JPH07118360B2 - 超電導線の接続方法 - Google Patents
超電導線の接続方法Info
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- JPH07118360B2 JPH07118360B2 JP14959687A JP14959687A JPH07118360B2 JP H07118360 B2 JPH07118360 B2 JP H07118360B2 JP 14959687 A JP14959687 A JP 14959687A JP 14959687 A JP14959687 A JP 14959687A JP H07118360 B2 JPH07118360 B2 JP H07118360B2
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、酸化物系超電導導体を金属の安定化層で被覆
してなり超電導マグネットなどの超電導機器に利用され
る超電導線を接続するための接続構造に関する。
してなり超電導マグネットなどの超電導機器に利用され
る超電導線を接続するための接続構造に関する。
「従来の技術」 従来、常電導状態から超電導状態へ遷移する臨界温度
（Tc）が液体窒素温度以上の高い値を示す酸化物系の超
電導材料が種々発見されつつある。そして、従来、この
種の超電導材料からなる超電導体の中でもＹ−Ba−Cu−
Ｏ系、La−Sr−Cu−Ｏ系等のいわゆるＡ−Ｂ−Cu−Ｏ系
（ただし、ＡはLa,Y,Yb,Sc等のIII a族金属元素を示
し、ＢはSr,Ba等のアルカリ土類金属元素を示す）の超
電導材料を製造するには、上記III a族金属元素の化合
物粉末と上記アルカリ土類金属元素の化合物粉末と酸化
銅粉末を混合して得た混合粉末を、所定形状に成形し、
更に熱処理して超電導材料を得るようにしている。
（Tc）が液体窒素温度以上の高い値を示す酸化物系の超
電導材料が種々発見されつつある。そして、従来、この
種の超電導材料からなる超電導体の中でもＹ−Ba−Cu−
Ｏ系、La−Sr−Cu−Ｏ系等のいわゆるＡ−Ｂ−Cu−Ｏ系
（ただし、ＡはLa,Y,Yb,Sc等のIII a族金属元素を示
し、ＢはSr,Ba等のアルカリ土類金属元素を示す）の超
電導材料を製造するには、上記III a族金属元素の化合
物粉末と上記アルカリ土類金属元素の化合物粉末と酸化
銅粉末を混合して得た混合粉末を、所定形状に成形し、
更に熱処理して超電導材料を得るようにしている。
また、上記Ａ−Ｂ−Cu−Ｏ系超電導体などの酸化物系超
電導体を超電導マグネットなどの超電導機器に適用させ
るために、酸化物系超電導材料を線材化する試みもなさ
れている。
電導体を超電導マグネットなどの超電導機器に適用させ
るために、酸化物系超電導材料を線材化する試みもなさ
れている。
「発明が解決しようとする問題点」 上記のような酸化物系超電導材料からなる超電導線を超
電導機器に適用するには、こうした酸化物系超電導線を
他線に接続させる接続操作が必要となる。しかし、この
種の酸化物系超電導線の超電導部分は極めて脆いため
に、撚り合せなどの手法による接続では超電導導体にク
ラックを生じさせる恐れがあって困難であるとともに、
はんだ等の金属接続剤を用いた接合であっても金属接着
剤の材料の特性上、高い接合強度を得ることは困難な問
題がある。また金属接着剤で接合した部分を超電導線の
臨界温度以下に冷却すると、これらの熱膨張係数の差に
よって超電導導体と金属接着剤の間に応力に生じ、金属
接着剤が剥離しやすいなどの問題がある。
電導機器に適用するには、こうした酸化物系超電導線を
他線に接続させる接続操作が必要となる。しかし、この
種の酸化物系超電導線の超電導部分は極めて脆いため
に、撚り合せなどの手法による接続では超電導導体にク
ラックを生じさせる恐れがあって困難であるとともに、
はんだ等の金属接続剤を用いた接合であっても金属接着
剤の材料の特性上、高い接合強度を得ることは困難な問
題がある。また金属接着剤で接合した部分を超電導線の
臨界温度以下に冷却すると、これらの熱膨張係数の差に
よって超電導導体と金属接着剤の間に応力に生じ、金属
接着剤が剥離しやすいなどの問題がある。
また、超電導導体を金属接着剤を介して接続すると、そ
の接続部分となる接着層は電流パスとしては抵抗を持つ
ものとなり、接着層部分で通電時に発熱を生じる問題が
ある。
の接続部分となる接着層は電流パスとしては抵抗を持つ
ものとなり、接着層部分で通電時に発熱を生じる問題が
ある。
本発明では、前記問題に鑑みてなされたもので、酸化物
系の超電導材料からなる超電導線を接続するための接続
方法の提供を目的とする。
系の超電導材料からなる超電導線を接続するための接続
方法の提供を目的とする。
「問題点を解決するための手段」 この発明は、酸化物系超電導導体あるいは熱処理によっ
