JPS63250019A - 超電導線材 - Google Patents
超電導線材Info
- Publication number
- JPS63250019A JPS63250019A JP62083340A JP8334087A JPS63250019A JP S63250019 A JPS63250019 A JP S63250019A JP 62083340 A JP62083340 A JP 62083340A JP 8334087 A JP8334087 A JP 8334087A JP S63250019 A JPS63250019 A JP S63250019A
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- JP
- Japan
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- superconducting
- superconductive
- oxide ceramic
- wire
- magnetic field
- Prior art date
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- Pending
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-
- 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
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (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】
この発明は、セラミックス系の酸化物超電導材料を用い
た超電導線材に関するもので、特に、励磁速度の大きい
、かつ高磁界発生用の超電導マグネットに用いるのに適
した、超電導線材の改良に関するものである。
た超電導線材に関するもので、特に、励磁速度の大きい
、かつ高磁界発生用の超電導マグネットに用いるのに適
した、超電導線材の改良に関するものである。
従来、超電導マグネット用線材としては、銅安定化Ｎｂ
Ｔ ｉまたは銅安定化ＮｂａＳｎなどを用いることが知
られている。これらの線材には、ＮｂＴｉやＮｂ３ Ｓ
ｎなどからなるフィラメントが、数十ミクロン以下の極
細フィラメントとして、多数本埋め込まれた構造が採用
されている。
Ｔ ｉまたは銅安定化ＮｂａＳｎなどを用いることが知
られている。これらの線材には、ＮｂＴｉやＮｂ３ Ｓ
ｎなどからなるフィラメントが、数十ミクロン以下の極
細フィラメントとして、多数本埋め込まれた構造が採用
されている。
ところで、最近、超電導材料として、上述し゛たＮｂＴ
ｉ５Ｎｂ、Ｓｎなどの金属系のものに加えて、セラミッ
クス系のものが脚光を浴びつつある。
ｉ５Ｎｂ、Ｓｎなどの金属系のものに加えて、セラミッ
クス系のものが脚光を浴びつつある。
このようなセラミックス系超電導材料としては、層状ペ
ロブスカイト型（Ｋ２ＮｉＦ４型）の結晶構造を有する
ものが知られており、たとえば、（Ｌａ、Ｓ ｒ） ２
Ｃｕｂ４、または（Ｌａ、Ｂａ）２ＣｕＯ４のようなセ
ラミックス系の酸化物超電導材料については、超電導現
象を示す臨界温度として、３０に以」二を記録している
。
ロブスカイト型（Ｋ２ＮｉＦ４型）の結晶構造を有する
ものが知られており、たとえば、（Ｌａ、Ｓ ｒ） ２
Ｃｕｂ４、または（Ｌａ、Ｂａ）２ＣｕＯ４のようなセ
ラミックス系の酸化物超電導材料については、超電導現
象を示す臨界温度として、３０に以」二を記録している
。
また、たとえば、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系の超電導材料に
代表される、周期律表ＩＩａ族元素、■ａ元索、銅およ
び酸素を含むセラミックス系の酸化物超電導材料にあっ
ては、９０に以上の臨界温度を示すことが実証されてい
る。
代表される、周期律表ＩＩａ族元素、■ａ元索、銅およ
び酸素を含むセラミックス系の酸化物超電導材料にあっ
ては、９０に以上の臨界温度を示すことが実証されてい
る。
従来の典型的な超電導線材は、磁気的、熱的な安定化の
ため、ＮｂＴｉやＮｂ３ Ｓｎなどの金属系材料を、前
述したように数十ミクロンという極細フィラメントとし
、これらフィラメントを多芯化して、用いていた。この
理由は、このような金属系材料は、臨界温度が低いため
、液体ヘリウムやガスヘリウムで冷却し、４゜２に近傍
で用いざるを得ず、ヘリウムをはじめ、線材の構成要素
