DE69219799T2

DE69219799T2 - Multifilamentäre Oxyd-supraleitende Drähte und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE69219799T2
Application number: DE69219799T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Kikuchi; Masanao Mimura; Yasuzo Tanaka; Naoki Uno
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1991-02-07
Filing date: 1992-02-06
Publication date: 1997-10-23
Anticipated expiration: 2012-02-07
Also published as: EP0498420B1; US5347085A; DE69219799D1; EP0498420A3; EP0498420A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mehrfaden- Oxidsupraleiterdraht mit einer ausgezeichneten Supraleitereigenschaft, sowie ein Verfahren zum wirkungsvollen Erhalt eines derartigen Mehrfaden-Oxidsupraleiterdrahts.
Vor kurzem wurden Oxidsupraleiter auf der Grundlage von Bi-Sr- Ca-Cu-O, Y-Ba-Cu-O und Tl-Ba-Ca-Cu-O gefunden, deren kritische Temperaturen die Temperatur von flüssigem Stickstoff übersteigen, und auf verschiedenen Gebieten werden Untersuchungen über eine Reihe von Anwendungen durchgeführt.
Diese Oxidsupraleiter sind spröde. Um sie zu Oxidsupraleiterdrähten mit vorbestimmten Formen zu formen, wird also zum Beispiel ein Rohmaterial eines Oxidsupraleiters in ein Metallrohr gefüllt, um einen Verbundknüppel zu bilden, und der Verbundknüppel wird einem Durchmesserverringerungsprozeß unterworfen, um eine gewünschte Form zu erhalten. Wenn ein vorbestimmter Erhitzungsprozeß durchgeführt wird, wird das Rohmaterial zur Reaktion gebracht, um einen Oxidsupraleiter zu bilden, wodurch man einen Einfaden-Oxidsupraleiterdraht erhält.
Ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht wird in der folgenden Weise hergestellt. Eine Mehrzahl von oben beschriebenen Oxidsupraleiterdrähten wird in einem Metallrohr angeordnet, einem Durchmesserverringerungsprozeß unterworfen, um eine gewünschte Form zu erhalten, und einem vorbestimmten Erhitzungsprozeß unterzogen. Alternativ wird in einem Metallknüppel eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen ausgebildet, das oben beschriebene Rohmaterial wird in die Durchgangsöffnung gefüllt, um einen Verbundknüppel zu bilden, und der Verbundknüppel wird zum Erhalten einer gewünschten Form einem Durchmesserverringerungsprozeß unterworfen, und einem vorbestimmten Erhitzungsprozeß unterzogen.
Jedoch liefern diese Verfahren entweder einen Mehrfaden- Oxidsupraleiterdraht, bei dem Oxidsupraleiterfäden 11, die jeweils einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, in einer Metallmatrix 10 verteilt und zusammengesetzt sind, wie in Fig. 1A dargestellt, oder einen Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht, bei dem Oxidsupraleiterfäden 12, die jeweils einen flachen rechteckigen Querschnitt aufweisen, in einer vorbestimmten Richtung ausgerichtet und in einer Metallmatrix 10 zusammengesetzt sind, wie in Fig. 1B dargestellt.
Der erstere kann keine hohe Supraleitereigenschaft erzielen, da die Packungsdichte der Oxidsupraleiterfäden 11 gering ist, und da der C-Achsenausrichtungsgrad des Supraleiters gering ist. Da beim letzteren die Oxidsupraleiterfäden 12, die jeweils den flachen rechteckigen Querschnitt aufweisen, nur in der vorbestimmten Richtung ausgerichtet sind, werden die Oxidsupraleiterfäden 12 zu Sperren, die einer Wärmeleitung entgegenwirken und die Wärmeleitung in Richtung der Dicke behindern. Infolgedessen wird das Kühlvermögen des Mehrfaden- Oxidsupraleiters als Ganzes verringert, und eine hohe Supraleitereigenschaft (wie beispielsweise kritische Temperatur, kritischer Strom) kann nicht erzielt werden.
Bei dem Verfahren eines Anordnens einer Mehrzahl von Einfaden- Oxidsupraleiterdrähten im Metallrohr ist es schwierig, die Einfaden-Oxidsupraleiterdrähte im Metallrohr auszurichten, und es ist nicht vermeidbar, daß sich einige Oxidsupraleiterfäden im erhaltenen Oxidsupraleiter überkreuzen. Da der Überkreuzungsbereich abnormal verformt wird, kann keine hohe Supraleitereigenschaft erzielt werden.
Das Verfahren eines Ausbildens einer Mehrzahl von Durchgangsöffnungen im Metallknüppel wird nicht bevorzugt, da der Öffnungsbildungsvorgang viel Arbeit erfordert, insbesondere wenn die Anzahl der Öffnungen größer ist.
Es wird auf die EP-A-0 472 333 aufmerksam gemacht, die insoweit, als die Vertragsstaaten DE und GB benannt sind, als im Stand der Technik gemäß Artikel 54(3) und (4) EPÜ enthalten betrachtet wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht bereitzustellen, der eine ausgezeichnete Supraleitereigenschaft zeigt.
Die Erfindung, welche diese Aufgabe erfüllt, ist so, wie in den begleitenden Patentansprüchen definiert, die auf einen Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht gerichtet sind.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrfaden- Oxidsupraleiterdrahts bereitzustellen, durch das eine ausgezeichnete Supraleitereigenschaft erzielt werden kann.
Die Erfindung, welche diese Aufgabe erfüllt, ist so, wie in den begleitenden Patentansprüchen definiert, die auf ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrfaden- Oxidsupraleiterdrahts gerichtet sind.
Die Erfindung wird aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen verständlich, in denen:
die Figuren 1A bis 1C Ansichten sind, welche Querschnitte von herkömmlichen Mehrfaden-Oxidsupraleiterdrähten zeigen;
die Figuren 2A und 2B Ansichten sind, welche Querschnitte von zwei Formen von Mehrfaden-Oxidsupraleiterdrähten gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;
die Figuren 3A bis 3G Ansichten zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung von mehreren unterschiedlichen Ausführungsformen eines Mehrfaden-Oxidsupraleiterdrahts gemäß der vorliegenden Erfindung sind;
die Figuren 4A bis 4C, 6A bis 6H, 7A bis 7C und 11A und 11B Ansichten zur Erläuterung von Verfahren zur Herstellung weiterer Ausführungsformen von Mehrfaden- Oxidsupraleiterdrähten gemäß der vorliegenden Erfindung sind;
die Figuren 5A und 5B Ansichten zur Erläuterung von Vorrichtungen sind, die bei der vorliegenden Erfindung zur Verringerung des Durchmessers eines Verbunddrahts verwendet werden;
die Figuren 8A und 8B Ansichten zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung eines Verbundknüppels bei der vorliegenden Erfindung sind;
die Figuren 9A und 9B und 10A und 10B Ansichten sind, welche plattenartige Metallteile zeigen, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können;
Fig. 10C die Beziehung zwischen Parametern L und S zeigt; und
die Figuren 11A und 11B Ansichten zur Erläuterung eines anderen Verfahrens zur Herstellung eines Mehrfaden- Oxidsupraleiterdrahts gemäß der vorliegenden Erfindung sind.
Mehrfaden-Oxidsupraleiterdrähte gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Ein in Fig. 2A dargestellter Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht 2 weist Oxidsupraleiterfäden 22 auf, die jeweils einen fächerartigen Querschnitt besitzen. Mit dieser Struktur kann die Fläche der Oxidsupraleiterfäden im Querschnitt des Mehrfaden-Oxidsupraleiterdrahts vergrößert werden, und es kann ein größerer Strom zugeführt werden. Eine Metallmatrix 20 in Form eines Rohrs 25 mit einer Öffnung 24 zum Hindurchführen eines Kühlmittels in ihrem mittleren Teil, wie in Fig. 2B dargestellt, kann verwendet werden.
