JPH03295208A - 酸化物超伝導コイル線材の製造方法 - Google Patents
酸化物超伝導コイル線材の製造方法Info
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- JPH03295208A JPH03295208A JP2096415A JP9641590A JPH03295208A JP H03295208 A JPH03295208 A JP H03295208A JP 2096415 A JP2096415 A JP 2096415A JP 9641590 A JP9641590 A JP 9641590A JP H03295208 A JPH03295208 A JP H03295208A
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- superconducting coil
- coil wire
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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
Landscapes
- 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、一方向凝固法による酸化物超伝導コイル線材
の製造方法に関する。
の製造方法に関する。
従来、酸化物超伝導線材の製造方法については、ジャパ
ニーズ・ジャーナル囃オブ嘩アプライド・フィシツク２
２７巻・２号（１９８８）第５１８５頁から第５１８７
頁（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＡｐ
ｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ、 ２７．２． （１９
８８）ｐｐ、Ｌ１８５−Ｌ１８７）において論じられて
いるように、酸化物超伝導体の粉末を金属管内に充填後
、線引き加工や圧延加工等忙よって長尺の線材を製造す
るものである。
ニーズ・ジャーナル囃オブ嘩アプライド・フィシツク２
２７巻・２号（１９８８）第５１８５頁から第５１８７
頁（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＡｐ
ｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ、 ２７．２． （１９
８８）ｐｐ、Ｌ１８５−Ｌ１８７）において論じられて
いるように、酸化物超伝導体の粉末を金属管内に充填後
、線引き加工や圧延加工等忙よって長尺の線材を製造す
るものである。
上記従来技術のコイル線材及び製造方法は、超伝導線材
に必要な臨界電流密度値が小さい、と）わけ磁界中にお
いて／ｊＳさいという問題があった。
に必要な臨界電流密度値が小さい、と）わけ磁界中にお
いて／ｊＳさいという問題があった。
酸化物超伝導コイル線材を応用するためには、この臨界
電流密度値Ｊｃを液体窒素温度（７７Ｋ）において、少
なくとも１テスラ（Ｔ）の磁界中で１０００Ａ／ａｍ２
以上に高める必要がある。
電流密度値Ｊｃを液体窒素温度（７７Ｋ）において、少
なくとも１テスラ（Ｔ）の磁界中で１０００Ａ／ａｍ２
以上に高める必要がある。
本発明の目的は、液体窒素温度における臨界電流密度値
ＪｃがＩＴＯ磁界中において、１０００Ａ ／ ｃｍ’
以上である酸化物超伝導コイル線材及びその製造方法を
提供することにある。
ＪｃがＩＴＯ磁界中において、１０００Ａ ／ ｃｍ’
以上である酸化物超伝導コイル線材及びその製造方法を
提供することにある。
上記目的を達成するため、酸化物超伝導結晶体の製造方
法において、その融液から一方向に酸化物超伝導結晶体
をコイル魂状に凝固させるようにしたものである。
法において、その融液から一方向に酸化物超伝導結晶体
をコイル魂状に凝固させるようにしたものである。
すなわち、融液から所望の酸化物超伝導結晶が析出する
組成の粉末を金属管に充填し、コイル状に成形した後、
特定の温度勾配をもった熱処理炉中に入れコイルの巻き
方向と逆方向にコイルを回転させながらコイルの長手方
向に移動さることによυ、酸化物超伝導結晶体を一方向
に凝固させる方法である。融液から一方向凝固法 イル失地に所望の種子結晶を設置することで、酸化物超
伝導結晶の配向性多結晶体が得られるものである。
組成の粉末を金属管に充填し、コイル状に成形した後、
特定の温度勾配をもった熱処理炉中に入れコイルの巻き
方向と逆方向にコイルを回転させながらコイルの長手方
向に移動さることによυ、酸化物超伝導結晶体を一方向
に凝固させる方法である。融液から一方向凝固法 イル失地に所望の種子結晶を設置することで、酸化物超
伝導結晶の配向性多結晶体が得られるものである。
所望の酸化物超伝導コイルの形状は、凝固前に行う、原
料粉末を充填した金属管の成形加工で達成される。コイ
ルを回転させながらコイルを長手方向に移動させるのは
、コイルの先端付近から順次、酸化物超伝導結晶体を凝
固させるためである。
料粉末を充填した金属管の成形加工で達成される。コイ
ルを回転させながらコイルを長手方向に移動させるのは
、コイルの先端付近から順次、酸化物超伝導結晶体を凝
固させるためである。
コイル先端に種子結晶を設置するのは、酸化物超伝導結
晶の配向性多結晶体を得やすくするためである。
晶の配向性多結晶体を得やすくするためである。
融液の一方向凝固法で製造される結晶体は、焼結法で製
造される結晶体より本、気孔が少なく、結晶体の方位が
そろっている。気孔や結晶体の方位がそろっていないこ
とは、臨界電流値を低くする要因と考えられ、これらの
要因が少々い融液の一方向凝固法で製造される結晶体は
より大きな臨界電流値が得られる。
造される結晶体より本、気孔が少なく、結晶体の方位が
そろっている。気孔や結晶体の方位がそろっていないこ
とは、臨界電流値を低くする要因と考えられ、これらの
要因が少々い融液の一方向凝固法で製造される結晶体は
より大きな臨界電流値が得られる。
以下、本発明の一実施例を説明する〇
純度９９．９ ％の酸化イツトＩＪウムＹ２０．．炭酸
バリウムＢａＣＯ３、酸化銅Ｃｕ ａの各粉末を、ＹＢ
ａ２ＣＩＵ ０７−Ｘ （組成Ａ）、””２ Ｃｕ３０
ｙ−Ｘ ： Ｃｕ Ｏ＝１：３（モル比）（組成Ｃ）と
なる２種類の組成に秤量し、メノウ乳鉢とメノウ乳棒を
用いたらいかい機で混合し、混合物をそれぞれアルミナ
坩堝に入れて、９００℃で空気中において８時間加熱し
た後、それらを上記らいかい機で粉砕し、仮焼粉末を得
た。
バリウムＢａＣＯ３、酸化銅Ｃｕ ａの各粉末を、ＹＢ
ａ２ＣＩＵ ０７−Ｘ （組成Ａ）、””２ Ｃｕ３０
ｙ−Ｘ ： Ｃｕ Ｏ＝１：３（モル比）（組成Ｃ）と
なる２種類の組成に秤量し、メノウ乳鉢とメノウ乳棒を
用いたらいかい機で混合し、混合物をそれぞれアルミナ
坩堝に入れて、９００℃で空気中において８時間加熱し
た後、それらを上記らいかい機で粉砕し、仮焼粉末を得
た。
これらの原料粉末を外径６ ｍｍ 、内径５ｍｍ。
長さ４００ｍｍの銀パラジウム合金パイプ１に次の順序
で充填した。最初に組成Ａの仮焼粉末をパイプ長さ１０
ｍｍに相当する１を、次に組成Ｃの仮焼粉末を１５ｍ
ｍに相当する量を充填し、さらにその後、組成＾の仮焼
粉末を入れれるだけ入れたＯ このようにして原料粉末を充填した釧ハラジウムパイプ
を外径２Ｃ１ｎｍのアルミナ管２に巻きつけてコイルを
成形した０このコイル成形物を以下の方法で局所加熱処
理を行った。
で充填した。最初に組成Ａの仮焼粉末をパイプ長さ１０
ｍｍに相当する１を、次に組成Ｃの仮焼粉末を１５ｍ
ｍに相当する量を充填し、さらにその後、組成＾の仮焼
粉末を入れれるだけ入れたＯ このようにして原料粉末を充填した釧ハラジウムパイプ
を外径２Ｃ１ｎｍのアルミナ管２に巻きつけてコイルを
成形した０このコイル成形物を以下の方法で局所加熱処
理を行った。
局所加熱は、局所線状集光方式の赤外線イメージ熱処理
炉５を用い、局部加熱ヒータ８のスポット径を５ｍｍ
として行った。なお、熱処理温度を熱電対でモニタしな
がら熱処理を行った。コイル線材はアルミナ管に巻き付
けたまま、モータ３の駆動により、動力伝達部４を介し
て回転と水平移動が可能な構成とした。
炉５を用い、局部加熱ヒータ８のスポット径を５ｍｍ
として行った。なお、熱処理温度を熱電対でモニタしな
がら熱処理を行った。コイル線材はアルミナ管に巻き付
けたまま、モータ３の駆動により、動力伝達部４を介し
て回転と水平移動が可能な構成とした。
初めに、局所加熱の位置に、コイル先端から１０ｍｍ離
れたコイル線材部分が設置されるようにモータの駆動に
よシ、回転と水平移動を行った。次に、局所加熱温度を
１０４０°Ｃに設置し、その温度まで、１０℃／ ！１
１ｉｎの昇温速度で昇温した。この状態で１ｈ保持した
。その後、コイル巻線と逆方向に、１ｊＬ５ｈで１回転
する速度で回転させるとともに、同時間でコイル１巻分
の水平移動を行った。コイルの回転と水平移動を約ａｏ
ｈ行った所、コイルの末端付近が局所加熱の位置に来た
ので、加熱を止め、１０℃／ ｍｉｎの降温速度で降温
し九〇 上記の熱処理によって得られたコイル線材の両端を線材
長さとして２０ ｍｍずつ切除し、臨界電流密度ＪＣ測
定を行った。ＪＣ値は、４端子法によって求めた値であ
シ、電圧端子間１ｏｍＫ１μＶ発生したときの電流で定
義した。液体窒素温度７７に、ＩＴ（テスラ）の磁界の
下でＪＣは１ｉ０Ａ／ａｍ２であった◎ コイル線材の長手方向の断面及び長手方向に垂直な断面
を観察した結果、気孔の少ない、柱状結晶の集合体とな
っていることがわかった。おそらく、酸化物超伝導体Ｙ
Ｂ’ａ２ ｃｕ、 ｏ、 ｚの臨界電流密度値が大きい
結晶軸のａ軸またＦｉｂ軸に配向していると思われる。
れたコイル線材部分が設置されるようにモータの駆動に
