JPH02160501A

JPH02160501A - 超電導線材の製造方法

Info

Publication number: JPH02160501A
Application number: JP31559888A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Ishikawa; 雄一石川; Masaru Namura; 優名村
Original assignee: Dowa Mining Co Ltd
Current assignee: Dowa Holdings Co Ltd
Priority date: 1988-12-14
Filing date: 1988-12-14
Publication date: 1990-06-20
Anticipated expiration: 2012-05-14
Also published as: JP2610974B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、超電導線材の製造方法に関するものである。

［従来の技術］従来より、超電導線材（＝超電導体で形成された線材）
を製造する代表的な方法として、以下に示す３つの方法
が知られている。

第１の方法は、まず、超電導体の原料酸化物の粉末もし
くは超電導体の粉末を銀あるいは金等の延性の高い金属
パイプに充填し、次いで、圧延あるいはダイスを使った
引き抜きによって前記金属パイプごと引き伸ばして細い
線材状にし、その後にアニール処理を施すことによって
パイプ内の粒子相互を焼結させて、超電導線材とする方
法である。

第２の方法は、酸化物系超電導体の組成物の溶融物を所
定の成形型に入れて急冷することによって、ガラス化し
た線状体を形成し、この線条体にアニール処理を施すこ
とによって結晶化を図って、超電導線材とする方法であ
る。

第３の方法は、懸濁紡糸法である。この方法は、超電導
体の原料酸化物の粉末あるいは超電導体の粉末を水溶液
中に分散させて、ポリビニルアルコール水溶液中に加え
て紡糸ドープとし、この紡糸ドープをＮａＯＨとＮ　ａ
　！　Ｓ　Ｏ４との混合水溶液中の沈澱浴中にに押し出
して、繊維状の素材を得る。

そして、この繊維状の素材を水洗乾燥させ、その後に適
当な熱処理を行うことによって、超電導体の繊維とする
方法である。

［発明が解決しようとする課題］ところが、第１および第２の方法の場合には、用意する
金属パイプあるいは成形型によって、最終的に得られる
線材の長さが制限されてしまい、長尺の超電導線材を得
たい場合には、不適当である。

一方、第３の方法の場合は、原理的には長尺の超電導線
材を得ることができるが、ポリビニルアルコール等の有
機材料で成形している為に、水洗乾燥処理を経てもカー
ボンの残留がなくすことが困難で、残留したカーボンが
後の熱処理時に超電導体の酸化物原料と反応することな
どから、該方法によって得た超電導線材は、電流密度が
小さくなったり、あるいは電流密度にばらつきが発生す
るという問題があった。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、長尺の超
電導線材の製造に適し、かつ、製造工程中にカーボンの
残留が発生せず、カーボンの残留に起因した電流密度の
低下といった不都合が生じない新規の超電導線材の製造
方法を提供することを目的する。

［課題を解決するための手段］本発明に係る超電導線材の製造方法は、まず、溶融炉で
超電導体もしくはその原料の溶融体を作り、次いで、こ
の溶融体を溶融炉に設けられた溶融体出口から溶融状態
゛のまま連続的に流出させる。

そして、溶融炉の外に流出した溶融体は、前記溶融体出
口から一定距離はなれた区間で順に冷却固化して線材と
し、次いで、この線材を一定のアニール処理によって超
電導線材とするものである。

［作用］本発明に係る超電導線材の製造方法は、特に成形型など
を使用せず、超電導体の原料の溶融体を連続して流出さ
せて、順次冷却固化することによって、連続した線材を
得るため、最終的に得られる線材の長さが制限されるよ
うなことがなく、長尺の超電導線材の製造に適する。

また、この製造方法は、従来の縣濁紡糸法と異なり、成
形に有機溶剤等を使用せず、製造工程中にカーボンの残
留等が発生しないため、カーボンの残留に起因した電流
密度の低下といった不都合も生じない。

また、この製造方法は、溶融炉から溶融状態のまま溶融
体を流出させるため、溶融体流出時の抵抗力が小さ（、
したがって、例えば、冷却固化した線材を送るための線
材送り装置なども、小さな駆動力のもので済ませること
ができ、さらには、流出する溶融体の表面に無理な応力
が作用せず、得られる線材の表面が美しくなるといった
効果も得ることができる。

［実施例］第１図は、本発明の一実施例を実施するための超電導線
材の製造装置ｌを示したものである。

まず、該装置ｌを説明し、次いで、一実施例の製造方法
を説明する。

前記製造装置ｌは、溶融炉２と、断熱装置３と冷却装置
４と線材送り装置５と、アニール処理装置（図示路）と
から構成されている。

前記溶融炉２は、超電導体もしくはその原料の溶融体７
を作るためのもので、超電導体もしくはその原料を入れ
るための容器８と、該容器８の周囲に配設されて容器８
内に投入された超電導体もしくは原料を溶かすための加
熱手段９とを具備してなる。また、前記容器８は、その
底部に、溶融体７を流出するための溶融体出口１０が形
成されている。前記容器８は、マグネシウムを主原料と
して形成されたるつぼであり、前記出口ＩＯは、該容器
８の底部にマグネシウムを主原料として形成された内径
５■のパイプを貫通させることによって得られている。

この溶融体出口ｌＯは、開口形状を製造すべき線材の断
面形状に合致させたもので、容器８の底部を鉛直方向に
貫通する如（設けられ、適当な長さしを有している。こ
の長さしは、流出する溶融体の断面形状の成形と連続し
た流出とを図るもので、該溶融体出口１０の周囲には、
溶融体の溶融状態を維持するための加熱手段１１が装備
されている。

この加熱手段１１は、出口１０から流出する溶融体が、
出口１０の途中で凝固するのを防止し、もって、溶融体
の流出時の抵抗を小さくして、流出を円滑に行わせてい
るが、前記加熱手段９等によって同様の効果を得ること
ができる場合には、削除することもできる。

前記断熱装置３は、前記出口１０から鉛直方向に流下し
た溶融体７が、出口１０の付近で急速に冷却するのを防
止するためのもので、流下する溶融体の周囲を断熱材で
覆う筒状の構造をなして、出口１０の下に取り付けられ
ている。

前記冷却装置４は、前記溶融体出口１０から外に流出し
た溶融体を、前記出口ｌＯから一定距離はなれた区間で
順に冷却固化して線材とするものである。この実施例の
場合には、前記断熱装置３の下方に設置したノズル４ａ
によって冷風を吹き付けることによって、溶融体の冷却
固化を行っている。なお、冷媒としては、前記実施例の
場合における空気の他、不活性ガスや水（水蒸気）等の
適宜流体を想定することができる。

前記線材送り装置５は、前記冷却装置４によって線材化
したものを、一対のピンチローラ５　ａ　＋５ｂによっ
てほぼ一定の速度で送り出す。

図示路のアニール処理装置は、超電導特性を持たせるた
めに、前記冷却装置４によって既に線材化されたものに
対して一定の熱処理を施す装置であり、この装置による
処理を経ることによって、超電導線材の製造が完了する
。

次に、一実施例である超電導線材の製造方法を説明する
。

この製造方法は、Ｂ　ｉ　ＰｂＳ　ｒｃａｃｕｏ系の超
電導線材を得る場合を示したものである。

まず、前記溶融炉２内に、原料を投入する。原料は、Ｂ
ｉ、Ｐｂ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕの各元素の原子％比がｉ、
’ｙ：　０．３：　２　：　２　＋　３になるように、
Ｂ　ｉ、Ｏ，、ＰｂＯ，Ｓ　ｒｃＯ３，ＣａＣ０，、、
ＣｕＯを、均一混合させたものである。

