JPH03158203A - セラミックス超電導導体の製造方法 - Google Patents
セラミックス超電導導体の製造方法Info
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- JPH03158203A JPH03158203A JP1298598A JP29859889A JPH03158203A JP H03158203 A JPH03158203 A JP H03158203A JP 1298598 A JP1298598 A JP 1298598A JP 29859889 A JP29859889 A JP 29859889A JP H03158203 A JPH03158203 A JP H03158203A
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- superconductor
- metal sheet
- ceramic
- composite
- heat
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- 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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- 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）
本発明はコイル、マグネット、ケーブルなどの導体、或
はシールド体等に使用可能なセラミックス超電導導体の
製造方法に関するものである。
はシールド体等に使用可能なセラミックス超電導導体の
製造方法に関するものである。
（従来の技術）
従来より、高いＴｃをもつセラミックス超電導体が知ら
れており、中でもＹ系、Ｂｉ系、Ｔａ系等の酸化物＃Ｂ
電導体は液体窒素温度を越える高いＴｃを示し、その利
用、応用が挿ツノ検討されている。
れており、中でもＹ系、Ｂｉ系、Ｔａ系等の酸化物＃Ｂ
電導体は液体窒素温度を越える高いＴｃを示し、その利
用、応用が挿ツノ検討されている。
このようなセラミックス超電導体を線材化する方法とし
ては例えば、金属シース法がある。これは超電導体とな
るセラミックスの原料をシース材となる金属管内に充填
した後、これを所望形状、寸法まで減面加工した後、焼
成、熱処理する方法である。得られる線材の形状は丸線
、テープ１多角形等、また単芯線から多芯線まで種々試
作検討されている。
ては例えば、金属シース法がある。これは超電導体とな
るセラミックスの原料をシース材となる金属管内に充填
した後、これを所望形状、寸法まで減面加工した後、焼
成、熱処理する方法である。得られる線材の形状は丸線
、テープ１多角形等、また単芯線から多芯線まで種々試
作検討されている。
他の線材化方法としてはシース材となるテープ状金属を
０字状に成形し、その内部に超電導体となしつるセラミ
ックスの原料を供給し、しかるのち前記テープ状金属の
縁辺相互を溶接して複合線とし、それを必要に応じて減
面加工した後、熱処理を施す方法が提案され検討されて
いる。
０字状に成形し、その内部に超電導体となしつるセラミ
ックスの原料を供給し、しかるのち前記テープ状金属の
縁辺相互を溶接して複合線とし、それを必要に応じて減
面加工した後、熱処理を施す方法が提案され検討されて
いる。
前記いずれの方法においてもシース材としては一般にＡ
ｇまたはＡｇ合金が用いられている。これは熱処理工程
で内部の酸化物超電導体が十分酸素を吸収する必要があ
るためである。熱処理温度は酸化物の神類等によっても
異なるが８００〜１０００℃程度が一般的である。
ｇまたはＡｇ合金が用いられている。これは熱処理工程
で内部の酸化物超電導体が十分酸素を吸収する必要があ
るためである。熱処理温度は酸化物の神類等によっても
異なるが８００〜１０００℃程度が一般的である。
また、コイルの作製は前記製造方法で得られた複合線を
予めコイル状に成形した後、熱処理を施して行なわれて
いる。
予めコイル状に成形した後、熱処理を施して行なわれて
いる。
（発明が解決しようとする課題）
従来の製造方法により得られたセラミックス超Ｔｉ導線
材には次のような問題点があった。
材には次のような問題点があった。
■、熱処理によりシース材（例えば銀）が非常に軟かく