Bei der vorliegenden Erfindung können als Material der Metallmatrix Kupfer, eine Kupferlegierung, Silber, eine Silberlegierung und andere Metalle mit einer guten thermischen und elektrischen Leitfähigkeit verwendet werden, und vorzugsweise können Silber und eine Silberlegierung mit einer guten Sauerstoffpermeabilität verwendet werden.
Oxidsupraleiter auf der Grundlage von Bi-, Y- und Tl können verwendet werden. Als Rohmaterial des Oxidsupraleiters können zusätzlich zu einem gewöhnlichen Rohmaterialpulver verwendet werden: eine Zwischenform vor einer Bildung eines Oxidsupraleiters, z.B. ein kalziniertes Material, welches man durch Vermengen, Durchmischen und Kalzinieren von Primärmaterialpulvern, wie beispielsweise aus einem Oxid und einem Karbonat, welche einen Elementarbestandteil des Oxidsupraleiters enthalten, erhält; eine mitgefällte Mischung, die man durch Mischen von Lösungen von Verbindungen erhalten hat, welche einen Elementarbestandteil des Oxidsupraleiters enthalten, um eine gewünschte Zusammensetzung bereitzustellen; ein sauerstoffarmes Verbundoxid; und eine Legierung aus einem Elementarbestandteil des Oxidsupraleiters.
Das Profil des Oxidsupraleiterfadens ist im Querschnitt fächerartig oder weist im Querschnitt die Form eines Segments oder Kreisausschnitts auf.
Der Querschnitt des Mehrfaden-Oxidsupraleiterdrahts ist nicht auf einen Kreis beschränkt, sondern kann ein Rechteck, eine Ellipse oder eine beliebige andere willkürliche Form besitzen.
Die jetzigen Erfinder haben herausgefunden, daß die C- Achsenausrichtung des Kristalls des Oxidsupraleiters um so besser ist, je flacher der Querschnitt des Oxidsupraleiterfadens ist, und sind so zu der vorliegenden Erfindung gelangt.
Bei dem Oxidsupraleiterdraht der vorliegenden Erfindung wird die C-Achsenausrichtung des Kristalls des Oxidsupraleiters wahrscheinlich aus dem folgenden Grund durch einen flachen Oxidsupraleiterfaden verbessert. Wenn nämlich das Rohmaterial erhitzt wird, um einen Oxidsupraleiter zu bilden, hat der Kristall des Metalls der Metallmatrix die Funktion, zu bewirken, daß sich der Kristall des Oxidsupraleiters entlang der C-Achse ausrichtet. Wenn die Berührungsfläche des Oxidsupraleiterfadens mit der Metallmatrix vergrößert wird, wird somit diese Funktion verbessert.
Eine Flachheit L²/S, vgl. Fig. 10C, bei der L (mm) eine Berührungslänge eines Oxidsupraleiterfadens mit der Metallmatrix im Querschnitt ist, und S (mm²) eine Querschnittsfläche eines Oxidsupraleiterfadens ist, zeigt den Grad der Flachheit einer Oxidsupraleiterschicht an und beträgt hinsichtlich der C-Achsenausrichtung vorzugsweise 18 oder ist größer. Wenn die Flachheit kleiner als 18 ist, ist die C- Achsenausrichtung nicht ausreichend, um die Supraleitfähigkeit zu erhalten.
Wenn bei dem Oxidsupraleiterdraht der vorliegenden Erfindung die flachen Oxidsupraleiterfäden so angeordnet werden, daß ihre Breitseitenrichtungen radial angeordnet sind, wird die Wärmeleitfähigkeit vergrößert. Allgemein weist ein Oxidsupraleiter eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf. Wenn ein Oxidsupraleiterdraht eine Struktur aufweist, wie in Fig. 1B dargestellt, ist die Wärmeleitfähigkeit in Richtung der Dicke gering, obwohl die Wärmeleitfähigkeit in Richtung der Breite hoch ist. Infolgedessen wird das Kühlvermögen des Oxidsupraleiters als Ganzes vermindert. Wenn also die Oxidsupraleiterfäden, wie bei der vorliegenden Erfindung, so angeordnet werden, daß ihre Breitseitenrichtungen radial angeordnet sind, wird Wärme mühelos weitergeleitet, ohne daß sie durch die Oxidsupraleiterfäden behindert wird.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrfaden- Oxidsupraleiterdrahts gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben.
Zuerst wird ein Rohmaterial 31 eines Oxidsupraleiters in ein Metallrohr 30 gefüllt, um einen Verbundknüppel 32 zu bilden, wie in Fig. 3A gezeigt. Der Verbundknüppel 32 wird dann einem Durchmesserverringerungsprozeß unterworfen, und so ein Verbunddraht 33 mit einem fächerartigen Querschnitt geformt, wie in Fig. 3B dargestellt. Eine Mehrzahl von Verbunddrähten 33 wird derart angeordnet, daß sich ihre bogenförmigen Abschnitte 33a auf der Außenseite befinden, und so eine Verbunddrahtanordnung 34 gebildet, wie in Fig. 3C dargestellt. Die Verbunddrahtanordnung 34 wird in einem umhüllenden Metallrohr 35 angeordnet, um eine mit Metall umhüllte Verbunddrahtanordnung 36 zu bilden, wie in Fig. 3D dargestellt. Die mit Metall umhüllte Verbunddrahtanordnung 36 oder ein in Fig. 3E dargestellter geordneter Drahtaufbau 37, den man erhält, indem man die mit Metall umhüllte Verbunddrahtanordnung 36 einem Durchmesserverringerungsprozeß unterwirft, wird in einer vorbestimmten Weise erhitzt, und so ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht 3 mit Oxidsupraleiterfäden 38 erhalten, deren Breitseitenrichtungen radial angeordnet sind, wie in Fig. 3F oder 3G dargestellt.
Der oben beschriebene Verbundknüppel wird einem Durchmesserverringerungsprozeß unterworfen, um einen Verbunddraht 40 mit einem im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt zu formen, wie in Fig. 4A dargestellt. Eine Mehrzahl von Verbunddrähten 40 wird derart auf einem Metallrohr 41 angeordnet, daß sich ihre bogenförmigen Abschnitte auf der Außenseite befinden, wie in Fig. 4B dargestellt, und so eine Verbunddrahtanordnung 42 gebildet.
Die Verbunddrahtanordnung 42 wird in ein umhüllendes Metallrohr 43 eingesetzt, um eine mit Metall umhüllte Verbunddrahtanordnung 44 zu bilden. Die mit Metall umhüllte Verbunddrahtanordnung 44 wird in einer vorbestimmten Weise erhitzt und so ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht 4 mit Oxidsupraleiterfäden 45, deren Breitseitenrichtungen radial angeordnet sind, sowie einem Öffnungsteil 46 zum Hindurchführen eines Kühlmittels erhalten. Fig. 4C zeigt in der Wand eines Metallrohrs 47 ausgebildete Supraleiterfäden.
Wenn der Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht in der oben beschriebenen Weise hergestellt werden soll, können Verbunddrähte, die jeweils einen fächerartigen Querschnitt aufweisen, in einer vorbestimmten Weise erhitzt werden, um zu bewirken, daß das Rohmaterial reagiert, um einen Oxidsupraleiter zu bilden, und danach kann eine Anordnung geformt werden, womit die Erhitzungszeit verkürzt wird. Jedoch muß in diesem Fall die Anordnung bei den nachfolgenden Prozessen vorsichtig behandelt werden, da die Oxidsupraleiterfäden dazu neigen, leicht zu brechen.
Da bei dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren die Verbunddrahtanordnung in das umhüllende Metallrohr eingesetzt wird, wird nicht nur der geordnete Drahtaufbau fixiert, sondern auch die Verarbeitungsfähigkeit verbessert. Statt die Verbunddrahtanordnung in das umhüllende Metallrohr einzusetzen, kann die Verbunddrahtanordnung durch ein Metallband zusammengehalten werden, oder ein Metallmaterial kann durch Aufdampfen auf der Oberfläche der Verbunddrahtanordnung ausgebildet werden, um sie zu umhüllen.
