JPH01119002A - 超電導体コイルおよびその製造方法 - Google Patents
超電導体コイルおよびその製造方法Info
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- JPH01119002A JPH01119002A JP62276805A JP27680587A JPH01119002A JP H01119002 A JPH01119002 A JP H01119002A JP 62276805 A JP62276805 A JP 62276805A JP 27680587 A JP27680587 A JP 27680587A JP H01119002 A JPH01119002 A JP H01119002A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、酸化物超電導体を使用した超電導体コイルお
よびそのＶ ａ方法に関する。
よびそのＶ ａ方法に関する。
（従来の技術）
近年、Ｂａ−Ｌａ−Ｃｕ−０系の層状ペロブスカイト型
の酸化物が高い臨界温度を右する可能性のあることが発
表されて以来、各所で酸化物超電導体の研究が行われて
いる（Ｚ、Ｐｈｙｓ、Ｂ Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ Ｍａｔ
ｔｅｒ６４、１８９−１９３（１９８６））。その中で
もＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系で代表される酸素欠陥を有する
欠陥ペロブスカイト型（（ＬｎＢａ Ｃｕ Ｏ型）
（δは酸素欠陥を表し２３７−δ 通常１以下、Ｌｎは、Ｙ １Ｌａ、 Ｓｃ、 Ｎｄ１５
ｍ、 Ｅｕ、 Ｇｄ。
の酸化物が高い臨界温度を右する可能性のあることが発
表されて以来、各所で酸化物超電導体の研究が行われて
いる（Ｚ、Ｐｈｙｓ、Ｂ Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ Ｍａｔ
ｔｅｒ６４、１８９−１９３（１９８６））。その中で
もＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系で代表される酸素欠陥を有する
欠陥ペロブスカイト型（（ＬｎＢａ Ｃｕ Ｏ型）
（δは酸素欠陥を表し２３７−δ 通常１以下、Ｌｎは、Ｙ １Ｌａ、 Ｓｃ、 Ｎｄ１５
ｍ、 Ｅｕ、 Ｇｄ。
Ｄｙ、 ＨＯｌＥｒ、 Ｔｍ、 ＹｂＪ３よびＬｕから
選ばれた少なくとも１種の元素、８ａの−９部はＳｒ等
で置換可能））の酸化物超電導体は、臨界温度が９０に
以上と液体窒素の沸点以上の高い温度を示すため非常に
有望な材料として注目されている（Ｐｈｙｓ、Ｒｅｖ、
Ｌｅｔｔ。
選ばれた少なくとも１種の元素、８ａの−９部はＳｒ等
で置換可能））の酸化物超電導体は、臨界温度が９０に
以上と液体窒素の沸点以上の高い温度を示すため非常に
有望な材料として注目されている（Ｐｈｙｓ、Ｒｅｖ、
Ｌｅｔｔ。
Ｖｏｌ、５８ Ｎｏ、９，９０８−９１０）。
ところで、このような酸化物超電導体は、結晶性の酸化
物の焼結体あるいはその粉末として得られるため、これ
らを例えば超電導体コイルとして利用する場合、まず金
属管に酸化物超電導体粉末を充填した後、線引きする等
して長尺化して線材とし、次いで適当な巻枠にこの超Ｔ
ＩＩ体線材を巻回することによりコイルとして使用する
ことが試みられている。
物の焼結体あるいはその粉末として得られるため、これ
らを例えば超電導体コイルとして利用する場合、まず金
属管に酸化物超電導体粉末を充填した後、線引きする等
して長尺化して線材とし、次いで適当な巻枠にこの超Ｔ
ＩＩ体線材を巻回することによりコイルとして使用する
ことが試みられている。
ところで、この酸化物超電導体は巻回時に生じる歪等に
よって超電導特性が低下するため、酸化物超電導体粉末
を充填し長尺化した線状体を所要のコイル形状に巻回し
た侵に、結晶中に酸素を供給し超電導特性を向上させる
ための熱処理を行うことが適切であるとされている。
よって超電導特性が低下するため、酸化物超電導体粉末
を充填し長尺化した線状体を所要のコイル形状に巻回し
た侵に、結晶中に酸素を供給し超電導特性を向上させる
ための熱処理を行うことが適切であるとされている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、上述した超電導体コイルの製造方法では
