JPH0357110A - 酸化物超電導導体の製造方法 - Google Patents

酸化物超電導導体の製造方法

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JPH0357110A
JPH0357110A JP1191342A JP19134289A JPH0357110A JP H0357110 A JPH0357110 A JP H0357110A JP 1191342 A JP1191342 A JP 1191342A JP 19134289 A JP19134289 A JP 19134289A JP H0357110 A JPH0357110 A JP H0357110A
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sheath
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sheath metal
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Naoki Uno
直樹 宇野
Kiyoshi Nemoto
清 根本
Sukeyuki Kikuchi
菊地 祐行
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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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] 本発明は酸化物超電導導体の製造方法に関するものであ
り、特にテープ状の酸化物超電導導体の製造方法に関す
るものである。
[従来の技術] シース用金属管内に酸化物超電導体の粉末を充填し、こ
れを縮径加工して線材化する方?去は、容易に線材化し
得る方法として一般に公知である。
特に最近では、線材の臨界電流密度を向上させるために
、円筒形状よりも、テープ状に薄板圧延するほうが優れ
ているので、最終加工はほとんど圧延により行われてい
る。
前記テープ状線材の特徴は、一方向に圧延することによ
り金属シース内部の超電導体の結晶の長@(C軸)が圧
延方向と同一方向になるように配向されることである。
そのため各結晶粒間の結合面積が無配向材よりも増大し
、所謂弱結合が改善される。このため、界面相の厚さを
薄くすることができる. 一方、酸化物超電導体を線材加工後、焼結熱処理を行う
にあたっては酸素を供給することが必要であり、シース
用金属としては、酸素透過性のある銀および銀合金が一
般に用いられている.また、酸化物超電導体、特に希土
類を含む組戒のものでは、焼結から冷却過程に於いて、
酸素の吸収を伴う2次の相変態を有すること、また希土
類を含まない組戒でも、焼結と、以後の熱処理過程で酸
素の供給を必要とすることから、酸素を透過しない金属
、もしくは自身が酸化することにより他を還元する金属
は用いられていない。
[発明が解決しようとする課題】 しかしながら.シース用金属として用いる銀および銀合
金は変形抵抗が小さく、塑性加工性にすぐれている一方
で,内部の酸化物超電導体との機械的強度の差が大きい
ため、一対又は複数段の圧延ロール間で圧延する場合に
、テープの厚さが薄くなるにつれて長さ方向に均一な加
工ができなくなり、長さ方向で内部の酸化物超電導体層
の断而積の不均一化、所謂ソーセージング現象が生じた
. 本発明は、銀、銀合金のなどの変形抵抗の小さい金属で
酸化物超電導体を被覆した線状体に圧延加工をする際に
、シース用金属管内部の酸化物超電導セラミックス部分
の断面積が長さ方向で不均一になるのを改善することを
目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明に係る酸化物超電導導体の製造方法では、酸化物
超電導体をシース用金属管に充填した状態で、該酸化物
超電導体をシース用金属管とともに圧延加工を施して線
材を作製した後、該線材を加熱処理する酸化物超電導導
体の製造方法において、 前記シース用金属管内に充填された酸化物超電導体をシ
ース用金属管とともに圧延する際に、前記シース用金属
管の圧下方向の両側に、前記シース用金属管よりも変形
抵抗の大きい金属条を介在させて挟み圧延加工を施すも
のである.[作用] 本発明においては、酸化物超電導体を充填したシース用
金属管を圧延する際に、シース用金属管の圧下方向の両
側に、前記シース用金属管よりも変形抵抗の大きい金属
条を介在させて挟み圧延加工を施すものであるため、銀
、銀合金のなどの変形抵抗の小さい金属で酸化物超電導
体を被覆してテープ状導体に圧延加工をする場合に、シ
ース用金属管内部の酸化物超電導セラミックス部分の断
面積が長さ方向で不均一になるが改善される。
即ち、銀、銀合金などのシース用金属管内に酸化物超電
導粉体を充填して圧延加工を行う場合、充填密度が低い
初期の段階では、粉体相互のすべりによって、見掛上の
塑性変形は容易に行われる. ところが、圧延の回数が多くなり、全加工率が高くなる
につれて充填密度が高くなり、粉相互のすべりだけでな
く、粉同士の剪断力による破砕が多くなってくると、見
掛上の粉の変形抵抗は著しく上昇する.その結果、銀,
銀合金のような変形抵抗の小さいシース用金属管では内
部の酸化物超電導粉体を全長で均一(変形させることが
できず、よって長さ方向の断面積の不均一化を生じる. これを解決する手段として、当該シース用金属管の両側
にシース用金属よりも変形抵抗の大きい、例えばステン
レスなどの金属条を配し、この金属条を介在させて挟み
圧延加工を施すと、見掛上シース用金属管の剛性が上り
、内部の酸化物超電導粉体の粉砕を伴う加工が可能とな
り、圧延の力が面状に掛るため、酸化物超電導粉体が長
さ方向で均一に充填された断面を持つ圧延加工ができる
こととなる. 【実施例] 第1図は挟み圧延加工の圧延状態の断面模式図である.
