JPH03257803A - 酸化物系超電導コイルの製造方法 - 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］ 本発明はＹ（イツトリウム）系、Ｂｉ（ビスマス）系な
どの酸化物系超電導物質を用いた超電導コイルの製造方
法の改良に関する。

［従来の技術］ 従来、酸化物系の超電導物質を用いてコイルを形成する
場合、（イ）焼結後の線材をコイル巻加工する方法、（
ロ）未焼結の中間状態の線材をコイル巻加工した後焼結
する方法等が知られている。

前記（イ）の方法は、例えば超電導物質を形成する原料
粉末を金属管内部に充填し、圧延等の加工及び熱処理を
施して線材を形成した後、コイル巻加工するものであり
、前記（ロ）の方法は、例えば焼結により超電導物質を
形成する構成物質をバインダーで混合し、これをドクタ
ーブレード等を用いて長尺の基体上に被覆して仮焼結し
た線材をコイル巻加工後、焼結するものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記（イ）の方法では酸化物は非常に脆
いためコイル巻加工時に内部にクラックが形成され易い
上、曲げ歪による超電導特性の低下が著しいため極めて
薄いテープ状にしなければ実用コイルとして用いること
ができず、特に金属管を用！嘱る方法では充填率が小さ
い上、成型後に内部に酸素を供給することができないた
め、超電導特性の低下が著しいという問題がある。

一方、前記（ロ）の方法ではトルエンやアルコール等の
有機溶剤にＰＶＡやジエチレングリコールなどを混合し
たバインダーを用いるため、不純物の残存による特性の
低下と焼成時の収縮により実用コイルを製造することが
困難であった。

さらに、いずれの方法においても結晶の配向性が低いた
め、その超電導特性を向上させることが困難であった。

本発明は以上の難点を解決するためになされたもので、
超電導コイルを形成する際の曲げ歪の発生や不純物の残
存等による特性の低下を防止するとともに、結晶の配向
性を向上させることにより優れた特性を有する酸化物系
超電導コイルの製造方法を提供することをその目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の酸化物系超電導コ
イルの製造方法は、酸化物系超電導物質または溶融・焼
結により酸化物系超電導物質を生成する物質からなる長
尺材料にレーザ光を照射し、再結晶化または結晶化させ
ると同時にコイル状に成型するものである。さらに本発
明においては、酸化物系超電導物質または溶融・焼結に
より酸化物系超電導物質を生成する物質からなる長尺材
料をコイル状に成型しながら、前記長尺材料にレーザ光
を照射し、再結晶化または結晶化させることもできる。

本発明における超電導物質としてはＹ系、Ｂｉ系等の超
電導物質を溶融後、焼結または仮焼結させた長尺の線材
や、これらの物質を長尺の基体上にスパッタリング、Ｍ
ＯＣｖＤ法等により形成したもの等を用いることができ
る。また溶融・焼結により超電導物質を生成する物質と
しては、これ等の物質の構成元素を含むアモルファスの
線材、長尺の基体上に形成した有機酸塩の塗布仮焼膜や
原料粉末と有機バインダーなどからなるスラリーの膜体
等を用いることができる。

上記レーザ光は結晶の配向性を高めるために、複数本の
ビームを長尺材料の軸方向に垂直な面内に配置して溶融
ゾーンを形成することが好ましい。

あるいはレンズ系により長尺材料の軸方向に垂直なスリ
ット状のビームを用いることもできる。このレーザ光に
よる溶融ゾーンの直後に強制冷却シンを設けることによ
り、一方向凝固をより確実に達成することができ、その
特性を向上させることができる。

尚、本発明の方法においては、コイル形成後必要に応じ
て酸化性雰囲気下で低温（４００〜５００℃）の熱処理
を施すことが好ましい。

「作用コ 本発明においては、コイル状の成型が再結晶化または結
晶化と同時に行われ、あるいはコイル状に成型しながら
再結晶化または結晶化が行われるため、コイルを形成す
る長尺材料に曲げ歪が加わることが防止される。またレ
ーザ光の照射により、バインダー等をもちいた場合でも
これに含まれる有機物を揮散させることができるととも
に、結晶の配向性を高めることができるため、コイルの
特性を向上させることができる。さらにレーザ光の照射
により軸方向に大きな温度勾配が形成されることにより
、一方向の凝固が可能になり、通常の溶融・凝固では達
成できない固相、例えばＹ系の場合、１２３相を安定に
生成することができる。