、熱処理工程において酸化物超電導体粉末が焼結するこ
とにより、酸化物超電導体の金属管内における体積が減
少し、金属管と酸化物超電導体との間に空隙を生じる恐
れが非常に高いという問題があった。このように、超電
導体線材内に空隙が生じると機械内張１ｑが低下したり
、またこの空隙の存在により酸化物超電導体が電磁力に
よって金属管内を移動することが可能となり、電流の流
れが不安定になったり、ざらにはこの酸化物超電導体の
動きによってクエンチを引起ずという問題も発生ずる。
、熱処理工程において酸化物超電導体粉末が焼結するこ
とにより、酸化物超電導体の金属管内における体積が減
少し、金属管と酸化物超電導体との間に空隙を生じる恐
れが非常に高いという問題があった。このように、超電
導体線材内に空隙が生じると機械内張１ｑが低下したり
、またこの空隙の存在により酸化物超電導体が電磁力に
よって金属管内を移動することが可能となり、電流の流
れが不安定になったり、ざらにはこの酸化物超電導体の
動きによってクエンチを引起ずという問題も発生ずる。
このような問題は、巻回体中の超電導体線材自体の動ぎ
によっても同様に生じるしのである。
によっても同様に生じるしのである。
また、上述したように所要の形状に巻回した俊に熱処理
を行うと、金属管とし′Ｃ酸素供給能力に優れた銀を使
用したとしても巻回体の内側に存在している酸化物超電
導体では、酸素の供給不足が起こり、全体として超電導
特性が不均一となるという問題もあった。
を行うと、金属管とし′Ｃ酸素供給能力に優れた銀を使
用したとしても巻回体の内側に存在している酸化物超電
導体では、酸素の供給不足が起こり、全体として超電導
特性が不均一となるという問題もあった。
本発明はこのような従、来の問題点を解決するためにな
されたもので、金屈被耐管と酸化物超電導体との間の空
隙の存在を解消し、１ｒｉ電導体線材として機械的強度
を向上させ、かつコイル全体としての剛性も向上させる
ことにより、安定してその優れた特性を発揮させること
を可能にした超電導体コイルおよびその製造方法を提供
することを目的とする。
されたもので、金屈被耐管と酸化物超電導体との間の空
隙の存在を解消し、１ｒｉ電導体線材として機械的強度
を向上させ、かつコイル全体としての剛性も向上させる
ことにより、安定してその優れた特性を発揮させること
を可能にした超電導体コイルおよびその製造方法を提供
することを目的とする。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
本発明の超電導体コイルは、金属管内に酸化物超電導体
粉末が充填された超電導体線材の巻回体を熱処理してな
る超電導体コイルであって、前記超電導体線材の金属管
内壁と酸化物超電導体との空隙および前記巻回体の超ｆ
ｆｉ導体線材間が樹脂により充填・固化されていること
を特徴としている。
粉末が充填された超電導体線材の巻回体を熱処理してな
る超電導体コイルであって、前記超電導体線材の金属管
内壁と酸化物超電導体との空隙および前記巻回体の超ｆ
ｆｉ導体線材間が樹脂により充填・固化されていること
を特徴としている。
また、本発明の超電導体コイルの製造方法は、酸化物超
電導体粉末が充填された金ｆｌｕ！を線状に加工する工
程と、この加工工程により得た線状体の金属管表面から
内部充填物に達する複数の貫通孔を形成し、この貫通孔
を有機物で塞いだ後にコイル状に巻回する工程と、この
巻回体に熱処理を施して前記有機物を揮散させるととも
に、前記貫通孔および金属管表面より酸素を供給する工
程と、この熱処理後の巻回体の超電導体線材内の空隙お
よび超電導体コイルに熱硬化性樹脂を充填し固化させる
工程とを有することを特徴としている。
電導体粉末が充填された金ｆｌｕ！を線状に加工する工
程と、この加工工程により得た線状体の金属管表面から
内部充填物に達する複数の貫通孔を形成し、この貫通孔
を有機物で塞いだ後にコイル状に巻回する工程と、この
巻回体に熱処理を施して前記有機物を揮散させるととも
に、前記貫通孔および金属管表面より酸素を供給する工
程と、この熱処理後の巻回体の超電導体線材内の空隙お
よび超電導体コイルに熱硬化性樹脂を充填し固化させる
工程とを有することを特徴としている。
酸化物超電導体としては、多数のものが知られているが
、臨界温度の高い、希土類元素含有のペロブスカイト型
の酸化物超電導体の使用が実用的効果が高い。ここでい
