JPH0645140A - 酸化物超電導体電流リード - Google Patents
酸化物超電導体電流リードInfo
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- JPH0645140A JPH0645140A JP4216388A JP21638892A JPH0645140A JP H0645140 A JPH0645140 A JP H0645140A JP 4216388 A JP4216388 A JP 4216388A JP 21638892 A JP21638892 A JP 21638892A JP H0645140 A JPH0645140 A JP H0645140A
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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)
Abstract
(57)【要約】
【目的】液体ヘリウム温度に冷却された超電導コイル等
に、大きな電流を効率よく供給し、かつ熱の伝導を極力
抑制できる電流リードを得る。 【構成】液体ヘリウム温度から液体窒素温度までの温度
差のある空間を通して電流を供給する電流リードであっ
て、ビスマス系超電導体と希土類系超電導体とを接合し
た通電体を、低温側がビスマス系超電導体、高温側が希
土類系超電導体になるよう配置した酸化物超電導体電流
リード。
に、大きな電流を効率よく供給し、かつ熱の伝導を極力
抑制できる電流リードを得る。 【構成】液体ヘリウム温度から液体窒素温度までの温度
差のある空間を通して電流を供給する電流リードであっ
て、ビスマス系超電導体と希土類系超電導体とを接合し
た通電体を、低温側がビスマス系超電導体、高温側が希
土類系超電導体になるよう配置した酸化物超電導体電流
リード。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化物超電導体電流リ
ードに関するものである。
ードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、液体ヘリウム温度で使用する超電
導コイルへの百〜数千Ａの大電流の供給は電気伝導度が
高く、抵抗損失による発熱の少ない銅等の金属製電流リ
ードが用いられてきた。これらの金属は電気伝導性が高
いと同時に熱伝導性も高いため、液体ヘリウムで冷却さ
れている超電導コイル部分まで外界の熱をよく伝達して
しまう。このため、冷媒の液体ヘリウムの蒸発量が大き
くなり、冷媒の補充のサイクルが短くなるという問題点
があった。
導コイルへの百〜数千Ａの大電流の供給は電気伝導度が
高く、抵抗損失による発熱の少ない銅等の金属製電流リ
ードが用いられてきた。これらの金属は電気伝導性が高
いと同時に熱伝導性も高いため、液体ヘリウムで冷却さ
れている超電導コイル部分まで外界の熱をよく伝達して
しまう。このため、冷媒の液体ヘリウムの蒸発量が大き
くなり、冷媒の補充のサイクルが短くなるという問題点
があった。
【０００３】この問題に対して、液体ヘリウムに浸漬さ
れている超電導コイルと金属製の電流供給線との間に、
液体窒素温度以下の空間を設けて、酸化物超電導電流リ
ードにより大電流を低損失、かつ外界からの熱侵入量を
抑えて、供給しようとする試みがなされている。例え
ば、鉛を添加したビスマス系２２２３相超電導体の多結
晶焼結体ロッドを使用した場合、熱伝導率は銅製リード
の約１／１０、熱侵入量は１０００Ａ通電の場合の約１
／１００になる。あるいは同じ系の銀シース圧延テープ
線材を用いることも報告されている。（第３９回応用物
理学会関係連合会講演予稿集３０ｐ−ＺＮ−５，３０ｐ
−ＺＮ−２あるいは低温工学Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．６，
５９（１９９１）等参照）
れている超電導コイルと金属製の電流供給線との間に、
液体窒素温度以下の空間を設けて、酸化物超電導電流リ
ードにより大電流を低損失、かつ外界からの熱侵入量を
抑えて、供給しようとする試みがなされている。例え
ば、鉛を添加したビスマス系２２２３相超電導体の多結
晶焼結体ロッドを使用した場合、熱伝導率は銅製リード
