JPH0713888B2 - 超電導線 - Google Patents

超電導線

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JPH0713888B2 JP1074473A JP7447389A JPH0713888B2 JP H0713888 B2 JPH0713888 B2 JP H0713888B2 JP 1074473 A JP1074473 A JP 1074473A JP 7447389 A JP7447389 A JP 7447389A JP H0713888 B2 JPH0713888 B2 JP H0713888B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高電流密度超電導機器の製造に有効な安定
性に優れた超電導線に関するものである。
〔従来の技術〕
第３図は従来の極細多芯線の一例を示す概略断面図で、
超電導線である極細多芯線10は、銅あるいは銅−錫合金
等の金属母材１の中にNbTiやNb3Snなどの超電導フィラ
メント２が多数埋め込まれた構造で、極細多芯線10の表
面は、金属母材１が露出するか、あるいは第４図のよう
に極細多芯線10の金属母材１の表面が有機物または無機
物からなる電気絶縁体膜３で被覆された構造となってい
る。一般には、これらの極細多芯線10を素線として集合
化したケーブルを用いて超電導マグネット等の超電導機
器が製造される。それらを安定に運転するためには励磁
中に超電導ケーブルの動き等による過渡発熱を極力抑え
ることが必須の条件であり、そのため、マグネット製作
時に大きな巻線張力を掛けるとか、巻線完了後十分な与
圧によりコイル全体を圧縮するとか、構成部材の熱収縮
率を同一にする等の工夫が行われていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、上記従来の極細多芯線10は、強力な電磁力に
よりケーブル全体あるいはそれを構成する素線が微小に
移動する等の原因で発生する熱で超電導状態が破壊（ク
エンチ）されるという不安定性がしばしば観測されてい
た。
したがって、従来の極細多芯線10は、その表面で発生す
る過渡発熱に対しほとんど無防備な状態で十分な安定性
の対策が立てられていなかった。その結果、運転電流密
度が増加するほどこの現象が強く現出する傾向がある
が、超電導体の本来有する高電流密度という特性を十二
分に発揮した超電導機器の製造を著しく困難なものにし
ている。
線の動き等によってクエンチする原因は、摩擦等により
極細多芯線10の表面で発生する熱が内部にある超電導フ
ィラメント２に達し、それを臨界温度以上にするためで
あるが、従来の極細多芯線10はその表面に金属母線１が
露出するかあるいは電気絶縁体膜３で覆われているかの
いずれかであるため、いずれの場合においても極細多芯
線10の表面で発生する熱の大半が極細多芯線10内部の超
電導フィラメント２に到達する構造である。
すなわち、第３図に示すように金属母材１が露出してい
る場合、極細多芯線10の表面の一部で発生した熱は極細
多芯線10の円周方向及び長手方向にも伝導されるが、極
細多芯線10の表面から超電導フィラメント２までの距離
が接近しているためその大半は極めて短時間の内に超電
導フィラメント２に到達してしまう。
一方、第４図に示すように、金属母材１の表面が電気絶
縁体膜３で被覆されている場合、それが熱の伝導に対す
る障壁になるため超電導フィラメント２へ達する速度は
比較的ゆっくりしたものになるが、極細多芯線10の円周
方向および長手方向にも伝導しにくく、結局、熱の大半
は超電導フィラメント２に到達する。
このように、従来の極細多芯線10は移動等によって一旦
その表面で熱が発生すると、それが原因でクエンチする
可能性が強いという問題点を有しており、信頼性の高い
超電導機器製造の溢路になっていた。
この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、極細多芯線の長手方向とそれに垂直な方向
の熱伝導度に極めて大なる異方性を導入し、極細多芯線
表面で発生した熱が速やかにその長手方向に伝導される
とともに、垂直方向には極力伝導されないようにするこ
とによって著しく安定度の向上を図る超電導線を得るこ
とを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明にかかる超電導線は、複数の超電導フィラメン
トが金属母材内に配置された極細多芯線の表面を、上面
に熱良導体膜がコーティングされた有機物または無機物
からなる熱絶縁性の電気絶縁体膜で被覆したものであ
る。
また、電気絶縁体膜と熱良導体膜とを交互に積層してな
る多層の膜を極細多芯線の表面に被覆したものである。
〔作用〕
この発明においては、超電導線の微小な移動や超電導線
の固定に用いるエポキシ樹脂のクラック等によって線表
面で生じる熱が、電気絶縁体膜の熱伝導阻止効果により
超電導フィラメントが存在する位置に到達する以前に、
線表面に存在する熱良導体膜によって線の円周方向およ
び長手方向に速やかに伝導・分散され、その結果発生し
た熱の大部分が冷却除去され安定性が著しく改善される
ので、超電導線の電流密度が大幅に向上する。
〔実施例〕
第１図はこの発明の一施例を示す概略断面図で、超電導
線100は銅あるいは銅−錫合金等の金属母材１に複数の
超電導フィラメント２を配置した極細多芯線10の表面
に、銅，銀またはダイヤモンド等の熱良導体膜４をコー
ティングした電気絶縁体膜３の単層膜で被覆したもので
ある。
また、第２図はこの発明の他の実施例を示すもので、熱
良導体膜４をコーティングした電気絶縁体膜３の単層膜
を２重に被覆した超電導線100である。
この発明では、熱良導体膜４を電気絶縁体膜３にコーテ
ィングすることに大きな特徴がある。これを付加するこ
とによって超電導線100表面での発熱がその円周方向及
び長手方向に速やかに伝導されるのに対し、線中央方向
に向う熱は電気絶縁体膜３が障壁となるためにほとんど
超電導フィラメント２には伝達されない。
設計の一例を示すと、熱良導体膜４として厚さが20μｍ
純度99.9％の銅、電気絶縁体膜３として厚さが50μｍの
ポリイミド系絶縁体膜を用いるという条件の下では、超
電導線方向の熱の伝導速度が超電導線中央方向のそれの
10,000ないし100,000倍に達する。その結果、超電導線1
00の移動許容量は従来の超電導線に比し10倍以上にもな
るという著しく大きな改善効果が期待できる。
なお、熱良導体膜４の厚みは0.1μｍ〜50μｍに、電気
絶縁体膜３の厚みは１μｍ〜100μｍの範囲が適当であ
る。
これらの効果を実証するため、電気絶縁体膜３を被覆し
た極細多芯線の表面に密着して５μｍの厚さの高純度銅
薄膜をラッピングした構造の超電導線100を試作した。
これに線の移動に伴なう摩擦熱が模擬できるようにヒー
タを取付け100μsecの時間幅の熱パルスを印加して超電
導線100に流せる電流の大きさを測定した。これによる
と、同一電流密度の下で銅薄膜をラッピングした試料で
はラッピングしない場合に比べクエンチに要する熱パル
スの大きさは約10倍であった。このように、この発明の
超電導線100は、特に高電流密度領域で安定性が優れて
いることが判明した。
この発明における超電導線100の実用的な製造方法とし
ては、まず電気絶縁体膜３を被覆した極細多芯線を製造
した後、無電界メッキ法を適用して金属をメッキするこ
とにより熱良導体膜４を形成する。
なお、ダイヤモンド薄膜のコーティングに関してはCVD
法（化学的蒸着法）を用いることにより達成される。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明は、複数の超電導フィラメ
ントが金属母材内に配置された極細多芯線の表面を、上
面に熱良導体膜がコーティングされた有機物または無機
物からなる熱絶縁性の電気絶縁体膜で被覆したので、従
来達し得なかった安定で高密度の電流が流せる超電導線
が製造できるようになり、信頼度の高い高電流密度超電
導機器の製造が可能になり、各種電力機器、核融合・高
エネルギー物理研究用マグネットなどの超電導化の推進
に大いに寄与できる利点がある。
また、電気絶縁体膜と熱良導体膜とを交互に積層してな
る多層の膜を極細多芯線の表面に被覆したものは、さら
に安定性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例を示す概略断面図、第２図
はこの発明の他の実施例を示す概略断面図、第３図は従
来の極細多芯線の一例を示す概略断面図、第４図は従来
の極細多芯線の他の一例を示す概略断面図である。 図中、１は金属母材、２は超電導フィラメント、３は電
気絶縁体膜、４は熱良導体膜、10は極細多芯線、100は
超電導線である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−13208（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−236217（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−254610（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−62081（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−152111（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の超電導フィラメントが金属母材内に
    配置された極細多芯線の表面を、上面に熱良導体膜がコ
    ーティングされた有機物または無機物からなる熱絶縁性
    の電気絶縁体膜で被覆したことを特徴とする超電導線。
  2. 【請求項２】電気絶縁体膜と熱良導体膜とを交互に積層
    してなる多層の膜を極細多芯線の表面に被覆したことを
    特徴とする請求項（１）記載の超電導線。
JP1074473A 1989-03-27 1989-03-27 超電導線 Expired - Lifetime JPH0713888B2 (ja)

