JPH05211013A - 酸化物超電導導体およびその製造方法 - Google Patents
酸化物超電導導体およびその製造方法Info
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- JPH05211013A JPH05211013A JP4015585A JP1558592A JPH05211013A JP H05211013 A JPH05211013 A JP H05211013A JP 4015585 A JP4015585 A JP 4015585A JP 1558592 A JP1558592 A JP 1558592A JP H05211013 A JPH05211013 A JP H05211013A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 酸化物超電導体４を金属シース５で被覆した
超電導線材２を絶縁材３を介してコイル状に巻回してな
る酸化物超電導導体において、該絶縁材３が、Ｔｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗのうちから
選択される少なくとも１種の金属元素を含む金属酸化物
からなる酸化物超電導導体１。 【効果】 酸化物超電導導体製造工程での熱処理時に、
酸化物超電導体から金属シースを通して拡散してくる酸
化物超電導体の構成元素と絶縁材が反応することがな
く、絶縁材の絶縁特性が劣化することがないので、超電
導導体の絶縁性が向上する。また、酸化物超電導体から
の構成元素の拡散を絶縁材で阻止し、構成元素の拡散を
最小限に抑制することができるので、酸化物超電導体の
超電導特性、特に臨界電流密度を向上することができ
る。
超電導線材２を絶縁材３を介してコイル状に巻回してな
る酸化物超電導導体において、該絶縁材３が、Ｔｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗのうちから
選択される少なくとも１種の金属元素を含む金属酸化物
からなる酸化物超電導導体１。 【効果】 酸化物超電導導体製造工程での熱処理時に、
酸化物超電導体から金属シースを通して拡散してくる酸
化物超電導体の構成元素と絶縁材が反応することがな
く、絶縁材の絶縁特性が劣化することがないので、超電
導導体の絶縁性が向上する。また、酸化物超電導体から
の構成元素の拡散を絶縁材で阻止し、構成元素の拡散を
最小限に抑制することができるので、酸化物超電導体の
超電導特性、特に臨界電流密度を向上することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導マグネット、超
電導送電、超電導エネルギー貯蔵、超電導素子、医用機
器などの超電導応用分野において用いられる酸化物超電
導導体に関する。
電導送電、超電導エネルギー貯蔵、超電導素子、医用機
器などの超電導応用分野において用いられる酸化物超電
導導体に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、臨界温度（Ｔｃ）が液体窒素温度
（約７７Ｋ）よりも高い酸化物超電導体として、例えば
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ
系、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系などの酸化物超電導
体が発見されている。そしてこれらの酸化物超電導体を
電力輸送、超電導マグネット、超電導デバイスなどの種
々の超電導利用機器に応用させるべく、酸化物超電導体
の線材化あるいはコイル化など実用化に向けての研究が
種々なされている。
（約７７Ｋ）よりも高い酸化物超電導体として、例えば
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ
系、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系などの酸化物超電導
体が発見されている。そしてこれらの酸化物超電導体を
電力輸送、超電導マグネット、超電導デバイスなどの種
々の超電導利用機器に応用させるべく、酸化物超電導体
の線材化あるいはコイル化など実用化に向けての研究が
種々なされている。
【０００３】従来、このような酸化物超電導体を線材化
するための各種の方法が提案されており、その一例を説
明すると、酸化物超電導体の構成元素化合物を混合して
焼成する固相法や、液相中で構成元素の混合体を生成す
る液相合成法などによって酸化物超電導体前駆体の微粒
子を作製し、この微粒子を、銀などの金属シースに充填
し、これに延伸縮径加工を施して線材化し、得られた線
材を酸素雰囲気中で熱処理して酸化物超電導線材を作製
する。
するための各種の方法が提案されており、その一例を説
明すると、酸化物超電導体の構成元素化合物を混合して
