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JP4375134B2 - Superconducting wire manufacturing method - Google Patents
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Description

本発明は、酸化物超電導線材の製造方法に関し、より詳細にはBi2223相を含むフィラメントとそれを被覆するシース部とからなる超電導線材の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an oxide superconducting wire, and more particularly to a method for producing a superconducting wire comprising a filament containing a Bi2223 phase and a sheath portion covering the filament.

従来から、酸化物超電導線材の製造方法として、酸化物超電導体の原材料粉末を金属管に充填した後、伸線加工や圧延加工を金属管に施すことによって得られた線材を熱処理することにより、酸化物超電導体の原材料粉末を焼結し、酸化物超電導線材を得る方法が知られている。   Conventionally, as a method of manufacturing an oxide superconducting wire, after filling a raw material powder of an oxide superconductor into a metal tube, by heat-treating the wire obtained by subjecting the metal tube to wire drawing or rolling, A method is known in which raw material powder of an oxide superconductor is sintered to obtain an oxide superconducting wire.

このような製造方法により得られる超電導線材としては、たとえば高温超電導線材であるBi2223相を用いた超電導線材が知られている(非特許文献1)。このような超電導線材においては、その製造時の焼結のための熱処理工程により酸化物結晶相間に空隙が形成されることがあり、このような空隙が形成されると超電導特性が害されることとなるためその改善が望まれていた。
綾井直樹、外6名、「シリコン単結晶引上炉マグネット用高温超電導線材の開発」、SEIテクニカルレビュー、2001年9月、第159号、p.123−128
As a superconducting wire obtained by such a manufacturing method, for example, a superconducting wire using a Bi2223 phase which is a high-temperature superconducting wire is known (Non-Patent Document 1). In such a superconducting wire, voids may be formed between the oxide crystal phases by a heat treatment process for sintering at the time of production, and if such voids are formed, the superconducting properties are impaired. Therefore, the improvement was desired.
Naoki Arai, 6 others, “Development of high-temperature superconducting wire for silicon single crystal pulling furnace magnet”, SEI Technical Review, September 2001, No. 159, p. 123-128

本発明者は、上記の焼結のための熱処理工程において、酸化物結晶相間に空隙が形成される現象等につき、詳細な研究を重ねたところ、超電導線材に含まれるBi2223相の単相化を一層促進させ、かつその配向性を向上させるとともに結晶同士の結合性をさらに向上させることが必要であることが明らかとなった。   The present inventor conducted detailed research on the phenomenon of voids formed between oxide crystal phases in the above heat treatment step for sintering. As a result, the Bi2223 phase contained in the superconducting wire was made into a single phase. It has become clear that it is necessary to further promote and improve the orientation and further improve the bonding between crystals.

しかし、上記熱処理工程の諸条件と空隙の形成との関係を詳細に検討した研究は知られておらず、特に昇温時や降温時の酸素雰囲気に着目した研究はなされていなかった。   However, there is no known study that examines in detail the relationship between the various conditions of the heat treatment step and the formation of voids, and there has been no particular study focusing on the oxygen atmosphere at the time of temperature increase or decrease.

本発明は、このような現状に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、超電導線材に含まれるBi2223相の単相化を一層促進させ、かつその配向性を向上させるとともに結晶同士の結合性をさらに向上させ、以って優れた超電導特性を示す超電導線材を製造するための方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a current situation. The object of the present invention is to further promote the formation of a single phase of the Bi2223 phase contained in the superconducting wire and to improve the orientation of the two crystals. It is another object of the present invention to provide a method for producing a superconducting wire that further improves the bondability of the wire and exhibits excellent superconducting properties.

本発明に係る超電導線材の製造方法は、Bi2223相を含むフィラメントとそれを被覆するシース部とを有する超電導線材の製造方法であって、該超電導線材の前駆体を、熱処理を行なう温度まで酸素分圧が0.07〜0.09atmの低酸素雰囲気において昇温させる昇温工程と、該超電導線材の前駆体を熱処理する熱処理工程と、該超電導線材の前駆体を、熱処理を行なう温度から酸素分圧が0.16〜0.21atmの高酸素雰囲気において降温させる降温工程と、を含むことを特徴とするものである。   A method of manufacturing a superconducting wire according to the present invention is a method of manufacturing a superconducting wire having a filament containing a Bi2223 phase and a sheath portion covering the filament, and the oxygen content of the precursor of the superconducting wire up to the temperature at which heat treatment is performed. A temperature raising step for raising the temperature in a low oxygen atmosphere having a pressure of 0.07 to 0.09 atm, a heat treatment step for heat treating the precursor of the superconducting wire, and the precursor of the superconducting wire from the temperature at which the heat treatment is performed And a temperature lowering step of lowering the temperature in a high oxygen atmosphere having a pressure of 0.16 to 0.21 atm.

なお、本発明におけるBi2223相とは、ビスマスと鉛とストロンチウムとカルシウムと銅と酸素とを含み、その原子比(酸素を除く)として(ビスマスと鉛):ストロンチウム:カルシウム:銅が2:2:2:3と近似して表されるBi−Sr−Ca−Cu−O系の酸化物超電導相のことである。より具体的には、(BiPb)2Sr2Ca2Cu310+Zという化学式で示されるものが含まれる。なお、式中zは、酸素含有量を示し、zが変化することで臨界温度(Tc)や臨界電流(Ic)が変化することが知られている。 The Bi2223 phase in the present invention includes bismuth, lead, strontium, calcium, copper, and oxygen, and the atomic ratio (excluding oxygen) is (bismuth and lead): strontium: calcium: copper is 2: 2. It is a Bi—Sr—Ca—Cu—O-based oxide superconducting phase expressed by approximating 2: 3. More specifically, those represented by the chemical formula (BiPb) 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O 10 + Z are included. In the formula, z represents the oxygen content, and it is known that the critical temperature (Tc) and the critical current (Ic) change as z changes.

ここで、上記熱処理工程は、酸素分圧が0.16〜0.21atmの高酸素雰囲気において行なわれる熱処理を含むことができ、また、酸素分圧が0.07〜0.09atmの低酸素雰囲気において行なわれる熱処理を含むこともできる。   Here, the heat treatment step may include a heat treatment performed in a high oxygen atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.16 to 0.21 atm, and a low oxygen atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.07 to 0.09 atm. It may also include a heat treatment performed in

さらに、上記熱処理工程は、酸素分圧が0.07〜0.09atmの低酸素雰囲気と0.16〜0.21atmの高酸素雰囲気において行なわれる熱処理を含み、低酸素雰囲気において行なった後、高酸素雰囲気で熱処理を行なうこともできる。   Further, the heat treatment step includes a heat treatment performed in a low oxygen atmosphere with an oxygen partial pressure of 0.07 to 0.09 atm and a high oxygen atmosphere of 0.16 to 0.21 atm. Heat treatment can also be performed in an oxygen atmosphere.

また、上記熱処理工程は、酸素分圧が0.16〜0.21atmの高酸素雰囲気において、50時間以上100時間以下行なうことができ、また、酸素分圧が0.07〜0.09atmの低酸素雰囲気において、20時間以上50時間以下行なうこともできる。   The heat treatment step can be performed in a high oxygen atmosphere with an oxygen partial pressure of 0.16 to 0.21 atm for 50 hours to 100 hours, and the oxygen partial pressure is as low as 0.07 to 0.09 atm. It can also be performed in an oxygen atmosphere for 20 hours or more and 50 hours or less.

さらに、上記熱処理工程は、酸素分圧が0.07〜0.09atmの低酸素雰囲気において行なった後、酸素分圧が0.16〜0.21atmの高酸素雰囲気において行なう場合において、20時間以上100時間以下行なうこともできる。   Furthermore, the heat treatment step is performed in a low oxygen atmosphere with an oxygen partial pressure of 0.07 to 0.09 atm, and then performed in a high oxygen atmosphere with an oxygen partial pressure of 0.16 to 0.21 atm for 20 hours or more. It can also be performed for 100 hours or less.

また、上記熱処理工程を行なう前における該フィラメントの前駆体の組成は、Pb/(Bi+Pb)の原子比が0.14以上0.18以下であるものとすることができる。   Further, the composition of the precursor of the filament before the heat treatment step can be such that the atomic ratio of Pb / (Bi + Pb) is 0.14 or more and 0.18 or less.

本発明は、上述の構成を採用したことにより、とりわけ昇温工程を酸素分圧が0.07〜0.09atmの低酸素雰囲気下で実行することにより、フィラメント内においてBi2223相が他成分に分解することなく効率良く生成し、これによりフィラメント内のBi2223相の単相化が促進される。   In the present invention, by adopting the above-described configuration, the Bi2223 phase is decomposed into other components in the filament by performing the temperature raising step in a low oxygen atmosphere with an oxygen partial pressure of 0.07 to 0.09 atm. Without being generated, and this facilitates the single phase formation of the Bi2223 phase in the filament.

また、このように昇温工程を低酸素雰囲気下で実行することにより、Bi2212相へのPbの取り込みが促進され、Bi2212相よりも超電導特性に優れるBi2223相の生成が助長され、上記効果と相俟ってBi2223相の単相化がさらに促進されることになる。なお、Bi2212相に関する詳細は後述する。   In addition, by performing the temperature raising step in a low oxygen atmosphere in this way, the incorporation of Pb into the Bi2212 phase is promoted, and the production of the Bi2223 phase, which has better superconducting properties than the Bi2212 phase, is promoted. As a result, the Bi2223 phase is further promoted into a single phase. Details of the Bi2212 phase will be described later.

さらに、フィラメント内において低酸素雰囲気下で生成したBi2223相の核は、その後に酸素分圧が0.16〜0.21atmの高酸素雰囲気下に曝されることにより、ゆっくりと成長することができ、分厚く大きい結晶が線材表面に沿って配向性高く、しかも密に生成することになる。   Furthermore, Bi2223 phase nuclei generated in the filament in a low oxygen atmosphere can be slowly grown by being exposed to a high oxygen atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.16 to 0.21 atm. The thick and large crystals are densely formed along the surface of the wire with high orientation.