て酸化物系超電導導体となる素導体を金属の安定化層で
被覆してなる超電導線の接続方法であって、接続すべき
２本の超電導線の端部を縦割りするとともに、縦割りし
た超電導導体あるいは素導体の一部を研削して導体の長
さ方向に沿う平面状の研削面を形成し、次いで各超電導
導体の研削面どうしが接触するように配置し、次いでこ
の接触部分に熱処理を施すことを問題解決の手段とし
た。
て酸化物系超電導導体となる素導体を金属の安定化層で
被覆してなる超電導線の接続方法であって、接続すべき
２本の超電導線の端部を縦割りするとともに、縦割りし
た超電導導体あるいは素導体の一部を研削して導体の長
さ方向に沿う平面状の研削面を形成し、次いで各超電導
導体の研削面どうしが接触するように配置し、次いでこ
の接触部分に熱処理を施すことを問題解決の手段とし
た。
「作用」 各超電導線の端部に超電導導体を露出させ、露出させた
超電導導体に研削面を形成し、各超電導線の研削面を接
触させ、次いでこの接触部分に熱処理を施すことによ
り、接触部分に超電導物質を生成させて各超電導線の超
電導導体を電気的に接続する。
超電導導体に研削面を形成し、各超電導線の研削面を接
触させ、次いでこの接触部分に熱処理を施すことによ
り、接触部分に超電導物質を生成させて各超電導線の超
電導導体を電気的に接続する。
以下、図面を参照して本発明方法を詳細に説明する。
第１図および第２図は本発明方法の一例を示す図であ
る。これらの図において示される超電導線１は、熱処理
により酸化物系の超電導体となる素導体２を金属の安定
化層３で被覆してなるものである。この素導体２の材料
としては、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系などのＡ−Ｂ−Cu−Ｏ系
（ただし、ＡはY,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Eu,Cd,Tb,Sm,Dy,Ho,E
r,Tm,Yb,Lu,Sc等のIII a族金属元素を示し、ＢはBa,Sr,
Mg,Ca,Ra,Be等のアルカリ土類金属元素を示す）などの
酸化物系超電導体を作成する場合はＡ元素化合物粉末と
Ｂ元素化合物粉末と酸化銅粉末の混合粉末あるいはこの
混合粉末などの仮焼粉末であり、この粉末をパイプ内に
充填し、全体を縮径して作成する。また、安定化層３の
材料は特に限定されないが、銅、銀、銅合金、銀合金、
ステンレス、アルミニウム、銅−銀クラッドなどが好適
に使用される。
る。これらの図において示される超電導線１は、熱処理
により酸化物系の超電導体となる素導体２を金属の安定
化層３で被覆してなるものである。この素導体２の材料
としては、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系などのＡ−Ｂ−Cu−Ｏ系
（ただし、ＡはY,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Eu,Cd,Tb,Sm,Dy,Ho,E
r,Tm,Yb,Lu,Sc等のIII a族金属元素を示し、ＢはBa,Sr,
Mg,Ca,Ra,Be等のアルカリ土類金属元素を示す）などの
酸化物系超電導体を作成する場合はＡ元素化合物粉末と
Ｂ元素化合物粉末と酸化銅粉末の混合粉末あるいはこの
混合粉末などの仮焼粉末であり、この粉末をパイプ内に
充填し、全体を縮径して作成する。また、安定化層３の
材料は特に限定されないが、銅、銀、銅合金、銀合金、
ステンレス、アルミニウム、銅−銀クラッドなどが好適
に使用される。
この超電導線１を他の超電導線１に接続させるには、ま
ず、各々の超電導線１の端部の安定化層３をその先端か
ら所定長さ除去して素導体２を露出させ、更に露出した
素導体２を、半割りに加工し、半割り加工によって形成
した平面を研削して平滑な研削面４を形成する。素導体
２の研削は、電解研摩あるいは超硬切削工具などの周知
の切削・研磨手段によって行なうことができる。
ず、各々の超電導線１の端部の安定化層３をその先端か
ら所定長さ除去して素導体２を露出させ、更に露出した
素導体２を、半割りに加工し、半割り加工によって形成
した平面を研削して平滑な研削面４を形成する。素導体
２の研削は、電解研摩あるいは超硬切削工具などの周知
の切削・研磨手段によって行なうことができる。
次に、各超電導線１、１の研削面４、４どうしを接触さ
せる。このとき第２図に示すように、接触部分の外側に
ステンレス線５やアルミナ繊維などのセラミック系繊維
を巻回して各々の素導体２、２を圧着保持しておくこと
が望ましい。また、各素導体２、２の研削面４、４の間
あるいは研削面４、４の接触部分の周縁部に、酸化物系
超電導材料の粉末またはその原料粉末を付着させておい
ても良い。なお、これらの粉末は素導体２を構成する酸
