JPH11329110A

JPH11329110A - 多芯テープ状酸化物超伝導撚線の製造方法

Info

Publication number: JPH11329110A
Application number: JP10138950A
Authority: JP
Inventors: Kazuhide Tanaka; 和英田中; Michiya Okada; 道哉岡田; Keiji Fukushima; 敬二福島; Takeshi Wakuta; 毅和久田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-05-20
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 1999-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】線材の膨れや金属被覆材の欠陥の発生を防止
し、超電導特性の劣化を抑制する。【解決手段】酸化物超電導粉末又はその原料粉末を第
１の金属パイプ２に充填した後、それを伸線加工して単
芯線材１を製造し、単芯線材１を複数本束ねて第２の金
属パイプ３に充填した後、それを伸線加工して多芯線材
４を製造する。多芯線材に含包された単芯線材が線材の
長さ方向に一回転する撚りピッチをＬ、多芯線材の直径
を２Ｒとしたとき、２Ｒ≦Ｌ≦１００Ｒの範囲で多芯撚
線とし、多芯撚線をテープ状に圧延加工する。その後、
酸化物超電導粉末又はその原料粉末の分解温度以上の温
度で熱処理し、さらに酸化物超電導粉末又はその原料粉
末の分解温度以下の温度で熱処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、酸化物超電導線材
の製造方法に係わり、特に、磁場中で高い電流密度が必
要なマグネットやコイル等の電力応用導体に適用する酸
化物超電導線材の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、超電導材料としてはＮｂＴｉ，Ｎ
ｂ₃Ｓｎ等の金属系のものが知られている。しかし、こ
れらの金属系超電導材料は超電導臨界温度Ｔｃが最も高
いＮｂ₃Ｇｅでも２３Ｋ（ケルビン）であり、その冷却
に高価な液体ヘリウムを用いる必要があった。ところ
が、１９８６年になって酸化物系超電導体が発見され、
続いて、超電導臨界温度Ｔｃが液体窒素の沸点温度７７
Ｋを超えるイットリウム（Ｙ）系、ビスマス（Ｂｉ）
系、タリウム（Ｔｌ）系といった酸化物超電導体が相次
いで発見された。これらの酸化物超電導体は、超電導臨
界温度Ｔｃが高く安価で入手が容易な液体窒素を冷媒に
用いることができるため、超電導線材を使用する各種の
技術分野に大きな影響を与えることになった。

【０００３】また、これらの酸化物超電導体は、超電導
臨界温度Ｔｃが高いだけでなく、超電導上部臨界磁場Ｈ
ｃ₂が高いという性質を兼ね備えている。特に、ビスマ
ス系超電導体は、４．２Ｋ以下の極低温における上部臨
界磁界Ｈｃ₂が５０Ｔ（テスラー）乃至１００Ｔを超え
るものであるため、従来の金属系超電導材料では達成が
困難であった、２１Ｔを超えるような強い磁場を発生す
る超電導マグネットの実現が可能となってきた。

【０００４】最近になって、酸化物超電導原料粉末を銀
（Ａｇ）等の金属被覆材内に充填した後、その金属被覆
材に伸線加工及び圧延加工を施すパウダー・イン・チュ
ーブ法によって作製した高性能の超電導線材が、「第５
３回１９９５年春季低温工学・超電導学会講演概要集」
１５４頁に紹介された。この超電導線材は、４．２Ｋの
温度下では２３Ｔという強磁場下でも、１，７１０Ａ／
ｍｍ²の実用的な臨界電流密度Ｊｃが得られている。ま
た、特開平７−１０５７５３号公報には、酸化物超電導
体からなるフィラメントがマトリクス中に複数本埋め込
まれたテープ状の酸化物超電導線材であって、フィラメ
ントはテープ線材の長手方向に沿って螺旋状に撚れてい
る酸化物超電導線材が記載されている。

【０００５】さらに、超電導線材を用いる強磁場超電導
マグネットの分野においては、例えば、酸化物系超電導
体と従来の金属系超電導体とで構成した複合マグネット
による核磁気共鳴（ＮＭＲ）装置等の開発が行われてい
る。現在、プロトンの共鳴周波数８００ＭＨｚ級のＮＭ
Ｒ装置が実用化されているが、これは金属系超電導マグ
ネットのみの構成となっており、１８．８Ｔの定常磁場
で実現されているものである。しかし、金属系超電導体
のみでは超電導上部臨界磁場Ｈｃ₂に限界があり、性能
の大幅な向上は期待できない。

【０００６】このような金属系超電導マグネットに酸化
物系コイルを組み合わせることにより、一層高い磁場を
発生するマグネットが達成できれば、数ＧＨｚ級のＮＭ
Ｒ装置が現実的なものとなる。この場合、現有のＮＭＲ
装置に比べて、大幅に画像の解像度を向上させることが
できるため、市場も拡大することが予想される。現在で
は「第５５回１９９６年秋季低温工学・超電導学会講演
概要集」５頁に紹介されているように、金属系超電導マ
グネットと酸化物超電導コイルとの組み合わせで２２．
８Ｔ（金属系２１．０Ｔ＋酸化物１．８Ｔ）の磁場発生
が可能となっている。しかしながら、数ＧＨｚ級のＮＭ
Ｒ装置を実現するためには、酸化物超電導線材の更なる
高性能化が必要である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】超電導線材を用いて、
より高い磁場を発生させる超電導コイルを実現するに
は、超電導線材の磁場発生機能を向上させる必要があ
る。しかし、現実のところ、数１０ｍ級の線材を製造す
る際において、その熱処理工程で生じる線材の膨れ、並
びに金属被覆材の欠陥部から酸化物コアが融出すること
等が原因となり、３〜１０ｃｍ程度の線材長さで得られ
ている高い素線性能を確保することができないという問
題がある。言い換えれば、長尺線材において、高い線材
性能を得るためには、線材の膨れ及び金属被覆材の欠陥
の発生を抑制する必要がある。

【０００８】前者は、８００℃以上の温度で熱処理する
工程で生じる現象であり、膨れによってボイドが発生す
ることで超電導体の電流パスが確保できないという問題
が確認されている。これについては、以下のような現象
で発生すると考えられている。酸化物超電導線材は、高
温での熱処理が必要であるが、この工程においてシース
材内部に充填された酸化物が一部溶融反応を起こすこと
により、酸素ガスが急激かつ多量に発生し、熱膨張を起
こす。金属被覆材に用いられる銀（Ａｇ）等は、本来機
械的強度の小さい材質である上、熱により軟化している
ため、酸素ガスにより容易に拡伸され、これが膨れとな
って現れる。これを防止する手段としては、酸化物超電
導線材自身の強度を高めることを目的として、含包する
金属被覆材を高強度化すること、膨れの原因である酸素
ガスの発生を抑えること、多芯化して内部のフィラメン
トに撚線加工を施すこと等が挙げられる。