このようにして、本発明の製造方法により製造される超電導線材は、上記のような特性が相乗的に作用することにより、極めて優れた超電導特性を示すものとなる。そして、このように優れた超電導特性は、酸素分圧という極めて簡易に制御できるファクターを調整することにより得られるものであるため、その産業上の利用性は非常に向上したものとなる。   Thus, the superconducting wire manufactured by the manufacturing method of the present invention exhibits extremely excellent superconducting characteristics due to the synergistic action of the above characteristics. Such excellent superconducting characteristics can be obtained by adjusting a factor that can be controlled very simply, that is, oxygen partial pressure, so that its industrial applicability is greatly improved.

なお、本発明の製造方法により製造される超電導線材は、たとえば、ケーブル、マグネット、変圧器、電流リード、電力貯蔵装置等の用途に利用することができる。   In addition, the superconducting wire manufactured by the manufacturing method of the present invention can be used for applications such as cables, magnets, transformers, current leads, and power storage devices.

以下の実施の形態の説明では、図面を用いて説明しているが、本願の図面において同一の参照符号を付したものは、同一部分または相当部分を示している。   In the following description of the embodiments, description is made with reference to the drawings. In the drawings of the present application, the same reference numerals denote the same or corresponding parts.

<超電導線材>
本発明の超電導線材は、Bi2223相を含むフィラメントとそれを被覆するシース部とを有する構造を呈するものである。図1は、その構造を概念的に示した部分断面斜視図である。すなわち、本発明の超電導線材1は、長手方向に延びるBi2223相を含むフィラメント2とシース部3とを有している。
<Superconducting wire>
The superconducting wire of the present invention has a structure having a filament containing a Bi2223 phase and a sheath portion covering the filament. FIG. 1 is a partial cross-sectional perspective view conceptually showing the structure. That is, the superconducting wire 1 of the present invention includes a filament 2 including a Bi2223 phase extending in the longitudinal direction and a sheath portion 3.

このようなBi2223相は、結晶軸c軸よりもa軸、b軸方向に結晶の成長が非常に早いという特性を有するため、薄い板状結晶で構成されab面が揃った配向組織を有しやすいという特徴を有している。   Such a Bi2223 phase has the characteristic that the crystal growth is very fast in the a-axis and b-axis directions than the crystal axis c-axis, and thus has an oriented structure composed of thin plate crystals and aligned ab surfaces. It has the feature of being easy.

よって、本発明の超電導線材を流れる超電導電流は、上記のようなab面(a軸とb軸とを含む平面)の揃った板状結晶内およびそれらの結晶間を流れることとなるので、Bi2223相を単相化し、板状結晶の配向性を高め、各結晶粒間を密に結合させることにより、超電導特性は向上することになる。   Therefore, the superconducting current flowing through the superconducting wire of the present invention flows in and between the plate crystals having the ab planes (planes including the a-axis and b-axis) as described above, and thus Bi2223. The superconducting characteristics are improved by making the phase into a single phase, increasing the orientation of the plate-like crystal, and closely bonding the crystal grains.

ここで、Bi2223相の板状結晶の配向性を高めるとは、その概念図である図2(a)に示されているように、多数のBi2223相の結晶4が超電導線材1の表面5の長手方向に対して平行に生成している状態をいう。   Here, increasing the orientation of the Bi2223 phase plate crystal means that a large number of Bi2223 phase crystals 4 are formed on the surface 5 of the superconducting wire 1 as shown in FIG. This refers to the state of being generated parallel to the longitudinal direction.

これに対して、図2(b)に示されているように、その配向性が劣ると多数の空隙6が生じ、結果的に超電導電流は流れにくくなり、超電導特性は劣ることになる。   On the other hand, as shown in FIG. 2B, when the orientation is inferior, a large number of voids 6 are generated, and as a result, the superconducting current becomes difficult to flow and the superconducting characteristics are inferior.

なお、このような結晶の配向性の優劣を判断する指標としては、配向のズレ(Bi2223相の結晶のab面と超電導線材の長手方向との間の角度、すなわち図2(b)のθで示される角度)を用いて表すことができる。すなわち、配向のズレとして表される角度(deg)が小さくなればなる程、結晶の配向性は高くなる。このような配向性のズレは、X線回折によるロッキングカーブを測定することにより統計的に求めることができる。   In addition, as an index for judging the superiority or inferiority of the orientation of such a crystal, the misalignment (the angle between the ab surface of the Bi2223 phase crystal and the longitudinal direction of the superconducting wire, that is, θ in FIG. 2B) The angle shown). That is, the smaller the angle (deg) expressed as the misalignment, the higher the crystal orientation. Such misalignment can be statistically determined by measuring a rocking curve by X-ray diffraction.

一方、シース部は、鞘部とも呼ばれるものであり、上記のフィラメントを保護担持する作用を有するものである。このようなシース部は、金属で構成されるものであり、好ましくは銀や銀合金を用いることができる。   On the other hand, the sheath part is also called a sheath part, and has an action of protecting and supporting the filament. Such a sheath part is comprised with a metal, Preferably silver and a silver alloy can be used.

なお、図1は、複数本のBi2223相を含むフィラメントがシース部により被覆された多芯線構造のものが示されているが、そのフィラメントの本数は特に限定されるものではなく、1本のフィラメントがシース部により被覆される単芯線構造のものも含まれる。   FIG. 1 shows a multi-core wire structure in which a filament containing a plurality of Bi2223 phases is covered by a sheath portion, but the number of filaments is not particularly limited, and one filament In which a single core wire structure is covered with a sheath portion.

また、上記フィラメントは、Bi2223相を主成分として含むものであるが、微量の他の成分が含まれていても良い。このような他の成分としては、たとえば、Bi2212相等を挙げることができる。Bi2212相とは、ビスマスと鉛とストロンチウムとカルシウムと銅と酸素とを含み、その原子比(酸素を除く)として(ビスマスと鉛):ストロンチウム:カルシウム:銅が2:2:1:2と近似して表されるBi−Sr−Ca−Cu−O系の酸化物超電導相のことである。より具体的には、(BiPb)2Sr2Ca1Cu28+Zという化学式で示されるものが含まれる。なお、式中zは、酸素含有量を示し、zが変化することで臨界温度(Tc)や臨界電流(Ic)が変化することが知られている。 Moreover, although the said filament contains Bi2223 phase as a main component, the trace amount of other components may be contained. Examples of such other components include Bi2212 phase. The Bi2212 phase contains bismuth, lead, strontium, calcium, copper, and oxygen, and its atomic ratio (excluding oxygen) is (bismuth and lead): strontium: calcium: copper approximate to 2: 2: 1: 2. This is a Bi—Sr—Ca—Cu—O-based oxide superconducting phase. More specifically, those represented by the chemical formula (BiPb) 2 Sr 2 Ca 1 Cu 2 O 8 + Z are included. In the formula, z represents the oxygen content, and it is known that the critical temperature (Tc) and the critical current (Ic) change as z changes.

このような他の成分は、フィラメントを流れる超電導電流を減少させるため、その存在量は僅少であればある程好ましく、以ってBi2223相の単相化が望まれる所以である。   In order to reduce the superconducting current flowing through the filament, the amount of such other components is preferably as small as possible, which is why the Bi2223 phase is desired to be single-phased.

なお、本発明の超電導線材の形状は、特に限定されるものではないが、その一例を示すと、略長方形の断面形状を有するテープ状のものが挙げられる。   In addition, although the shape of the superconducting wire of the present invention is not particularly limited, a tape-like shape having a substantially rectangular cross-sectional shape can be mentioned as an example.

より具体的には、幅4.0〜4.5mm、厚み0.2〜0.25mmであって、長さ数mまでの短尺線材や、これと同じ幅、厚みを有し長さ100m〜数kmに及ぶ長尺線材を挙げることができる。   More specifically, it has a width of 4.0 to 4.5 mm, a thickness of 0.2 to 0.25 mm, a short wire up to several meters in length, and the same width and thickness as this, and a length of 100 m to A long wire covering several kilometers can be mentioned.

<超電導線材の製造方法>
本発明の超電導線材の製造方法は、Bi2223相を含むフィラメントとそれを被覆するシース部とを有する超電導線材の製造方法であって、該超電導線材の前駆体を、熱処理を行なう温度まで酸素分圧が0.07〜0.09atmの低酸素雰囲気において昇温させる昇温工程と、該超電導線材の前駆体を熱処理する熱処理工程と、該超電導線材の前駆体を、熱処理を行なう温度から酸素分圧が0.16〜0.21atmの高酸素雰囲気において降温させる降温工程と、を含むことを特徴とするものである。
<Manufacturing method of superconducting wire>
The method for producing a superconducting wire according to the present invention is a method for producing a superconducting wire having a filament containing a Bi2223 phase and a sheath portion covering the filament. The precursor of the superconducting wire is subjected to oxygen partial pressure up to a temperature at which heat treatment is performed. Is a temperature raising step for raising the temperature in a low oxygen atmosphere of 0.07 to 0.09 atm, a heat treatment step for heat treating the precursor of the superconducting wire, and the oxygen partial pressure from the temperature at which the precursor of the superconducting wire is heat treated. And a temperature lowering step for lowering the temperature in a high oxygen atmosphere of 0.16 to 0.21 atm.

本発明の超電導線材の製造方法は、上記の3工程を少なくとも含んでいる限り、他の工程が含まれていても差し支えない。たとえば、図3においてその一例を示したように、本発明の超電導線材の製造方法は、上記の3工程以外にも、充填工程、伸線工程、圧延工程等を含むことができる。   The superconducting wire manufacturing method of the present invention may include other steps as long as it includes at least the above three steps. For example, as shown in FIG. 3, the superconducting wire manufacturing method of the present invention can include a filling step, a wire drawing step, a rolling step and the like in addition to the above three steps.

