JPH0225006A - 爆発圧縮法による超電導コイルの製造法 - Google Patents

爆発圧縮法による超電導コイルの製造法

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JPH0225006A
JPH0225006A JP63174168A JP17416888A JPH0225006A JP H0225006 A JPH0225006 A JP H0225006A JP 63174168 A JP63174168 A JP 63174168A JP 17416888 A JP17416888 A JP 17416888A JP H0225006 A JPH0225006 A JP H0225006A
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頓田 英機
Kazuki Takashima
和希 高島
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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〕 この発明は、爆発圧縮法を用いた高臨界電流密度を有す
る超電導コイルの製造法に関するものである。
〔従来の技術〕 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R
系酸化物という)は、液体窒素で冷却可能な77玉にお
いて超電導現象を示すことが知られている。
上記R系酸化物の粉末を用いて超電導コイルを製造する
方法としては、まず原料粉末として、いずれも平均粒径
:10虜以下のR2O3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:850〜950℃にて焼成し、ペロブ
スカイト構造を有するR系酸化物を製造し、このR系酸
化物を平均粒径:l〇−以下に粉砕してR系酸化物粉末
とし、このR系酸化物粉末をAgチューブに充填し、こ
のR系酸化物粉末充填Ag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:5關以下のR系酸化物粉
末充填Ag複合ワイヤとし、上記R系酸化物粉末充填A
g複合ワイヤを巻いてR系酸化物粉末充填Ag複合ワイ
ヤのコイル(以下、R系酸化物充填コイルという)とし
、上記R系酸化物充填コイルを大気中または酸素雰囲気
中、温度:900〜950℃で熱処理してR系酸化物超
電導コイルを製造していた。
さらに近年、Bi −Ca −Sr −Cu −0系酸
化物(以下、Bi系酸化物という)およびTΩ−Ca 
−Ba −Cu−0系酸化物(以下、Tl系酸化物とい
う)が液体窒素で冷却可能な77′に以上の温度におい
て超電導現象を示すことが発見された。
上記Bi系酸化物は、まず原料粉末とじてBi  O粉
末、CaC0粉末、S r COa粉末およびCuO粉
末を用意し、これら原料粉末を所定の割合に配合し、混
合し、この混合粉末を温度ニア00〜800℃の範囲内
で大気中4〜12時間保持の条件にて焼成処理すること
により作成される。さらに上記Tg系酸化物は、原料粉
末とじてTΩ O粉末、Ca COa粉末、B a C
O3粉末およびCuO粉末を用意し、これら原料粉末を
所定の割合に配合し、混合し、この混合粉末を温度=6
00〜700℃の範囲内の温度で大気中4〜12時間保
持の焼成処理をすることにより作成される。
このようにして作成されたBi系酸化物またはTl系酸
化物は、粉砕されて平均粒径:5節以下のBii酸化物
粉末またはTp系酸化物粉末とし、これらBii酸化物
粉末またはTfi系酸化物粉末をそれぞれAgチューブ
に充填し、これらBi系系酸化物粉末積項Agチューブ
たはTl系酸化物粉末充填Agチューブの両端を封じた
のち、これらを伸線加工して直径:5mm以下のBii
