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JP2557063B2 - 超電導線の製造方法 - Google Patents
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JP2557063B2 - 超電導線の製造方法 - Google Patents

超電導線の製造方法

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JP2557063B2
JP2557063B2 JP62184903A JP18490387A JP2557063B2 JP 2557063 B2 JP2557063 B2 JP 2557063B2 JP 62184903 A JP62184903 A JP 62184903A JP 18490387 A JP18490387 A JP 18490387A JP 2557063 B2 JP2557063 B2 JP 2557063B2
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隆一 置鮎
昭太郎 吉田
正一 長谷川
宏 山之内
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は超電導マグネットコイルや電力輸送用等に使
用される超電導線に係わり、超電導体として酸化物系超
電導体を用いたものに関する。
「従来の技術」 近時、常電導状態から超電導状態へ遷移する臨界温度
(Tc)が液体窒素温度以上の高い値を示す酸化物系超電
導材料が種々発見されつつある。そして、従来、この種
の超電導材料からなる超電導体の中でもY−Ba−Cu−O
系、La−Sr−Cu−O系等のいわゆるA−B−Cu−O系
(ただし、AはY,La,Ce,Yb,Sc等の周期律表III a族金属
元素を示し、BはBa,Sr等のアルカリ土類金属元素を示
す)の超電導材料を製造するには、上記III a族金属元
素の化合物粉末と、上記アルカリ土類金属元素の化合物
粉末と、酸化銅粉末を混合して得た混合粉末を、所定形
状に成形し、更に熱処理して超電導材料を得ている。
また、上記A−B−Cu−O系超電導体などの酸化物系
超電導体を線材化する試みもなされている。このような
酸化物系超電導材料を用いた超電導線材の製造方法とし
ては、例えば、銅などの金属シール内に酸化物系超電導
材料の粉末あるいはその原料粉末を充填し、この後伸線
加工を施して超電導線を製造する方法が試みられてい
る。
「発明が解決しようとする問題点」 しかし、このような超電導線は、超電導体の原料粉末
を完全に均一に混合することが困難なことから、熱処理
を施しても各部が完全に均一な結晶構造とならず、特に
長尺の超電導線を製造した場合、均一な結晶構造の超電
導体を超電導線の全線に亙って連続した状態で生成させ
ることができず、長尺で高品質の超電導線を製造するこ
とができないという問題があった。
また、超電導線の内部が脆いセラミックスから構成さ
れているので、機械的強度が低いという問題点があっ
た。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、超電導
特性が良好で、しかも機械的強度の高い長尺の長電導線
を製造する方法の提供を目的としている。
「問題点を解決するための手段」 この発明による超電導線の製造方法は、A−B−Cu−
O系(ただしAはY,La,Ce等の周期律表III a族金属元素
を示し、BはBa,Sr等のアルカリ土類金属元素を示す)
の超電導体を具備してなる超電導線の製造方法であっ
て、上記A元素を含有する銅合金線と、上記B元素を含
有する銅合金線と、上記A元素とB元素とを含む銅合金
線と、表面に酸化層を形成した金属線と、酸化銅の粒子
を分散させた金属線と、酸化銅の粒子を分散させた上記
A元素を含有する銅合金線と、酸化銅の粒子を分散させ
た上記B元素を含有する銅合金線と、表面に酸化層を形
成した上記A元素を含有する金属線と、表面に酸化層を
形成した上記B元素を含有する金属線のうち複数本を選
択し、A−B−Cu−O系酸化物を構成する全ての元素が
相互に隣接する複数本の線に含まれるように各線を束ね
て超電導セグメント素導体を形成し、少なくとも1つの
該超電導セグメント素導体と、金属の常電導体からなる
少なくとも1つの常電導セグメント導体を集合し、伸線
加工を施して超電導素線とし、次いでこの超電導素線に
熱処理を施して超電導線を製造することを問題解決の手
段とした。
「作用」 この超電導線の製造方法では、A−B−Cu−O系酸化
物を構成する全ての元素が相互に隣接する複数本の銅合
金線または金属線を束ねて超電導セグメント素導体と
し、少なくとも1つの超電導セグメント素導体と、金属
の常電導体からなる少なくとも1つの常電導セグメント
導体を集合し、伸線加工を施して超電導素線とし、次い
で熱処理を施すことにより、超電導セグメント素導体中
の各線が密着した状態でその接触部が反応して、この接
触部に均一な結晶構造の酸化物超電導体が超電導線の全
線に亙って連続した状態で生成する。
また、上記各線の中心部に残存した金属線部分および
常電導セグメント導体が上記酸化物超電導体の機械的強
度を高めるとともに安定化材として作用する。
「実施例」 以下、この発明の超電導線の製造方法を、Y−Ba−Cu
−O系超電導線の製造方法に適用した一例を詳細に説明
する。
この例の超電導線の製造方法では、まず、第1図に示
すように、複数のY−Cu合金線1と、複数のBa−Cu合金
線2と、複数のCuO分散銅線3とを束ねて超電導セグメ
ント素導体4とする。これら各線の使用本数は特に限定
されないが、これら各線はY−Ba−Cu−O系超電導体を
構成する全ての元素が相互に隣接するように集合させる
ことが必要である。
次に、先の超電導セグメント素導体4を二つと、複数
本の銅線5を束ねて構成された常電導セグメント導体6
二つを第2図に示すように集合させて、超電導素線7と
する。なお、上記常電導セグメント導体6は、第2図に
示すように、複数本の銅線5を束ねて構成しても良く、
また断面扇形など所望の形状に成形された一体物を用い
ても良い。また、該常電導セグメント導体の材料は、銅
の他、銀、金、白金、アルミニウム、銅合金、銀合金、
ステンレス、銅−銀クラッド、銅−金クラッドなど各種
の金属材料を用いることができる。また、超電導セグメ
ント素導体4および常電導セグメント導体6の数は限定
されないが、第2図に示すように超電導セグメント素導
体4と常電導セグメント導体6とが互いに隣接するよう
に集合させることが望ましい。
次に、先の超電導素線7に成形・伸線加工を施す。こ
の成形・伸線加工によって超電導素線7は、断面扇形の
4つのセグメントが集合して断面円形に接合された線材
に成形される。
次に、成形・伸線加工を終えた超電導素線に熱処理を
施す。この熱処理条件は、800〜1000℃の温度で1〜100
時間程度が好適である。なお、この例では、本発明方法
をY−Ba−Cu−O系超電導体を具備する超電導線に適用
した場合を示すものであり、超電導体としてY−Ba−Cu
−O系以外のA−Ba−Cu−O系超電導体を具備する超電
導線を製造する場合には、熱処理条件を適宜設定する必
要がある。この熱処理によって、各超電導セグメント素
導体4中の各線、すなわちY−Cu合金線1とBa−Cu合金
線2とCuO分散銅線3の各々の線が密着した状態となっ
ている接触部において反応が起こり、均一な結晶構造の
Y−Ba−Cu−O系超電導体が超電導素線7の全長に亙っ
て連続した状態で生成される。
以上の操作によって、第3図に示すように、Y−Ba−
Cu−O系超電導体を具備してなる二つの超電導セグメン
ト導体8と二つの常電導セグメント導体6とから構成さ
れた断面円形の超電導線9が製造される。
なお、この例では超電導線9の断面を円形としたが、
超電導線9の断面形状はこれに限定されることなく、例
えば断面が角形となるように成形しても良い。
また、この例では複数の超電導セグメント素導体4お
よび常電導セグメント導体6を集合させ、そのまま成形
・伸線加工を施したが、各セグメントの集合体を、銅な
どの金属製シース内に収容し、これに伸線加工を施すよ
うにしても良い。
この例による超電導線の製造方法によれば、Y−Ba−
Cu−O系超電導体を構成する全ての元素が相互に隣接す
る複数本の銅合金線や銅線に含まれるように各線を集合
させて超電導セグメント素導体4を作成し、二つの超電
導セグメント導体4と、銅線5を束ねてなる二つの常電
導セグメント導体6を集合させて超電導素線7とし、こ
の超電導素線7に成形・伸線加工を施し、この後熱処理
を施すので、超電導セグメント素導体4中の各線が密着
した状態でその接触部が反応し、この接触部に均一な結
晶構造のY−Ba−Cu−O系超電導体を全長に亙って連続
した状態で生成させることができ、優れた超電導特性を
有する超電導線9を製造することができる。
また、超電導セグメント導体8に密着して設けられた
常電導セグメント導体6および超電導セグメント導体8
中に残存する未反応の金属線部分が上記Y−Ba−Cu−O
系超電導体を補強し得て、機械的強度の高い超電導線9
を製造することができる。
〔製造例〕
本発明方法に基づいて、Y−Ba−Cu−O系超電導体を
具備してなる超電導線の製造を実施した。
イットリウムを15%含有する直径1mmのY−Cu合金線
と、バリウムを30%含有する直径1mmのBa−Cu合金線
と、CuOを45%分散させた直径1mmの銅線を各々作成し
た。次に、これらの線を、第1図に示すように配列で束
ね、超電導セグメント素導体とした。一方、直径1mmの
銅線を先の超電導セグメント素導体と同様に束ねて常電
導セグメント導体とした。次に、2つの超電導セグメン
ト素導体と2つの常電導セグメント導体を第2図に示す
状態に集合させ、超電導素線とした。次に、この超電導
