JPS5828104A - 高臨界磁場超伝導材料 - Google Patents
高臨界磁場超伝導材料Info
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- JPS5828104A JPS5828104A JP56127138A JP12713881A JPS5828104A JP S5828104 A JPS5828104 A JP S5828104A JP 56127138 A JP56127138 A JP 56127138A JP 12713881 A JP12713881 A JP 12713881A JP S5828104 A JPS5828104 A JP S5828104A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B12/00—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
- H01B12/02—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines characterised by their form
- H01B12/06—Films or wires on bases or cores
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、優れた超伝導磁束捕捉効果を示す為臨界磁場
超伝導材料Ｋｌｉするものである。
超伝導材料Ｋｌｉするものである。
従来、Ｗｂ、 Ｔａ、 Ｔｉ 勢（Ｄ単結晶、或イハ
。
。
Ｈｇ−Ｉｎ、Ｐｂ−Ｂ１ 等の合金からなる超伝導＃料
が知られている。しかし、これら従来の超伝導材料の超
伝導臨界磁場はそれ程高いものではなく、より＾い磁場
まで無損失電流を流すことができるような超伝導材料の
開発が株々検討されている。例えば、 Ｎｂ、 Ｈｇ−
Ｉｎ等の超伝導材料中に１鉄、コバルト、ガドリニウム
等の強磁性体微粒子を分散、或いは、析出させて不均質
構造を導入して、析出粒界などへの超伝導磁束を捕捉す
るととによ）、高い超伝導臨界磁場を有する超伝導材料
を得る試みがなされている。
が知られている。しかし、これら従来の超伝導材料の超
伝導臨界磁場はそれ程高いものではなく、より＾い磁場
まで無損失電流を流すことができるような超伝導材料の
開発が株々検討されている。例えば、 Ｎｂ、 Ｈｇ−
Ｉｎ等の超伝導材料中に１鉄、コバルト、ガドリニウム
等の強磁性体微粒子を分散、或いは、析出させて不均質
構造を導入して、析出粒界などへの超伝導磁束を捕捉す
るととによ）、高い超伝導臨界磁場を有する超伝導材料
を得る試みがなされている。
しかしながら、いずれ奄未だ、十分な捕捉効果を達成す
るには到っていない。これは、強磁性体が超伝導体中に
微細な粒子状態で存在しているため、直線状にのびる超
伝導磁束のの捕捉にそれはど有効に機能していないため
であろうと推測される。
るには到っていない。これは、強磁性体が超伝導体中に
微細な粒子状態で存在しているため、直線状にのびる超
伝導磁束のの捕捉にそれはど有効に機能していないため
であろうと推測される。
本発明者は、かかる点に留意し、超伝導磁束□を効率よ
く捕捉し、高い臨界磁場を有する超伝導材料を提供すべ
く鋭意検討した結果、特定の厚さの超伝導体上に強磁性
を特定の厚さＫなるように積層することＫよって所期の
目的が達成されることを知得し、本発明を完成するに、
到った。
く捕捉し、高い臨界磁場を有する超伝導材料を提供すべ
く鋭意検討した結果、特定の厚さの超伝導体上に強磁性
を特定の厚さＫなるように積層することＫよって所期の
目的が達成されることを知得し、本発明を完成するに、
到った。
即ち、本発明の要旨は、コヒーレンス長より大きい厚さ
の超伝導体上に、強磁性体を該超伝導体の磁束侵入深さ
より大きい厚さに積層してなる高臨界磁場超伝導材料に
存する。
の超伝導体上に、強磁性体を該超伝導体の磁束侵入深さ