の約１／１０、熱侵入量は１０００Ａ通電の場合の約１
／１００になる。あるいは同じ系の銀シース圧延テープ
線材を用いることも報告されている。（第３９回応用物
理学会関係連合会講演予稿集３０ｐ−ＺＮ−５，３０ｐ
−ＺＮ−２あるいは低温工学Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．６，
５９（１９９１）等参照）
【０００４】しかし、多結晶焼結体ロッドは、多結晶体
であり臨界電流密度が約１０００Ａ／ｃｍ2 （７７Ｋ，
０テスラ）と低いために断面積を大きくする必要があ
る。また銀シース圧延テープ線材は、臨界電流密度は約
６０００Ａ／ｃｍ2 （７７Ｋ，０テスラ）と比較的高い
が、熱伝導性の良好な銀と複合化しているため熱侵入量
を低く抑えることが困難である。さらに、ビスマス系超
電導体は、２０Ｋ以上で臨界電流密度の磁界依存性が大
きくなることが知られており、液体窒素温度においては
更にこの傾向が顕著となり、磁場印加により急激に臨界
電密度が減少することが知られている。
であり臨界電流密度が約１０００Ａ／ｃｍ2 （７７Ｋ，
０テスラ）と低いために断面積を大きくする必要があ
る。また銀シース圧延テープ線材は、臨界電流密度は約
６０００Ａ／ｃｍ2 （７７Ｋ，０テスラ）と比較的高い
が、熱伝導性の良好な銀と複合化しているため熱侵入量
を低く抑えることが困難である。さらに、ビスマス系超
電導体は、２０Ｋ以上で臨界電流密度の磁界依存性が大
きくなることが知られており、液体窒素温度においては
更にこの傾向が顕著となり、磁場印加により急激に臨界
電密度が減少することが知られている。
【０００５】例えばＭＲＩ等に実用されている超電導コ
イルの場合、コイルの発生する磁界が０．５〜２テスラ
と大きいため、リード部分には大電流を通電することに
よって発生する自己磁場に加えて、超電導コイルからの
距離に依存して最大０．２テスラ程度の磁界が印加され
る。実際にビスマス系超電導体を電流リードとして使用
するに当たっては、磁場印加による臨界電流密度の劣化
分を補うことが必要となり、断面積を大きくする必要が
ある。この場合、ビスマス系超電導体は希土類系、タリ
ウム系に比較して液体温度における臨界電流密度の劣化
が顕著であるため、より大断面積としなければならず、
熱侵入量を低く抑えるうえで問題点があった。
イルの場合、コイルの発生する磁界が０．５〜２テスラ
と大きいため、リード部分には大電流を通電することに
よって発生する自己磁場に加えて、超電導コイルからの
距離に依存して最大０．２テスラ程度の磁界が印加され
る。実際にビスマス系超電導体を電流リードとして使用
するに当たっては、磁場印加による臨界電流密度の劣化
分を補うことが必要となり、断面積を大きくする必要が
ある。この場合、ビスマス系超電導体は希土類系、タリ
ウム系に比較して液体温度における臨界電流密度の劣化
が顕著であるため、より大断面積としなければならず、
熱侵入量を低く抑えるうえで問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、液体
ヘリウム温度に冷却された超電導コイル等に、大きな電
流を効率よく供給し、かつ熱の伝導を極力抑制できる電
流リードを提供することである。
ヘリウム温度に冷却された超電導コイル等に、大きな電
流を効率よく供給し、かつ熱の伝導を極力抑制できる電
流リードを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、液体ヘリウム
温度から液体窒素温度までの温度差のある空間を通して
電流を供給する電流リードであって、ビスマス系超電導
体と希土類系超電導体とを接合した通電体を、低温側が
ビスマス系超電導体、高温側が希土類系超電導体になる
よう配置した酸化物超電導体電流リードを提供するもの
である。
温度から液体窒素温度までの温度差のある空間を通して
電流を供給する電流リードであって、ビスマス系超電導
体と希土類系超電導体とを接合した通電体を、低温側が
ビスマス系超電導体、高温側が希土類系超電導体になる
よう配置した酸化物超電導体電流リードを提供するもの
である。
【０００８】本発明において、低温領域の通電体として
ビスマス系超電導体を配し、高温領域の通電体として希
土類系超電導体を配する。接合部の温度は、１０Ｋ以上
