JPH0443510A - 酸化物超電導線材 - Google Patents
酸化物超電導線材Info
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-
- Y—GENERAL 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
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- 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】
［産業上の利用分野コ
本発明は超電導線材、特に金属被覆酸化物超電導テープ
状線材の改良に関するものである。
状線材の改良に関するものである。
［従来技術］
現在、金属被覆酸化物超電導線材の多くは、次のように
して作製されている。
して作製されている。
予め超電導性を示す粉末、例えばＹ −Ｂａ −Ｃｕ
−０系、Ｂｌ −Ｐｂ −Ｓｒ −Ｃａ −Ｃｕ −０
系或いはＴＩ −Ｂａ／Ｓｒ −Ｃａ −Ｃｕ −０系
の粉末を金属、例えばＡｇバイブ中に充填し、押出し、
引抜き、スウェージング等で減面加工した後、圧延加工
を施して金属被覆テープ状線材とし、最後に粉末粒子間
を接合させるために８００〜９００℃の酸素雰囲気中で
焼結熱処理を施す。
−０系、Ｂｌ −Ｐｂ −Ｓｒ −Ｃａ −Ｃｕ −０
系或いはＴＩ −Ｂａ／Ｓｒ −Ｃａ −Ｃｕ −０系
の粉末を金属、例えばＡｇバイブ中に充填し、押出し、
引抜き、スウェージング等で減面加工した後、圧延加工
を施して金属被覆テープ状線材とし、最後に粉末粒子間
を接合させるために８００〜９００℃の酸素雰囲気中で
焼結熱処理を施す。
このような方法によって作製されたテープ状線材は、液
体窒素温度（７７Ｋ）、零磁場において、ＹＢａ−Ｃｕ
−０系で、３０００〜４０００Ａ ／ ｃｌ、Ｔｌ−Ｂ
ａ／ Ｓｒ −Ｃａ −Ｃｕ −０系で１００００〜１
５０００Ａ ／ ｃ−の臨海電流密度（Ｊｃ ）が得ら
れている。
体窒素温度（７７Ｋ）、零磁場において、ＹＢａ−Ｃｕ
−０系で、３０００〜４０００Ａ ／ ｃｌ、Ｔｌ−Ｂ
ａ／ Ｓｒ −Ｃａ −Ｃｕ −０系で１００００〜１
５０００Ａ ／ ｃ−の臨海電流密度（Ｊｃ ）が得ら
れている。
また、テープ状線材の曲げ特性をみると、第２図に示す
ように、歪量の増加と共にＪｃの低下が認められる。
ように、歪量の増加と共にＪｃの低下が認められる。
第２図はテープ厚０．２關のＴＩ −Ｂａ／ Ｓｒ −
Ｃａ −Ｃｕ −０系の銀被覆テープ状線材の場合で、
曲げ歪量（ε）は、テープ厚を１１曲げ半径をＲとした
とき、ε−（ｔ ／ ２ Ｒ） ｘ ＋ＯＯ（％）で定
義した。
Ｃａ −Ｃｕ −０系の銀被覆テープ状線材の場合で、
曲げ歪量（ε）は、テープ厚を１１曲げ半径をＲとした
とき、ε−（ｔ ／ ２ Ｒ） ｘ ＋ＯＯ（％）で定
義した。
また、第２図に示す特性は、曲げた後に熱処理を施して
Ｊｃを測定したもの（ａ）と、熱処理を施した後に曲げ
てＪｃを測定したもの（ｂ）との両者について評価した
。縦軸は歪量が零のときのＪｃで規格化した値を示す。
Ｊｃを測定したもの（ａ）と、熱処理を施した後に曲げ
てＪｃを測定したもの（ｂ）との両者について評価した
。縦軸は歪量が零のときのＪｃで規格化した値を示す。
第２図によれば、歪量０．２％程度からＪｃの低下が認
められ、前者（ａ）についてはε−０，６％で６０９６
のＪｃの低下が認められ、後者（ｂ＞については同様に
２５％の低下が認められる。
められ、前者（ａ）についてはε−０，６％で６０９６
のＪｃの低下が認められ、後者（ｂ＞については同様に
２５％の低下が認められる。
［発明が解決しようとする課題］
前記の従来技術には次のような問題点がある。
（１）酸化物超電導線材は、金属系統に比べＪｅが著し
く低い。現状では液体窒素温度（７７Ｋ）、零磁界中で
のＪｅはｉｏ’Ａ／ｃ−オーダーであるが、実用上は１
０５〜１ｏ６Ａ／ｃｄが必要とされている。従って、特