Als Verfahren zum Einfüllen des Rohmaterials in das Metallrohr kann ein pulverformiges Rohmaterial unmittelbar eingefüllt werden. Alternativ kann ein kompaktes Pulver, das man durch Verdichten eines pulverförmiges Rohmaterials mittels CIP (isostatischem Kaltpressen) in eine vorbestimmte Form erhält, oder ein gesinterter Körper aus einem kompakten Pulver eingefüllt werden.
Um bei dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung den Durchmesser des Verbundknüppels zu verringern, bei dem das Rohmaterial in das Metallrohr eingefüllt ist, können normale Verfahren einschließlich HIP (isostatisches Heißpressen), Extrusion, Walzen, Ziehen, Reduzieren usw. benutzt werden.
Um den Durchmesser des Verbundknüppels zu verringern, um einen Verbunddraht zu formen, der nach der Extrusion einen fächerartigen Querschnitt aufweist, kann der Verbundknüppel mittels Druckwalzen 50 mit geneigten Wellen zusammengepreßt werden, wie in Fig. 5A dargestellt, oder mittels einer Form 52, welche einen Öffnungsteil 51 mit einem fächerartigen Querschnitt aufweist, wie in Fig. 5B dargestellt. Alternativ kann eine Anpassungsextrusion verwendet werden.
Im Hinblick auf die Bedingungen des Erhitzungsprozesses zum Bewirken, daß das Rohmaterial des Oxidsupraleiters reagiert, um einen Oxidsupraleiter zu bilden, beträgt die Erhitzungstemperatur etwa 950 bis 1 000ºC, wenn der Supraleiter ein Oxidsupraleiter auf der Grundlage von Y ist, und beträgt etwa 850 bis 1 000ºC, wenn der Supraleiter ein Oxidsupraleiter auf der Grundlage von Bi und Tl ist, wobei in jedem Fall das Erhitzen in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre durchgeführt wird.
Wenn bei dem Verfahren zur Herstellung eines Mehrfaden- Oxidsupraleiterdrahts gemäß der vorliegenden Erfindung ein plattenartiges Metallteil 61 mit einer Anordnung von Durchgangsöffnungen 60 verwendet wird, wie in Fig. 6A dargestellt, kann ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht hergestellt werden, der eine Anordnung aus einer Mehrzahl von Stufen von Oxidsupraleiterfäden aufweist.
Dieses Herstellungsverfahren für einen Mehrfaden- Oxidsupraleiterdraht wird nun beschrieben. Ein Rohmaterial 62 des Oxidsupraleiters wird in die Durchgangsöffnungen 60 des in Fig. 6A dargestellten plattenartigen Metallteils 61 gefüllt, um einen in Fig. 6B dargestellten Verbundknüppel 63 zu bilden. Dieser Verbundknüppel 63 wird einem Durchmesserverringerungsprozeß unterworfen, um einen Verbunddraht 64 mit einem fächerartigen Querschnitt zu formen, wie in Fig. 6C dargestellt. Eine Mehrzahl von Verbunddrähten 64 wird derart zusammengesetzt, daß sich ihre bogenförmigen Abschnitte 64a auf der Außenseite befinden, und so eine Verbunddrahtanordnung 65 gebildet, wie in Fig. 6D dargestellt. Die Verbunddrahtanordnung 65 wird in ein umhüllendes Metallrohr 66 eingesetzt, um eine mit Metall umhüllte Verbunddrahtanordnung 67 zu bilden, wie in Fig. 6E dargestellt. Die mit Metall umhüllte Verbunddrahtanordnung 67 oder ein in Fig. 6F dargestellter geordneter Drahtaufbau 68, die man erhält, indem man die mit Metall umhüllte Verbunddrahtanordnung 67 einem Durchmesserverringerungsprozeß unterwirft, wird in einer vorbestimmten Weise erhitzt, und so ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht 6 mit konzentrischen Oxidsupraleiterfaden 69 erhalten, deren Breitseitenrichtungen radial angeordnet sind, wie in Fig. 6G oder 6H dargestellt.
Alternativ wird der oben beschriebene Verbundknüppel einem Durchmesserverringerungsprozeß unterworfen, um einen Verbunddraht 71 mit einem im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt und einer Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 70 zu formen, wie in Fig. 7A dargestellt. Eine Mehrzahl von Verbunddrähten 71 wird so auf einem Metallrohr 72 angeordnet, daß sich ihre bogenförmigen Abschnitte auf der Außenseite befinden, wie in Fig. 7B dargestellt, und so eine Verbunddrahtanordnung 73 gebildet. Die Verbunddrahtanordnung 73 wird in ein umhüllendes Metallrohr 74 eingesetzt, und so eine mit Metall umhüllte Verbunddrahtanordnung 75 gebildet. Die Anordnung 75 wird in einer vorbestimmten Weise erhitzt, und so ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht 7 mit einer Mehrzahl von konzentrischen Oxidsupraleiterfäden 76, deren Breitseitenrichtungen radial angeordnet sind, sowie einem Öffnungsteil 77 zum Hindurchführen eines Kühlmittels erhalten. Fig. 7C zeigt Supraleiterfäden 76 mit fächerartigem Querschnitt in der Wand eines Metallrohrs 78.
Zur Bildung eines Verbundknüppels kann ein plattenartiges Metallteil 81 mit einer Mehrzahl von Nuten 80 vorbereitet werden, wie in Fig. 8A dargestellt, ein Rohmaterial 82 kann in die Nuten 80 gefüllt werden, und ein Metalldeckel 83 kann auf das plattenartige Metallteil 81 gelegt werden, wie in Fig. 8B dargestellt. Mittels dieses Verfahrens wird der Einfüllvorgang erleichtert, und das Rohmaterial kann gleichförmig mit hoher Dichte eingefüllt werden&sub0; Wenn das Rohmaterial 82 kontinuierlich eingefüllt wird, während man bewirkt, daß sich das mit Nuten versehene plattenartige Metallteil 81 bewegt, kann ein langer Verbundknüppel wirkungsvoll hergestellt werden.
Ein plattenartiges Metallteil 91 mit einer Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 90, die in einer Mehrzahl von Anordnungen ausgebildet sind, wie in Fig. 9A dargestellt, kann verwendet werden, und es kann ein Verbundteil 92 mit einer Mehrzahl von Anordnungen von Rohmaterialschichten und einem fächerartigen Querschnitt geformt werden. Wenn ein derartiges plattenartiges Metallteil 91 verwendet wird, kann die Anzahl von Schritten des Durchmesserverringerungsprozesses verringert werden, und der Verbundknüppel kann wirkungsvoll hergestellt werden. Fig. 9B zeigt in Umfangsrichtung im Abstand angeordnete Supraleiterfäden 93.
Außerdem kann ein plattenartiges Metallteil 101 verwendet werden, in dem eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 100 in unregelmäßiger Weise ausgebildet ist, wie in Fig. 10A dargestellt. Wenn mit einem solchen plattenartigen Metallteil 101 ein Verbunddraht 102 mit einem fächerartigen Querschnitt geformt wird, wie in Fig. 10B dargestellt, kann die Dichte des Oxidsupraleiters durch in radialer Richtung und in Umfangsrichtung im Abstand angeordnete Supraleiterfäden 103 vergrößert werden.
Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Mehrfaden- Oxidsupraleiterdrahts gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 111, die jeweils einen flachen Querschnitt aufweisen, so in einem als Metallmatrix dienenden stangenartigen Metallteil 110 ausgebildet werden, daß ihre Breitseitenrichtungen radial angeordnet sind, wie in Fig. 11A dargestellt. Dann wird ein Rohmaterial 112 in die Durchgangsöffnungen 111 gefüllt, um einen Verbundknüppel 113 zu bilden, wie in Fig. 11B dargestellt. Der Verbundknüppel 113 ist einem Durchmesserverringerungsprozeß unterworfen worden, um einen Verbunddraht 114 zu formen, wie in Fig. 11B dargestellt. Der Verbunddraht 114 kann in einer vorbestimmten Weise erhitzt werden, um dadurch einen Mehrfaden- Oxidsupraleiterdraht zu bilden.