の比熱が小さいため、小さな磁気的・熱的擾乱に対して
さえ弱く、常電導転移（クエンチ）を起こしてしまうこ
とを防止するためである。
ため、ＮｂＴｉやＮｂ３ Ｓｎなどの金属系材料を、前
述したように数十ミクロンという極細フィラメントとし
、これらフィラメントを多芯化して、用いていた。この
理由は、このような金属系材料は、臨界温度が低いため
、液体ヘリウムやガスヘリウムで冷却し、４゜２に近傍
で用いざるを得ず、ヘリウムをはじめ、線材の構成要素
の比熱が小さいため、小さな磁気的・熱的擾乱に対して
さえ弱く、常電導転移（クエンチ）を起こしてしまうこ
とを防止するためである。
しかしながら、このような極細フィラメントを確保する
ためには、高度な加工度が必要となる。
ためには、高度な加工度が必要となる。
また、完成品としての線材の断面の径は、数ｍｍ程度と
なるが、安定化材の超電導材料に対する面積比率が１〜
８倍程度あり、線材全体の断面の大きさの割には、通電
できる電流に制限がある。たとえば単線の場合には、タ
ーン数を大きくすることにより、所望の磁場を得るよう
にしていた。
なるが、安定化材の超電導材料に対する面積比率が１〜
８倍程度あり、線材全体の断面の大きさの割には、通電
できる電流に制限がある。たとえば単線の場合には、タ
ーン数を大きくすることにより、所望の磁場を得るよう
にしていた。
したがって必然的にインダクタンスが大きくなり、励磁
や消磁の際の必要時間が長くなり、また、必要冷媒量も
多くなり、電源も高価なものが必要であった。
や消磁の際の必要時間が長くなり、また、必要冷媒量も
多くなり、電源も高価なものが必要であった。
そこで、この発明は、超電導線材において、上記欠点を
解消することを目的とするものである。
解消することを目的とするものである。
この発明では、上述の欠点を解消するため、まず、高い
臨界温度を示す、酸化物セラミックス系の超電導材料を
用いるものであり、このような超電導材料からなるフィ
ラメントの断面の大きさを、最大径寸法において、２ｍ
ｍ以上とすることを特徴とするものである。
臨界温度を示す、酸化物セラミックス系の超電導材料を
用いるものであり、このような超電導材料からなるフィ
ラメントの断面の大きさを、最大径寸法において、２ｍ
ｍ以上とすることを特徴とするものである。
なお、上記酸化惣セラミックス系超電導材料としては、
周期律表ＩＩａ族元素、Ｈａ族元素、銅および酸素を含
むものが好ましい。
周期律表ＩＩａ族元素、Ｈａ族元素、銅および酸素を含
むものが好ましい。
なお、上記酸化物セラミックス系超電導材料の組成に含
まれる周期律表ｎａ族元素としては、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ
、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａが挙げられる。
まれる周期律表ｎａ族元素としては、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ
、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａが挙げられる。
また、Ｈａ族元素としては、Ｓｃ、 Ｙ、 Ｌａ、
Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ。
Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ。
Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ａｃ、Ｔｈ、Ｐ
ａ、Ｕ、Ｎｐ、Ｐｕ、Ａｍ、Ｃｍ、Ｂｋ。
ａ、Ｕ、Ｎｐ、Ｐｕ、Ａｍ、Ｃｍ、Ｂｋ。
Ｃｆ、Ｅｓ、Ｆｍ、Ｍｄ、Ｎｏ、Ｌｒが挙げられる。な
お、これら列挙した元素のうち、■ａ族元索としては、
Ｂａを含むことが好ましく、■ａ族元索としては、Ｓｃ
、Ｙ、Ｌａのいずれかまたはそれらの混合を含むことが
好ましい。
お、これら列挙した元素のうち、■ａ族元索としては、
Ｂａを含むことが好ましく、■ａ族元索としては、Ｓｃ
、Ｙ、Ｌａのいずれかまたはそれらの混合を含むことが
好ましい。
また、実際の超電導マグネット用線材を構成するときに
は、」１記した酸化物セラミックス系超電導材料からな
るフィラメントを、単体として用いたり、安定化材に単
数あるいは複数本配置したりする場合がある。また、必
要に応じて、冷却チャンネルや電磁力用補強材を複合化
させて用いることもある。
は、」１記した酸化物セラミックス系超電導材料からな
るフィラメントを、単体として用いたり、安定化材に単
