに所定寸法のアーチ型の異形ダイスで引き抜き加工することにより作製する。
　ハ．前駆体線の作製
　前駆体線は円筒状の第１シースの内部に、中心部の周囲に複数本の外周セグメントを、外周セグメントの幅広面が中心部を取り囲むように同心円状に配置した後、第１シースを伸線して、外周セグメントを密接に嵌合することにより作製する。
　具体的には、図３に示すように所定の外径および内径を有する銀または銀合金製の円筒状の第１シース２９内において、７本の円形単芯セグメント２１を、中心の１本を囲むように６本配置し、断面が正六角形に近い中心部を構成する。次に前記中心部の外側に外周セグメントであるアーチ型単芯セグメント２３の幅広面２４が中心部を取り囲むように、即ちアーチ型単芯セグメント２３同士が接して中心部を囲む円をなすように配置する。そして前記円の外側にさらに別の外周セグメントを前記円と同心円をなすように配置することを繰り返して、複数の外周セグメントを同心円状に積層して配置する。その後伸線して第１シース２９内の複数本のセグメントを密接させて嵌合し、前駆体線２８作製する。
　ニ．酸化物超電導線材の作製
　前記により作製された酸化物超電導線材の前駆体線２８をさらに伸線し、所定の条件で熱処理を行って酸化物超電導線材を作製する。前記のように作製された前駆体線においては、図３に示すように複数本の外周セグメントが同心円状に密接した状態で積層して配置されると共に、図４に示すようにリボン状のフィラメント２６ｃが、幅広面が中心部を取り囲むように同心円状に配置されているため、前駆体線を伸線して縮径を行う際にフィラメント２６ｃの幅広面に応力が均一に加わり、その結果フィラメント２６ｃを構成する酸化物超電導体の前駆体の結晶配向性が高められ、さらに第２シース２７の破れ発生が抑制された酸化物超電導線材として形成されている。
　なお、前記酸化物超電導線材の前駆体線の伸線においては、酸化物超電導線材の前駆体線を所定の太さの断面形状が円形や六角形などの等方的な形状に伸線することが好ましい。また、伸線後、さらに圧延してテープ状や断面形状がテープ状と円形の中間的な矩形線材を作製することもできる。これらテープ状の線材や矩形線材は丸線と比べると臨界電流密度、交流損失の外部磁場に対する異方性は大きくなるが、丸線から圧延加工で矩形断面に加工することによって、粉末の密度を高めることができるので、臨界電流密度が高くなる。
　以下、実施例に基づいて、本発明をより具体的に説明する。
（実施例）
　本実施例は、中心部に１本の断面円形の単芯セグメントを配置し、その周囲に１１２本の断面アーチ型の外周セグメントを９層同心円上に配置した例、即ち全セグメントとして１１３本のセグメントを１０層に配置した例である。
１．酸化物超電導線材の作製
（１）外周セグメントの作製
　イ．円形単芯セグメントの作製
　Ｂｒ２Ｏ３、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ３、ＣａＣＯ３およびＣｕＯを、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．７：０．３：１．９：２：３の混合物を熱処理および粉砕を繰返して行なって得られた粉末を外径４６ｍｍ、内径４３ｍｍの銀製の第２シースに充填してフィラメントを形成した後、外径３ｍｍなるように伸線して円形単芯セグメントを作製した。
　ロ．アーチ型への加工
　得られた円形単芯セグメントを側面の幅が４．１～４．５ｍｍの曲率が異なる４種類の断面アーチ型に加工してリボン状のフィラメントを有する外周セグメントを作製した。
（２）前駆体線の作製
　イ．セグメントの配置
　外径が３ｍｍの断面円形の中心セグメントの周囲に前記外周セグメント１１２本を、中心セグメントを含めた全セグメントの層数が１０層からなるように同心円状に配置し、外径３６ｍｍ、内径３１ｍｍの銀製の第１シース内に挿入した。
　ロ．伸線
　次に、第１シースの外径が１．６ｍｍとなるように伸線した。伸線後の線の一部を切断し、断面形状を観察した。
　ハ．圧延
　伸線後の線材をさらに幅４．２ｍｍ、厚さ０．２３ｍｍとなるように圧延し前駆体線を作製した。得られた前駆体線の一部を切断し、断面形状を観察した。
２．前駆体線の断面観察結果
（１）伸線後
