JPS63250018A - 超伝導線材及びその製造方法 - Google Patents
超伝導線材及びその製造方法Info
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- JPS63250018A JPS63250018A JP62085153A JP8515387A JPS63250018A JP S63250018 A JPS63250018 A JP S63250018A JP 62085153 A JP62085153 A JP 62085153A JP 8515387 A JP8515387 A JP 8515387A JP S63250018 A JPS63250018 A JP S63250018A
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- 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
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- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Light Guides In General And Applications 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
一１＝
この発明は、超伝導マグネットコイル、超伝導パワー伝
送、超伝導通信などに用いられる超伝導線材及びその製
造方法に関する。
送、超伝導通信などに用いられる超伝導線材及びその製
造方法に関する。
従来の超伝導線材は超伝導材料を単に丸棒状にしたもの
であり、超伝導材料のアモルファス金属を溶融状態で押
し出し成型し、急冷し、酸素雰囲気で焼きいれ酸化して
作るようにしている。
であり、超伝導材料のアモルファス金属を溶融状態で押
し出し成型し、急冷し、酸素雰囲気で焼きいれ酸化して
作るようにしている。
しかしながら、従来の超伝導線材では、適当な可撓性が
得られないため、実際に適用しようとすると困難があっ
た。 また、従来の製造方法では、細いものを作るのが困難で
あったり、可視性の高いものを製造することが困難であ
った。 この発明は、細くて可撓性のある超伝導線材を提供する
とともに、そのような超伝導線材を容易に製造すること
ができる製造方法を提供することを目的とする。
得られないため、実際に適用しようとすると困難があっ
た。 また、従来の製造方法では、細いものを作るのが困難で
あったり、可視性の高いものを製造することが困難であ
った。 この発明は、細くて可撓性のある超伝導線材を提供する
とともに、そのような超伝導線材を容易に製造すること
ができる製造方法を提供することを目的とする。
この発明による超伝導線材は、ガラス材料よりなるファ
イバと、該ファイバ上に形成された酸化物超伝導材料の
膜と、該膜の上に形成された密閉層とからなることを特
徴とする。 また、この発明による超伝導線材の製造方法は、ガラス
母材よりファイバを紡糸する工程と、酸化物超伝導材料
をスパッタリングして上記ファイバ上に酸化物超伝導材
料の膜を形成する工程と、該酸化物超伝導材料の膜の上
に密閉層を形成する工程とからなる。
イバと、該ファイバ上に形成された酸化物超伝導材料の
膜と、該膜の上に形成された密閉層とからなることを特
徴とする。 また、この発明による超伝導線材の製造方法は、ガラス
母材よりファイバを紡糸する工程と、酸化物超伝導材料
をスパッタリングして上記ファイバ上に酸化物超伝導材
料の膜を形成する工程と、該酸化物超伝導材料の膜の上
に密閉層を形成する工程とからなる。
細いガラスファイバの上に酸化物超伝導膜を形成しさら
にその上に密閉層を形成して超伝導線材としているので
、全体として細く、必要な可撓性を得ることが容易であ
るとともに、密閉層により酸化物超伝導膜の活性状態を
維持することができる。 スパッタリングにより酸化物超伝導膜を形成しているの
で、細いガラスファイバ上に酸化物超伏導膜を均一に薄
く形成することか簡単にできる。
にその上に密閉層を形成して超伝導線材としているので
、全体として細く、必要な可撓性を得ることが容易であ
るとともに、密閉層により酸化物超伝導膜の活性状態を
維持することができる。 スパッタリングにより酸化物超伝導膜を形成しているの
で、細いガラスファイバ上に酸化物超伏導膜を均一に薄
く形成することか簡単にできる。
この発明の一実施例にかかる超伝導線材は第１図に示す
ような断面構造を有する。すなわち、ガラスファイバ１