なるため、わずかな曲げや歪、或は外部からのｉｆｉ撃
によって内部の超電導体が破損することがある。
なるため、わずかな曲げや歪、或は外部からのｉｆｉ撃
によって内部の超電導体が破損することがある。
■ 長い複合線の場合、それをドラムに巻取ったり、引
抜いたりすると複合線に張力が加わり。
抜いたりすると複合線に張力が加わり。
シース材が伸びて内部セラミックスの原ＥＩにクラック
が生じる。また、コイル状に成形する場合は張力により
シース材が伸びて内部のセラミックスの原料■が切損す
る。
が生じる。また、コイル状に成形する場合は張力により
シース材が伸びて内部のセラミックスの原料■が切損す
る。
■ シース材とセラミックスの原料との熱膨張、熱収縮
の差により、熱処理工程でセラミックスの原料にクラッ
クが生じる等し、健全な超電導導体を得ることが極めて
困難であった。
の差により、熱処理工程でセラミックスの原料にクラッ
クが生じる等し、健全な超電導導体を得ることが極めて
困難であった。
（発明の目的）
本発明の目的は機械的強度に優れ（高強度）、安定して
クエンチ等が生じにくい（高性能）セラミックス超電導
導体の製造方法を提供することにある。
クエンチ等が生じにくい（高性能）セラミックス超電導
導体の製造方法を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明のセラミックス超電導導体の製造方法は、第１図
のように安定化金属となる金属による安定化金属シート
ｌと耐熱性高強度金属シート２とが積層されてなる複合
テープ３の少なくとも１枚と、超電導体となるセラミッ
クスの原料４とを対のロール５間に供給して複合線状体
６とし、その後同複合線状体６に所定の熱処理を施すこ
とを特徴とするものである。
のように安定化金属となる金属による安定化金属シート
ｌと耐熱性高強度金属シート２とが積層されてなる複合
テープ３の少なくとも１枚と、超電導体となるセラミッ
クスの原料４とを対のロール５間に供給して複合線状体
６とし、その後同複合線状体６に所定の熱処理を施すこ
とを特徴とするものである。
（作用）
本発明のセラミックス超電導導体の製造方法では、＠１
００℃程度の高い温度でも変形しにくい耐熱性高強度金
属シート２が使用されているので、複合線状体６とした
後にそれをセラミックスの原料を酸化物超電導導体とな
すための熱処理を施しても同シート２は変形せず、従っ
て熱処理によって内部の酸化物超電導導体が破損するこ
とがない。
００℃程度の高い温度でも変形しにくい耐熱性高強度金
属シート２が使用されているので、複合線状体６とした
後にそれをセラミックスの原料を酸化物超電導導体とな
すための熱処理を施しても同シート２は変形せず、従っ
て熱処理によって内部の酸化物超電導導体が破損するこ
とがない。
また耐熱性高強度金属シート２は機械的強度にも優れて
いるので、複合線状体６を巻取ったり引抜いたりすると
きに同複合線状体６に張力が加わっても、同金属シート
２が殆ど伸びず、従ってセラミックスの原料、或は酸化
物超電導導体にクラックが生じたりすることもない。
いるので、複合線状体６を巻取ったり引抜いたりすると
きに同複合線状体６に張力が加わっても、同金属シート
２が殆ど伸びず、従ってセラミックスの原料、或は酸化
物超電導導体にクラックが生じたりすることもない。
（実施例）
第１図ａ、ｂは本発明のセラミックス超電導導体の異な
る製造方法の実施例であり、このうち第１図ａは複合テ
ープ３を一枚、第１図すは同テープ３を二枚用いた例で
ある。
る製造方法の実施例であり、このうち第１図ａは複合テ
ープ３を一枚、第１図すは同テープ３を二枚用いた例で
ある。
これらの図においてｌは安定化金属シート ２は耐熱性
高強度金属シート、３は両シート１と２とが所望枚数積
層されてなる複合テープ、４は酸化物超電導導体となし
得るセラミックスの原料、７は同原料４を収納するルツ
ボ等の容器、５は対のロール、６は得られる複合線状体
である。
高強度金属シート、３は両シート１と２とが所望枚数積
層されてなる複合テープ、４は酸化物超電導導体となし
得るセラミックスの原料、７は同原料４を収納するルツ
ボ等の容器、５は対のロール、６は得られる複合線状体
である。
前記安定化金属シートｔと１・ｌ熱性高強度金属シート
２とは異なるボビン８ａ、８ｂから連続的に供給されて
積層され、その後にセラミックスの原宇４４と共に一対
