JPH0737443A - Ｂｉ系酸化物超電導線およびその製造方法 - Google Patents
Ｂｉ系酸化物超電導線およびその製造方法Info
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- JPH0737443A JPH0737443A JP5181285A JP18128593A JPH0737443A JP H0737443 A JPH0737443 A JP H0737443A JP 5181285 A JP5181285 A JP 5181285A JP 18128593 A JP18128593 A JP 18128593A JP H0737443 A JPH0737443 A JP H0737443A
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 機械的特性および超電導特性に優れたテープ
状のＢｉ系酸化物超電導線を製造する。 【構成】 Ａｇパイプ中に仮焼粉末を充填し、これに冷
間加工を施して成形したテープ状線材の４本を積層し、
かつこれに同一幅の補強テープを積層した後、熱処理を
施してテープ状線材と補強テープとを固着一体化させる
と同時に、超電導相を生成させて補強構造の超電導線を
製造する。このようにして得られた超電導線は１０〜２
０kgf/mm2 の引張強度と、３７００〜４２００Ａ／cm2
の臨界電流密度（７７．３Ｋ、０Ｔ）の値を示す。
状のＢｉ系酸化物超電導線を製造する。 【構成】 Ａｇパイプ中に仮焼粉末を充填し、これに冷
間加工を施して成形したテープ状線材の４本を積層し、
かつこれに同一幅の補強テープを積層した後、熱処理を
施してテープ状線材と補強テープとを固着一体化させる
と同時に、超電導相を生成させて補強構造の超電導線を
製造する。このようにして得られた超電導線は１０〜２
０kgf/mm2 の引張強度と、３７００〜４２００Ａ／cm2
の臨界電流密度（７７．３Ｋ、０Ｔ）の値を示す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は酸化物超電導線およびそ
の製造方法に係り、特に銀シース法による補強された構
造を有するテープ状のＢｉ系酸化物超電導線およびその
製造方法に関する。
の製造方法に係り、特に銀シース法による補強された構
造を有するテープ状のＢｉ系酸化物超電導線およびその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｂｉ系の酸化物超電導体は、８０〜１１
０Ｋの臨界温度（Ｔｃ）を有し、Ｔｃが液体窒素温度
（７７．３Ｋ）を越えることから、エレクトロニクス、
電力輸送、強磁界発生等の分野での実用化が期待されて
おり、現在ではその臨界電流密度（Ｊｃ）も実用レベル
に達しつつある。
０Ｋの臨界温度（Ｔｃ）を有し、Ｔｃが液体窒素温度
（７７．３Ｋ）を越えることから、エレクトロニクス、
電力輸送、強磁界発生等の分野での実用化が期待されて
おり、現在ではその臨界電流密度（Ｊｃ）も実用レベル
に達しつつある。
【０００３】酸化物超電導体の本格的な実用化のために
は、線材化技術を確立することが不可欠であり、長尺で
Ｊｃの高い線材を製造し得る有力な方法の一つとして銀
シース法が知られている。
は、線材化技術を確立することが不可欠であり、長尺で
Ｊｃの高い線材を製造し得る有力な方法の一つとして銀
シース法が知られている。
【０００４】この方法は、酸化物超電導体の構成元素を
所定のモル比で配合した混合粉末や仮焼粉末を銀パイプ
中に充填し、これを伸線加工や圧延加工等により線状に
加工した後、熱処理を施すもので、銀を使用するのは加
工性に優れる上、熱処理中に内部の酸化物と反応せず、
また銀が実質的に酸素透過機能を有することによる。こ
の銀シース法は、特にＢｉ系の酸化物超電導体の場合、
各結晶粒が板状組織を有することから、熱処理中に中間
で圧延加工等による圧縮力を加えてテープ状に成形する
ことにより、結晶のｃ軸が板面に垂直に配向するため、
結晶の配向性を高めることができ、その結果Ｊｃを向上
させることができる利点がある。現在、この方法により
液体窒素温度で１０4 Ａ／ｃｍ2 オーダーの高いＪｃを
有し、数ｍ〜数十ｍの長さのテープ状線材が得られてお
り、超電導マグネットへの応用開発が進められている。
所定のモル比で配合した混合粉末や仮焼粉末を銀パイプ
中に充填し、これを伸線加工や圧延加工等により線状に
加工した後、熱処理を施すもので、銀を使用するのは加
工性に優れる上、熱処理中に内部の酸化物と反応せず、
また銀が実質的に酸素透過機能を有することによる。こ
の銀シース法は、特にＢｉ系の酸化物超電導体の場合、