焼成する固相法や、液相中で構成元素の混合体を生成す
る液相合成法などによって酸化物超電導体前駆体の微粒
子を作製し、この微粒子を、銀などの金属シースに充填
し、これに延伸縮径加工を施して線材化し、得られた線
材を酸素雰囲気中で熱処理して酸化物超電導線材を作製
する。
【０００４】また、複数の超電導線材を束ねた超電導ケ
ーブル線材や、複数の超電導テープ線材を積層した超電
導テープ積層体、あるいは超電導テープ線材をコイル状
に巻回して得られる超電導コイルを作製する場合には、
熱処理前の線材やテープ材に絶縁材を介して複数集合
し、あるいはコイル状に巻回し、熱処理を行なう。超電
導導体に絶縁材を被覆する方法としては、シリカテープ
を導体表面に巻き付ける方法や、アルミナ等のセラミッ
クスを導体表面にコーティングする方法を用いることが
できる。
ーブル線材や、複数の超電導テープ線材を積層した超電
導テープ積層体、あるいは超電導テープ線材をコイル状
に巻回して得られる超電導コイルを作製する場合には、
熱処理前の線材やテープ材に絶縁材を介して複数集合
し、あるいはコイル状に巻回し、熱処理を行なう。超電
導導体に絶縁材を被覆する方法としては、シリカテープ
を導体表面に巻き付ける方法や、アルミナ等のセラミッ
クスを導体表面にコーティングする方法を用いることが
できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、酸化物
超電導体又はその前駆体を金属シースで被覆した線材等
を熱処理する際には、酸化物超電導体の構成元素が金属
シースを通して拡散する現象が生じ、超電導導体の表面
にシリカテープを巻き付けて絶縁する場合、拡散した酸
化物等がシリカテープに溶け込んで反応し、シリカテー
プの絶縁性能を悪化させてしまう問題があった。また、
構成元素が外部に拡散していくために、酸化物超電導体
の組成が一部で変化して超電導特性が悪くなる問題もあ
った。また、超電導導体の表面にアルミナ等をコーティ
ングして絶縁材とする場合には、そのコーティング層が
脆いため、曲げ加工を施す場合に剥がれ落ちてしまう問
題があった。
超電導体又はその前駆体を金属シースで被覆した線材等
を熱処理する際には、酸化物超電導体の構成元素が金属
シースを通して拡散する現象が生じ、超電導導体の表面
にシリカテープを巻き付けて絶縁する場合、拡散した酸
化物等がシリカテープに溶け込んで反応し、シリカテー
プの絶縁性能を悪化させてしまう問題があった。また、
構成元素が外部に拡散していくために、酸化物超電導体
の組成が一部で変化して超電導特性が悪くなる問題もあ
った。また、超電導導体の表面にアルミナ等をコーティ
ングして絶縁材とする場合には、そのコーティング層が
脆いため、曲げ加工を施す場合に剥がれ落ちてしまう問
題があった。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、酸化物超電導体から金属シースを通して拡散する元
素と反応することがなく熱処理後も優れた絶縁性能が得
られる絶縁材を備えた酸化物超電導導体の提供を目的と
している。
で、酸化物超電導体から金属シースを通して拡散する元
素と反応することがなく熱処理後も優れた絶縁性能が得
られる絶縁材を備えた酸化物超電導導体の提供を目的と
している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、上記課題解決の手段として、酸化物超電導体を金属
シースで被覆するとともに該金属シースを絶縁材で被覆
してなる酸化物超電導導体において、該絶縁材が、Ｔ
ｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗのう
ちから選択される少なくとも１種の金属元素を含む金属
酸化物からなることを特徴とする酸化物超電導導体を提
供する。
は、上記課題解決の手段として、酸化物超電導体を金属
シースで被覆するとともに該金属シースを絶縁材で被覆
してなる酸化物超電導導体において、該絶縁材が、Ｔ
ｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗのう
ちから選択される少なくとも１種の金属元素を含む金属
酸化物からなることを特徴とする酸化物超電導導体を提
供する。
【０００８】また請求項２記載の発明では、酸化物超電
導体を金属シースで被覆した超電導線材を絶縁材を介し
て複数集合させ又はコイル状に巻回してなる酸化物超電
導導体において、該絶縁材が、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，
Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗのうちから選択される少な
くとも１種の金属元素を含む金属酸化物からなることを
特徴とする酸化物超電導導体を提供する。
導体を金属シースで被覆した超電導線材を絶縁材を介し
