JPH02251102A - 酸化物超電導コイルの製造方法 - Google Patents
酸化物超電導コイルの製造方法Info
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- JPH02251102A JPH02251102A JP1072328A JP7232889A JPH02251102A JP H02251102 A JPH02251102 A JP H02251102A JP 1072328 A JP1072328 A JP 1072328A JP 7232889 A JP7232889 A JP 7232889A JP H02251102 A JPH02251102 A JP H02251102A
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- 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】
［産業上の利用分野コ
本発明は、液体窒素を冷媒として使用可能な酸化物超電
導体を用いたコイルの製造方法に関するものである。
導体を用いたコイルの製造方法に関するものである。
［従来技術］
Ｙ Ｂａ−Ｃｕ−０系等の酸化物超電導体は、液体窒素
温度（７７Ｋ）を越える臨界温度を示し、液体窒素温度
で使用できる超電導体として注［１されており、金属被
覆された酸化物超電導体祠としては銀を被覆したもので
種々の試作がなされ、比較的良好な特性が得られている
。超電導材種としては、Ｙ−１３ａ−Ｃｕ−０系、Ｂｊ
−Ｐｂ／５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系或はＴｌ−Ｂａ／５ｒ
−Ｃａ−Ｃｕ−０系といったＹ系、１３ｉ系、Ｔｌ系の
いずれの酸化物超電導体の試作もなされており、液体窒
素温度、零磁場中で、３０００〜１２０００ Ａ ／
ｃＪの臨界電流密度（Ｊｃ）が得られている。
温度（７７Ｋ）を越える臨界温度を示し、液体窒素温度
で使用できる超電導体として注［１されており、金属被
覆された酸化物超電導体祠としては銀を被覆したもので
種々の試作がなされ、比較的良好な特性が得られている
。超電導材種としては、Ｙ−１３ａ−Ｃｕ−０系、Ｂｊ
−Ｐｂ／５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系或はＴｌ−Ｂａ／５ｒ
−Ｃａ−Ｃｕ−０系といったＹ系、１３ｉ系、Ｔｌ系の
いずれの酸化物超電導体の試作もなされており、液体窒
素温度、零磁場中で、３０００〜１２０００ Ａ ／
ｃＪの臨界電流密度（Ｊｃ）が得られている。
そのような金属被覆酸化物超電導線材の製造方法として
は通常、酸化物超電導体の粉末を金属、例えば銀パイプ
中に充填して減面塑性加工したものを、要すればその所
要本数を銀パイプ中に組込んで減面塑性加工した後、焼
結熱処理する方法が採用されている。テープ状線材の例
では、前記の工程における焼結熱処理の前に圧延工程を
付加する方法か採用される。しかしこの種の粉末法と称
する方法によって作製された線材の場合、磁場中での特
性が劣るため、超電導コイルとして使用するには磁場中
でのＪｃ特性の向上が必要である。磁場中のＪｃ特性を
向上させる手法の一つとして、Ｍ Ｔ Ｇ （Ｍｅｌｔ
、Ｔｅｘｔｕｒｅ ＧｒａｗＬｈ ）法といった手法
でバルク材を溶融、一方向凝固させることにより一方向
に配向した多結晶体を作製することが提案］ サしている。その手法によるサンプルの場合、磁場中の
Ｊｃ特性は大きく改浮され、劣化は少い。
は通常、酸化物超電導体の粉末を金属、例えば銀パイプ
中に充填して減面塑性加工したものを、要すればその所
要本数を銀パイプ中に組込んで減面塑性加工した後、焼
結熱処理する方法が採用されている。テープ状線材の例
では、前記の工程における焼結熱処理の前に圧延工程を
付加する方法か採用される。しかしこの種の粉末法と称
する方法によって作製された線材の場合、磁場中での特
性が劣るため、超電導コイルとして使用するには磁場中
でのＪｃ特性の向上が必要である。磁場中のＪｃ特性を
向上させる手法の一つとして、Ｍ Ｔ Ｇ （Ｍｅｌｔ
、Ｔｅｘｔｕｒｅ ＧｒａｗＬｈ ）法といった手法
でバルク材を溶融、一方向凝固させることにより一方向
に配向した多結晶体を作製することが提案］ サしている。その手法によるサンプルの場合、磁場中の
Ｊｃ特性は大きく改浮され、劣化は少い。
その理由は、磁場中でＪｃ特性が劣化するのは結晶粒界
のウィーク・リンク（ｗｅａｋ １ｉｎｋ ）によると
いわれているが、前記サンプルの場合、粒界に異相がな
く、配向度の良い接合かなされていることにある。
のウィーク・リンク（ｗｅａｋ １ｉｎｋ ）によると
いわれているが、前記サンプルの場合、粒界に異相がな
く、配向度の良い接合かなされていることにある。
［発明が解決しようとする課題］
前記した従来技術の問題点は、配向処理といっても短尺
の小ザンプルで１−Ｔ５能となっているたけで、超電導
コイルといったエネルギー的応用に使用できる状況にな
いことである。従って本発明の１］的は、高い磁界が発
生できる、液体窒素温度で使用可能な酸化物超電導コイ