かつ６５Ｋ以下であることが好ましい。接合部の温度が
６５Ｋを超える場合は、ビスマス系超電導体の超電導特
性が不十分となるおそれがある。接合部の温度が１０Ｋ
未満の場合は、大きな希土類系超電導体が必要となり、
製造が困難になるおそれがある。接合部の、より好まし
い温度範囲は、２０〜４０Ｋである。
ビスマス系超電導体を配し、高温領域の通電体として希
土類系超電導体を配する。接合部の温度は、１０Ｋ以上
かつ６５Ｋ以下であることが好ましい。接合部の温度が
６５Ｋを超える場合は、ビスマス系超電導体の超電導特
性が不十分となるおそれがある。接合部の温度が１０Ｋ
未満の場合は、大きな希土類系超電導体が必要となり、
製造が困難になるおそれがある。接合部の、より好まし
い温度範囲は、２０〜４０Ｋである。
【０００９】本発明において、ビスマス系超電導体と
は、構成元素としてビスマスを含む酸化物超電導体であ
る。具体的には、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系の複合
酸化物からなる超電導体が好ましい。特に、Ｂｉ2 Ｓｒ
2 ＣａＣｕ2 Ｏy （ｙは酸素量、以下２２１２相とい
う）またはＢｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ2 Ｃｕ3 Ｏy （ｙは酸素
量、以下２２２３相という）が好ましい。これらのＢｉ
の一部をＰｂで置換したものも好適に使用することがで
きる。ビスマス系超電導体は、特に３０Ｋ以下の低温領
域では、高磁界まで高い臨界電流密度を維持し良好な超
電導特性を示す。
は、構成元素としてビスマスを含む酸化物超電導体であ
る。具体的には、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系の複合
酸化物からなる超電導体が好ましい。特に、Ｂｉ2 Ｓｒ
2 ＣａＣｕ2 Ｏy （ｙは酸素量、以下２２１２相とい
う）またはＢｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ2 Ｃｕ3 Ｏy （ｙは酸素
量、以下２２２３相という）が好ましい。これらのＢｉ
の一部をＰｂで置換したものも好適に使用することがで
きる。ビスマス系超電導体は、特に３０Ｋ以下の低温領
域では、高磁界まで高い臨界電流密度を維持し良好な超
電導特性を示す。
【００１０】ビスマス系超電導体は、少なくともリード
の長手方向に対して、結晶のｃ軸が垂直に配向したもの
であることが好ましい。このような配向組織は、例えば
銀基板上での溶融凝固処理による配向性テープ線材、ま
たは銀シース法などによる金属と複合した配向多結晶体
により得られる。あるいは、レーザペデスタル方式、赤
外線集光加熱方式の単結晶製造装置などを用いて、温度
勾配下で溶融凝固処理することにより単結晶または配向
性粗大多結晶体を作製することもできる。ビスマス系超
電導体は、結晶成長速度がレーザペデスタル方式の場合
で約３０ｍｍ／ｈと希土類系超電導体に比べて大きく、
生産性が良好である。
の長手方向に対して、結晶のｃ軸が垂直に配向したもの
であることが好ましい。このような配向組織は、例えば
銀基板上での溶融凝固処理による配向性テープ線材、ま
たは銀シース法などによる金属と複合した配向多結晶体
により得られる。あるいは、レーザペデスタル方式、赤
外線集光加熱方式の単結晶製造装置などを用いて、温度
勾配下で溶融凝固処理することにより単結晶または配向
性粗大多結晶体を作製することもできる。ビスマス系超
電導体は、結晶成長速度がレーザペデスタル方式の場合
で約３０ｍｍ／ｈと希土類系超電導体に比べて大きく、
生産性が良好である。
【００１１】具体的には、溶融凝固方式による２２１２
相の単結晶ロッドまたは配向粗大多結晶体、あるいは２
２１２相あるいは２２２３相からなり銀を主成分とする
金属と複合した配向多結晶体を、好適に使用することが
できる。機械強度を増強するためにセラミックスあるい
は金属、繊維強化プラスチックと複合化したものを用い
ることもできる。
相の単結晶ロッドまたは配向粗大多結晶体、あるいは２
２１２相あるいは２２２３相からなり銀を主成分とする
金属と複合した配向多結晶体を、好適に使用することが
できる。機械強度を増強するためにセラミックスあるい