う希土類元素を含有しペロブスカイト型構造を有する酸
化物超電導体は、超電導状態を実現できるものであれば
よく、例えばＬｎＢａ Ｃｕ Ｏ系（δは酸素欠陥
を表し通常１２３ γ−δ 以下の数、Ｌｎは、Ｙ、 Ｌａ、 Ｓｃ、 Ｎｄ％Ｓｍ
、Ｅｕ、 Ｇｄ。
、臨界温度の高い、希土類元素含有のペロブスカイト型
の酸化物超電導体の使用が実用的効果が高い。ここでい
う希土類元素を含有しペロブスカイト型構造を有する酸
化物超電導体は、超電導状態を実現できるものであれば
よく、例えばＬｎＢａ Ｃｕ Ｏ系（δは酸素欠陥
を表し通常１２３ γ−δ 以下の数、Ｌｎは、Ｙ、 Ｌａ、 Ｓｃ、 Ｎｄ％Ｓｍ
、Ｅｕ、 Ｇｄ。
ｏｙ、 ＋１０、ＥｒｌＴｍ５ＹｂおよびＬｕから選ば
れた少なくとも１種の元素、Ｂａの一部はＣａｌで置換
可能）等の！！Ｉ素欠陥を有する欠陥ペロブスカイト型
、５ｒ−Ｌａ−Ｃｕ−０系等の層状ペロブスカイト型等
の広義にペロブスカイト型を有する酸化物が例示される
。
れた少なくとも１種の元素、Ｂａの一部はＣａｌで置換
可能）等の！！Ｉ素欠陥を有する欠陥ペロブスカイト型
、５ｒ−Ｌａ−Ｃｕ−０系等の層状ペロブスカイト型等
の広義にペロブスカイト型を有する酸化物が例示される
。
また、希土類元素は広義の定義とし、Ｓ（Ｙおよび［ａ
系を含むものとする。代表的な系としてＹ−Ｂａ−Ｃｕ
−０系のほかに、ＹをＥｕ、 ＤＬ ｌｌｏ、Ｅｒ、
Ｔｍ、Ｙｂ。
系を含むものとする。代表的な系としてＹ−Ｂａ−Ｃｕ
−０系のほかに、ＹをＥｕ、 ＤＬ ｌｌｏ、Ｅｒ、
Ｔｍ、Ｙｂ。
Ｌｕ等の希土類で置換した系、５ｃ−Ｂａ−Ｃｕ−０系
、５ｒ−Ｌａ−Ｃｕ−０系、さらにＳｒをＢａ１Ｃａで
置換した系等が挙げられる。
、５ｒ−Ｌａ−Ｃｕ−０系、さらにＳｒをＢａ１Ｃａで
置換した系等が挙げられる。
本発明に使用される酸化物超電導体粉末は、例えば以下
のようにして製造される。
のようにして製造される。
まず、ｖ 、 Ｂａ、 ＣＩ等のペロブスカイト型酸化
物超電導体の構成元素を十分混合する。混合の際には、
Ｙ２Ｏ３、ＢａＣＯ３、ＣｕＯ等の酸化物や炭酸塩を原
料として用いることができるほか、焼成後酸化物に転化
する硝酸塩、水酸化物等の化合物を用いてもよい。さら
には共沈法等で得たシュウ酸塩等を用いてもよい。ペロ
ブスカイト型酸化物超電導体を構成する元素は、基本的
に化学用論比の組成となるように混合するが、多少製造
条件等との関係等でずれていても差支えない。例えば、
Ｙ−Ｂａ−ＣＯ−０系ではＶ １ ｍｏｌに対しＢａ
２ ｍｏｌ、Ｃｕ ３ ｍｏｌが標準組成であるが、実
用上はＹ １ ｎｏｆに対して、Ｂａ ２±０．６ ｍ
ｏｌ、Ｃ０３±０．２ ｍｏｌ程麿のずれは問題ない。
物超電導体の構成元素を十分混合する。混合の際には、
Ｙ２Ｏ３、ＢａＣＯ３、ＣｕＯ等の酸化物や炭酸塩を原
料として用いることができるほか、焼成後酸化物に転化
する硝酸塩、水酸化物等の化合物を用いてもよい。さら
には共沈法等で得たシュウ酸塩等を用いてもよい。ペロ
ブスカイト型酸化物超電導体を構成する元素は、基本的
に化学用論比の組成となるように混合するが、多少製造
条件等との関係等でずれていても差支えない。例えば、
Ｙ−Ｂａ−ＣＯ−０系ではＶ １ ｍｏｌに対しＢａ
２ ｍｏｌ、Ｃｕ ３ ｍｏｌが標準組成であるが、実
用上はＹ １ ｎｏｆに対して、Ｂａ ２±０．６ ｍ
ｏｌ、Ｃ０３±０．２ ｍｏｌ程麿のずれは問題ない。
そして、前述の原料を十分に混合した後、８５０〜９８
０℃程度の温度で焼成する。次いで、必要に応じて酸素
含有雰囲気中、好ましくは酸素雰囲気中で熱処理するか
、または同様な雰囲気中で３ＯＯ０℃程度まで徐冷する
ことにより、酸素欠陥δに酸素をシン入し超電導特性を
向上さＵ゛ることができる。
０℃程度の温度で焼成する。次いで、必要に応じて酸素
含有雰囲気中、好ましくは酸素雰囲気中で熱処理するか
、または同様な雰囲気中で３ＯＯ０℃程度まで徐冷する
ことにより、酸素欠陥δに酸素をシン入し超電導特性を
向上さＵ゛ることができる。
この熱処理は、通常３ＯＯ０〜７００℃程度で行う。
次に、この焼成物をボールミル、シンドグラインダ、そ
の伯公知の手段により粉砕する。このとき、ペロブスカ
イト型の酸化物超電導体は、へき開面から分割されて微
粉末となる。この粉砕は、平均粒径が０．１〜５μｍと
なるように行うことが好ましい。
の伯公知の手段により粉砕する。このとき、ペロブスカ
イト型の酸化物超電導体は、へき開面から分割されて微
