JP2523623B2 - 超電導ユニツトの製造方法 - Google Patents
超電導ユニツトの製造方法Info
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- JP2523623B2 JP2523623B2 JP62103763A JP10376387A JP2523623B2 JP 2523623 B2 JP2523623 B2 JP 2523623B2 JP 62103763 A JP62103763 A JP 62103763A JP 10376387 A JP10376387 A JP 10376387A JP 2523623 B2 JP2523623 B2 JP 2523623B2
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、超電導マグネット等の超電導ユニットの製
造方法に関するものである。
造方法に関するものである。
「従来の技術」 近来、常電導状態から超電導状態に遷移する臨界温度
（Tc）が液体窒素温度以上の高い値を示す酸化物系の超
電導材料が種々発見されつつある。これら酸化物系の超
電導材料は、従来の合金系、あるいは化合物系の超電導
材料に比較して高い臨界温度を示すために、実用上極め
て有用な超電導材料であると言える。
（Tc）が液体窒素温度以上の高い値を示す酸化物系の超
電導材料が種々発見されつつある。これら酸化物系の超
電導材料は、従来の合金系、あるいは化合物系の超電導
材料に比較して高い臨界温度を示すために、実用上極め
て有用な超電導材料であると言える。
「発明が解決しようとする問題点」 ところで、前記酸化物系の超電導材料は、極めて脆
く、その加工は困難なために、所望の形状の超電導体を
得るには、原料粉末を最終形状に成形した状態で焼結す
るか、あるいは、焼結後に機械的切削加工を行うといっ
た方法を採用する必要がある。ところが、前記原料粉末
を成形して焼結する方法にあっては、原料粉末を複雑な
形状に成形することが技術的に困難なために、コイル状
の超電導体を製造することが困難な問題がある。一方、
機械的切削加工を行う方法は、所望の形状の超電導体を
得ることはできるものの、コイル等の複雑な形状の超電
導体を製造するには、脆い超電導体を損傷させることな
く切削する必要があり、加えて、高い切削加工精度を要
求されるなどの原因から、製造コストが高くなるととも
に、超電導体の大部分を切削して除去する技術であるた
めに、材料の無駄が多くなる問題がある。
く、その加工は困難なために、所望の形状の超電導体を
得るには、原料粉末を最終形状に成形した状態で焼結す
るか、あるいは、焼結後に機械的切削加工を行うといっ
た方法を採用する必要がある。ところが、前記原料粉末
を成形して焼結する方法にあっては、原料粉末を複雑な
形状に成形することが技術的に困難なために、コイル状
の超電導体を製造することが困難な問題がある。一方、
機械的切削加工を行う方法は、所望の形状の超電導体を
得ることはできるものの、コイル等の複雑な形状の超電
導体を製造するには、脆い超電導体を損傷させることな
く切削する必要があり、加えて、高い切削加工精度を要
求されるなどの原因から、製造コストが高くなるととも
に、超電導体の大部分を切削して除去する技術であるた
めに、材料の無駄が多くなる問題がある。
本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、極めて
脆い酸化物系超電導材料を用いて超電導コイルなどの複
雑な形状の超電導ユニットを精度良く、しかも、容易に
製造することができる方法の提供を目的とする。
脆い酸化物系超電導材料を用いて超電導コイルなどの複
雑な形状の超電導ユニットを精度良く、しかも、容易に
製造することができる方法の提供を目的とする。
「問題点を解決するための手段」 本発明は、前記問題点を解決するために、基体上に所
定形状の酸化物系超電導導体を形成してなる超電導ユニ
ットを製造する方法において、基体上に常電導層を形成
した後に、この常電導層上に酸化物系超電導層を形成
し、更にこの超電導層上に、Ｗ、Mo、Ti、Taから選択さ
れる耐熱金属から、あるいはステンレス鋼からなる耐熱
鋼から、または、インコネルからなる耐熱合金からなる
耐食層を形成するとともに、前記耐食層の一部を選択的
に除去した後にエッチング液に浸漬し、前記耐食層をマ
スクとして超電導層を選択的にエッチングして基体上に
所定形状の超電導導体を形成し、その後に所定形状の超
電導導体の周囲下方の常電導層を除去して超電導導体と
同じ形状の安定化材を基体上に形成するものである。
定形状の酸化物系超電導導体を形成してなる超電導ユニ
ットを製造する方法において、基体上に常電導層を形成