酸化物粉末充填Ag複合ワイヤまたはTl系酸化物粉末
充填Ag複合ワイヤとし、これらAg複合ワイヤを巻い
てBI系酸化物粉末充填Ag複合ワイヤのコイル(以下
、Bl系酸化物充填コイルという)またはTg系酸化物
充填Ag複合ワイヤのコイル(以下、Tfi系酸化物充
填コイルという)とし、上記Bi系酸化物充填コイルま
たはTj7系酸化物充填コイルを大気中または酸素雰囲
気中で熱処理することによりBl系酸化物超電導コイル
または1g系酸化物超電導コイルを製造していた。上記
Bi系酸化物超電導コイルの熱処理温度は830〜87
0℃であり、Tj7系酸化物超電導コイルの熱処理温度
は880〜920℃である。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来の製造法により得られたR系酸
化物超電導コイルの臨界電流密度は、高いもので700
A/cd程度であり、従来の製造法により製造されたB
j系酸化物超電導コイルの臨界電流密度は、せいぜい1
00A/cJLか示さず、さらに、従来の製造法により
得られた1g系酸化物超電導コイルは、最高180A/
cシ程度の臨界電流密度しか有しない。
この程度の臨界電流密度では、超電導コイルとして実用
に供することができないため、R系酸化物充填コイル、
Bl系酸化物充填コイルまたは1g系酸化物充填コイル
に爆発圧縮を施して超電導酸化物粉末の充填密度を高め
、それによって臨界電流密度を向上させようとする試み
もなされているが、上記コイルを直接爆発圧縮すると、
上記コイルは変形してコイルの形状をなさなくなり、各
所で切断が生じ、各種産業用電気機器に組込むためのコ
イルとしては実用に供することはできないという問題点
があった。
〔課題を解決するための手段〕
そこで、本発明者等は、実用に供することのできる一層
すぐれた高臨界電流密度を有する超電導コイルを得るべ
く研究を行なった結果、上記R系酸化物充填コイル、B
i系酸化物充填コイルまたは1g系酸化物充填コイルな
どの超電導酸化物充填コイルを圧力媒体とともに、大径
円筒と小径円筒で構成された空隙に装入し、上記大径円
筒の外側および上記小径円筒の内側で同時に爆薬を爆発
せしめると、上記超電導酸化物充填コイルは変形または
切断することなく高密度化され、きわめて優れた高臨界
電流密度を有する超電導コイルを得ることができるとい
う知見を得たのである。
この発明は、かかる知見にもとづいてなされたものであ
って、以下、この発明の爆発圧縮法による超電導コイル
の製造法を図面にもとづいて具体的に説明する。
第1図は、爆発圧縮法により超電導酸化物充填コイルを
爆発圧縮するために、上記超電導酸化物充填コイルをセ
ットした状態を示す断面立面図であり、 第2図は、超電導酸化物充填コイルを爆発圧縮するため
にセットした状態の第1図における■−■断面平面図、 である。
第1図および第2図において、1は大径円筒、2は小径
円筒、3は超電導酸化物充填コイル、4は圧力媒体、5
は厚紙容器、6は爆薬、7は起爆装置、8は蓋である。
上記大径円筒1および小径円筒2は、鋼、/1等の金属
またはその合金でつくられることが好ましいが、上記金
属および合金に限定されることなく、プラスチック、強
化ガラス、セラミックス、厚紙等を用いることも可能で
ある。
圧力媒体7は、流体でもよいが平均粒径:1〜1.00
0tmの爆発圧縮により固化しにくい粉末が好ましい。
これらの粉末としては、例えばAN  OSiOMgO
,ZrO2等の23′    2゜ 酸化物粉末およびそれら酸化物の複合酸化物粉末、AD
 H、T I N、  S t a Nt、等の窒化物
粉末、T I B 2、ZrB2.MoB等のホウ化物
粉末、SiC,Tic、ZrC,WC等の炭化物粉末、
MoSi2、Ti51、Zr51等のケイ化物粉末、 その他、炭窒化物粉末、炭ホウ化物粉末などの固溶体粉
末が用いられる。
第1図および第2図の如く超電導酸化物充填コイルをセ
ットするには、次のようにして行なわれる。