１の表面に酸化物超伝導薄膜１２が形成されさらにその
上に密閉層１３が形成されてなる。この実施例では、ガ
ラスファイバ１１は石英ガラスを直径１２ ’ｙｙｈに
紡糸したものであり、酸化物超伝導薄膜１２はＢ ａｏ
、６Ｙｏ、４ｃ ｕ ０４の酸化物超伝導材料を用い、
厚さ０．３ｐ、ｍとしている。 密閉層］３は厚さ０．０５．ｇｒ／ＬのＳ ｉ ０２膜
である。 なお、ガラスファイバ１１としては、他に、多成分ガラ
ス等の光学ガラスやセラミックなどを材料とすることが
できる。また、酸化物超伝導材料としてはＢａＹＣｕＯ
，系、Ｌａ５ｒＣｕＯｘ系などを用いることができる。 密閉層１３は、シリカの他に光学ガラスや石英ガラスな
どのガラス類、あるいはＩｎ、Ａ 、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａ
ｕなどの金属で形成することができる。さらに密閉層１
３の上にシリコーンや有機物などの保護層を適宜設はる
ことかできる。 このような構造の超伝導線材は、るつぼ線引法やロット
線引法等によりガラスファイバを紡糸するとともに、そ
れに引き続いて、連続的に酸化物超伝導膜１２と密閉層
１３とを形成することにより作ることができる。酸化物
超伝導薄膜１２は、酸化物超伝導材料自体の連続的なス
パッタリング、蒸着、ＣＶＤ （化学気相堆積）、アル
キル化合物の分解等により形成でき、゛あるいは超伝導
材料をこれらの方法により付着した後酸化して作ること
ができるほか、ゾルゲル法などによってもよい。 密閉層１３は、ガラス材料を付着す、る場合にはスパッ
タ法やゾルゲル法などによればよく、金属材料を付着す
る場合はスパッタ法、溶融メッキ法、ＣＶＤ法などによ
る。 このうち、スパッタリングによって酸化物超伝導薄膜を
形成する方法は、細いガラスファイバの上に薄い、均一
な膜を容易に形成できる点で有利である。つぎに、この
スパッタリングによる製造方法の一実施例について説明
する。 第２図に示すように、紡糸炉２と直流スパッタ装置３．
４と引っ張りローラ５とが垂直方向に１直線に並べられ
ており、紡糸炉２において紡糸されたガラスファイバが
引っ張りローラ５により引っ張られて巻き取られる過程
で、紡糸に連続して、スパッタ装置３．４によりファイ
バの表面への超伝導薄膜及びそ、の上への密閉層の形成
が行われる。 すなわち、紡糸炉２は加熱炉により溶融されたガラスを
線引きして紡糸するものである。加熱炉には押し込みレ
バー２１によりガラス母材が所定の速度で押し込まれる
。直径測定器６１によりファイバの直径を測定してガラ
ス母材の押し込み速度を変えるなどの制御を行って一定
の直径のファイバが紡糸されるようにする。ここでは、
ガラス母材として直径２０ｍｍの石英棒を用い、紡糸炉
２から線引きされるファイバを２ ｍ ７分の速度でロ
ーラ５により引っ張り、直径１２５％ｍ：ｆ＝ ２ｐｍ
のファイバを紡糸した。 スパッタ装置３．４の両端には、低圧ポンプ、ロータリ
ーポンプ、メカニカルブースターポンプに連結された差
動排気装置６３．６４が設けられていて、真空のスパッ
タ装置３．４内と大気との圧力差か次第に形成されるよ
う、低圧ポンプ側からロータリーポンプ及びメカニカル
ブ′−スターポンプ側に向けて吸引力が増すようにされ
ている。 クリーナ６５は、アルコンガスプラズマを発生させてプ
ラズマイオンでファイバ表面を叩いて表面の汚れを落と
すために挿入されている。 直流スパッタ装置３．４は円筒同軸型スパッタ装置を用
いている。この円筒同軸型スパッタ装置３（構造的には
スパッタ装置４も同じ）では、第３図に示すように中央
に垂直に中量されたガラスファイバ１１を囲むように３
本のアノード３１が配置され、その周囲に円筒状のター
ゲット（陰極）３２が設けられている。このターゲラ１
−３２は、その寸法が内径４０ｍｍ、外径５０ｍｍ、長
さ６００ｍｍ、有効長５００ｍｍであり、スパッタ装置
３の場合、Ｂ ａｏ６Ｙｏ４ｃ ｕ ０４の構成の酸化
物粉末をシンターしたものである。スパッタ装置４では
ターゲット３２の材料は５ｉ０２としである。いずれも
炉内は、イオンガスとしてアルゴンガスを用い、これを
１Ｏ−３Ｔｏｒｒの圧力とした。この炉内は小量の酸素
を含む雰囲気としである。このようにして、上記のよう
に２ｍ／分の速度で連続的に紡糸されてくるファイバ表
面に、まず、スパッタ装置３で酸化物超伝導薄膜を連続
的に形成し、引き続いてその上にスパッタ装置４によっ
て５ｊＯ２膜を形成した。 これらの膜厚は、前者が０．３Ｐｆｉ、後者が屹０５μ
電である。さらに、そのＳ ｉ ０２膜上に直ちにシリ
コーン樹脂を塗布した。 こうして、屈曲可能な超伝導線材を製造した。 この超伝導線材では、酸化物超伝導薄膜１２の上に５ｊ