【０００９】また、後者については、テープ線材内部の
酸化物コアの高密度化を達成することを目的にして行う
圧延工程で生じる欠陥である。一般に、圧延工程では圧
下率を高めて、酸化物コアをより緻密化した方が線材性
能が向上することが知られている。ところが、金属被覆
材の欠陥は、強加工を加えた場合に生じやすくなってし
まう。このような加工欠陥は主に、線材の幅方向でのエ
ッジ部において、いわゆる耳割れとなって発生する。こ
れを防止する手段としては、線材の膨れ対策の場合と同
様に、金属被覆材を高強度化すること、多芯化して内部
のフィラメントに撚線加工を施すこと、及び金属被覆材
の肉厚を増加させること等が挙げられる。

【００１０】線材自身の機械的強度を向上させるため、
例えば金属被覆材に合金材を用いた場合、用いる材料に
よっては酸化物コアの一部と熱的に反応してしまい、こ
れによって非超電導相が析出し、超電導特性が劣化する
という問題が発生する。また、上記のような反応による
超電導特性の劣化以外にも、線材の強度が大きく増す
と、加工の際に線材が断線しやすくなり、数１００ｍ級
の長尺線材を得ることが非常に困難になることを発明者
らは実験により確認している。金属被覆材の肉厚を増加
させる方法では、超電導線材本来の特性である臨界電流
密度Ｊｃの低下を招き、実用製品の小型化の妨げになっ
てしまう問題がある。さらに、酸化物超電導体を熱処理
する際のガスの発生は必然的であり、これを抑制するこ
とは非常に困難であると思われる。

【００１１】以上のことから、発明者らは、線材を多芯
化して内部のフィラメントに撚線加工を施すことが好ま
しいと考えた。この技術では、撚りピッチを短くするほ
ど電力損失の減少に結びつくために、ピッチは可能な限
り短くすることが望ましい。ところが、撚りピッチを短
くしすぎると、撚線加工中のフィラメントが断線し、線
材性能が劣化する問題がある。反対に、撚りピッチを長
くしすぎると、電力損失の減少が小さくなり、撚りを施
す効果が低下する。このため、内部のフィラメントは、
適切なピッチで撚りを施すことが重要である。本発明
は、以上述べたような事情に鑑みてなされたものであ
り、これまでに用いていた酸化物超電導線材の製造方法
の欠点を解消することにより、線材の膨れや金属被覆材
の欠陥の発生を防止し、超電導特性の劣化を抑制するこ
とを可能にした酸化物電導線材の製造方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】発明者らはこれまで、酸
化物超電導体の電力機器への応用を目指して、主として
線材の通電性能の向上に注力してきた。その結果、例え
ば、ビスマス（Ｂｉ）−２２１２系の単芯及び１８〜５
５芯線材によって、２０Ｔを超えるような強磁場下にお
いても１，０００Ａ／ｍｍ²以上の実用的な臨界電流密
度Ｊｃを有する線材を提供できる技術を開発してきた。
しかし、上述のように線材の長さ方向における均質性が
現状ではまだ不十分であるため、数１０ｍ級の長さの線
材では、局所的に膨れが生じたり、線材内部の酸化物コ
アが被覆材の欠陥部から融出し、臨界電流密度Ｊｃが大
きく低下していた。そこで発明者らは、鋭意研究を重
ね、高性能の多芯テープ状酸化物超電導撚線の本来の通
電特性を損なうことのない長尺線材の製造方法を見出
し、本発明を完成するに至った。

【００１３】発明者らは、線材中のフィラメントの断面
構成についても検討を行い、多芯テープ状酸化物超電導
撚線の中心に配置されるフィラメントに銀あるいは銀を
主成分とする銀合金からなる組成の第３の金属パイプを
挿入することを考えた。これは、中心に配置されるフィ
ラメントは、被覆材の表面部に位置するフィラメントに
比べて圧延加工後の緻密性は低いため、それの有無によ
って臨界電流Ｉｃが大きく変化することはないからであ
る。実際に、多芯テープ状酸化物超電導撚線の中心に配
置されるフィラメントが酸化物であれ、金属パイプある
いは金属線であれ、臨界電流密度Ｊｃの向上はほとんど
観察されなかった。さらに、第３の金属パイプを挿入す
ることにより、機械強度の向上を可能にし、かつ断面形
状の均質化も達成できることも実験的に確認した。ま
た、撚線導体を製造する際には、中心部に配置されるフ
ィラメントは撚りを施しても実質的には撚られておら
ず、交流損失の低減には実質的に関与していないことか
らも酸化物超電導体である必要性はない。

【００１４】本発明による多芯テープ状酸化物超電導撚
線の製造方法は、酸化物超電導粉末又はその原料粉末を
第１の金属パイプに充填した後、第１の金属パイプを伸
線加工して単芯線材を製造する単芯線材製造工程と、単
芯線材を複数本束ねて第２の金属パイプに充填した後、
第２の金属パイプを伸線加工して多芯線材を製造する多
芯線材製造工程と、多芯線材に含包された単芯線材が線
材の長さ方向に一回転する撚りピッチをＬ、多芯線材の
直径を２Ｒとしたとき、２Ｒ≦Ｌ≦１００Ｒの範囲で多
芯撚線とする撚線製造工程と、多芯撚線をテープ状に圧
延加工する工程と、酸化物超電導粉末又はその原料粉末
の分解温度以上の温度で熱処理する第１熱処理工程と、
第１熱処理工程を行った多芯撚線を酸化物超電導粉末又
はその原料粉末の分解温度以下の温度で熱処理する第２
熱処理工程とを含むことを特徴とする。

【００１５】本発明の方法によると、第１及び第２熱処
理工程前後のテープ厚みの変化が線材全長にわたって１
０％以下であり、かつ第１及び第２熱処理工程前後の酸
化物超電導撚線の重量変化が５％以下にすることができ
る。これによって、線材長さが数１００ｍ級になっても
線材が本来持ち合わせる臨界電流密度Ｊｃを得ることが
可能となった。なお、本発明は、撚線導体にする際の撚
りの方向について、限定するものではない。即ち、本発
明は、Ｓ撚りあるいはＺ撚りのどちらに対しても同様の
効果を得ることができる。