した後に、この常電導層上に酸化物系超電導層を形成
し、更にこの超電導層上に、Ｗ、Mo、Ti、Taから選択さ
れる耐熱金属から、あるいはステンレス鋼からなる耐熱
鋼から、または、インコネルからなる耐熱合金からなる
耐食層を形成するとともに、前記耐食層の一部を選択的
に除去した後にエッチング液に浸漬し、前記耐食層をマ
スクとして超電導層を選択的にエッチングして基体上に
所定形状の超電導導体を形成し、その後に所定形状の超
電導導体の周囲下方の常電導層を除去して超電導導体と
同じ形状の安定化材を基体上に形成するものである。
「作用」 耐食層の一部を選択的に除去し、一部を除去した後の
耐食層をマスクとしてエッチングを行い、所望の形状の
超電導導体を基体に備えた超電導ユニットを得る。ま
た、耐食層は機械加工等により所望の形状に高精度で加
工可能であり、この耐食層を精巧なマスクとして用いる
ことによって複雑な形状の超電導導体を高い精度で形成
する。更に、耐食層として、Ｗ、Mo、Ti、Taから選択さ
れる耐熱金属から、あるいはステンレス鋼からなる耐熱
鋼から、または、インコネルからなる耐熱合金からなる
耐食層を用いるならば、耐食層の一部を切削加工で容易
に除去することができ、アルカリ金属のエッチング液の
マスクとして使用でき、このマスクごしに酸化物超電導
層をアルカリ金属のエッチング液で除去することができ
る。また、所定形状の超電導導体の周囲下方の常電導層
を除去することで、超電導導体に密着した常電導層から
なる安定化材が生成する。
耐食層をマスクとしてエッチングを行い、所望の形状の
超電導導体を基体に備えた超電導ユニットを得る。ま
た、耐食層は機械加工等により所望の形状に高精度で加
工可能であり、この耐食層を精巧なマスクとして用いる
ことによって複雑な形状の超電導導体を高い精度で形成
する。更に、耐食層として、Ｗ、Mo、Ti、Taから選択さ
れる耐熱金属から、あるいはステンレス鋼からなる耐熱
鋼から、または、インコネルからなる耐熱合金からなる
耐食層を用いるならば、耐食層の一部を切削加工で容易
に除去することができ、アルカリ金属のエッチング液の
マスクとして使用でき、このマスクごしに酸化物超電導
層をアルカリ金属のエッチング液で除去することができ
る。また、所定形状の超電導導体の周囲下方の常電導層
を除去することで、超電導導体に密着した常電導層から
なる安定化材が生成する。
「実施例」 第１図ないし第６図は、基板上に渦巻き状の超電導コ
イルを形成してなる超電導シートコイル（超電導ユニッ
ト）の製造方法に本発明方法を適用した例について説明
するためのものである。
イルを形成してなる超電導シートコイル（超電導ユニッ
ト）の製造方法に本発明方法を適用した例について説明
するためのものである。
本発明方法を実施して超電導シートコイルを製造する
には、まず、第１図に示す基板１の上面に、銅、銅合
金、あるいは、アルミニウム等の常電導体からなる所定
厚さの常電導層２を形成する。この常電導層２を形成す
るには、メッキ法や融着法、あるいは蒸着法、またはそ
の他の公知の成膜技術を適用することができる。
には、まず、第１図に示す基板１の上面に、銅、銅合
金、あるいは、アルミニウム等の常電導体からなる所定
厚さの常電導層２を形成する。この常電導層２を形成す
るには、メッキ法や融着法、あるいは蒸着法、またはそ
の他の公知の成膜技術を適用することができる。
次に前記常電導層２の上面に超電導層３を形成する。
この超電導層３は、ABO3型（BaPb−BiO,SrTiO3,KTaO3,
（Sr,Ba）TiO3,（Ca,Sr）TiO3等）の酸化物系超電導材
料、あるいは、Ａ−Ｂ−Cu−Ｏ系（ただしＡはLa,Ce,Y,
Yb,Sc,Br等の周期律表III a族元素を示し、ＢはSr,Ba等
のアルカリ金属元素を示す）の酸化物系超電導材料から
構成されたものである。この超電導層３を形成する手段
は、前記Ａ元素とＢ元素とCuとＯを含有する各種原料粉
末（これら元素の酸化物粉末や塩化物粉末等）を混合し
たものを常電導層２の上面に圧粉成形して焼結する方
法、あるいは、前記組成の超電導体を蒸着やスパッタリ
ングで形成する方法、または、前記各種混合粉末をプラ
ズマジェットを用い溶融混合させて常電導層２上に付着
形成させて熱処理する方法などのいずれを用いても良
い。
この超電導層３は、ABO3型（BaPb−BiO,SrTiO3,KTaO3,
（Sr,Ba）TiO3,（Ca,Sr）TiO3等）の酸化物系超電導材
料、あるいは、Ａ−Ｂ−Cu−Ｏ系（ただしＡはLa,Ce,Y,
Yb,Sc,Br等の周期律表III a族元素を示し、ＢはSr,Ba等
のアルカリ金属元素を示す）の酸化物系超電導材料から
構成されたものである。この超電導層３を形成する手段
は、前記Ａ元素とＢ元素とCuとＯを含有する各種原料粉