図において、回転する2つの圧延ロール4の間には、一
組の高い変形抵抗を有するステンレス製の金属条lが挟
み込まれており、金属条1の間には銀又は銀合金製のシ
ース用金属管2が挟みこまれている。シース用金属管2
の内部には酸化物超電導体粉3が充填されている. 高強度の金属条1は圧延によりほとんど変形しない.一
方、シース用金属管2と酸化物超電導粉3は変形し、薄
くなる.従って、金属条!とシース用金属管2は圧延の
過程で速度が相対的に異なる.この速度差によるシース
用金属管2表面の摩耗疵の発生を少なくするため、金属
条lとシース用金属管2の間に動粘性係数の高い潤滑剤
を通用することが望ましい. 以上のような挟み圧延加工により、実際に長尺線材を得
るための方法として、金属条を無限軌道状に配した装置
を使用するとよい. 第2図は無限軌道型に高強度金属条を配した装置の構成
を示す説明図である. 図において、上下一組のステンレス製の高強度金属条1
1がガイドロール41によって無限軌道状に配置されて
いる。ガイドロール41による金属条11と接する部分
の曲率は、金属条!+の弾性限度以内である。
主圧延ロール42の入側にガイドロール41を設け、主
圧延ロール42のロール径よりも大きな曲率で該金属条
11をシース用金属管21と主圧延ロール42の間に介
在させるようにする。
このようにすることにより、シース用金属管2貫が主圧
延ロール42人口でロールにより押されて生じるパルジ
(ふ〈れ)変形を防止できる。
また主圧延ロール42の出側にも副圧延ロール43を設
け、主圧延ロール42出側における圧延ざれたシース用
金属管2lのふくれ変形の発生を防止するとともに、均
一な圧延を促進できる構造となっている. なお、この圧延の場合にも、金属条IIとシース用金属
管21との間に動粘性係数の高い潤滑剤を適用すること
が望ましい。
なお、1回の圧下草は10%より大きく、好まし〈は2
0%以上とするのが望ましい.何故なら、lO%以下で
は高強度金属条による圧下力の伝達が不充分となり、全
長で均一な断面積を有する線材を得ることができないた
めである.以下に、実際に線材を作製した実施例を示す
.実施例I YBa2CusOy−xで表わされる酸化物超電導体粉
末(平均粒径10μs)を内径1511111.外径2
5■.長さ150■の銀バイブに充填し、両端を銀ブロ
ックにより密封した後、スウェージングにより外径5I
IIまで縮径加工した. 而して製作した線材を平ロール圧延機により厚さ2一一
までそのまま扁平に圧延し、厚さ2ssX幅7+amの
テープ状線材を得た。
このテープ条線材の上下両面側に厚さO.SIlg+ 
,幅10mmのステンレス条(sus304H)を第2
図に示すように無限軌道型に配し、このステンレス条を
介して、!パス圧下率30%で厚さ0.5asまで圧延
した. 得られた線材を3分割し、それぞれ30%,50%.8
0%の圧下率で厚さ0.1mm+まで同様に圧延し、各
圧下率の試料毎に線材長手方向に対して垂直な断面を長
さ方向の10ケ所で切り出し、シース内部の酸化物超電
導体層部分の断面積を測定し、平均断面積とバラツキ(
aS%)を求めた, また上記圧延テープ線材を酸素気流中で900℃x5h
r焼結熱処理を行った後、臨界電流reを測定した.こ
のIcを平均断面積で除して、臨界電流密度Jcを求め
た. 比較例!−1 実施例1と同様の挟み圧延加工を行い、厚さ0.5 a
mから厚さ0.1■までlパス圧下率IO%で圧延した
.而して得られた線材の内部の酸化物超電導体層の断面
積と、ICを実施例1と同様に測定した. 比較例1−2 実施例1と同様に銀バイブにYBa2CUsQ,一。酸
化物超電導粉体を充填した後、スウェージングと圧延に
より厚さ2■−×幅7l1會のテープ状線材を得た。得
られた線材をステンレス条を介することなく1パス圧下
率30%で厚さ0.1mII1まで圧延した。而して得
られた線材について実施例1と同様に内部の酸化物超電
導体層の断面積とIcを測定した。
結果を次の第1表に示す。
実施例2 (81 +. aPbo. z)zsr2ca2cu3
0,で表わされる酸化物超電導粉末(平均粒径10μm
)を実施例1と同様の銀パイプに充填し、同様の方法で
厚さ0.5mmまでに圧延した。得られた線材を3分割
し、それぞれ30%,50%,80%の圧下率で厚さ0
.1IIIII+まで圧延した。而して得られた線材に
ついて実施例1と同様に長さ方向の10ケ所の内部の酸
化物超電導体層部分の断面積を測定し、平均断面積とバ
ラツキ(σS%〉を求めた. また上記圧延テープ線材を大気中で845℃×20h『