【００１６】第１熱処理工程は０．４ａｔｍ以上の酸素
分圧下で行い、第２熱処理工程は０．４ａｔｍ以下の酸
素分圧下で行う。特に、第１熱処理を酸化物超電導体の
分解温度の直上の温度において０．６ａｔｍ以上の酸素
分圧下で行い、それに続いて、第２熱処理を酸化物超電
導体の分解温度の直下の温度において０．２ａｔｍ以下
の酸素分圧下で行うことが好ましい。この２段階の熱処
理工程により、酸化物超電導線材の性能を、従来のこの
種の酸化物超電導線材の性能に比べて大幅に向上させる
ことが可能になる。

【００１７】多芯線材製造工程では、第２の金属パイプ
の中心部に粉末を含んでいない第３の金属パイプ又は金
属線を充填することができる。第２の金属パイプの機械
強度は、第１の金属パイプの機械強度より大きいことが
望ましく、第１の金属パイプの中心部に第３の金属パイ
プを充填する場合には、第１、第２、第３の金属パイプ
の機械強度が、第１≦第３＜第２の順であることが好ま
しい。第１及び第３の金属パイプは、銀あるいは銀を主
成分とする銀合金からなる組成のものにすることができ
る。

【００１８】酸化物超電導体はビスマス系酸化物超電導
体とすることができ、特にＢｉ₂Ｓｒ₂Ｃａ₁Ｃｕ₂Ｏ_x組
成の超電導相を主成分とした超電導体とするのが望まし
く、第１熱処理工程は第２熱処理工程より高い酸素分圧
下で行うのが好ましい。このとき、第２熱処理工程後の
多芯テープ状酸化物超電導撚線の臨界電流を、第１熱処
理工程後の多芯テープ状酸化物超電導撚線の臨界電流に
比べて少なくとも１．５倍以上とすることができる。な
お、本発明は、ビスマス系酸化物超電導体以外の酸化物
超電導体に広く適用可能であり、例えばタリウム（Ｔ
ｌ）系超電導体、水銀（Ｈｇ）系超電導体などにも適用
できる。

【００１９】第１の金属パイプに充填される酸化物超電
導粉末又はその原料粉末は平均粒径が３μｍ以下になる
まで粉砕したものであるのが好ましい。多芯テープ状酸
化物超電導撚線は、断面積が１．０ｍｍ²乃至２．５ｍ
ｍ²であることが好ましい。酸化物超電導撚線を使用す
ることにより、先にも述べたような超電導体に交流を流
した場合に生ずる電力損失、いわゆる交流損失の低減も
達成できるという効果もある。また、「第５７回１９９
７年秋季低温工学・超電導学会講演概要集」８０頁に紹
介されているように、撚線導体にすることにより、撚り
を加えない線材に比して耐歪特性が向上するという効果
もある。これは、内部のフィラメントが曲げられても個
々のコアの歪が長さ方向に沿って圧縮側と引張り側で周
期的に変化するので、最大引張力が長さ方向で分散、平
均化され、これが幾何学的配置の安定化に寄与するため
と考えられている。

【００２０】上記のような製造プロセスを経た場合、数
１００ｍ級の線材においても、従来発生していた線材の
膨れや酸化物コア部の融出の問題が解消され、従来のこ
の種の酸化物超電導線材に比べて、零磁場及び磁場中で
の臨界電流密度Ｊｃの劣化率が小さくなり、特に高い磁
場中において、高い臨界電流密度Ｊｃを達成できるもの
になる。

【００２１】本発明によって製造された多芯テープ状酸
化物超電導撚線は広く超電導機器に適用することが可能
であって、例えば、超電導送電ケーブル、ブスバー、長
尺導体、永久電流スイッチ素子、大型マグネット、核磁
気共鳴分析装置、医療用磁気共鳴診断装置、超電導電力
貯蔵装置、磁気分離装置、磁場中単結晶引き上げ装置、
冷凍機冷却超電導マグネット装置、超電導エネルギー貯
蔵、超電導発電機、核融合炉用マグネット、加速器、電
流リード、限流器等の機器に利用することにより、高効
率化を達成できる。

【００２２】また、本発明の超電導体の冷却には、液体
ヘリウム以外にも液体窒素や冷凍機を用いることが可能
となるため、装置の運転コストの低減、クエンチ（超電
導状態から常電導状態への転移が急激に起こり破壊する
減少）防止のための措置の簡略化等が達成でき、コスト
を大幅に低減することが可能となる。また、同時に、超
電導特性の信頼性を高めることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して具体的に説明する。図１は、本発明に係わる
酸化物超電導線材の一実施例の構成を示す斜視図であ
る。図１において、１は金属被覆単芯線材、２は第１の
金属被覆材、３は第２の金属被覆材、４は金属被覆多芯
線材、５は金属被覆多芯線材の中心フィラメントであ
る。金属被覆多芯線材４は、円形断面を有しており、内
部の金属被覆単芯線材１には、線材全長にわたって均等
に長さＬのピッチで撚線加工が施されている。撚線加工
を行う際のピッチＬは、撚線加工を行う直前の線材の直
径を２Ｒとしたときに、２Ｒ乃至１００Ｒの範囲内にし
ている。なお、このときのピッチＬは、線材が長さ方向
に一回転する距離である。

【００２４】しかし、実際には、金属被覆多芯線材の中
心フィラメント５は撚りを加えても、その位置を保った
まま回転するだけで実際には撚りがかかっていない。こ
のため、酸化物超電導単芯線材の中心フィラメント５は
酸化物超電導体を含むものである場合に限定されず、場
合によっては、銀や熱処理に際して腐食等を生じない銀
合金にしてもよい。例えば、金（Ａｕ）、アンチモン
（Ｓｂ）、白金（Ｐｔ）、マグネシウム（Ｍｇ）、チタ
ン（Ｔｉ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅
（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の合金パイプあるい
は線を用いることができる。図２は、図１に示す断面構
造を有する金属被覆多芯線材４を圧延加工して偏平状の
構造にした後、熱処理を施して超電導特性を付与したテ
ープ状線材の斜視図であり、６は酸化物超電導単芯テー
プ線材、７は多芯テープ状酸化物超電導撚線である。