ルを提供することにある。
の小ザンプルで１−Ｔ５能となっているたけで、超電導
コイルといったエネルギー的応用に使用できる状況にな
いことである。従って本発明の１］的は、高い磁界が発
生できる、液体窒素温度で使用可能な酸化物超電導コイ
ルを提供することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明の要旨は、未焼成の酸化物超電導線材をコイルに
巻線する過程でその巻イ・１部付近を局部加熱すること
にあり、それにより線材内の酸化物超電導体を少なくと
も部分溶融状体で結晶成長させて磁場特性を向上させ、
酸化物超電導コイルの特性を大幅に向上させたものであ
る。
巻線する過程でその巻イ・１部付近を局部加熱すること
にあり、それにより線材内の酸化物超電導体を少なくと
も部分溶融状体で結晶成長させて磁場特性を向上させ、
酸化物超電導コイルの特性を大幅に向上させたものであ
る。
この場合、局部加熱の手法としては、温度勾配の強い一
転集中型炉の利用、接触型加熱ロールの利用、高周波加
熱の利用等巻付時に局所加熱が行える種々の手段が採用
できる。
転集中型炉の利用、接触型加熱ロールの利用、高周波加
熱の利用等巻付時に局所加熱が行える種々の手段が採用
できる。
尚、酸化物超電導体料は特に限定されるものではなく
、Ｙ−Ｂａ Ｃｕ Ｏや、ＹをＥｒ５Ｈｏ等の磁性元素
（Ｌｎ）で置換したＬｎ−Ｂａ−Ｃｕ−０系、Ｂ ｉ
−Ｐｂノ５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−〇系、Ｔｌ−１３ａ／５ｒ
−Ｃａ−Ｃｕ−０系その他の酸化物超電導体が適用でき
る。また線材の形態としては、銀等の金属を被覆した線
材に限定されるものではなく、有機バインダーを用いて
押用成形した線材、紡糸法による線材、ドクターブレー
ドシート等いずれの形態であっても良い。勿論コア部は
多芯状であっても差し支えない。
、Ｙ−Ｂａ Ｃｕ Ｏや、ＹをＥｒ５Ｈｏ等の磁性元素
（Ｌｎ）で置換したＬｎ−Ｂａ−Ｃｕ−０系、Ｂ ｉ
−Ｐｂノ５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−〇系、Ｔｌ−１３ａ／５ｒ
−Ｃａ−Ｃｕ−０系その他の酸化物超電導体が適用でき
る。また線材の形態としては、銀等の金属を被覆した線
材に限定されるものではなく、有機バインダーを用いて
押用成形した線材、紡糸法による線材、ドクターブレー
ドシート等いずれの形態であっても良い。勿論コア部は
多芯状であっても差し支えない。
［実 施 例］
以下に、１” １−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０粉末を原料と
した銀被覆テープ状線材を用いた例について説明する。
した銀被覆テープ状線材を用いた例について説明する。
原料として超電導性を示すＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０
（２２：２：３の組成）の粉末をべ（備した。この粉末
は・１也均粒直径が５〜８１ｔｍで、交流磁化率法によ
りその臨界温度（Ｔｃ ＞ ｏｎ ５ｅｔ） ＝ １
２０Ｋを確認した。
（２２：２：３の組成）の粉末をべ（備した。この粉末
は・１也均粒直径が５〜８１ｔｍで、交流磁化率法によ
りその臨界温度（Ｔｃ ＞ ｏｎ ５ｅｔ） ＝ １
２０Ｋを確認した。
その粉末を外径６關の銀パイプ中に充填し、それをスウ
ェージャ及び引抜ダイスにより減面組威力１工して外径
１−．２ｍの銀波田線材とした後、圧延により厚さ ０
．２ｎ＋ｍ、 ＩＩＩ ５ｍｍの銀被覆率５０％のテー
プ状線材に仕上げた。このようにして作製したテープ状
線材は、銀被覆ないのＴ１粉末はやや配向するもののラ
ンダムな状態にあり、粉末同志も殆んど無接触な状況で
あった。
ェージャ及び引抜ダイスにより減面組威力１工して外径
１−．２ｍの銀波田線材とした後、圧延により厚さ ０
．２ｎ＋ｍ、 ＩＩＩ ５ｍｍの銀被覆率５０％のテー
プ状線材に仕上げた。このようにして作製したテープ状
線材は、銀被覆ないのＴ１粉末はやや配向するもののラ
ンダムな状態にあり、粉末同志も殆んど無接触な状況で
あった。
次にそのテープ状線材を外径５０ ｍｍ、長さ８０ ｍ
ｍのＭｇＯ製巻枠の周囲に厚さ５０μｍのＡ１□０３系
シートを絶縁として■５ターン重ね巻きを行ってソレノ
イドコイルとした。その際第１図に示すように、ヒータ
ーを内蔵する加熱ロール治具３を用い、それをもって巻
枠］に巻き付けられるテープ状線材２を酸素雰囲気中で
押圧しながら ８５０〜９２０°Ｃの温度で連続的に加
熱して最終的な焼結熱処理を行った。これにより線材２
内のＴＩ系超超電導体少くとも結晶粒間が溶融し、結晶
の配向化が行われた。
ｍのＭｇＯ製巻枠の周囲に厚さ５０μｍのＡ１□０３系
シートを絶縁として■５ターン重ね巻きを行ってソレノ
イドコイルとした。その際第１図に示すように、ヒータ
ーを内蔵する加熱ロール治具３を用い、それをもって巻
枠］に巻き付けられるテープ状線材２を酸素雰囲気中で
押圧しながら ８５０〜９２０°Ｃの温度で連続的に加
熱して最終的な焼結熱処理を行った。これにより線材２