まず、厚紙容器5を用意し、上記厚紙容器5の中に大径
円筒1および小径円筒2を同心円状に垂直に設置し、上
記大径円筒1と小径円筒2の間に空隙を形成する。上記
空隙に圧力媒体4および超電導酸化物充填コイル3を装
入する。上記圧力媒体4は装入された後、振動を与えて
十分高密度となるように充填する方が好ましい。
上記空隙に圧力媒体4および超電導酸化物充填コイル3
を装入したのち、リング状の蓋8をする。
上記蓋8は、接着剤、接着テープ等で大径円筒1および
小径円筒2に固定する方が好ましい。
上記蓋8をしたのち、上記厚紙容器5内に爆薬6を充填
し、起爆装置7により爆発せしめて上記超電導酸化物充
填コイルを切断および変形することなく爆発圧縮して高
密度化し、 上記爆発圧縮して高密度化した超電導酸化物充填コイル
は、取出して、大気中または酸素雰囲気中で熱処理する
ことにより、特に臨界電流密度のすぐれた超電導コイル
を製造することができるのである。
上記第1図および第2図では、径の異なる2個の円筒(
大径円筒および小径円筒)を用いて1個の超電導酸化物
充填コイルを爆発圧縮しているが、これに限定されるこ
となく、この発明では、径の異なった20個(但し、n
は正の整数)の円筒を用いて、径の異なったn個の超電
導酸化物充填コイルを同時に爆発圧縮することができる
〔実 施 例〕
つぎに、この発明を実施例にもとづいて一層具体的に説
明する。
実施例 1 原料粉末として、 平均粒径:6虜の酸化イツトリウム(Y2O2)粉末、 平均粒径:6−の炭酸バリウム(B a COa )粉
末、および 平均粒径:6unの酸化銅(Cub)粉末を用意し、 これらの粉末を、モル比で Y  O: BaCO3: CuO−1/2: 2: 
3となるように配合して混合し、この混合粉末を、大気
中にて、温度:900℃、12時間保持の条件で仮焼し
、Y B a 2 Cu a Orの組成を有し、ペロ
ブスカイト構造を有する化合物(以下、Y系酸化物とい
う)を作製し、さらに、これら化合物を粉砕して、平均
粒径:lJumのY系酸化物粉末を作製した。
上記Y系酸化物粉末を、内径:20mmx肉厚=1.5
mmX長さ: 200 ya■のAg製チューブに充填
し、この充填Agチューブをスェージング加工したのち
溝ロール加工し、直径:2m■のY系酸化物充填Ag複
合ワイヤを作製した。
上記Y系酸化物充填Agm合ワイヤを巻いて内径=60
關のY系酸化物充填コイルを2個作製し、そのうちの一
方を第1図および第2図に示されるように装入し爆発圧
縮を施した。
上記爆発圧縮は、次のようにして実施された。
まず、厚さ: 0.5 amのボール紙からなる厚紙容
器5を用意し、上記厚紙容器5の中に、外径ニア5+a
mX内径ニア0+uX高さ:110mmの鋼管製大径円
筒1、および 外径:45nmx内径:40m+sX高さ: 110 
mmの鋼管製小径円筒3を、同心円状に垂直に設置した
上記鋼管製大径円筒1および鋼管製小径円筒2により形
成される空隙に上記内径:6h+mのY系酸化物充填コ
イル3および平均粒径:2μsのSiC粉末圧縮媒体4
を装入し、さらに振動を与えてSiC粉末が十分密にな
るように充填したのち、M8をした。蓋8は接着剤で上
記鋼管製大径円筒1および鋼管製小径円筒2に固定した
ついで、上記厚紙容器5の中に爆薬6を充填して上記鋼
管製大径円筒1の外側および鋼管製小径円筒2の内側に
爆薬6を配置し、起爆装置7により爆発させて、上記Y
系酸化物充填コイル3を爆発圧縮し高密度化した。
上記爆発圧縮して高密度化したY系酸化物充填コイルと
、爆発圧縮しないY系酸化物充填コイルをともに、酸素
雰囲気中、温度:920℃、24時間保持の条件で熱処
理し、爆発圧縮を施したY系酸化物超電導コイル(実施
例1)および爆発圧縮を施さないY系酸化物超電導コイ
ル(比較例1)を作製し、これら28類の超電導コイル
の超電導特性を測定し、その結果を第1表に示した。