は金属、繊維強化プラスチックと複合化したものを用い
ることもできる。
【００１２】本発明において、希土類系超電導体とは、
構成元素として希土類元素を含む酸化物超電導体であ
る。具体的には、Ｒｅ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系（Ｒｅは、
Ｙ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅ
ｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕからなる群から選ばれた１種以上
の元素）の複合酸化物からなる超電導体が好ましい。特
に、ＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy （ｙは酸素量、以下１２３相
という）が好ましい。
構成元素として希土類元素を含む酸化物超電導体であ
る。具体的には、Ｒｅ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系（Ｒｅは、
Ｙ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅ
ｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕからなる群から選ばれた１種以上
の元素）の複合酸化物からなる超電導体が好ましい。特
に、ＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy （ｙは酸素量、以下１２３相
という）が好ましい。
【００１３】希土類系超電導体も、少なくともリードの
長手方向に対して、結晶のｃ軸が垂直に配向したもので
あることが好ましい。このような配向組織は、好ましく
は酸化物超電導体の柱状成形体あるいは基材上に形成し
た厚膜を、温度勾配下で溶融凝固処理することにより得
られる。希土類系超電導体は、単独でも、また機械強度
を増強するまたは、配向組織を連続して成長させるため
バッファー層を施したセラミックスあるいは金属、繊維
強化プラスチックと複合化したものを用いてもよい。
長手方向に対して、結晶のｃ軸が垂直に配向したもので
あることが好ましい。このような配向組織は、好ましく
は酸化物超電導体の柱状成形体あるいは基材上に形成し
た厚膜を、温度勾配下で溶融凝固処理することにより得
られる。希土類系超電導体は、単独でも、また機械強度
を増強するまたは、配向組織を連続して成長させるため
バッファー層を施したセラミックスあるいは金属、繊維
強化プラスチックと複合化したものを用いてもよい。
【００１４】希土類系超電導体は、高温においても臨界
電流密度の磁場依存性が少なく、かつ熱侵入量が少ない
ので、幅広い温度範囲での使用が好ましいが、ビスマス
系超電導体に比較して結晶成長速度が０．１〜１０ｍｍ
／ｈと小さいので、生産性の観点からはその長さが小さ
くなるほうが好ましい。実際の電流リードの設計に当た
っては、これらの条件を勘案してビスマス系超電導体と
希土類系超電導体との接合位置を設定するのが好まし
い。
電流密度の磁場依存性が少なく、かつ熱侵入量が少ない
ので、幅広い温度範囲での使用が好ましいが、ビスマス
系超電導体に比較して結晶成長速度が０．１〜１０ｍｍ
／ｈと小さいので、生産性の観点からはその長さが小さ
くなるほうが好ましい。実際の電流リードの設計に当た
っては、これらの条件を勘案してビスマス系超電導体と
希土類系超電導体との接合位置を設定するのが好まし
い。
【００１５】また、希土類系超電導体は、１２３相のよ
うな超電導相を母相とし、その中に液体窒素温度近傍で
も磁束のピン止め中心として寄与する直径０．０１〜２
０μｍ程度の常電導相を均一に含有することが、臨界電
流密度を高くする上で望ましい。このときの常電導相と
しては、希土類元素から構成される常電導相、特にＲｅ
2 ＢａＣｕＯ5 が好ましい。希土類系酸化物超電導体と
の反応性が少なく、超電導特性に悪影響の与えることの
ない固体粒子、例えばＢａＳｎＯ3 、Ａｇ、Ａｕ等の微
粒子を添加した場合も、ピン止めの効果がある。Ｐｔを
微量に添加する場合は、Ｒｅ2 ＢａＣｕＯ5 を微細分散
させる効果があるので好ましい。
うな超電導相を母相とし、その中に液体窒素温度近傍で