粉末となる。この粉砕は、平均粒径が０．１〜５μｍと
なるように行うことが好ましい。
このようにして（９られた酸化物超電導体粉末は、酸素
欠陥δを有する酸素欠陥型ペロブスカイ１〜構造（Ｌｎ
Ｂａ Ｃｕ Ｏ（δは通常１以下の数））２３７−
δ となる。なお、ＢａをＳｒやＣａ等で置換することも可
能であり、ざらにＣｕの−・部をＴｉ、 Ｖ ＳＣｒ、
Ｈｎ、「ｅ、Ｃ０１Ｎｉ、加等で置換することもでき
る。この置換吊は、超電導特性を低下させない程度の範
囲で適宜設定可能であるが、あまり多めの置換は超電導
特性を低下させてしまうので８０ｍｏ １％以下とする
。
欠陥δを有する酸素欠陥型ペロブスカイ１〜構造（Ｌｎ
Ｂａ Ｃｕ Ｏ（δは通常１以下の数））２３７−
δ となる。なお、ＢａをＳｒやＣａ等で置換することも可
能であり、ざらにＣｕの−・部をＴｉ、 Ｖ ＳＣｒ、
Ｈｎ、「ｅ、Ｃ０１Ｎｉ、加等で置換することもでき
る。この置換吊は、超電導特性を低下させない程度の範
囲で適宜設定可能であるが、あまり多めの置換は超電導
特性を低下させてしまうので８０ｍｏ １％以下とする
。
本発明の超電導体コイルの製造方法についてさらに詳述
すると、まず上述したような方法により作製した酸化物
超電導体粉末を常電導金属からなる管材内に充填する。
すると、まず上述したような方法により作製した酸化物
超電導体粉末を常電導金属からなる管材内に充填する。
この管材の材質としては、例えば銀、銅、ステンレス鋼
等が挙げられ、特に銀は高温においても酸化されず、酸
素供給能力および形状維持能力に優れているためその使
用が好ましい。次いで、スウェージングマシン等により
管材外から粉末をつき固めた後、伸線加工を施す等して
長尺化して線状に加工する。
等が挙げられ、特に銀は高温においても酸化されず、酸
素供給能力および形状維持能力に優れているためその使
用が好ましい。次いで、スウェージングマシン等により
管材外から粉末をつき固めた後、伸線加工を施す等して
長尺化して線状に加工する。
次に、この酸化物超電導体粉末を充填した金属管の表面
から内部充填物に達する複数の貫通孔を形成する。この
ｄ通孔の形成は、ドリルやレーザ加工により容易に行う
ことが可能である。このｄ通孔は、後述する熱処理時の
Ｗｌｉ索供給孔および樹脂による固化時の樹脂供給孔と
なる。この貫通孔の大ぎさは、あまり大きいと後述する
巻回時に不便であり、また逆に小さすぎると酸素供給量
や樹脂供給量が不充分となるため、直径０．１ｍｍ〜０
．５ｍｍ程度が適当である。また、均一に酸化物超電３
１７体に酸素を供給するために等間隔で設けることが好
ましい。
から内部充填物に達する複数の貫通孔を形成する。この
ｄ通孔の形成は、ドリルやレーザ加工により容易に行う
ことが可能である。このｄ通孔は、後述する熱処理時の
Ｗｌｉ索供給孔および樹脂による固化時の樹脂供給孔と
なる。この貫通孔の大ぎさは、あまり大きいと後述する
巻回時に不便であり、また逆に小さすぎると酸素供給量
や樹脂供給量が不充分となるため、直径０．１ｍｍ〜０
．５ｍｍ程度が適当である。また、均一に酸化物超電３
１７体に酸素を供給するために等間隔で設けることが好
ましい。
次に、この線状体のＬｉ通孔を糊組成物、ゴム、樹脂等
の有機物により塞ぎ、巻回時における酸化物超電導体粉
末の１０失を防止した俊に、例えば適当な巻枠にこの線
状体を巻回し、所要形状のコイルを成形する。また、こ
の巻回体内の超電導体線材間の絶縁ＬＪ、例えば巻回前
に超電導体線材にアルミナ繊維のような絶縁物からなる
スリーブを被せて巻回することにより行える。
の有機物により塞ぎ、巻回時における酸化物超電導体粉
末の１０失を防止した俊に、例えば適当な巻枠にこの線
状体を巻回し、所要形状のコイルを成形する。また、こ
の巻回体内の超電導体線材間の絶縁ＬＪ、例えば巻回前
に超電導体線材にアルミナ繊維のような絶縁物からなる
スリーブを被せて巻回することにより行える。
次いで、この巻回体に熱処理を施し、超電導特性を向上
させる。この熱処理は、まずｄ通孔内に充填した有機物
を昇温過程等で揮散させ、この１（８５０℃〜９８０℃
程度の温度で１〜５０時間程度の条件で行い、酸化物超
電導体粉末を焼結させる。次いでこの熱処理温度から、
好ましくは６００℃程度度まで降温させた後、３ＯＯ０
℃程度まで酸素を充分に供給しながら徐冷することによ
り超電導特性が向上する。６００℃程度から酸素の供給
を行うと、結晶相が斜方晶となるため酸素吸収効率が高