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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0283313B1 (en) * 1987-03-20 1994-02-23 Fujikura Ltd. Method of producing oxide superconducting wire and oxide superconducting wire produced by this method
US5296456A (en) * 1989-08-09 1994-03-22 Furukawa Electric Co., Ltd. Ceramic superconductor wire and method of manufacturing the same
US5506198A (en) * 1990-08-24 1996-04-09 Sumitomo Electric Industries, Ltd. High-temperature superconductive conductor winding
US6066599A (en) * 1992-05-12 2000-05-23 American Superconductor Corporation High pressure oxidation of precursor alloys
JPH10505703A (ja) * 1994-06-23 1998-06-02 アイジーシー アドバンスド スーパーコンダクターズ，インコーポレイテッド 高容積の銅を有する超伝導体
US5627709A (en) * 1995-08-11 1997-05-06 General Electric Company Electrical circuit for protecting a superconducting magnet during a quench
US5731939A (en) * 1996-09-04 1998-03-24 General Electric Company Quench-protecting electrical circuit for a superconducting magnet
FR2761516B1 (fr) * 1997-03-27 1999-05-07 Alsthom Cge Alcatel Procede de decouplage d'un brin multifilamentaire supraconducteur htc a matrice a base d'argent, et brin multifilamentaire ainsi realise
US6657533B2 (en) * 1998-11-25 2003-12-02 American Semiconductor Corporation Superconducting conductors and their method of manufacture
US6407339B1 (en) 1998-09-04 2002-06-18 Composite Technology Development, Inc. Ceramic electrical insulation for electrical coils, transformers, and magnets
US6836955B2 (en) * 2000-03-21 2005-01-04 Composite Materials Technology, Inc. Constrained filament niobium-based superconductor composite and process of fabrication
US6918172B2 (en) * 2000-03-21 2005-07-19 Composite Materials Technology, Inc. Process for manufacturing Nb3Sn superconductor
US7146709B2 (en) * 2000-03-21 2006-12-12 Composite Materials Technology, Inc. Process for producing superconductor
JP2006032190A (ja) * 2004-07-20 2006-02-02 Mitsubishi Electric Corp Ｎｂ−Ｓｎ化合物系超電導線及びその前駆体
RU2321089C1 (ru) * 2006-07-03 2008-03-27 Закрытое Акционерное Общество "Промышленно-Финансовая Компания "Тэмп" Хладотермостойкий изолированный провод
JP5259603B2 (ja) * 2006-09-26 2013-08-07 コンポジット マテリアルズ テクノロジー インコーポレイテッド 改良型電解コンデンサ陽極の製造方法
JP2011187524A (ja) * 2010-03-05 2011-09-22 Hitachi Ltd 高温超電導並列導体、それを用いた高温超電導コイル及び高温超電導マグネット
FI20145755A7 (fi) * 2014-09-01 2016-03-02 Luvata Espoo Oy Metallikokoonpano joka käsittää suprajohteen
CN105185460B (zh) * 2015-08-31 2016-08-31 广东吉青电缆实业有限公司 一种中压电力电缆
DE102017221129A1 (de) * 2017-11-27 2019-05-29 Siemens Aktiengesellschaft Supraleitender Bandleiter mit flächiger Schutzschicht
US11710595B2 (en) * 2019-03-10 2023-07-25 Cyntec Co., Ltd. Magnetic component structure with thermal conductive filler and method of fabricating the same
CN118248401B (zh) * 2024-05-20 2024-08-16 西北工业大学 超导线材、超导线圈、超导磁体及磁通跳跃抑制方法
EP4690255A1 (en) * 2024-05-29 2026-02-11 IQM Finland Oy Superconductive filament core coaxial cable