性を向上させるためには、芯部となる超電導体を緻密な
構造体とし、結晶間の弱結合（ｗｅａｋ ｌ １ｎｋ）
を改善し、ピン止め点を導入することが重要な要因とな
る。
く低い。現状では液体窒素温度（７７Ｋ）、零磁界中で
のＪｅはｉｏ’Ａ／ｃ−オーダーであるが、実用上は１
０５〜１ｏ６Ａ／ｃｄが必要とされている。従って、特
性を向上させるためには、芯部となる超電導体を緻密な
構造体とし、結晶間の弱結合（ｗｅａｋ ｌ １ｎｋ）
を改善し、ピン止め点を導入することが重要な要因とな
る。
（２）酸化物超電導線材の曲げによる特性劣化の主たる
原因は、クラックによるものであり、不可逆的な挙動を
示す。従って、コイルを巻く際に曲げ歪量が大きいとク
ラックが発生し、臨界電流値を低下させ、更にはコイル
から発生した磁界によってＪｃか大きく低下する原因と
なる。
原因は、クラックによるものであり、不可逆的な挙動を
示す。従って、コイルを巻く際に曲げ歪量が大きいとク
ラックが発生し、臨界電流値を低下させ、更にはコイル
から発生した磁界によってＪｃか大きく低下する原因と
なる。
よって、機械的な曲げに対してＪｃの低下の少ない線材
が必要となる。
が必要となる。
本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し、機
械的な曲げに対して超電導特性が劣化せず、臨界電流密
度を大巾に増加させることのできる金属被覆酸化物超電
導テープ状線材を提供することにある。
械的な曲げに対して超電導特性が劣化せず、臨界電流密
度を大巾に増加させることのできる金属被覆酸化物超電
導テープ状線材を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明の要旨は、金属被覆酸化物超電導テープ状線材と
、該線材とは別のテープ状の補強金属材とをクラッドし
たことにあり、それによって曲げ特性の改善及びＪｃの
向上を図ったものである。
、該線材とは別のテープ状の補強金属材とをクラッドし
たことにあり、それによって曲げ特性の改善及びＪｃの
向上を図ったものである。
本発明の場合、酸化物超電導体としては、前記したよう
な種々のものが使用できるが、その超電導体を被覆する
金属としては、Ａｇ （銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）
及びそれらの合金等の良導電体が使用される。勿論、良
導電体で被覆された超電導体部は単芯である必要はなく
、複数に分割された多芯であってもよい。また、クラッ
ドされる補強金属材としては、Ｎ１にッケル） 、Ｎｉ
合金、ＳＵＳ等の高温で強度のある材料が使用される。
な種々のものが使用できるが、その超電導体を被覆する
金属としては、Ａｇ （銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）
及びそれらの合金等の良導電体が使用される。勿論、良
導電体で被覆された超電導体部は単芯である必要はなく
、複数に分割された多芯であってもよい。また、クラッ
ドされる補強金属材としては、Ｎ１にッケル） 、Ｎｉ
合金、ＳＵＳ等の高温で強度のある材料が使用される。
この補強用の金属材の厚さは、線材の厚さにもよるが、
線材の半分程度から数倍程度か望ましい。
線材の半分程度から数倍程度か望ましい。
［作 用］
クラッド構成によるＪｃ内向上メカニズムは、次のよう
な点にあり、その効果は酸化物超電導体を用いたコイル
の製作に有利である。
な点にあり、その効果は酸化物超電導体を用いたコイル
の製作に有利である。
（１〉高温で強度のあるＳＯ３或いはＮｉ等の補強材を
用いることにより、酸化物超電導体の高温での拘束力か
あり、結果的に熱処理で良好な焼結が進み、緻密な酸化
物超電導体が得られ、結晶間の弱結合か改善される。
用いることにより、酸化物超電導体の高温での拘束力か
あり、結果的に熱処理で良好な焼結が進み、緻密な酸化
物超電導体が得られ、結晶間の弱結合か改善される。
（２）片面に金属補強材が存在することにより、補強材
