JPH01304609A - 高臨界電流密度を有する超電導線材 - Google Patents
高臨界電流密度を有する超電導線材Info
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- JPH01304609A JPH01304609A JP63133690A JP13369088A JPH01304609A JP H01304609 A JPH01304609 A JP H01304609A JP 63133690 A JP63133690 A JP 63133690A JP 13369088 A JP13369088 A JP 13369088A JP H01304609 A JPH01304609 A JP H01304609A
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、安定した高臨界電流密度を有する超電導線
材に関するものである。
材に関するものである。
一般に、Ｙを含む希土類元素（以下、この元素をＲで示
す）、アルカリ土類金属、Ｃｕおよび酸素からなるペロ
ブスカイト構造を有する化合物（以下、この化合物を超
電導セラミックスという）は、液体窒素で冷却可能な７
７°Ｋにおいて超電導現象を示すことが知られている。
す）、アルカリ土類金属、Ｃｕおよび酸素からなるペロ
ブスカイト構造を有する化合物（以下、この化合物を超
電導セラミックスという）は、液体窒素で冷却可能な７
７°Ｋにおいて超電導現象を示すことが知られている。
上記超電導セラミックスの粉末を用いて超電導線材を製
造する方法としては、原料粉末として、いずれも平均粒
径： １０閘以下のＲ２０３粉末、アルカリ土類金属の
炭酸塩粉末、およびＣｕＯ粉末を用意し、これら原料粉
末を所定の配合組成に配合し、混合し、大気中または酸
素雰囲気中で、温度二８５０〜９５０℃にて焼成し、ペ
ロブスカイト構造を有する超電導セラミックスを製造し
、これを平均粒径：１０訊以下に粉砕して超電導セラミ
ックス粉末とし、この超電導セラミックス粉末をＡｇチ
ューブに充填し、このチューブの両端を封じたのち、ス
ェージング加工、溝ロール加工、またはダイス加工等の
伸線加工を施して、直径：５ｍｍ以下のＡｇ複合ワイヤ
とし、最終的に上記伸線加工されたＡｇ複合ワイヤを大
気中または酸素雰囲気中で、温度＝９００〜９５０℃で
熱処理して超電導線材を製造していた。
造する方法としては、原料粉末として、いずれも平均粒
径： １０閘以下のＲ２０３粉末、アルカリ土類金属の
炭酸塩粉末、およびＣｕＯ粉末を用意し、これら原料粉
末を所定の配合組成に配合し、混合し、大気中または酸
素雰囲気中で、温度二８５０〜９５０℃にて焼成し、ペ
ロブスカイト構造を有する超電導セラミックスを製造し
、これを平均粒径：１０訊以下に粉砕して超電導セラミ
ックス粉末とし、この超電導セラミックス粉末をＡｇチ
ューブに充填し、このチューブの両端を封じたのち、ス
ェージング加工、溝ロール加工、またはダイス加工等の
伸線加工を施して、直径：５ｍｍ以下のＡｇ複合ワイヤ
とし、最終的に上記伸線加工されたＡｇ複合ワイヤを大
気中または酸素雰囲気中で、温度＝９００〜９５０℃で
熱処理して超電導線材を製造していた。
このようにして得られた超電導線材はＡｇチューブの内
部に超電導セラミックス粉末の焼結体が充填されている
構造となっている。
部に超電導セラミックス粉末の焼結体が充填されている
構造となっている。
ところが、上記従来の超電導線材は、伸線加工して得ら
れたＡｇ複合ワイヤを大気中または酸素雰囲気中、温度
：９００〜９５０℃で熱処理する工程において、上記Ａ
ｇ複合ワイヤ内に充填されている超電導セラミックス粉
末は焼結収縮し、超電導線材の外被のＡｇチューブと上
記焼結収縮した超電導セラミックス粉末焼結体との間に
間隙が生じ、さらに、上記超電導セラミックス粉末焼結
体自体にも亀裂が発生することがあった。
れたＡｇ複合ワイヤを大気中または酸素雰囲気中、温度
：９００〜９５０℃で熱処理する工程において、上記Ａ
ｇ複合ワイヤ内に充填されている超電導セラミックス粉
末は焼結収縮し、超電導線材の外被のＡｇチューブと上
記焼結収縮した超電導セラミックス粉末焼結体との間に