実施例 2 原料粉末として、いずれも平均粒径:10um以下のB
i  O粉末、Ca CO3粉末、S r COs粉末
およびCuO粉末を用意し、これら粉末を、Bi2O3
粉末: 53.4%、Ca COa粉末: 11.5%
、S r C03粉末: 1B、9%およびCuO粉末
:18.2%(以上重量%)の配合組成となるように配
合し、混合し、この混合粉末を大気中、温度=800℃
、12時間保持の条件で焼成処理し、Bi系酸化物を作
成し、ついでこの焼成処理して得られたBi系酸化物を
粉砕して、平均粒径:5uI@のBi系酸化物粉末を製
造した。
上記Bi系酸化物粉末を、内径:20+++mX肉厚:
1.5mmX長さ: 200 mmのAg製チューブに
充填し、この充填Agチューブをスェージング加工した
のち溝ロール加工し、直径:2’+mのBi系酸化物充
填Ag複合ワイヤを作製した。
上記Bi系酸化物充填Ag複合ワイヤを巻いて内径二6
011IlのBi系酸化物充填コイルを2個作製し、そ
のうちの一方を第1図および第2図に示される如くセッ
トし、実施例1と全く同一条件で爆発圧縮を施したのち
取り出して、上記爆発圧縮を施さないBi系酸化物充填
コイルとともに、酸素雰囲気中、温度:850℃、15
時間保持の条件で熱処理し、爆発圧縮を施したBi系酸
化物超電導コイル(実施例2)および爆発圧縮を施さな
いBi系酸化物超電導コイル(比較例2)を作製し、こ
れら超電導コイルの超電導特性を測定して、その結果を
第1表に示した。
実施例 3 原料粉末として、いずれも平均粒径:10m以下の1g
203粉末、Ca CO3粉末、B a COa粉末お
よびCuO粉末を用意し、これら粉末を、Ti10 粉
末: 35.4%、Ca COa粉末: 15.5%、
B a COs粉末: 30.6%およびCuO粉末:
18.5%(以上重量%)の配合組成となるように配合
し、混合し、この混合粉末を酸素雰囲気中、温度:80
0℃、10時間保持の条件で焼成処理し、Tl系酸化物
粉末を作成し、この焼成処理して得られたTl系酸化物
を粉砕して、平均粒径:5浦のTl系酸化物粉末を製造
した。
上記1g系酸化物粉末を、内径:20m+sx肉厚:1
.5mmX長さ:200mmのAg製チューブに充填し
、この充填Agチニーブをスェージング加工したのち溝
ロール加工し、直径:2鰭のT、11系酸化物充填Ag
複合ワイヤを作製した。
上記Tg系酸化物充V4Ag q複合ワイヤを巻いて内
径=60市の1g系酸化物充填コイルを2個作製し、そ
のうちの一方を第1図の装置に装入し、実施例1と全く
同一条件で爆発圧縮を施したのち取り出して、上記爆発
圧縮を施さないTfi系酸化物充填コイルとともに、酸
素雰囲気中、温度:900℃、3時間保持の条件で熱処
理し、爆発圧縮を施したTg系酸化物超電導コイル(実
施例3)および爆発圧縮を施さないTfi系酸化物超電
導コイル(比較例3)を作製し、これら超電導コイルの
超電導特性を測定し、その結果を第1表に示した。
なお、この実施例1〜3では、大径円筒および小径円筒
の2個の円筒を用いた場合を示したが、上記円筒の数は
上記実施例に限定されるものでなく、径の異なる任意の
偶数個の円筒を用いて複数の超電導酸化物充填コイルを
同時に爆発圧縮して高密度化することができる。
〔発明の効果〕
超電導酸化物粉末充填Ag複合ワイヤをコイルにし、コ
イルを圧力媒体とともに円筒容器に装入して爆発圧縮す
ると、コイルの変形および切断が起ることなく爆発圧縮
することができ、この爆発圧縮したコイルを大気中また
は酸素雰囲気中で熱処理して得られた本発明の実施例1
〜3の超電導コイルは、爆発圧縮を施さない比較例1〜
3の超電導コイルと比べて、特に臨界電流密度が格段に
すぐれ、実用に供する程度の高臨界電流密度を有するの
で、この発明の製造法により得られた超電導コイルは、
産業の発達に大いに貢献するものである。さらに、この
発明によると、径の異なった多数のコイルを同時に爆発
圧縮することができるので、優れた超電導コイルを安価
に多数供給することができ、経済的にも優れた効果をも
たらすものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、超電導酸化物充填コイルを爆発圧縮するため
に、径の異なる円筒の間にセットした状態を示す断面立
面図、 第2図は、第1図のn−n断面図。 1:大径円筒      2:小径円筒3:超電導酸化
物充填コイル 4:圧力媒体      5:厚紙容器6:爆 薬  
     7:起爆装置8:蓋 出願入量 三菱金属株式会社

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)径の異なる偶数個の円筒を用意し、 上記偶数個の円筒を同心円状に垂直に立てることにより
    上記偶数個の円筒の内面と外面で構成された複数の空隙
    を形成し、 上記複数の空隙に、爆薬と、超電導酸化物粉末充填Ag
    複合ワイヤを巻いて得られたコイル(以下、コイルとい
    う)および圧力媒体とを、交互に充填するとともに、上
    記偶数個の円筒のうちで最小径を有する円筒の内側およ
    び最大径を有する円筒の外側に爆薬を配置し、 上記爆薬を爆発せしめることにより上記コイルを爆発圧
    縮して高密度化し、 上記爆発圧縮して高密度化したコイルを大気中または酸
    素雰囲気中で熱処理することを特徴とする爆発圧縮によ
    る超電導コイルの製造法。
  2. (2)大径円筒と、上記大径円筒の内径よりも小さい外
    径を有する小径円筒を用意し、 上記大径円筒を垂直に立てるとともに、上記大径円筒の
    中心部に上記小径円筒を垂直に立て、上記大径円筒の内
    面と小径円筒の外面で構成された空隙に上記コイルおよ
    び圧力媒体を充填するとともに、上記大径円筒の外側お
    よび小径円筒の内側に爆薬を配置し、 上記大径円筒の外側および上記小径円筒の内側から爆薬
    を爆発せしめることにより上記コイルを爆発圧縮して高
    密度化し、 上記爆発圧縮して高密度化したコイルを大気中または酸
    素雰囲気中で熱処理することを特徴とする請求項1記載
    の爆発圧縮法による超電導コイルの製造法。
  3. (3)上記圧力媒体は、平均粒径:1〜1,000μm
    の爆発圧縮により固化しにくい粉末であることを特徴と
    する請求項1記載の爆発圧縮法による超電導コイルの製
    造法。
  4. (4)上記超電導酸化物粉末は、Yを含む希土類元素、
    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粉末であることを特徴とする請
    求項1または2記載の爆発圧縮法による超電導コイルの
    製造法。
  5. (5)上記超電導酸化物粉末は、Bi−Ca−Sr−C
    u−O系酸化物粉末であることを特徴とする請求項1ま
    たは2記載の爆発圧縮法による超電導コイルの製造法。
  6. (6)上記超電導酸化物粉末は、Tl−Ca−Ba−C
    u−O系酸化物粉末であることを特徴とする請求項1ま
    たは2記載の爆発圧縮法による超電導コイルの製造法。
  7. (7)上記圧力媒体は、流体であることを特徴とする請
    求項1記載の爆発圧縮法による超電導コイルの製造法。
JP63174168A 1988-07-13 1988-07-13 爆発圧縮法による超電導コイルの製造法 Expired - Lifetime JPH07120582B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009273982A (ja) * 2008-05-13 2009-11-26 Denso Corp 濾過エレメント、およびその製造方法

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