JPH04123718A

JPH04123718A - 超電導線材の製造方法

Info

Publication number: JPH04123718A
Application number: JP2245246A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Sato; 謙一佐藤; Nobuhiro Shibuta; 渋田　信広; Hideto Mukai; 向井　英仁
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1990-09-14
Filing date: 1990-09-14
Publication date: 1992-04-23

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】［産業上の利用分野コこの発明は、超電導線材の製造方法に関するもので、特
に、酸化物超電導体を備える超電導線材の製造に適した
方法に関するものである。

［従来の技術〕近年、より高い臨界温度を示す超電導体として、セラミ
ックス系、すなわち酸化物系の超電導体か注目されてい
る。なかでも、イツトリウム系か９０に、ビスマス系が
ｌｌ０Ｋ、タリウム系が１２０に程度の高い臨界温度を
示し、実用化が期待されている。たとえば、このような
超電導体を、ケーブル、ブスバー、パワーリード、コイ
ルなどに応用することが考えられている。

［発明が解決しようとする課題］しかしなうくら、これらの超電導体を上述したような用
途に応用としようとする場合、長尺で安定した特性の超
電導線材を得る必要かある。

それゆえに、この発明の目的は、このように長尺で安定
した特性の超電導線材を得ることができる、超電導線材
の製造方法を提供しようとすることである。

［課題を解決するための手段〕この発明は、超電導体となる粉末を金属被覆して塑性加
工し、熱処理を施すステップを備える、超電導線材の製
造方法に向けられるものであって、上述した技術的課題
を解決するため、テープ状の素線材を複数枚重ね合わせ
て１度目の熱処理を行ない、しかる後、塑性加工し、２
度目の熱処理を施す、各ステップを備えるとともに、少
なくとも前記２度目の熱処理ステップの前に、前記素線
材を重ね合わせたものを無機物質で被覆するステップを
備えることを特徴としている。

好ましくは、前記無機物質で被覆するステップは、前記
１度目の熱処理ステップの前に実施される。この場合、
１度目の熱処理ステップを終えたとき、無機物質が取り
除かれる場合には、塑性加工した後、２度目の熱処理ス
テップの前に、再度、無機物質で被覆するステップが実
施される。また、無機物質で被覆した状態で、１度目の
熱処理を行なった後、塑性加工する際、たとえばロール
によ名圧延を用いずに、静水圧を用いる場合には、無機
物質を取り除く必要がない。したがって、同じ無機物質
で被覆されたまま、２度目の熱処理を施すこともできる
。

上述した無機物質としては、たとえば、ガラス繊維また
はその編んだものが用いられる。この場合、ガラス繊維
は、ＳｉＯ２を成分として５０％以上含有するものが好
ましい。たとえば、ガラス繊維としては、ＳｉＯ２が１
００％の石英ファイバ、Ｓ　ｉ　０２が６５％、Ａｌ２
Ｏ３が２３％、Ｍ２Ｃが１１％、およびその他不純物を
含むファイバを用いることが、耐熱性、および取扱い性
の点で好ましい。

なお、無機物質として電気絶縁性のものが用いられると
、熱処理後において特別な絶縁被覆処理を行なう必要が
なく、そのような処理時の取扱いによる超電導特性の劣
化を防止できる。

この発明は、高温超電導体として呼ばれる酸化物超電導
体を備える超電導線材の製造方法に有利に適用される。

高温超電導体としては、たとえば、イツトリウム系、ビ
スマス系、タリウム系のものがあるが、臨界温度および
臨界電流密度が高いこと、毒性が少ないこと、および希
土類元素を必要としない点において、ビスマス系が好ま
しい。ビスマス系超電導体を用いる場合、Ｂ１−Ｓｒ−
Ｃａ−Ｃｕまたは（Ｂｉ、Ｐｂ）−Ｓｒ−Ｃａ−ＣＵに
おいて２２２３組成を基本とするものが好ましく、この
場合には、金属被覆される粉末には、２２１２相を主体
とする超電導相と非超電導相とからなるものが用いられ
る。

また、粉末は、金属被覆される前に、脱ガス処理される
ことが好ましい。

この発明において用いられるテープ状の素線材は、金属
被覆されているが、このような金属被覆は、得られた超
電導線材を安定化させる機能を有する。金属被覆のため
の金属としては、超電導体と反応せず、加工性が良好で
、安定化材として機能するような比抵抗の小さなものが
適しており、たとえば、銀または銀合金が用いられる。

このような金属は、超電導体を被覆するように用いられ
るが、超電導体と他の金属被覆との間の中間層として用
いられてもよい。中間層として用いられる場合には、そ
の上に、別の金属が被覆されるが、この金属としては、
たとえば、銅、アルミニウム、またはそれらの合金が用
いられる。

［発明の作用および効果］この発明によれば、少なくとも２度目の熱処理が、無機
物質で押さえつけられたまま行なわれるので、金属被覆
内の超電導体から放出されるガスによる膨張現象が抑え
られ、それによって、長尺にわたって、超電導特性の劣
化がなく、安定した超電導特性および高い臨界電流密度
を有する超電導線材を得ることかできる。

また、上述した効果は、１度目の熱処理ステップの前に
、無機物質で被覆するステップを実施し、それによって
１度目および２度目の熱処理の双方において、無機物質
で被覆しておくと、−層顕著になる。

また、テープ状の素線材を複数枚重ね合わせることによ
り、高い臨界電流密度および優れた機械的特性を確保し
ながら、個々のテープ状の素線材に対しては、強加工を
施すことができるので、層高い臨界電流密度を得ること
ができる。