［実施例］ 以下本発明の一実施例について説明する。

第１図は本発明により超電導コイルを製造するために用
いられる装置の一実施例を示したもので、１はテープ送
出し装置、２はスラリー収容槽、３は乾燥装置、４は冷
間プレス、５はレーザ照射装置、６は巻取装置である。

テープ送出装置１には、第２図に示すように、ＰＥＴテ
ープ７ａとＡｇテープ７ｂとを積層したラミネートテー
プ７がＡｇテープを上側にして巻回されている。テープ
送出装置１から送出されたラミネートテープ７はガイド
ロール８を介してスラリー収容槽２の下部を通過し、そ
の上部にスラリーの厚膜が形成された後、乾燥装置３の
内部で加熱される。ラミネートテープ７はスラリー収容
槽２から乾燥装置３の下部に亘ってガイドシュー９によ
って支持されており、ガイドロール８°を通過した後下
側のＰＥＴテープ７ａは巻取ボビン１０に巻取られる。

Ａｇテープ上の厚膜は冷間プレス４で圧縮され、巻取装
置６の巻胴の曲率半径にまで曲げられた時点で、あるい
はその前後の近傍で複数のレーザ光５ａがレーザ照射装
置５により照射される。レーザ光５ａは第３図に示すよ
うに、厚膜１１の上部から厚膜の軸方向Ａに垂直な面内
でその照射面積５ｂが重なるように複数本照射される。

照射部において溶融体は直ちに冷却装置１２により冷却
ガス１２ａが吹付けられ結晶化（あるいは再結晶化）す
る。

実施例 Ｙ　２０　ｓ、Ｂ　ａ　ＣＯ，、ＣｕＯの各粉末をＹ　
：　Ｂａ：Ｃｕ＝１　：　２　：　３のモル比となるよ
うに配合し、これを均一に混合して９００℃で加熱した
後、粉砕して仮焼粉を製造した。この仮焼粉５０ｗｔ％
、ＰＶＡ３０ｗｔ％およびトルエン２０ｗｔ％を混合し
てスラリーを生成した。

第１図に示す装置において、上記スラリーをスラリー供
給槽２へ収容し、線速５ｃｍ／ｓｅｅで走行する幅２ｍ
ｍのラミネートテープ７上へ厚さ５０μｍの厚膜を形成
した。この膜体を２００℃に保持された乾燥装置３およ
び冷間プレス４に通過せしめた後、レーザ照射装置５に
より５０ＷのＹＡＧレーザの複数本を照射し、次いで冷
却ガスを吹付けると同時にコイルを形成した。このよう
にして得られたコイルの特性は、臨界温度Ｔｃ＝８５に
１臨界型流密度Ｊｃ＝１００００Ａ／ｃが（ａ　ｔ　７
７ＫＳＯＴ）であった。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明の酸化物系超電導コイルの製
造方法によれば、成型と同時にあるいは成型しながら超
電導物質の再結晶化または結晶化が行われるため、（イ
）曲げ歪およびクラックの発生による特性の劣化が防止
される。（ロ）結晶の配向性の向上により特性が改善さ
れる。（ハ）レーザ光の出力の調整により膜体のみを溶
融させることができるため、コイルの巻枠の材質に限定
されない（コイル形成後の酸化性雰囲気中での熱処理は
せいぜい４００〜５００℃で十分である）等の利点を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に用いられる製造装置の一実施例
を示す概略図、第２図は第１図に用いられるラミネート
テープの断面図、第３図はレーザ光の照射状態を示す平
面図である。 ２・・・・・・スラリー収容槽 ３・・・・・・乾燥装置 ４・・・・・・冷間プレス ５・・・・・・レーザ照射装置 ７・・・・・・ラミネートテープ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．酸化物系超電導物質または溶融・焼結により酸化物
   系超電導物質を生成する物質からなる長尺材料にレーザ
   光を照射し、再結晶化または結晶化させると同時にコイ
   ル状に成型することを特徴とする酸化物系超電導コイル
   の製造方法。
2. ２．酸化物系超電導物質または溶融・焼結により酸化物
   系超電導物質を生成する物質からなる長尺材料をコイル
   状に成型しながら、前記長尺材料にレーザ光を照射し、
   再結晶化または結晶化させることを特徴とする酸化物系
   超電導コイルの製造方法。