JPH01183102A - 超電導酸化物コイルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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に使用される超電導コイ
ルを製造する超電導酸化物コイルの製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来、超電導酸化物を使用した超電導コイルの製造方法
として、銀製バイブ中にＹＢａ２　Ｃｕ３０フーδ等の
超電導酸化物の粉体を充填し封入した後、伸線機又はス
ウェジング機を使用して、縮径伸線するものがある。こ
の縮径伸線の過程で同時に銀パイプ中に充填封入された
超電導酸化物の粉体が圧縮され密度が上昇し、粉体同士
の結合が向上する。次いで、この伸線後の線材を所定径
のマンドレルに巻き付け、所定径のコイルに成形する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、縮径伸線されて密度が上昇した銀シース
被覆の超電導酸化物線材をマンドレルに巻き付け、所定
径のコイルに成形すると、コイルの外周側では引張力が
作用し、延性が低いセラミックス酸化物の圧粉成形体に
亀裂が入ってしまう。

このため、超電導性を示すパスが切断されてしまい、結
果的に臨界電流密度が低下するという問題点を有する。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
臨界電流密度が高い超電導酸化物のコイルを製造するこ
とができる超電導酸化物コイルの製造方法を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る超電導酸化物コイルの製造方法は、超電導
酸化物の粉体を金属又は合金製パイプ中に充填して封入
する工程と、伸線又は圧延して線材を得る工程と、周速
度が相互に異なる１対の溝付ロールにより（１００（ｄ
／２Ｄ）＋３）％以上の減面率で圧下を加えつつ前記線
材をコイル状に成形する工程とを有することを特徴とす
る。

［作用］ 本発明においては、所定の減面率で圧下を加えつつ、線
材をコイル状に成形するから、線材には圧延による変形
歪みと曲げ変形による曲げ歪みとが同時に加えられる。

このため、曲げ変形により圧粉体に亀裂が発生しようと
しても、圧延変形により超電導酸化物の粉体が移動して
補充されるので、亀裂が発生することなく線材を曲げ変
形させることができる。

し実施例コ 以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して具
体的に説明する。第１図は本発明の実施例方法を示す正
面図であり、第２図は第１図の矢印１方向から見た側面
図である。

１対の溝付ロール２，３がその回転軸６を水平にして設
置されている。溝付ロール２は溝付ロール３よりも直径
が大きく、この溝付ロール２．３は両者間に適長間隔を
おき、回転軸６を相互に平行にして対向設置されており
、同一の回転速度（ｒｐｍ）で回転駆動されるようにな
っている。従って、溝付ロール２の周速度は溝付ロール
３の周速度よりも大きい。

このような溝付ロール２，３間には、金属シース被覆さ
れた超電導酸化物の線材４が送給される。

この線材４は、例えば、銀製パイプ中に超電導酸化物の
粉体を充填して封入し、次いで、伸線加工して縮径させ
たものである。この縮径により、内部の超電導酸化物の
粉体は圧縮され、密度が上昇する。なお、伸線加工の替
わりに圧延により超電導酸化物粉体を圧縮してもよい。

この線材４は溝付ロール２，３により圧延される。そう
すると、線材４は溝付ロール２，３により圧延されて縮
径すると共に、曲げ変形を受ける。

溝付ロール２は溝付ロール３より大径であるので、同一
の回転数で軸６が回転すると、大径のロール２の方が周
速度が大きいので、線材４はロール２側にて大きな加工
変形を受け、逆に小径のロール３側においては小さな加
工変形を受ける。

このため、ロール２，３間から出た変形後の線材５は、
大径ロール２側で大きく伸ばされる圧延加工を受けてお
り、線材５は大径ロール２に転動された側が外周側とな
るコイル状に曲げられて成形される。

このように、本実施例においては、線材４（又は５）は
、ロール２，３により圧延されつつコイル状に成形され
るため、圧延による変形歪みと曲げ変形による曲げ歪み
とが同時に加えられるので、曲げ変形により超電導酸化
物の圧粉体に亀裂が発生しようとしても、圧延変形によ
り超電導酸化物材料が移動して補充されるので、亀裂の
発生が未然に防止される。

なお、ロール２，３の厚さ（ロール軸方向の長さ）は線
材４の直径に近く、半円状溝部以外の部分の厚さが厚く
ない方が好ましい。線材４はロール２，３の回転軸に直
交する面内で、つまり噛み込まれたロール２，３から直
進する方向に出て、コイル状に湾曲しようとする。この
場合に、ロール２．３の厚さが厚い場合は、この線材４
に対してロール２，３の厚さ分をかわす方向に、つまり
、ロール２，３の軸方向に力が印加される。その結果、
若干の曲げ応力が線材４に印加されることになり、好ま
しくないからである。一方、例えば、入口側の線材４の
入射方向をずらせて、予めロール厚さをかわせる曲げを
伴う加工を施すと、コイルのピッチが長くなるので、マ
グネット等の用途においては磁気効率が悪くなるため好
ましくない。