Beispiel 1

Bi&sub2;O&sub3;-, SrCO&sub3;-, CaCO&sub3;- und CuO-Pulver wurden derart vermengt, daß das Atomverhältnis Bi : Sr : Ca : Cu 2 : 2 : 1 : 2 betrug, durchmischt, in einer Außenluft bei 820ºC über 50 Stunden kalziniert und pulverisiert, um ein kalziniertes Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 5 µm zu bilden.
Das kalzinierte Pulver wurde verdichtet und dem CIP-Verfahren unterworfen, um eine Stange mit einem Durchmesser von 15 mm zu formen. Die Stange wurde in ein Ag-Rohr mit einem Außen- und Innendurchmesser von 25 bzw. 15 mm eingesetzt, um so einen Verbundknüppel zu bilden. Der Verbundknüppel wurde extrudiert, und so ein Verbunddraht erhalten, der einen fächerartigen Querschnitt mit einem Bogen von 0,2 mm, dem anderen Bogen von 1 mm und einer Breite von 5 mm besaß. Dieser Verbunddraht wurde unter Verwendung der in Fig. 5B dargestellten Form fertiggestellt
Eine gewünschte Anzahl von derart erhaltenen Verbunddrähten wurde so angeordnet, daß sich ihre längeren Bögen auf der Außenseite befanden, um eine Verbunddrahtanordnung zu bilden. Ein Ag-Band mit einer Dicke von 0,2 mm wurde auf die Umfangsfläche der Verbunddrahtanordnung gewickelt, und so eine mit Ag umhüllte Verbunddrahtanordnung gebildet.
Dann wurde die mit Ag umhüllte Anordnung bei 850ºC über 50 Stunden in einem Sauerstoffstrom erhitzt, und so ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht mit einem in Fig. 3F dargestellten Querschnitt gebildet.

Beispiel 2

Ein wie in Beispiel 1 erhaltenes kalziniertes Pulver wurde verdichtet und dem CIP-Verfahren unterworfen, um eine Stange mit einem Durchmesser von 15 mm zu formen. Die Stange wurde in ein Ag-Rohr mit einem Außen- und Innendurchmesser von 25 bzw. 15 mm eingesetzt, und so ein Verbundknüppel gebildet. Der Verbundknüppel wurde reduziert und extrudiert, um einen Draht zu formen. Der Draht wurde unter Verwendung der in Fig. 5B dargestellten Form gepreßt, und so ein Verbunddraht erhalten, der einen fächerartigen Querschnitt mit einem Bogen von 1 mm, dem anderen Bogen von 2 mm und einer Breite von 5 mm besaß.
Eine gewünschte Anzahl von so erhaltenen Verbunddrähten wurde auf einem Ag-Rohr mit einem Außen- und Innendurchmesser von 10 bzw. 6 mm derart angeordnet, daß sich ihre längeren Bögen auf der Außenseite befanden, um eine Verbunddrahtanordnung zu bilden. Ein Ag-Band mit einer Dicke von 0,2 mm wurde auf die Umfangsfläche der Verbunddrahtanordnung gewickelt, und so eine mit Ag umhüllte Verbunddrahtanordnung gebildet.
Dann wurde die mit Ag umhüllte Verbunddrahtanordnung bei 850ºC über 50 Stunden in einem Sauerstoffstrom erhitzt, und so ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht mit einem in Fig. 4C dargestellten Querschnitt gebildet.

Beispiel 3

Ein Ag-Rohr mit einer Dicke von 2 mm wurde auf einer wie in Beispiel 1 erhaltenen Verbunddrahtanordnung angebracht, um eine mit Metall umhüllte Verbunddrahtanordnung zu bilden. Die mit Metall umhüllte Verbunddrahtanordnung wurde reduziert, um einen geordneten Drahtaufbau mit einem Außendurchmesser von 8 mm zu formen. Diese Einheit wurde bei 850ºC über 50 Stunden in einem Sauerstoffstrom erhitzt, und so ein Mehrfaden- Oxidsupraleiterdraht mit einem in Fig. 3G dargestellten Querschnitt gebildet.

Beispiel 4

Ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht mit einem in Fig. 4C dargestellten Querschnitt wurde denselben Vorgehensweisen wie in Beispiel 2 folgend hergestellt, außer daß ein kalziniertes Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 5 µm verwendet wurde, das man durch Vermengen von Bi&sub2;O&sub3;-, PbO-, SrCO&sub3;-, CaCO&sub3;- und CuO-Pulver, derart, daß das Atomverhältnis Bi : Pb : Sr : Ca : Cu 1,6 : 0,4 : 2 : 2 : 3 betrug, Durchmischen, Kalzinieren in einer Außenluft bei 750ºC über 50 Stunden und Pulverisieren erhalten hatte.

Veraleichsbeispiel 1

Ein wie in Beispiel 1 erhaltenes kalziniertes Pulver wurde verdichtet und dem CIP-Verfahren unterworfen, um eine Stange mit einem Durchmesser von 20 mm zu erhalten. Eine Ag-Stange mit einem Außendurchmesser von 100 mm und sieben im selben Winkelabstand ausgebildeten und jeweils einen Außendurchmesser von 20 mm aufweisenden Durchgangsöffnungen wurde vorbereitet. Sieben der auf diese Weise erhaltenen Stangen wurden in die Durchgangsöffnungen der Ag-Stange eingeführt, um einen Verbundknüppel zu bilden. Der Verbundknüppel wurde denselben Vorgehensweisen wie in Beispiel 1 folgend reduziert und erhitzt, und so ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht mit einem Außendurchmesser von 10 mm und einem in Fig. 1A dargestellten Querschnitt geformt.