また、これらの工程は、上記の3工程を含め、それぞれ別個独立して2回以上に亘って行なうこともできる。ただし、上記の3工程、すなわち昇温工程、熱処理工程および降温工程が、それぞれ2回以上行なわれる場合は、最初(1回目)に行なわれる場合において上記の酸素雰囲気を採用するものとし、2回目以降の工程時においては必ずしも上記の酸素雰囲気を採用する必要はない。   In addition, these steps can be performed twice or more independently including the above three steps. However, when the above three steps, that is, the temperature raising step, the heat treatment step, and the temperature lowering step are each performed twice or more, the above oxygen atmosphere is adopted when the first (first) is performed. In the subsequent steps, it is not always necessary to adopt the above oxygen atmosphere.

以下、図3を用いて、本発明の超電導線材の製造方法についてさらに説明する。なお、本発明の超電導線材の製造方法は、この種の超電導線材の製造用の装置として知られる従来公知の装置を、特に制限なく使用することができる。   Hereinafter, the manufacturing method of the superconducting wire of the present invention will be further described with reference to FIG. In addition, the manufacturing method of the superconducting wire of this invention can use the conventionally well-known apparatus known as an apparatus for manufacture of this kind of superconducting wire without a restriction | limiting in particular.

まず、充填工程(ステップS1)は、Bi2223相を構成することになる原材料粉末(たとえば各構成金属の酸化物粉末)を、シース部を構成することになる金属管に充填する工程である。その充填の方法により、多芯線構造のものや単芯線構造のものとすることができる。   First, the filling step (step S1) is a step of filling raw material powder (for example, oxide powder of each constituent metal) constituting the Bi2223 phase into a metal tube constituting the sheath portion. Depending on the filling method, a multi-core structure or a single-core structure can be used.

次いで、伸線工程(ステップS2)は、原材料粉末を充填した金属管を伸線加工により所望の直径や形状を有する線材の前駆体を形成する工程である。これにより、原材料粉末を金属で被覆した形態を有する線材の前駆体が得られる。   Next, the wire drawing step (step S2) is a step of forming a wire precursor having a desired diameter and shape by drawing a metal tube filled with raw material powder. Thereby, the precursor of the wire which has the form which coat | covered raw material powder with the metal is obtained.

続く圧延工程(ステップS3)は、上記の伸線工程で形成された線材の前駆体を圧延加工することにより所望のテープ状の形状を有する線材とする工程である。   The subsequent rolling step (step S3) is a step of rolling the wire rod precursor formed in the wire drawing step into a wire having a desired tape shape.

そして、この圧延工程に引き続き行なわれる昇温工程(ステップS4)、熱処理工程(ステップS5)および降温工程(ステップS6)により、本発明の超電導線材が製造されることになる。なお、昇温工程(ステップS4)、熱処理工程(ステップS5)および降温工程(ステップS6)の詳細は後述する。   Then, the superconducting wire of the present invention is manufactured by the temperature raising step (step S4), the heat treatment step (step S5), and the temperature lowering step (step S6) performed subsequently to the rolling step. The details of the temperature raising step (step S4), the heat treatment step (step S5), and the temperature lowering step (step S6) will be described later.

また、これらの圧延工程、昇温工程、熱処理工程、降温工程は、図3に示されているように2回(ステップS7〜S10)、あるいはそれ以上繰り返して行なうことができる。これらの工程を繰り返して行なうことにより、Bi2223相の配向性をさらに高め、またBi2223相の結晶粒同士の結合をさらに密なものとすることができる。   Moreover, these rolling processes, temperature raising processes, heat treatment processes, and temperature lowering processes can be repeated twice (steps S7 to S10) or more as shown in FIG. By repeating these steps, the orientation of the Bi2223 phase can be further increased, and the bonds between the crystal grains of the Bi2223 phase can be made denser.

<前駆体>
本発明における超電導線材の前駆体とは、超電導線材の製造過程における途中段階のものを意味する。
<Precursor>
The precursor of the superconducting wire in the present invention means an intermediate stage in the manufacturing process of the superconducting wire.

たとえば、昇温工程において昇温させられる超電導線材の前駆体とは、上記の充填工程、伸線工程および圧延工程を経て形成される超電導線材の前駆体であり、熱処理工程において熱処理される前駆体とは、上記の昇温工程を経た前駆体であり、降温工程において降温される前駆体とは、上記の熱処理工程を経た前駆体である。   For example, the superconducting wire precursor that is heated in the temperature raising step is a precursor of the superconducting wire formed through the filling step, the wire drawing step, and the rolling step, and is a precursor that is heat-treated in the heat treatment step. Is a precursor that has undergone the above-described temperature raising step, and a precursor that is cooled in the temperature-falling step is a precursor that has undergone the above-described heat treatment step.

なお、熱処理工程を行なう前におけるフィラメントの前駆体とは、Bi2223相を構成する前における金属酸化物を意味し、その前駆体におけるBiとPbの組成比は、原子比としてPb/(Bi+Pb)が0.14以上0.18以下であることが好ましい。その理由は、熱処理工程においてBi2223相(より正確には(Bi、Pb)2223相)を生成するためには、PbがBi2212相に入り込んだ(Bi、Pb)2212相を生成させる必要があり、これを生成させるためには前記原子比が0.14以上0.18以下となることが最適であるためである。このため、その原子比が0.14未満の場合、Pbが少ないために(Bi、Pb)2212相が生成されにくく、延いては(Bi、Pb)2223相が生成されにくくなり、その原子比が0.18を超えると、Pbが多いため(Bi、Pb)2223相は生成されやすいものの、逆に非超電導層であるPb化合物が熱処理後に残存し超電導特性を害することになる。   The precursor of the filament before the heat treatment step means a metal oxide before forming the Bi2223 phase, and the composition ratio of Bi and Pb in the precursor is Pb / (Bi + Pb) as an atomic ratio. It is preferably 0.14 or more and 0.18 or less. The reason is that in order to generate the Bi2223 phase (more precisely, (Bi, Pb) 2223 phase) in the heat treatment step, it is necessary to generate the (Bi, Pb) 2212 phase in which Pb enters the Bi2212 phase. This is because it is optimal that the atomic ratio is 0.14 or more and 0.18 or less in order to generate this. For this reason, when the atomic ratio is less than 0.14, since the amount of Pb is small, the (Bi, Pb) 2212 phase is difficult to be generated, and as a result, the (Bi, Pb) 2223 phase is difficult to be generated. If it exceeds 0.18, since there is a large amount of Pb (Bi, Pb), the 2223 phase is likely to be formed.

<昇温工程>
本発明における昇温工程は、上記超電導線材の前駆体を、熱処理を行なう温度まで酸素(O2)分圧が0.07〜0.09atmの低酸素雰囲気において昇温させる工程である。本昇温工程は、前工程が行なわれる温度から熱処理を行なう温度まで昇温させるものであるが、前工程は通常圧延工程であるため、室温から昇温させることになる。しかし、昇温前の温度は特に限定されるものではない。
<Temperature raising process>
The temperature raising step in the present invention is a step of raising the temperature of the superconducting wire precursor in a low oxygen atmosphere having an oxygen (O 2 ) partial pressure of 0.07 to 0.09 atm to a temperature at which heat treatment is performed. In this temperature raising step, the temperature is raised from the temperature at which the previous step is performed to the temperature at which the heat treatment is performed. However, since the previous step is a normal rolling step, the temperature is raised from room temperature. However, the temperature before the temperature rise is not particularly limited.

このように昇温工程を酸素分圧が0.07〜0.09atmという低酸素雰囲気下で実行することにより、フィラメント内においてBi2223相が他成分に分解することなく効率良く生成し、これによりフィラメント内のBi2223相の単相化が促進される。またさらに、Bi2212相へのPbの取り込みが促進され、Bi2212相よりも超電導特性に優れるBi2223相の生成が助長され、上記効果と相俟ってBi2223相の単相化がさらに促進されることになる。   In this way, by performing the temperature raising step in a low oxygen atmosphere with an oxygen partial pressure of 0.07 to 0.09 atm, the Bi2223 phase is efficiently generated in the filament without being decomposed into other components. The Bi2223 phase is promoted to be a single phase. Furthermore, the incorporation of Pb into the Bi2212 phase is promoted, the formation of the Bi2223 phase, which is superior in superconducting properties than the Bi2212 phase, is promoted, and combined with the above effects, the Bi2223 phase is further promoted to become a single phase. Become.

このような低酸素雰囲気のより好ましい酸素分圧は、その下限が0.075atmであり、さらに好ましくは0.08atmである。また、その上限は0.085atmであり、さらに好ましくは0.08atmである。   A more preferable oxygen partial pressure in such a low oxygen atmosphere has a lower limit of 0.075 atm, and more preferably 0.08 atm. Moreover, the upper limit is 0.085 atm, More preferably, it is 0.08 atm.

上記酸素分圧が0.07atm未満となる場合、昇温工程中に多くのBi2223相が生成されてしまい熱処理工程(焼結工程)においてBi2223相が分厚く成長しにくくなることがあり、上記酸素分圧が0.09atmを超えるとフィラメント内のBi2223相が他成分に分解されやすいことがある。   When the oxygen partial pressure is less than 0.07 atm, a large amount of Bi2223 phase is generated during the temperature raising step, and the Bi2223 phase may become thick and difficult to grow in the heat treatment step (sintering step). When the pressure exceeds 0.09 atm, the Bi2223 phase in the filament may be easily decomposed into other components.

なお、上記雰囲気は所定の低酸素雰囲気となる限り他の条件は特に限定されるものではない。たとえば昇温速度は、1.0〜5.0℃/分、さらに好ましくは1.5〜2.0℃/分とすることができる。   The other conditions are not particularly limited as long as the atmosphere is a predetermined low oxygen atmosphere. For example, the rate of temperature rise can be 1.0 to 5.0 ° C./min, more preferably 1.5 to 2.0 ° C./min.