末（これら元素の酸化物粉末や塩化物粉末等）を混合し
たものを常電導層２の上面に圧粉成形して焼結する方
法、あるいは、前記組成の超電導体を蒸着やスパッタリ
ングで形成する方法、または、前記各種混合粉末をプラ
ズマジェットを用い溶融混合させて常電導層２上に付着
形成させて熱処理する方法などのいずれを用いても良
い。
次いで前記超電導層３の上面に、W,Mo,Ti,Ta等の耐熱
金属、あるいは、ステンレス鋼等の耐熱鋼、または、イ
ンコネル等の耐熱合金からなる耐食層４を第２図に示す
ように形成する。この耐食層４は、後述するエッチング
液によって腐食されない材料から構成されるもので、そ
の形成方法は蒸着やスパッタリング等の公知の成膜技術
を用いれば良い。
金属、あるいは、ステンレス鋼等の耐熱鋼、または、イ
ンコネル等の耐熱合金からなる耐食層４を第２図に示す
ように形成する。この耐食層４は、後述するエッチング
液によって腐食されない材料から構成されるもので、そ
の形成方法は蒸着やスパッタリング等の公知の成膜技術
を用いれば良い。
続いて前記耐食層４の一部を切削加工により除去す
る。この切削作業においては、耐食層４の一部を除去し
て残留する部分の平面形状が、製造すべきコイルの平面
形状と同一形状となるように切削する。
る。この切削作業においては、耐食層４の一部を除去し
て残留する部分の平面形状が、製造すべきコイルの平面
形状と同一形状となるように切削する。
次に耐食層４を除去した後の基板１を第４図に示すよ
うにLiやNa等のアルカリ金属液等のエッチング液５に浸
漬し、耐食層４をマスクとして超電導層３を第５図に示
すようにエッチングする。このエッチングは、真空雰囲
気あるいは不活性ガス雰囲気において、400〜900℃の温
度で所定時間行うものとする。このエッチング処理によ
って耐食層４の間の下方の超電導層３が除去されて超電
導コイル（超電導導体）６が形成される。
うにLiやNa等のアルカリ金属液等のエッチング液５に浸
漬し、耐食層４をマスクとして超電導層３を第５図に示
すようにエッチングする。このエッチングは、真空雰囲
気あるいは不活性ガス雰囲気において、400〜900℃の温
度で所定時間行うものとする。このエッチング処理によ
って耐食層４の間の下方の超電導層３が除去されて超電
導コイル（超電導導体）６が形成される。
前記エッチングの後に、基板１をエッチング液５から
取り出し、表面を塩酸等で洗浄した後に切削加工を施
し、第６図に示すように超電導コイル６の間の下方の常
電導層２を除去する。この加工によって超電導コイル６
と基体１の間に常電導体からなるコイル状の安定化材７
を形成し、超電導シートコイルＹを得る。
取り出し、表面を塩酸等で洗浄した後に切削加工を施
し、第６図に示すように超電導コイル６の間の下方の常
電導層２を除去する。この加工によって超電導コイル６
と基体１の間に常電導体からなるコイル状の安定化材７
を形成し、超電導シートコイルＹを得る。
前述の如く製造された超電導シートコイルＹは複数枚
積層されて接続され、超電導マグネットを構成するため
に使用する。そして、前記超電導シートコイルＹは、酸
化物系超電導材料から構成された超電導コイル６を備え
ているために、液体窒素温度以上の高い温度で超電導状
態に遷移するものであり、従来の合金系超電導線や化合
物系超電導線からなる超電導マグネットに比較して格段
に有利な冷却条件で使用することができる。また、前記
超電導シートコイルＹにおいて、安定化材７は超電導コ
イル６が何等かの原因で超電導状態から常電導状態に遷
移した場合に、電流を流す導体となる。
積層されて接続され、超電導マグネットを構成するため
に使用する。そして、前記超電導シートコイルＹは、酸
化物系超電導材料から構成された超電導コイル６を備え
ているために、液体窒素温度以上の高い温度で超電導状
態に遷移するものであり、従来の合金系超電導線や化合
物系超電導線からなる超電導マグネットに比較して格段
に有利な冷却条件で使用することができる。また、前記
超電導シートコイルＹにおいて、安定化材７は超電導コ
イル６が何等かの原因で超電導状態から常電導状態に遷
移した場合に、電流を流す導体となる。
なお、超電導コイル６の上面に形成されている耐食層
４は切削加工等により除去しておくことが望ましい。
４は切削加工等により除去しておくことが望ましい。
以上説明したような方法により超電導シートコイルＹ
を製造した場合、耐食層４を所望の形状に正確に削り取
ってこれをマスクとして用いることによって、複雑な形
状の超電導コイル６でも極めて簡便にしかも高い寸法精
度で製造できる効果がある。また、超電導層３に機械加
工を施すことなく超電導コイル６が形成できるために、
超電導コイル６に歪を生じさせることもなく、特性劣化
のない超電導コイル６を製造することができる。