間隙が生じ、さらに、上記超電導セラミックス粉末焼結
体自体にも亀裂が発生することがあった。
このような間隙または亀裂の有する超電導線材は、Ａｇ
チューブから超電導セラミックスへの電気の流れが安定
せず、超電導セラミックスに流れる臨界電流密度も低く
なり、不安定となる等の問題点が生じていた。
チューブから超電導セラミックスへの電気の流れが安定
せず、超電導セラミックスに流れる臨界電流密度も低く
なり、不安定となる等の問題点が生じていた。
そこで、本発明者等は、かかる問題点を解決すべく研究
を行なった結果、 Ａｇチューブの中心に超電導セラミックスの有形体を装
入するとともに、上記超電導セラミックス粉末有形体と
Ａｇチューブの間に、Ａｇ粉末またはＡｇ粉末と超電導
セラミックス粉末との混合粉末（以下、Ａｇ混合粉末と
いう）を充填してなるＡｇ複合チューブを作成し、上記
Ａｇ複合チューブを伸線加工してＡｇ複合ワイヤとし、
ついで上記Ａｇ複合ワイヤを大気中または酸素雰囲気中
で熱処理して得られた超電導線材は、Ａｇチューブと、
Ａｇ粉末焼結体層またはＡｇ混合粉末焼結体層と、超電
導セラミックス焼結体とからなる断面構造を有しており
、安定した高臨界電流密度を有することを知見したので
ある。この発明はかかる知見に基づくものであって、以
下この発明の高臨界電流密度を有する超電導線材の断面
構造を図面を用いて説明する。
を行なった結果、 Ａｇチューブの中心に超電導セラミックスの有形体を装
入するとともに、上記超電導セラミックス粉末有形体と
Ａｇチューブの間に、Ａｇ粉末またはＡｇ粉末と超電導
セラミックス粉末との混合粉末（以下、Ａｇ混合粉末と
いう）を充填してなるＡｇ複合チューブを作成し、上記
Ａｇ複合チューブを伸線加工してＡｇ複合ワイヤとし、
ついで上記Ａｇ複合ワイヤを大気中または酸素雰囲気中
で熱処理して得られた超電導線材は、Ａｇチューブと、
Ａｇ粉末焼結体層またはＡｇ混合粉末焼結体層と、超電
導セラミックス焼結体とからなる断面構造を有しており
、安定した高臨界電流密度を有することを知見したので
ある。この発明はかかる知見に基づくものであって、以
下この発明の高臨界電流密度を有する超電導線材の断面
構造を図面を用いて説明する。
第１図は、この発明の高臨界電流密度を有する超電導線
材の断面説明図であり、第１図において１はＡｇチュー
ブ、２はＡｇ粉末焼結体層、３は超電導セラミックス粉
末焼結体である。第１図に示されるように、Ａｇチュー
ブ１と超電導セラミックス粉末焼結体３の間にＡｇ粉末
焼結体層２を介在せしめることにより、 （１）上記Ａｇ複合ワイヤを大気中または酸素雰囲気中
で熱処理するときに、Ａｇ粉末および超電導セラミック
ス粉末は共に焼結収縮すると同時にＡｇチューブ１とＡ
ｇ粉末焼結体層２の間に間隙４が発生するが、Ａｇチュ
ーブ１とＡｇ粉末焼結体層２とは同一組成の金属である
ために、上記Ａｇチューブ１とＡｇ粉末焼結体層２とは
少なくとも１個所において強固な冶金的接合がなされて
おり、上記間隙４の発生による電流の不安定な流れは起
らない。
材の断面説明図であり、第１図において１はＡｇチュー
ブ、２はＡｇ粉末焼結体層、３は超電導セラミックス粉
末焼結体である。第１図に示されるように、Ａｇチュー
ブ１と超電導セラミックス粉末焼結体３の間にＡｇ粉末
焼結体層２を介在せしめることにより、 （１）上記Ａｇ複合ワイヤを大気中または酸素雰囲気中
で熱処理するときに、Ａｇ粉末および超電導セラミック
ス粉末は共に焼結収縮すると同時にＡｇチューブ１とＡ
ｇ粉末焼結体層２の間に間隙４が発生するが、Ａｇチュ
ーブ１とＡｇ粉末焼結体層２とは同一組成の金属である
ために、上記Ａｇチューブ１とＡｇ粉末焼結体層２とは
少なくとも１個所において強固な冶金的接合がなされて
おり、上記間隙４の発生による電流の不安定な流れは起
らない。
（２）上記超電導セラミックス粉末焼結体３とＡｇ粉末
焼結体層２とは、その境界において、２種類の粉末どう
しが混合接触して焼結されているためにアンカー効果が
働き、電気的接触がきわめて良好である。
焼結体層２とは、その境界において、２種類の粉末どう
しが混合接触して焼結されているためにアンカー効果が
働き、電気的接触がきわめて良好である。
