JPH07288048A - 酸化物超電導線及びその素材 - Google Patents

酸化物超電導線及びその素材

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JPH07288048A
JPH07288048A JP6104631A JP10463194A JPH07288048A JP H07288048 A JPH07288048 A JP H07288048A JP 6104631 A JP6104631 A JP 6104631A JP 10463194 A JP10463194 A JP 10463194A JP H07288048 A JPH07288048 A JP H07288048A
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JP
Japan
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silver
layer
oxide
oxide superconducting
wire
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Pending
Application number
JP6104631A
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English (en)
Inventor
Shigenori Suketani
重徳 祐谷
Makoto Hiraoka
誠 平岡
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Mitsubishi Cable Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 強度に優れて取扱性に優れコイル等の二次形
態にも容易に加工でき、超電導特性、製造効率に優れる
酸化物超電導線を得ること。 【構成】 銀合金からなる被覆層(1)内に、酸化物超
電導層からなる細線(3)の複数本を有してなり、その
各細線が銀層(2)で包囲された、又は銀層を介して断
面渦巻状の酸化物超電導層を有する酸化物超電導線、及
び前記の酸化物超電導層が未焼結の状態にある酸化物超
電導線素材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、強度に優れてコイル加
工時等の取扱性に優れ、超電導特性に優れる酸化物超電
導線及びその素材に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、銀又は銀−銅合金からなる被覆層
内に酸化物超電導層を有する酸化物超電導線が知られて
いた。しかしながら、銀被覆層では焼結処理時の焼鈍作
用等により得られる酸化物超電導線が強度に乏しく、よ
り線時やコイル加工時に破損するなどその取扱性に乏し
くて実用的でない問題点があった。一方、銀−銅合金か
らなる被覆層では、焼結処理時に添加元素が酸化物超電
導体と反応して、得られる酸化物超電導線が超電導特性
に乏しい問題点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、強度に優れ
実用上充分な取扱性を有してコイル等の二次形態にも容
易に加工でき、しかも超電導特性に優れる酸化物超電導
線の開発を課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、銀合金からな
る被覆層内に、酸化物超電導層からなる細線の複数本を
有してなり、その各細線が銀層で包囲されていること、
又は銀層を介して断面渦巻状の酸化物超電導層を有する
ことを特徴とする酸化物超電導線、及び前記の酸化物超
電導層が未焼結の状態にあることを特徴とする酸化物超
電導線素材を提供するものである。
【0005】
【実施態様の例示】酸化物超電導線は、丸線やテープ等
の使用目的に応じた適宜な形態とすることができ、また
素材状態で所定の二次形態に加工したのち焼結処理して
コイル等の二次形態物とすることもできる。銀合金とし
ては、銀成分を80重量%以上含有するものが好ましく
用いられる。
【0006】
【作用】上記の構成により、銀合金からなる被覆層(シ
ース)に基づき強度に優れて実用上充分な取扱性を有す
る酸化物超電導線が得られる。また被覆層の内部におけ