を製造した場合、耐食層４を所望の形状に正確に削り取
ってこれをマスクとして用いることによって、複雑な形
状の超電導コイル６でも極めて簡便にしかも高い寸法精
度で製造できる効果がある。また、超電導層３に機械加
工を施すことなく超電導コイル６が形成できるために、
超電導コイル６に歪を生じさせることもなく、特性劣化
のない超電導コイル６を製造することができる。
なお、前記実施例は、本発明方法を超電導マグネット
用のシートコイルの製造方法に適用した一例について説
明したが、本発明方法は、超電導回路を形成した基板、
あるいは超電導薄膜のコイルを形成した磁気ヘッドなど
の超電導ユニットの製造に適用することも自由である。
また、円筒形の基体の周囲に常電導層と超電導層と防食
層を形成して本発明の方法を実施するならば、円筒形の
基体の周囲に超電導コイルが形成された超電導シートコ
イルを得ることもできる。
用のシートコイルの製造方法に適用した一例について説
明したが、本発明方法は、超電導回路を形成した基板、
あるいは超電導薄膜のコイルを形成した磁気ヘッドなど
の超電導ユニットの製造に適用することも自由である。
また、円筒形の基体の周囲に常電導層と超電導層と防食
層を形成して本発明の方法を実施するならば、円筒形の
基体の周囲に超電導コイルが形成された超電導シートコ
イルを得ることもできる。
「発明の効果」 以上説明したように本発明は、基板に常電導層と酸化
物系超電導層と耐食層を設け、耐食層の一部を選択的に
除去した後に、残留した耐食層部分をマスクとして超電
導層のエッチングを行い、所望の形状の超電導導体を形
成するために、耐食層を所望の形状に正確に除去するこ
とによって所定の形状の超電導導体を形成できる効果が
ある。従ってコイル形状等の複雑な形状の超電導導体を
備えた超電導ユニットを精度良く簡便に製造できる効果
がある。また、得られた超電導ユニットは、液体窒素温
度以上の温度で超電導状態に遷移する酸化物系超電導導
体を備えているために、従来の合金系超電導線や化合物
系超電導線を備えた超電導ユニットに比較して極めて有
利な冷却条件で使用することができる。更に、耐食層と
して、Ｗ、Mo、Ti、Taから選択される耐熱金属から、あ
るいはステンレス鋼からなる耐熱鋼から、または、イン
コネルからなる耐熱合金からなる耐食層を用いるなら
ば、耐食層の一部を切削加工で容易に除去することがで
き、アルカリ金属のエッチング液のマスクとして使用で
き、このマスクごしに酸化物超電導層をアルカリ金属の
エッチング液で除去することができる。
物系超電導層と耐食層を設け、耐食層の一部を選択的に
除去した後に、残留した耐食層部分をマスクとして超電
導層のエッチングを行い、所望の形状の超電導導体を形
成するために、耐食層を所望の形状に正確に除去するこ
とによって所定の形状の超電導導体を形成できる効果が
ある。従ってコイル形状等の複雑な形状の超電導導体を
備えた超電導ユニットを精度良く簡便に製造できる効果
がある。また、得られた超電導ユニットは、液体窒素温
度以上の温度で超電導状態に遷移する酸化物系超電導導
体を備えているために、従来の合金系超電導線や化合物
系超電導線を備えた超電導ユニットに比較して極めて有
利な冷却条件で使用することができる。更に、耐食層と
して、Ｗ、Mo、Ti、Taから選択される耐熱金属から、あ
るいはステンレス鋼からなる耐熱鋼から、または、イン
コネルからなる耐熱合金からなる耐食層を用いるなら
ば、耐食層の一部を切削加工で容易に除去することがで
き、アルカリ金属のエッチング液のマスクとして使用で
き、このマスクごしに酸化物超電導層をアルカリ金属の
エッチング液で除去することができる。
また、所定形状の超電導導体の周囲下方の常電導層を
除去することで、超電導導体に密着した常電導層からな
る安定化材を形成することができ、超電導状態の安定化
を図ることができる。
除去することで、超電導導体に密着した常電導層からな
る安定化材を形成することができ、超電導状態の安定化
を図ることができる。
図面は本発明方法の一例を説明するためのもので、第１
図は基板上に常電導層と超電導層を形成した状態を示す
断面図、第２図は超電導体上に耐食層を形成した状態を
示す断面図、第３図は耐食層の一部を除去した状態を示
す断面図、第４図はエッチング状態を示す断面図、第５
図はエッチング終了時の状態を示す断面図、第６図は得
られた超電導コイルを示す断面図である。 Ｙ……超電導ユニット、 １……基板（基体）、２……常電導層、 ３……超電導層、４……耐食層、 ６……超電導コイル（超電導導体）。
図は基板上に常電導層と超電導層を形成した状態を示す
断面図、第２図は超電導体上に耐食層を形成した状態を
示す断面図、第３図は耐食層の一部を除去した状態を示