（３）上記熱処理中に超電導セラミックス粉末が焼結収
縮しても、超電導セラミックス粉末の外周に存在するＡ
ｇ粉末も同時に焼結収縮し、上記Ａｇ粉末の焼結収縮量
を上記超電導セラミックス粉末の焼結収縮量よりも大と
なるようにしておけば、上記超電導セラミックス粉末は
、外周に存在するＡｇ粉末の収縮により圧縮力を受けな
がら焼結収縮することになり、超電導セラミックス粉末
焼結体に亀裂が発生することはない。
縮しても、超電導セラミックス粉末の外周に存在するＡ
ｇ粉末も同時に焼結収縮し、上記Ａｇ粉末の焼結収縮量
を上記超電導セラミックス粉末の焼結収縮量よりも大と
なるようにしておけば、上記超電導セラミックス粉末は
、外周に存在するＡｇ粉末の収縮により圧縮力を受けな
がら焼結収縮することになり、超電導セラミックス粉末
焼結体に亀裂が発生することはない。
などのすぐれた効果を発揮するものである。
第１図では、Ａｇ粉末焼結体層２を有する超電導線材に
ついて述べたが、第２図に示されるように、Ａｇ粉末と
超電導セラミックス粉末の混合粉末の焼結体からなる層
、すなわちＡｇ混合粉末焼結体層２′を介在させてもよ
い。Ａｇ混合粉末は、Ａｇ粉末よりも超電導セラミック
ス粉末に近い焼結収縮性を示すので、熱処理して得られ
た上記Ａｇ混合粉末焼結体層２′は、Ａｇ粉末焼結体層
２よりも超電導セラミックス粉末焼結体３に対する接合
性がすぐれている。上記Ａｇ混合粉末焼結体層２′を形
成するＡｇ混合粉末は、Ａｇ粉末に対して超電導セラミ
ックス粉末を７５重量％以下混合してなる粉末であって
、上記超電導セラミックス粉末が７５重量％を越えて添
加されるとＡｇチューブとの十分な冶金的結合が得られ
ないので好ましくない。
ついて述べたが、第２図に示されるように、Ａｇ粉末と
超電導セラミックス粉末の混合粉末の焼結体からなる層
、すなわちＡｇ混合粉末焼結体層２′を介在させてもよ
い。Ａｇ混合粉末は、Ａｇ粉末よりも超電導セラミック
ス粉末に近い焼結収縮性を示すので、熱処理して得られ
た上記Ａｇ混合粉末焼結体層２′は、Ａｇ粉末焼結体層
２よりも超電導セラミックス粉末焼結体３に対する接合
性がすぐれている。上記Ａｇ混合粉末焼結体層２′を形
成するＡｇ混合粉末は、Ａｇ粉末に対して超電導セラミ
ックス粉末を７５重量％以下混合してなる粉末であって
、上記超電導セラミックス粉末が７５重量％を越えて添
加されるとＡｇチューブとの十分な冶金的結合が得られ
ないので好ましくない。
上記Ａｇ粉末は、平均粒径：１〜２００μｓの範囲の粉
末を使用し、また上記超電導セラミックス粉末は、平均
粒径：２〜１ｏ−の範囲内のものを使用するとよい結果
が得られる。
末を使用し、また上記超電導セラミックス粉末は、平均
粒径：２〜１ｏ−の範囲内のものを使用するとよい結果
が得られる。
この発明の高臨界電流密度を有する超電導線材の超電導
セラミックス粉末焼結体３の断面形状は円形に限らず四
角形、五角形、六角形等の多角形、その他任意の形状を
有するものであってもよい。
セラミックス粉末焼結体３の断面形状は円形に限らず四
角形、五角形、六角形等の多角形、その他任意の形状を
有するものであってもよい。
つぎに、この発明を実施例にもとづいて具体的に説明す
る。
る。
実施例 １
原料粉末として、いずれも平均粒径：６ｕｎのＹ２Ｏ３
粉末、Ｂ ａ ＣＯａ粉末、およびＣｕＯ粉末を用意し
、これら原料粉末を、Ｙ２Ｏ３：１５．１３％、Ｂ ａ
ＣＯ３： ５２ 、８９％、Ｃｕ Ｏ：３１．９８％
（以上重量％）の割合で配合し、混合し、この混合粉末
を、大気中、温度、９００’Ｃ１１０時間保持の条件で
焼成し、平均粒径：２．８ｕｍに粉砕してＹＢａ２Ｃｕ
３Ｏ７の組成を有するペロブスカイト構造の超電導セラ
ミックス粉末を製造し、これを直径：４．５ｍ＋ｅＸ長
さ＋１００ｍｍの円柱状圧粉体にプレス成形した。
粉末、Ｂ ａ ＣＯａ粉末、およびＣｕＯ粉末を用意し
、これら原料粉末を、Ｙ２Ｏ３：１５．１３％、Ｂ ａ
ＣＯ３： ５２ 、８９％、Ｃｕ Ｏ：３１．９８％
（以上重量％）の割合で配合し、混合し、この混合粉末
を、大気中、温度、９００’Ｃ１１０時間保持の条件で
焼成し、平均粒径：２．８ｕｍに粉砕してＹＢａ２Ｃｕ
３Ｏ７の組成を有するペロブスカイト構造の超電導セラ