昇温速度が、1.0℃/分未満となる場合には、低酸素雰囲気でもBi2223相が他成分に分解することがあり、また昇温速度が5.0℃/分を超えると昇温工程において(Bi、Pb)2212相が生成される時間が足りなくなり、Bi2223相の単相化が妨げられることがある。   When the rate of temperature rise is less than 1.0 ° C./min, the Bi2223 phase may decompose into other components even in a low oxygen atmosphere, and when the rate of temperature rise exceeds 5.0 ° C./min, the temperature rises. There may be insufficient time for the (Bi, Pb) 2212 phase to be generated in the process, preventing the Bi2223 phase from becoming a single phase.

また、酸素以外のガス成分は、酸素分圧が上記の範囲のものとなる限り、特に限定されるものではないが、窒素(N2)ガスや、アルゴン(Ar)等の不活性ガスを用いることが好ましい。 The gas component other than oxygen is not particularly limited as long as the oxygen partial pressure is in the above range, but an inert gas such as nitrogen (N 2 ) gas or argon (Ar) is used. It is preferable.

<熱処理工程>
本発明における熱処理工程は、上記の昇温工程を経た超電導線材の前駆体を熱処理する工程である。この熱処理により、超電導線材の前駆体は焼結され、Bi2223相の結晶が成長させられる。
<Heat treatment process>
The heat treatment step in the present invention is a step of heat-treating the superconducting wire precursor that has undergone the above temperature raising step. By this heat treatment, the precursor of the superconducting wire is sintered and Bi2223 phase crystals are grown.

このような熱処理工程は、835〜850℃の温度によって処理されるものである。この温度が、835℃未満となる場合には、高酸素雰囲気においてBi2223相が生成されないことがあり、またその温度が850℃を超えるとフィラメント自体やシース部が溶けることがある。   Such a heat treatment step is performed at a temperature of 835 to 850 ° C. When this temperature is less than 835 ° C., the Bi2223 phase may not be generated in a high oxygen atmosphere, and when the temperature exceeds 850 ° C., the filament itself and the sheath part may melt.

ここで、このような熱処理工程は、酸素分圧が0.16〜0.21atmの高酸素雰囲気において行なうことができ、また、酸素分圧が0.07〜0.09atmの低酸素雰囲気において行なうこともできる。このように熱処理工程を低酸素雰囲気により行なう場合には、上記昇温工程の酸素分圧をそのままの分圧(勿論0.07〜0.09atmの範囲内で任意の酸素分圧を選択することも可能である)として実行することができる。   Here, such a heat treatment step can be performed in a high oxygen atmosphere with an oxygen partial pressure of 0.16 to 0.21 atm, and is performed in a low oxygen atmosphere with an oxygen partial pressure of 0.07 to 0.09 atm. You can also. Thus, when the heat treatment step is performed in a low oxygen atmosphere, the oxygen partial pressure in the temperature raising step is kept as it is (of course, an arbitrary oxygen partial pressure is selected within the range of 0.07 to 0.09 atm). Is also possible).

さらに、このような熱処理工程は、酸素分圧が0.07〜0.09atmの低酸素雰囲気において行なった後、酸素分圧が0.16〜0.21atmの高酸素雰囲気において行なうこともできる。   Further, such a heat treatment step can be performed in a low oxygen atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.07 to 0.09 atm and then in a high oxygen atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.16 to 0.21 atm.

なお、熱処理工程を上記のような高酸素雰囲気により行なう場合には、次工程である降温工程はそのままの酸素分圧(勿論0.16〜0.21atmの範囲内で任意の酸素分圧を選択することも可能である)として実行することができるが、この熱処理工程を上記の低酸素雰囲気により行なう場合には、酸素分圧を上昇させてから次工程の降温工程を実行することが必要である。   In the case where the heat treatment process is performed in a high oxygen atmosphere as described above, the subsequent temperature drop process is the oxygen partial pressure as it is (of course, an arbitrary oxygen partial pressure is selected within the range of 0.16 to 0.21 atm). However, when this heat treatment step is performed in the above-mentioned low oxygen atmosphere, it is necessary to increase the oxygen partial pressure and then perform the next temperature lowering step. is there.

このように、いずれにしても低酸素雰囲気で処理した後高酸素雰囲気で処理するという条件を採用することにより、フィラメント内において低酸素雰囲気下で生成したBi2223相の核が、その後に酸素分圧が0.16〜0.21atmの高酸素雰囲気下に曝されることにより、ゆっくりと成長することができ、分厚く大きい結晶が線材表面に沿って配向性高く、しかも密に生成することになる。   Thus, in any case, by adopting the condition of processing in a low oxygen atmosphere and then in a high oxygen atmosphere, the Bi2223 phase nuclei generated in the filament under the low oxygen atmosphere are then subjected to oxygen partial pressure. Is exposed to a high oxygen atmosphere of 0.16 to 0.21 atm, it can grow slowly, and large and large crystals are produced with high orientation and denseness along the surface of the wire.

上記における高酸素雰囲気のより好ましい酸素分圧は、その下限が0.165atmであり、さらに好ましくは0.18atmである。また、その上限は0.205atmであり、さらに好ましくは0.2atmである。   The lower limit of the oxygen partial pressure of the high oxygen atmosphere in the above is preferably 0.165 atm, and more preferably 0.18 atm. Moreover, the upper limit is 0.205 atm, More preferably, it is 0.2 atm.

上記酸素分圧が0.16atm未満となる場合、Bi2223相がゆっくりと成長することができず薄い結晶を生成しやすくなり、上記酸素分圧が0.21atmを超えると酸素分圧が高すぎるため(Bi、Pb)2212相が生成しにくくなりBi2223相が生成されない場合がある。   When the oxygen partial pressure is less than 0.16 atm, the Bi2223 phase cannot grow slowly, and a thin crystal is likely to be formed. When the oxygen partial pressure exceeds 0.21 atm, the oxygen partial pressure is too high. In some cases, the (Bi, Pb) 2212 phase is difficult to generate and the Bi2223 phase is not generated.

また、上記における低酸素雰囲気のより好ましい酸素分圧は、その下限が0.075atmであり、さらに好ましくは0.08atmである。また、その上限は0.085atmであり、さらに好ましくは0.08atmである。   Moreover, the more preferable oxygen partial pressure of the low oxygen atmosphere in the above is 0.075 atm at the lower limit, and more preferably 0.08 atm. Moreover, the upper limit is 0.085 atm, More preferably, it is 0.08 atm.

上記酸素分圧が0.07atm未満となる場合、Bi2223相が多量に生成し、結晶が分厚く成長しなくなることがあり、上記酸素分圧が0.09atmを超えるとフィラメント内の相が分解してしまいBi2223相の核が生成されにくくなることがある。   When the oxygen partial pressure is less than 0.07 atm, a large amount of Bi2223 phase may be generated and the crystal may not grow thick. When the oxygen partial pressure exceeds 0.09 atm, the phase in the filament is decomposed. As a result, nuclei of Bi2223 phase may be difficult to be generated.

なお、上記雰囲気は所定の酸素分圧の雰囲気となる限り他の条件は特に限定されるものではない。たとえば酸素以外のガス成分としては、酸素分圧が上記の範囲のものとなる限り、特に限定されるものではないが、窒素(N2)ガスや、アルゴン(Ar)等の不活性ガスを用いることが好ましい。 The other conditions are not particularly limited as long as the atmosphere is an atmosphere having a predetermined oxygen partial pressure. For example, the gas component other than oxygen is not particularly limited as long as the oxygen partial pressure is in the above range, but an inert gas such as nitrogen (N 2 ) gas or argon (Ar) is used. It is preferable.

一方、処理時間としては、酸素分圧が0.16〜0.21atmの高酸素雰囲気において行なう場合は、50時間以上100時間以下とすることができる。より好ましくは、その下限が55時間、さらに好ましくは60時間であり、その上限が90時間、さらに好ましくは80時間である。処理時間が50時間未満の場合には、Bi2223相が単相化しないことがあり、100時間を超えるとBi2223相が他成分に分解してしまうことがある。   On the other hand, the treatment time can be 50 hours or more and 100 hours or less when the treatment is performed in a high oxygen atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.16 to 0.21 atm. More preferably, the lower limit is 55 hours, more preferably 60 hours, and the upper limit is 90 hours, more preferably 80 hours. When the treatment time is less than 50 hours, the Bi2223 phase may not be converted into a single phase, and when it exceeds 100 hours, the Bi2223 phase may be decomposed into other components.

また、酸素分圧が0.07〜0.09atmの低酸素雰囲気において行なう場合は、20時間以上50時間以下とすることができる。より好ましくは、その下限が25時間、さらに好ましくは30時間であり、その上限が45時間、さらに好ましくは40時間である。処理時間が20時間未満の場合には、Bi2223相が単相化しないことがあり、50時間を超えるとBi2223相が他成分に分解してしまうことがある。   Moreover, when performed in the low oxygen atmosphere whose oxygen partial pressure is 0.07-0.09 atm, it can be set to 20 hours or more and 50 hours or less. More preferably, the lower limit is 25 hours, more preferably 30 hours, and the upper limit is 45 hours, more preferably 40 hours. If the treatment time is less than 20 hours, the Bi2223 phase may not be converted to a single phase, and if it exceeds 50 hours, the Bi2223 phase may be decomposed into other components.

さらに、このような熱処理工程は、酸素分圧が0.07〜0.09atmの低酸素雰囲気において行なった後、酸素分圧が0.16〜0.21atmの高酸素雰囲気において行なうことができ、このような場合その合計処理時間は20時間以上100時間以下とすることが好ましい。処理時間が20時間未満の場合には、Bi2223相が単相化しないことがあり、100時間を超えるとBi2223相が他成分に分解してしまうことがある。   Further, such a heat treatment step can be performed in a high oxygen atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.16 to 0.21 atm after being performed in a low oxygen atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.07 to 0.09 atm. In such a case, the total processing time is preferably 20 hours or more and 100 hours or less. When the treatment time is less than 20 hours, the Bi2223 phase may not be converted to a single phase, and when it exceeds 100 hours, the Bi2223 phase may be decomposed into other components.

