JPH02186508A - 酸化物超電導線とその製造方法 - Google Patents

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Ｊ 本発明は酸化物超電導線とその製造方法に関する。

「従来の技術Ｊ 般に、Ｌｎ−Ｂａ（：ｕ−０（Ｌｎ＝Ｙ、Ｅｕ、Ｄｙ、
Ｈａなど）、または、Ｂ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０など
の酸化物超電導体を線状化する手段として、粉末固相法
の一種である金属シース法か採用されている。

かかる金属シース法の場合、超電導体となる酸化物粉末
を金属パイプ内に充填してこれを減面加工した後、その
減面加−Ｊ二物を熱処理する。

ちなみに、上述の手段で製造された酸化物超電導線１は
、第５図に、■＜すごとく、軸心の酸化物超電導体２が
その外周の金属シース３により覆われた構成をイＪする
。　　　　　　　　　　′「発明が解決しようとする課
題Ｊ 上述した従来技術において、酸化物超電導線を容量の大
きい線材に適用するとき、酸化物超電導体の断面積を大
きくしなければならない。

しかるに、第５図に示した酸化物超電導線１において、
酸化物超電導体２の断面積を大きくした場合、その酸化
物超電導体２の可撓性がなくなり、わずかな曲げ変形で
も、酸化物超電導体２に破損（クラック）が生じる。

他にも、結晶構造が明らかであるＹ−Ｂａ−Ｃ：ｕ−０
系のごとき超電導体では、Ｃ軸力向よりも、ａ　ｂ　［
’＋ｉ内に電流が流れやすいとされているが、既述の固
相Ｕ：では、結晶方位のランダトな酸化物粉末を用いる
ので、臨界電流密度（Ｊｃ）が向−１−シない。

本発明は−１−述した課題に鑑み、容ｈＸが大きく、か
つ、可撓性に優れる酸化物超電導線と、当該酸化物超電
導線を合理的に製造することのできる方ツノ、とを提供
しようとするものである。

「課題を解決するための手段Ｊ 本発明に係る酸化物超電導線は、所期の目的を達成する
ため、安定化金属層と酸化物超電導体層とが、半径方向
にわたり、交互に積層されていることを特徴とする。

本発明に係る酸化物超電導線の製造方法は、所期の１」
的を達成するため、同心状に組み合わせることのできる
棒状の安定化金属材および／または管状の安定化金属材
を用意して、該各安定化金属材の周面に超電導体となる
酸化物を伺６させ、かつ、これら酸化物伺の安定化金属
材相互を同心状に組み合わせて複合した後、当該酸化物
付安定化金属材の複合材を減面加工することを特徴とす
る。

「作用」 本発明に係る酸化物超電導線の場合、安定化金属層と酸
化物超電導体層とが、半径方向にわたり、交互に積層さ
れている。

したかって、　−層あたりの酸化物超電導体層の断面積
が大きくならず、かつ、各酸化物超電導体層が、これら
の１−ドに位置する安定化金属層により強度補償される
ので、これら酸化物超電導体層は、曲げ変形により破損
することのない可撓性を保持することができ、もちろん
、各酸化物超電導体層の総合した場合、耐化物超電導体
の断面積が大きくなるから、酸化物超電導線としての容
早′も確保することができる。

しかも、酸化物超電導体線の長さ方向をａｂ面とするフ
レーク状酸化物粉末の集合体で酸化物超電導体層を構成
することにより、当該酸化物超電導体層の臨界電流密度
（Ｊｃ）を向１：させることができる。

本発明に係る酸化物超電導線の製造方Ｄ：は、各安定化
金属材の周面に超電導体となる酸化物を付着させ、かつ
、これら酸化物材の安定化金属材相互を同心状に組み合
わせて複合した後、当該酸化物付安定化金属材の複合材
を減面加工するだけであるから、上述した諸特性を有す
る酸化物超電導体線を簡易かつ合理的に製造することが
できる。

「実　施　例Ｊ はじめ、本発明に係る酸化物超電導線の実施例につき、
図面を参照して説明する。

第１図に例示した酸化物超電導線ＩＯは、断面環状から
なる大小複数の安定化金属層１１．１２．１３．１４と
、同じく、断面環状からなる大小複数の酸化物超電導体
層１５．１８．１７とで構成されており、これら安定化
金属層１１〜１４、酸化物超電導体層１５〜１７が、酸
化物超電導線１０の中心側から外周方向にわたり、安定
化金属層１１→酸化物超電導体層１５→安定化金属層１
２→酸化物超電導体層１８→安定化金属層１３→酎化物
超電導体層１７→安定化金属層１４のごとく、交互に積
層されている。

第２図に例ボした酸化物超電導線２０も、基本的には、
前記第１図の酸化物超電導線１０と同じであり、当該酸
化物超電導線２０は、複数の安定化金属層２１．２２．
２３．２４と複数の酸化物超電導体層２５．２６．２７
とが、半径方向にわたり、交ｈニに積層されて構成され
ているが、このうち、軸心の安定化金属層１１が充実し
た断面形状からなり、他の安定化金属層２２〜２４、お
よび、各酸化物超電導体層２５〜２７が、前記と同じ環
状の断面形状からなる。