ミックス粉末を製造し、これを直径：４．５ｍ＋ｅＸ長
さ＋１００ｍｍの円柱状圧粉体にプレス成形した。
一方、内径：６．５ｍｍＸ肉厚：０．３ｍｍＸ長さ＋１
２０ｍｍのＡｇチューブおよび平均粒径：１１０μｓの
Ａｇ粉末を用意し、上記円柱状圧粉体をＡｇチューブの
中央に配置し、上記円柱状圧粉体とＡｇチューブの間に
上記Ａｇ粉末を充填した。
２０ｍｍのＡｇチューブおよび平均粒径：１１０μｓの
Ａｇ粉末を用意し、上記円柱状圧粉体をＡｇチューブの
中央に配置し、上記円柱状圧粉体とＡｇチューブの間に
上記Ａｇ粉末を充填した。
このようにして得られたＡｇ複合チューブの両端をプレ
ス加工により封じたのち、上記Ａｇ複合チューブを伸線
加工し、外径＝２龍のＡｇ複合ワイヤとした。
ス加工により封じたのち、上記Ａｇ複合チューブを伸線
加工し、外径＝２龍のＡｇ複合ワイヤとした。
上記Ａｇ複合ワイヤを、酸素雰囲気中、温度：９２０℃
、２４時間保持の条件で熱処理し、この発明の高臨界電
流密度を有する超電導線材を作成した。
、２４時間保持の条件で熱処理し、この発明の高臨界電
流密度を有する超電導線材を作成した。
上記この発明の超電導線材を５本作成し、それらの臨界
電流密度を測定し、それらの結果を第１表に示した。
電流密度を測定し、それらの結果を第１表に示した。
実施例 ２
平均粒径：５０茄のＡｇ粉末に、平均粒径：８郁の超電
導セラミックス粉末を３０重量％配合し、混合してＡｇ
混合粉末を作成し、上記Ａｇ混合粉末を実施例１で作成
した円柱状圧粉体とＡｇチューブの間に充填し、Ａｇ複
合チューブを作成した。
導セラミックス粉末を３０重量％配合し、混合してＡｇ
混合粉末を作成し、上記Ａｇ混合粉末を実施例１で作成
した円柱状圧粉体とＡｇチューブの間に充填し、Ａｇ複
合チューブを作成した。
上記Ａｇ複合チューブを実施例１と全く同様に伸線加工
および熱処理を施してこの発明の高臨界電流密度を有す
る超電導線材を５本作成し、それらの臨界電流密度を測
定して、その結果を第１表に示した。
および熱処理を施してこの発明の高臨界電流密度を有す
る超電導線材を５本作成し、それらの臨界電流密度を測
定して、その結果を第１表に示した。
一方、比較のために、従来例として上記実施例１で用い
た平均粒径：２．８ｔｌｒａのＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７の組
成を存するペロブスカイト構造を有する超電導セラミッ
クス粉末を、上記実施例１で用いたＡｇチューブに充填
してＡｇ粉末またはＡｇ混合粉末を充填することなくＡ
ｇ複合チューブを作成し、このＡｇ複合チューブの両端
をプレス加工により封じたのち伸線加工し、外径：２ｍ
ｍのＡｇ複合ワイヤとし、ついて上記Ａｇ複合ワイヤを
上記実施例１と同じ条件（酸素雰囲気中、温度： ９２
０”Ｃ１２４時間保持）で熱処理して従来法による超電
導線材を５本作成し、これらの臨界電流密度を測定し、
その結果を第１表に示した。
た平均粒径：２．８ｔｌｒａのＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７の組
成を存するペロブスカイト構造を有する超電導セラミッ
クス粉末を、上記実施例１で用いたＡｇチューブに充填
してＡｇ粉末またはＡｇ混合粉末を充填することなくＡ
ｇ複合チューブを作成し、このＡｇ複合チューブの両端
をプレス加工により封じたのち伸線加工し、外径：２ｍ
ｍのＡｇ複合ワイヤとし、ついて上記Ａｇ複合ワイヤを
上記実施例１と同じ条件（酸素雰囲気中、温度： ９２
０”Ｃ１２４時間保持）で熱処理して従来法による超電
導線材を５本作成し、これらの臨界電流密度を測定し、
その結果を第１表に示した。
上記第１表の結果から、従来例の超電導線材の臨界電流
密度（Ａ／ｃＪ）は低く、しかもバラツキがあり、安定
した超電導特性を示さないのに対し、この発明の実施例
１および２の超電導線材の臨界電流密度（Ａ／ｃ＋ｔ）
は、はぼ一定の安定した高臨界電流密度を示すことがわ
かる。
密度（Ａ／ｃＪ）は低く、しかもバラツキがあり、安定
した超電導特性を示さないのに対し、この発明の実施例
１および２の超電導線材の臨界電流密度（Ａ／ｃ＋ｔ）
は、はぼ一定の安定した高臨界電流密度を示すことがわ