このようにして得られた超電導線材は、テープ状の形態
をなしており、ケーブル、ブスバー、パワーリード、コ
イルなどに用いることができる。

この場合、得られた超電導線材は、歪み０１３％以下（
歪み＝超電導線材の厚み／曲げ直径）で取扱うことが望
ましい。

また、金属被覆される粉末に対して、金属被覆される前
に、脱ガス処理しておくと、前述したような膨張を防止
するのにさらに効果的であり、そのため、長さ方向にわ
たって均一な特性を与えることができる超電導線材を得
るのに一層貢献できる。

また、この発明は、特に、ビスマス系超電導体を含む超
電導線材の製造方法に適用されると効果的である。この
場合、ビスマス系超電導体は、Ｂ１−５　ｒ−Ｃａ−Ｃ
ｕまたは（Ｂｉ、Ｐｂ）　−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕの組成に
おいて２２２３組成を有しており、粉末としては、２２
１２相を主体とする超電導相および非超電導相からなる
ものを用いると、特に優れた特性を示す。

［実施例］実施例ＩＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８０：Ｏ。

４２コ２．００：２．２２ご３．００の組成を持つよう
に、各々の元素を含む酸化物または炭酸塩を混合し、熱
処理により、Ｂｉ＋Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕの比率がほ
ぼ２＋２：１：２となっている２２１２相と非超電導相
とからなる粉末を準備した。

この粉末を、１０Ｔｏｒｒの減圧雰囲気で、７００℃、
３０分間の脱ガス処理した。

得られた粉末を、外径１２ｍｍ、内径８ｍｍの銀パイプ
で被覆し、外径１ｍｍになるまで伸線加工し、１回の圧
延で０．１７ｍｍの厚みになるまで圧延加工した。

このようにして得られたテープ状の素線材を５枚重ね合
わせたものを、ＳｉＯ□が６５％、Ａｔ２０３が２３％
、Ｍ　ｇ　Ｏが１１％、およびその他不純物を含むガラ
ス繊維の編組テープ（幅５ｍｍ。

厚み０．１４ｍｍ）で被覆した。

これを、８４５℃で５０時間熱処理し、その後、ガラス
繊維を取り除き、次いで、１１．８％の加工度で圧延し
、５０ｍの線材を得た。

次に、再度、同じ編組テープでこの線材を被覆した後、
直径５００ｍｍのアルミナ／シリカ製セラミックス円筒
に巻付け、８４０℃で５０時間熱処理した。

このように、円筒に巻いたままで、得られた線材の液体
窒素温度での臨界電流および臨界電流密度を測定したと
ころ、それぞれ、６０Ａおよび１２００ＯＡ／ｃｍ２で
あった。また、得られた線材の取扱い性は良好であった
。

実施例２Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．７８：０゜４０・
１．９７：２．２０：３．０３の組成を持つように、各
々の元素を含む酸化物または炭酸塩を混合し、熱処理に
より、２２１２相と非超電導相とからなる粉末を準備し
た。

この粉末を、１２Ｔｏ　ｒ　ｒの減圧雰囲気で、７００
℃、１時間の脱ガス処理した。

得られた粉末を、外径１２ｍｍ、内径８ｍｍの銀パイプ
で被覆し、外径１ｍｍになるまで伸線加工し、次いで、
１回の圧延で０．１７ｍｍの厚みになるまで圧延加工し
た。

このようにして得られたテープ状の素線材を１０枚重ね
合わせ、石英ガラス編組テープ（幅１０ｍｍ、厚み０．
２ｍｍ）で被覆し、８５０℃で５０時間熱処理し、その
後、石英ガラス編組テープを除去した。次いで、１５％
の加工度で圧延加工し、２０ｍの線材を得た。

この線材を、再度、同し石英ガラス編組テープ被覆し、
直径７５０ｍｍのステレンス管にコイル巻きし、８４５
℃で５０時間熱処理した。

得られた線材を、液体窒素温度で評価したところ、取扱
い性が良好で、臨界電流が１４ＯＡであり、臨界電流密
度か１４８００Ａ／ｃｍ２であった。

特許出願人　住友電気工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）超電導体となる粉末を金属被覆して塑性加工し、
熱処理を施すステップを備える、超電導線材の製造方法
において、テープ状の素線材を複数枚重ね合わせて１度目の熱処理
を行ない、しかる後、塑性加工し、２度目の熱処理を施
す、各ステップを備えるとともに、少なくとも前記２度
目の熱処理ステップの前に、前記素線材を重ね合わせた
ものを無機物質で被覆するステップを備える、ことを特徴とする、超電導線材の製造方法。
（２）前記１度目の熱処理ステップの前に、前記無機物
質で被覆するステップが実施される、請求項１に記載の
超電導線材の製造方法。
（３）前記無機物質が、ガラス繊維またはその編んだも
のである、請求項１または２に記載の超電導線材の製造
方法。
（４）前記ガラス繊維が、ＳｉＯ＿２を成分として５０
％以上含有する、請求項３に記載の超電導線材の製造方
法。
（５）前記超電導体が、ビスマス系超電導体であり、か
つＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕまたは（Ｂｉ，Ｐｂ）−Ｓｒ
−Ｃａ−Ｃｕにおいて２２２３組成を基本とするもので
あり、前記粉末は、２２１２相を主体とする超電導相と
非超電導相とからなる、請求項１ないし４のいずれかに
記載の超電導線材の製造方法。
（６）前記粉末が、金属被覆される前に、脱ガス処理さ
れる、請求項１ないし５のいずれかに記載の超電導線材
の製造方法。