焼結熱処理を行った後、2 0 0 kg/c■2の圧
力を加えてプレスを行い、さらに845℃×100hr
の熱処理を行い、臨界電流1cを測定した。このICを
平均断面積で除して臨界電流密度Jcを求めた。
比較例2−1 実施例2と同様の挟み圧延加工を行い、厚さ0.5m−
から厚さ0.ins+まで1パス圧下率10%で圧延し
た。而して得られた線材について内部の酸化物超電導体
層の断面積と、Icを実施例2と同様に測定した. 比較例2−2 実施例2と同様のBi系酸化物超電導粉末を用い、比較
例(1−2)と同様にステンレス条を介することなく1
バス圧下率30%で厚さ0.11まで圧延した。而して
得られた線材について実施例2と同様に内部の酸化物超
電導体層の断面積とICを測定した. 結果を次の第2表に示す。
(以下、余白) 弔 1 表 ※表中、 OSはバラツキ、 Icは臨界電流、 Jcは臨界電流密度 第2表 X表中、asはバラツキ、Icは臨界電流、Jcは臨界
電流密度第1表及び第2表に示すように、1パス圧下率
の大きい実施例1品及び実施例2品では、内部の酸化物
超電導体層の断面積のバラツキ(OS)が小さく、その
ためIcが高いことが判った。
一方、1バス圧下草の小さい比較例1−1品及び比較例
2−1品、金属条を介さないで圧延をした比較例1−2
品及び比較例2−2品では内部の酸化物超電導体層の断
面積のバラツキ(OS)が大きく、Icが低いことが判
った. この実施例と比較例とで酸化物超電導体層の断面積の変
動以上にIcの値に差が出たのは、酸化物超電導体層の
断面積変動の大きい線材では結晶粒子相互の配向性や接
触が悪く、電流パスの低下と弱結合の増大をきたしたか
らである.[発明の効果] 本発明は以上説明したとおり、シース用金属管内に充填
された酸化物超電導体をシース用金属管とともに圧延す
る際に、シース用金属管の圧下方向の両側に、前記シー
ス用金属管よりも変形抵抗の大きい金属条を介在させて
挟み圧延加工を施すものであるため、銀、銀合金のなど
の変形抵抗の小さい金属で酸化物超電導体を被覆した線
状体に圧延加工をする際に、シース用金属管内部の酸化
物超電導セラミックス部分の断面積が長さ方向で均一に
なり、結晶粒子相互の配同性や接触が良好になり、電流
バスの増大や弱結合の減少を果たすという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による挟み圧延加工の圧延状態の断面模
式図、第2図は無限軌道型に高強度金属条を配した実施
例装置の構成を示す説明図である。 図において、1.11は金属条、2.21はシース用金
属管、3は酸化物超電導体粉、4は圧延ロール、4lは
ガイドロール、42は主圧延ロール、43は副圧延ロー
ルである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)酸化物超電導体をシース用金属管に充填した状態
    で、該酸化物超電導体をシース用金属管とともに圧延加
    工を施して線材を作製した後、該線材を加熱処理する酸
    化物超電導導体の製造方法において、 前記シース用金属管内に充填された酸化物超電導体をシ
    ース用金属管とともに圧延する際に、前記シース用金属
    管の圧下方向の両側に、前記シース用金属管よりも変形
    抵抗の大きい金属条を介在させて挟み圧延加工を施すこ
    とを特徴とする酸化物超電導導体の製造方法。
  2. (2)前記挟み圧延加工において、変形抵抗の大きい金
    属条を無限軌道状に配し、連続的に前記シース用金属管
    内に充填された酸化物超電導体に圧延加工を施すことを
    特徴とする請求項1に記載の酸化物超電導導体の製造方
    法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03192613A (ja) * 1989-12-21 1991-08-22 Natl Res Inst For Metals 酸化物超電導線材とその製造方法
CH685996A5 (de) * 1993-06-22 1995-11-30 Univ Geneve Verfahren und Einrichtung zur Herstellung eines Leiters mit mindestens einem texturierten, supraleitenden Kern.
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