【００２５】図２において、多芯テープ状酸化物超電導
撚線７は、横長の偏平な断面形状を有する線状態を構成
しているもので、その内部に同じく横長の偏平な断面形
状を有する１９本の酸化物超電導単芯テープ線材６が偏
平方向を一致させた状態で配置されている。また、内部
の１９本の酸化物超電導単芯テープ線材６は、撚りがか
かったものである。この場合、１９本の酸化物超電導単
芯テープ線材６は、酸化物超電導多芯テープ線７の断面
の横長方向の中央部分に縦方向に並んで５本が、その両
端部分に同じく縦方向に並んで３本が、中央部分と両端
部分との間の中間部分に同じく縦方向に並んでそれぞれ
４本配置されている。図２の酸化物超電導多芯テープ状
線材７の製造方法を、図９のフローチャートを用いて説
明する。

【００２６】（１）まず、金属被覆単芯線材１を作る。
金属被覆単芯線材１の製造に当たっては、例えばＢｉ₂
Ｓｒ₂Ｃａ₁Ｃｕ₂Ｏ_xからなる組成の酸化物超電導粉末
を、断面が円形状の管である金属被覆材２に充填する。
金属被覆材２には銀などを用いる。（２）酸化物超電導粉末が充填された金属被覆線材２を
ドローベンチなどを用いて伸線加工する。これにより、
酸化物超電導粉末が充填された金属被覆線材２は縮径さ
れて、金属被覆単芯線材１ができる。

【００２７】（３）次に、金属被覆多芯線材４を作る。
金属被覆多芯線材４の製造に当たっては、例えば１９本
の縮径された金属被覆単芯線材１を、断面が円形状の管
である金属被覆材３に充填する。１９本の金属被覆単芯
線材１は、図１に示すように、中心が１本、その回りに
６本、６本の回りに更に１１本となるような分布に充填
するのがよい。金属被覆材３には銀などを用いる。（４）１９本の金属被覆単芯線材１が充填された金属被
覆材３を伸線加工する。これにより、金属被覆材３は縮
径されて、金属被覆多芯線材４ができる。（５）金属被覆多芯線材４を撚線加工する。この時、金
属被覆多芯線材４の外形２Ｒに対して、撚り線ピッチが
２Ｒ以上１００Ｒ以下となるように撚線加工する。

【００２８】（６）撚り線された金属被覆多芯線材４
を、断面の形状が扁平になるように圧延加工する。これ
で、テープ状の金属被覆多芯線材４ができる。（７）テープ状の金属被覆多芯線材４に第１熱処理を行
う。第１熱処理は、酸化物超電導体の分解温度以上で、
その分解温度に近い温度下において行う。これにより、
酸化物超電導体が部分溶融する。（８）次に、第２滅処理を行う。第２熱処理は、酸化物
超電導体の分解温度以下で、その分解温度に近い温度下
において行う。これにより、テープ状の金属被覆多芯線
材４は超電導特性を持つようになり、多芯テープ状酸化
物超電導撚線ができる。

【００２９】上述した工程によって、２回の熱処理の際
にも金属被覆多芯線材４が膨れたり、酸化物超電導体が
金属被覆材３から融出したりせずに、酸化物超電導多芯
テープ状線材７を製造することができた。次に、上述し
た製造方法の具体例について説明する。超電導粉末は、
以下のようにして作ったものを用いる。まず、純度が９
９％以上の酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化カルシ
ウム（ＣａＯ）及び酸化銅（ＣｕＯ）の各酸化物を出発
原料とし、ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃ
ａ）、銅（Ｃｕ）の原子モル比がそれぞれ２．０：１．
０：２．０の組成となるように秤量し、それらの混合体
を作製した。次に、この混合体を遠心ボールミルに入
れ、２０分間にわたって混合した後、大気中において、
９００℃で、２０時間にわたる熱処理を行う。次いで、
熱処理した混合体を室温まで冷却した後、再度、遠心ボ
ールミルに入れ、２０分間にわたって粉砕、混合し、粉
末状態にする。

【００３０】得られた粉末にビスマス（Ｂｉ）、ストロ
ンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃａ）、銅（Ｃｕ）の
原子モル比がそれぞれ２．０：２．０：１．０：２．０
の組成となるように酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）を秤量し
て加え、混合体を遠心ボールミルに入れ、２０分間にわ
たって混合する。そして、得られた粉末を、大気中にお
いて、８００乃至８５０℃の温度で、１０時間にわたっ
て熱処理を行い、超電導粉末を作製する。この超電導粉
末は、粉末Ｘ線回折の結果及び走査電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）の観察結果によれば、超電導相以外に酸化ストロン
チウム（ＳｒＯ）、酸化銅（ＣｕＯ）のほか、同定でき
ない未反応の非超電導相も若干認められるものである。

【００３１】次に、この超電導粉末を遠心ボールミルに
入れ、平均粒径が３μｍ以下になるように粉砕及び混合
し、超電導微粉末を作製する。次いで、得られた超電導
微粉末を外径２１．０ｍｍ、内径１７．５ｍｍの円形の
断面形状を有する純銀パイプに充填する。続いて、この
純銀パイプを、ドローベンチを用いて、断面減少率１１
乃至１３％の伸線加工を施し、外径３．４０ｍｍになる
まで縮径する。次に、縮径した純銀パイプを長さ方向に
１９等分になるように切断する。次いで、切断した１９
本の純銀パイプを、外径２１．０ｍｍ、内径１８．２ｍ
ｍの円形断面を有する別の純銀パイプに組み込む。この
ときの組み込み本数は、用途に応じて増減する必要があ
る。続いて、この別の純銀パイプを、ドローベンチを用
いて、断面減少率１１乃至１３％の伸線加工を施し、外
径１．５２ｍｍになるまで縮径する。ここで、線材の外
径を２Ｒとしたときに撚りピッチが２Ｒ乃至１００Ｒと
なるように、即ち３．０４ｍｍ乃至１５２．０ｍｍの範
囲内のピッチで撚線加工を施した。

【００３２】次に、縮径した別の純銀パイプに圧延加工
を施すことによって、厚さが０．２５乃至０．４０ｍｍ
の範囲内、幅が４．７〜５．０ｍｍの範囲内、長さが４
００乃至６００ｍの範囲内の偏平な断面形状を持つ銀被
覆ビスマス（Ｂｉ）−２２１２／多芯テープ線材を構成
する。

【００３３】この偏平断面を有する線材は、始めに、第
１熱処理工程として、純酸素（酸素分圧が１ａｔｍ）中
において、金属被覆単芯線材１のコア部、即ち、Ｂｉ₂
Ｓｒ₂Ca₁Ｃｕ₂Ｏ_xからなる組成の酸化物超電導体の分解
温度より僅かに高い温度である８７５乃至８８５℃の範
囲内の温度で、１０乃至３０分の範囲内にわたる熱処理
を行い、酸化物超電導体を部分溶融させ、その後、室温
まで冷却する。次に、第２熱処理工程として、１乃至２
０％（酸素分圧が０．０１乃至０．２ａｔｍ）の酸素濃
度雰囲気中において、酸化物超電導体の分解温度より僅
かに低い温度である８００乃至８４０℃の範囲内の温度
で、１０乃至２０時間の範囲内におけるアニール処理を
行い、このアニール処理を行った後で、室温まで冷却す
ることにより、超電導体としている。

