JPH07105752A - 超電導成形撚線及びその製造方法 - Google Patents
超電導成形撚線及びその製造方法Info
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- JPH07105752A JPH07105752A JP5269748A JP26974893A JPH07105752A JP H07105752 A JPH07105752 A JP H07105752A JP 5269748 A JP5269748 A JP 5269748A JP 26974893 A JP26974893 A JP 26974893A JP H07105752 A JPH07105752 A JP H07105752A
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- Japan
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- superconducting
- sulfide
- stranded wire
- core
- organic insulating
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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
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 超電導素線間が良好に絶縁された超電導成形
撚線を提供する。 【構成】 表面が有機絶縁皮膜又は硫化物皮膜により絶
縁された多数本の単芯又は多芯超電導素線により構成し
た超電導成形撚線。 【効果】 超電導素線間が有機絶縁皮膜又は硫化物皮膜
により絶縁されているので、交流で使用しても結合損失
を抑制することができる。
撚線を提供する。 【構成】 表面が有機絶縁皮膜又は硫化物皮膜により絶
縁された多数本の単芯又は多芯超電導素線により構成し
た超電導成形撚線。 【効果】 超電導素線間が有機絶縁皮膜又は硫化物皮膜
により絶縁されているので、交流で使用しても結合損失
を抑制することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導素線間が良好に
絶縁された超電導成形撚線に関する。
絶縁された超電導成形撚線に関する。
【０００２】
【従来の技術】超電導成形撚線は、安定化材となす金属
マトリックス中に１〜50μｍφのＮｂＴｉ等の超電導フ
ィラメントを複合した超電導素線を多数本撚合わせ、圧
縮成形したもので、その断面形状は巻線加工に適した矩
形又は楔型である。このような超電導成形撚線は、素粒
子研究用大型加速器、産業用小型加速器（ＳＯＲ、医療
用）、ウイグラーマグネット、アンジェレーター、又は
発電機等の導体として実用されつつあり、更に高密度・
大電流化に向けて開発が進められている。この超電導成
形撚線のパッキングファクター（成形撚線全体に占める
超電導素線の断面積比率）は70〜95％と高く、従って素
線同士が局部的に接触した状態にある。この状態で超電
導成形撚線に交流磁場が印加された場合、素線間で構成
される閉回路に交流磁界によって誘起される電流が流れ
て結合損失（ジュール損失）が起きる。この結合損失に
より超電導状態を維持する冷媒のヘリウムの蒸発量が増
え、場合によっては常電動状態に転移する事故につなが
る恐れがあった。このようなことから、この種の超電導
成形撚線では、超電導素線表面にホルマールやポリイミ
ド等の有機皮膜を５〜20μｍ厚さに形成して絶縁してい
た。
マトリックス中に１〜50μｍφのＮｂＴｉ等の超電導フ
ィラメントを複合した超電導素線を多数本撚合わせ、圧
縮成形したもので、その断面形状は巻線加工に適した矩
形又は楔型である。このような超電導成形撚線は、素粒
子研究用大型加速器、産業用小型加速器（ＳＯＲ、医療
用）、ウイグラーマグネット、アンジェレーター、又は
発電機等の導体として実用されつつあり、更に高密度・
大電流化に向けて開発が進められている。この超電導成
形撚線のパッキングファクター（成形撚線全体に占める