くなり効果的である。また、酸素を充分に供給しながら
３ＯＯ０℃〜７００℃程度の温度で数時間程度保持する
ことも効果的である。
させる。この熱処理は、まずｄ通孔内に充填した有機物
を昇温過程等で揮散させ、この１（８５０℃〜９８０℃
程度の温度で１〜５０時間程度の条件で行い、酸化物超
電導体粉末を焼結させる。次いでこの熱処理温度から、
好ましくは６００℃程度度まで降温させた後、３ＯＯ０
℃程度まで酸素を充分に供給しながら徐冷することによ
り超電導特性が向上する。６００℃程度から酸素の供給
を行うと、結晶相が斜方晶となるため酸素吸収効率が高
くなり効果的である。また、酸素を充分に供給しながら
３ＯＯ０℃〜７００℃程度の温度で数時間程度保持する
ことも効果的である。
また、この熱処理工程における酸素の供給方法としては
、酸素供給時に焼成炉内を−Ｈ１０ｔＯｒｒ以下稈度の
減圧状態、好ましくは真空状態（１×１Ｏ−１ｔｏｒｒ
程度）とし、酸素ガスを常圧状態まで供給することによ
り、巻回体全体に酸素を供給することが可能となり好ま
しい。なＪ３、この際に酸化物超電導体粉末は上記した
熱処理温度により焼結しているために体積は減少してお
り、これにより金属管内壁と酸化物超電導体との間には
空隙が生じている。そして、この空隙と貫通孔とによっ
て均一に酸素が供給される。このようにして熱処理を行
うことにより、酸化物超電導体の酸素空席δへの酸素導
入量が高くなり、したがって酸素空席の少ない酸化物超
電導体どなり、超電導特性に侵れた酸化物超電導体とな
る。
、酸素供給時に焼成炉内を−Ｈ１０ｔＯｒｒ以下稈度の
減圧状態、好ましくは真空状態（１×１Ｏ−１ｔｏｒｒ
程度）とし、酸素ガスを常圧状態まで供給することによ
り、巻回体全体に酸素を供給することが可能となり好ま
しい。なＪ３、この際に酸化物超電導体粉末は上記した
熱処理温度により焼結しているために体積は減少してお
り、これにより金属管内壁と酸化物超電導体との間には
空隙が生じている。そして、この空隙と貫通孔とによっ
て均一に酸素が供給される。このようにして熱処理を行
うことにより、酸化物超電導体の酸素空席δへの酸素導
入量が高くなり、したがって酸素空席の少ない酸化物超
電導体どなり、超電導特性に侵れた酸化物超電導体とな
る。
この後、常温まで冷却した巻回体の超電導体線材内に形
成された空隙ｄ３よび超電導体線材間に熱硬化性樹脂を
充填し固化させ、超電導体線材内の酸化物超電導体の動
きを防止するとともに、超電導体コイル仝体としての剛
性を高める。
成された空隙ｄ３よび超電導体線材間に熱硬化性樹脂を
充填し固化させ、超電導体線材内の酸化物超電導体の動
きを防止するとともに、超電導体コイル仝体としての剛
性を高める。
この樹脂の充填は、例えば負圧を利用することによって
超電導体線材内部の空隙にも均一に充填することが可能
である。
超電導体線材内部の空隙にも均一に充填することが可能
である。
（作 用）
本発明の超電導体コイルにおいては、超電導体線材内の
酸化物超・心導体粉末が焼結する際に生じる空隙に樹脂
を充填し固化させており、さらに超電導体］イル仝体も
樹脂により一体化されているので、機械的強度が強く、
また電磁力等による超電導体線材内での酸化物超電導体
の移動や超電導体線材の動きを防止でき、安定して超電
導体コイルの特性を得ることが可能となる。また、この
ように超電導体コイル全体を樹脂により封止しているの
で水分の侵入を完全に防止でき、長期間安定してその特
性を得ることが可能となる。
酸化物超・心導体粉末が焼結する際に生じる空隙に樹脂
を充填し固化させており、さらに超電導体］イル仝体も
樹脂により一体化されているので、機械的強度が強く、
また電磁力等による超電導体線材内での酸化物超電導体
の移動や超電導体線材の動きを防止でき、安定して超電
導体コイルの特性を得ることが可能となる。また、この
ように超電導体コイル全体を樹脂により封止しているの
で水分の侵入を完全に防止でき、長期間安定してその特
性を得ることが可能となる。
また、その製造工程においては、樹脂供給用の貫通孔よ
り熱処理時に酸素を充分に供給することが可能となるた
め、超電導体線材の特性も非常に優れたものとなる。
り熱処理時に酸素を充分に供給することが可能となるた
め、超電導体線材の特性も非常に優れたものとなる。
（実施例）
次に、本発明の実施例について説明する。
実施例
粒径１〜５μｍのＢａＣ０，粉末２ｍ０１％、Ｙ２Ｏ３