より大きい厚さに積層してなる高臨界磁場超伝導材料に
存する。
以Ｙ本発明を駈明するに、本発明で使用される超伝導体
としては、公知の種々のものを使用することができる。
としては、公知の種々のものを使用することができる。
好まし、くけ、ランダウ・バタリ パラメーター（Ｋ＋
Ｋ−λ／８（λ；磁束侵入深さ、ξ；コヒーレンス長
）の大きい、好ましく ＦｉＫ 〉／ ０であるような
、もともと高臨界磁場起伝導材料でかつ強磁性体と合金
を作如難いものである庵のが使用される。具体的には、
例えば、Ｗｂ ； ＮｂＴｉ等の合金； Ｗｂ、８ｎ、
Ｖ、Ｇａ。
Ｋ−λ／８（λ；磁束侵入深さ、ξ；コヒーレンス長
）の大きい、好ましく ＦｉＫ 〉／ ０であるような
、もともと高臨界磁場起伝導材料でかつ強磁性体と合金
を作如難いものである庵のが使用される。具体的には、
例えば、Ｗｂ ； ＮｂＴｉ等の合金； Ｗｂ、８ｎ、
Ｖ、Ｇａ。
Ｍｔ＋、Ｇθ勢の金属間化合物が挙げられる。
本発明において、超伝導体は少なくとも使用する超伝導
体のコヒーレンス長より大きい厚番有していることが必
要である。超伝導体の多くは、そのコヒーレンス長が概
ね／θ−′αより小さｂので、通常け１０−”６以上、
好ましくは、／θ′″４〜／ｌ”ｑｌｌの範囲から選択
される。超伝導体の厚さが、そのコヒーレンス長以下で
あると超伝導特性が減殺されるので好ましくない。
体のコヒーレンス長より大きい厚番有していることが必
要である。超伝導体の多くは、そのコヒーレンス長が概
ね／θ−′αより小さｂので、通常け１０−”６以上、
好ましくは、／θ′″４〜／ｌ”ｑｌｌの範囲から選択
される。超伝導体の厚さが、そのコヒーレンス長以下で
あると超伝導特性が減殺されるので好ましくない。
また、本発明においては、 Ｍｌ）勢の結晶を使用する
場合は、予め超伝導体に一定方向に結晶格子欠陥または
不均質界面を導入しておくのが好まし−。それは、超伝
導磁束の捕捉をより効果的に行なわせるためである。か
かる結晶格子欠陥または不均質界面を導入する方法とし
ては、冷間加工、線材の複合構造化等の方法が挙げられ
る。
場合は、予め超伝導体に一定方向に結晶格子欠陥または
不均質界面を導入しておくのが好まし−。それは、超伝
導磁束の捕捉をより効果的に行なわせるためである。か
かる結晶格子欠陥または不均質界面を導入する方法とし
ては、冷間加工、線材の複合構造化等の方法が挙げられ
る。
本発明で使用される強磁性体としては、ｗｅ。
Ｃｏ、 ｌｉｉ、 Ｏｒ、 Ｍｎ 等の遷移金属間の合
金またはそれらの酸化物等が挙げられる。かかる強磁性
体は、超伝導体上に直接その粒子、好ましくは、１０Ｏ
ＯＡ〜１０μの粒子または薄膜を塗布または蒸着しても
よい、更に、これらを多層積層し、線引き、ロール正弧
等による複合化（合板）加工を施してもよい。
金またはそれらの酸化物等が挙げられる。かかる強磁性
体は、超伝導体上に直接その粒子、好ましくは、１０Ｏ
ＯＡ〜１０μの粒子または薄膜を塗布または蒸着しても
よい、更に、これらを多層積層し、線引き、ロール正弧
等による複合化（合板）加工を施してもよい。
本発明において、強磁性体は、超伝導体上に該超伝導体
の磁束侵入深さより大きい厚さに積層することが必要で
ある。こわより小さい厚さＫＩＮ層した場合は、超伝導
磁束を効率よく捕捉することができ表い。通常％１０−
”Ｃ１１ｒ以上、好ましくは・１０−“〜１０−”ｔＭ
の範囲の厚さに積層すればよい。
の磁束侵入深さより大きい厚さに積層することが必要で
ある。こわより小さい厚さＫＩＮ層した場合は、超伝導
磁束を効率よく捕捉することができ表い。通常％１０−
”Ｃ１１ｒ以上、好ましくは・１０−“〜１０−”ｔＭ
の範囲の厚さに積層すればよい。
また、本発明で使用する強磁性体は、強磁性体中の磁束
捕捉エネルギーは、帯磁率（χ）Ｋ比例するため、高磁
場まで２の大きい材料が好ましい。更に好ましくけ％／
Ｏ’Ｏｅ以上の磁場まで飽和しない磁化（・不飽和磁
化）を有する材料であるものが好適である。
捕捉エネルギーは、帯磁率（χ）Ｋ比例するため、高磁