超電導素線の断面積比率）は70〜95％と高く、従って素
線同士が局部的に接触した状態にある。この状態で超電
導成形撚線に交流磁場が印加された場合、素線間で構成
される閉回路に交流磁界によって誘起される電流が流れ
て結合損失（ジュール損失）が起きる。この結合損失に
より超電導状態を維持する冷媒のヘリウムの蒸発量が増
え、場合によっては常電動状態に転移する事故につなが
る恐れがあった。このようなことから、この種の超電導
成形撚線では、超電導素線表面にホルマールやポリイミ
ド等の有機皮膜を５〜20μｍ厚さに形成して絶縁してい
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】表面に有機絶縁皮膜を
形成した超電導素線を撚合わせ圧縮成形する際、超電導
素線同士が交差する部分の有機絶縁皮膜が圧縮力により
破壊することがあった。有機絶縁皮膜を厚くして破壊を
防止するのは、超電導成形撚線のパッキングファクター
を低下させ、高密度・大電流化の開発動向に逆行し好ま
しくなかった。
形成した超電導素線を撚合わせ圧縮成形する際、超電導
素線同士が交差する部分の有機絶縁皮膜が圧縮力により
破壊することがあった。有機絶縁皮膜を厚くして破壊を
防止するのは、超電導成形撚線のパッキングファクター
を低下させ、高密度・大電流化の開発動向に逆行し好ま
しくなかった。
【０００４】そこで、圧縮成形後に酸化処理を施して、
露出した金属マトリックス部分を酸化絶縁する方法が提
案された。しかしながら、酸化処理を、強アルカリ浴
中、又はＮＨ3 やＮＯx 等の酸化性雰囲気中で行う為、
有機絶縁皮膜が劣化してその機械的性質が低下するとい
う問題があった。
露出した金属マトリックス部分を酸化絶縁する方法が提
案された。しかしながら、酸化処理を、強アルカリ浴
中、又はＮＨ3 やＮＯx 等の酸化性雰囲気中で行う為、
有機絶縁皮膜が劣化してその機械的性質が低下するとい
う問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような状
況に鑑み鋭意研究を重ねてなされたもので、超電導素線
間が良好に絶縁された超電導成形撚線の提供を目的とす
る。即ち、請求項１の発明は、多数本の単芯又は多芯超
電導素線を撚合わせ、成形した超電導成形撚線におい
て、前記単芯又は多芯超電導素線の表面が有機絶縁皮膜
又は硫化物皮膜により絶縁されていることを特徴とする
ものである。
況に鑑み鋭意研究を重ねてなされたもので、超電導素線
間が良好に絶縁された超電導成形撚線の提供を目的とす
る。即ち、請求項１の発明は、多数本の単芯又は多芯超
電導素線を撚合わせ、成形した超電導成形撚線におい
て、前記単芯又は多芯超電導素線の表面が有機絶縁皮膜
又は硫化物皮膜により絶縁されていることを特徴とする
ものである。
【０００６】この発明において、超電導素線の表面に施
す有機絶縁皮膜には、ポリイミド、ポリビニルホルマー
ル等が用いられる。硫化物皮膜は超電導素線を構成する
金属マトリックスの硫化物であり、ＣｕＳ等である。
す有機絶縁皮膜には、ポリイミド、ポリビニルホルマー
ル等が用いられる。硫化物皮膜は超電導素線を構成する
金属マトリックスの硫化物であり、ＣｕＳ等である。
【０００７】請求項２の発明は前記超電導成形撚線の製
造方法であり、その構成は、表面に有機絶縁皮膜を形成
した、多数本の単芯又は多芯超電導素線を撚合わせ、次
いで所定の形状に圧縮成形したのち、硫化処理を施すこ
とを特徴とする。
造方法であり、その構成は、表面に有機絶縁皮膜を形成
した、多数本の単芯又は多芯超電導素線を撚合わせ、次
いで所定の形状に圧縮成形したのち、硫化処理を施すこ
とを特徴とする。
【０００８】硫化処理は、相対湿度80％以上、温度40
℃以上の硫化水素雰囲気中に保持する方法、硫化ナト
リウムと硫黄を溶解した水溶液（多硫化ソーダ水溶液）
に浸漬する方法、硫黄を溶解したヘキサン溶液に浸漬
する方法、のいずれかが密着性に優れた硫化物皮膜を迅
速に形成できて好ましい。他の方法でも差支えない。
℃以上の硫化水素雰囲気中に保持する方法、硫化ナト
リウムと硫黄を溶解した水溶液（多硫化ソーダ水溶液）
に浸漬する方法、硫黄を溶解したヘキサン溶液に浸漬
する方法、のいずれかが密着性に優れた硫化物皮膜を迅