て複数集合させ又はコイル状に巻回してなる酸化物超電
導導体において、該絶縁材が、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，
Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗのうちから選択される少な
くとも１種の金属元素を含む金属酸化物からなることを
特徴とする酸化物超電導導体を提供する。
【０００９】また本発明は、前記酸化物超電導導体の製
造方法として、酸化物超電導体又はその前駆体を金属シ
ースで被覆した線材をＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗのうちから選択される少なくとも１
種の金属元素を含む金属材を介して集合させ又はコイル
状に巻回し、これらの集合体又はコイルを酸素含有雰囲
気中で熱処理して、該金属材を酸化せしめて絶縁材を形
成することを特徴とする酸化物超電導導体の製造方法を
提供する。
造方法として、酸化物超電導体又はその前駆体を金属シ
ースで被覆した線材をＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗのうちから選択される少なくとも１
種の金属元素を含む金属材を介して集合させ又はコイル
状に巻回し、これらの集合体又はコイルを酸素含有雰囲
気中で熱処理して、該金属材を酸化せしめて絶縁材を形
成することを特徴とする酸化物超電導導体の製造方法を
提供する。
【００１０】
【作用】Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍ
ｏ，Ｗの金属酸化物は、優れた絶縁性能と化学的安定性
とを備えている。本発明による酸化物超電導導体は、こ
れらの金属酸化物を絶縁材として用いたことにより、熱
処理時に金属シースを通して拡散してくる酸化物超電導
体の構成元素と反応することがなく、良好な絶縁特性を
維持する。また、酸化物超電導体の構成元素の拡散を絶
縁材で阻止して、構成元素の拡散を抑制する。
ｏ，Ｗの金属酸化物は、優れた絶縁性能と化学的安定性
とを備えている。本発明による酸化物超電導導体は、こ
れらの金属酸化物を絶縁材として用いたことにより、熱
処理時に金属シースを通して拡散してくる酸化物超電導
体の構成元素と反応することがなく、良好な絶縁特性を
維持する。また、酸化物超電導体の構成元素の拡散を絶
縁材で阻止して、構成元素の拡散を抑制する。
【００１１】またこの絶縁材を、超電導線材を絶縁材を
介して複数集合させ又はコイル状に巻回してなる酸化物
超電導導体に適用させたことによって、熱処理時に金属
シースを通して酸化物超電導体の構成元素の拡散が絶縁
材で阻止され、各超電導線材間の絶縁が良好に保たれ
る。
介して複数集合させ又はコイル状に巻回してなる酸化物
超電導導体に適用させたことによって、熱処理時に金属
シースを通して酸化物超電導体の構成元素の拡散が絶縁
材で阻止され、各超電導線材間の絶縁が良好に保たれ
る。
【００１２】また本発明による酸化物超電導導体の製造
方法は、酸化物超電導体又はその前駆体を金属シースで
被覆した線材をＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｗのうちから選択される少なくとも１種の金
属元素を含む金属材を介して集合させ又はコイル状に巻
回し、これらの集合体又はコイルを酸素含有雰囲気中で
熱処理して、この金属材を酸化させて絶縁材を形成する
ので、テープ状とした金属材を貼り合わせるなど簡単な
方法で線材間に金属材を介在させることができる。
方法は、酸化物超電導体又はその前駆体を金属シースで
被覆した線材をＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｗのうちから選択される少なくとも１種の金
属元素を含む金属材を介して集合させ又はコイル状に巻
回し、これらの集合体又はコイルを酸素含有雰囲気中で
熱処理して、この金属材を酸化させて絶縁材を形成する
ので、テープ状とした金属材を貼り合わせるなど簡単な
方法で線材間に金属材を介在させることができる。
【００１３】
【実施例】図１は、本発明に係る酸化物超電導導体の一
実施例である超電導コイルを示すものである。この超電
導コイル１は、超電導テープ線材２と絶縁材３とを重ね
合わせた状態で多数巻回して構成されている。
実施例である超電導コイルを示すものである。この超電
導コイル１は、超電導テープ線材２と絶縁材３とを重ね
合わせた状態で多数巻回して構成されている。
【００１４】この超電導テープ線材２は、Ｙ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−Ｏ系、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｔｌ−Ｂａ