る銀層を介した酸化物超電導層の配置構造に基づき、銀
合金被覆層と酸化物超電導体との接触を防止でき焼結時
における銀合金添加元素と酸化物超電導体との反応を回
避できて超電導特性の低下を防止することができる。
【0007】前記の結果、良好な伸線加工性を示すと共
に、コイル等の二次形態にも容易に加工でき、磁場中の
ローレンツ力等でも変形しにくくて超電導特性に優れる
酸化物超電導線が得られる。
【0008】
【実施例】本発明の酸化物超電導線は、銀合金からなる
被覆層内に、酸化物超電導層からなる細線の複数本を有
し、その各細線が銀層で包囲されたものである。その例
を図1、図2に示した。1が銀合金からなる被覆層、2
が細線を包囲する銀層、3が酸化物超電導層からなる細
線である。
【0009】また本発明による他の形態の酸化物超電導
線は、銀合金からなる被覆層内に、銀層を介して断面渦
巻状の酸化物超電導層を有するものである。その例を図
3に示した。1が銀合金からなる被覆層、4が銀層、5
が断面渦巻状の酸化物超電導層である。
【0010】図1や図2に例示の如き多芯構造の酸化物
超電導線の製造は、例えば銀シース内に酸化物超電導体
の粉末充填層を有する細線の複数本、例えば5〜1万本
を銀合金パイプ内に装填し、それをダイスやピンチロー
ル等の適宜な伸線手段や圧延手段、スウェージング手段
等で細線長尺化処理ないし扁平化処理、あるいは鍛造処
理して所定の断面形態を有する酸化物超電導線素材を形
成し、それを加熱処理して酸化物超電導体の粉末を焼結
処理する方法などにより行うことができる。
【0011】また前記した銀シース内に酸化物超電導体
の粉末充填層を有する細線は、例えば銀パイプ内に酸化
物超電導体の粉末を装填し、それを適宜な伸線手段等で
細線長尺化処理する方式などにより行うことができる。
【0012】一方、図3に例示の如き渦巻構造の酸化物
超電導線の製造は、例えば銀箔上に酸化物超電導体の粉
末層を設けてその銀箔が外側となるように当該粉末層と
共に渦巻状に捲回し、その捲回物の1本又は複数本を銀
合金パイプ内に装填してダイスやピンチロール等の適宜
な伸線手段や圧延手段、スウェージング手段等で細線長
尺化処理ないし扁平化処理、あるいは鍛造処理して所定
の断面形態を有する酸化物超電導線素材を形成し、それ
を加熱処理して酸化物超電導体の粉末を焼結処理する方
法などにより行うことができる。
【0013】前記において被覆層を形成する銀合金にお
ける銀との合金金属種としては、例えば銅、マグネシウ
ム、白金、金、パラジウム、ジルコニウム、カドミウ
ム、スズ、アルミニウムなどがあげられる。焼結処理時
における酸素透過性等による超電導特性の向上や伸線加
工の容易性、強度などの点より好ましく用いうる銀合金
は、銀成分を80重量%以上、就中85〜99.95重
量%、特に90〜99.8重量%含有するものである。
【0014】特に酸素透過性や機械的強度の点より好ま
しく用いうる銀合金は、Ag−Mg合金、Ag−Zr合
金、Ag−Cd合金、Ag−Sn合金、Ag−Al合金
などである。Mg成分が0.5重量%以下、就中0.0
5〜0.2重量%のAg−Mg合金や、Zr成分が2重
量%以下、就中0.1〜0.5重量%のAg−Zr合金
が殊に好ましい。なお銀合金は、例えば銀と1種又は2
種以上の金属との粉末を所定割合で混合し、それを熔融
させる方式などの公知の方式で得ることができる。
【0015】酸化物超電導線は、大気中等の酸素雰囲気
下や非酸素雰囲気下などの酸化物超電導体の種類に応じ
た適宜な雰囲気下に酸化物超電導線素材を加熱処理し、
その素材中の酸化物超電導体の粉末をバルク化して焼結
一体化した連続状態の酸化物超電導層とすることにより
得ることができる。その場合、すなわち酸化物超電導線
を形成するまでには本発明においては適宜な工程を採る
ことができる。
【0016】その例としては、まず伸線処理等で酸化物
超電導線素材を目的の酸化物超電導線に対応する最終形
態に成形してそれを加熱処理して被覆層内の酸化物超電
導体の粉末を焼結させる、1回の加熱処理方式をあげる
ことができる。
【0017】また他の方式としては、酸化物超電導線素
材における被覆層内部の酸化物超電導体の粉末を予備焼
結後、形成された超電導層をプレス処理等で砕く処理を
必要に応じ2回以上繰返したのち最終的な加熱処理を加
える方式などもあげることができる。かかる砕き処理
は、酸化物超電導線の品質の安定化や超電導特性の向上
などに有効である。
【0018】なお上記した酸化物超電導線の最終形態
は、図例の如き丸線形態やテープ形態ないし平角形態の
ほか、多角形形態などの適宜な断面形態であってよい。
また最終形態とした酸化物超電導線素材を電力ケーブル
用やマグネット用のコイルなどの所定の二次形態に加工
したのち加熱処理して酸化物超電導線とすることもでき
る。
【0019】最終形態とした酸化物超電導線における酸
化物超電導層の断面占積率は、使用目的等に応じて適宜
に決定してよいが一般には、10%以上、就中20%以
上、特に30〜90%とされる。
【0020】また最終形態とした酸化物超電導線におけ
る銀層の厚さは、酸化物超電導層の断面占積率の向上や
反応防止性等の点より銀合金被覆層と酸化物超電導層と
の最短距離に基づき1μm以上、就中3〜500μm、特
に5〜200μmであることが好ましい。
【0021】さらに最終形態とした酸化物超電導線にお
ける銀合金被覆層の厚さは、強度等の取扱性などの点よ
り3μm以上、就中5μm〜2mm、特に10〜800μm
であることが好ましい。
【0022】酸化物超電導体の粉末を焼結一体化するた
めの加熱処理温度は、その種類に応じて適宜に決定で
き、部分熔融法などを採用することもできる。一般的な
加熱処理温度は、600〜1500℃、就中700〜1
200℃である。ちなみにBi系酸化物超電導体の場合
には、750〜950℃が一般的である。
【0023】酸化物超電導層を形成する成分の種類につ
いては特に限定はない。その例としては、Bi2Sr2Ca
Cu2yやBi2-xPbxSr2Ca2Cu3yの如きBi系酸化
物超電導体、YBa2Cu3yやYBa2Cu4yの如きY系
酸化物超電導体、Ba1-xxBiO3の如きBa系酸化物超
電導体、Nd2-xCexCuOyの如きNd系酸化物超電導
体、Tl2Ba2Ca2Cu3yの如きTl系酸化物超電導体、
その他La系酸化物超電導体、Pb系酸化物超電導体、H
g系酸化物超電導体などがあげられる。
【0024】また、前記のBi等の成分を他の希土類元
素で置換したもの、Sr等の成分を他のアルカリ土類金
属で置換したもの、あるいはO成分をFなどで置換した
ものなどもあげられる。さらに、ピンニングセンターを
含有させたものなどもあげられる。ピンニングセンター
含有の酸化物超電導体は、そのピンニングセンターによ
る磁束のピン止め効果により、高い磁場下においても大
きな臨界電流密度を示す利点を有する。ピンニングセン
ター含有の酸化物超電導体は、例えばMPMG法(Melt
Powdering Melt Growth)などにより得ることができ
る。
【0025】なお、酸化物超電導線素材の形成に用いる
酸化物超電導体の粉末の粒径は、100μm以下、就中
0.1〜10μmが一般的であり、その粉末は例えば酸化
物超電導体の焼結体を粉砕する方式などにより得ること
ができる。
【0026】実施例1 Bi2Sr2CaCu2y系酸化物超電導体の粒径0.1〜1
0μmの粉末を、肉厚1.0mm、直径7.0mmの銀パイ
プに充填し、それをダイスを介し伸線処理して直径約
0.8mmの細線に加工した後、その30本を銀−0.1
重量%マグネシウム合金パイプ内に装填し、それを約2
mmの細線に加工したものをピンチロールで圧延して幅3
mm、厚さ0.2mmのテープ体に加工した後、そのテープ
体を890℃で約10分間加熱処理し、その後炉冷して
酸化物超電導線を得た。
【0027】前記の酸化物超電導線において、銀−マグ
ネシウム合金からなる被覆層の厚さは約50μmで、そ
の被覆層と酸化物超電導層との間における銀層の厚さは
薄い部分で約5μmであった。また酸化物超電導線の断
面に占める酸化物超電導層の面積割合(全体)は、約2
0%であった。なお銀−マグネシウム合金からなる被覆
層においてそのマグネシウムは、酸化された状態(酸化
マグネシウム)にあった。
【0028】実施例2 Bi2Sr2CaCu2y系酸化物超電導体の粒径0.1〜1
0μmの粉末を、肉厚0.5mmの銀板上に0.5g/cm2
の密度で被覆したものを直径3mmの銀棒にその被覆を内
側にして5周巻き付け、それを銀−0.1重量%マグネ
シウム合金パイプ内に装填して約2mmの細線に加工した
ものをピンチロールで圧延し、幅3mm、厚さ0.2mmの
テープ体に加工した後、そのテープ体を890℃で約1
0分間加熱処理し、その後炉冷して酸化物超電導線を得
た。
【0029】前記の酸化物超電導線において、銀−0.