<降温工程>
本発明における降温工程は、上記の熱処理工程を経た超電導線材の前駆体を、上記の熱処理を行なった温度から酸素(O2)分圧が0.16〜0.21atmの高酸素雰囲気において降温させる工程である。本降温工程は、熱処理を行なった温度から次工程を行なう温度まで降温させるものであるが、通常は室温まで降温させることになる。しかし、降温後の温度は特に限定されるものではない。
<Cooling process>
In the temperature lowering step in the present invention, the precursor of the superconducting wire that has undergone the heat treatment step is lowered in a high oxygen atmosphere having an oxygen (O 2 ) partial pressure of 0.16 to 0.21 atm from the temperature at which the heat treatment is performed. It is a process. In this temperature lowering step, the temperature is lowered from the temperature at which the heat treatment is performed to the temperature at which the next step is performed, but usually the temperature is lowered to room temperature. However, the temperature after the temperature drop is not particularly limited.

上記の熱処理工程が、酸素分圧0.07〜0.09atmの低酸素雰囲気で行なわれた場合には、この降温工程をこのような高酸素雰囲気で処理することにより、フィラメント内において低酸素雰囲気下で生成したBi2223相の核がゆっくりと成長することができ、分厚く大きい結晶が線材表面に沿って配向性高く、しかも密に生成することになる。   When the above heat treatment step is performed in a low oxygen atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.07 to 0.09 atm, the temperature lowering step is performed in such a high oxygen atmosphere, thereby reducing the low oxygen atmosphere in the filament. The nuclei of the Bi2223 phase produced below can grow slowly, and thick and large crystals are produced with high orientation and denseness along the surface of the wire.

このような高酸素雰囲気のより好ましい酸素分圧は、その下限が0.165atmであり、さらに好ましくは0.18atmである。また、その上限は0.205atmであり、さらに好ましくは0.2atmである。   The more preferable oxygen partial pressure in such a high oxygen atmosphere has a lower limit of 0.165 atm, more preferably 0.18 atm. Moreover, the upper limit is 0.205 atm, More preferably, it is 0.2 atm.

上記酸素分圧が0.16atm未満となる場合、熱処理温度(835〜850℃)からの降温初期(830℃まで)においてフィラメント内が溶けてしまうことがあり、上記酸素分圧が0.21atmを超えると降温中におけるBi2223相の更なる結晶成長が期待できないことがある。   When the oxygen partial pressure is less than 0.16 atm, the inside of the filament may melt at the initial temperature drop (up to 830 ° C.) from the heat treatment temperature (835 to 850 ° C.), and the oxygen partial pressure becomes 0.21 atm. If exceeded, further crystal growth of the Bi2223 phase during temperature reduction may not be expected.

なお、上記雰囲気は所定の高酸素雰囲気となる限り他の条件は特に限定されるものではない。たとえば降温速度は、1.0〜10℃/分、さらに好ましくは1.5〜3.0℃/分とすることができる。   The other conditions are not particularly limited as long as the atmosphere is a predetermined high oxygen atmosphere. For example, the temperature lowering rate can be 1.0 to 10 ° C./min, more preferably 1.5 to 3.0 ° C./min.

降温速度が、1.0℃/分未満となる場合には、Bi2223相は不安定な相であるため分解することがあり、また降温速度が10℃/分を超えると配向性の高いBi2223相を得ることができず、またシース部とフィラメントとの熱収縮率の違いからフィラメントにクラックが生じることがある。   When the temperature lowering rate is less than 1.0 ° C./min, the Bi2223 phase may be decomposed because it is an unstable phase, and when the temperature lowering rate exceeds 10 ° C./min, the highly oriented Bi2223 phase. May not be obtained, and cracks may occur in the filament due to the difference in thermal shrinkage between the sheath portion and the filament.

また、酸素以外のガス成分は、酸素分圧が上記の範囲のものとなる限り、特に限定されるものではないが、窒素(N2)ガスや、アルゴン(Ar)等の不活性ガスを用いることが好ましい。 The gas component other than oxygen is not particularly limited as long as the oxygen partial pressure is in the above range, but an inert gas such as nitrogen (N 2 ) gas or argon (Ar) is used. It is preferable.

以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these.

<実施例1〜4>
まず、銀比が1.5であり、シース部にBi2223相を含むフィラメントが55芯含まれるように、Bi2223相を構成することになる原材料粉末をシース部を構成することになる銀管に充填する充填工程を行なった。
<Examples 1-4>
First, the raw material powder constituting the Bi2223 phase is filled into the silver tube constituting the sheath portion so that the silver ratio is 1.5 and the core portion includes 55 cores containing the Bi2223 phase. A filling step was performed.

なお、銀比とは、熱処理工程前の超電導線材の前駆体の横断面におけるBi2223相を含むフィラメント部分の総面積に対する、銀で構成されるシース部の総面積の比を示す。   The silver ratio indicates the ratio of the total area of the sheath portion made of silver to the total area of the filament portion including the Bi2223 phase in the cross section of the precursor of the superconducting wire before the heat treatment step.

次いで、このような充填工程を経た超電導線材の前駆体を、長さ100mm、幅4.2mm、厚さ0.23mmの短尺形状の線材となるように、常法に従って伸線工程および圧延工程を行なうことにより、銀比が1.5であり、55芯の長さ100mm、幅4.2mm、厚さ0.23mmの短尺形状の超電導線材の前駆体を得た。   Next, the superconducting wire precursor that has undergone such a filling step is subjected to a wire drawing step and a rolling step according to a conventional method so as to become a short wire having a length of 100 mm, a width of 4.2 mm, and a thickness of 0.23 mm. As a result, a superconducting wire precursor having a short shape with a silver ratio of 1.5, a length of 55 cores of 100 mm, a width of 4.2 mm, and a thickness of 0.23 mm was obtained.

なお、この超電導線材の前駆体における、フィラメントの前駆体のPbとBiの組成比は、Pb/(Bi+Pb)の原子比が0.155であった。   In this superconducting wire precursor, the Pb / Bi composition ratio of the filament precursor was 0.155 in the atomic ratio of Pb / (Bi + Pb).

続いて、このようにして得られた超電導線材の前駆体を、酸素分圧が0.08atmである低酸素雰囲気(酸素以外のガス成分は窒素とした)において下記の表1に示した熱処理を行なう温度(熱処理温度)まで室温から1.6℃/分の速度で昇温させる昇温工程を実施した。   Subsequently, the superconducting wire precursor thus obtained was subjected to the heat treatment shown in Table 1 below in a low oxygen atmosphere where the oxygen partial pressure was 0.08 atm (gas components other than oxygen were nitrogen). A temperature raising step was performed in which the temperature was raised from room temperature at a rate of 1.6 ° C./min up to the temperature to be performed (heat treatment temperature).

その後、熱処理を行なう温度となった時点で、高濃度の酸素を導入し、酸素分圧が0.21atmの高酸素雰囲気(酸素以外のガス成分は窒素とした)とすることにより、上記の昇温工程を経た超電導線材の前駆体に対して熱処理を行なう熱処理工程を50時間実施した。   Thereafter, when the temperature for the heat treatment is reached, a high concentration of oxygen is introduced and a high oxygen atmosphere with a partial pressure of oxygen of 0.21 atm (the gas component other than oxygen is nitrogen) is used to increase the above temperature. A heat treatment step for performing heat treatment on the precursor of the superconducting wire after the temperature step was carried out for 50 hours.

その後、酸素分圧が0.21atmの高酸素雰囲気のまま、上記熱処理工程を経た超電導線材の前駆体を室温まで1.6℃/分の速度で降温させる降温工程を実施することにより、本発明のBi2223相を含むフィラメントとそれを被覆するシース部とを有する超電導線材を得た。   Thereafter, the present invention is carried out by carrying out a temperature lowering step in which the temperature of the precursor of the superconducting wire that has undergone the heat treatment step is lowered to room temperature at a rate of 1.6 ° C./min. A superconducting wire having a filament containing Bi2223 phase and a sheath portion covering the filament was obtained.

このようにして製造された超電導線材について、臨界電流(Ic)と上記フィラメントのBi2223相の配向のズレとを測定した。その結果を以下の表1および図4、図5に示す。   With respect to the superconducting wire thus manufactured, the critical current (Ic) and the deviation of the Bi2223 phase orientation of the filament were measured. The results are shown in Table 1 below and FIGS. 4 and 5.

なお、臨界電流(Ic)は、液体窒素(77K)中、4端子法により測定し、配向のズレはX線回折のロッキングカーブ測定により求めた。   The critical current (Ic) was measured by a four-terminal method in liquid nitrogen (77K), and the misalignment was obtained by X-ray diffraction rocking curve measurement.

また、比較例1として、上記の熱処理工程および降温工程を高酸素雰囲気ではなく酸素分圧が0.08atmの低酸素雰囲気で実施すること(ただし熱処理工程の温度は840℃で、その時間は30時間)を除き、他は全て同様にして超電導線材を得た。この超電導線材についても、上記と同様にして臨界電流(Ic)と配向のズレを測定し、その結果を以下の表1に示す。   Further, as Comparative Example 1, the heat treatment step and the temperature lowering step are performed not in a high oxygen atmosphere but in a low oxygen atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.08 atm (however, the temperature of the heat treatment step is 840 ° C. and the time is 30). Except for (time), everything else was obtained in the same manner to obtain a superconducting wire. For this superconducting wire, the critical current (Ic) and misalignment were measured in the same manner as described above, and the results are shown in Table 1 below.

Figure 0004375134
Figure 0004375134

表1および図4、図5より明らかなように、実施例1〜4の超電導線材は、いずれも比較例1の超電導線材に比し臨界電流(Ic)が向上(比較例1が25Aであるのに対して実施例1〜4は26〜31A)していた。   As is clear from Table 1, FIG. 4, and FIG. 5, the superconducting wires of Examples 1 to 4 all have improved critical current (Ic) as compared to the superconducting wire of Comparative Example 1 (Comparative Example 1 is 25A). In contrast, Examples 1-4 were 26-31 A).

