JPH04259203A - セラミックス超電導体コイルの製造方法 - Google Patents

セラミックス超電導体コイルの製造方法

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JPH04259203A
JPH04259203A JP3041254A JP4125491A JPH04259203A JP H04259203 A JPH04259203 A JP H04259203A JP 3041254 A JP3041254 A JP 3041254A JP 4125491 A JP4125491 A JP 4125491A JP H04259203 A JPH04259203 A JP H04259203A
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JP
Japan
Prior art keywords
ceramic superconductor
composite
coil
ceramic
linear body
Prior art date
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Pending
Application number
JP3041254A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanao Mimura
三村 正直
Kiyoshi Nemoto
清 根本
Takashi Kinoshita
隆 木下
Sukeyuki Kikuchi
菊地 祐行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
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Publication of JPH04259203A publication Critical patent/JPH04259203A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting 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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックス超電導体
を使用したコイルの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】Y−Ba−Cu−O系、Bi−Sr−C
a−Cu−O系、Tl−Ba−Ca−Cu−O系等のセ
ラミックス超電導体は、Tc(臨界温度)が液体窒素温
度を超えるため高温である種々の用途への応用が期待さ
れいる。特に、このようなセラミックス超電導体を種々
の形状に成型することが検討されている。例えば、セラ
ミックス超電導体を磁場を発生させるコイルに適用する
場合、従来、金属シース法により作製されたセラミック
ス超電導線状体を用いている。
【0003】これは、例えば、セラミックス超電導体の
原料をシース材である金属パイプ内に充填して複合ビレ
ットを作製し、次いで、この複合ビレットを塑性加工に
より所望形状、所望寸法に仕上げ、次いで、図1に示す
ようにセラミックス超電導線状体10をコイル状に巻き
付けて、その後、このコイル状体にセラミックス超電導
体原料をセラミックス超電導体に反応させるための熱処
理を施してセラミックス超電導体コイル1を得るもので
ある。
【0004】金属シースに用いられる金属材料としては
、Ag、Ag合金、Cu、Cu合金等が用いられる。 なかでも酸素透過性に優れるAg、Ag合金が特に好ま
しい。
【0005】塑性加工としては、押出、圧延、引き抜き
、スウェージング等の従来の手段が用いられる。この塑
性加工により、断面形状が円形、楕円形、矩形、または
テープ形状のものを容易に製造することができる。
【0006】図1に示すような、いわゆるパンケーキ型
コイルでは、各層間において電気的に絶縁されているこ
とが必要である。このため、種々の方法が考えられるが
、一般に、セラミックス超電導体が作用する液体窒素ま
たは液体ヘリウム等の極低温冷媒中で使用することがで
きるAl2 O3 、エポキシ樹脂等からなる絶縁部材
と共にセラミックス超電導体をコイル状に成型している
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の方法では、各層間に絶縁部材が介在してい
るので、全体としてコイルが大型化する。また、絶縁部
材に例えばAl2 O3 の繊維や不織布を用いる場合
、セラミックス超電導体と共にコイル状に巻き付けると
Al2 O3 の繊維や不織布がずれてしまい絶縁不良
を引き起こす恐れがある。
【0008】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、優れた超電導体特性を発揮し、しかも絶縁不良を
防止することができるセラミックス超電導体コイルを容
易に得ることができるセラミックス超電導体コイルの製
造方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、セラミックス