化物系超電導材料と同一の材料が特に好適に使用され
る。
せる。このとき第２図に示すように、接触部分の外側に
ステンレス線５やアルミナ繊維などのセラミック系繊維
を巻回して各々の素導体２、２を圧着保持しておくこと
が望ましい。また、各素導体２、２の研削面４、４の間
あるいは研削面４、４の接触部分の周縁部に、酸化物系
超電導材料の粉末またはその原料粉末を付着させておい
ても良い。なお、これらの粉末は素導体２を構成する酸
化物系超電導材料と同一の材料が特に好適に使用され
る。
次に、各々の素導体２、２に熱処理を施し、各超電導線
１、１を接続する。その熱処理の条件は素導体２に用い
る酸化物系超電導材料の種類によって適宜設定される
が、例えば素導体２として、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系超電導材
料を用いた場合の熱処理条件は、800〜1000℃で１〜100
時間程度とするのが好ましい。また、この熱処理は、酸
化性雰囲気で行なうのが望ましい。この熱処理によっ
て、各素導体２、２の研削面４、４は焼結状態となって
機械的に接合される。なお、各素導体２、２をアルミナ
繊維などで保持していたものでは、このアルミナ繊維の
取り外しができる状態となる。また、研削面４の周縁部
分などに酸化物系超電導材料の粉末を付着させたもので
は、この粉末が各々の素導体２、２に焼結され、これら
素導体２、２の機械的、電気的な接続を強化する。
１、１を接続する。その熱処理の条件は素導体２に用い
る酸化物系超電導材料の種類によって適宜設定される
が、例えば素導体２として、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系超電導材
料を用いた場合の熱処理条件は、800〜1000℃で１〜100
時間程度とするのが好ましい。また、この熱処理は、酸
化性雰囲気で行なうのが望ましい。この熱処理によっ
て、各素導体２、２の研削面４、４は焼結状態となって
機械的に接合される。なお、各素導体２、２をアルミナ
繊維などで保持していたものでは、このアルミナ繊維の
取り外しができる状態となる。また、研削面４の周縁部
分などに酸化物系超電導材料の粉末を付着させたもので
は、この粉末が各々の素導体２、２に焼結され、これら
素導体２、２の機械的、電気的な接続を強化する。
以上の操作によって、２本の超電導線１、１が接続され
る。
る。
この例の接続方法は、接続すべき２本の超電導線１の端
部を研削して素導体２を露出させた研削面４を形成し、
各超電導線１の研削面４どうしを接触させた後、熱処理
を施すことにより、各素導体２を焼結させて接合し、各
超電導線１を機械的、電気的に接続する方法であり、各
素導体２間に金属接着剤を介在させることなく各超電導
線１を接続することができるので、接続部分を臨界温度
以下に冷却しても接続部分が剥離するなどの不都合を生
じることなく、各超電導線１を機械的に強く接続するこ
とができる。
部を研削して素導体２を露出させた研削面４を形成し、
各超電導線１の研削面４どうしを接触させた後、熱処理
を施すことにより、各素導体２を焼結させて接合し、各
超電導線１を機械的、電気的に接続する方法であり、各
素導体２間に金属接着剤を介在させることなく各超電導
線１を接続することができるので、接続部分を臨界温度
以下に冷却しても接続部分が剥離するなどの不都合を生
じることなく、各超電導線１を機械的に強く接続するこ
とができる。
また、この例の接続方法によれば、接続部の素導体２の
接触面積を大きく設定することができ、また、各素導体
２間に常電導材料である金属接着剤を介在させる必要が
ないので、接続部に抵抗を生じさせることなく各超電導
線１を電気的に良好に接続することができる。
接触面積を大きく設定することができ、また、各素導体
２間に常電導材料である金属接着剤を介在させる必要が
ないので、接続部に抵抗を生じさせることなく各超電導
線１を電気的に良好に接続することができる。
第３図は本発明方法の他の例を示す図である。先の例で
は、超電導線１の端部から露出した素導体２を、その長
手方向と直交する方向に沿って研削面４を形成する方法
であったが、この例では、各超電導線１の端部から露出
した素導体２を研削するときに、接続すべき２本の超電
導線１の素導体２に、各々嵌合し合う凹凸を設けて研削
面６、６を形成し、これら研削面６、６を接触させて各
々の凹凸を嵌合させた後、その接触部分に熱処理を施し
て、各超電導線１を接触させるようになっている。この
接触部分に熱処理を施すことにより、先の例と同様に、
各素導体２が焼結されて接合され、各超電導線１が機械
的、電気的に接続される。
は、超電導線１の端部から露出した素導体２を、その長
手方向と直交する方向に沿って研削面４を形成する方法
であったが、この例では、各超電導線１の端部から露出