０２の密閉層１３が形成されているため、密閉構造とな
っており、酸化物超伝導薄膜１２の変性、すなわちスパ
ッタ後の活性な状態からの酸化を、防止できる。この線
材を８５°Ｋに冷却したところ超伝導現象がみられた。 つぎに製造方法に関する第２に実施例について説明する
。この実施例では、第２図と同じようにして、まず、直
径８ザ電のガラスファイバを紡糸し、それに引き続いて
高周波スパッタ装置によりＢａｏ６Ｙｏ。４Ｃｕ０４組
成の厚さ０．３ハの酸化物超伝導薄膜を形成し、つぎに
上記第１の実施例とは異なり金属ディップ装置を用いて
１５０℃の温度でインジウムをコーティングすることに
より、厚さ２０ＰＬの密閉層を作った。この実施例で得
た超伝導線材の場合も、８５°にで超伝導状態を示した
。
ような断面構造を有する。すなわち、ガラスファイバ１
１の表面に酸化物超伝導薄膜１２が形成されさらにその
上に密閉層１３が形成されてなる。この実施例では、ガ
ラスファイバ１１は石英ガラスを直径１２ ’ｙｙｈに
紡糸したものであり、酸化物超伝導薄膜１２はＢ ａｏ
、６Ｙｏ、４ｃ ｕ ０４の酸化物超伝導材料を用い、
厚さ０．３ｐ、ｍとしている。 密閉層］３は厚さ０．０５．ｇｒ／ＬのＳ ｉ ０２膜
である。 なお、ガラスファイバ１１としては、他に、多成分ガラ
ス等の光学ガラスやセラミックなどを材料とすることが
できる。また、酸化物超伝導材料としてはＢａＹＣｕＯ
，系、Ｌａ５ｒＣｕＯｘ系などを用いることができる。 密閉層１３は、シリカの他に光学ガラスや石英ガラスな
どのガラス類、あるいはＩｎ、Ａ 、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａ
ｕなどの金属で形成することができる。さらに密閉層１
３の上にシリコーンや有機物などの保護層を適宜設はる
ことかできる。 このような構造の超伝導線材は、るつぼ線引法やロット
線引法等によりガラスファイバを紡糸するとともに、そ
れに引き続いて、連続的に酸化物超伝導膜１２と密閉層
１３とを形成することにより作ることができる。酸化物
超伝導薄膜１２は、酸化物超伝導材料自体の連続的なス
パッタリング、蒸着、ＣＶＤ （化学気相堆積）、アル
キル化合物の分解等により形成でき、゛あるいは超伝導
材料をこれらの方法により付着した後酸化して作ること
ができるほか、ゾルゲル法などによってもよい。 密閉層１３は、ガラス材料を付着す、る場合にはスパッ
タ法やゾルゲル法などによればよく、金属材料を付着す
る場合はスパッタ法、溶融メッキ法、ＣＶＤ法などによ
る。 このうち、スパッタリングによって酸化物超伝導薄膜を
形成する方法は、細いガラスファイバの上に薄い、均一
な膜を容易に形成できる点で有利である。つぎに、この
スパッタリングによる製造方法の一実施例について説明
する。 第２図に示すように、紡糸炉２と直流スパッタ装置３．
４と引っ張りローラ５とが垂直方向に１直線に並べられ
ており、紡糸炉２において紡糸されたガラスファイバが
引っ張りローラ５により引っ張られて巻き取られる過程
で、紡糸に連続して、スパッタ装置３．４によりファイ
バの表面への超伝導薄膜及びそ、の上への密閉層の形成
が行われる。 すなわち、紡糸炉２は加熱炉により溶融されたガラスを
線引きして紡糸するものである。加熱炉には押し込みレ
バー２１によりガラス母材が所定の速度で押し込まれる
。直径測定器６１によりファイバの直径を測定してガラ
ス母材の押し込み速度を変えるなどの制御を行って一定
の直径のファイバが紡糸されるようにする。ここでは、
ガラス母材として直径２０ｍｍの石英棒を用い、紡糸炉
２から線引きされるファイバを２ ｍ ７分の速度でロ
ーラ５により引っ張り、直径１２５％ｍ：ｆ＝ ２ｐｍ
のファイバを紡糸した。 スパッタ装置３．４の両端には、低圧ポンプ、ロータリ
ーポンプ、メカニカルブースターポンプに連結された差
動排気装置６３．６４が設けられていて、真空のスパッ
タ装置３．４内と大気との圧力差か次第に形成されるよ
う、低圧ポンプ側からロータリーポンプ及びメカニカル
ブ′−スターポンプ側に向けて吸引力が増すようにされ
ている。 クリーナ６５は、アルコンガスプラズマを発生させてプ
ラズマイオンでファイバ表面を叩いて表面の汚れを落と
すために挿入されている。 直流スパッタ装置３．４は円筒同軸型スパッタ装置を用
いている。この円筒同軸型スパッタ装置３（構造的には
スパッタ装置４も同じ）では、第３図に示すように中央
に垂直に中量されたガラスファイバ１１を囲むように３
本のアノード３１が配置され、その周囲に円筒状のター
ゲット（陰極）３２が設けられている。このターゲラ１