【００３４】前記製造方法の実施例において、Ｂｉ₂Ｓ
ｒ₂Ｃａ₁Ｃｕ₂Ｏ_xからなる組成の酸化物超電導体の原料
粉末には、ビスマス化合物、ストロンチウム化合物、カ
ルシウム化合物及び銅化合物が用いられる。また、必要
に応じて、鉛化合物やバリウム化合物が用いられる。各
原料粉末は、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、ほう
酸塩、酢酸塩等の形のものが用いられる。

【００３５】また、前記製造方法の実施例において、酸
化物超電導粉末を合成したり、中間焼成を行ったりする
際の熱処理温度は、７００乃至９００℃の範囲内の温度
が利用される。また、必要に応じて、Ｂｉ₂Ｓｒ₂Ｃａ₁
Ｃｕ₂Ｏ_xからなる組成に第３元素を添加、あるいは置換
し、得られた酸化物超電導体を部分溶融温度以上に加熱
した後、これを冷却する過程において、超電導相の結晶
粒内に非超電導相を分散させ、ピンニング力を高める方
法を用いてもよい。

【００３６】さらに、前記製造方法の実施例において
は、多芯テープ状酸化物超電導撚線７を形成するため
に、パウダー・イン・チューブ法を利用しているが、本
発明の酸化物超電導線材の製造方法における多芯テープ
状酸化物超電導撚線７の形成方法は、パウダー・イン・
チューブ法に限定されるものではなく、他の方法、例え
ば、ロッド・イン・チューブ法、ドクターブレード法、
ディップコート法、スプレーパイロリシス法あるいはジ
ェリーロール法等を用いてもよい。

【００３７】また、前記製造方法の実施例における金属
被覆単芯線材１及び金属被覆多芯線材４における伸線加
工を施す工程においては、金属被覆単芯線材１及び金属
被覆多芯線材４の断面形状を所望のものにすると同時
に、金属被覆単芯線材１のコア部に充填されたＢｉ₂Ｓ
ｒ₂Ｃａ₁Ｃｕ₂Ｏ_xからなる組成の酸化物超電導体を高密
度化する働きも兼ね備える。

【００３８】さらに、前記製造方法の実施例における金
属被覆単芯線材１及び金属被覆多芯線材４における圧延
加工においては、金属被覆単芯線材１及び金属被覆多芯
線材４の断面形状を所望のものにすると同時に、金属被
覆単芯線材１のコア部に充填された酸化物超電導体を一
層高密度化する働きがある。なお、この圧延加工時に、
線材の長手方向への伸びを最小限に抑え、幅方向への伸
びを促進させることにより、金属被覆単芯線材１のコア
部に充填された酸化物超電導体の高密度化をより一層促
進することができる。

【００３９】図３は、本実施例の製造方法によって製造
された多芯テープ状酸化物超電導撚線における熱処理前
後のテープ厚みの変化を示す特性図であって、比較のた
めに、Ｂｉ₂Ｓｒ₂Ｃａ₁Ｃｕ₂Ｏ_xからなる組成の酸化物
超電導体を用い、撚線工程を経ない以外は、本実施例の
製造方法と同一の製造プロセスを用いて製造した酸化物
超電導線材の熱処理前後のテープ厚みの変化をあわせて
示したものである。図３において、縦軸は％で表すテー
プ厚みの変化率であり、横字はｍで表す各線材の先端部
からの距離である。テープ厚みの変化率は、次の式から
算出した。厚み変化率（単位：％）＝（熱処理後の線材のテープ厚
み−熱処理前の線材のテープ厚み）×１００／熱処理前
の線材のテープ厚み

【００４０】実線は、本実施例の製造方法によって製造
された多芯テープ状酸化物超電導撚線（以下、これを本
実施例線材という）の特性であり、点線は撚線工程を経
ない以外は本実施例の製造方法と同一の製造プロセスを
用いて製造した酸化物超電導線材（以下、これを比較例
線材という）の特性である。図３に示されるように、本
実施例線材は長さ５００ｍにわたってテープ厚みの変化
が８％以下であったのに対し、比較例線材は熱処理中に
膨れが生じ、テープ厚みの変化が最大で３５％となっ
た。この結果から、熱処理前後のテープ厚みの変化は、
比較例線材に比べて本実施例線材の方が明らかに小さい
ことが確認できた。

【００４１】表１は、本実施例線材と比較例線材の熱処
理前後の重量の変化率を示すものである。ここでは、両
者とも、１０ｍ長さのテープ線材をそれぞれ５本ずつ用
意し、第１熱処理を行う前と第２熱処理を行った後に重
量を測定した。右側の数値は％で表す線材の重量の変化
率であり、次の式から算出した。重量変化（単位：％）＝（熱処理前の線材の重量−熱処
理後の線材の重量）×１００／熱処理前の線材の重量

【００４２】

【表１】

【００４３】表１に示されているように、本実施例線材
は、その重量変化が全て５％以下であったのに対し、比
較例線材は最大で１５％の重量変化が確認された。これ
は、比較例線材においては、撚線加工による高強度化を
行っておらず、伸線及び圧延加工中にシース材の加工欠
陥が生じ、その欠陥箇所からコア部に充填されたＢｉ₂
Ｓｒ₂Ｃａ₁Ｃｕ₂Ｏ_xからなる組成の酸化物超電導体が融
出したためである。このように、本実施例線材は、熱処
理工程における酸化物超電導体の融出による超電導特性
の低下を防止することができる。

【００４４】図４は、本実施例線材と比較例線材の長さ
方向における臨界電流密度Ｊｃの分布を示す特性図であ
る。縦軸はＡ／ｍｍ²で表す臨界電流密度であり、横軸
はｍで表す各線材の先端部からの距離である。実線は本
実施例線材の特性であり、点線は比較例線材の特性であ
る。本実施例線材は、全長にわたってほぼ均質な臨界電
流密度Ｊｃを得た。これに対し、比較例線材の臨界電流
密度Ｊｃは、極めて大きな分布を持つことが分かる。図
３、表１及び図４に示す結果より、本実施例線材は、比
較例線材に比べて、線材の膨れや酸化物コアの融出の発
生を防止しているものである。即ち、本実施例線材は、
線材の長さ方向における臨界電流密度Ｊｃの均質性やそ
の絶対値を、共に向上させることができるものである。