場まで２の大きい材料が好ましい。更に好ましくけ％／
Ｏ’Ｏｅ以上の磁場まで飽和しない磁化（・不飽和磁
化）を有する材料であるものが好適である。
上記強磁性体は、好ましくけ、超伝導体の結晶格子欠陥
の方向を含む面と平行になるよう積層される。この様な
特定の方向に強磁性体を特定の厚さに積層することによ
って、超伝導磁束が強磁性体部に捕捉され、超伝導体中
への磁束の侵入を抑止することがで、きるのである。ま
た、強磁性体による磁束の捕捉力は強磁性体自身の作る
反磁場によって弱められるため、強磁性体は反磁場係数
が極めて小さくなるように配置するのが好ましい・ 強磁性体の厚さは、超伝導体材料のコヒーレンス長以上
のサイズである場合に磁束捕捉力が大きいので好ましい
。
の方向を含む面と平行になるよう積層される。この様な
特定の方向に強磁性体を特定の厚さに積層することによ
って、超伝導磁束が強磁性体部に捕捉され、超伝導体中
への磁束の侵入を抑止することがで、きるのである。ま
た、強磁性体による磁束の捕捉力は強磁性体自身の作る
反磁場によって弱められるため、強磁性体は反磁場係数
が極めて小さくなるように配置するのが好ましい・ 強磁性体の厚さは、超伝導体材料のコヒーレンス長以上
のサイズである場合に磁束捕捉力が大きいので好ましい
。
本発明において、強磁性体による磁束、の捕捉効果は、
超伝導体と強磁性体とを交互ＪＩＫ重ね。
超伝導体と強磁性体とを交互ＪＩＫ重ね。
多層、或いは、多線状複合構造として使用すれば、よ）
効果的である０例えば、超伝導体と強磁性体が交互に同
心円状になるように配置した多層構造の超伝導材料を使
用して電流ケーブルに使用した場合、大きい電流を印加
しても安定な無損失通電状態を維持することが可能とな
る。
効果的である０例えば、超伝導体と強磁性体が交互に同
心円状になるように配置した多層構造の超伝導材料を使
用して電流ケーブルに使用した場合、大きい電流を印加
しても安定な無損失通電状態を維持することが可能とな
る。
これは、ケーブルを流れる電流による環状磁力線は、反
磁性超伝導体内に存在するよりは強磁性体内に捕捉され
た方がエネルギー利得が大きいのて、強磁性体に捕捉さ
れた磁束は強い電磁力が働き、電流と磁束との相互作用
により磁束に働くケーブル中心方向への力に抗し工強磁
性体に捕捉されて容易に動けな・くなるためである。
磁性超伝導体内に存在するよりは強磁性体内に捕捉され
た方がエネルギー利得が大きいのて、強磁性体に捕捉さ
れた磁束は強い電磁力が働き、電流と磁束との相互作用
により磁束に働くケーブル中心方向への力に抗し工強磁
性体に捕捉されて容易に動けな・くなるためである。
また、コイル軸に平行な方向に積層した多線状複合構造
の超伝導材料を使用してソレノイドに使用した場合、ソ
レノイドループ内部の高磁束上 １１＆がコイルを横切って移動するのを抑角されるため
、高磁場を無損失１１ＬｆＩＬ状態で維持することが可
能となる。
の超伝導材料を使用してソレノイドに使用した場合、ソ
レノイドループ内部の高磁束上 １１＆がコイルを横切って移動するのを抑角されるため
、高磁場を無損失１１ＬｆＩＬ状態で維持することが可
能となる。
以上詳述した様に１上記の如くして得られる本ＩＡ明の
超伝導材料＃′ｉ、超伝導磁束を有効に捕捉する′ため
、砺めて高い超伝導臨界ａ場を有するのである。従って
、超伝導送電用ケーブル、超伝導マグネット用ソレノイ
ド等に＆めて有用なのである。
超伝導材料＃′ｉ、超伝導磁束を有効に捕捉する′ため
、砺めて高い超伝導臨界ａ場を有するのである。従って
、超伝導送電用ケーブル、超伝導マグネット用ソレノイ
ド等に＆めて有用なのである。
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
実施例１
精製されたＷｂ単結晶（コヒーレンス長３×／θ−６ｅ
Ｉｎ）Ｋ引張加工によ？）〔／、ａ／〕方向に転位線を
導入し、その方向を含む〔１０／〕面に厚さθ、ｊＪｒ
Ｗ１１、直径２Ｍ１１の円板状の試料を切り出した。こ