1重量%マグネシウム合金からなる被覆層の厚さは約3
0μmで、その被覆層と酸化物超電導層との間における
銀層の厚さは約5μmであった。また酸化物超電導線の
断面に占める酸化物超電導層の面積割合(全体)は、約
30%であった。
【0030】実施例3 銀−マグネシウム合金パイプに代えて、銀−0.2重量
%ジルコニウム合金パイプを用いたほかは実施例1に準
じて酸化物超電導線を得た。
【0031】実施例4 銀−マグネシウム合金パイプに代えて、銀−2重量%カ
ドミウム合金パイプを用いたほかは実施例1に準じて酸
化物超電導線を得た。
【0032】実施例5 銀−マグネシウム合金パイプに代えて、銀−2重量%ス
ズ合金パイプを用いたほかは実施例1に準じて酸化物超
電導線を得た。
【0033】実施例6 銀−マグネシウム合金パイプに代えて、銀−2重量%ア
ルミニウム合金パイプを用いたほかは実施例1に準じて
酸化物超電導線を得た。
【0034】実施例7 銀−マグネシウム合金パイプに代えて、銀−2重量%パ
ラジウム合金パイプを用いたほかは実施例1に準じて酸
化物超電導線を得た。
【0035】実施例8 銀−マグネシウム合金パイプに代えて、銀−2重量%白
金合金パイプを用いたほかは実施例1に準じて酸化物超
電導線を得た。
【0036】実施例9 銀−マグネシウム合金パイプに代えて、銀−2重量%金
合金パイプを用いたほかは実施例1に準じて酸化物超電
導線を得た。
【0037】実施例10 銀−マグネシウム合金パイプに代えて、銀−2重量%銅
合金パイプを用いたほかは実施例1に準じて酸化物超電
導線を得た。
【0038】比較例1 銀−マグネシウム合金パイプに代えて、純銀からなるパ
イプを用いたほかは実施例1に準じて酸化物超電導線を
得た。
【0039】比較例2 細線を銀パイプに代えて、銀−0.1重量%マグネシウ
ム合金パイプを用いて形成し、その細線を用いたほかは
実施例1に準じて酸化物超電導線を得た。
【0040】評価試験 強度 実施例、比較例で得た酸化物超電導線の引張強さを測定
した。
【0041】臨界温度 0.1A/mm2の電流密度下、液体窒素で冷却しながら4
端子法で電気抵抗の温度変化を測定し、電圧端子間の発
生電圧が0となったときの温度を調べた。
【0042】臨界電流密度 パワーリードと共に液体窒素で冷却しながら徐々に電流
値を上げて、4端子法により電圧端子間の電圧の印加電
流による変化を測定し、X−Yレコーダにおいて1μv
/cmの電圧が出現したときの電流値を超電導体の断面積
で除した値を算出した。
【0043】前記の結果を表1、表2に示した。
【表1】
【0044】
【表2】
【0045】
【発明の効果】本発明によれば、強度に優れて取扱性に
優れコイル等の二次形態にも容易に加工でき、超電導特
性、製造効率に優れる酸化物超電導線を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の断面図。
【図2】他の実施例の断面図。
【図3】さらに他の実施例の断面図。
【符号の説明】
1:銀合金からなる被覆層 2,4:銀層 3,
5:酸化物超電導層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 銀合金からなる被覆層内に、酸化物超電
    導層からなる細線の複数本を有してなり、その各細線が
    銀層で包囲されていることを特徴とする酸化物超電導
    線。
  2. 【請求項2】 銀合金からなる被覆層内に、銀層を介し
    て断面渦巻状の酸化物超電導層を有することを特徴とす
    る酸化物超電導線。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の酸化物超電導層
    が未焼結の状態にあることを特徴とする酸化物超電導線
    素材。
JP6104631A 1994-04-19 1994-04-19 酸化物超電導線及びその素材 Pending JPH07288048A (ja)

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