か外側、即ち外周となるように曲げ変形を与えた場合、
歪量が零となる中立線が外側にすれるため、内側の超電
導体、の多くには圧縮応力が負荷されることになり、そ
の加工限界が大巾に改善される。
か外側、即ち外周となるように曲げ変形を与えた場合、
歪量が零となる中立線が外側にすれるため、内側の超電
導体、の多くには圧縮応力が負荷されることになり、そ
の加工限界が大巾に改善される。
［実 施 例］
以下に本発明の詳細な説明する。
外径６．０ｍｍ、肉厚０ 、１ ｍｍの鎖管と、超電導
性を示すＴＩ２． ｏ Ｂａｔ、 ｂ Ｓｒｏ、 ４
Ｃａ２Ｃｕ３０ ＊組成の超電導粉末を用意し、超電導
粉末を鎖管中に充填した後、スウエージングにより減面
加工して外径２．８龍の線材とした。次にこの線材に圧
延加工を施して夫々厚さ １．Ｏｎ＋ｍ、 ０．５ｍ
ｍ、 ０．３ｍｍの千−ブ状線材とした。その後、各
テープ状線材について、その片面に当該テープ状線材と
同し厚さのＮｌテープを重ね、夫々１回の圧延工程によ
り、第１図に示すような断面構成のテープ状線材に加工
した。
性を示すＴＩ２． ｏ Ｂａｔ、 ｂ Ｓｒｏ、 ４
Ｃａ２Ｃｕ３０ ＊組成の超電導粉末を用意し、超電導
粉末を鎖管中に充填した後、スウエージングにより減面
加工して外径２．８龍の線材とした。次にこの線材に圧
延加工を施して夫々厚さ １．Ｏｎ＋ｍ、 ０．５ｍ
ｍ、 ０．３ｍｍの千−ブ状線材とした。その後、各
テープ状線材について、その片面に当該テープ状線材と
同し厚さのＮｌテープを重ね、夫々１回の圧延工程によ
り、第１図に示すような断面構成のテープ状線材に加工
した。
この場合、銀被覆超電導テープ線材部の厚さが夫々 ０
．１ｍとなるように加工した。これによりＮ１層を含む
クラッド線材としては、夫々厚さが０．８ｍｍ（試料Ａ
）、０．３ｍ１１（試料Ｂ）、０．２１（試料Ｃ）のも
のが得られた。
．１ｍとなるように加工した。これによりＮ１層を含む
クラッド線材としては、夫々厚さが０．８ｍｍ（試料Ａ
）、０．３ｍ１１（試料Ｂ）、０．２１（試料Ｃ）のも
のが得られた。
なお、第１図中、１か安定化材としての銀被覆、２が酸
化物超電導体、３がＮｌ補強材層を示す。
化物超電導体、３がＮｌ補強材層を示す。
最後に、夫々について８６０℃の酸素雰囲気中で２時間
、焼結熱処理を施して特性評価に供した。
、焼結熱処理を施して特性評価に供した。
得られた３種類のクラッド線材の液体窒素温度（７７Ｋ
）、零磁界中のＪｃ値を、Ｎｉ補強材層３のない従来方
式によるテープ状線材（テープ厚０．１龍）の値と共に
第１表に示す。
）、零磁界中のＪｃ値を、Ｎｉ補強材層３のない従来方
式によるテープ状線材（テープ厚０．１龍）の値と共に
第１表に示す。
この場合のＪｃ値は、１μＶの電圧発生時の電流値を超
電導部の断面積で除したものである。
電導部の断面積で除したものである。
また、第２表に熱処理後の試料Ａの曲げ特性を、従来法
によるテープ状線材（テープ厚０．１ｍｍ）との比較で
示す。
によるテープ状線材（テープ厚０．１ｍｍ）との比較で
示す。
この場合の曲げ試験は、所定間隔の２つの支持点間に、
熱処理した線材の試料をＮｉ補強材層３を下側にして置
き、前記支持点のほぼ中央部上方から試料を押型で押し
て曲げる方法を採用した。
熱処理した線材の試料をＮｉ補強材層３を下側にして置
き、前記支持点のほぼ中央部上方から試料を押型で押し
て曲げる方法を採用した。
第１表及び第２表から明らかなように、従来法による線
材のＪｃ特性は、１００００〜１５０００Ａ／ｃシであ
るのに対し、本発明によるものは２倍の２５０００〜３
５０００Ａ／ｃ−が得られ、特性が大きく向上した。ま
た、Ｎ１とのクラッド構造にすることによって歪量が１
．０％以下ではＪｃの低下がないことも認められた。
材のＪｃ特性は、１００００〜１５０００Ａ／ｃシであ
るのに対し、本発明によるものは２倍の２５０００〜３
５０００Ａ／ｃ−が得られ、特性が大きく向上した。ま
た、Ｎ１とのクラッド構造にすることによって歪量が１