のロール５間で複合化される。
２とは異なるボビン８ａ、８ｂから連続的に供給されて
積層され、その後にセラミックスの原宇４４と共に一対
のロール５間で複合化される。
本発明ではこのようにして得られた複合線状体６を、必
要に応じて圧延等の減面加二［を施した後所定の熱処理
を行なってセラミックス超電導導体とする。
要に応じて圧延等の減面加二［を施した後所定の熱処理
を行なってセラミックス超電導導体とする。
前記超電導体となしつるセラミックスの原料４は予め加
熱して溶融させて容器７に収容しておき、それを流下さ
せるとか、超電導体となしたものまたはその前駆体の粉
末状物をそのまま供給したりすることができる。
熱して溶融させて容器７に収容しておき、それを流下さ
せるとか、超電導体となしたものまたはその前駆体の粉
末状物をそのまま供給したりすることができる。
前記安定化金属シートは超電導体のクエンチ等の発生を
防止するためのものであり、この安定化金属には導電性
及び熱伝導性に優れた金属、例えばＡｇ、Ｃｕ、Ａｕ、
Ｉｒ、Ｐｄ、Ｎｉ或はそられの合金等が使用できる。
防止するためのものであり、この安定化金属には導電性
及び熱伝導性に優れた金属、例えばＡｇ、Ｃｕ、Ａｕ、
Ｉｒ、Ｐｄ、Ｎｉ或はそられの合金等が使用できる。
また前記耐熱性高強度金属シートは耐熱性及び機械的強
度に優れ、しかも熱膨張率ができるだけ超電導体となし
つるセラミックスの原料に近い金属、例えばＮｉ、Ｃｒ
、Ｍｏ、Ｗ等、或はそれらの合金が使用できる。
度に優れ、しかも熱膨張率ができるだけ超電導体となし
つるセラミックスの原料に近い金属、例えばＮｉ、Ｃｒ
、Ｍｏ、Ｗ等、或はそれらの合金が使用できる。
前記安定化金属シートｌ、耐熱性高強度金属シート２の
形状は通常のテープ状の他、第２図ａに示すように通孔
１１のあいた孔あきテープ、第２図すのような格子状の
網目１２が形成された網目テープ、第２図Ｃのような菱
形の網目１３が形成された網目テープ等であってもよく
、このように厚さ方向に通気性を有する形状のシートは
酸素透過の点で特に好ましい。
形状は通常のテープ状の他、第２図ａに示すように通孔
１１のあいた孔あきテープ、第２図すのような格子状の
網目１２が形成された網目テープ、第２図Ｃのような菱
形の網目１３が形成された網目テープ等であってもよく
、このように厚さ方向に通気性を有する形状のシートは
酸素透過の点で特に好ましい。
これらの安定化金属シート１．１１熱性高強度金属シー
ト２が超電導体となしつるセラミックスの原料４と直接
接触する場合は、その表面にＡｕ、Ａｇ、Ｐｔ等の貴金
属を被フしておくとよい。
ト２が超電導体となしつるセラミックスの原料４と直接
接触する場合は、その表面にＡｕ、Ａｇ、Ｐｔ等の貴金
属を被フしておくとよい。
前記安定化金属シート１、耐熱性高強度金属シート２の
厚さや幅は任意に選ぶことができる。
厚さや幅は任意に選ぶことができる。
超電導体となしつるセラミックスの原料４の供給量と前
記一対のロール５の回転速度（回転数）は適当にバラン
スさせる。
記一対のロール５の回転速度（回転数）は適当にバラン
スさせる。
ロール５の材質は、超電導体となしつるセラミックスの
原料４としてセラミックスの溶融液を用いる場合は熱伝
導率の良いＣｕ、Ｃｕ合金等が、パウダーを用いる場合
はより高強度なＦｅ系合金を用いるとよい。
原料４としてセラミックスの溶融液を用いる場合は熱伝
導率の良いＣｕ、Ｃｕ合金等が、パウダーを用いる場合
はより高強度なＦｅ系合金を用いるとよい。
第１図の製造方法では複合線状体の幅方向両端にうねり
が生じるので、このような場合は必要に応じてスリット
を行なうことも可能である。
が生じるので、このような場合は必要に応じてスリット
を行なうことも可能である。
第１図の複合線状体３は安定化金属シート１と耐熱性高
強度金属シート２とを一枚づつ積層しであるが、複合テ
ープ３はこれに限られるものではなく、例えば第３図ａ
に示すように二枚の安定化金属シートｌで耐熱性高強度
金属シート２をサンドイッチしたもの、第３図すに示す
ように安定化金属シートｌと耐熱性高強度金属シート２
とを一枚づつ積層したもの、第３図Ｃに示すように安定
化金属シート１を二枚の耐熱性高強度金属シート２でサ
ンドイッチしたもの、更にはこれ以外の状態に積層した
もの等であってもよい。
強度金属シート２とを一枚づつ積層しであるが、複合テ