粉末０．５ｍ０１％、ＣｕＯ粉末３ｍｏ１％を、充分沢
合して大気中９００℃で４８時間焼成して反応させた後
、この焼成物をさらに酸素雰囲気中で８００℃で２４時
間焼成して反応させ、酸素空席に酸素を導入した後、ボ
ールミルを用いて粉砕し、平均粒径０．５μｍのペロブ
スカイト型の酸化物超電導体粉末を得た。
粉末０．５ｍ０１％、ＣｕＯ粉末３ｍｏ１％を、充分沢
合して大気中９００℃で４８時間焼成して反応させた後
、この焼成物をさらに酸素雰囲気中で８００℃で２４時
間焼成して反応させ、酸素空席に酸素を導入した後、ボ
ールミルを用いて粉砕し、平均粒径０．５μｍのペロブ
スカイト型の酸化物超電導体粉末を得た。
次に、この酸化物超電導体粉末を外径２０ｍｎ＋ｘ内径
１６ｎ＋ｎ＋ｘ長さ７０ｍｍの一端を銀材により封止さ
れた銀笛中に入れ、ブレス圧１ｔｏｎ／ｃｄでつきかた
めた後、他端に銀栓をして通気孔を残して溶接し、次い
でタークスヘッド機で一端を保持して外径２．０ｍｍま
で冷間で伸線加工を施し、線状に加工した。
１６ｎ＋ｎ＋ｘ長さ７０ｍｍの一端を銀材により封止さ
れた銀笛中に入れ、ブレス圧１ｔｏｎ／ｃｄでつきかた
めた後、他端に銀栓をして通気孔を残して溶接し、次い
でタークスヘッド機で一端を保持して外径２．０ｍｍま
で冷間で伸線加工を施し、線状に加工した。
次いで、この線状体の径方向にドリルによって５１１１
ｍ間隔で直径０．２ｍｍの貫通孔を形成し、この貫通孔
内にエポキシ樹脂を充填した。
ｍ間隔で直径０．２ｍｍの貫通孔を形成し、この貫通孔
内にエポキシ樹脂を充填した。
次に、第１図に示すように、この金属管２内に酸化物超
電導体３の粉末を充填して線材化し、形成したＣ１通孔
４にエポキシ樹脂を充填した超電導体線材１を、その外
周にアルミナ繊維からなるスリーブ６を被Ｕて巻同部の
寸法が直径３ＯＯｍｍｘ艮ざ２００ｍｍの巻枠に３ＯＯ
層巻回した。
電導体３の粉末を充填して線材化し、形成したＣ１通孔
４にエポキシ樹脂を充填した超電導体線材１を、その外
周にアルミナ繊維からなるスリーブ６を被Ｕて巻同部の
寸法が直径３ＯＯｍｍｘ艮ざ２００ｍｍの巻枠に３ＯＯ
層巻回した。
そして、第２図に示すように、このようにして作製した
超電導体線材の巻回体（同図−ａ）を焼成炉内に配置し
熱処理を施した。なお、図中５はｎ通孔４内に充填され
たエポキシ樹脂である。熱処理は、まず９３ＯＯ℃よで
昇温する。この昇温過程において、貫通孔４内のエポキ
シ樹脂５は揮散してしまう（同図−ｂ）。そして、この
温度で２時間保持して酸化物超電導体粉末を焼結させた
。
超電導体線材の巻回体（同図−ａ）を焼成炉内に配置し
熱処理を施した。なお、図中５はｎ通孔４内に充填され
たエポキシ樹脂である。熱処理は、まず９３ＯＯ℃よで
昇温する。この昇温過程において、貫通孔４内のエポキ
シ樹脂５は揮散してしまう（同図−ｂ）。そして、この
温度で２時間保持して酸化物超電導体粉末を焼結させた
。
この酸化物超電導体３の粉末の焼結により酸化物超電導
体の体積は減少し、超電導体線材１内には空隙８が形成
される（同図−Ｃ）。次いで、６００℃まで５℃／分で
降温させ、６００℃で１時間保持してから３７０℃まで
０．５℃／分で徐冷した。この６００℃から３７０℃ま
では、焼成炉内をＩＸ １０’ ｔｏｒｒ程度への排気
と酸素ガスの常圧状態となるまでの供給とを繰返し行う
ことにより、酸素を供給しながら熱処理を施した。なお
、１回当たりの酸素供給時間は約１０分とした。
体の体積は減少し、超電導体線材１内には空隙８が形成
される（同図−Ｃ）。次いで、６００℃まで５℃／分で
降温させ、６００℃で１時間保持してから３７０℃まで
０．５℃／分で徐冷した。この６００℃から３７０℃ま
では、焼成炉内をＩＸ １０’ ｔｏｒｒ程度への排気
と酸素ガスの常圧状態となるまでの供給とを繰返し行う
ことにより、酸素を供給しながら熱処理を施した。なお
、１回当たりの酸素供給時間は約１０分とした。
この後、この熱処理を施した巻回体を真空容器に配置し
、この容器内を真空状態にすることによって超電導体線
材１内の空隙８および貫通孔４内と超電導体線材１間と
にエポキシ樹脂９を含浸させ、次いで１００℃に加熱し
てエポキシ樹脂９を固化させて、絶縁スリーブ６ととも
に巻回体全体を一体化しく第２図−ｄ）、目的とする超
電導体コイルを得た。
、この容器内を真空状態にすることによって超電導体線
材１内の空隙８および貫通孔４内と超電導体線材１間と
にエポキシ樹脂９を含浸させ、次いで１００℃に加熱し
