JPH0362416A - 酸化物超電導線 - 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、金属パイプに酸化物超電導材料を詰めて線材
化した新規な酸化物超電導線に関する。

〔従来の技術〕

現在、各種の酸化物系超電導物質が知られており、その
物質を超電導体として線材やテープなどの長尺体に成形
加工する実用化研究が世界的に隆盛である。

一般に、酸化物超電導体の線材化の製造プロセスとして
は粉末法が知られている。粉末法は、■金属パイプ（通
常は銀パイプ）に酸化物超電導体の原料粉末を充填し、
パイプの両端部を溶接するなどして金属パイプ内に原料
粉末を封入する、■金属パイプをスェージ加工、ダイス
伸線（ダイスによる引抜き加工）または圧延加工し、太
径線を細径線或いは薄肉テープにする、■細径線或いは
薄肉テープを焼結し、超電導線として製品化する、の如
く行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

現在のところダイス伸線及び圧延加工のうち超電導体の
線材化には圧延加工が専ら行われており、ダイス伸線加
工はほとんど採用されていない。ダイス伸線加工が実施
されていない理由は、ダイス伸線での細線化には０．１
（１）程度と限度があり、これより細径化すると断線が
多発するからである。

これに関し、通常の金属線材におけるダイス伸線加工で
は、第４図にダイス２０によって伸線されるときの線材
１０の変形状態を示すように、線材１０が大径状態のと
きは銀パイプ内部の原料粉末が伸線による引張力によっ
て軸方向に移動し、外見上の変形が進行するが、線材１
０が細径になるに伴い粉末粒子が微粉化し、粒子が軸方
向にすべり難くなる結果、原料粉末の中心部にクランク
が発生し易くなる。しかも、第４図から分かるように、
線材１０の中心部には外層部よりも大きな引張力が作用
するため、外層部よりも中心部の変形量が大きくなる。

従って、中心部でのクランクの発生及び大きな変形量に
よって断線が引き起こされるわけである。

一方、圧延加工においては、引張力よりも圧縮力によっ
て変形が進行すること、すなわち引張力による変形量が
少ないことから、線材内部にクラックが発生することは
少ない。しかしながら、超電導線は金属系超電導線材に
みられるように、部平角形状のものを除けばほとんどが
丸線形状である。

さらに、製品である超電導線の使用に関しては、パルス
電流や交流を用いる仕様のものが多い。例えば、酸化物
超電導線を交流仕様に用いる場合、概算によると直径数
μｍ程度の丸状超電導体フィラメントが必要である。特
に、交流送電系統の各種設備に適用する場合、フィラメ
ント状超電導線を撚線にして用いることが切要である。

そのため、酸化物超電導線の実用化に際しては、圧延加
工によるテープ状の超電導線は直流機器用にほぼ限定さ
れるが、交流仕様など広範な用途に対応するには細径化
された丸状の超電導線が必要になる。

従って本発明の目的は、以上の点を鑑みて、細径化の容
易な、特に丸状の細径化を断線などの不都合なく容易に
行うことができる酸化物超電導線を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段］ 前記目的は、金属パイプが外側の銀パイプと当該銀パイ
プ内に挿通された内側の銀パイプまたは銀ロッドとから
なり、外銀パイプと内銀パイプまたは銀ロッドとの間隙
に超電導材料を充填してなる超電導線により達成される
。

すなわち、本発明の酸化物超電導線は、通常の一本の銀
パイプに代えて外銀パイプ内に内銀パイプまたは銀ロッ
ドを配置した二本の銀材を使用したものである（第１図
参照）。

かかる二重銀材構造を採用した超電導線では、酸化物超
電導粉末が両銀材の間隙に充填されているため、細線化
時に粉末部には内外銀材の塑性流れの速度差により常に
剪断力が作用し、粉末部内に空洞が発生するようなこと
がなく、特に丸状の細線化が可能となる。

本発明において、細線化の方法は特に限定はないが、丸
線化する場合は特にダイス伸線加工（すなわちダイスに
よる引抜き加工）を採用するのが好ましい。

また、外銀パイプ内に挿通ずる内銀材は銀パイプまたは
銀ロッドのどちらでもよいが、次に記す加工性の面から
銀パイプを使用することが好ましい。

すなわち、内銀パイプを使用した場合、ダイス伸線加工
時に内銀パイプの中空部に流体（特に揮発性流体）を充
填しておくことが好ましい。この理由は、第４図に基づ
いて先述したように、伸線中に最も加工度が高く、クラ
ックが発生し易い部分は線材の中心部であるため、中心
部を避けて、内外銀パイプの間隙に酸化物粉末を充填し
、中心部に相当する内銀パイプの中空部に流体を充填し
ておけば、伸線時にクラックの発生を効果的に防止する
ことができるからである。