【００４５】また、本実施例線材ならびに比較例線材を
用いて、２０Ｋの温度、外部磁場ゼロの状態で交流損失
を測定した結果、臨界電流Ｉｃ以下の領域において、本
実施例線材の交流損失の方が比較例線材の交流損失より
も小さいことを確認した。さらに、上記本実施例におい
ては、金属比較多芯線材４の外径を２Ｒとしたときに撚
りピッチが２Ｒ乃至１００Ｒとなるように、即ち３．０
４ｍｍ乃至１５２．０ｍｍの範囲内のピッチで撚りを加
えたが、この範囲外の撚りピッチの線材も本実施例の製
造方法と同様に製造し、４．２Ｋの温度、外部磁場ゼロ
の状態で臨界電流密度（Ｊｃ）及び交流損失を測定し
た。その結果を、図５に示す。図５の横軸は撚りピッチ
を表し、縦軸は撚りが無いときの臨界電流密度Ｊｃ（Ｌ
＝∞）を１としたときの臨界電流密度Ｊｃを表す。図５
に示されているように、撚りピッチが２Ｒ未満の場合に
は、撚りピッチを短縮しすぎて、金属被覆多芯線材４の
内部の金属被覆単芯線材１が断線し、臨界電流密度Ｊｃ
が本実施例線材に比べて１／２〜１／３に低下した。こ
れに対し、撚りピッチが１００Ｒより大きい場合の臨界
電流密度Ｊｃは、本実施例線材に比べて約１／３に低下
した。また、撚りピッチが大きくなるに従い、交流損失
が増大し、特に１００Ｒを超えるとその損失も大きくな
ることを確認した。

【００４６】これらのことから、本発明の酸化物超電導
線材の製造方法における金属被覆単芯線材１の撚りピッ
チは、金属被覆多芯線材４の外径を２Ｒとしたときに２
Ｒ乃至１００Ｒの範囲内となるように選ぶことが効果的
であることを確認した。これにより、臨界電流密度Ｊｃ
が高く、かつ交流損失の低減を可能にした酸化物超電導
線材が得られるようになる。次いで、図６は、本発明の
酸化物超電導線材の製造方法における第１熱処理工程の
酸素分圧と酸化物超電導線材の臨界電流密度との関係を
示す特性図である。図６において、縦軸はＡ／ｍｍ²で
表す臨界電流密度であり、横軸はａｔｍで表す酸素分圧
である。

【００４７】ここでは、前記実施例の製造方法と同様の
製造プロセスを経て多芯テープ状酸化物超電導撚線７を
製造する際の第１熱処理工程において、酸素分圧を０乃
至３ａｔｍの範囲内の種々の値に選び、選んだそれぞれ
の酸素分圧で第１熱処理を行い、各々超電導線材を製造
した。熱処理温度は、Ｂｉ₂Ｓｒ₂Ｃａ₁Ｃｕ₂Ｏ_xからな
る組成の酸化物超電導体が、それぞれの酸素分圧下にお
いて分解する温度の直上とした。そして、このとき得ら
れたそれぞれの酸化物超電導線材を長さ４０ｍｍに切断
し、温度４．２Ｋで印加磁場をゼロにして、臨界電流密
度Ｊｃを測定したのが図６に示される特性図である。

【００４８】図６の特性図から明らかなように、第１熱
処理工程時の酸素分圧が０乃至１．０ａｔｍの範囲内に
おいては、酸素分圧が高い程、得られた酸化物超電導線
材の印加磁場ゼロ時の臨界電流密度Ｊｃは高くなる傾向
を示すが、酸素分圧０．６ａｔｍを超えると、得られた
酸化物超電導線材の印加磁場ゼロ時の臨界電流密度Ｊｃ
はそれほど大きくならず、実際の臨界電流密度Ｊｃの最
大値は、酸素分圧が１ａｔｍの場合に限られた２４００
Ａ／ｍｍ²である。これらのことから、本発明の酸化物
超電導線材の製造方法において、第１熱処理時における
酸素分圧を０．４ａｔｍ以上、好ましくは０．６ａｔｍ
以上に選ぶことが効果的であって、臨界電流密度Ｊｃの
高い酸化物超電導線材が得られるようになる。

【００４９】続く、図７は、本発明の酸化物超電導線材
の製造方法における第２熱処理工程の酸素分圧と酸化物
超電導線材の臨界電流密度との関係を示す特性図であ
る。図７において、縦軸はＡ／ｍｍ²で表す臨界電流密
度であり、横軸はａｔｍで表す酸素分圧である。

【００５０】ここでは、前記実施例の製造方法における
第１熱処理工程までを経て製造された臨界電流密度Ｊｃ
が２４００Ａ／ｍｍ²級の線材の第２熱処理として、酸
素分圧を０乃至３ａｔｍの範囲内の種々の値に選び、選
んだそれぞれの酸素分圧圧で第２熱処理を行った。熱処
理温度は、Ｂｉ₂Ｓｒ₂Ｃａ₁Ｃｕ₂Ｏ_xからなる組成の酸
化物超電導体が、それぞれの酸素分圧下において分解す
る温度の直下とし、時間は２０時間とした。そして、こ
のとき得られたそれぞれの酸化物超電導線材を長さ４０
ｍｍに切断し、温度４．２Ｋで印加磁場をゼロにして、
臨界電流密度Ｊｃを測定したのが図７に示される特性図
である。

【００５１】図７の特性図から明らかなように、第２熱
処理工程時の酸素分圧が０乃至０．２ａｔｍの範囲内に
おいては、得られた酸化物超電導線材の印加磁場ゼロ時
の臨界電流密度Ｊｃはほぼ飽和した状態を示すが、酸素
分圧が０．２ａｔｍを超えると、得られた酸化物超電導
線材の印加磁場ゼロ時の臨界電流密度Ｊｃは酸素分圧の
大きさに従って順次減少し、実際の臨界電流密度Ｊｃの
最大値は、酸素分圧が０．１ａｔｍの場合に得られた４
０００Ａ／ｍｍ²である。これらのことから、本発明の
酸化物超電導線材の製造方法において、第２熱処理時に
おける酸素分圧を０．４ａｔｍ以下、好ましくは０．２
ａｔｍ以下に選ぶことが効果的であって、臨界電流密度
Ｊｃの高い酸化物超電導線材が得られるようになる。