各結晶粒が板状組織を有することから、熱処理中に中間
で圧延加工等による圧縮力を加えてテープ状に成形する
ことにより、結晶のｃ軸が板面に垂直に配向するため、
結晶の配向性を高めることができ、その結果Ｊｃを向上
させることができる利点がある。現在、この方法により
液体窒素温度で１０4 Ａ／ｃｍ2 オーダーの高いＪｃを
有し、数ｍ〜数十ｍの長さのテープ状線材が得られてお
り、超電導マグネットへの応用開発が進められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
銀シース法によるテープ状線材においては、その機械的
強度が銀シースに依存しているため、その引張強度は７
ｋｇｆ／ｍｍ2 程度と小さい。しかも内部の超電導体は
脆性材料であるため、０．５％程度の伸びによりＪｃが
不可逆的に低下する。従って、マグネットを形成した場
合、電磁力よるストレスによりその特性が低下するとい
う問題がある。
銀シース法によるテープ状線材においては、その機械的
強度が銀シースに依存しているため、その引張強度は７
ｋｇｆ／ｍｍ2 程度と小さい。しかも内部の超電導体は
脆性材料であるため、０．５％程度の伸びによりＪｃが
不可逆的に低下する。従って、マグネットを形成した場
合、電磁力よるストレスによりその特性が低下するとい
う問題がある。
【０００６】このような問題を解決するため、シース材
料を合金化して強度を向上させることも検討されている
が、添加元素が内部に拡散してＪｃを低下させるため、
機械的強度とＪｃの双方を満足する結果は得られていな
い。
料を合金化して強度を向上させることも検討されている
が、添加元素が内部に拡散してＪｃを低下させるため、
機械的強度とＪｃの双方を満足する結果は得られていな
い。
【０００７】本発明は以上の難点を解決するためになさ
れたもので、機械的強度および超電導特性に優れた、銀
シース法によるテープ状のＢｉ系酸化物超電導線および
その製造方法を提供することをその目的とする。
れたもので、機械的強度および超電導特性に優れた、銀
シース法によるテープ状のＢｉ系酸化物超電導線および
その製造方法を提供することをその目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のＢｉ系酸化物超電導線は、銀シースを有
するＢｉ系の酸化物超電導テープと、拡散により超電導
特性を低下させない範囲の添加元素を含む銀基合金から
なる補強テープとを積層し、これらの酸化物超電導テー
プと補強テープとを固着一体化したものである。
めに、本発明のＢｉ系酸化物超電導線は、銀シースを有
するＢｉ系の酸化物超電導テープと、拡散により超電導
特性を低下させない範囲の添加元素を含む銀基合金から
なる補強テープとを積層し、これらの酸化物超電導テー
プと補強テープとを固着一体化したものである。
【０００９】また、この超電導線は、Ｂｉ系の酸化物超
電導体の構成元素を所定のモル比で配合した混合粉末ま
たは仮焼粉末を銀パイプ中に充填し、これに成形加工を
施したテープ状線材と、拡散により超電導特性を低下さ
せない範囲の添加元素を含む銀基合金からなる補強テー
プとを積層した後、熱処理を施すことにより、テープ状
線材内部に超電導相を生成させるとともに、このテープ
状線材と補強テープとを固着一体化させることにより製
造される。
電導体の構成元素を所定のモル比で配合した混合粉末ま
たは仮焼粉末を銀パイプ中に充填し、これに成形加工を
施したテープ状線材と、拡散により超電導特性を低下さ
せない範囲の添加元素を含む銀基合金からなる補強テー
プとを積層した後、熱処理を施すことにより、テープ状
線材内部に超電導相を生成させるとともに、このテープ
状線材と補強テープとを固着一体化させることにより製
造される。
【００１０】本発明における超電導線は、酸化物超電導
テープと同一の幅を有する補強テープとを積層し、これ
らを固着一体化させて形成される。酸化物超電導テープ
と補強テープの幅が異なると、コイル巻きを密に行うこ
とができなくなるためである。固着一体化は、半田接合
により行うこともできるが、熱処理による拡散接合が適
している。
テープと同一の幅を有する補強テープとを積層し、これ
らを固着一体化させて形成される。酸化物超電導テープ
と補強テープの幅が異なると、コイル巻きを密に行うこ
とができなくなるためである。固着一体化は、半田接合
により行うこともできるが、熱処理による拡散接合が適
している。
【００１１】また、補強テープの材料としては、Ａｇ−
Ｃｕ合金、Ａｇ−Ｐｔ合金またはアルミナ分散強化銀等
の銀基合金を用いることが好ましい。銀基合金を補強テ
ープとして用いることにより、熱処理により銀シースを