も磁束のピン止め中心として寄与する直径０．０１〜２
０μｍ程度の常電導相を均一に含有することが、臨界電
流密度を高くする上で望ましい。このときの常電導相と
しては、希土類元素から構成される常電導相、特にＲｅ
2 ＢａＣｕＯ5 が好ましい。希土類系酸化物超電導体と
の反応性が少なく、超電導特性に悪影響の与えることの
ない固体粒子、例えばＢａＳｎＯ3 、Ａｇ、Ａｕ等の微
粒子を添加した場合も、ピン止めの効果がある。Ｐｔを
微量に添加する場合は、Ｒｅ2 ＢａＣｕＯ5 を微細分散
させる効果があるので好ましい。
【００１６】本発明において、ビスマス系超電導体と希
土類系超電導体との接合方法としては、種々の方法が採
用できるが、例えば、それぞれの超電導体の接合面に、
蒸着法などで金あるいは銀の層を形成し、その後でハン
ダ等で接合することができる。接合後さらに、機械強度
を増強するためにセラミックスあるいは金属、繊維強化
プラスチックと複合化したものを用いることもできる。
土類系超電導体との接合方法としては、種々の方法が採
用できるが、例えば、それぞれの超電導体の接合面に、
蒸着法などで金あるいは銀の層を形成し、その後でハン
ダ等で接合することができる。接合後さらに、機械強度
を増強するためにセラミックスあるいは金属、繊維強化
プラスチックと複合化したものを用いることもできる。
【００１７】
【実施例】実施例１ 原料粉末として、ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 、Ｈｏ2 ＢａＣｕ
Ｏ2 、ＢａＳｎＯ2 、Ａｇの微粉末を、モル比で６：
４：２：０．１の割合でボールミルを用いて均一に混合
し、１５００ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で静水圧プレス成形し
て、直径６ｍｍ、長さ１７０ｍｍの円柱状試料を作製し
た。これを、９４０℃，２０時間大気中で焼成した後、
温度勾配が２００℃／ｃｍ、最高温度が１０３０℃の電
気炉を使用し、鉛直方向に１ｍｍ／ｈの移動速度で一方
向溶融凝固成長を行い、希土類系超電導体の配向性多結
晶ロッドを得た。
Ｏ2 、ＢａＳｎＯ2 、Ａｇの微粉末を、モル比で６：
４：２：０．１の割合でボールミルを用いて均一に混合
し、１５００ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で静水圧プレス成形し
て、直径６ｍｍ、長さ１７０ｍｍの円柱状試料を作製し
た。これを、９４０℃，２０時間大気中で焼成した後、
温度勾配が２００℃／ｃｍ、最高温度が１０３０℃の電
気炉を使用し、鉛直方向に１ｍｍ／ｈの移動速度で一方
向溶融凝固成長を行い、希土類系超電導体の配向性多結
晶ロッドを得た。
【００１８】また、金属元素の仕込み組成が Ｂｉ：Ｓ
ｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２．０５：０．９５：２となるよ
うに酸化物または炭酸塩の粉末を秤量後、ボールミルを
用いて混合し、７５０℃、７８０℃、８００℃の各温度
で２０時間大気中で仮焼し、粉砕して原料粉を合成し
た。この原料粉をドクターブレード法で成形して、厚さ
８０μｍのグリーンシートを得た。このグリーンシート
を２０ｍｍ×２００ｍｍに切断し、厚さ５０μｍの銀板
上で最高８８０℃で部分溶融凝固して、幅２０ｍｍ、長
さ５００ｍｍのｃ軸配向ビスマス系超電導体テープを作
製した。
ｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２．０５：０．９５：２となるよ
うに酸化物または炭酸塩の粉末を秤量後、ボールミルを
用いて混合し、７５０℃、７８０℃、８００℃の各温度
で２０時間大気中で仮焼し、粉砕して原料粉を合成し
た。この原料粉をドクターブレード法で成形して、厚さ
８０μｍのグリーンシートを得た。このグリーンシート
を２０ｍｍ×２００ｍｍに切断し、厚さ５０μｍの銀板
上で最高８８０℃で部分溶融凝固して、幅２０ｍｍ、長
さ５００ｍｍのｃ軸配向ビスマス系超電導体テープを作
製した。
【００１９】このビスマス系超電導体テープを１０枚積
層した後、上記希土類系超電導体ロッド接合して、電流
リードを得た。液体ヘリウム温度から４０Ｋまでの低温
領域ではビスマス系超電導体テープ積層体が、４０Ｋか