【００５２】続く、表２は、図１に示す金属被覆多芯線
材の中心フィラメント５のコア部を酸化物超電導体とし
た場合、あるいは純銀線、銀−０．５重量％マグネシウ
ム（以下、Ａｇ−０．５ｗｔ％Ｍｇのように表記する）
合金線、Ａｇ−０．５ｗｔ％Ｍｎ線、Ａｇ−０．５ｗｔ
％Ｐｄ合金線とした場合の、それぞれの多芯テープ状酸
化物超電導撚線７の温度４．２Ｋ、印加磁場ゼロの状態
における臨界電流Ｉｃと、そのとき（歪を加えない）の
臨界電流Ｉｃが８０％に低下する曲げ歪率を示すもので
ある。表２において、左欄には図１に示す金属被覆多芯
線材の中心フィラメント５に配置された金属名を示し
た。また、中央の欄の数値Ｉｃは温度４．２Ｋで、印加
磁場ゼロのときの臨界電流、右欄の数値は温度４．２Ｋ
で、印加磁場ゼロのときの臨界電流が８０％に低下する
曲げ歪率を示している。曲げ歪率は、次式から算出し
た。曲げ歪率（単位：％）＝テープ線材の厚み×１００／曲
げ直径

【００５３】ここでは、図１に示す金属被覆多芯線材の
中心フィラメント５が、酸化物超電導体、純銀線、Ａｇ
−０．５ｗｔ％Ｍｇ合金線、Ａｇ−０．５ｗｔ％Ｍｎ
線、Ａｇ−０．５ｗｔ％Ｐｄ合金線となるように配置し
た以外は、前記実施例の製造方法と同様の製造プロセス
を経て、多芯テープ状酸化物超電導撚線７としている。
製造した線材は、まず、長さ４０ｍｍに切断し、温度
４．２Ｋで印加磁場をゼロの状態で臨界電流Ｉｃを測定
した。その後、曲率を種々変化させて歪を加えないとき
の臨界電流Ｉｃに対して、８０％に低下する曲げ歪率を
検討した。各中心フィラメントに対して各々２個の試料
線材を用意して測定を行った。表２の中央の欄の左側の
数値は右欄の左側の数値に対応し、中央の欄の右側の数
値は右欄の右側の数値にそれぞれ対応する。

【００５４】

【表２】

【００５５】表２から明らかなように、金属被覆多芯線
材の中心フィラメント５を銀合金にすると、臨界電流Ｉ
ｃは低下するものの、曲げ歪に対する臨界電流Ｉｃの劣
化率は小さいことが確認された。ところが、金属被覆多
芯線材の中心フィラメント５をＡｇ−０．５ｗｔ％Ｐｄ
合金線にした場合は、第１熱処理工程の際に、パラジウ
ムと内部の酸化物コアとが反応してしまい、低い臨界電
流Ｉｃに留まることが確認された。表２の結果は、酸化
物超電導線材を使用する際に、図１に示す金属被覆多芯
線材の中心フィラメント５の導体を、曲げ歪量や使用用
途に応じて適切に使い分けることが望ましいことを示唆
するものである。

【００５６】次いで、前記実施例の製造方法を同様の製
造プロセスを経て酸化物超電導線材を製造する前に、純
銀パイプに充填する超電導粉末の平均粒径を３μｍから
７μｍあるいは１０μｍの２種に変更した以外、前記実
施例の製造方法と全く同様にして酸化物超電導線材を製
造した。そして、第１熱処理及び第２熱処理を施した長
さ３００ｍｍの酸化物超電導線材について、４．２Ｋの
温度、印加磁場ゼロの状態で臨界電流密度Ｊｃを測定し
た。また、ここでは、電圧端子間距離を３０ｍｍとし、
酸化物超電導線材の長さ方向における各部の臨界電流密
度Ｊｃの分布状態を調べた。同時に、純銀パイプに充填
する超電導粉末の平均粒径が３μｍのものも製造し、同
様の臨界電流密度Ｊｃ測定並びに各部の臨界電流密度Ｊ
ｃの分布状態の調査を行った。

【００５７】その結果、超電導粉末の粒径が大きくなる
に従い、各部の臨界電流密度Ｊｃの分布も大きくなり、
不均質となることが確認された。具体的には、超電導粉
末の平均粒径を１０μｍにした酸化物超電導線材は、最
も臨界電流密度Ｊｃが高い部分が３８００Ａ／ｍｍ²で
あったが、最も臨界電流密度Ｊｃが低い部分では１２０
０Ａ／ｍｍ²まで低下していた。また、超電導粉末の平
均粒径を７μｍにした酸化物超電導線材は、最も臨界電
流密度Ｊｃが高い部分が４４００Ａ／ｍｍ²であった
が、最も臨界電流密度Ｊｃが低い部分では２２００Ａ／
ｍｍ²であった。一方、超電導粉末の平均粒径を３μｍ
にした酸化物超電導線材は、各部の臨界電流密度Ｊｃ
は、３６００乃至４５００Ａ／ｍｍ²の範囲内に収ま
り、均質性が向上し、かつ高い値の臨界電流密度Ｊｃが
得られることが確認された。

【００５８】この臨界電流密度Ｊｃのばらつきの原因を
調査するため、走査型電子顕微鏡で酸化物超電導線材の
横断面の組織を観察した。その結果、超電導粉末の平均
粒径を大きくするに従い、非超電導相も粗大化している
ことが分かった。酸化物超電導線材における臨界電流密
度Ｊｃが低い部分は、この粗大化した非超電導相が析出
しており、その非超電導相が電流パスを遮断しているも
のと推察される。これらのことから、本実施例の製造方
法において、純銀パイプ等の金属被覆材２に充填する際
には、超電導粉末を平均粒径は３μｍ以下まで粉砕した
ものを用いることが望ましい。

【００５９】引き続いて、本実施例の酸化物超電導線材
の製造方法において、多芯テープ状酸化物超電導撚線７
の断面積（幅×厚み）が、それぞれ０．７５ｍｍ²、
１．０ｍｍ²、１．７５ｍｍ²、２．５ｍｍ²、２．７５
ｍｍ²になる５種類の酸化物超電導線材を本実施例の製
造方法とほぼ同様に製造した。この場合、５種類の酸化
物超電導多芯テープ心材７は、伸線加工と圧延加工をそ
れぞれ調整しながら、異なる断面積のテープ線材とし
た。そして、第１熱処理及び第２熱処理を施した長さ１
５０ｍの各酸化物超電導線材を用意し、４．２Ｋの温
度、印加磁場ゼロの状態で、酸化物超電導線材の長さ方
向における臨界電流密度Ｊｃの分布状態を調べた。