てエポキシ樹脂９を固化させて、絶縁スリーブ６ととも
に巻回体全体を一体化しく第２図−ｄ）、目的とする超
電導体コイルを得た。
このようにして得た超電導体コイルの超電導特性を測定
したところ、臨界温度は９０にで、臨界電流密度は１０
．０ＯＯＡ／ｃノと良好な結果が得られた。また、この
超電導体コイルに３ＯＯへの電流を流し、発生１４１場
の強度を測定したところ、０．１１であった。
したところ、臨界温度は９０にで、臨界電流密度は１０
．０ＯＯＡ／ｃノと良好な結果が得られた。また、この
超電導体コイルに３ＯＯへの電流を流し、発生１４１場
の強度を測定したところ、０．１１であった。
［発明の効果］
以上の実施例からも明らかなように、本発明のに超電導
体コイルは、超電導体線材内の空隙および超電導体ｌ１
ｉｔ材間が樹脂により充填・固化し、−体化されている
ので、電磁力等によるこれらの動きがなくなり、安定し
て超電導体コイルとしての１コ１性を１ｆ、７ることが
可能である。また、その￥ＪＢ工程において酸化物超電
導体に均一にかつ充分に酸素を供給することが可能であ
るため、超電導特性にも優れたものとなる。
体コイルは、超電導体線材内の空隙および超電導体ｌ１
ｉｔ材間が樹脂により充填・固化し、−体化されている
ので、電磁力等によるこれらの動きがなくなり、安定し
て超電導体コイルとしての１コ１性を１ｆ、７ることが
可能である。また、その￥ＪＢ工程において酸化物超電
導体に均一にかつ充分に酸素を供給することが可能であ
るため、超電導特性にも優れたものとなる。
第１図は本発明の超電導体コイルの製造方法における巻
回状態を模式的に示Ｊ斜示図、第２図は本発明の超電導
体コイルの製造方法における熱処理工程から樹脂含浸工
程までを段階的に示す断面図である。 １・・・・・・・・・超電導体線材 ２・・・・・・・・・金属管 ３・・・・・・・・・酸化物超電導体 ４・・・・・・・・・貫通孔 ５．９・・・エポキシ樹脂 ８・・・・・・・・・空隙 出願人 株式会社 東芝 代理人 弁理士 須 山 佐 − 第１図
回状態を模式的に示Ｊ斜示図、第２図は本発明の超電導
体コイルの製造方法における熱処理工程から樹脂含浸工
程までを段階的に示す断面図である。 １・・・・・・・・・超電導体線材 ２・・・・・・・・・金属管 ３・・・・・・・・・酸化物超電導体 ４・・・・・・・・・貫通孔 ５．９・・・エポキシ樹脂 ８・・・・・・・・・空隙 出願人 株式会社 東芝 代理人 弁理士 須 山 佐 − 第１図
Claims (11)
- （１）金属管内に酸化物超電導体粉末が充填された超電
導体線材の巻回体を熱処理してなる超電導体コイルであ
つて、前記超電導体線材の金属管内壁と酸化物超電導体
との空隙および前記巻回体の超電導体線材間が樹脂によ
り充填・固化されていることを特徴とする超電導体コイ
ル。 - （２）前記巻回体の超電導体線材間には、無機絶縁物が
介在されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の超電導体コイル。 - （３）前記酸化物超電導体は、希土類元素を含有するペ
ロブスカイト型の超電導体であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項または第２項記載の超電導体コイル。 - （４）前記酸化物超電導体は、希土類元素、Ｂａおよび
Ｃｕを原子比で実質的に１：２：３の割合で含有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のい
ずれか１項記載の超電導体コイル。 - （５）前記酸化物超電導体は、ＬｎＢａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ
Ｏ＿７＿−＿δ（Ｌｎは希土類元素から選ばれた少なく
とも１種、δは酸素欠陥を表す。）で示される酸素欠陥
型ペロブスカイト構造を有することを特徴とする特許請
求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項記載の超電
導体コイル。 - （６）酸化物超電導体粉末が充填された金属管を線状に
加工する工程と、この加工工程により得た線状体の金属
管表面から内部充填物に達する複数の貫通孔を形成し、
この貫通孔を有機物で塞いだ後にコイル状に巻回する工
程と、この巻回体に熱処理を施して前記有機物を揮散さ
せるとともに、前記貫通孔および金属管表面より酸素を