よシ、回転と水平移動を行った。次に、局所加熱温度を
１０４０°Ｃに設置し、その温度まで、１０℃／ ！１
１ｉｎの昇温速度で昇温した。この状態で１ｈ保持した
。その後、コイル巻線と逆方向に、１ｊＬ５ｈで１回転
する速度で回転させるとともに、同時間でコイル１巻分
の水平移動を行った。コイルの回転と水平移動を約ａｏ
ｈ行った所、コイルの末端付近が局所加熱の位置に来た
ので、加熱を止め、１０℃／ ｍｉｎの降温速度で降温
し九〇 上記の熱処理によって得られたコイル線材の両端を線材
長さとして２０ ｍｍずつ切除し、臨界電流密度ＪＣ測
定を行った。ＪＣ値は、４端子法によって求めた値であ
シ、電圧端子間１ｏｍＫ１μＶ発生したときの電流で定
義した。液体窒素温度７７に、ＩＴ（テスラ）の磁界の
下でＪＣは１ｉ０Ａ／ａｍ２であった◎ コイル線材の長手方向の断面及び長手方向に垂直な断面
を観察した結果、気孔の少ない、柱状結晶の集合体とな
っていることがわかった。おそらく、酸化物超伝導体Ｙ
Ｂ’ａ２ ｃｕ、 ｏ、 ｚの臨界電流密度値が大きい
結晶軸のａ軸またＦｉｂ軸に配向していると思われる。
本発明によれば、液体窒素温度における臨界電流密度値
が１！の磁界中において、１００ＯＡ／ａｍ２以上を有
する酸化物超伝導コイル線材及びその製造方法が得られ
る。これだより、酸化物系高温超伝導体の産業上の新規
な応用分野を關＜、顕著な効果を有する。
が１！の磁界中において、１００ＯＡ／ａｍ２以上を有
する酸化物超伝導コイル線材及びその製造方法が得られ
る。これだより、酸化物系高温超伝導体の産業上の新規
な応用分野を關＜、顕著な効果を有する。
第１図は本発明の一方向凝固法による酸化物超伝導コイ
ル線材の製造方法の原理図、第２図は第１図のＩ−１線
断面図である。 １・・・合金パイプ、２・・・アルミナ管、３・・・モ
ータ、４・・・動力伝達部、５・・・熱処理炉、６・・
・回転方向、７・・・水平移動方向、８・・・局部加熱
ヒータ。
ル線材の製造方法の原理図、第２図は第１図のＩ−１線
断面図である。 １・・・合金パイプ、２・・・アルミナ管、３・・・モ
ータ、４・・・動力伝達部、５・・・熱処理炉、６・・
・回転方向、７・・・水平移動方向、８・・・局部加熱
ヒータ。
Claims (5)
- １．酸化物系超伝導コイル線材の製造方法において、融
液から所望の酸化物超伝導結晶が析出する組成の粉末を
金属管に充填し、コイル状に成形した後、特定の温度公
配をもった熱処理炉に入れ、コイルの巻き方向と逆方向
にコイルを回転させながらコイルの長手方向に移動させ
ることにより、酸化物超伝導結晶体を一方向に凝固させ
ることを特徴とする酸化物超伝導コイル線材の製造方法
。 - ２．請求項１において、最初に溶融・凝固させる部分に
種子結晶を設置したことを特徴とする酸化物超伝導コイ
ル線材の製造方法。 - ３．請求項１において、最初に溶融させる部分の端部側
を一部溶融させないで焼結体として、その焼結体を種子
結晶として用いることを特徴とする酸化物超伝導コイル
線材の製造方法。 - ４．請求項１において、金属管材料として、銀，金，白
金，パラジウム，ニッケルまたはこれらの金属元素の２
種以上を母合金とした金属を用いることを特徴とする酸
化物超伝導コイル線材の製造方法。 - ５．請求項１において、熱処理炉の加熱源として、赤外
線等のランプ加熱もしくは炭酸ガス等のレーザ加熱など
の局所集光加熱源を用いることを特徴とする酸化物超伝
導コイル線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2096415A JPH03295208A (ja) | 1990-04-13 | 1990-04-13 | 酸化物超伝導コイル線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2096415A JPH03295208A (ja) | 1990-04-13 | 1990-04-13 | 酸化物超伝導コイル線材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03295208A true JPH03295208A (ja) | 1991-12-26 |
Family
ID=14164345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2096415A Pending JPH03295208A (ja) | 1990-04-13 | 1990-04-13 | 酸化物超伝導コイル線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03295208A (ja) |
-
1990
- 1990-04-13 JP JP2096415A patent/JPH03295208A/ja active Pending
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