上記において、各安定化金属層１１〜１４．２１〜２４
は、たとえば、銀、ニンケルベース合金等からなり、各
酸化物超電導体層１５〜１７．２５〜２７は、たとえば
、Ｌｎ−Ｂａ−Ｃ；ｕ−０、Ｂ１−５ｒ−Ｃａ−Ｇｕ−
０など、公知の組成物からなる。

各酸化物超電導体層１５〜１７．２５〜２７は、第３図
に示すごとく、酸化物超電導体線１０．２０の長さ方向
をａｂ面とし、その厚さ方向をＣ軸とするフレーク状酸
化物粉末の集合体で構成されている場合、これら酸化物
超電導体層１５〜１７．２５〜２７の臨界電流密度（Ｊ
ｃ）が向上する。

各酸化物超電導体層１５〜１７．２５〜２７の厚さとし
ては、２００　ｐ、ｍ以ドのごとく、きわめて小さいこ
とが望才しい。

各安定化金属層１１〜１４．２１〜２４の厚さも、超電
導線１０．２０の外径を小さくする心霊１０、できるだ
け小さいことが望ましいが、その厚さが小さすぎるとき
、本来の安定化機能が損なわれる。

したがって、安定化金属層１１〜１４．２１〜２４の厚
さ（−層あたり）は、各酸化物超電導体層１５〜１７．
２５〜２７におけるＪゾさ（−・層あたり）の数倍Ｊｌ
、ｊ度に設定されるのがよい。

耐化物超゛１Ｅ導線１０．２０における酸化物超電導体
層の暦数は、図示例の場合も含めて二以上の任意数に設
定され、これに対応して安定化金属層の層数も設定され
る。

第１図の酸化物超電導線１０は、その軸心部のみが中空
となっているが、第２図の酸化物超゛１に導線２０は、
その軸心部までも充実している。

第１図のごとく、酸化物超電導線１ｏの軸心部が中空で
あるとき、その中空軸心部を冷奴流通路として活用する
ことで冷却能が高まり、より望ましい酸化物超電導線と
なる。

つぎに、本発明に係る酸化物超電導線の製造方法を説明
する。

超゛屯導体となる酸化物として、フレーク状の酸化物粉
末をつくるとき、以下に例示する各手段が採用される。

たとえば、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系のフレーク状酸化物粉
末をつくるとき、炭酸塩などの一次原料粉を、Ｙ：Ｂａ
：Ｃｕ＝］　：２＋３（モル比）となるように配合なら
びに混合した後、これを酸素雰囲気中で仮焼成し、その
仮焼成粉を１２００〜１５００°Ｃ程度で加熱溶融した
後、当該溶融物を急冷にて凝固させる。

しかる後、Ｉ−記凝固物を酸素雰囲気中で熱処理し、つ
いで、粉砕することにより、所要の酸化物粉末が得られ
る。

あるいは、Ｌ配板焼成粉を加圧成形し、これを８５０〜
１１５０°Ｃ程度でアニールした後、その加圧焼結物を
粉砕することにより、ノ９１黄の酸化物粉末が得られる
。

かくて得られたフレーク状の酸化物粉末は、その長さ方
向をａｂ面とし、その厚さ方向をＣ軸としている。

第４図には、−１−記フレーク状の酸化物粉末が付着さ
れる管状の安定化金属材３０ａ　、　３１．３２．３３
．３４、および、棒状の安定化金属材３０ｂが示されて
いる。

これら安定化金属材３０ａ　、　３０ｂ　、　３１．３
２．３３．３４は、銀、ニッケルベース合金等からなる
。

前述した第１図の酸化物超電導線１０をつくるときは、
安定化金属材３０ａ　、　３１．３２．３３．３４が用
いられ、かつ、安定化金属材３０ａの外周面、安定化金
属材３１．３２．３３における内外周面のいずれか一方
または両方、安定化金属材３４の内周面など、これら各
周面に上記フレーク状の酸化物粉末をそれぞれ付着させ
る。

この際の粉末付着手段としては、フレーク状の酸化物粉
末とバインダとの混練物が供給されたコーチインゲタイ
スあるいは複合押出機を用いて安定化金属材の周面にそ
の混練物を付着させ、その後、安定化金属材に付着の混
練物からバインダのみを離脱させる。

かかる１段により、各安定化金属材３０ａ　、　３１３
２．３３．３４０周面に所定の酸化物粉末が付着される
とともに、これら安定化金属材３０ａ　、３１．３２．
３３．３４が一体に組み合わされて複合される。

以下は、Ｌ記複合月をスェージング加工、圧延加工など
の減面加工手段により減面し、その減面後の複合材を酸
素雰囲気中で熱処理することにより、第１図の酸化物超
電導線１０が彷られる。