また、フィラメントのBi2223相の配向のズレに関しても、実施例1〜4の超電導線材は、いずれも比較例1の超電導線材に比し配向のズレが減少(比較例1が10.7degであるのに対して実施例1〜4は8.6〜10.0deg)していた。   In addition, regarding the deviation in the orientation of the Bi2223 phase of the filament, the superconducting wires in Examples 1 to 4 all have less orientation deviation than the superconducting wire in Comparative Example 1 (Comparative Example 1 is 10.7 deg). On the other hand, Examples 1-4 were 8.6-10.0 deg).

これらの結果は、いずれも低酸素雰囲気において昇温工程を実施し、その後高酸素雰囲気において熱処理工程および降温工程を実施すると、超電導特性に優れた超電導線材が得られることを示している。   These results show that a superconducting wire excellent in superconducting properties can be obtained by performing the temperature raising step in a low oxygen atmosphere and then performing the heat treatment step and the temperature lowering step in a high oxygen atmosphere.

<実施例5〜7>
実施例1〜4と同様にして充填工程、伸線工程、および圧延工程を実施することにより、実施例1〜4と同様の超電導線材の前駆体を得た。
<Examples 5-7>
The same superconducting wire precursor as that of Examples 1 to 4 was obtained by carrying out the filling step, the wire drawing step, and the rolling step in the same manner as in Examples 1 to 4.

続いて、このようにして得られた超電導線材の前駆体を、酸素分圧が0.08atmである低酸素雰囲気(酸素以外のガス成分は窒素とした)において下記の表2に示した熱処理を行なう温度(熱処理温度)まで室温から1.6℃/分の速度で昇温させる昇温工程を実施した。   Subsequently, the superconducting wire precursor thus obtained was subjected to the heat treatment shown in Table 2 below in a low oxygen atmosphere where the oxygen partial pressure was 0.08 atm (gas components other than oxygen were nitrogen). A temperature raising step was performed in which the temperature was raised from room temperature at a rate of 1.6 ° C./min up to the temperature to be performed (heat treatment temperature).

その後、熱処理を行なう温度となった時点で、酸素分圧が0.08atmである低酸素状態のままで、上記の昇温工程を経た超電導線材の前駆体に対して20時間の熱処理工程を実施した。   Thereafter, when the temperature for the heat treatment is reached, the heat treatment step for 20 hours is performed on the precursor of the superconducting wire that has been subjected to the above temperature raising step while maintaining the low oxygen state with an oxygen partial pressure of 0.08 atm. did.

その後、さらに高濃度の酸素を導入し、酸素分圧が0.21atmの高酸素雰囲気(酸素以外のガス成分は窒素とした)とすることにより、上記の超電導線材の前駆体に対して引き続き熱処理を行なう熱処理工程を30時間実施した。   Thereafter, a higher concentration of oxygen is introduced and a high oxygen atmosphere with an oxygen partial pressure of 0.21 atm (the gas component other than oxygen is nitrogen), whereby the precursor of the superconducting wire is subsequently heat treated. The heat treatment process of performing was performed for 30 hours.

その後、酸素分圧が0.21atmの高酸素雰囲気のまま、上記熱処理工程を経た超電導線材の前駆体を室温まで1.6℃/分の速度で降温させる降温工程を実施することにより、本発明のBi2223相を含むフィラメントとそれを被覆するシース部とを有する超電導線材を得た。   Thereafter, the present invention is carried out by carrying out a temperature lowering step in which the temperature of the precursor of the superconducting wire that has undergone the heat treatment step is lowered to room temperature at a rate of 1.6 ° C./min. A superconducting wire having a filament containing Bi2223 phase and a sheath portion covering the filament was obtained.

このようにして製造された超電導線材について、臨界電流(Ic)と上記フィラメントのBi2223相の配向のズレとを測定した。その結果を以下の表2および図6、図7に示す。なお、臨界電流(Ic)と配向のズレは実施例1〜4と同様にして求めた。また、参考として上記の比較例1のデータを同様に掲載する。   With respect to the superconducting wire thus manufactured, the critical current (Ic) and the deviation of the Bi2223 phase orientation of the filament were measured. The results are shown in Table 2 below and FIGS. 6 and 7. The critical current (Ic) and the deviation in orientation were determined in the same manner as in Examples 1 to 4. For reference, the data of Comparative Example 1 are also listed.

Figure 0004375134
Figure 0004375134

表2および図6、図7より明らかなように、実施例5〜7の超電導線材は、いずれも比較例1の超電導線材に比し臨界電流(Ic)が向上(比較例1が25Aであるのに対して実施例5〜7は31〜34A)していた。   As is clear from Table 2 and FIGS. 6 and 7, the superconducting wires of Examples 5 to 7 all have improved critical current (Ic) as compared to the superconducting wire of Comparative Example 1 (Comparative Example 1 has 25A). On the other hand, Examples 5-7 were 31-34A).

また、フィラメントのBi2223相の配向のズレに関しても、実施例5〜7の超電導線材は、いずれも比較例1の超電導線材に比し配向のズレが減少(比較例1が10.7degであるのに対して実施例5〜7は8.1〜9.2deg)していた。   In addition, regarding the deviation of the orientation of the Bi2223 phase of the filament, the superconducting wires in Examples 5 to 7 all have less orientation deviation than the superconducting wire in Comparative Example 1 (Comparative Example 1 is 10.7 deg). On the other hand, Examples 5-7 were 8.1-9.2 deg).

これらの結果は、いずれも低酸素雰囲気において昇温工程を実施し、その後同じ低酸素雰囲気で熱処理工程を実施しても、その後にさらに高酸素雰囲気において熱処理工程および降温工程を実施すると、超電導特性に優れた超電導線材が得られることを示している。   These results show that even if the temperature raising process is performed in a low oxygen atmosphere and then the heat treatment process is performed in the same low oxygen atmosphere, the heat conduction process and the temperature lowering process are further performed in a high oxygen atmosphere. It is shown that a superconducting wire excellent in the above can be obtained.

<実施例8〜10>
実施例1〜4と同様にして充填工程、伸線工程、および圧延工程を実施することにより、実施例1〜4と同様の超電導線材の前駆体を得た。
<Examples 8 to 10>
The same superconducting wire precursor as that of Examples 1 to 4 was obtained by carrying out the filling step, the wire drawing step, and the rolling step in the same manner as in Examples 1 to 4.

続いて、このようにして得られた超電導線材の前駆体を、酸素分圧が0.08atmである低酸素雰囲気(酸素以外のガス成分は窒素とした)において850℃(熱処理温度)まで室温から1.6℃/分の速度で昇温させる昇温工程を実施した。   Subsequently, the precursor of the superconducting wire obtained in this way was measured from room temperature up to 850 ° C. (heat treatment temperature) in a low oxygen atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.08 atm (gas components other than oxygen were nitrogen). A temperature raising step for raising the temperature at a rate of 1.6 ° C./min was performed.

その後、850℃となった時点で、酸素分圧が0.08atmである低酸素状態のままで、上記の昇温工程を経た超電導線材の前駆体に対して20時間の熱処理工程を実施した。   Then, when it became 850 degreeC, the heat processing process for 20 hours was implemented with respect to the precursor of the superconducting wire which passed through the said temperature rising process in the low oxygen state whose oxygen partial pressure is 0.08 atm.

その後、さらにその温度のまま高濃度の酸素を導入し、酸素分圧が0.21atmの高酸素雰囲気(酸素以外のガス成分は窒素とした)とすることにより、上記の超電導線材の前駆体に対して引き続き熱処理を行なう熱処理工程を以下の表3に記載した時間実施した(なお実施例8については、この高酸素雰囲気における熱処理工程を実施せず、以下の降温工程を実施した)。   Thereafter, high-concentration oxygen is further introduced at that temperature, and a high-oxygen atmosphere with an oxygen partial pressure of 0.21 atm (the gas component other than oxygen is nitrogen) is used as the precursor of the superconducting wire. On the other hand, the heat treatment step for performing the heat treatment was carried out for the time shown in Table 3 below (Note that in Example 8, the heat treatment step in the high oxygen atmosphere was not carried out, and the following temperature lowering step was carried out).

その後、酸素分圧が0.21atmの高酸素雰囲気のまま、上記熱処理工程を経た超電導線材の前駆体を室温まで1.6℃/分の速度で降温させる降温工程を実施することにより、本発明のBi2223相を含むフィラメントとそれを被覆するシース部とを有する超電導線材を得た。   Thereafter, the present invention is carried out by carrying out a temperature lowering step in which the temperature of the precursor of the superconducting wire that has undergone the heat treatment step is lowered to room temperature at a rate of 1.6 ° C./min. A superconducting wire having a filament containing Bi2223 phase and a sheath portion covering the filament was obtained.

このようにして製造された超電導線材について、臨界電流(Ic)と上記フィラメントのBi2223相の配向のズレとを測定した。その結果を以下の表3および図8、図9に示す。なお、臨界電流(Ic)と配向のズレは実施例1〜4と同様にして求めた。また、参考として上記の比較例1のデータを同様に掲載する。   With respect to the superconducting wire thus manufactured, the critical current (Ic) and the deviation of the Bi2223 phase orientation of the filament were measured. The results are shown in Table 3 below and FIG. 8 and FIG. The critical current (Ic) and the deviation in orientation were determined in the same manner as in Examples 1 to 4. For reference, the data of Comparative Example 1 are also listed.

Figure 0004375134
Figure 0004375134

表3および図8、図9より明らかなように、実施例8〜10の超電導線材は、いずれも比較例1の超電導線材に比し臨界電流(Ic)が向上(比較例1が25Aであるのに対して実施例8〜10は26〜34A)していた。   As is clear from Table 3 and FIGS. 8 and 9, the superconducting wires of Examples 8 to 10 all have an improved critical current (Ic) as compared with the superconducting wire of Comparative Example 1 (Comparative Example 1 has 25 A). In contrast, Examples 8 to 10 were 26 to 34 A).