速に形成できて好ましい。他の方法でも差支えない。
【０００９】硫化物皮膜は、硫化水素雰囲気中の硫化水
素、又は多硫化ソーダ水溶液或いは硫黄−有機溶媒中の
硫黄成分が、超電導素線間の極めて微細な間隙に毛管現
象により侵入し、露出したマトリックス金属上に形成さ
れる。硫化水素雰囲気中に保持する硫化処理方法では、
相対湿度80〜90％、温度40〜80℃、処理時間12時間以上
で 500Å以上の硫化物皮膜が形成される。
素、又は多硫化ソーダ水溶液或いは硫黄−有機溶媒中の
硫黄成分が、超電導素線間の極めて微細な間隙に毛管現
象により侵入し、露出したマトリックス金属上に形成さ
れる。硫化水素雰囲気中に保持する硫化処理方法では、
相対湿度80〜90％、温度40〜80℃、処理時間12時間以上
で 500Å以上の硫化物皮膜が形成される。
【００１０】
【作用】本発明では、超電導成形撚線を構成する単芯又
は多芯超電導素線の表面が有機絶縁皮膜又は硫化物皮膜
により絶縁されているので、交流で使用した時の結合損
失が抑制できる。強加工の圧縮成形後に硫化物皮膜を形
成するので、硫化物皮膜が外力を受けて損傷することが
ない。硫化物皮膜形成に必要な雰囲気又は水溶液は、有
機絶縁皮膜を劣化させることがない。
は多芯超電導素線の表面が有機絶縁皮膜又は硫化物皮膜
により絶縁されているので、交流で使用した時の結合損
失が抑制できる。強加工の圧縮成形後に硫化物皮膜を形
成するので、硫化物皮膜が外力を受けて損傷することが
ない。硫化物皮膜形成に必要な雰囲気又は水溶液は、有
機絶縁皮膜を劣化させることがない。
【００１１】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。 実施例１ 表面にポリビニルホルマールの有機絶縁皮膜を形成した
銅安定化多芯超電導素線を77本撚合わせ、この撚線を断
面矩形に圧縮成形した。次にこの成形撚線を硫化水素雰
囲気中に12時間保持した。前記雰囲気の相対湿度と温度
は種々に変化させた。得られた超電導成形撚線につい
て、超電導素線間の接触抵抗を測定した。結果を硫化物
皮膜厚さを併記して表１に示した。尚、硫化物皮膜厚さ
はカソード還元法により測定した。
る。 実施例１ 表面にポリビニルホルマールの有機絶縁皮膜を形成した
銅安定化多芯超電導素線を77本撚合わせ、この撚線を断
面矩形に圧縮成形した。次にこの成形撚線を硫化水素雰
囲気中に12時間保持した。前記雰囲気の相対湿度と温度
は種々に変化させた。得られた超電導成形撚線につい
て、超電導素線間の接触抵抗を測定した。結果を硫化物
皮膜厚さを併記して表１に示した。尚、硫化物皮膜厚さ
はカソード還元法により測定した。
【００１２】
【表１】
【００１３】実施例２ 実施例１で用いた超電導成形撚線を多硫化水溶液中に１
分間浸漬した。多硫化水溶液のＳ濃度は0.55％（水100c
c にNa2Sを0.4gr,Ｓを0.18gr溶解。）とした。
分間浸漬した。多硫化水溶液のＳ濃度は0.55％（水100c
c にNa2Sを0.4gr,Ｓを0.18gr溶解。）とした。
【００１４】実施例３ 実施例１で用いた超電導成形撚線を硫黄−ヘキサン溶液
に 150秒間浸漬した。硫黄濃度は0.5gr/リットルとし
た。
に 150秒間浸漬した。硫黄濃度は0.5gr/リットルとし
た。
【００１５】得られた超電導成形撚線について接触抵抗
を測定した。比較の為有機絶縁皮膜を形成しただけのも
のについても同様の測定を行った。結果を硫化物皮膜厚
さを併記して表１に示した。
を測定した。比較の為有機絶縁皮膜を形成しただけのも
のについても同様の測定を行った。結果を硫化物皮膜厚
さを併記して表１に示した。
【００１６】
【表２】
【００１７】表１及び表２より明らかなように、本発明
例品（No１〜３、６、７）は、いずれも硫化物皮膜が厚
く、従って高い接触抵抗が得られた。これに対し、比較
例品のNo４，５は硫化物皮膜が薄く形成された為、No８
は撚線の圧縮成形時に有機絶縁皮膜が破壊して銅が露出
した為、いずれも接触抵抗が大幅に低下した。
例品（No１〜３、６、７）は、いずれも硫化物皮膜が厚
く、従って高い接触抵抗が得られた。これに対し、比較
例品のNo４，５は硫化物皮膜が薄く形成された為、No８