Vergleichsbeispiel 2

Ein wie in Beispiel 2 erhaltenes kalziniertes Pulver wurde verdichtet und dem CIP-Verfahren unterworfen, um eine Stange mit einem Durchmesser von 12 mm zu formen. Diese Stange wurde in ein Ag-Rohr mit einem Außen- und Innendurchmesser von 20 bzw. 12 mm eingesetzt. Die erhaltene Struktur wurde reduziert und gewalzt, um einen bandartigen rechteckigen Draht mit einer Breite von 5 mm und einer Dicke von 0,2 mm zu formen.
Eine Mehrzahl von derart erhaltenen bandartigen Drähten wurde in einem quadratischen Ag-Rohr mit Außen- und Innenseiten von 40 bzw. 30 mm ausgerichtet, um einen Verbundknüppel zu bilden. Dieser Verbundknüppel wurde gewalzt, um einen Mehrfaden- Oxidsupraleiterdraht mit einer Dicke von 4 mm und einer Breite von 18 mm zu bilden.
Dieser Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht wurde denselben Vorgehensweisen wie in Beispiel 2 folgend erhitzt, und so ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht mit einem in Fig. 1B dargestellten Querschnitt geformt.
Die kritische Temperatur (Tc) und die kritische Stromdichte (Jc) in flüssigem Stickstoff von jedem der in den Beispielen 1 bis 4 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 hergestellten Mehrfaden-Oxidsupraleiterdrähte wurden in normalen Meßverfahren gemessen. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse. Tabelle 1
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, besaßen die Mehrfaden- Oxidsupraleiterdrähte der Beispiele 1 bis 4 große Tc- und Jc- Werte. Insbesondere zeigte der Supraleiter aus Beispiel 2 eine ausgezeichnete Supraleitereigenschaft, da die Kühlung innerhalb des Supraleiters gefördert wurde. Da bei dem Supraleiter aus Beispiel 3 die mit Metall umhüllte Anordnung einem Durchmesserverringerungsprozeß unterworfen wurde, wurde die Haftfestigkeit der Verbunddrähte vergrößert, um die Kühlwirkung zu verbessern, und so eine ausgezeichnete Supraleitereigenschaft gezeigt.
Da im Gegensatz dazu beim Vergleichsbeispiel 1 die Oxidsupraleiterfäden einen kreisförmigen Querschnitt besaßen, war die Dichte der Oxidsupraleiter gering, wodurch die Supraleitereigenschaft verschlechtert wurde. Da im Vergleichsbeispiel 2 die Oxidsupraleiterfäden die Wärmeleitung in Richtung der Dicke behinderten, war die Kühlwirkung gering. Die Jc-Werte waren bei beiden Vergleichsbeispielen 1 und 2 klein.

Beispiel 5

Bi&sub2;O&sub3;-, SrCO&sub3;-, CaCO&sub3;- und CuO-Pulver wurden derart vermengt, daß das Atomverhältnis Bi : Sr : Ca : Cu 2 : 2 : 1 : 2 betrug, durchmischt, in einer Außenluft bei 820ºC über 50 Stunden kalziniert und pulverisiert, um ein kalziniertes Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 5 µm zu bilden.
Das kalzinierte Pulver wurde verdichtet und dem CIP-Verfahren unterworfen, um eine Stange mit einer Größe von 2 mm x 2 mm zu formen. Ein Ag-Rohr wurde vorbereitet, in dem drei Durchgangsöffnungen jeweils mit einer Größe von 2 mm x 2 mm in einer regelmäßigen Anordnung ausgebildet waren, und das eine Dicke von 4 mm und eine Breite von 10 mm aufwies. Auf diese Weise erhaltene Stangen wurden in die Durchgangsöffnungen dieses Ag-Rohrs gefüllt, und so ein Verbundknüppel gebildet. Der Verbundknüppel wurde extrudiert, und so ein Verbunddraht erhalten, der einen fächerartigen Querschnitt mit einem Bogen von 0,2 mm, dem anderen Bogen von 2 mm und einer Breite von 10 mm besaß. Der Verbunddraht wurde unter Verwendung der in Fig. 5A dargestellten Walzrollen fertiggestellt.
Eine gewünschte Anzahl von derart erhaltenen Verbunddrähten wurde derart angeordnet, daß sich ihre längeren Bögen auf der Außenseite befanden, um eine Verbunddrahtanordnung zu bilden. Ein Ag-Band mit einer Dicke von 0,2 mm wurde auf die Umfangsfläche der Verbunddrahtanordnung gewickelt, und so eine mit Ag umhüllte Verbunddrahtanordnung gebildet.
Dann wurde die mit Ag umhüllte Verbunddrahtanordnung bei 850ºC über 50 Stunden in einem Sauerstoffstrom erhitzt, und so ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht mit einem in Fig. 6D dargestellten Querschnitt gebildet.

Beispiel 6

Ein Ag-Rohr wurde vorbereitet, in dem drei Durchgangsöffnungen jeweils mit einer Größe von 2 mm x 2 mm in einer regelmäßigen Anordnung ausgebildet waren, und das einen Außendurchmesser von 4 mm und eine Länge von 8 mm aufwies. Wie im Beispiel 5 hergestellte Stangen wurden in die Durchgangsöffnungen des Ag- Rohrs gefüllt, und so ein Verbundknüppel gebildet. Der Verbundknüppel wurde extrudiert und gepreßt, unter Verwendung der in Fig. 5B dargestellten Form, und so ein Verbunddraht mit einem fächerartigen Querschnitt mit einem Bogen von 0,7 mm, dem anderen Bogen von 2 mm und einer Breite von 8 mm erhalten.
Eine gewünschte Anzahl von so erhaltenen Verbunddrähten wurde auf einem Ag-Rohr mit einem Außen- und Innendurchmesser von 8 bzw. 6 mm derart angeordnet, daß sich ihre längeren Bögen auf der Außenseite befanden, um eine Verbunddrahtanordnung zu bilden. Ein Ag-Band mit einer Dicke von 0,2 mm wurde auf die Umfangsfläche der Verbunddrahtanordnung gewickelt, und so eine mit Ag umhüllte Verbunddrahtanordnung gebildet.
Dann wurde die mit Ag umhüllte Verbunddrahtanordnung bei 825ºC über 50 Stunden in einer äußeren Atmosphäre erhitzt, und so ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht mit einem in Fig. 7C dargestellten Querschnitt gebildet.

Beispiel 7

Ein Ag-Rohr mit einer Dicke von 2 mm wurde auf einer wie in Beispiel 5 erhaltenen Verbunddrahtanordnung angebracht, um eine mit Ag umhüllte Verbunddrahtanordnung zu bilden. Die mit Ag umhüllte Verbunddrahtanordnung wurde reduziert, um einen geordneten Drahtaufbau mit einem Außendurchmesser von 8 mm zu formen. Diese Einheit wurde bei 850ºC über 50 Stunden in einem Sauerstoffstrom erhitzt, und so ein Mehrfaden- Oxidsupraleiterdraht mit einem in Fig. 6H dargestellten Querschnitt gebildet.

Beispiel 8

Ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht mit einem in Fig. 7C dargestellten Querschnitt wurde denselben Vorgehensweisen wie in Beispiel 6 folgend hergestellt, außer daß ein kalziniertes Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 5 µm verwendet wurde, das man durch Vermengen von Bi&sub2;O&sub3;-, PbO-, SrCO&sub3;-, CaCO&sub3;- und CuO-Pulver, derart, daß das Atomverhältnis Bi : Pb : Sr : Ca : Cu 1,6 : 0,4 : 2 : 2 : 3 betrug, Durchmischen, Kalzinieren in einer Außenluft bei 750ºC über 50 Stunden und Pulverisieren erhalten hatte.

Vergleichsbeispiel 3

Ein wie in Beispiel 5 erhaltenes kalziniertes Pulver wurde verdichtet und dem CIP-Verfahren unterworfen, um eine Stange mit einem Durchmesser von 20 mm zu erhalten. Eine Ag-Stange mit einem Außendurchmesser von 100 mm und sieben im selben Winkelabstand ausgebildeten und jeweils einen Außendurchmesser von 20 mm aufweisenden Durchgangsöffnungen wurde vorbereitet. Sieben der auf diese Weise erhaltenen Stangen wurden in die Durchgangsöffnungen der Ag-Stange eingeführt, um einen Verbundknüppel zu bilden. Der Verbundknüppel wurde denselben Vorgehensweisen wie in Beispiel 5 folgend reduziert und erhitzt, und so ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht mit einem in Fig. 1A dargestellten Querschnitt geformt.

Vergleichsbeispiel 4

Ein wie in Beispiel 5 erhaltenes kalziniertes Pulver wurde verdichtet und dem CIP-Verfahren unterworfen, um eine Stange mit einem Durchmesser von 12 mm zu formen. Diese Stange wurde in ein Ag-Rohr mit einem Außen- und Innendurchmesser von 20 bzw. 12 mm gefüllt. Die erhaltene Struktur wurde reduziert und gewalzt, um einen Einfaden-Oxidsupraleiterdraht mit einem Außendurchmesser von 1 mm zu formen. Eine Mehrzahl von derart erhaltenen Oxidsupraleiterdrähten wurde in ein Ag-Rohr mit Außen- und Innenseiten von 34 mm bzw. 26 mm eingeführt, und so ein Verbundknüppel gebildet. Der Verbundknüppel wurde gewalzt, um einen Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht mit einem Außendurchmesser von 20 mm zu formen.
Dieser Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht wurde denselben Vorgehensweisen wie in Beispiel 5 folgend erhitzt, und so ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht mit einem in Fig. 1C dargestellten Querschnitt geformt. Das heißt, im Querschnitt dieses Mehrfaden-Oxidsupraleiterdrahts waren Oxidsupraleiterfäden 11 in einer Metallmatrix 10 verteilt.
Die kritische Temperatur (Tc) und die kritische Stromdichte (Jc) in flüssigem Stickstoff von jedem der in den Beispielen 5 bis 8 und den Vergleichsbeispielen 3 und 4 hergestellten Mehrfaden-Oxidsupraleiterdrähte wurden gemessen.
Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse zusammen mit der Anzahl von Oxidsupraleiterfäden, d.h. der Anzahl von Kernen. Tabelle 2
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, besaßen die Mehrfaden- Oxidsupraleiterdrähte der Beispiele 5 bis 8 große Tc- und Jc- Werte. Insbesondere zeigte der Supraleiter aus Beispiel 6 eine ausgezeichnete Supraleitereigenschaft, da die Kühlung innerhalb des Supraleiters gefördert wurde. Da bei dem Supraleiter aus Beispiel 7 die mit Metall umhüllte Anordnung einem Durchmesserverringerungsprozeß unterworfen wurde, wurde die Haftfestigkeit der Verbunddrähte vergrößert, um die Kühlwirkung zu verbessern, und so eine ausgezeichnete Supraleitereigenschaft gezeigt.
Da im Gegensatz dazu im Vergleichsbeispiel 3 die Oxidsupraleiterfäden einen kreisförmigen Querschnitt aufwiesen und so eine große Fläche mit einer kleinen Anzahl von Kernen lieferten, war die Dichte der Oxidsupraleiter niedrig, wodurch die Supraleitereigenschaft verschlechtert wurde. Da im Vergleichsbeispiel 4 die Einfaden-Oxidsupraleiterdrähte in einer Eins-zu-eins-Entsprechung in Metallrohre eingeführt wurden, um einen Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht bereitzustellen, überkreuzten sich die Drähte örtlich. Die Überkreuzungsbereiche wurden abnormal verformt. Die Jc-Werte waren in beiden Vergleichsbeispielen 3 und 4 klein.

Beispiel 9

Bi&sub2;O&sub3;-, SRCO&sub3;-, CaCO&sub3;- und CuO-Pulver wurden derart vermengt, daß das Atomverhältnis Bi : Sr : Ca : Cu 2 : 2 : 1 : 2 betrug, durchmischt, in einer Außenluft bei 820ºC über 50 Stunden kalziniert und pulverisiert, um ein kalziniertes Pulver zu bilden.
Das kalzinierte Pulver wurde verdichtet und dem CIP-Verfahren unterworfen, um eine gewünschte Anzahl von verdichteten Körpern zu formen, die jeweils einen rechteckigen Querschnitt, eine Breite von 10 mm und eine unterschiedliche Dicke, d.h. eine unterschiedliche Flachheit besaßen. Durchgangsöffnungen, die jeweils denselben Querschnitt wie denjenigen jedes verdichteten Körpers besaßen, wurden in einem Ag-Rohr mit einem Außendurchmesser von 30 mm derart ausgebildet, daß ihre Breitseitenrichtungen radial angeordnet waren. Die verdichteten Körper wurden in die Durchgangsöffnungen eingeführt, und so ein Verbundknüppel gebildet. Die Anzahl von Durchgangsöffnungen wurde derart festgelegt, daß die Gesamtquerschnittsfläche der Durchgangsöffnungen in sämtlichen Verbundknüppeln identisch war.
Der Verbundknüppel wurde reduziert, um einen Oxidsupraleiterdraht mit einem Außendurchmesser von 2 mm zu formen. Der Oxidsupraleiterdraht wurde bei 850ºC über 50 Stunden in einem Sauerstoffstrom erhitzt, und so ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht mit demselben Querschnitt gebildet, wie demjenigen, der in Fig. 2A dargestellt ist.

Beispiel 10

Eine gewünschte Anzahl von verdichteten Körpern, die jeweils einen rechteckigen Querschnitt, eine Breite von 10 mm und eine unterschiedliche Dicke, d.h. eine unterschiedliche Flachheit besaßen, wurde durch Verdichten und Durchführen des CIP- Verfahrens an dem wie in Beispiel 9 erhaltenen kalzinierten Pulver geformt. Durchgangsöffnungen, die jeweils denselben Querschnitt wie denjenigen jedes verdichteten Körpers besaßen, wurden in einem Ag-Rohr mit einem Außen- und Innendurchmesser von 30 mm bzw. 5 mm derart ausgebildet, daß ihre Längsrichtungen radial angeordnet waren. Die verdichteten Körper wurden in die Durchgangsöffnungen eingeführt, und so ein Verbundknüppel gebildet. Die Anzahl von Durchgangsöffnungen wurde derart festgelegt, daß die Gesamtquerschnittsfläche der Durchgangsöffnungen in sämtlichen Verbundknüppeln identisch war.
Der Verbundknüppel wurde reduziert, um einen Mehrfaden- Oxidsupraleiterdraht mit einem Außendurchmesser von 10 mm zu formen. Der Oxidsupraleiterdraht wurde bei 850ºC über 50 Stunden in einem Sauerstoffstrom erhitzt, und so ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht mit demselben Querschnitt gebildet, wie demjenigen, der in Fig. 2E dargestellt ist.

Beispiel 11

Ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht mit einem in Fig. 2B dargestellten Querschnitt wurde denselben Vorgehensweisen wie in Beispiel 10 folgend hergestellt, außer daß ein kalziniertes Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 5 µm verwendet wurde, das man durch Vermengen von Bi&sub2;O&sub3;-, PbO-, SrCO&sub3;-, CaCO&sub3;- und CuO-Pulver, derart, daß das Atomverhältnis Bi : Pb : Sr : Ca : Cu 1,6 : 0,4 : 2 : 2 : 3 betrug, Durchmischen, Kalzinieren in einer Außenluft bei 750ºC über 50 Stunden und Pulverisieren erhalten hatte.

Vergleichsbeispiel 5

Ein wie in Beispiel 9 erhaltenes kalziniertes Pulver wurde verdichtet und dem CIP-Verfahren unterworfen, um eine Stange mit einem Durchmesser von 5 mm zu erhalten. Eine Ag-Stange mit einem Außendurchmesser von 25 mm und sieben im selben Winkelabstand ausgebildeten und jeweils einen Außendurchmesser von 5 mm aufweisenden Durchgangsöffnungen wurde vorbereitet. Sieben der auf diese Weise erhaltenen stangen wurden in die Durchgangsöffnungen der Ag-Stange eingeführt, um einen Verbundknüppel zu bilden. Der Verbundknüppel wurde denselben Vorgehensweisen wie in Beispiel 9 folgend reduziert und erhitzt, und so ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht mit einem Außendurchmesser von 2 mm und einem in Fig. 1A dargestellten Querschnitt geformt.

Vergleichsbeispiel 6

Ein wie in Beispiel 10 erhaltenes kalziniertes Pulver wurde verdichtet und dem CIP-Verfahren unterworfen, um eine Stange mit einem Durchmesser von 12 mm zu formen. Diese Stange wurde in ein Ag-Rohr mit einem Außen- und Innendurchmesser von 20 bzw. 12 mm eingeführt. Die erhaltene Struktur wurde reduziert und gewalzt, um einen bandartigen Draht mit einem rechteckigen Querschnitt, einer Breite von 5 mm und einer Dicke von 0,2 mm zu formen,
Eine Mehrzahl von derart erhaltenen bandartigen Drähten wurde in ein quadratisches Ag-Rohr mit Außen- und Innenseiten von 40 bzw. 30 mm eingeführt, und so ein Verbundknüppel gebildet. Der Verbundknüppel wurde gewalzt, um einen Mehrfaden- Oxidsupraleiterdraht mit einer Dicke von 1 mm und einer Breite von 3 mm zu formen.
Dieser Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht wurde denselben Vorgehensweisen wie in Beispiel 10 folgend erhitzt, und so ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht mit einem in Fig. 1B dargestellten Querschnitt gebildet.
Die kritische Temperatur (Tc) und die kritische Stromdichte (Jc) in flussigem Stickstoff von jedem der in den Beispielen 9 bis 11 und den Vergleichsbeispielen 5 und 6 hergestellten Mehrfaden-Oxidsupraleiterdrähte wurden in normalen Meßverfahren gemessen. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse. Tabelle 3
Wie aus Tabelle 3 ersichtlich ist, besaßen die Mehrfaden-Oxidsupraleiterdrähte der Beispiele 9 bis 11 große Tc- und Jc- Werte.
Da im Gegensatz dazu im Vergleichsbeispiel 5 die Oxidsupraleiterfäden einen kreisförmigen Querschnitt besaßen, hatte ihr Kristall eine schlechte C-Achsenausrichtung. Da im Vergleichsbeispiel 6 die Oxidsupraleiterfäden die Wärmeleitung in Richtung der Dicke behinderten, war die Kühlwirkung gering, und der Jc-Wert war klein.

Beispiel 12

Y&sub2;O&sub3;-, BaCO&sub3;- und CuO-Pulver wurden derart vermengt, daß das Atomverhältnis Y : Ba : Cu 1 : 2 : 3 betrug, durchmischt, in einer Außenluft bei 900ºC über 100 Stunden kalziniert und pulverisiert, um ein kalziniertes Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 5 µm zu bilden.
Das kalzinierte Pulver wurde verdichtet und dem CIP-Verfahren unterworfen, um eine gewünschte Anzahl von verdichteten Körpern zu bilden, die jeweils einen rechteckigen Querschnitt, eine Breite von 10 mm und eine unterschiedliche Dicke, d.h. eine unterschiedliche Flachheit besaßen. Durchgangsöffnungen, die jeweils denselben Querschnitt wie denjenigen jedes verdichteten Körpers besaßen, wurden in einem Ag-Rohr mit einem Außendurchmesser von 30 mm derart ausgebildet, daß ihre Breitseitenrichtungen radial angeordnet waren. Die verdichteten Körper wurden in die Durchgangsöffnungen eingeführt, und so ein Verbundknüppel gebildet. Die Anzahl von Durchgangsöffnungen wurde derart festgelegt, daß die Gesamtquerschnittsfläche der Durchgangsöffnungen in sämtlichen Verbundknüppeln identisch war.
Der Verbundknüppel wurde reduziert und gewalzt, um einen Oxidsupraleiterdraht mit einem Außendurchmesser von 2 mm zu formen. Der Oxidsupraleiterdraht wurde bei 920ºC über 20 Stunden in einem Sauerstoffstrom erhitzt, und so ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht mit demselben Querschnitt gebildet, wie demjenigen, der in Fig. 2A dargestellt ist.

Beispiel 13

Ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht mit einem in Fig. 2A dargestellten Querschnitt wurde denselben Vorgehensweisen wie in Beispiel 12 folgend hergestellt, außer daß ein kalziniertes Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 5 µm verwendet wurde, das man durch Vermengen von Tl&sub2;O&sub3;-, BaCO&sub3;-, CaCO&sub3;- und CuO-Pulver, derart, daß das Atomverhältnis Tl : Ba : Ca : Cu 2 : 2 : 2 : 3 betrug, Durchmischen, Kalzinieren in einer Außenluft bei 750ºC über 20 Stunden und Pulverisieren erhalten hatte. In diesem Fall wird die Wärmebehandlung unter einer Bedingung von 850ºC x 50 Stunden durchgeführt.

Vergleichsbeispiel 7

Ein wie in Beispiel 12 erhaltenes kalziniertes Pulver wurde verdichtet und dem CIP-Verfahren unterworfen, um eine Stange mit einem Durchmesser von 5 mm zu erhalten. Eine Ag-Stange mit einem Außendurchmesser von 25 mm und sieben im selben Winkelabstand ausgebildeten und jeweils einen Außendurchmesser von 5 mm aufweisenden Durchgangsöffnungen wurde vorbereitet. Sieben der auf diese Weise erhaltenen Stangen wurden in die Durchgangsöffnungen der Ag-Stange eingeführt, um einen Verbundknüppel zu bilden. Der Verbundknüppel wurde denselben Vorgehensweisen wie in Beispiel 12 folgend reduziert und erhitzt, und so ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht mit einem Außendurchmesser von 2 mm und einem in Fig. 1A dargestellten Querschnitt geformt.