超電導体の外側に金属を配置して複合線状体を形成し、
次いで、該複合線状体の表面に金属酸化物からなる層を
形成し、次いで、前記複合線状体を所望形状のコイル成
型体に成型し、その後、該コイル成型体にセラミックス
超電導体となすための熱処理を施すことを特徴とするセ
ラミックス超電導体コイルの製造方法を提供する。
【0010】ここで、使用するセラミックス超電導体と
しては、Bi系、Y系、Tl系等のいずれも使用するこ
とができる。
【0011】金属シースに用いられる金属材料としては
、Ag、Ag合金、Cu、Cu合金等が用いられる。 なかでも酸素透過性に優れるAg、Ag合金が特に好ま
しい。
【0012】複合線状体を作製する方法は、従来使用さ
れている方法、例えば、まず、セラミックス超電導体の
構成元素の酸化物、炭酸塩等のような一次原料粉末を所
望のセラミックス超電導体組成となるように配合し、こ
れを充分に混合する。次いで、この混合粉末を仮焼成し
て仮焼成体を得る。次いで、得られた仮焼成体を粉砕し
てセラミックス超電導体原料とする。あるいは、混合粉
末を加熱溶融した後急冷して仮焼塊を得て、これを粉砕
してセラミックス超電導体原料としてもよい。このよう
にして得たセラミックス超電導体原料をそのまま、もし
くは圧粉成型後焼結して金属パイプ内に充填して複合ビ
レットとする。そして、この複合ビレットを塑性加工し
て所望形状、所望寸法に仕上げて複合線状体を作製する
【0013】塑性加工としては、線状体、テープ状体等
の形状に応じてそれぞれ押出、圧延、引抜、スウェージ
ング等の従来の加工手段が用いられる。したがって、塑
性加工により、セラミックス超電導導体の断面形状を円
形、楕円形、多角形、矩形、またはテープ形状等いずれ
の形状にもすることができる。
【0014】金属酸化物の金属としては、比較的低温で
酸化物が得られるAl、Cu、Mg、Zr、Ti、Y、
Caまたはそれらの合金を用いることができる。
【0015】金属酸化物の層を複合線状体の表面に形成
する方法としては、例えば、金属酸化物をペースト状に
してこれを直接複合線状体の表面に塗布しその後乾燥す
る方法、複合線状体の表面上にメッキを施して金属を被
着させ、この金属を酸化する方法、およびあらかじめ金
属シースに二重管を用い、複合線状体を作製した後に、
外側の管のみを酸化する方法等が挙げられる。
【0016】金属酸化物の厚さは、特に制限はないが、
複合線状体をコイル状に成型し易くするために数μm〜
数百μm程度にできるだけ薄いほうが好ましい。
【0017】線状体をコイル状に成型するとき、図1に
示すように、電流を供給するための端子12をあらかじ
め複合線状体10の両端に取り付けておくとよい。
【0018】セラミックス超電導体原料をセラミックス
超電導体となすための熱処理の温度は、セラミックス超
電導体原料の種類に応じて選定する。
【0019】
【作用】本発明のセラミックス超電導体コイルの製造方
法は、セラミックス超電導体の外側に金属を配置するこ
とにより複合線状体を形成し、その複合線状体の表面に
金属酸化物からなる層を形成し、その複合線状体を所望
形状のコイル成型体に成型し、このコイル成型体にセラ
ミックス超電導体となすための熱処理を施すことを特徴
としている。
【0020】このため、複合線状体上に形成された金属
酸化物層が、セラミックス超電導体コイルの各層間を確
実に絶縁する。したがって、単にセラミックス超電導体
コイルの各層間に絶縁部材を介在させたセラミックス超
電導体コイルにおいて起こる絶縁部材のずれによる絶縁
不良を防止することができる。
【0021】また、金属酸化物層は、厚さが数μm〜数
百μm程度と非常に薄いため、セラミックス超電導体コ
イルの小型化に寄与する。
【0022】
【実施例】以下、本発明の実施例について具体的に説明
する。
【0023】実施例1〜7 Bi2 O3 、SrCO3 、CaCO3 、CuO
の一次原料粉末をモル比で2:2:1:2となるように
配合し、充分に混合した。この混合物を大気中において
800℃、20時間で仮焼成し、得られた仮焼成体を粉
砕してセラミックス超電導体の仮焼成粉を得た。
【0024】次いで、この仮焼成粉を7つの外径7mm
φ、内径4mmφのAg製パイプ内にそれぞれ充填して
7つの複合ビレットを作製した。この7つの複合ビレッ
トをそれぞれスウェージング加工し、引続きこれに圧延
加工を施して幅約5mm、厚さ0.15mmのテープ状
複合線材を作製した。
【0025】この7本のテープ状複合線材のそれぞれの
表面に、あらかじめ調製した表1に示す金属酸化物のペ
ーストを厚さ0.05mm厚に塗布し、その後乾燥して
ペースト中のバインダーを除去した。
【0026】この7本のテープ状複合線材をそれぞれ外
径5mmφ、内径4mmφのAgパイプ上に30ターン
でコイル状に巻き付けた。それぞれのテープ状複合線材
の両端には電流端子をあらかじめ取り付けておいた。そ
の後、それぞれのコイル状体に大気中で850℃、50
時間の熱処理を施して複合線材中の仮焼成粉をセラミッ
クス超電導体にすることにより本発明のセラミックス超
電導体コイル(実施例1〜7)を作製した。
【0027】実施例8 実施例1と同様にして得た複合ビレットを引抜加工して
外径0.5mmφの断面が丸型の線状体を作製した。こ
の丸型線状体の表面に電気メッキによりCuを厚さ0.