．０％以下ではＪｃの低下がないことも認められた。
第
表
第
表
［発明の効果］
以上から明らかなように、本発明によれば補強金属材を
クラッドすることにより、ＪＣ値及び曲げ特性を飛躍的
に敗訴することができる利点があり、コイル用導体とし
て実用上極めて有効である。
クラッドすることにより、ＪＣ値及び曲げ特性を飛躍的
に敗訴することができる利点があり、コイル用導体とし
て実用上極めて有効である。
第１図は本発明に係る酸化物超電導線材の実施例におけ
る線材の断面構成を示す図、第２図は従来法による銀被
覆酸化物超電導線材の臨界＠流密度の曲げ歪依存性を示
すグラフである。 １、銀被覆、 ２二酸化物超電導体、 ３：Ｎｉ補強材層。 笑１図 第２図 曲げ歪量（Ｅ）
る線材の断面構成を示す図、第２図は従来法による銀被
覆酸化物超電導線材の臨界＠流密度の曲げ歪依存性を示
すグラフである。 １、銀被覆、 ２二酸化物超電導体、 ３：Ｎｉ補強材層。 笑１図 第２図 曲げ歪量（Ｅ）
Claims (1)
- （１）金属被覆酸化物超電導テープ状線材の片面に、テ
ープ状の補強金属材をクラッドしてなることを特徴とす
る酸化物超電導線材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2151031A JPH0443510A (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | 酸化物超電導線材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2151031A JPH0443510A (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | 酸化物超電導線材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0443510A true JPH0443510A (ja) | 1992-02-13 |
Family
ID=15509790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2151031A Pending JPH0443510A (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | 酸化物超電導線材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0443510A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6507746B2 (en) | 2000-02-22 | 2003-01-14 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Superconducting wire and method of manufacturing the same |
-
1990
- 1990-06-08 JP JP2151031A patent/JPH0443510A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6507746B2 (en) | 2000-02-22 | 2003-01-14 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Superconducting wire and method of manufacturing the same |
| US6642182B2 (en) | 2000-02-22 | 2003-11-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of manufacturing superconducting wire |
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