【００６０】その結果、断面積が１．０乃至２．５ｍｍ
²の多芯テープ状酸化物超電導撚線７に比べて、断面積
が０．７５ｍｍ²の多芯テープ状酸化物超電導撚線７は
臨界電流密度Ｊｃのばらつきが大きいことが分かった。
この原因は、多芯テープ状酸化物超電導撚線７の内部の
酸化物超電導単芯テープ線材６の厚さが加工によって薄
くなりすぎたことによって線材の長手方向で断線した部
分が出て、その部分で電流のパスが遮断したと推察され
る。

【００６１】また、断面積が２．７５ｍｍ²の多芯テー
プ状酸化物超電導撚線７では、臨界電流密度Ｊｃのばら
つきは小さいものの、低い臨界電流密度Ｊｃに留まって
いる。この原因は、圧延の際の圧下率が低いために、多
芯テープ状酸化物超電導撚線７の内部の酸化物超電導単
芯テープ線材６の緻密化が他に比べて進んでいないもの
と推察される。これらのことから、本実施例の製造方法
において、酸化物超電導線材の断面積は１．０乃至２．
５ｍｍ²の範囲内に選ぶことが望ましい。

【００６２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の多芯テープ状酸化物超電導撚線の製造方法によれば、
従来のこの種の酸化物超電導線材で認められていたよう
な、熱処理の際に発生する線材の膨れ及び酸化物コアの
融出による超電導特性の劣化を大幅に抑制することがで
き、従来のこの種の酸化物超電導線材に比べて、高い臨
界電流密度Ｊｃが得られる酸化物超電導線材を製造する
ことができる。本発明の方法によると、第１及び第２熱
処理工程前後のテープ厚みの変化が線材全長にわたって
１０％以下であり、かつ第１及び第２熱処理工程前後の
酸化物超電導撚線の重量変化が５％以下にすることがで
きる。これによって、線材長さが数１００ｍ級になって
も線材が本来持ち合わせる臨界電流密度Ｊｃを得ること
が可能となった。第１熱処理工程は０．４ａｔｍ以上の
酸素分圧で行い、第２熱処理工程は０．４ａｔｍ以下の
酸素分圧下で行う。この２段階の熱処理工程により、酸
化物超電導線材の性能を、従来のこの種の酸化物超電導
線材の性能に比べて大幅に向上させることが可能にな
る。酸化物超電導体はビスマス系酸化物超電導体とする
ことができ、特にＢｉ₂Ｓｒ₂Ｃａ₁Ｃｕ₂Ｏ_x組成の超電
導相を主成分とした超電導体とするのが望ましく、第１
熱処理工程は第２熱処理工程より高い酸素分圧下で行う
のが好ましい。このとき、第２熱処理工程後の多芯テー
プ状酸化物超電導撚線の臨界電流を、第１熱処理工程後
の多芯テープ状酸化物超電導撚線の臨界電流に比べて少
なくとも１．５倍以上とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる酸化物超電導線材の一例の構成
を示す斜視図。

【図２】本発明に係わる酸化物超電導線材の一例の構成
を示す斜視図。

【図３】多芯テープ状酸化物超電導撚線の線材先端部か
らの距離と熱処理前後のテープ厚みの変化率との関係を
示す特性図。

【図４】多芯テープ状酸化物超電導撚線の線材先端部か
らの距離と臨界電流密度との関係を示す特性図。

【図５】撚りピッチと臨界電流密度との関係を示す特性
図。

【図６】第１熱処理の酸素分圧と臨界電流密度との関係
を示す特性図。

【図７】第２熱処理の酸素分圧と臨界電流密度との関係
を示す特性図。

【図８】多芯テープ状酸化物超電導撚線の製造方法を示
すフローチャート。

【符号の説明】

１…金属被覆単芯線材２…第１の金属被覆材３…第２の金属被覆材４…金属被覆多芯線材５…金属被覆多芯線材の中心フィラメント６…酸化物超電導単芯テープ線材７…多芯テープ状酸化物超電導撚線

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｂ 13/00 ５６５Ｈ０１Ｂ 13/00 ５６５ＤＨ０１Ｆ 6/06 ＺＡＡＨ０１Ｆ 5/08 ＺＡＡＢ (72)発明者和久田毅茨城県日立市大みか町７丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化物超電導粉末又はその原料粉末を第
１の金属パイプに充填した後、前記第１の金属パイプを
伸線加工して単芯線材を製造する単芯線材製造工程と、
前記単芯線材を複数本束ねて第２の金属パイプに充填し
た後、前記第２の金属パイプを伸線加工して多芯線材を
製造する多芯線材製造工程と、前記多芯線材に含包され
た単芯線材が線材の長さ方向に一回転する撚りピッチを
Ｌ、多芯線材の直径を２Ｒとしたとき、２Ｒ≦Ｌ≦１００Ｒの範囲で多芯撚線とする撚線製造工程と、前記多芯撚線
をテープ状に圧延加工する工程と、前記酸化物超電導粉
末又はその原料粉末の分解温度以上の温度で熱処理する
第１熱処理工程と、前記第１熱処理工程を行った多芯撚
線を前記酸化物超電導粉末又はその原料粉末の分解温度
以下の温度で熱処理する第２熱処理工程とを含むことを
特徴とする多芯テープ状酸化物超電導撚線の製造方法。
【請求項２】請求項１記載の多芯テープ状酸化物超電
導撚線の製造方法において、前記第１熱処理工程は０．
４ａｔｍ以上の酸素分圧下で行われ、前記第２熱処理工
程は０．４ａｔｍ以下の酸素分圧下で行われることを特
徴とする多芯テープ状酸化物超電導撚線の製造方法。
【請求項３】請求項１記載の多芯テープ状酸化物超電
導撚線の製造方法において、酸化物超電導体はビスマス
系酸化物超電導体であり、前記第１熱処理工程は前記第
２熱処理工程より高い酸素分圧下で行われることを特徴
とする多芯テープ状酸化物超電導撚線の製造方法。
【請求項４】請求項１記載の多芯テープ状酸化物超電
導撚線の製造方法において、酸化物超電導体はＢｉ₂Ｓ
ｒ₂Ｃａ₁Ｃｕ₂Ｏ_x組成の超電導相を主成分とした超電導
体であり、前記第１熱処理工程は前記第２熱処理工程よ
り高い酸素分圧下で行われることを特徴とする多芯テー
プ状酸化物超電導撚線の製造方法。