素線に伸線加工を施して、直径0.5mmの線材に線引き
し、更にこの後、500〜900℃で10〜20時間熱処理を施し
て第3図に示すものと同様構成の超電導線を製造した。
この結果、臨界温度95Kという良好な超電導特性を有
する長尺の超電導線が得られ、かつ、得られた超電導線
の機械的強度が従来より向上した。
「発明の効果」 この例による超電導線の製造方法によれば、A−B−
Cu−O系超電導体を構成する全ての元素が相互に隣接す
る複数本の銅合金線や銅線に含まれるように各線を集合
させて超電導セグメント素導体を作成し、二つの超電導
セグメント導体と、常電導体からなる二つの常電導セグ
メント導体を集合させて超電導素線とし、この超電導素
線に成形・伸線加工を施し、この後熱処理を施すので、
超電導セグメント素導体中の各線が密着した状態でその
接触部が反応し、この接触部に均一な結晶構造のA−B
−Cu−O系超電導体を全長に亙って連続した状態で生成
させることができ、優れた超電導特性を有する超電導線
を製造することができる。
また、超電導セグメント導体に密着して設けられた常
電導セグメント導体および超電導セグメント導体中に残
存する未反応の金属線部分が上記Y−Ba−Cu−O系超電
導体を補強し得て、機械的強度の高い超電導線を製造す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は本発明方法の一例を説明するため
の図であって、第1図は超電導セグメント素導体を示す
横断面図、第2図は超電導素線の形成状態を示す横断面
図、第3図は超電導線を示す横断面図である。 1……Y−Cu合金線、2……Ba−Cu合金線、3……CuO
分散銅線、4……超電導セグメント素導体、6……常電
導セグメント導体、7……超電導素線、8……超電導セ
グメント導体、9……超電導線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 正一 東京都江東区木場1丁目5番1号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 山之内 宏 東京都江東区木場1丁目5番1号 藤倉 電線株式会社内

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】A−B−Cu−O系 (ただし、AはY,La,Ce等の周期律表III a族金属元素を
    示し、BはBa,Sr等のアルカリ土類金属元素を示す) の超電導体を具備してなる超電導線の製造方法であっ
    て、 上記A元素を含有する銅合金線と、上記B元素を含有す
    る銅合金線と、上記A元素とB元素とを含有する銅合金
    線と、酸化銅の粒子を分散させた金属線と、表面に酸化
    層を形成した金属線と、酸化銅を分散させた上記A元素
    を含有する銅合金線と、酸化銅を分散させた上記B元素
    を含有する銅合金線と、表面に酸化層を形成した上記A
    元素を含有する金属線と、表面に酸化層を形成した上記
    B元素を含有する金属線のうち複数本を選択し、A−B
    −Cu−O系酸化物を構成する全ての元素が相互に隣接す
    る複数本の線に含まれるように各線を束ねて超電導セグ
    メント素導体を形成し、少なくとも1つの該超電導セグ
    メント素導体と、金属の常電導体からなる少なくとも1
    つの常電導セグメント導体を集合し、伸線加工を施して
    超電導素線とし、ついでこの超電導素線に熱処理を施す
    ことを特徴とする超電導線の製造方法。
  2. 【請求項2】上記超電導セグメント素導体を構成する各
    線として、含有酸素の一部をハロゲンで置換した線材を
    用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の超
    電導線の製造方法。
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EP88306504A EP0299788B1 (en) 1987-07-17 1988-07-15 Method of producing a superconducting wire including an oxide superconductor
DE3851801T DE3851801T2 (de) 1987-07-17 1988-07-15 Verfahren zur Herstellung eines supraleitenden Drahtes mit einem Oxyd-Supraleiter.
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CN88106005A CN1029884C (zh) 1987-07-17 1988-07-18 一种含有氧化超导体的超导线的制造方法

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