この線材４をコイルに成形する際に、 （１００（ｄ／２Ｄ）＋３）％以上の減面率で線材４を
縮径する。但し、Ｄはロール２．３を出た線材５の中心
軸により規定されるコイル直径、ｄは線材５において超
電導酸化物が占める部分の直径である。

コイルに成形する際には、線材らの中心軸に対して外側
部分には引張力が作用し、この歪み（％）は（１００Ｘ
　（ｄ／２Ｄ）ｌと現わされる。

そこで、減面率の大きさを（１００Ｘ（ｄ／２Ｄ）＋α
）と現わし、Ｄ、ｄ、αの値を種々設定して減面率と臨
界電流密度との関係を調査したところ、下記第１表に示
すように、αが３以上の減面率の場合に、臨界電流密度
の向上率が極めて高かった。

第　１　表（その１） 第　１　表（その２） つまり、減面率が（，１００Ｘ　（ｄ／２Ｄ）＋３）％
以上の場合に著しい臨界電流密度の向上が認められた。

但し、臨界電流密度の向上率とは、従来例の場合（シー
ス被覆した線材をマンドレルに巻き付けた場合）の臨界
電流密度を１とし、従来例の場合に対する臨界電流密度
の比で現わしたものである。なお、αを３を超えて大き
くしても、臨界電流密度はそれ程上昇しない。従って、
減面率は（１００Ｘ　（ｄ／２Ｄ）’＋３）％にするこ
とが好ましい。

次に、本発明の実施例方法により実際に超電導酸化物コ
イルを製造した結果について説明する。

内径が１０關、外径が１２ｍｍの銀パイプに、ＹＢａ２
　Ｃｕｇ　０７−　ａの組成を有し、平均粒径が約１μ
ｍの超電導酸化物粉末を充填封入した。

そして、銀パイプを、スウェジング機により、１０．８
順、９．７玉、８，７鰭、７．８龍、７．０龍、６．３
龍、５．７ｍｍ、５　、１　ｍｍ、４，６龍、　４．１
５ｍｍ、　３．７２ｍｍ、　３．３５ｍｍの直径に順次
伸線加工した後、一方向に０．４０ｍｍだけ圧延し、長
径が３．４０ｍｍ、短径が２．９５ｍｍの断面楕円形に
した。次いで、半径が１．５龍の半円溝がついた１対の
溝付ロール（大径ロールの直径が１５０關、小径ロール
の直径が１００ｍ＋ｎ）を使用して、４０　ｒｐｍの回
転数で長径側を圧下するようにして圧延したところ、断
面直径が３關、コイル径が７５ｍｍのコイルに成形され
た。このコイルのピッチは５龍であった。

成形されたコイルの銀シースを２５０ｇ／Ｊｌの硝酸を
含有する硝酸メタノール溶液により溶解した後、酸素ガ
ス気流（０，２Ｊ）／分）中で９００℃に１０時間加熱
して焼結した。焼結後のコイル　、について液体窒素中
で臨界電流密度を測定したところ、８０００　Ａ　／　
ｃｒＡと高い値が得られた。一方、所定線径に加工した
後、コイルに成形したものは、銀シースを溶解した時点
でコイル形状を保つことができなかった。

なお、上記実施例においては、溝付ロールの直径を異な
らせることにより、異なる周速度を得ているが、本発明
においてはこれに限らず、同一径のロールを使用し、回
転数を異ならせることにより周速度を変更してもよい。

この場合も、上記実施例と同様の効果が得られる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、周速が異なる溝
付ロールにより（１００Ｘ　（ｄ／２Ｄ）＋３）％以上
の減面率を加えつつ線材を圧延成形するから、これによ
り成形後にコイル外周側部分の超電導酸化物に亀裂が入
ることはなく、超電導性を有するパスの切断が回避され
、臨界電流密度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例方法を示す正面図、第２図は第
１図の矢印１方向から見た側面図である。 ２．３；溝付ロール、４，５；線材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）超電導酸化物の粉体を金属又は合金製パイプ中に
   充填して封入する工程と、伸線又は圧延して線材を得る
   工程と、周速度が相互に異なる１対の溝付ロールにより
   ｛１００（ｄ／２Ｄ）＋３｝％以上の減面率で圧下を加
   えつつ前記線材をコイル状に成形する工程とを有するこ
   とを特徴とする超電導酸化物コイルの製造方法。 但し、Ｄ；線材の中心軸により規定されるコイル直径、 ｄ；線材における超電導酸化物が占める部 分の直径。