した素導体２を研削するときに、接続すべき２本の超電
導線１の素導体２に、各々嵌合し合う凹凸を設けて研削
面６、６を形成し、これら研削面６、６を接触させて各
々の凹凸を嵌合させた後、その接触部分に熱処理を施し
て、各超電導線１を接触させるようになっている。この
接触部分に熱処理を施すことにより、先の例と同様に、
各素導体２が焼結されて接合され、各超電導線１が機械
的、電気的に接続される。
この例による接続方法は、先の例とほぼ同様の効果が得
られる他、研削面６に凹凸を設けたので、各素導体２間
の機械的接続を強化することができる。
られる他、研削面６に凹凸を設けたので、各素導体２間
の機械的接続を強化することができる。
なお、上述の各例とも、接続すべき超電導線１として、
熱処理によって酸化物系超電導導体となる素導体を金属
の安定化層３で被覆した構成のものとしたが、この発明
はこれに限定されることなく、超電導性を有する超電導
導体を金属の安定化層３で被覆してなる超電導線１の接
続に適用させても良い。
熱処理によって酸化物系超電導導体となる素導体を金属
の安定化層３で被覆した構成のものとしたが、この発明
はこれに限定されることなく、超電導性を有する超電導
導体を金属の安定化層３で被覆してなる超電導線１の接
続に適用させても良い。
「実施例」 超電導材料の原料粉末としてY2O3,BaCO3,CuOを用い、こ
れらを所定の配合比率で混合して混合粉末とし、この混
合粉末を700℃で１〜５時間加熱し、更に900℃で数時間
加熱して仮焼粉末とした。次に、この仮焼粉末を円柱状
に圧粉成形し、その成形体を安定化層となる銅−ニッケ
ル合金の管内に充填し、更に伸縮加工を施して、外径7m
mの長尺の線材を作成した。次に、この線材の安定化層
を先端から30mm除去して、素導体を露出させた。次に、
露出させた素導体を半割りにした後に研削し、第１図に
示すものと同様の平滑な研削面を形成した。以上のよう
に作成された超電導線を２本用意し、各々の研削面を接
触させ、更にその部分にアルミナ繊維を巻回して各々の
素導体を圧着保持した。また、このとき、接触させた研
削面の周縁部に上記仮焼粉末を付着させた。次に、アル
ミナ繊維を巻回して仮接続した部分に熱処理を施した。
この熱処理条件は900℃、12時間とし、酸素気流中で加
熱した。以上の操作によって、各々の超電導導体が焼結
され、２本の超電導線が機械的、電気的に接続された。
なお、超電導導体に巻回していたアルミナ繊維は、熱処
理の後取り外した。
れらを所定の配合比率で混合して混合粉末とし、この混
合粉末を700℃で１〜５時間加熱し、更に900℃で数時間
加熱して仮焼粉末とした。次に、この仮焼粉末を円柱状
に圧粉成形し、その成形体を安定化層となる銅−ニッケ
ル合金の管内に充填し、更に伸縮加工を施して、外径7m
mの長尺の線材を作成した。次に、この線材の安定化層
を先端から30mm除去して、素導体を露出させた。次に、
露出させた素導体を半割りにした後に研削し、第１図に
示すものと同様の平滑な研削面を形成した。以上のよう
に作成された超電導線を２本用意し、各々の研削面を接
触させ、更にその部分にアルミナ繊維を巻回して各々の
素導体を圧着保持した。また、このとき、接触させた研
削面の周縁部に上記仮焼粉末を付着させた。次に、アル
ミナ繊維を巻回して仮接続した部分に熱処理を施した。
この熱処理条件は900℃、12時間とし、酸素気流中で加
熱した。以上の操作によって、各々の超電導導体が焼結
され、２本の超電導線が機械的、電気的に接続された。
なお、超電導導体に巻回していたアルミナ繊維は、熱処
理の後取り外した。
この接続部分の臨界電流密度を測定した結果、77Kの液
体窒素温度において、Jc＝60A/cm2を示し、良好な特性
を発揮するとともに、接続部での発熱も見られなかっ
た。
体窒素温度において、Jc＝60A/cm2を示し、良好な特性
を発揮するとともに、接続部での発熱も見られなかっ
た。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明による超電導線の接続方
法は、接続すべき２本の超電導線の端部を研削して超電
導導体となる素導体を露出させた平面状の研削面を形成
し、各超電導線の研削面を接触させた後、熱処理を施す
ことにより、各超電導導体あるいは素導体を焼結させて
接合し、各超電導線を機械的、電気的に接続する方法で
あり、各超電導導体あるいは素導体間に金属接着剤を介
在させることなく各超電導線を接続することができるの
で、接続部分を臨界温度以下に冷却しても接続部分が剥
離するなどの不都合を生じることなく、各超電導線を機
械的に強く接続することができる。
法は、接続すべき２本の超電導線の端部を研削して超電
導導体となる素導体を露出させた平面状の研削面を形成
し、各超電導線の研削面を接触させた後、熱処理を施す
ことにより、各超電導導体あるいは素導体を焼結させて