次いで、加熱手段９を作動させて、前記原料の溶融体７
を作る。溶融体７を作るための加熱温度は、約ｔ　ｉｏ
ｏ℃である。

次いで、前記加熱手段１１によって出口１０の温度を１
０５０°Ｃに保って、溶融体７を溶融体出口１０から溶
融状態のまま連続的に流下させて、断熱装置３を通過し
てものは、前記冷却装置４によって順次冷却固化して線
材化する。

そして、線材化したものは、前記線材送り装置５によっ
て、流下速度と同速度で下方に送り出し、その下流側に
設けられたアニール処理装置によって順次アニール処理
を施して、超電導線材とする。

アニール処理による加熱温度は、８４０〜８５０°Ｃで
ある、また時間はｌＯ時間程度である。

このようにして得られた超電導線材の臨界温度Ｔｃは、
８５にであった。

なお、このような製造方法を利用し得る超電導体は、主
に酸化物系超電導体であり、前記Ｂ１ＰｂＳ　ｒｃａｃ
ｕｏ系の超電導体の他、例えば、ＹＢａＣｕＯ系の超電
導体、Ｂａ５ｒＣａＣｕｏ系の超電導体、ＴＱＢａＣａ
ＣｕＯ系の超電導体。

およびこれらの結晶構造を持った置換材料などが該当す
る。

以上のような超電導線材の製造方法では、特に成形型な
どを使用せず、連続して流出させた溶融体を順次冷却固
化することによって、連続した線材を得るため、最終的
に得られる線材の長さが制限されるようなことがなく、
長尺の超電導線材の製造に適する。

また、この製造方法では、従来の懸濁紡糸法と異なり、
成形に有機溶剤等を使用せず、製造工程中にカーボンの
残留等が発生しないため、カーボンの残留に起因した電
流密度の低下といった不都合も生じない。

また、この製造方法では、溶融炉２の溶融体出口１０に
加熱手段１１を設けるなどして、出口１０から溶融状態
のまま溶融体を流出させるため、溶融体流出時の抵抗力
が小さく、したがって、例えば、冷却固化した線材を送
るための線材送り装置５なども、小さな駆動力のもので
済ませることができ、さらには、流出する溶融体の表面
に無理な応力が作用せず、得られる線材の表面が美しく
なるといった効果も得ることができる。

［発明の効果］以上の説明から明らかなように、本発明に係る超電導線
材の製造方法では、特に成形型などを使用せず、超電導
体の原料の溶融体を連続して流出させて、順次冷却固化
することによって、連続した線材を得るため、最終的に
得られる線材の長さが制限されるようなことがなく、長
尺の超電導線材の製造に適する。

また、この製造方法は、従来の懸濁紡糸法と異なり、成
形に有機溶剤等を使用せず、製造工程中にカーボンの残
留等が発生しないため、カーボンの残留に起因した電流
密度の低下といった不都合も生じない。

また、この製造方法は、溶融炉から溶融状態のまま溶融
体を流出させるため、溶融体流出時の抵抗力が小さ（、
したがって、例えば、冷却固化した線材を送るための線
材送り装置なども、小さな駆動力のもので済゛ませるこ
とができ、さらには、流出する溶融体の表面に無理な応
力が作用せず、得られる線材の表面が美しくなるといっ
た効果も得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の実施に使用する超電導線材
の製造装置の構成説明図である。 ■・・・・・・製造装置、２・・・・・・溶融炉、３・
・・・・・断熱装置、４・・・・・・冷却装置、５・・
・・・・線材送り装置、７・・・・・・溶融体、８・・
・・・・容器゛、９．１１・・・・・・加熱手段、１０
・・・・・・溶融体出口。

Claims

【特許請求の範囲】溶融炉で超電導体もしくはその原料の溶融体を作り、次いで、この溶融体を溶融炉に設けられた溶融体出口か
ら溶融状態のまま連続的に流出させ、次いで、溶融炉の
外に流出した溶融体を前記溶融体出口から一定距離はな
れた区間で順に冷却固化して線材とし、次いで、この線材を一定のアニール処理によって超電導
線材とすることを特徴とした超電導線材の製造方法。