第２図の酸化物超電導線２０も、管状の安定化金属材３
０ａを棒状の安定化金属材３０ｂに変える以外は、」−
記に準じて製造される。

つぎに、本発明の具体例、比較例について説明する。

具体例１ はじめ、Ｙ２０３−ＢａＣＯ３−ＣｕＯなどの酸化物粉
末を用い、これをＹ：Ｂａ：Ｃｕ＝］　：２：３（モル
比）となるよう秤沿かつ混合した後、その混合粉末を９
２０°Ｃの酸素雰囲気中に２０面間入れて仮焼成した。

つぎに、上記仮焼成粉を１３００　’Ｃで加熱溶融した
後、その溶融物を１０２７ｓｅｃの冷却速度で凝固させ
て、厚さ１ｍｍの板とした。

さらに、」二記凝固板を９５０°Ｃの耐素雰囲気中に５
０時間入れて熱処理し、その熱処理後の凝固板を自動乳
鉢により４ｇｍのフレーク状の酸化物粉末に粉砕した。

かくて得られたフレーク状の酸化物粉末をバインダとと
もに混練し、その混練物を、後記の表１に示す銀製安定
化金属材３０ａ　、３１．３２．３３の外周面に、それ
ぞれ２０ｐｍの厚さでコーティングした後、これら安定
化金属材３０ａ　、　３１．３２．３３に伺７ｊの混練
物をそれぞれ脱バインダ処理した。

その後、所定の酸化物粉末を担持した各安定化金属材３
０ａ　、　３１．３２．３３とその酸化物粉末のない銀
製安定化金属材３４とを同心状に組み合わせ、その組合
物を冷間減面加工して、外径２ｆｆｌｆｆｌの複合線を
得た。

以下、上記複合線を８３０°Ｃの酩素雰囲気中に２０時
間入れて熱処理し、酸化物超電導線１０を得た。

具体例２ 安定化金属材３０ａを後記の表１に示す安定化金属材３
０ｂに変えた以外、具体例１と同一の条件で酸化物超電
導線２０を得た。

具体例３ フレーク状の酸化物粉末を粒径的５βｍの仮焼成粉に変
えた以外、具体例１と同一の条件で酸化物超電導線ｌＯ
を得た。

比較例 超電導体用の酸化物粉末として、具体例３と同様の仮焼
成粉を用い、金属シースとして、外径２０ｍｍφ、内径
１５＋ｎｍφの銀製パイプを用い、その銀製パイプ内に
仮焼成粉が充填されたものを、減面加工により外径０．
５ｍｍφにまで引き落して、第５図の超電導線を１１１
だ。

これら具体例１〜３、比較例につき、臨界温度（Ｔｃ）
、臨界電流密度（Ｊｃ）、曲げ特性をそれぞれ測定し、
その結果を表２に示した。

なお、表２における曲げ特性は、各酸化物超電導線を、
その外径の５０倍の曲率半径で曲げ、その際、酸化物超
電導層が破損された否かを判定したものであり、破損し
ないものは、Ｏ印、破損したものはＸ印で表示した。

表　　　２ 表 」二記表２を参照してから明らかなように、本発明の各
具体例は、曲げ特性がそれぞれ良好で比較例のごとき破
損が生しないほか、Ｊｃ値がいずれも比較例を上回って
おり、特に具体例１．２の場合は、格段の特性を有して
いる。

「発明の効果Ｊ 以−１−説明した通り、本発明に係る酸化物超電導線は
、臨界電流密度（Ｊｃ）、機械的特性（曲げ特性）が優
れている。

さらに、本発明に係る酸化物超電導線の製造力Ｖ、によ
れば、１−述した特性のよい酸化物超電４線を合理的に
製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明に係る酸化物超電導線の各種実
施例を示した断面図、第３図は本発明に係る酸化物超電
導線の要部を拡大視して示した断面図、第４図は本発明
に係る酸化物超電導線の製造力Ｄ、に用いられる各種安
定化金属材の断面図、第５図は従来の酸化物超電導線を
示した断面図である。 １０．２０・・・・・・・・・・・・・・超電導線１１
〜１４．２１〜２４・・・・・・安定化金属層１５〜１
７．２５〜２７・・・・・・耐化物超電導体層３０ａ、
３０ｂ〜３４・・・・・・・・安定化金属材代理人　弁
理士　斎　藤　義　雄

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）安定化金属層と酸化物超電導体層とが、半径方向
   にわたり、交互に積層されていることを特徴とする酸化
   物超電導線。
2. （２）同心状に組み合わせることのできる棒状の安定化
   金属材および／または管状の安定化金属材を用意して、
   該各安定化金属材の周面に超電導体となる酸化物を付着
   させ、かつ、これら酸化物付の安定化金属材相互を同心
   状に組み合わせて複合した後、当該酸化物付安定化金属
   材の複合材を減面加工することを特徴とする酸化物超電
   導線の製造方法。