Vergleichsbeispiel 8

Ein wie in Beispiel 13 erhaltenes kalziniertes Pulver wurde verdichtet und dem CIP-Verfahren unterworfen, um eine Stange mit einem Durchmesser von 5 mm zu formen. Eine Ag-Stange mit einem Außendurchmesser von 25 mm und sieben im selben Winkelabstand ausgebildeten und jeweils einen Außendurchmesser von 5 mm aufweisenden Durchgangsöffnungen wurde vorbereitet. Sieben der auf diese Weise erhaltenen Stangen wurden in die Durchgangsöffnungen der Ag-Stange eingeführt, um einen Verbundknüppel zu bilden. Der Verbundknüppel wurde denselben Vorgehensweisen wie in Beispiel 12 folgend reduziert und erhitzt, und so ein Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht mit einem Außendurchmesser von 2 mm und einem in Fig. 1A dargestellten Querschnitt geformt.
Die kritische Temperatur (Tc) und die kritische Stromdichte (Jc) in flüssigem Stickstoff von jedem der in den Beispielen 12 und 13 und den Vergleichsbeispielen 7 und 8 hergestellten Mehrfaden-Oxidsupraleiterdrähte wurden in normalen Meßverfahren gemessen. Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse. Tabelle 4
Wie aus Tabelle 4 ersichtlich ist, besaßen die Mehrfaden- Oxidsupraleiterdrähte der Beispiele 12 und 13 große Tc- und Jc-Werte.
Da im Gegensatz dazu beim Vergleichsbeispiel 5 die Oxidsupraleiterfäden einen kreisförmigen Querschnitt besaßen, hatte ihr Kristall eine schlechte C-Achsenausrichtung.

Claims

1. Mehrfaden-Oxidsupraleiterdraht (3, 4, 6, 7), umfassend:

eine Mehrzahl von Verbunddrähten (33, 40, 64, 71, 92, 102), wobei jeder Verbunddraht einen Oxidsupraleiterfaden (31, 40, 62, 69, 76) und eine den Oxidsupraleiterfaden umhüllende Metallschicht (30, 61, 71, 81, 83, 91, 101) einschließt; und

eine aus einem Metall (35, 43, 66, 74) hergestellte und die Mehrzahl von Verbunddrähten umhüllende äußere Schicht; dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Faden (31, 40, 62, 69, 76) eine nach innen zu verjüngte Querschnittsform mit zwei einander gegenüberliegenden ebenen Seitenflächen aufweist, und die besagten einander gegenüberliegenden Seitenflächen der besagten Fäden so angeordnet sind, daß sie sich in radialer Richtung erstrecken, wodurch ein Mehrfaden- Oxidsupraleiterdraht mit kreisförmigem Querschnitt (34, 36, 37, 44, 67, 68, 75) gebildet wird.

2. Supraleiterdraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Verbunddraht eine Mehrzahl der besagten Oxidsupraleiterfäden (62, 76) enthält, die in radialer Richtung im Abstand voneinander angeordnet sind.

3. Supraleiterdraht nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verbunddraht eine Mehrzahl der besagten Oxidsupraleiterfäden (93, 103) enthält, die in einer Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnet sind.

4. Supraleiterdraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Verbunddrähte im Querschnitt jeweils fächerförmig sind und um ein mittiges Metallrohr (41, 72) herum zusammengesetzt sind, um eine Verbunddrahtanordnung (44, 73) mit röhrenförmigem Querschnitt zu bilden.

5. Supraleiterdraht nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4 und dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallrohr oder Metallband oder durch Aufdampfung gebildetes Metall als die besagte äußere Schicht aus Metall (35, 43, 66, 74), welche die besagte Mehrzahl von Verbunddrähten umhüllt, verwendet wird.

6. Supraleiterdraht nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet, daß der besagte verjüngte Querschnitt jedes Fadens (31, 40, 62, 69, 76) derart ist, daß L²/S nicht kleiner als 18 ist, wobei L (mm) die Berührungslänge des besagten Querschnitts mit der besagten, den Faden umhüllenden Metallschicht (30, 61, 71, 81, 83, 91, 101) ist, und 5 (mm²) die Querschnittsfläche des besagten Fadens ist.

7. Supraleiterdraht nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der besagten Oxidsupraleiterfäden (31, 40, 62, 69, 76) ein Material ist, das aus der aus Materialien auf der Grundlage von Y, auf der Grundlage von Bi und auf der Grundlage von Tl bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

8. Verfahren zur Herstellung eines Mehrfaden- Oxidsupraleiterdrahts, umfassend die Schritte: Einfüllen eines Rohmaterials (31, 62) eines Oxidsupraleiters in eine Durchgangsöf fnung (60, 70, 100) eines Metallteils (30, 61, 101), um einen Verbundknüppel (32, 63) zu bilden;

Zusammenpressen des besagten Verbundknüppels, um Verbunddrähte (33, 40, 64, 71, 92, 102) zu bilden, die einen Faden (31, 40, 62, 69, 76) des besagten Rohmaterials eines Oxidsupraleiters enthalten, wobei der besagte Faden eine nach innen zu verjüngte Querschnittsform mit zwei einander gegenüberliegenden ebenen Seitenflächen aufweist;

Zusammensetzen einer Mehrzahl der besagten Verbunddrähte, um einen kreisförmigen Querschnitt (34, 36, 37, 44, 67, 68, 75) zu bilden, wobei sich die einander gegenüberliegenden Seiten jedes Fadens der besagten Verbunddrähte in einem Querschnitt der besagten Verbunddrahtanordnung in radialer Richtung erstrecken;

Umhüllen der besagten Verbunddrahtanordnung mit einem Metallteil (35, 43, 66, 74) oder einem Metallband oder mittels eines durch Aufdampfen gebildeten Metallmaterials, um eine mit Metall umhüllte Verbunddrahtanordnung zu bilden; und

Unterziehen der besagten, mit Metall umhüllten Verbunddrahtanordnung einer vorbestimmten Wärmebehandlung, um das besagte Rohmaterial (31, 62) in einen Oxidsupraleiter umzuwandeln.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Verbunddrähte im Querschnitt fächerartig sind und miteinander verbunden werden, um einen Mehrfaden- Oxidsupraleiterdraht zu definieren, der im Querschnitt kreisförmig ist, mit einer mittigen Bohrung (41, 46, 72) darin.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Metallteil mit einer Durchgangsöffnung anfänglich in Form eines Rohrs (30) vorliegt.

11. Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Metallteil mit einer Durchgangsöffnung anfänglich in Form eines plattenartigen Teils (61) vorliegt, in welchem eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen (60) in einer Richtung parallel zu entgegengesetzten ebenen Oberflächen des besagten plattenartigen Teils (61) ausgebildet ist.

12. Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Metallteil mit einer Durchgangsöffnung anfänglich in Form einer unteren Platte (81) vorliegt, die in ihrer Oberseite mit einer Mehrzahl von parallelen Nuten (80) ausgebildet ist, wobei ein Metalldeckel (83) vorhanden ist, der über der besagten unteren Platte (81) liegt, so daß er die besagten Nuten bedeckt.

13. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 8 bis 12 und dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Metallmatrix aus einem Material hergestellt wird, das aus der aus Ag, einer Ag- Legierung, einem Cu und einer Cu-Legierung bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

14. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß es weiter den Schritt umfaßt, die besagte umhüllte Verbunddrahtanordnung einem Durchmesserverringerungsprozeß zu unterwerfen.

15. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Oxidsupraleiter ein Material ist, das aus der aus Materialien auf der Grundlage von Y, auf der Grundlage von Bi und auf der Grundlage von Tl bestehenden Gruppe ausgewählt wird.