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JP3522306B2 - 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

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Publication number
JP3522306B2
JP3522306B2 JP18128593A JP18128593A JP3522306B2 JP 3522306 B2 JP3522306 B2 JP 3522306B2 JP 18128593 A JP18128593 A JP 18128593A JP 18128593 A JP18128593 A JP 18128593A JP 3522306 B2 JP3522306 B2 JP 3522306B2
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JP
Japan
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tape
superconducting
silver
superconducting wire
based oxide
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JP18128593A
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JPH0737443A (ja
Inventor
祐 北村
隆代 長谷川
Original Assignee
昭和電線電纜株式会社
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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た積層体(当該積層体の外側
にシース材を配置したものを除く。)に熱処理を施すこ
とにより、前記酸化物超電導テープと補強テープとを
散接合したものである。
【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
プとを積層して積層体を形成した後(当該積層体の外側
にシース材を配置したものを除く。)、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拡
散接合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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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 3 、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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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2】本発明による超電導線の他の実施例を示す断面
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4】本発明による超電導線の他の実施例を示す断面
図。
【符号の説明】
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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01B 12/00 - 13/00

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【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
    た積層体(当該積層体の外側にシース材を配置したもの
    を除く。)に熱処理を施すことにより、前記酸化物超電
    導テープと補強テープとを拡散接合したことを特徴とす
    るBi系酸化物超電導線。
  2. 【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て積層
    体を形成した後(当該積層体の外側にシース材を配置し
    たものを除く。)、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拡散接合させることを
    特徴とするBi系酸化物超電導線の製造方法。
  3. 【請求項3】 酸化物超電導相の生成と拡散接合は、熱
    処理により同時に行われることを特徴とする請求項1記
    載のBi系酸化物超電導線。
  4. 【請求項4】 超電導テープは、補強テープの両側に
    層されてなる請求項1記載のBi系酸化物超電導線。
  5. 【請求項5】 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。
  6. 【請求項6】 超電導テープは、多層に積層されてなる
    請求項1、3、4または5記載のBi系酸化物超電導
    線。
  7. 【請求項7】 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。
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