の試料面に垂直に約１０３０θの外部磁場を加え、磁気
偏光観察法によシ磁束方向を観察したところ、〔／−２
１〕方向Ｋｈ指状（フィンガーライ、り）分布で極めて
異方的に侵入しているのが認められた。この〔／、２／
〕方向を直角に横切るようＫ （／／／）方向に厚さ４
ｔｊｆｉｍ、巾θ、３■のミューメタルバンドを円板状
の試料表面に密勉させて超伝導材料を得た。
Ｉｎ）Ｋ引張加工によ？）〔／、ａ／〕方向に転位線を
導入し、その方向を含む〔１０／〕面に厚さθ、ｊＪｒ
Ｗ１１、直径２Ｍ１１の円板状の試料を切り出した。こ
の試料面に垂直に約１０３０θの外部磁場を加え、磁気
偏光観察法によシ磁束方向を観察したところ、〔／−２
１〕方向Ｋｈ指状（フィンガーライ、り）分布で極めて
異方的に侵入しているのが認められた。この〔／、２／
〕方向を直角に横切るようＫ （／／／）方向に厚さ４
ｔｊｆｉｍ、巾θ、３■のミューメタルバンドを円板状
の試料表面に密勉させて超伝導材料を得た。
得られた超伝導材料を絶対温度ダ、７にで磁場を増大印
加しながらＮｔｔ内への超伝導磁束侵入密度分布を磁気
偏光観察法によ）観察したところ、磁場がＩ００υθま
で＃−ｉンユーメタルバンド密着部分への超伝導磁束の
侵入は認められなかった。ＹＯＯＯｅでは侵入が社めら
れた２、ｚ、ミューメタルバンドの密着部分と非密着部
分との間では磁束密度に明らかなレベル差があった。
加しながらＮｔｔ内への超伝導磁束侵入密度分布を磁気
偏光観察法によ）観察したところ、磁場がＩ００υθま
で＃−ｉンユーメタルバンド密着部分への超伝導磁束の
侵入は認められなかった。ＹＯＯＯｅでは侵入が社めら
れた２、ｚ、ミューメタルバンドの密着部分と非密着部
分との間では磁束密度に明らかなレベル差があった。
これから下記式によりミューメタルバンドの超伝導磁束
の捕捉力を算出したところ、ダ〜１Ｘ１０’（ｌア。。
の捕捉力を算出したところ、ダ〜１Ｘ１０’（ｌア。。
／ｃｄ −＜−あった。 ′ｆｐ：磁束捕
捉力 Ｂ（Ｘ）：＠束密度 Ｈ：外磁場強度 実施例コ 実施例／［おいて、ミューメタルバンドの代Ｊ） Ｋ
、 Ｆｅｔ Ｏｓ粒子を表面に有するポリエチレンテレ
フタレートフィルムを使用する以外は同様にして超伝導
材料を作製し、Ｎｂ内への超伝導磁束侵入密度分布を観
察した。その結果的り００００塘での印加ではフィルム
密着部分への超伝導磁束の侵入は認められなかった。
捉力 Ｂ（Ｘ）：＠束密度 Ｈ：外磁場強度 実施例コ 実施例／［おいて、ミューメタルバンドの代Ｊ） Ｋ
、 Ｆｅｔ Ｏｓ粒子を表面に有するポリエチレンテレ
フタレートフィルムを使用する以外は同様にして超伝導
材料を作製し、Ｎｂ内への超伝導磁束侵入密度分布を観
察した。その結果的り００００塘での印加ではフィルム
密着部分への超伝導磁束の侵入は認められなかった。
手続補正書（自発）
昭和ｊ６年／／月ん 日
特許庁長官島田春樹殿
１ 事件の表示 昭和ｓｔ年 特 許願第１．２７／３
ｇ号２発 明の名称 高臨界磁場超伝導材料３ 補正を
する者 出 願 人 （！９ｔ ） 三菱化成工業株式会社略４代理人〒１
００ （ほか １ 名） ５補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄
６補正の、内容 （１） 明細書弘頁最下行から同夕頁／行に［遷移マ
リラム等の希土類金属間の合金またはそれらめ化合物等
」と訂正する。
ｇ号２発 明の名称 高臨界磁場超伝導材料３ 補正を
する者 出 願 人 （！９ｔ ） 三菱化成工業株式会社略４代理人〒１
００ （ほか １ 名） ５補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄
６補正の、内容 （１） 明細書弘頁最下行から同夕頁／行に［遷移マ
リラム等の希土類金属間の合金またはそれらめ化合物等
」と訂正する。
（２）明細書♂頁ｒ行に「磁束方向」とあるめを１磁束
密度分布」と訂正する。
密度分布」と訂正する。
（３）明細書り頁／〜２行に「密着部分と非密着部分と