−３２は、その寸法が内径４０ｍｍ、外径５０ｍｍ、長
さ６００ｍｍ、有効長５００ｍｍであり、スパッタ装置
３の場合、Ｂ ａｏ６Ｙｏ４ｃ ｕ ０４の構成の酸化
物粉末をシンターしたものである。スパッタ装置４では
ターゲット３２の材料は５ｉ０２としである。いずれも
炉内は、イオンガスとしてアルゴンガスを用い、これを
１Ｏ−３Ｔｏｒｒの圧力とした。この炉内は小量の酸素
を含む雰囲気としである。このようにして、上記のよう
に２ｍ／分の速度で連続的に紡糸されてくるファイバ表
面に、まず、スパッタ装置３で酸化物超伝導薄膜を連続
的に形成し、引き続いてその上にスパッタ装置４によっ
て５ｊＯ２膜を形成した。 これらの膜厚は、前者が０．３Ｐｆｉ、後者が屹０５μ
電である。さらに、そのＳ ｉ ０２膜上に直ちにシリ
コーン樹脂を塗布した。 こうして、屈曲可能な超伝導線材を製造した。 この超伝導線材では、酸化物超伝導薄膜１２の上に５ｊ
０２の密閉層１３が形成されているため、密閉構造とな
っており、酸化物超伝導薄膜１２の変性、すなわちスパ
ッタ後の活性な状態からの酸化を、防止できる。この線
材を８５°Ｋに冷却したところ超伝導現象がみられた。 つぎに製造方法に関する第２に実施例について説明する
。この実施例では、第２図と同じようにして、まず、直
径８ザ電のガラスファイバを紡糸し、それに引き続いて
高周波スパッタ装置によりＢａｏ６Ｙｏ。４Ｃｕ０４組
成の厚さ０．３ハの酸化物超伝導薄膜を形成し、つぎに
上記第１の実施例とは異なり金属ディップ装置を用いて
１５０℃の温度でインジウムをコーティングすることに
より、厚さ２０ＰＬの密閉層を作った。この実施例で得
た超伝導線材の場合も、８５°にで超伝導状態を示した
。
この発明による超伝導線材は、細くて十分な可撓性を持
たせることが容易なため、超伝導マグネッ１−コイル、
超伝導パワー伝送、超伝導通信などの種々の分野に適用
することが容易である。さらに酸化物超伝導膜は密閉層
により密閉されているので、その変性が防止でき、活性
状態を保つことができる。 また、この発明の超伝導線材の製造方法によれば、細い
ガラスファイバの上に、薄い酸化物超伝導膜を均一に形
成することが簡単にできる。
たせることが容易なため、超伝導マグネッ１−コイル、
超伝導パワー伝送、超伝導通信などの種々の分野に適用
することが容易である。さらに酸化物超伝導膜は密閉層
により密閉されているので、その変性が防止でき、活性
状態を保つことができる。 また、この発明の超伝導線材の製造方法によれば、細い
ガラスファイバの上に、薄い酸化物超伝導膜を均一に形
成することが簡単にできる。
第１図はこの発明の一実施例にかかる線材の断面図、第
２図は製造装置の一例を示す模式図、第３図はスパッタ
装置の断面を示す模式図である。 １１・・・ガラスファイバ、１２・・・酸化物超伝導薄
膜、１３・・・密閉層、２・・・紡糸炉、２１・・・押
し込みレバー、３．４・・・スパッタ装置、３１・・・
アノード、３２・・・ターゲット、５・・・引っ張りロ
ーラ、６１．６２・・・直径測定器、６３．６４・・・
差動排気装置、６５・・・クリーナ。
２図は製造装置の一例を示す模式図、第３図はスパッタ
装置の断面を示す模式図である。 １１・・・ガラスファイバ、１２・・・酸化物超伝導薄
膜、１３・・・密閉層、２・・・紡糸炉、２１・・・押
し込みレバー、３．４・・・スパッタ装置、３１・・・
アノード、３２・・・ターゲット、５・・・引っ張りロ
ーラ、６１．６２・・・直径測定器、６３．６４・・・
差動排気装置、６５・・・クリーナ。
Claims (5)
- （１）ガラス材料よりなるファイバと、該ファイバ上に
形成された酸化物超伝導材料の膜と、該膜の上に形成さ
れた密閉層とからなる超伝導線材。 - （２）上記密閉層は金属層であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の超伝導線材。 - （３）上記密閉層はガラス層であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の超伝導線材。 - （４）ガラス母材よりファイバを紡糸する工程と、酸化
物超伝導材料をスパッタリングして上記ファイバ上に酸
化物超伝導材料の膜を形成する工程と、該酸化物超伝導
材料の膜の上に密閉層を形成する工程とからなる超伝導
線材の製造方法。 - （５）上記のスパッタリング工程は円筒同軸型スパッタ
装置を用いて行われることを特徴とする特許請求の範囲
第４項記載の超伝導線材の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62085153A JPS63250018A (ja) | 1987-04-06 | 1987-04-06 | 超伝導線材及びその製造方法 |