す断面図、第４図はエッチング状態を示す断面図、第５
図はエッチング終了時の状態を示す断面図、第６図は得
られた超電導コイルを示す断面図である。 Ｙ……超電導ユニット、 １……基板（基体）、２……常電導層、 ３……超電導層、４……耐食層、 ６……超電導コイル（超電導導体）。
フロントページの続き (72)発明者 ▲吉▼田 昭太郎 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 長谷川 正一 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 丹 正之 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 横山 繁嘉寿 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉 電線株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−263745（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−249353（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】基体上に所定形状の酸化物系超電導導体を
形成してなる超電導ユニットを製造する方法において、 基体上に常電導層を形成した後に、この常電導層上に酸
化物系超電導層を形成し、更にこの超電導層上に、Ｗ、
Mo、Ti、Taから選択される耐熱金属から、あるいはステ
ンレス鋼からなる耐熱鋼から、または、インコネルから
なる耐熱合金からなる耐食層を形成するとともに、前記
耐食層の一部を選択的に除去した後にエッチング液に浸
漬し、前記耐食層をマスクとして超電導層を選択的にエ
ッチングして基体上に所定形状の超電導導体を形成し、
その後に所定形状の超電導導体の周囲下方の常電導層を
除去して超電導導体と同じ形状の安定化材を基体上に形
成することを特徴とする超電導ユニットの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62103763A JP2523623B2 (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | 超電導ユニツトの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62103763A JP2523623B2 (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | 超電導ユニツトの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63269422A JPS63269422A (ja) | 1988-11-07 |
| JP2523623B2 true JP2523623B2 (ja) | 1996-08-14 |
Family
ID=14362539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62103763A Expired - Fee Related JP2523623B2 (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | 超電導ユニツトの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2523623B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005008687A1 (ja) * | 2003-07-17 | 2005-01-27 | Fuji Electric Systems Co., Ltd. | 超電導線材及びそれを用いた超電導コイル |
| JP5481187B2 (ja) * | 2009-12-28 | 2014-04-23 | 株式会社フジクラ | 超電導細線の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63263745A (ja) * | 1987-04-22 | 1988-10-31 | Hitachi Ltd | 配線 |
-
1987
- 1987-04-27 JP JP62103763A patent/JP2523623B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63269422A (ja) | 1988-11-07 |
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