の間では」とあるのを「密着部分の前後ではｊと訂正す
る。
の間では」とあるのを「密着部分の前後ではｊと訂正す
る。
以 上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）コヒーレンス長よシ大きい厚さの超伝導体上に１
強磁性体を該超伝導体の磁束侵入深さより大きい厚さに
積層してなる高臨界磁場超伝導材料の範Ｓ第１項記載の
高臨界磁場超伝導材料。 （３） 強磁性体が、７０″″ｌ′〜ＩＱ″″１５１
１の厚さに積層された特許請求の範囲第７狽記載の高臨
界磁場超伝導材料。 （４）超゛伝導体が、一定方向に結晶格子欠陥または不
均質外画を導入されたものである特許請求の範囲第１Ｉ
ＩＪ記載の高臨界磁場超伝導材料。 （５）強磁性体が、ＩＯ’Ｏｅ以上の磁場まで飽和しな
い磁化を有する特許請求の範囲第７項記載の高臨界磁場
超伝導材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56127138A JPS5828104A (ja) | 1981-08-13 | 1981-08-13 | 高臨界磁場超伝導材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56127138A JPS5828104A (ja) | 1981-08-13 | 1981-08-13 | 高臨界磁場超伝導材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5828104A true JPS5828104A (ja) | 1983-02-19 |
| JPH0258727B2 JPH0258727B2 (ja) | 1990-12-10 |
Family
ID=14952549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56127138A Granted JPS5828104A (ja) | 1981-08-13 | 1981-08-13 | 高臨界磁場超伝導材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5828104A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63318014A (ja) * | 1987-06-19 | 1988-12-26 | Hitachi Ltd | 金属酸化物超電導薄膜 |
| EP4300520A1 (en) * | 2022-06-28 | 2024-01-03 | Airbus | Improved inductive component for electric or hybrid aircraft |
-
1981
- 1981-08-13 JP JP56127138A patent/JPS5828104A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63318014A (ja) * | 1987-06-19 | 1988-12-26 | Hitachi Ltd | 金属酸化物超電導薄膜 |
| EP4300520A1 (en) * | 2022-06-28 | 2024-01-03 | Airbus | Improved inductive component for electric or hybrid aircraft |
| US12567523B2 (en) | 2022-06-28 | 2026-03-03 | Airbus Sas | Inductive component for electric or hybrid aircraft |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0258727B2 (ja) | 1990-12-10 |
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