有する超電導テープとの固着一体化が容易となる。この
場合、合金中の添加元素の量は熱処理時の拡散によりＪ
ｃを低下させない範囲とすることが必要となる。
Ｃｕ合金、Ａｇ−Ｐｔ合金またはアルミナ分散強化銀等
の銀基合金を用いることが好ましい。銀基合金を補強テ
ープとして用いることにより、熱処理により銀シースを
有する超電導テープとの固着一体化が容易となる。この
場合、合金中の添加元素の量は熱処理時の拡散によりＪ
ｃを低下させない範囲とすることが必要となる。
【００１２】本発明の方法における熱処理は、酸素ガス
と窒素またはアルゴンガスの比率を略Ｏ2 ：Ｎ2 ＝１：
１２の雰囲気で行うことが望ましい。これにより、熱処
理温度を低く、かつその時間を短くすることができ、さ
らに補強テープからの添加元素の拡散を抑制することが
できる。
と窒素またはアルゴンガスの比率を略Ｏ2 ：Ｎ2 ＝１：
１２の雰囲気で行うことが望ましい。これにより、熱処
理温度を低く、かつその時間を短くすることができ、さ
らに補強テープからの添加元素の拡散を抑制することが
できる。
【００１３】上記の超電導線は、図２に示すように、Ｂ
ｉ系の酸化物超電導物質１の外側に銀シース２を有する
超電導テープ３と、銀基合金からなる補強テープ４とを
積層し、これらを固着一体化した構造を有する。
ｉ系の酸化物超電導物質１の外側に銀シース２を有する
超電導テープ３と、銀基合金からなる補強テープ４とを
積層し、これらを固着一体化した構造を有する。
【００１４】この場合、図１に示すように、超電導テー
プ３、３…を多層に積層し、さらに補強テープ４と積層
して固着一体化させた構造とすることもできる。これに
より臨界電流値（Ｉｃ）を増加させることができる。
プ３、３…を多層に積層し、さらに補強テープ４と積層
して固着一体化させた構造とすることもできる。これに
より臨界電流値（Ｉｃ）を増加させることができる。
【００１５】また、図３に示すように、超電導テープ
３、３を補強テープ４の両側に積層して、これらを固着
一体化した構造とするか、あるいは、図４に示すよう
に、超電導テープ３、３…と補強テープ４、４…とを交
互に多層に積層して、これらを固着一体化した構造とす
ることもできる。勿論、図３および４において、超電導
テープ３を多層に積層することも可能である。
３、３を補強テープ４の両側に積層して、これらを固着
一体化した構造とするか、あるいは、図４に示すよう
に、超電導テープ３、３…と補強テープ４、４…とを交
互に多層に積層して、これらを固着一体化した構造とす
ることもできる。勿論、図３および４において、超電導
テープ３を多層に積層することも可能である。
【００１６】
【作用】上記構成により、本発明の超電導線において
は、超電導テープと補強テープとが積層一体化された構
造を有するため、マグネットを形成した場合に電磁力よ
るストレスを補強テープで負担することができ、その特
性の低下が防止される。
は、超電導テープと補強テープとが積層一体化された構
造を有するため、マグネットを形成した場合に電磁力よ
るストレスを補強テープで負担することができ、その特
性の低下が防止される。
【００１７】また、超電導テープと補強テープとが銀と
銀基合金の接触した状態で積層されるため、本発明の超
電導線の製造方法により、超電導相の生成とテープ相互
の固着一体化を同時に行うことができる。また、補強テ
ープが銀基合金からなるため、銀シースを合金化した場
合に比較して、合金元素の拡散による超電導特性の低下
を抑制することができる。
銀基合金の接触した状態で積層されるため、本発明の超
電導線の製造方法により、超電導相の生成とテープ相互
の固着一体化を同時に行うことができる。また、補強テ
ープが銀基合金からなるため、銀シースを合金化した場
合に比較して、合金元素の拡散による超電導特性の低下
を抑制することができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する。 実施例１〜３ Ｂｉ2 Ｏ3 、ＳｒＣＯ3 、ＣａＣＯ3 、ＣｕＯの粉末
を、Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：２：３のモル比
で配合して湿式混合法により混合した後、大気中、８４
０℃の温度で熱処理を施し、これを破砕して仮焼粉末を
作製した。
を、Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：２：３のモル比
で配合して湿式混合法により混合した後、大気中、８４
０℃の温度で熱処理を施し、これを破砕して仮焼粉末を
作製した。
【００１９】この仮焼粉末を、外径φ７．０mm、内径φ