　図１０は、本実施例における伸線後の線材の断面構造を示す図である。図１０から、伸線後の線材にセグメントの型崩れが生じることがなく、各セグメントがアーチ型の断面形状を維持したままの状態で同心円状に配置されており、また、第２シースの破れが発生していないことが分かる。
（２）圧延後
　図１１は、本実施例における前駆体線の断面の顕微鏡写真である。図１１から、各フィラメントの厚さが均一であることが分かる。
３．酸化物超電導線材の作製とＪｃの測定
　次に、前駆体線を酸素分圧８ｋＰａの加圧雰囲気中、８３０℃で２０時間熱処理を行い、中間圧延加工を施し、更に酸素分圧８ｋＰａの加圧雰囲気中、８３０℃で３０時間の熱処理を行って酸化物超電導線材を作製した。作製した酸化物超電導線材を液体窒素の温度に冷却してＪｃを測定した。測定結果を表１および図１５に示す。
（比較例１～４）
　比較例１～４は断面が正六角形の外周セグメントをハニカム状に配置して伸線後、実施例と同様の方法で圧延して前駆体線とし、さらに熱処理をして酸化物超電導線材を作製した例である。
１．酸化物超電導線材の作製
　イ．外周セグメントおよび中心セグメントの作製
　外周セグメントと中心セグメントは同じセグメントを使用した。実施例に用いた粉末と同一組成の粉末を所定の径の第２シースに充填してフィラメントを形成した後、伸線して円形単芯セグメントを作製した。さらに、比較例１～４それぞれについて表１に示した数の全セグメントが収納できるように所定の太さの断面正六角形に加工して外周セグメントおよび中心セグメントとした。
　ロ．前駆体線の作製
　次に全セグメント数が表１に示した数となるように、１本の中心セグメントの周囲に外周セグメントをハニカム状に配置し、実施例と同寸法の第１シースに挿入し、第１シースの外径を実施例と同一寸法になるように伸線後、圧延して前駆体線を作製した。なお、比較例３、４については伸線後の線材の、比較例３については、さらに圧延後の前駆体線の断面観察を行った。
２．前駆体線の断面観察結果
（１）伸線後
　図１２と図１３はそれぞれ比較例３、４の伸線後の線材の断面構造を示す図である。図１２、１３から比較例３、４の場合は、伸線後の線材の第２シースの一部に破れが発生し、ブリッジングが生じていることが分かる。
（２）圧延後
　図１４は比較例３の前駆体線の断面の顕微鏡写真である。図１４より、比較例３の場合、圧延後の前駆体線のフィラメントの厚みが幅広方向の中央部においても不均一であることが分かる。
３．酸化物超電導線材の作製とＪｃの測定
　次に、比較例１～４の前駆体線を実施例と同様の条件で熱処理して超電導線材を作製し、Ｊｃの測定を行なった。Ｊｃ測定結果を実施例と併せて表１および図１５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１から、実施例の酸化物超電導線材は、比較例１～４の酸化物超電導線材と比較して高いＪｃを有していることが分かる。実施例の酸化物超電導線材が、このように高いＪｃを有している理由は、外周セグメントを断面アーチ型とし、同心円状に配置しているため、縮径加工時に外周セグメントが型崩れを起こすことなく同心円の断面形状を正確に維持して縮径され、中心部を取り囲むように配置されたリボン状のフィラメントの幅広面に均一に応力が加わり、酸化物超電導体の結晶の配向性が向上するためである。
　また、図１５から比較例の場合、中心セグメントと外周セグメントを合わせたセグメントの層数が６以上になると層数が増えてもＪｃが頭打ちになることが分かる。これは、比較例の場合縮径加工による外周セグメントのブリッジングが増えるためである。一方実施例の場合には、ブリッジングの発生が抑制されるためＪｃが大幅に向上する。
　以上説明したように、本発明により高いＪｃを有する優れた酸化物超電導線材を提供することができる。
　２、２’、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ　フィラメント
　３、２７　　　　　　　　　　　　　第２シース
　５、２８　　　　　　　　　　　　　前駆体線
　６、２９　　　　　　　　　　　　　第１シース
　１４　　　　　　　　　　　　　　　単芯丸線
　１５　　　　　　　　　　　　　　　単芯六角線
　１６　　　　　　　　　　　　　　　単芯矩形線
　２１　　　　　　　　　　　　　　　円形単芯セグメント
　２２　　　　　　　　　　　　　　　六角形単芯セグメント