−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系などの酸化物超電導体４を、導電性
の良好なＡｇやＡｇ合金からなる金属シース５で被覆し
て長尺のテープ状としたものである。なお、このような
銀シースを用いることにより、Ｂｉ系酸化物超電導体等
では、超電導体粒子の配向性が良好となって高特性が得
られるという効果が得られる。
ｕ−Ｏ系、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｔｌ−Ｂａ
−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系などの酸化物超電導体４を、導電性
の良好なＡｇやＡｇ合金からなる金属シース５で被覆し
て長尺のテープ状としたものである。なお、このような
銀シースを用いることにより、Ｂｉ系酸化物超電導体等
では、超電導体粒子の配向性が良好となって高特性が得
られるという効果が得られる。
【００１５】また絶縁材３は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，
Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗのうちから選択される少な
くとも１種の金属元素を含む金属酸化物からなってい
る。これらＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，
Ｍｏ，Ｗの金属酸化物は、優れた絶縁性能と化学的安定
性とを備えている。この絶縁材３の厚さは１００μｍ以
上あればよい。
Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗのうちから選択される少な
くとも１種の金属元素を含む金属酸化物からなってい
る。これらＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，
Ｍｏ，Ｗの金属酸化物は、優れた絶縁性能と化学的安定
性とを備えている。この絶縁材３の厚さは１００μｍ以
上あればよい。
【００１６】この超電導コイル１は、優れた絶縁性能と
化学的安定性を有する上述の金属酸化物からなる絶縁材
３を超電導テープ線材２と重ね合わせた状態で多数巻回
したものなので、コイル化後に熱処理する際に、超電導
テープ線材２内の酸化物超電導体４から金属シース５を
通して拡散してくる酸化物超電導体の構成元素と絶縁材
３が反応することがなく、絶縁材３の絶縁特性が劣化す
ることがないので、絶縁性が良好となる。また、酸化物
超電導体４からの構成元素の拡散を絶縁材３で阻止し、
構成元素の拡散を抑制することができるので、超電導特
性、特に臨界電流密度（Ｊｃ）の高い高特性のコイルと
なる。
化学的安定性を有する上述の金属酸化物からなる絶縁材
３を超電導テープ線材２と重ね合わせた状態で多数巻回
したものなので、コイル化後に熱処理する際に、超電導
テープ線材２内の酸化物超電導体４から金属シース５を
通して拡散してくる酸化物超電導体の構成元素と絶縁材
３が反応することがなく、絶縁材３の絶縁特性が劣化す
ることがないので、絶縁性が良好となる。また、酸化物
超電導体４からの構成元素の拡散を絶縁材３で阻止し、
構成元素の拡散を抑制することができるので、超電導特
性、特に臨界電流密度（Ｊｃ）の高い高特性のコイルと
なる。
【００１７】次に、この超電導コイル１の製造方法につ
いて、図２及び図３を参照して説明する。この超電導コ
イル１を製造するには、まず図３に示すテープ線材６
と、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｗの１種からなる金属テープ材７とを用意する。この金
属テープ材７は、酸化することによって絶縁材３を形成
するための材料となり、上記各金属が好適に用いられる
他、これらの金属の合金や、他の金属を含む合金からな
るテープ材を用いることもできる。
いて、図２及び図３を参照して説明する。この超電導コ
イル１を製造するには、まず図３に示すテープ線材６
と、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｗの１種からなる金属テープ材７とを用意する。この金
属テープ材７は、酸化することによって絶縁材３を形成
するための材料となり、上記各金属が好適に用いられる
他、これらの金属の合金や、他の金属を含む合金からな
るテープ材を用いることもできる。
【００１８】図３に示すテープ線材６の製造方法を例示
すれば、固相法や化学液相合成法などによって得られた
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ
系、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系などの酸化物超電導
体あるいはその前駆体粉末やその粉末の焼結体からなる
出発材料８を、Ａｇチューブに充填し、これをロール加
工、ロータリースウェージング加工などの延伸加工を行
って、所望の寸法のテープ状に延伸・縮径加工して、出
発材料８をＡｇシース９で被覆したテープ線材６を作製
する。
すれば、固相法や化学液相合成法などによって得られた
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ
系、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系などの酸化物超電導
体あるいはその前駆体粉末やその粉末の焼結体からなる
出発材料８を、Ａｇチューブに充填し、これをロール加
工、ロータリースウェージング加工などの延伸加工を行
って、所望の寸法のテープ状に延伸・縮径加工して、出
発材料８をＡｇシース９で被覆したテープ線材６を作製
する。
【００１９】次に、このテープ線材６と、金属テープ材
７とを重ね合わせ、さらに円柱体１０表面に多数回巻き
付けてコイル化する。次に、形成されたコイルを酸素雰
囲気中で熱処理し、出発材料８中の各元素間で固相反応
を起こさせて酸化物超電導体４を生成させるとともに、
金属テープ材７を酸化させ、緻密な酸化物からなる絶縁
材３を生成させる。この熱処理の温度や時間およびアニ
ール処理の条件は、使用する酸化物超電導体の種類に応
じて適宜に設定され、例えばＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電
導体を製造する場合には、８００〜９５０℃程度で１〜
数十時間程度焼成した後、５００℃〜６００℃でアニー
ル処理するのが好ましい。
７とを重ね合わせ、さらに円柱体１０表面に多数回巻き
付けてコイル化する。次に、形成されたコイルを酸素雰
囲気中で熱処理し、出発材料８中の各元素間で固相反応
を起こさせて酸化物超電導体４を生成させるとともに、
金属テープ材７を酸化させ、緻密な酸化物からなる絶縁
材３を生成させる。この熱処理の温度や時間およびアニ
ール処理の条件は、使用する酸化物超電導体の種類に応
じて適宜に設定され、例えばＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電
導体を製造する場合には、８００〜９５０℃程度で１〜
数十時間程度焼成した後、５００℃〜６００℃でアニー
ル処理するのが好ましい。
【００２０】この熱処理によって酸化物超電導体４が生
成するとともに、超電導テープ線材２の間に緻密な酸化
物からなる絶縁材３が形成されて、図１に示す超電導コ
イル１が作製される。この熱処理時には、金属テープ材
７が速やかに酸化されて絶縁材３が形成されるので、熱
処理中に出発材料８あるいは酸化物超電導体４からその
構成元素（酸化物）が金属シース５を通して拡散した場
合にも、絶縁材３でその拡散がほぼ完全に阻止される。
成するとともに、超電導テープ線材２の間に緻密な酸化
物からなる絶縁材３が形成されて、図１に示す超電導コ
イル１が作製される。この熱処理時には、金属テープ材
７が速やかに酸化されて絶縁材３が形成されるので、熱
処理中に出発材料８あるいは酸化物超電導体４からその
構成元素（酸化物）が金属シース５を通して拡散した場
合にも、絶縁材３でその拡散がほぼ完全に阻止される。
【００２１】従って、この超電導コイル１の製造方法に
よれば、コイル化後に熱処理する際に、超電導テープ線
材２内の酸化物超電導体４から金属シース５を通して拡
散してくる酸化物超電導体の構成元素と絶縁材３が反応
することがなく、絶縁材３の絶縁特性が劣化することが
ないので、絶縁性が良好な超電導コイル１が得られる。
また、酸化物超電導体４からの構成元素の拡散を絶縁材
３で阻止し、構成元素の拡散を抑制することができるの
で、超電導特性、特に臨界電流密度（Ｊｃ）の高い高特
性の超電導コイルが得られる。
よれば、コイル化後に熱処理する際に、超電導テープ線
材２内の酸化物超電導体４から金属シース５を通して拡
散してくる酸化物超電導体の構成元素と絶縁材３が反応
することがなく、絶縁材３の絶縁特性が劣化することが
ないので、絶縁性が良好な超電導コイル１が得られる。
また、酸化物超電導体４からの構成元素の拡散を絶縁材
３で阻止し、構成元素の拡散を抑制することができるの
で、超電導特性、特に臨界電流密度（Ｊｃ）の高い高特
性の超電導コイルが得られる。
【００２２】またこの製造方法では、絶縁材３を形成す
る手段として、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｗの１種からなる金属テープ材７をテープ線
材６と重ねてコイル状に巻き、これを酸素雰囲気中で熱
処理して酸化して絶縁材３を形成するので、取扱が容易
であり、簡単な操作で絶縁材３を形成することができ
る。
る手段として、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｗの１種からなる金属テープ材７をテープ線
材６と重ねてコイル状に巻き、これを酸素雰囲気中で熱
処理して酸化して絶縁材３を形成するので、取扱が容易
であり、簡単な操作で絶縁材３を形成することができ
る。
【００２３】なお、先の実施例では、本発明を超電導コ
イルに適用した例を示したが、本発明はこの実施例に限
定されることなく、例えば超電導テープを多数積層した
積層材や、超電導線材を多数本束ねた超電導マルチ線あ
るいは超電導膜材などの種々の超電導導体に適用するこ
とができる。
イルに適用した例を示したが、本発明はこの実施例に限
定されることなく、例えば超電導テープを多数積層した
積層材や、超電導線材を多数本束ねた超電導マルチ線あ
るいは超電導膜材などの種々の超電導導体に適用するこ
とができる。
【００２４】（実験例）酸化ビスマス、酸化鉛、炭酸ス
トロンチウム、炭酸カルシウム及び酸化銅の各微粉末を
Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１.７：０.３：２：
２：３（モル比）となるように混合粉砕して混合粉末と
し、得られた混合粉末を大気中600〜800℃で焼成して粉
砕し、さらにロッド状に成形して出発材料を作製した。
この出発材料を円管状のＡｇシースに挿入し、ロータリ
ースウェージング装置で延伸・縮径加工して、テープ幅
４mm、テープ厚０.１mmのテープ線材とした。一方、こ
のテープ線材と同じ幅で厚さ０.１mmのＴａテープを用
意し、これらを重ね合わせて直径２０mmの円柱体に１０
回巻き付けた。次に、このコイルを大気中、８４０℃２
００時間熱処理して超電導コイルを作製した。得られた
超電導コイルは、臨界温度（Ｔｃ）が１０５Ｋ以上、臨
界電流密度（Ｊｃ）が２×１０4Ａ／ｃｍ2（７７Ｋ，０
Ｔ）と優れた性能を示した。
トロンチウム、炭酸カルシウム及び酸化銅の各微粉末を
Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１.７：０.３：２：
２：３（モル比）となるように混合粉砕して混合粉末と
し、得られた混合粉末を大気中600〜800℃で焼成して粉
砕し、さらにロッド状に成形して出発材料を作製した。
この出発材料を円管状のＡｇシースに挿入し、ロータリ
ースウェージング装置で延伸・縮径加工して、テープ幅
４mm、テープ厚０.１mmのテープ線材とした。一方、こ
のテープ線材と同じ幅で厚さ０.１mmのＴａテープを用
意し、これらを重ね合わせて直径２０mmの円柱体に１０
回巻き付けた。次に、このコイルを大気中、８４０℃２
００時間熱処理して超電導コイルを作製した。得られた
超電導コイルは、臨界温度（Ｔｃ）が１０５Ｋ以上、臨
界電流密度（Ｊｃ）が２×１０4Ａ／ｃｍ2（７７Ｋ，０
Ｔ）と優れた性能を示した。
【００２５】また、上記Ｔａテープの代わりにＴｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗの各金属テープを
用いて同様に超電導コイルを作製し、各超電導コイルの
Ｊｃを測定した。その結果、Ｊｃは全て１×１０4Ａ／
ｃｍ2（７７Ｋ，０Ｔ）以上であった。
ｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗの各金属テープを
用いて同様に超電導コイルを作製し、各超電導コイルの
Ｊｃを測定した。その結果、Ｊｃは全て１×１０4Ａ／
ｃｍ2（７７Ｋ，０Ｔ）以上であった。
【００２６】一方、比較のために上記テープ線材にシリ
カテープを巻き付け、これを円柱体に巻き付けてコイル
化したものを同様に熱処理して超電導コイルを製造し、
そのＪｃを測定した結果Ｊｃ＝３×１０2Ａ／ｃｍ2（７
７Ｋ，０Ｔ）程度であった。
カテープを巻き付け、これを円柱体に巻き付けてコイル
化したものを同様に熱処理して超電導コイルを製造し、
そのＪｃを測定した結果Ｊｃ＝３×１０2Ａ／ｃｍ2（７
７Ｋ，０Ｔ）程度であった。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
優れた絶縁性能と化学的安定性を有するＴｉ，Ｚｒ，Ｈ
ｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗの金属酸化物から
なる絶縁材を用いたことにより、酸化物超電導導体製造
工程での熱処理時に、酸化物超電導体から金属シースを
通して拡散してくる酸化物超電導体の構成元素と絶縁材
が反応することがなく、絶縁材の絶縁特性が劣化するこ
とがないので、超電導導体の絶縁性が向上する。また、
酸化物超電導体からの構成元素の拡散を絶縁材で阻止
し、構成元素の拡散を最小限に抑制することができるの
で、酸化物超電導体の超電導特性、特に臨界電流密度
（Ｊｃ）を向上することができる。また、この絶縁材を
形成する手段として、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗの１種からなる金属材を超電導線材