５．０mmのＡｇパイプ中に充填した後、冷間で伸線加工
を施して円形断面に成形した。
５．０mmのＡｇパイプ中に充填した後、冷間で伸線加工
を施して円形断面に成形した。
【００２０】この線材に冷間で圧延加工を施して厚さ
０．１５mm、幅４．０mm、長さ１ｍのテープ状に成形し
た後、このテープ状線材の４本を積層し、かつこれに厚
さ０．５mm、幅４．０mm、長さ１ｍの補強テープを積層
し、次いで熱処理を施してテープ状線材と補強テープと
を固着一体化させて超電導線を製造した。
０．１５mm、幅４．０mm、長さ１ｍのテープ状に成形し
た後、このテープ状線材の４本を積層し、かつこれに厚
さ０．５mm、幅４．０mm、長さ１ｍの補強テープを積層
し、次いで熱処理を施してテープ状線材と補強テープと
を固着一体化させて超電導線を製造した。
【００２１】このようにして得られた超電導線の引張強
度およびＪｃ（７７．３Ｋ、０Ｔ）の測定結果を、補強
テープの材質、熱処理条件とともに表１に示す。
度およびＪｃ（７７．３Ｋ、０Ｔ）の測定結果を、補強
テープの材質、熱処理条件とともに表１に示す。
【００２２】
【表１】 比較例１ 実施例と同様の方法によりテープ状線材を製造し、この
テープ状線材の４本を積層した後、熱処理を施して超電
導線を製造した。
テープ状線材の４本を積層した後、熱処理を施して超電
導線を製造した。
【００２３】このようにして得られた超電導線の引張強
度およびＪｃ（７７．３Ｋ、０Ｔ）の測定結果を熱処理
条件とともに表２に示す。
度およびＪｃ（７７．３Ｋ、０Ｔ）の測定結果を熱処理
条件とともに表２に示す。
【００２４】
【表２】 比較例２ 補強テープの材質および熱処理条件を変えた他は、実施
例と同様の方法により超電導線を製造した。
例と同様の方法により超電導線を製造した。
【００２５】このようにして得られた超電導線の引張強
度およびＪｃ（７７．３Ｋ、０Ｔ）の測定結果を、補強
テープの材質、熱処理条件とともに表２に示した。
度およびＪｃ（７７．３Ｋ、０Ｔ）の測定結果を、補強
テープの材質、熱処理条件とともに表２に示した。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のＢｉ系酸化
物超電導線およびその製造方法によれば、機械的特性お
よび超電導特性に優れたテープ状の超電導線を容易に得
ることができ、またその構造も簡単であるため超電導マ
グネットの形成に利点を有する。
物超電導線およびその製造方法によれば、機械的特性お
よび超電導特性に優れたテープ状の超電導線を容易に得
ることができ、またその構造も簡単であるため超電導マ
グネットの形成に利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による超電導線の一実施例を示す断面
図。
図。
【図２】本発明による超電導線の他の実施例を示す断面
図。
図。
【図３】本発明による超電導線の他の実施例を示す断面
図。
図。
【図４】本発明による超電導線の他の実施例を示す断面
図。
図。
１…Ｂｉ系の酸化物超電導物質 ２…銀シース ３…超電導テープ ４…補強テープ
Claims (6)
- 【請求項１】 銀シースを有するＢｉ系の酸化物超電導
テープと、拡散により超電導特性を低下させない範囲の
添加元素を含む銀基合金からなる補強テープとを積層
し、前記酸化物超電導テープと補強テープとを固着一体
化したことを特徴とするＢｉ系酸化物超電導線。 - 【請求項２】 Ｂｉ系の酸化物超電導体の構成元素を所
定のモル比で配合した混合粉末または仮焼粉末を銀パイ
プ中に充填し、これに成形加工を施したテープ状線材
と、拡散により超電導特性を低下させない範囲の添加元
素を含む銀基合金からなる補強テープとを積層した後、
熱処理を施すことにより、前記テープ状線材内部に超電
導相を生成させるとともに、このテープ状線材と前記補
強テープとを固着一体化させることを特徴とするＢｉ系
酸化物超電導線の製造方法。 - 【請求項３】 超電導テープは、補強テープの両側に積
層されてなる請求項１記載のＢｉ系酸化物超電導線。 - 【請求項４】 超電導テープと補強テープは、交互に多
層に積層されてなる請求項１記載のＢｉ系酸化物超電導
線。 - 【請求項５】 超電導テープは、多層に積層されてなる
請求項１、３または４記載のＢｉ系酸化物超電導線。 - 【請求項６】 銀基合金からなる補強テープは、Ａｇ−
Ｃｕ合金、Ａｇ−Ｐｔ合金またはアルミナ分散強化銀よ