また、フィラメントのBi2223相の配向のズレに関しても、実施例8〜10の超電導線材は、いずれも比較例1の超電導線材に比し配向のズレが減少(比較例1が10.7degであるのに対して実施例8〜10は8.1〜10.1deg)していた。   In addition, regarding the deviation of the orientation of the Bi2223 phase of the filament, the superconducting wires of Examples 8 to 10 all have less orientation deviation than the superconducting wire of Comparative Example 1 (Comparative Example 1 is 10.7 deg). On the other hand, Examples 8 to 10 were 8.1 to 10.1 deg).

これらの結果は、いずれも低酸素雰囲気において昇温工程を実施し、その後同じ低酸素雰囲気で熱処理工程を実施しても、その後にさらに高酸素雰囲気において熱処理工程および降温工程を実施すると、超電導特性に優れた超電導線材が得られることを示している。   These results show that even if the temperature raising process is performed in a low oxygen atmosphere and then the heat treatment process is performed in the same low oxygen atmosphere, the heat conduction process and the temperature lowering process are further performed in a high oxygen atmosphere. It is shown that a superconducting wire excellent in the above can be obtained.

<実施例11〜13>
実施例1〜4において、熱処理工程を行なう前におけるフィラメントの前駆体のPb/(Bi+Pb)の原子比が0.143であることを除き、他は全て実施例1〜4と同様にして充填工程、伸線工程、および圧延工程を実施することにより、実施例1〜4と同様の超電導線材の前駆体を得た。
<Examples 11 to 13>
In Examples 1-4, the filling step is the same as in Examples 1-4 except that the atomic ratio of Pb / (Bi + Pb) of the filament precursor before the heat treatment step is 0.143. The precursor of the superconducting wire similar to Examples 1-4 was obtained by implementing a wire drawing process and a rolling process.

続いて、このようにして得られた超電導線材の前駆体を、酸素分圧が0.08atmである低酸素雰囲気(酸素以外のガス成分は窒素とした)において842℃(熱処理温度)まで室温から1.6℃/分の速度で昇温させる昇温工程を実施した。   Subsequently, the precursor of the superconducting wire obtained in this way was measured from room temperature up to 842 ° C. (heat treatment temperature) in a low oxygen atmosphere with an oxygen partial pressure of 0.08 atm (gas components other than oxygen were nitrogen). A temperature raising step for raising the temperature at a rate of 1.6 ° C./min was performed.

その後、842℃となった時点で、酸素分圧が0.08atmである低酸素状態のままで、上記の超電導線材の前駆体に対して引き続き熱処理を行なう熱処理工程を以下の表4に記載した時間実施した(なお実施例11については、この低酸素雰囲気における熱処理工程を実施せず、以下の高酸素雰囲気における熱処理工程を実施した)。   Thereafter, when the temperature reached 842 ° C., the heat treatment step in which heat treatment was continuously performed on the precursor of the superconducting wire in the low oxygen state where the oxygen partial pressure was 0.08 atm was described in Table 4 below. (For Example 11, this heat treatment step in a low oxygen atmosphere was not carried out, and the following heat treatment step in a high oxygen atmosphere was carried out).

その後、さらにその温度のまま高濃度の酸素を導入し、酸素分圧が0.21atmの高酸素雰囲気(酸素以外のガス成分は窒素とした)とすることにより、上記の超電導線材の前駆体に対して引き続き熱処理を行なう熱処理工程を50時間実施した。   Thereafter, high-concentration oxygen is further introduced at that temperature, and a high-oxygen atmosphere with an oxygen partial pressure of 0.21 atm (the gas component other than oxygen is nitrogen) is used as the precursor of the superconducting wire. On the other hand, a heat treatment step for subsequent heat treatment was carried out for 50 hours.

その後、酸素分圧が0.21atmの高酸素雰囲気のまま、上記熱処理工程を経た超電導線材の前駆体を室温まで1.6℃/分の速度で降温させる降温工程を実施することにより、本発明のBi2223相を含むフィラメントとそれを被覆するシース部とを有する超電導線材を得た。   Thereafter, the present invention is carried out by carrying out a temperature lowering step in which the temperature of the precursor of the superconducting wire that has undergone the heat treatment step is lowered to room temperature at a rate of 1.6 ° C./min. A superconducting wire having a filament containing Bi2223 phase and a sheath portion covering the filament was obtained.

このようにして製造された超電導線材について、実施例1〜4と同様にして臨界電流(Ic)と上記フィラメントのBi2223相の配向のズレとを測定した。その結果を以下の表4に示す。   With respect to the superconducting wire thus manufactured, the critical current (Ic) and the displacement of the Bi2223 phase of the filament were measured in the same manner as in Examples 1 to 4. The results are shown in Table 4 below.

なお、比較例2として、上記の熱処理工程および降温工程を高酸素雰囲気ではなく酸素分圧が0.08atmの低酸素雰囲気で実施すること(ただし熱処理工程の温度は840℃で、その時間は30時間)を除き、他は全て実施例11〜13と同様にして超電導線材を得た。この超電導線材についても、上記と同様にして臨界電流(Ic)と配向のズレを測定し、その結果を以下の表4に示す。   As Comparative Example 2, the heat treatment step and the temperature lowering step are performed not in a high oxygen atmosphere but in a low oxygen atmosphere with an oxygen partial pressure of 0.08 atm (however, the temperature of the heat treatment step is 840 ° C. and the time is 30 minutes). Except for (time), everything else was carried out similarly to Examples 11-13, and obtained the superconducting wire. With respect to this superconducting wire, critical current (Ic) and misalignment were measured in the same manner as described above, and the results are shown in Table 4 below.

Figure 0004375134
Figure 0004375134

表4より明らかなように、実施例11〜13の超電導線材は、いずれも比較例2の超電導線材に比し臨界電流(Ic)が向上(比較例2が15Aであるのに対して実施例11〜13は19〜25A)していた。   As is clear from Table 4, the superconducting wires of Examples 11 to 13 all have an improved critical current (Ic) as compared to the superconducting wire of Comparative Example 2 (comparative example 2 is 15A compared to Example 1). 11-13 was 19-25A).

また、フィラメントのBi2223相の配向のズレに関しても、実施例11〜13の超電導線材は、いずれも比較例2の超電導線材に比し配向のズレが減少(比較例2が11.2degであるのに対して実施例11〜13は9.5〜10.1deg)していた。   In addition, regarding the deviation of the orientation of the Bi2223 phase of the filament, the superconducting wires of Examples 11 to 13 are all less in alignment than the superconducting wire of Comparative Example 2 (Comparative Example 2 is 11.2 deg). In contrast, Examples 11 to 13 were 9.5 to 10.1 deg).

これらの結果は、いずれも低酸素雰囲気において昇温工程を実施し、その後同じ低酸素雰囲気で熱処理工程を実施しても、その後にさらに高酸素雰囲気において熱処理工程および降温工程を実施すると、超電導特性に優れた超電導線材が得られることを示している。   These results show that even if the temperature raising process is performed in a low oxygen atmosphere and then the heat treatment process is performed in the same low oxygen atmosphere, the heat conduction process and the temperature lowering process are further performed in a high oxygen atmosphere. It is shown that a superconducting wire excellent in the above can be obtained.

<実施例14〜16>
実施例1〜4において、熱処理工程を行なう前におけるフィラメントの前駆体のPb/(Bi+Pb)の原子比が0.177であることを除き、他は全て実施例1〜4と同様にして充填工程、伸線工程、および圧延工程を実施することにより、実施例1〜4と同様の超電導線材の前駆体を得た。
<Examples 14 to 16>
In Examples 1-4, the filling step is the same as in Examples 1-4 except that the atomic ratio of Pb / (Bi + Pb) of the precursor of the filament before performing the heat treatment step is 0.177. The precursor of the superconducting wire similar to Examples 1-4 was obtained by implementing a wire drawing process and a rolling process.

続いて、このようにして得られた超電導線材の前駆体を、酸素分圧が0.08atmである低酸素雰囲気(酸素以外のガス成分は窒素とした)において838℃(熱処理温度)まで室温から1.6℃/分の速度で昇温させる昇温工程を実施した。   Subsequently, the precursor of the superconducting wire obtained in this way was measured from room temperature up to 838 ° C. (heat treatment temperature) in a low oxygen atmosphere with an oxygen partial pressure of 0.08 atm (gas components other than oxygen were nitrogen). A temperature raising step for raising the temperature at a rate of 1.6 ° C./min was performed.

その後、838℃となった時点で、酸素分圧が0.08atmである低酸素状態のままで、上記の超電導線材の前駆体に対して引き続き熱処理を行なう熱処理工程を以下の表5に記載した時間実施した(なお実施例14については、この低酸素雰囲気における熱処理工程を実施せず、以下の高酸素雰囲気における熱処理工程を実施した)。   Thereafter, when the temperature reached 838 ° C., the heat treatment process for continuously heat-treating the above-mentioned superconducting wire precursor in a low oxygen state with an oxygen partial pressure of 0.08 atm is shown in Table 5 below. (For Example 14, this heat treatment step in a low oxygen atmosphere was not carried out, and the following heat treatment step in a high oxygen atmosphere was carried out).

その後、さらにその温度のまま高濃度の酸素を導入し、酸素分圧が0.21atmの高酸素雰囲気(酸素以外のガス成分は窒素とした)とすることにより、上記の超電導線材の前駆体に対して引き続き熱処理を行なう熱処理工程を70時間実施した。   Thereafter, high-concentration oxygen is further introduced at that temperature, and a high-oxygen atmosphere with an oxygen partial pressure of 0.21 atm (the gas component other than oxygen is nitrogen) is used as the precursor of the superconducting wire. On the other hand, a heat treatment step for subsequent heat treatment was performed for 70 hours.