ープ３はこれに限られるものではなく、例えば第３図ａ
に示すように二枚の安定化金属シートｌで耐熱性高強度
金属シート２をサンドイッチしたもの、第３図すに示す
ように安定化金属シートｌと耐熱性高強度金属シート２
とを一枚づつ積層したもの、第３図Ｃに示すように安定
化金属シート１を二枚の耐熱性高強度金属シート２でサ
ンドイッチしたもの、更にはこれ以外の状態に積層した
もの等であってもよい。
次に、超電導体となしつるセラミックスの原料４として
Ｂ１５ｒＣａＣｕＯ系超電導体を用いて、第１図すに示
す方法により全体の厚さが１゜６ｍｍ’の複合線状体６
を作製する場合の実施例について説明する。
Ｂ１５ｒＣａＣｕＯ系超電導体を用いて、第１図すに示
す方法により全体の厚さが１゜６ｍｍ’の複合線状体６
を作製する場合の実施例について説明する。
セラミックスの原料４にＢｉ２５ｒａ ＣａＣｕ ２０
ｘを使用し、それを予め１１００℃に加熱して溶融し
ておき、それを第１図すの製造方法によりｐｔ製容器（
ルツボ）７から落下させた。
ｘを使用し、それを予め１１００℃に加熱して溶融し
ておき、それを第１図すの製造方法によりｐｔ製容器（
ルツボ）７から落下させた。
この場合、耐熱性高強度金属テープ２には予めＡｕメツ
キしたＮｉ製シートで、厚さが０．２ｍｍ、幅が１０ｍ
ｍのもので、更に、第２図ａに示すように０．２ｍｍφ
の通孔１１が多数形成されているテープを使用した。ま
た、安定化金属シート１にはＡｇ製で、厚さが０．５ｍ
ｍ’、幅が１０ｍｍのものを用いた。
キしたＮｉ製シートで、厚さが０．２ｍｍ、幅が１０ｍ
ｍのもので、更に、第２図ａに示すように０．２ｍｍφ
の通孔１１が多数形成されているテープを使用した。ま
た、安定化金属シート１にはＡｇ製で、厚さが０．５ｍ
ｍ’、幅が１０ｍｍのものを用いた。
このようにして得られた複合線状体６を０．５ｍｍ’ま
で平ロール圧延した。これを８９０℃×２ｈｒ熱処理し
てセラミックス超電導導体としこの超電導導体の特性を
測定した結果、Ｔｃ＝９０に、Ｊｃ＝２５９００Ａ／ｃ
ｍ２、ＯＴ、ＬＮ２が得られた。この超電導導体は取り
扱いが容易で内部（超電導体）にクラックなどの欠陥は
全く観察されなかった。
で平ロール圧延した。これを８９０℃×２ｈｒ熱処理し
てセラミックス超電導導体としこの超電導導体の特性を
測定した結果、Ｔｃ＝９０に、Ｊｃ＝２５９００Ａ／ｃ
ｍ２、ＯＴ、ＬＮ２が得られた。この超電導導体は取り
扱いが容易で内部（超電導体）にクラックなどの欠陥は
全く観察されなかった。
（比較例）
面記実施例２との比較のため、前記実施例２におけるＡ
ｕメツキＮ１シート（ｉｉ−を熱性高強度金属テープ２
）を用いないで、実施例２と同様な条件でセラミックス
超電導導体を作製した。この場合、複合線状体６の厚さ
は１．．２ｍｍｔとし、それを００４ｍｍ’まで圧延し
て作製した。
ｕメツキＮ１シート（ｉｉ−を熱性高強度金属テープ２
）を用いないで、実施例２と同様な条件でセラミックス
超電導導体を作製した。この場合、複合線状体６の厚さ
は１．．２ｍｍｔとし、それを００４ｍｍ’まで圧延し
て作製した。
この超電導導体の特性を測定した結果、’Ｉ’ ｃ ＝
９０に、Ｊｃ＝１０３００Ａ／ａｍ２．０”「ＬＮ、で
あり、本発明の製造方法により製造された超電導導体よ
りＪｃが大幅に劣った。また機械的強度に弱く、内部に
数多くクラックが観察された。
９０に、Ｊｃ＝１０３００Ａ／ａｍ２．０”「ＬＮ、で
あり、本発明の製造方法により製造された超電導導体よ
りＪｃが大幅に劣った。また機械的強度に弱く、内部に
数多くクラックが観察された。
以上は超電導体となしつるセラミックスの原料４として
Ｂ１５ｒＣａＣｕＯ系を用いる場合の説明であるが、セ
ラミックスの原料４としてＹＢａＣｕＯ系、Ｔｌ２Ｂａ
ＣａＣｕＯ系超電導体となしつる原料を用いた場合も同
様な結果が得られた。
Ｂ１５ｒＣａＣｕＯ系を用いる場合の説明であるが、セ
ラミックスの原料４としてＹＢａＣｕＯ系、Ｔｌ２Ｂａ
ＣａＣｕＯ系超電導体となしつる原料を用いた場合も同
様な結果が得られた。
（発明の効果）
本発明の製造方法で得られたセラミックス超電導導体は
次のような効果がある。
次のような効果がある。
■、耐熱性高強度金属シート２が使用されているので機
械的強度が上昇し、曲げや外部からの衝撃、或は張力が
加わっても内部のセラミックス原料の破損がない。