| US07/178,264 US5093311A (en) | 1987-04-06 | 1988-04-06 | Oxide superconductor cable and method of producing the same |
| US07/740,947 US5196399A (en) | 1987-04-06 | 1991-08-06 | Apparatus for producing oxide superconductor cable |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62085153A JPS63250018A (ja) | 1987-04-06 | 1987-04-06 | 超伝導線材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63250018A true JPS63250018A (ja) | 1988-10-17 |
Family
ID=13850721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62085153A Pending JPS63250018A (ja) | 1987-04-06 | 1987-04-06 | 超伝導線材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63250018A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01143108A (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-05 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | セラミックス系超電導線の製造方法 |
| JPH01144518A (ja) * | 1987-08-20 | 1989-06-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導セラミックス長尺体の製造方法および超電導セラミックス長尺体 |
| CN102024525A (zh) * | 2010-11-16 | 2011-04-20 | 宁波振亚电工机械厂 | 薄膜烧结机 |
| CN115196889A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-10-18 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种用于超导磁体热处理后玻璃纤维表面改性及绝缘增强方法 |
-
1987
- 1987-04-06 JP JP62085153A patent/JPS63250018A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01144518A (ja) * | 1987-08-20 | 1989-06-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導セラミックス長尺体の製造方法および超電導セラミックス長尺体 |
| JPH01143108A (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-05 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | セラミックス系超電導線の製造方法 |
| CN102024525A (zh) * | 2010-11-16 | 2011-04-20 | 宁波振亚电工机械厂 | 薄膜烧结机 |
| CN115196889A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-10-18 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种用于超导磁体热处理后玻璃纤维表面改性及绝缘增强方法 |
| CN115196889B (zh) * | 2022-08-01 | 2024-01-30 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种用于超导磁体热处理后玻璃纤维表面改性及绝缘增强方法 |
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