接合し、各超電導線を機械的、電気的に接続する方法で
あり、各超電導導体あるいは素導体間に金属接着剤を介
在させることなく各超電導線を接続することができるの
で、接続部分を臨界温度以下に冷却しても接続部分が剥
離するなどの不都合を生じることなく、各超電導線を機
械的に強く接続することができる。
また、各超電導導体の接触面積を大きく設定することが
でき、また、各超電導導体間に常電導材料である金属接
着剤を介在させないので、接続部に抵抗を生じることな
く各超電導線を電気的に良好に接続することができる。
でき、また、各超電導導体間に常電導材料である金属接
着剤を介在させないので、接続部に抵抗を生じることな
く各超電導線を電気的に良好に接続することができる。
第１図および第２図はこの発明の接続方法の一例を説明
するための図であって、第１図は２本の超電導線の研削
面を接触させるときの状態を示す斜視図、第２図は、２
本の超電導線を仮接続した状態を示す側面図、第３図は
この発明による接続方法の他の例を示す図であって、２
本の超電導線の研削面を嵌合させたときの状態を示す側
面図である。 １……超電導線、２……超電導導体、３……安定化層、
４、６……研削面。
するための図であって、第１図は２本の超電導線の研削
面を接触させるときの状態を示す斜視図、第２図は、２
本の超電導線を仮接続した状態を示す側面図、第３図は
この発明による接続方法の他の例を示す図であって、２
本の超電導線の研削面を嵌合させたときの状態を示す側
面図である。 １……超電導線、２……超電導導体、３……安定化層、
４、６……研削面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 優 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)発明者 中川 三紀夫 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】酸化物系超電導導体あるいは熱処理によっ
て酸化物系超電導導体となる素導体を金属の安定化層で
被覆してなる超電導線の接続方法であって、 接続すべき２本の超電導線の端部を、縦割りするととも
に、縦割りした超電導導体あるいは素導体の一部を研削
して導体の長さ方向に沿う平面状の研削面を形成し、次
いで各超電導線の研削面どうしを接触させ、次いで、こ
の接触部分に熱処理を施すことを特徴とする超電導線の
接続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14959687A JPH07118360B2 (ja) | 1987-06-16 | 1987-06-16 | 超電導線の接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14959687A JPH07118360B2 (ja) | 1987-06-16 | 1987-06-16 | 超電導線の接続方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63313484A JPS63313484A (ja) | 1988-12-21 |
| JPH07118360B2 true JPH07118360B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=15478663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14959687A Expired - Fee Related JPH07118360B2 (ja) | 1987-06-16 | 1987-06-16 | 超電導線の接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07118360B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU653983B2 (en) | 1991-02-25 | 1994-10-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Junction between wires employing oxide superconductors and joining method therefor |
-
1987
- 1987-06-16 JP JP14959687A patent/JPH07118360B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63313484A (ja) | 1988-12-21 |
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