その後、酸素分圧が0.21atmの高酸素雰囲気のまま、上記熱処理工程を経た超電導線材の前駆体を室温まで1.6℃/分の速度で降温させる降温工程を実施することにより、本発明のBi2223相を含むフィラメントとそれを被覆するシース部とを有する超電導線材を得た。   Thereafter, the present invention is carried out by carrying out a temperature lowering step in which the temperature of the precursor of the superconducting wire that has undergone the heat treatment step is lowered to room temperature at a rate of 1.6 ° C./min. A superconducting wire having a filament containing Bi2223 phase and a sheath portion covering the filament was obtained.

このようにして製造された超電導線材について、実施例1〜4と同様にして臨界電流(Ic)と上記フィラメントのBi2223相の配向のズレとを測定した。その結果を以下の表5に示す。   With respect to the superconducting wire thus manufactured, the critical current (Ic) and the displacement of the Bi2223 phase of the filament were measured in the same manner as in Examples 1 to 4. The results are shown in Table 5 below.

なお、比較例3として、上記の熱処理工程および降温工程を高酸素雰囲気ではなく酸素分圧が0.08atmの低酸素雰囲気で実施すること(ただし熱処理工程の温度は840℃で、その時間は30時間)を除き、他は全て実施例14〜16と同様にして超電導線材を得た。この超電導線材についても、上記と同様にして臨界電流(Ic)と配向のズレを測定し、その結果を以下の表5に示す。   As Comparative Example 3, the heat treatment step and the temperature lowering step are performed not in a high oxygen atmosphere but in a low oxygen atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.08 atm (however, the temperature of the heat treatment step is 840 ° C. and the time is 30 minutes). Except for time, everything else was carried out similarly to Examples 14-16, and obtained the superconducting wire. Also for this superconducting wire, the critical current (Ic) and misalignment were measured in the same manner as described above, and the results are shown in Table 5 below.

Figure 0004375134
Figure 0004375134

表5より明らかなように、実施例14〜16の超電導線材は、いずれも比較例3の超電導線材に比し臨界電流(Ic)が向上(比較例3が15Aであるのに対して実施例14〜16は25〜30A)していた。   As is clear from Table 5, the superconducting wires of Examples 14 to 16 all have improved critical current (Ic) as compared to the superconducting wire of Comparative Example 3 (Comparative Example 3 is 15A compared to Example 1). 14 to 16 were 25 to 30 A).

また、フィラメントのBi2223相の配向のズレに関しても、実施例14〜16の超電導線材は、いずれも比較例3の超電導線材に比し配向のズレが減少(比較例3が10.9degであるのに対して実施例14〜16は8.5〜9.3deg)していた。   In addition, regarding the deviation of the orientation of the Bi2223 phase of the filaments, the superconducting wires of Examples 14 to 16 all have less orientation deviation than the superconducting wire of Comparative Example 3 (Comparative Example 3 is 10.9 deg). On the other hand, Examples 14-16 were 8.5-9.3 deg).

これらの結果は、いずれも低酸素雰囲気において昇温工程を実施し、その後同じ低酸素雰囲気で熱処理工程を実施しても、その後にさらに高酸素雰囲気において熱処理工程および降温工程を実施すると、超電導特性に優れた超電導線材が得られることを示している。   These results show that even if the temperature raising process is performed in a low oxygen atmosphere and then the heat treatment process is performed in the same low oxygen atmosphere, the heat conduction process and the temperature lowering process are further performed in a high oxygen atmosphere. It is shown that a superconducting wire excellent in the above can be obtained.

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

超電導線材の概念的な部分断面斜視図である。It is a notional partial cross-sectional perspective view of a superconducting wire. (a)は多数のBi2223相の結晶が超電導線材の表面の長手方向に対して平行に生成している状態を示す概念図であり、(b)はBi2223相の結晶が超電導線材の表面の長手方向に対して配向にズレを生じて生成することにより、多数の空隙が生じた状態を示す概念図である。(A) is a conceptual diagram showing a state in which a large number of Bi2223 phase crystals are generated in parallel to the longitudinal direction of the surface of the superconducting wire, and (b) is a diagram illustrating the Bi2223 phase crystals being the length of the surface of the superconducting wire. It is a conceptual diagram which shows the state which produced | generated many space | gap by producing | generating and producing | generating a shift | offset | difference in orientation with respect to a direction. 超電導線材の製造方法の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the manufacturing method of a superconducting wire. 超電導線材の製造方法において高酸素雰囲気の処理工程を実施する場合としない場合における臨界電流の変化を示したグラフである。It is the graph which showed the change of the critical current in the case where it does not implement the processing process of a high oxygen atmosphere in the manufacturing method of a superconducting wire. 超電導線材の製造方法において高酸素雰囲気の処理工程を実施する場合としない場合における配向のズレの変化を示したグラフである。It is the graph which showed the change of the shift | offset | difference of orientation in the case where the process process of a high oxygen atmosphere is implemented in the manufacturing method of a superconducting wire. 超電導線材の製造方法において高酸素雰囲気の処理工程を実施する場合としない場合における臨界電流の変化を示した別のグラフである。It is another graph which showed the change of the critical current in the case where the processing process of a high oxygen atmosphere is implemented in the manufacturing method of a superconducting wire. 超電導線材の製造方法において高酸素雰囲気の処理工程を実施する場合としない場合における配向のズレの変化を示した別のグラフである。It is another graph which showed the change of the shift | offset | difference of orientation in the case where the process process of a high oxygen atmosphere is implemented in the manufacturing method of a superconducting wire. 超電導線材の製造方法において高酸素雰囲気の処理工程を実施する場合としない場合における臨界電流の変化を示した別のグラフである。It is another graph which showed the change of the critical current in the case where the processing process of a high oxygen atmosphere is implemented in the manufacturing method of a superconducting wire. 超電導線材の製造方法において高酸素雰囲気の処理工程を実施する場合としない場合における配向のズレの変化を示した別のグラフである。It is another graph which showed the change of the shift | offset | difference of orientation in the case where the process process of a high oxygen atmosphere is implemented in the manufacturing method of a superconducting wire.

符号の説明Explanation of symbols

1 超電導線材、2 Bi2223相を含むフィラメント、3 シース部、4 Bi2223相の結晶、5 表面、6 空隙。   1 Superconducting wire, 2 Filament containing Bi2223 phase, 3 sheath part, 4 Bi2223 phase crystal, 5 surface, 6 void.

Claims (8)

Bi2223相を含むフィラメントとそれを被覆するシース部とを有する超電導線材の製造方法であって、
前記超電導線材の前駆体を、熱処理を行なう温度まで酸素分圧が0.07〜0.09atmの低酸素雰囲気において昇温させる昇温工程と、
前記超電導線材の前駆体を熱処理する熱処理工程と、
前記超電導線材の前駆体を、熱処理を行なう温度から酸素分圧が0.16〜0.21atmの高酸素雰囲気において降温させる降温工程と、
を含むことを特徴とする超電導線材の製造方法。
A method for producing a superconducting wire having a filament containing a Bi2223 phase and a sheath portion covering the filament,
Raising the temperature of the precursor of the superconducting wire to a temperature at which heat treatment is performed in a low oxygen atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.07 to 0.09 atm;
A heat treatment step of heat treating the precursor of the superconducting wire;
A temperature lowering step of lowering the precursor of the superconducting wire in a high oxygen atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.16 to 0.21 atm from a temperature at which heat treatment is performed;
The manufacturing method of the superconducting wire characterized by including.
前記熱処理工程は、酸素分圧が0.16〜0.21atmの高酸素雰囲気において行なわれる熱処理を含むことを特徴とする請求項1記載の超電導線材の製造方法。   2. The method of manufacturing a superconducting wire according to claim 1, wherein the heat treatment step includes a heat treatment performed in a high oxygen atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.16 to 0.21 atm. 前記熱処理工程は、酸素分圧が0.07〜0.09atmの低酸素雰囲気において行なわれる熱処理を含むことを特徴とする請求項1記載の超電導線材の製造方法。   The method of manufacturing a superconducting wire according to claim 1, wherein the heat treatment step includes a heat treatment performed in a low oxygen atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.07 to 0.09 atm. 前記熱処理工程は、酸素分圧が0.07〜0.09atmの低酸素雰囲気と0.16〜0.21atmの高酸素雰囲気において行なわれる熱処理を含み、低酸素雰囲気において行なった後、高酸素雰囲気で熱処理を行なうことを特徴とする請求項1記載の超電導線材の製造方法。   The heat treatment step includes a heat treatment performed in a low oxygen atmosphere with an oxygen partial pressure of 0.07 to 0.09 atm and a high oxygen atmosphere of 0.16 to 0.21 atm. The method of manufacturing a superconducting wire according to claim 1, wherein the heat treatment is performed. 前記熱処理工程は、酸素分圧が0.16〜0.21atmの高酸素雰囲気において、50時間以上100時間以下行なわれることを特徴とする請求項1または2記載の超電導線材の製造方法。   The method of manufacturing a superconducting wire according to claim 1 or 2, wherein the heat treatment step is performed in a high oxygen atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.16 to 0.21 atm for 50 hours to 100 hours. 前記熱処理工程は、酸素分圧が0.07〜0.09atmの低酸素雰囲気において、20時間以上50時間以下行なわれることを特徴とする請求項1または3記載の超電導線材の製造方法。   4. The method of manufacturing a superconducting wire according to claim 1, wherein the heat treatment step is performed in a low oxygen atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.07 to 0.09 atm for 20 hours or more and 50 hours or less. 前記熱処理工程は、20時間以上100時間以下行なわれることを特徴とする請求項4記載の超電導線材の製造方法。   The method of manufacturing a superconducting wire according to claim 4, wherein the heat treatment step is performed for 20 hours or more and 100 hours or less. 前記熱処理工程を行なう前における前記フィラメントの前駆体の組成は、Pb/(Bi+Pb)の原子比が0.14以上0.18以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の超電導線材の製造方法。   The composition of the precursor of the filament before performing the heat treatment step is such that the atomic ratio of Pb / (Bi + Pb) is 0.14 or more and 0.18 or less. Manufacturing method of superconducting wire.
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