数あるいは複数本配置したりする場合がある。また、必
要に応じて、冷却チャンネルや電磁力用補強材を複合化
させて用いることもある。
この発明による作用および効果を具体例に従って説明す
ると次のとおりである。
ると次のとおりである。
たとえば、周期律表Ｉｒａ族元素、Ｉ［［ａ族元素、銅
および酸素を含む超電導材料の臨界温度は非常に高く、
より具体的には、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系では、９０に以
上の臨界温度が得られている。
および酸素を含む超電導材料の臨界温度は非常に高く、
より具体的には、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系では、９０に以
上の臨界温度が得られている。
この材料からなるフィラメントを用いて線材とし、この
線材をもって構成した超電導マグネットを、たとえば７
７に１すなわち液体窒素の大気圧＝ ５ − 下での沸点に対応する温度下で使うとすると、ＮｂＴｉ
系を４．２にで使用する場合に比べて、比熱が約４００
倍大きいため、熱的、磁気的に安定で、２ｍｍ以上の大
きな断面でも安定化されるため、゛極細多芯構造を採用
する必ｉがない。したがって、所望の磁場を発生させる
には、少ないターン数で十分なため、インダクタンスが
小さくなり、励磁速度を大きくできるという利点が得ら
れる。また、これに応じて、励磁や消磁の際の必要時間
が減少するとともに、必要冷媒量も少なくでき、さらに
電源の発生電圧も小さくできるため、液体窒素温度で使
えるという利点に加えて、大きな利点を得ることができ
る。また、フィラメントとするため、超電導材料に高い
加工度が要求されないため、加工費の低減を図ることが
できる。
線材をもって構成した超電導マグネットを、たとえば７
７に１すなわち液体窒素の大気圧＝ ５ − 下での沸点に対応する温度下で使うとすると、ＮｂＴｉ
系を４．２にで使用する場合に比べて、比熱が約４００
倍大きいため、熱的、磁気的に安定で、２ｍｍ以上の大
きな断面でも安定化されるため、゛極細多芯構造を採用
する必ｉがない。したがって、所望の磁場を発生させる
には、少ないターン数で十分なため、インダクタンスが
小さくなり、励磁速度を大きくできるという利点が得ら
れる。また、これに応じて、励磁や消磁の際の必要時間
が減少するとともに、必要冷媒量も少なくでき、さらに
電源の発生電圧も小さくできるため、液体窒素温度で使
えるという利点に加えて、大きな利点を得ることができ
る。また、フィラメントとするため、超電導材料に高い
加工度が要求されないため、加工費の低減を図ることが
できる。
Claims (2)
- （１）酸化物セラミックス系超電導材料からなるフィラ
メントが、最大径寸法において、２ｍｍ以上の断面を持
つことを特徴とする、超電導線材。 - （２）前記酸化物セラミックス系超電導材料が、周期律
表IIａ族元素、IIIａ族元素、銅および酸素を含むこと
を特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の超電導線材
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62083340A JPS63250019A (ja) | 1987-04-04 | 1987-04-04 | 超電導線材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62083340A JPS63250019A (ja) | 1987-04-04 | 1987-04-04 | 超電導線材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63250019A true JPS63250019A (ja) | 1988-10-17 |
Family
ID=13799708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62083340A Pending JPS63250019A (ja) | 1987-04-04 | 1987-04-04 | 超電導線材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63250019A (ja) |
-
1987
- 1987-04-04 JP JP62083340A patent/JPS63250019A/ja active Pending
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