内のＴＩ系超超電導体少くとも結晶粒間が溶融し、結晶
の配向化が行われた。
このようにして製作したコイルについてその特性をみた
ところ、線材には液体窒素中で１８Ａの電流が流せ、磁
場中劣化も特に少ないことが判った。
ところ、線材には液体窒素中で１８Ａの電流が流せ、磁
場中劣化も特に少ないことが判った。
また別の例として、前の例で得られたテープ状線材につ
いて、その線材を外径３０關のＭｇＯ製巻枠の周囲にＡ
ｌ２Ｏ３系シートを絶縁として多層に巻き付け、内径３
０ ｍｍ ｓ外径５０ｍｍのパンケーキコイルとした。
いて、その線材を外径３０關のＭｇＯ製巻枠の周囲にＡ
ｌ２Ｏ３系シートを絶縁として多層に巻き付け、内径３
０ ｍｍ ｓ外径５０ｍｍのパンケーキコイルとした。
その際第２図に示すように、線材２の通路に誘導コイル
４を配置し、巻き付けられる線材２を酸素雰囲気中で巻
きトｊけの直前て８２０〜９２０℃の温度範囲で連続的
に誘導加熱して最終的な焼結熱処理を行った。これによ
り得られたコイルの場合には、液体窒素中で３８Ａの電
流が流せ、磁場中の特性も良いことが判った。
４を配置し、巻き付けられる線材２を酸素雰囲気中で巻
きトｊけの直前て８２０〜９２０℃の温度範囲で連続的
に誘導加熱して最終的な焼結熱処理を行った。これによ
り得られたコイルの場合には、液体窒素中で３８Ａの電
流が流せ、磁場中の特性も良いことが判った。
［発明の効果コ
以上から明らかなように、本発明の方法は、コイル巻時
に局所加熱して結晶配向化処理するので、特性の良い超
電導コイルを容易に得ることができる。結晶配向させた
線材をＲ＆Ｗ法でコイル巻きするにはその歪劣化の関係
で線材を薄肉にする必要があり、電流量が制限されるこ
とになるが、本発明によればＪ９肉のテープ状線材も適
用可能であり、その面からも大電流、高磁界化が可能と
なる利点がある。
に局所加熱して結晶配向化処理するので、特性の良い超
電導コイルを容易に得ることができる。結晶配向させた
線材をＲ＆Ｗ法でコイル巻きするにはその歪劣化の関係
で線材を薄肉にする必要があり、電流量が制限されるこ
とになるが、本発明によればＪ９肉のテープ状線材も適
用可能であり、その面からも大電流、高磁界化が可能と
なる利点がある。
第１図は本発明に係る方法の一実施例を示す説明図、第
２図は本発明の別の例を示す説明図である。 １：巻 枠、 ２：線 祠、 ３：加熱ロール治具、４：誘導コイル。 第２図
２図は本発明の別の例を示す説明図である。 １：巻 枠、 ２：線 祠、 ３：加熱ロール治具、４：誘導コイル。 第２図
Claims (1)
- （１）未焼結の酸化物超電導線材をコイルに巻線するに
あたり、前記線材をその巻付部付近で酸化物超電導体の
結晶粒間が少くとも部分溶融する温度で連続的に局部加
熱して焼結熱処理することを特徴とする酸化物超電導コ
イルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1072328A JP2979547B2 (ja) | 1989-03-25 | 1989-03-25 | 酸化物超電導コイルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1072328A JP2979547B2 (ja) | 1989-03-25 | 1989-03-25 | 酸化物超電導コイルの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02251102A true JPH02251102A (ja) | 1990-10-08 |
| JP2979547B2 JP2979547B2 (ja) | 1999-11-15 |
Family
ID=13486111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1072328A Expired - Fee Related JP2979547B2 (ja) | 1989-03-25 | 1989-03-25 | 酸化物超電導コイルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2979547B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116646170A (zh) * | 2023-06-28 | 2023-08-25 | 中国科学院电工研究所 | 一种超导磁体的绕制方法 |
-
1989
- 1989-03-25 JP JP1072328A patent/JP2979547B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116646170A (zh) * | 2023-06-28 | 2023-08-25 | 中国科学院电工研究所 | 一种超导磁体的绕制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2979547B2 (ja) | 1999-11-15 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |