JPH06267352A - 酸化物超電導導体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒートサイクルによって臨界電流密度が低下
せず、安定した超電導特性を有する酸化物超電導導体の
製造方法を提供する。 【構成】 酸化物超電導体と支持部材とが接着剤により
一体的に動くように複合化された酸化物超電導導体の製
造方法であって、支持部材と接着剤の断面積を変えるこ
とにより、支持部材と接着剤とからなる複合材の熱膨張
率を、酸化物超電導体の熱膨張率に近づける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、酸化物超電導導体の製
造方法に関するものであり、特に、酸化物超電導体と支
持部材とが接着剤により一体的に動くように複合化され
た酸化物超電導導体の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、より高い臨界温度を示す超電導材
料として、セラミックス系、すなわち酸化物系の超電導
体が注目されている。その中でも、イットリウム系は９
０Ｋ、ビスマス系は１１０Ｋ、タリウム系は１２０Ｋ程
度の高い臨界温度を有し、実用化が期待されている。

【０００３】これらの酸化物超電導体は、液体窒素温度
で超電導状態となるため、大電流導体、コイルおよび超
電導マグネットへの電流リードとしての応用が検討され
ている。

【０００４】しかしながら、これらの酸化物超電導体を
大電流導体等に応用しようとする場合、これらの酸化物
超電導体単独では、強度的に問題がある。そこで、大電
流導体等に応用するためには、酸化物超電導体を支持部
材に固定する必要がある。

【０００５】このような大電流導体として、たとえば、
酸化物超電導体と支持部材とを備え、熱膨張および熱収
縮に際しこの酸化物超電導体と支持部材とが一体的に動
くように複合化された酸化物超電導導体が、特開平４−
２１８２１５に開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、酸化物
超電導体を支持部材に固定した酸化物超電導導体におい
て、酸化物超電導体と支持部材の熱膨張率が異なってい
ると、液体窒素温度や液体ヘリウム温度と室温とのヒー
トサイクルによって、酸化物超電導体に力が加わること
になる。

【０００７】一方、酸化物超電導体は、セラミックスで
あるため、延性に乏しく、脆いという性質がある。

【０００８】したがって、このような性質を有する酸化
物超電導体は、ヒートサイクルによる力を受けると、割
れを生じ、臨界電流密度が低下してしまうという問題が
生じる。

【０００９】この発明の目的は、上述の問題点を解決
し、ヒートサイクルによって臨界電流密度が低下せず、
安定した超電導特性を有する酸化物超電導導体を製造す
る方法を、提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明による製造方法
は、酸化物超電導体と支持部材とが接着剤により一体的
に動くように複合化された酸化物超電導導体の製造方法
であって、支持部材と接着剤の断面積を変えることによ
り、支持部材と接着剤とからなる複合材の熱膨張率を、
酸化物超電導体の熱膨張率に近づけることを特徴として
いる。

【００１１】好ましくは、酸化物超電導体は、金属被覆
されたものであるとよい。

【００１２】

【作用】この発明による酸化物超電導導体の製造方法で
は、支持部材と接着剤の断面積を変えることにより、支
持部材と接着剤とからなる複合材の熱膨張率を、酸化物
超電導体の熱膨張率に近づけることを特徴としている。

【００１３】一般に、複合材の線熱膨張特性は、以下の
式（１）によって表わされる。

【００１４】

【数１】

【００１５】この式（１）において、αは線熱膨張係数
を示し、Ｓは断面積を示し、Ｅは弾性係数を示してい
る。

【００１６】式（１）より、支持部材と接着剤とからな
る複合材の熱膨張率は、支持部材と接着剤それぞれの断
面積に依存していることがわかる。すなわち、ある熱膨
張率を有する支持部材とある熱膨張率を有する接着剤と
を複合化する際、それら支持部材と接着剤のそれぞれの
断面積を変えることにより、所望の熱膨張率を有する複
合材が得られる。したがって、このようにして、支持部
材と接着剤とからなる複合材の熱膨張率を、酸化物超電
導体の熱膨張率に近づけることができる。

【００１７】一方、酸化物超電導体は、上述のように、
延性に乏しく脆いという性質があり、応力特に引っ張り
力に弱い。したがって、酸化物超電導体と支持部材とが
接着剤により複合化された酸化物超電導導体において
は、引っ張り力が酸化物超電導体に加わらないようにす
ることが大切である。

【００１８】この発明では、支持部材と接着剤とからな
る複合材の熱膨張率を、酸化物超電導体の熱膨張率に近
づけ、熱膨張および熱収縮に際し支持部材と酸化物超電
導体とが一体的に動くように複合化している。そのた
め、このようにして得られた酸化物超電導導体は、ヒー
トサイクル時において、酸化物超電導体に引っ張り力が
加わることがなく、臨界電流密度が低下しない。

【００１９】

【実施例】Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８０：
０．４６：２．００：２．２２：３．０４の組成を持つ
ように、これらの金属の酸化物または炭酸塩を混合し、
熱処理により、２２１２相と非超電導相からなる粉末を
準備し、これを８Ｔｏｒｒの減圧雰囲気で７００℃、３
時間の脱ガス処理をした。この粉末を外径１２ｍｍ、内
径９ｍｍの銀パイプ中に充填して銀で被覆し、１ｍｍま
で伸線加工し、０．２ｍｍの厚みまで圧延加工した。こ
の線材を８４５℃、５０時間熱処理し、１５％の加工度
で圧延した。これを８４０℃、５０時間熱処理して、テ
ープ状の酸化物超電導線材を作成した。

【００２０】この酸化物超電導テープ線材の超電導特性
を、長さ５０ｃｍで評価した。その結果、この酸化物超
電導テープ線材は、液体窒素中で、臨界電流密度が１
５，０００Ａ／ｃｍ² 、臨界電流値が３１Ａであった。
また、この酸化物超電導テープ線材の熱膨張率は、１
３．６×１０^{- 6} Ｋ^{- 1} であった。

【００２１】このような超電導特性を有する酸化物超電
導テープ線材１枚と、ＦＲＰ（ｆｉｂｅｒ ｒｅｉｎｆ
ｏｒｃｅｄ ｐｌａｓｔｉｃｓ）材とを、エポキシ系接
着剤で接着した。このとき、ＦＲＰ材と接着剤の断面積
比を、表１に示すように変化させ、３種の複合化超電導
導体を作成した。なお、表１に、ＦＲＰ材と接着剤とか
らなる複合材の熱膨張率を、併せて示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】これら３種の複合化超電導導体について、
液体窒素温度と室温との繰返し測定を行なって、５サイ
クル後の臨界電流密度の低下を測定した。

【００２４】その結果、本発明例の超電導導体Ｎｏ．１
およびＮｏ．２は、臨界電流密度の低下がほとんどな
く、安定した超電導特性を示した。これに対して、比較
例の超電導導体Ｎｏ．３は、臨界電流密度が大きく低下
した。

【００２５】なお、以上の実施例に関する開示は、本発
明の単なる具体例に過ぎず、本発明の技術的範囲を何ら
制限するものではない。すなわち、上述の実施例ではビ
スマス系酸化物超電導導体について示したが、タリウム
系およびイットリウム系酸化物超電導導体に関しても、
本発明は適用される。

【００２６】また、上述の実施例では、一定の熱膨張率
を有するＦＲＰ材を用いているが、板状のＦＲＰ材の場
合、繊維の積層方向を変えることにより、板材の長手方
向の熱膨張率を変化させることができる。また、筒状の
ＦＲＰ材の場合、繊維の巻き角度を変化させることによ
り、長手方向の熱膨張率を変化させることができる。し
たがって、ＦＲＰ材と接着剤の断面積を変える際、ＦＲ
Ｐ材自体の熱膨張率をも変化させれば、より好ましい条
件で、酸化物超電導導体を製造することが可能となる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の製造方
法によれば、ヒートサイクルによって臨界電流密度が低
下せず、安定した超電導特性を有する酸化物超電導導体
を製造することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺井 晴一郎 兵庫県尼崎市若王寺三丁目11番20号 関西 電力株式会社総合技術研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸化物超電導体と支持部材とが接着剤に
   より一体的に動くように複合化された酸化物超電導導体
   の製造方法であって、 前記支持部材と前記接着剤の断面積を変えることによ
   り、前記支持部材と前記接着剤とからなる複合材の熱膨
   張率を、前記酸化物超電導体の熱膨張率に近づけること
   を特徴とする、酸化物超電導導体の製造方法。
2. 【請求項２】 前記酸化物超電導体は、金属被覆された
   ものである、請求項１記載の酸化物超電導導体の製造方
   法。