りなる請求項１記載のＢｉ系酸化物超電導線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18128593A JP3522306B2 (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | Ｂｉ系酸化物超電導線およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18128593A JP3522306B2 (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | Ｂｉ系酸化物超電導線およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0737443A true JPH0737443A (ja) | 1995-02-07 |
| JP3522306B2 JP3522306B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
ID=16098023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18128593A Expired - Fee Related JP3522306B2 (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | Ｂｉ系酸化物超電導線およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3522306B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0747975A1 (en) * | 1995-06-08 | 1996-12-11 | PIRELLI CAVI S.p.A. | Process for producing a multifilamentary superconducting tape and electrically conductive element comprising said tape |
| US6642182B2 (en) | 2000-02-22 | 2003-11-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of manufacturing superconducting wire |
| EP1066654A4 (en) * | 1998-03-18 | 2006-04-19 | Metal Manufactures Ltd | SUPERCONDUCTING BANDS |
| EP1072042A4 (en) * | 1998-03-18 | 2006-04-19 | Metal Manufactures Ltd | SUPERCONDUCTING BANDS |
| WO2009022484A1 (ja) * | 2007-08-14 | 2009-02-19 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 超電導テープおよび超電導テープの製造方法 |
| JP2009117202A (ja) * | 2007-11-07 | 2009-05-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導テープ、超電導テープの製造方法、コイル、およびマグネット |
| CN101814343A (zh) * | 2010-05-17 | 2010-08-25 | 重庆大学 | 加强型铋系高温超导带材及制备方法 |
-
1993
- 1993-07-22 JP JP18128593A patent/JP3522306B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
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| WO2009022484A1 (ja) * | 2007-08-14 | 2009-02-19 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 超電導テープおよび超電導テープの製造方法 |
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| CN101814343A (zh) * | 2010-05-17 | 2010-08-25 | 重庆大学 | 加强型铋系高温超导带材及制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3522306B2 (ja) | 2004-04-26 |
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