　２３　　　　　　　　　　　　　　　アーチ型単芯セグメント
　２４　　　　　　　　　　　　　　　幅広面
　２５　　　　　　　　　　　　　　　側面

Claims (11)

  1. 　銀または銀合金製の第１シースの内側に、中心部を取り囲む複数本の外周セグメントが密接して配置されている酸化物超電導線材の前駆体線であって、
    　前記外周セグメントは、酸化物超電導体の前駆体のリボン状のフィラメントの周囲に銀または銀合金製の第２シースが被覆された断面アーチ型の単芯セグメントからなり、
    　前記複数本の外周セグメントが、前記外周セグメントの幅広面が前記中心部を取り囲むように、同心円状に積層して配置されていることを特徴とする酸化物超電導線材の前駆体線。
  2. 　酸化物超電導体の前駆体のフィラメントの周囲に銀または銀合金製の第２シースが被覆された断面が円形または正六角形の単芯セグメントが、前記中心部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の酸化物超電導線材の前駆体線。
  3. 　酸化物超電導体の前駆体のフィラメントの周囲に銀または銀合金製の第２シースが被覆された断面が円形または正六角形の単芯セグメント７本が、１本の単芯セグメントの周囲に６本の単芯セグメントが密接して前記中心部に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の酸化物超電導線材の前駆体線。
  4. 　前記中心部に配置されたセグメントと前記同心円状に積層して配置された外周セグメントを合わせた全セグメントの層数が８以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の酸化物超電導線材の前駆体線。
  5. 　全セグメント数が１００以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の酸化物超電導線材の前駆体線。
  6. 　請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の酸化物超電導線材の前駆体線の製造方法であって、
    　酸化物超電導体の前駆体のリボン状のフィラメントの周囲に銀または銀合金製の第２シースが被覆された断面アーチ型の単芯セグメントからなる外周セグメントを作製する外周セグメント作製工程、
    　銀または銀合金製の第１シース内において、中心部の周囲に複数本の前記外周セグメントを、幅広面が中心部を取り囲むように、同心円状に積層して配置する外周セグメント配置工程、
    　さらに前記第１シースを伸線して前記複数本の外周セグメントを密接に嵌合させる外周セグメント嵌合工程とを有することを特徴とする酸化物超電導線材の前駆体線の製造方法。
  7. 　前記外周セグメント作製工程は、
    　酸化物超電導体の前駆体のフィラメントの周囲に銀または銀合金製の第２シースが被覆された断面が円形の円形単芯セグメントを作製する円形単芯セグメント作製工程と、
    　前記円形単芯セグメント作製工程により作製された円形単芯セグメントを圧延する圧延工程と、
    　前記圧延工程で圧延された円形単芯セグメントを、所定の形状の異形ダイスを用いて引き抜き、断面をアーチ型に加工する引き抜き加工工程とを有することを特徴とする請求項６に記載の酸化物超電導線材の前駆体線の製造方法。
  8. 　請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の酸化物超電導線材の前駆体線が、伸線された後、熱処理されていることを特徴とする酸化物超電導線材。
  9. 　前記酸化物超電導線材の前駆体線が、伸線により断面が等方的な形状に形成された後、熱処理されていることを特徴とする請求項８に記載の酸化物超電導線材。
  10. 　前記酸化物超電導線材の前駆体線が、伸線され、その後テープ状に圧延された後、熱処理されていることを特徴とする請求項８に記載の酸化物超電導線材。
  11. 　Ｂｉ系酸化物超電導線材であることを特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれか１項に記載の酸化物超電導線材。
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