2mm厚に被着した。次いで、この丸型線状体を大気中
において600℃で酸化処理して表面のCuをCuOに
してCuO層を形成した。
【0028】次いで、これをセラミック製の治具に30
ターンで巻き付けた。なお、それぞれのテープ状複合線
材の両端にはあらかじめ電流端子を取り付けておいた。 その後、それぞれのコイル状体に大気中で850℃、5
0時間の熱処理を施して複合線材中の仮焼成粉をセラミ
ックス超電導体にすることにより本発明のセラミックス
超電導体コイル(実施例8)を作製した。
【0029】実施例9 実施例1と同様にして得た複合ビレットを外径7.8m
mφ、内径7.2mmφのAlパイプに挿入した。この
複合ビレットをスウェージング加工し、引続きこれを圧
延加工して幅約5mm、厚さ0.15mmのテープ状複
合線材を作製した。このテープ状複合線材に600℃に
制御された電気炉内で熱処理を施してAlをAl2 O
3 にしてAl2 O3 層を形成した。
【0030】このテープ状複合線材を外径5mmφ、内
径4mmφのAgパイプ上に30ターンでコイル状に巻
き付けた。なお、それぞれのテープ状複合線材の両端に
はあらかじめ電流端子を取り付けておいた。その後、そ
れぞれのコイル状体に大気中で850℃、50時間の熱
処理を施して複合線材中の仮焼成粉をセラミックス超電
導体にすることにより本発明のセラミックス超電導体コ
イル(実施例9)を作製した。
【0031】比較例 実施例1と同様にして得たテープ状複合線材を、絶縁部
材としてAl2 O3 と共に外径5mmφ、内径4m
mφのAgパイプ上に30ターンでコイル状に巻き付け
た。なお、それぞれのテープ状複合線材の両端にはあら
かじめ電流端子を取り付けておいた。その後、それぞれ
のコイル状体に大気中で850℃、50時間の熱処理を
施して複合線材中の仮焼成粉をセラミックス超電導体に
することにより従来のセラミックス超電導体コイル(比
較)を作製した。
【0032】実施例1〜9、比較例のセラミックス超電
導体コイルについて液体窒素および液体ヘリウム中にお
けるIc(臨界電流)、並びにIcにおけるそれぞれの
発生磁場を調べた。その結果を下記表1に示す。なお、
Icは、セラミックス超電導体コイルを液体窒素または
液体ヘリウムに浸漬し、両端子に電流を流すことにより
測定した。
【0033】
【表1】 表1から明らかなように、本発明の方法により得られた
セラミックス超電導体コイル(実施例1〜9)は、いず
れも臨界電流値が高く、それぞれの発生磁場も大きいも
のであり、しかもコイル全層間において絶縁がなされて
いた。これに対して従来の方法により得られたセラミッ
クス超電導体コイル(比較例)は、臨界電流値が低く、
それぞれの発生磁場も小さく、実施例のほぼ半分程度で
あり、しかもコイル中心部の2箇所において絶縁不良が
認められた。
【0034】
【発明の効果】以上説明した如く本発明のセラミックス
超電導体コイルの製造方法によれば、優れた超電導体特
性を発揮すると共に絶縁不良を防止することができるセ
ラミックス超電導体コイルを容易に得ることができ、し
かもセラミックス超電導体コイルの小型化に寄与するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】セラミックス超電導体コイルを示す概略説明図
【符号の説明】
1…セラミックス超電導体コイル、10…セラミックス
超電導線状体、12…端子。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  セラミックス超電導体の外側に金属を
    配置して複合線状体を形成し、次いで、該複合線状体の
    表面に金属酸化物からなる層を形成し、次いで、前記複
    合線状体を所望形状の成型体に成型し、その後、該成型
    体にセラミックス超電導体となすための熱処理を施すこ
    とを特徴とするセラミックス超電導体コイルの製造方法
JP3041254A 1991-02-13 1991-02-13 セラミックス超電導体コイルの製造方法 Pending JPH04259203A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008511145A (ja) * 2004-08-23 2008-04-10 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 高tc超電導体材料を有する帯状超電導体からなる長方形コイルおよびその使用

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008511145A (ja) * 2004-08-23 2008-04-10 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 高tc超電導体材料を有する帯状超電導体からなる長方形コイルおよびその使用

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