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2936435A (en) * 1957-01-23 1960-05-10 Little Inc A High speed cryotron
US3163832A (en) * 1961-09-15 1964-12-29 Univ Kansas State Superconductive coaxial line useful for delaying signals
US3489604A (en) * 1966-05-31 1970-01-13 Gen Electric Superconducting wire
GB1216494A (en) * 1967-04-27 1970-12-23 Imp Metal Ind Kynoch Ltd Improvements in electrical superconductors
US3612742A (en) * 1969-02-19 1971-10-12 Gulf Oil Corp Alternating current superconductive transmission system
US3713211A (en) * 1971-05-03 1973-01-30 Union Carbide Corp Method of fabricating a superconducting magnet
US3743986A (en) * 1972-02-08 1973-07-03 Atomic Energy Commission Improved resistive envelope for a multifilament superconductor wire
US4394534A (en) * 1980-01-14 1983-07-19 Electric Power Research Institute, Inc. Cryogenic cable and method of making same
US4341924A (en) * 1980-02-04 1982-07-27 Gleim William K T Superconductor
JPS59101704A (ja) * 1982-12-01 1984-06-12 株式会社日立製作所 超電導導体及びその製作方法
US4647888A (en) * 1985-05-09 1987-03-03 Ga Technologies Inc. High heat capacity composites for a superconductor
JPS6313208A (ja) * 1986-07-02 1988-01-20 住友電気工業株式会社 超電導線
JPS63236217A (ja) * 1987-03-24 1988-10-03 Sumitomo Electric Ind Ltd 超電導線
JPS63254610A (ja) * 1987-04-10 1988-10-21 Sumitomo Electric Ind Ltd 超電導ケ−ブル
JPH0262081A (ja) * 1988-08-26 1990-03-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超伝導部品
JPH02152111A (ja) * 1988-12-05 1990-06-12 Junkosha Co Ltd 超電導ケーブル

Also Published As

Publication number Publication date
US4977039A (en) 1990-12-11
JPH02253517A (ja) 1990-10-12

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