等に添設した後、これを酸素含有雰囲気中で熱処理して
上記金属材を酸化して絶縁材を形成するので、取扱が容
易であり、簡単な操作で絶縁材を形成することができ
る。
優れた絶縁性能と化学的安定性を有するＴｉ，Ｚｒ，Ｈ
ｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗの金属酸化物から
なる絶縁材を用いたことにより、酸化物超電導導体製造
工程での熱処理時に、酸化物超電導体から金属シースを
通して拡散してくる酸化物超電導体の構成元素と絶縁材
が反応することがなく、絶縁材の絶縁特性が劣化するこ
とがないので、超電導導体の絶縁性が向上する。また、
酸化物超電導体からの構成元素の拡散を絶縁材で阻止
し、構成元素の拡散を最小限に抑制することができるの
で、酸化物超電導体の超電導特性、特に臨界電流密度
（Ｊｃ）を向上することができる。また、この絶縁材を
形成する手段として、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗの１種からなる金属材を超電導線材
等に添設した後、これを酸素含有雰囲気中で熱処理して
上記金属材を酸化して絶縁材を形成するので、取扱が容
易であり、簡単な操作で絶縁材を形成することができ
る。
【図１】 本発明に係る酸化物超電導導体の実施例であ
る超電導コイルを示すもので、（ａ）はコイルの斜視
図、（ｂ）はコイル断面の拡大図である。
る超電導コイルを示すもので、（ａ）はコイルの斜視
図、（ｂ）はコイル断面の拡大図である。
【図２】 図１のコイルの製造方法を説明するための斜
視図である。
視図である。
【図３】 図２に示すコイルの製造方法で用いられるテ
ープ線材の断面図である。
ープ線材の断面図である。
１…超電導コイル、２…超電導テープ線材、３…絶縁
材、４…酸化物超電導体、５…金属シース、６…テープ
線材、７…金属テープ材、８…出発材料、９…Ａｇシー
ス、１０…円柱体
材、４…酸化物超電導体、５…金属シース、６…テープ
線材、７…金属テープ材、８…出発材料、９…Ａｇシー
ス、１０…円柱体
フロントページの続き (72)発明者 定方 伸行 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)発明者 河野 宰 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 酸化物超電導体を金属シースで被覆する
とともに該金属シースを絶縁材で被覆してなる酸化物超
電導導体において、該絶縁材が、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，
Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗのうちから選択される
少なくとも１種の金属元素を含む金属酸化物からなるこ
とを特徴とする酸化物超電導導体。 - 【請求項２】 酸化物超電導体を金属シースで被覆した
超電導線材を絶縁材を介して複数集合させ又はコイル状
に巻回してなる酸化物超電導導体において、該絶縁材
が、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｗのうちから選択される少なくとも１種の金属元素を含
む金属酸化物からなることを特徴とする酸化物超電導導
体。 - 【請求項３】 酸化物超電導体又はその前駆体を金属シ
ースで被覆した線材をＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗのうちから選択される少なくとも１
種の金属元素を含む金属材を介して集合させ又はコイル
状に巻回し、これらの集合体又はコイルを酸素含有雰囲
気中で熱処理して、該金属材を酸化せしめて絶縁材を形
成することを特徴とする酸化物超電導導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4015585A JPH05211013A (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 酸化物超電導導体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4015585A JPH05211013A (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 酸化物超電導導体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05211013A true JPH05211013A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=11892809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4015585A Pending JPH05211013A (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 酸化物超電導導体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05211013A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5952270A (en) * | 1994-04-29 | 1999-09-14 | American Superconductor Corporation | Process for heat treating superconductor wire |
| US6194985B1 (en) | 1995-10-30 | 2001-02-27 | Hitachi, Ltd. | Oxide-superconducting coil and a method for manufacturing the same |
| JP2006313924A (ja) * | 2006-06-26 | 2006-11-16 | Toshiba Corp | 高温超電導コイル、これを用いた高温超電導マグネットおよび高温超電導マグネットシステム |
| EP2056369A2 (en) | 2007-10-31 | 2009-05-06 | Korea Electro Technology Research Institute | Superconducting strip having metal coating layer and method of manufacturing the same |
| JP2010160944A (ja) * | 2009-01-07 | 2010-07-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 薄膜超電導線材の製造方法および薄膜超電導線材 |
-
1992
- 1992-01-30 JP JP4015585A patent/JPH05211013A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5952270A (en) * | 1994-04-29 | 1999-09-14 | American Superconductor Corporation | Process for heat treating superconductor wire |
| US6400970B1 (en) | 1994-04-29 | 2002-06-04 | American Superconductor Corp. | Process for heat treating superconductor wire |
| US6584334B2 (en) | 1994-04-29 | 2003-06-24 | American Superconductor Corp. | Process for heat treating superconductor wire |
| US6194985B1 (en) | 1995-10-30 | 2001-02-27 | Hitachi, Ltd. | Oxide-superconducting coil and a method for manufacturing the same |
| JP2006313924A (ja) * | 2006-06-26 | 2006-11-16 | Toshiba Corp | 高温超電導コイル、これを用いた高温超電導マグネットおよび高温超電導マグネットシステム |
| EP2056369A2 (en) | 2007-10-31 | 2009-05-06 | Korea Electro Technology Research Institute | Superconducting strip having metal coating layer and method of manufacturing the same |
| EP2056369A3 (en) * | 2007-10-31 | 2010-09-01 | Korea Electrotechnology Research Institute | Superconducting strip having metal coating layer and method of manufacturing the same |
| JP2010160944A (ja) * | 2009-01-07 | 2010-07-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 薄膜超電導線材の製造方法および薄膜超電導線材 |
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