供給する工程と、この熱処理後の巻回体の超電導体線材
内の空隙および超電導体線材間に熱硬化性樹脂を充填し
固化させる工程とを有することを特徴とする超電導体コ
イルの製造方法。 - （７）前記巻回工程を、前記超電導体線材間に無機絶縁
物を介在させて行うことを特徴とする特許請求の範囲第
６項記載の超電導体コイルの製造方法。 - （８）前記酸化物超電導体へ酸素を供給する熱処理工程
を、前記巻回体が配置された雰囲気を減圧状態にした後
に酸素ガスを常圧状態まで供給することにより行うこと
を特徴とする特許請求の範囲第６項または第７項記載の
超電導体コイルの製造方法。 - （９）前記酸化物超電導体は、希土類元素を含有するペ
ロブスカイト型の超電導体であることを特徴とする特許
請求の範囲第６項ないし第８項のいずれか１項記載の超
電導体コイルの製造方法。 - （１０）前記酸化物超電導体は、希土類元素、Ｂａおよ
びＣｕを原子比で実質的に１：２：３の割合で含有する
ことを特徴とする特許請求の範囲第６項ないし第９項の
いずれか１項記載の超電導体コイルの製造方法。 - （１１）前記酸化物超電導体は、ＬｎＢａ＿２Ｃｕ＿３
Ｏ＿７＿−＿δ（Ｌｎは希土類元素から選ばれた少なく
とも１種、δは酸素欠陥を表す。）で示される酸素欠陥
型ペロブスカイト構造を有することを特徴とする特許請
求の範囲第６項ないし第１０項のいずれか１項記載の超
電導体コイルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62276805A JPH01119002A (ja) | 1987-10-31 | 1987-10-31 | 超電導体コイルおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62276805A JPH01119002A (ja) | 1987-10-31 | 1987-10-31 | 超電導体コイルおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01119002A true JPH01119002A (ja) | 1989-05-11 |
Family
ID=17574628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62276805A Pending JPH01119002A (ja) | 1987-10-31 | 1987-10-31 | 超電導体コイルおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01119002A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5512867A (en) * | 1991-04-02 | 1996-04-30 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | High temperature superconducting coil and method of manufacturing thereof |
| JP2002367456A (ja) * | 2001-06-06 | 2002-12-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 酸化物超電導線材 |
-
1987
- 1987-10-31 JP JP62276805A patent/JPH01119002A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5512867A (en) * | 1991-04-02 | 1996-04-30 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | High temperature superconducting coil and method of manufacturing thereof |
| JP2002367456A (ja) * | 2001-06-06 | 2002-12-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 酸化物超電導線材 |
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