しかして、流体は、最終伸線の後に真空引きなどにより
内銀パイプの中空部から容易に除去できるような揮発性
であることが好ましい。また、液体は気体と異なり非圧
縮性であるから、内銀パイプに伸線による外圧が加わっ
た場合でも内銀パイプに均一な内圧を加えることができ
、伸線加工中の座屈を防止できる点から、気体よりも液
体を用いるのが望ましい。かかる揮発性液体としては、
エチルアルコール、メチルアルコール、イソプロピルア
ルコール、アセトン、ドルクロルエタンなどが例示され
るや 内外銀材の間隙に充填する酸化物超電導材料にも制限は
なく、例えば仮焼結後の原料粉末のｋＪｉ戒で示すと、
ＹＢａｌＣ＋ｇＯ，、ＥｒＢａｔＣｕｓ○ア、ＨｏＢａ
ｚＣｕ、　Ｏ、、ＢｉｅｌＰｂｏ、５ＳｒＣａＣｕ＋、
５Ｏｙｓ　Ｂｉｏ、５Ｐｂｏ、ｚＳｒＣａＣｕ＋、ｓ○
。

などが列挙される。

〔実施例〕

以下に実施例を用いて本発明の酸化物超電導線を詳細に
説明するが、本発明は以下の実施例のみに限られるもの
ではない。

第１図は一実施例を示し、当該超電導線は外銀パイプ１
と該パイプ１と同軸上に配置された白銀パイプ２との間
隙に酸化物超電導材料３を充填したものである。超電導
線の中心部４、すなわち白銀パイプ２内は最終伸線後の
真空引きなどによって揮発性流体が除去されている。

実施例１ 次に具体例を述べる。

本実施例では第２図に示す如き構造の銀パイプを採用し
た。この銀パイプは内外銀パイプ２．１を一体戒形した
もので、断面は第１図に示した如き形状を呈する。寸法
は、外銀パイプ１の外径が２０ｍｍ、肉厚が１．５　ｍ
ｍ、内鑵パイプ２の外径が８閣、肉厚が１ｆｆｉ［Ｉ、
原料粉末充填部の長さが１０ｃｍである。

上記内外銀パイプの間隙に酸化物原料粉末（本例ではＹ
ＢａｚＣｕｓＯｙ　）を詰めると共に、中心部４に揮発
性液体としてエチルアルコールを充填した。

その後、銀パイプの他端に銀または銅からなるキャップ
７を溶接によって接合し、原料粉末及びエチルアルコー
ルをパイプ内に封入した。この際、図に示すように溶接
箇所の付近に水冷ブロック８を配置し、溶接熱によって
揮発性液体であるエチルアルコールが発火しないようエ
チルアルコールを冷却した。

このようにして得られた母材を外径が７１１Ｉ１１１程
度になるまでスェージ加工によって細線した後、外径が
０．０７　ｒｍになるまで第３図に示す如くダイス２０
による伸線を行い、約８０００ｍの細径線を得た。得ら
れた細径線より長さ５ｃ１１の線をサンプリングし、中
心部４のエチルアルコールを真空引きにより除去し、サ
ンプリング線の両端を圧着により封止した。このサンプ
リング線を、まずＯ２雰囲気中にて９２０　’Ｃで１２
時間、続いて同雰囲気中にて４５０°Ｃで５時間焼結す
ることにより、超電導線を作製した。

この長さ５ｃＩ１１の超電導線の超電導特性を調べた結
果、超電導転移温度（ゼロ抵抗温度）は９２Ｋ、抵抗が
減少し始める温度は８８Ｋ、７７にでの臨界電流密度は
４６０　Ａ／ｃ−Ｊであった。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明の酸化物超電導線は、外側の
銀パイプと内側の銀パイプまたは銀ロッドとからなる二
重構造の銀材を使用したものであることにより、丸状の
細径線を容易に得ることができる。

特に、細線化にダイス伸線加工を採用しても線内部にク
ランクが発生するようなことがないため、断線すること
もなく、欠陥のほとんどない高品質な超電導線を容易に
作製できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の酸化物超電導線の一実施例を示す断面
図、第２図は細線化加工前における超電導線の母材の断
面図、第３図は第２図に示した母材をダイス伸線する時
の状態を示す断面図、第４図はダイス伸線による通常の
金属線材の変形過程を示す断面図である。 １　　　　　：外側銀パイプ ２　　　　　：内側銀パイプ ３　　　　　：酸化物超電導材料 ４　　　　　：中心部 第１図 ８ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属パイプに酸化物超電導材料を充填してなる超電導線
   であって、金属パイプが外側の銀パイプと当該銀パイプ
   内に挿通された内側の銀パイプまたは銀ロッドとからな
   り、外銀パイプと内銀パイプまたは銀ロッドとの間隙に
   超電導材料を充填してなることを特徴とする酸化物超電
   導線。