械的強度が上昇し、曲げや外部からの衝撃、或は張力が
加わっても内部のセラミックス原料の破損がない。
■ 耐熱性高強度金属シート２としてセラミックス原料
との熱膨張の差の少ないものを使用すれば、得られる超
電導導体のクラックの発生も防止される。
との熱膨張の差の少ないものを使用すれば、得られる超
電導導体のクラックの発生も防止される。
■ 安定化金属シートｌが使用されているので、超電導
体のクエンチ等の発生が防止され、高品質の超電導導体
となる。
体のクエンチ等の発生が防止され、高品質の超電導導体
となる。
第１図ａ、ｂは本発明のセラミックス超電導導体の製造
方法の異なる説明図、第２図ａ、ｂ、ｃは同製造方法で
使用されるテープの異なる例の説明図、第３図はａ、ｂ
、ｃは同製造方法で使用される複合テープの異なる例の
説明図である。 １は安定化金属シート ２は耐熱性高強度金属シート ３は複合テープ ４はセラミックスの原料 ５はロール ６は複合線状体
方法の異なる説明図、第２図ａ、ｂ、ｃは同製造方法で
使用されるテープの異なる例の説明図、第３図はａ、ｂ
、ｃは同製造方法で使用される複合テープの異なる例の
説明図である。 １は安定化金属シート ２は耐熱性高強度金属シート ３は複合テープ ４はセラミックスの原料 ５はロール ６は複合線状体
Claims (1)
- 安定化金属シート１と耐熱性高強度金属シート２とが
積層されてなる複合テープ３の少なくとも１枚と、超電
導体となるセラミックスの原料４とを一対のロール５間
に供給して複合線状体６とし、その後同複合線状体６に
所定の熱処理を施すことを特徴とするセラミックス超電
導導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1298598A JPH03158203A (ja) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | セラミックス超電導導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1298598A JPH03158203A (ja) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | セラミックス超電導導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03158203A true JPH03158203A (ja) | 1991-07-08 |
Family
ID=17861808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1298598A Pending JPH03158203A (ja) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | セラミックス超電導導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03158203A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2680604A1 (fr) * | 1991-08-23 | 1993-02-26 | Alsthom Cge Alcatel | Procede de realisation d'une structure composite en forme de feuille metal/supraconducteur a haute temperature critique. |
-
1989
- 1989-11-16 JP JP1298598A patent/JPH03158203A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2680604A1 (fr) * | 1991-08-23 | 1993-02-26 | Alsthom Cge Alcatel | Procede de realisation d'une structure composite en forme de feuille metal/supraconducteur a haute temperature critique. |
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