は撚線の圧縮成形時に有機絶縁皮膜が破壊して銅が露出
した為、いずれも接触抵抗が大幅に低下した。
【００１８】以上、金属マトリックスに銅を用いた場合
について説明したが、本発明は、金属マトリックスが銅
以外の場合に適用しても同様の効果が得られる。
について説明したが、本発明は、金属マトリックスが銅
以外の場合に適用しても同様の効果が得られる。
【００１９】
【効果】以上述べたように、本発明の超電導成形撚線
は、超電導素線が有機絶縁皮膜又は硫化物皮膜により絶
縁されているので、交流で使用した時の結合損失を抑制
でき、又本発明方法では圧縮成形後硫化処理するので、
形成された硫化物が損傷せず、又有機絶縁皮膜も硫化物
と非反応性なので劣化せず、いずれも健全な状態で絶縁
がなされ、工業上顕著な効果を奏する。
は、超電導素線が有機絶縁皮膜又は硫化物皮膜により絶
縁されているので、交流で使用した時の結合損失を抑制
でき、又本発明方法では圧縮成形後硫化処理するので、
形成された硫化物が損傷せず、又有機絶縁皮膜も硫化物
と非反応性なので劣化せず、いずれも健全な状態で絶縁
がなされ、工業上顕著な効果を奏する。
フロントページの続き (72)発明者 和田 克則 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 志賀 章二 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 多数本の単芯又は多芯超電導素線を撚合
わせ、成形した超電導成形撚線において、前記単芯又は
多芯超電導素線の表面が有機絶縁皮膜又は硫化物皮膜に
より絶縁されていることを特徴とする超電導成形撚線。 - 【請求項２】 表面に有機絶縁皮膜を形成した、多数本
の単芯又は多芯超電導素線を撚合わせ、次いで所定の形
状に圧縮成形したのち、硫化処理を施すことを特徴とす
る超電導成形撚線の製造方法。 - 【請求項３】 相対湿度80％以上、温度40℃以上の硫化
水素雰囲気中に保持することにより硫化処理を施すこと
を特徴とする請求項２記載の超電導成形撚線の製造方
法。 - 【請求項４】 硫化ナトリウムと硫黄を溶解した水溶液
（多硫化ソーダ水溶液）に浸漬することにより硫化処理
を施すことを特徴とする請求項２記載の超電導成形撚線
の製造方法。 - 【請求項５】 硫黄を溶解した有機溶媒に浸漬すること
により硫化処理を施すことを特徴とする請求項２記載の
超電導成形撚線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5269748A JPH07105752A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 超電導成形撚線及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5269748A JPH07105752A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 超電導成形撚線及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07105752A true JPH07105752A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17476609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5269748A Pending JPH07105752A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 超電導成形撚線及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07105752A (ja) |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP5269748A patent/JPH07105752A/ja active Pending
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