ら液体窒素温度までの高温領域では希土類系超電導体ロ
ッドが通電体になるよう配置し、１０００Ａの直流電流
を１０００時間通電し、この間液体ヘリウムの気化量を
通常の無酸素銅金属を電流リードに用いる場合に比べて
約１／１００に抑えることができた。
層した後、上記希土類系超電導体ロッド接合して、電流
リードを得た。液体ヘリウム温度から４０Ｋまでの低温
領域ではビスマス系超電導体テープ積層体が、４０Ｋか
ら液体窒素温度までの高温領域では希土類系超電導体ロ
ッドが通電体になるよう配置し、１０００Ａの直流電流
を１０００時間通電し、この間液体ヘリウムの気化量を
通常の無酸素銅金属を電流リードに用いる場合に比べて
約１／１００に抑えることができた。
【００２０】実施例２ 原料粉としてＨｏＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 、Ｅｒ2 ＢａＣｕＯ
5 、ＢａＳｎＯ3 、Ａｇの微粉末を、それぞれ６：４：
２：０．１モルの割合で均一に混合し、９２０℃、２０
時間大気中で焼成した後、１５００ｋｇ／ｃｍ2 の圧力
で静水圧プレス成形して直径７ｍｍ、長さ１７０ｍｍの
円柱状試料得た。これを、９２０℃、２０時間大気中で
焼成した後、温度勾配が１５０℃／ｃｍ、最高温度が１
０２０℃の電気炉で、鉛直方向に１ｍｍ／ｈの移動速度
で一方向溶融凝固成長を行い、希土類系酸化物超電導体
の配向性多結晶ロッドを得た。
5 、ＢａＳｎＯ3 、Ａｇの微粉末を、それぞれ６：４：
２：０．１モルの割合で均一に混合し、９２０℃、２０
時間大気中で焼成した後、１５００ｋｇ／ｃｍ2 の圧力
で静水圧プレス成形して直径７ｍｍ、長さ１７０ｍｍの
円柱状試料得た。これを、９２０℃、２０時間大気中で
焼成した後、温度勾配が１５０℃／ｃｍ、最高温度が１
０２０℃の電気炉で、鉛直方向に１ｍｍ／ｈの移動速度
で一方向溶融凝固成長を行い、希土類系酸化物超電導体
の配向性多結晶ロッドを得た。
【００２１】また、金属元素の仕込み組成をＢｉ：Ｓ
ｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：１：２となるように酸化物ま
たは炭酸塩の粉末を秤量後、ボールミル混合し７５０
℃、７８０℃、８００℃で、それぞれ２０時間大気中で
仮焼し粉砕して、原料粉を合成した。この原料粉を１５
００ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で静水圧プレス成形し、直径５
ｍｍ、長さ３００ｍｍの円柱状試料とし、赤外線集光加
熱単結晶製造装置を用いて移動速度１０ｍｍ／ｈで一方
向に溶融凝固処理して、ビスマス系２２１２相配向多結
晶ロッドを得た。
ｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：１：２となるように酸化物ま
たは炭酸塩の粉末を秤量後、ボールミル混合し７５０
℃、７８０℃、８００℃で、それぞれ２０時間大気中で
仮焼し粉砕して、原料粉を合成した。この原料粉を１５
００ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で静水圧プレス成形し、直径５
ｍｍ、長さ３００ｍｍの円柱状試料とし、赤外線集光加
熱単結晶製造装置を用いて移動速度１０ｍｍ／ｈで一方
向に溶融凝固処理して、ビスマス系２２１２相配向多結
晶ロッドを得た。
【００２２】これらを接合して、液体ヘリウム温度から
３０Ｋまでの低温領域をビスマス系２２１２相配向多結
晶ロッド、３０Ｋから液体窒素温度までの高温領域には
希土類系超電導体ロッドを通電体として、１０００Ａの
直流電流を１０００時間通電し、この間液体ヘリウムの
気化量を通常の無酸素銅金属を電流リードに用いる場合
に比べて約１／２００に抑えることができた。
３０Ｋまでの低温領域をビスマス系２２１２相配向多結
晶ロッド、３０Ｋから液体窒素温度までの高温領域には
希土類系超電導体ロッドを通電体として、１０００Ａの
直流電流を１０００時間通電し、この間液体ヘリウムの
気化量を通常の無酸素銅金属を電流リードに用いる場合
に比べて約１／２００に抑えることができた。
【００２３】
【発明の効果】本発明の電流リードは、液体ヘリウム温
度で動作する超電導線材に電力を供給する場合に、大電