かる。
この発明は、Ａｇ粉末焼結体層またはＡｇ混合粉末焼結
体層を、Ａｇチューブと超電導セラミックス粉末焼結体
の間に介在させるという簡単な構造により安定した高臨
界電流密度を有する超電導線材を得ることができるので
産業上すぐれた効果をもたらすものである。
体層を、Ａｇチューブと超電導セラミックス粉末焼結体
の間に介在させるという簡単な構造により安定した高臨
界電流密度を有する超電導線材を得ることができるので
産業上すぐれた効果をもたらすものである。
第１図は、この発明の高臨界電流密度を有する超電導線
材の断面概略図、 第２図は、この発明の高臨界電流密度を有するもう１つ
の超電導線材の断面概略図、 １：Ａｇチューブ ２ ： Ａｇ粉末焼結体層 ２’：Ａｇ混合粉末焼結体層 ３：超電導セラミックス粉末焼結体 ４：間隙
材の断面概略図、 第２図は、この発明の高臨界電流密度を有するもう１つ
の超電導線材の断面概略図、 １：Ａｇチューブ ２ ： Ａｇ粉末焼結体層 ２’：Ａｇ混合粉末焼結体層 ３：超電導セラミックス粉末焼結体 ４：間隙
Claims (3)
- （１）Ｙを含む希土類元素、アルカリ土類金属、銅およ
び酸素からなる組成を有しペロブスカイト構造を有する
化合物（以下、超電導セラミックスという）粉末焼結体
をＡｇチューブで被覆してなる高臨界電流密度を有する
超電導線材において、上記Ａｇチューブと上記超電導セ
ラミックス粉末焼結体の間にＡｇ粉末焼結体層を介在さ
せたことを特徴とする高臨界電流密度を有する超電導線
材。 - （２）上記Ａｇチューブと上記超電導セラミックス粉末
焼結体の間にＡｇ粉末と超電導セラミックス粉末の混合
粉末焼結体層を介在させたことを特徴とする請求項１記
載の高臨界電流密度を有する超電導線材。 - （３）上記超電導セラミックス焼結体の断面形状は、円
形または多角形であることを特徴とする請求項１または
２記載の高臨界電流密度を有する超電導線材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63133690A JPH01304609A (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | 高臨界電流密度を有する超電導線材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63133690A JPH01304609A (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | 高臨界電流密度を有する超電導線材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01304609A true JPH01304609A (ja) | 1989-12-08 |
Family
ID=15110600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63133690A Pending JPH01304609A (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | 高臨界電流密度を有する超電導線材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01304609A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2362268B (en) * | 2000-05-12 | 2005-05-11 | Notetry Ltd | Electrical machine |
-
1988
- 1988-05-31 JP JP63133690A patent/JPH01304609A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2362268B (en) * | 2000-05-12 | 2005-05-11 | Notetry Ltd | Electrical machine |
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