流を効率よく低熱侵入量で通電し、かつ自己磁場さらに
は超電導コイルから発生する外部印加磁場に対しても安
定に大電流を供給できるという効果を有する。ビスマス
系超電導体単独の電流リードに比較すると、特に高温部
分での特性が良好であるため、全体として臨界電流が大
きく磁場特性が良好であり、希土類系超電導体単独の電
流リードに比較すると、生産性が良好である。
度で動作する超電導線材に電力を供給する場合に、大電
流を効率よく低熱侵入量で通電し、かつ自己磁場さらに
は超電導コイルから発生する外部印加磁場に対しても安
定に大電流を供給できるという効果を有する。ビスマス
系超電導体単独の電流リードに比較すると、特に高温部
分での特性が良好であるため、全体として臨界電流が大
きく磁場特性が良好であり、希土類系超電導体単独の電
流リードに比較すると、生産性が良好である。
Claims (6)
- 【請求項１】液体ヘリウム温度から液体窒素温度までの
温度差のある空間を通して電流を供給する電流リードで
あって、ビスマス系超電導体と希土類系超電導体とを接
合した通電体を、低温側がビスマス系超電導体、高温側
が希土類系超電導体になるよう配置した酸化物超電導体
電流リード。 - 【請求項２】ビスマス系超電導体と希土類系超電導体と
の接合部の温度が、１０Ｋ以上かつ６５Ｋ以下である請
求項１の酸化物超電導体電流リード。 - 【請求項３】ビスマス系超電導体が、リードの長手方向
に対して、少なくとも結晶のｃ軸が垂直に配向した、単
結晶または配向性多結晶体である請求項１の酸化物超電
導体電流リード。 - 【請求項４】ビスマス系超電導体が、リードの長手方向
に対して、少なくとも結晶のｃ軸が垂直に配向した、銀
を主成分とする金属と複合した配向性多結晶体である請
求項１の酸化物超電導体電流リード。 - 【請求項５】希土類系超電導体が、リードの長手方向に
対して少なくとも結晶のｃ軸が垂直に配向した、単結晶
または配向性多結晶体である請求項１の酸化物超電導体
電流リード。 - 【請求項６】希土類系超電導体が、ＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ
y （Ｒｅは、Ｙ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕからなる群から選ば
れた１種以上の元素、ｙは酸素量）を母相として、その
中に０．０１〜２０μｍのＲｅ2 ＢａＣｕＯ5 ，ＢａＳ
ｎＯ3 ，Ａｇ，Ａｕの少なくとも１種以上を均一に含有
する溶融凝固体からなる請求項５の酸化物超電導体電流
リード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4216388A JPH0645140A (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | 酸化物超電導体電流リード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4216388A JPH0645140A (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | 酸化物超電導体電流リード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645140A true JPH0645140A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=16687792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4216388A Withdrawn JPH0645140A (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | 酸化物超電導体電流リード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645140A (ja) |
-
1992
- 1992-07-22 JP JP4216388A patent/JPH0645140A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |