JPH03149712A - 酸化物超電導線材の製造方法 - Google Patents
酸化物超電導線材の製造方法Info
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- JPH03149712A JPH03149712A JP1287061A JP28706189A JPH03149712A JP H03149712 A JPH03149712 A JP H03149712A JP 1287061 A JP1287061 A JP 1287061A JP 28706189 A JP28706189 A JP 28706189A JP H03149712 A JPH03149712 A JP H03149712A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Wire Processing (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【産業上の利川分野］
本発明は酸化物超電導体線材をその製造過程に押出法を
用いて製造する方法に関するものである。
用いて製造する方法に関するものである。
［従来の技術］
赦近、超電導状態に遷移する臨界温度（Ｔｅ）が液体窒
素温度（７７Ｋ）以上の高い値を示す酸化物超電導材料
が種々発表されている。
素温度（７７Ｋ）以上の高い値を示す酸化物超電導材料
が種々発表されている。
そのような酸化物超電導材料を用いた線材を押出法によ
り製造する例としては、酸化物超電導粉末と有機バイン
ダーとの混合物を押出す方法、バインダーを使川せずに
金属シース内に酸化物超電導体を封入して室温で静水圧
押出しする方法、逆に８００℃以上の熱間で静水圧押出
しする方法が知られている。
り製造する例としては、酸化物超電導粉末と有機バイン
ダーとの混合物を押出す方法、バインダーを使川せずに
金属シース内に酸化物超電導体を封入して室温で静水圧
押出しする方法、逆に８００℃以上の熱間で静水圧押出
しする方法が知られている。
−【発明が解決しようとする課題］
前期した方法の前者の場合、使用するバインダーがその
後の焼結工程で悪影響し、焼結体の粒界が弱結合となり
、臨界電流密度（Ｊ ｃ）が低いものになってしまう。
後の焼結工程で悪影響し、焼結体の粒界が弱結合となり
、臨界電流密度（Ｊ ｃ）が低いものになってしまう。
また、中老の室温で静水圧押出しする方法では、加工度
が大きくとれず、押出比は種々３以下であり、超電導部
の緻密化が十分でなく、その後にスェージャ−あるいは
引抜き、圧延といった塑性加工の次工程が必要になるこ
とから、その後の焼結工程の影響を受け、割れの発生も
生じ、超電導結晶の緻密化がさらに低下し、高特性は得
られていない。また、後者の８００℃以上での熱闘静水
圧押出しでは、歪速度の影響が顕著で、特に低速度でな
いと加工ができず、生産性に問題が残る。また、後者の
場合、高速で押出そうとすると、酸化物超電導体が分解
して絶縁物に変化してしまう。また、熱間温度領域では
金属体が軟化する割りには、酸化物超電導体は軟化せず
、両者の変形抵抗が大きくなり、金属の被覆率が大きく
ないと健全な押出しができないという問題も残る。
が大きくとれず、押出比は種々３以下であり、超電導部
の緻密化が十分でなく、その後にスェージャ−あるいは
引抜き、圧延といった塑性加工の次工程が必要になるこ
とから、その後の焼結工程の影響を受け、割れの発生も
生じ、超電導結晶の緻密化がさらに低下し、高特性は得
られていない。また、後者の８００℃以上での熱闘静水
圧押出しでは、歪速度の影響が顕著で、特に低速度でな
いと加工ができず、生産性に問題が残る。また、後者の
場合、高速で押出そうとすると、酸化物超電導体が分解
して絶縁物に変化してしまう。また、熱間温度領域では
金属体が軟化する割りには、酸化物超電導体は軟化せず
、両者の変形抵抗が大きくなり、金属の被覆率が大きく
ないと健全な押出しができないという問題も残る。
したがって、本発明の口約は、前記した従来技術の欠点
を解消し、生産性がよく、特性を向上させることが可能
な酸化物超電導線材の製造方法を提供することにある。
を解消し、生産性がよく、特性を向上させることが可能
な酸化物超電導線材の製造方法を提供することにある。
［３２１を解決するための手段］
本発明の−旨は、金属被覆酸化物超電導線材の加工法と
して、２００〜６００℃で静水圧押出し又は高潤滑押出
しする工程を少なくとも１回用いたことにあり、それに
よって生産性を大１１１に向上させると共に、超電導特
性を向上させたものである。
して、２００〜６００℃で静水圧押出し又は高潤滑押出
しする工程を少なくとも１回用いたことにあり、それに
よって生産性を大１１１に向上させると共に、超電導特
性を向上させたものである。
押出法としての静水圧押出しは、一般にこの用語が使用
されているように、圧力媒体の液体圧力を上昇させ、そ
の圧力により押出加工を行なう技術である。また高潤滑
押出しは、潤滑押出しと静水圧押出しの中間に入る加工
法で、その境界は明確ではないが、ここではシール機能
を有するダイス、ダミーブロック等の治工具を用いてビ
レット周囲の潤滑剤の圧力を上昇させて潤滑効果を改善
する加工法で、ハイドラフィルム押出法あるいは媒体量
を減じた粘性圧媒による押出法がこれに属する。そのよ
うな押出加工を２００〜６００℃の温度範囲で行えば、
高い減面率の押出しが可能で、酸化物超電導体の緻密化
が図れ、材料の流れが均一で、均一な変形となるため、
酸化物超電導体部と金属被覆の比率を所望の値、例えば
１．５以下に選定することができるだけでなく、超電導
体を分解させることなく２００ｍｗ５／分といった高速
押出しも可能である。
されているように、圧力媒体の液体圧力を上昇させ、そ
の圧力により押出加工を行なう技術である。また高潤滑
押出しは、潤滑押出しと静水圧押出しの中間に入る加工
法で、その境界は明確ではないが、ここではシール機能
を有するダイス、ダミーブロック等の治工具を用いてビ
レット周囲の潤滑剤の圧力を上昇させて潤滑効果を改善
する加工法で、ハイドラフィルム押出法あるいは媒体量
を減じた粘性圧媒による押出法がこれに属する。そのよ
うな押出加工を２００〜６００℃の温度範囲で行えば、
高い減面率の押出しが可能で、酸化物超電導体の緻密化
が図れ、材料の流れが均一で、均一な変形となるため、
酸化物超電導体部と金属被覆の比率を所望の値、例えば
１．５以下に選定することができるだけでなく、超電導
体を分解させることなく２００ｍｗ５／分といった高速
押出しも可能である。
そのような押出加工により単芯線材を製作する場合は、
当然のことながら相応の単芯の複合ビレットが用いられ
るが、多芯線材を製作する場合の多芯状複合ビレットを
構成する単芯線やサブマルチ線としては、本発明に係る
押出法により製作したものは勿論のこと、スェージャ−
、引抜き、圧延等で製作したものを使用してもよい。
当然のことながら相応の単芯の複合ビレットが用いられ
るが、多芯線材を製作する場合の多芯状複合ビレットを
構成する単芯線やサブマルチ線としては、本発明に係る
押出法により製作したものは勿論のこと、スェージャ−
、引抜き、圧延等で製作したものを使用してもよい。
本発明における線材の主体をなす酸化物超電導体として
は、ＴＩ −Ｂａ −Ｃａ −Ｃｕ −０、ＴＩ−Ｂａ
／Ｓｒ−Ｃａ −Ｃｕ −０等のＴＩ系、Ｂｌ−Ｓｒ−
Ｃａ−Ｃｕ−ｏ、Ｂｉ／Ｐｂ −Ｓｒ −Ｃａ −Ｃｕ
−０等の旧糸、は勿論のこと、Ｙ−Ｂａ −Ｃｕ −
０、Ｙ −Ｈａ −Ｃａ −Ｃｕ −０等のＹ系や、Ｙ
系のＹをＩ ｒ ｓ ＩＩ ｏ等の磁性元素（璽、ｎ）
で置換した１、ｎ −１１ａ −Ｃｕ −０等種々の酸
化物超電導体が使用できる。
は、ＴＩ −Ｂａ −Ｃａ −Ｃｕ −０、ＴＩ−Ｂａ
／Ｓｒ−Ｃａ −Ｃｕ −０等のＴＩ系、Ｂｌ−Ｓｒ−
Ｃａ−Ｃｕ−ｏ、Ｂｉ／Ｐｂ −Ｓｒ −Ｃａ −Ｃｕ
−０等の旧糸、は勿論のこと、Ｙ−Ｂａ −Ｃｕ −
０、Ｙ −Ｈａ −Ｃａ −Ｃｕ −０等のＹ系や、Ｙ
系のＹをＩ ｒ ｓ ＩＩ ｏ等の磁性元素（璽、ｎ）
で置換した１、ｎ −１１ａ −Ｃｕ −０等種々の酸
化物超電導体が使用できる。
また、そのような酸化物超電導体を被覆する金属として
は、Ａｇ、 Ａｇ合金に限らず、Ａｕｓ ＰＬ％ Ｃｕ
及びそれらの合金等であっても差し支えなく、それらの
組合せによる複合材であってもよい。超電導の安定化材
という意味からは良導電性の材料であることが望ましい
。
は、Ａｇ、 Ａｇ合金に限らず、Ａｕｓ ＰＬ％ Ｃｕ
及びそれらの合金等であっても差し支えなく、それらの
組合せによる複合材であってもよい。超電導の安定化材
という意味からは良導電性の材料であることが望ましい
。
なお、本発明に係る線材の断面構造は、棒状、線状、テ
ープ状等に限らず、管状または複雑な異形であっても差
し支えない。
ープ状等に限らず、管状または複雑な異形であっても差
し支えない。
また、本発明に係る線材は、温間押出材をそのまま焼結
熱処理することが望ましいが、焼結熱処理の前にスェー
ジャ−や圧延を行っても（引抜きは極低リダクションで
あればよい）超電導体部の緻密度はさほど低下せず、押
出材の緻密配向体の特性を持続して（Ｊｒ Ｊ Ｃ特性
をＰ、ｌることかできるので、そのような加工を加えて
も差し支えない。
熱処理することが望ましいが、焼結熱処理の前にスェー
ジャ−や圧延を行っても（引抜きは極低リダクションで
あればよい）超電導体部の緻密度はさほど低下せず、押
出材の緻密配向体の特性を持続して（Ｊｒ Ｊ Ｃ特性
をＰ、ｌることかできるので、そのような加工を加えて
も差し支えない。
［実 施 例］
以下、本発明の実施例を説明する。
実施例１
原料として、Ｙ：Ｂａ：Ｃｕ＝１：２：３の組成となる
ようにして得られたＹ −Ｂａ −Ｃｕ −０系の微粉
末について、大気中で９００〜９５０℃で約１０時間の
仮焼きを２回繰り返した後、微粉末とした。
ようにして得られたＹ −Ｂａ −Ｃｕ −０系の微粉
末について、大気中で９００〜９５０℃で約１０時間の
仮焼きを２回繰り返した後、微粉末とした。
その粉末は平均粒度が５〜６ｍμで、その臨界温度が９
０にであることを確認した。
０にであることを確認した。
この微粉末を所定の外径及び肉Ｎを有する銀パイ−プ申
に充填し、その前後端に夫々プラグを配置し、これを電
子ビーム溶接（ＥＢＷ）で接合、シールして単芯の複合
ビレットを作成した。その複合ビレブトについて、静水
圧押出装置によりポリエチレンを圧力媒体として静水圧
押出しを行なって所定外径の銀被覆単芯線材の試料を得
た。
に充填し、その前後端に夫々プラグを配置し、これを電
子ビーム溶接（ＥＢＷ）で接合、シールして単芯の複合
ビレットを作成した。その複合ビレブトについて、静水
圧押出装置によりポリエチレンを圧力媒体として静水圧
押出しを行なって所定外径の銀被覆単芯線材の試料を得
た。
ｌｉＩられた各試料の押出状況と超電導体部の緻密度を
観察した結果を押出し条件と共に、第１表に示す。
観察した結果を押出し条件と共に、第１表に示す。
第 １ 表
第１表の結果から、２００〜６００℃で押出加工した線
材は、何れの温度でも、また銀化（超電導部に対する銀
被覆の断面比率）が小さくても加工が可能であり、押出
速度も２００■−／分（ビレット速度）と高速加工が可
能であることが解る。
材は、何れの温度でも、また銀化（超電導部に対する銀
被覆の断面比率）が小さくても加工が可能であり、押出
速度も２００■−／分（ビレット速度）と高速加工が可
能であることが解る。
また、その押出材の超電導部は緻密化しており、健全な
材料を１町ｉることができた。さらに押出比も最大６４
までの加工が可能であり、作業効率も良好であることが
解る。それに対し、比較例として室温で押出加工したも
のでは、押出圧力が増大し、押出比が２と小さい加工度
でないと健全に押出すことはできず、超電導部の緻密化
も十分でない。
材料を１町ｉることができた。さらに押出比も最大６４
までの加工が可能であり、作業効率も良好であることが
解る。それに対し、比較例として室温で押出加工したも
のでは、押出圧力が増大し、押出比が２と小さい加工度
でないと健全に押出すことはできず、超電導部の緻密化
も十分でない。
また、１５０℃で押出したものでは、押出圧力は１４、
０００ｋｇｆ／ｃシの限界圧力近くまで上昇した後、急
激に押出され、押出材は破断して飛散してしまい、健全
な加工は不可能であった。
０００ｋｇｆ／ｃシの限界圧力近くまで上昇した後、急
激に押出され、押出材は破断して飛散してしまい、健全
な加工は不可能であった。
逆に、６００℃以上の８００℃で押出した場合には２０
０１■／分という高速押出しでは超電導体が絶縁体に分
解してしまうといった状況であった。
０１■／分という高速押出しでは超電導体が絶縁体に分
解してしまうといった状況であった。
押出速度を１−■／分と極度に小さくすれば健全に押出
すことは可能であるが、それも銀化を３と大きくした場
合で、それが小さいと加工は難しい。
すことは可能であるが、それも銀化を３と大きくした場
合で、それが小さいと加工は難しい。
また、６５０℃の温度では、外観上、押出すことはでき
たものの、内部の酸化物超電導材の粒界部が分解してし
まってポーラスになると共に、良好な特性は得られなか
った。
たものの、内部の酸化物超電導材の粒界部が分解してし
まってポーラスになると共に、良好な特性は得られなか
った。
このように６００℃を越える熱間領域では、極低速でな
ければ加工はできず、生産性向上の問題が残ることが解
る。
ければ加工はできず、生産性向上の問題が残ることが解
る。
第１表に示す各実施例の試料について、９２０℃の酸素
中で５０時間熱処理した後、５００℃で１０時間の酸素
アニールを行って試料とし、１−）られた各試料につい
て特性を測定した結果、液体窒素中で４．ＯＯＯＡ／ｃ
ｄ前後のＪｃ値を記録した。
中で５０時間熱処理した後、５００℃で１０時間の酸素
アニールを行って試料とし、１−）られた各試料につい
て特性を測定した結果、液体窒素中で４．ＯＯＯＡ／ｃ
ｄ前後のＪｃ値を記録した。
また、１門１試料における被覆の均一性を確認する目的
で銀此の長手方向の分布を測定した結果、最前後端部を
除いてた部分の変動は夫々±０．０３程度であり、極め
て均一であることが解った。
で銀此の長手方向の分布を測定した結果、最前後端部を
除いてた部分の変動は夫々±０．０３程度であり、極め
て均一であることが解った。
実施例２
原料粉末として超電導特性を示す刊−ｆｌａ／Ｓｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−０（２： １６１０−４ ＝ ２ ： ３組
成）の粉末を川意した。粉末は平均粒直径が５〜６ｍμ
で、その臨界温度（Ｔ ｃ ： ｏｎ ｓｅｔ） ＝
１２０Ｋを確認した。その粉末を外径１０■−、肉厚０
．５■■の銀パイプ中に充填した後、スェージャ加工と
引抜加工により細線化し、最終的に引抜加工により対辺
距離が２．６ｍ−の正六角断面の銀被覆線材を得た。
ａ−Ｃｕ−０（２： １６１０−４ ＝ ２ ： ３組
成）の粉末を川意した。粉末は平均粒直径が５〜６ｍμ
で、その臨界温度（Ｔ ｃ ： ｏｎ ｓｅｔ） ＝
１２０Ｋを確認した。その粉末を外径１０■−、肉厚０
．５■■の銀パイプ中に充填した後、スェージャ加工と
引抜加工により細線化し、最終的に引抜加工により対辺
距離が２．６ｍ−の正六角断面の銀被覆線材を得た。
その線材を真直ぐに矯正した後、長さ５０■■の定尺に
切断して素線１を得た。その後、その素線３６本を集束
して外形２９ｍｍ、肉厚２龍の銀パイプ内に組み込み、
その前後端に夫々プラグを配置し、これを電子ビーム溶
接（ＥＢＷ）で接合、シールして押出川の複合ビレット
を製作した。この複合ビレットについ押出温度４００℃
で、圧力媒体をポリエチレンとして８，０００ｋｇｒ／
ｃＪの圧力下で静水圧押出しを行ない、外径３．５關の
銀被覆多芯線材を得た。その後この多芯線材について、
そのまま酸素雰囲気中で８４５℃、２時１ｖ１１の焼結
熱処理を行なって試料とした。
切断して素線１を得た。その後、その素線３６本を集束
して外形２９ｍｍ、肉厚２龍の銀パイプ内に組み込み、
その前後端に夫々プラグを配置し、これを電子ビーム溶
接（ＥＢＷ）で接合、シールして押出川の複合ビレット
を製作した。この複合ビレットについ押出温度４００℃
で、圧力媒体をポリエチレンとして８，０００ｋｇｒ／
ｃＪの圧力下で静水圧押出しを行ない、外径３．５關の
銀被覆多芯線材を得た。その後この多芯線材について、
そのまま酸素雰囲気中で８４５℃、２時１ｖ１１の焼結
熱処理を行なって試料とした。
得られた試料について特性を測定した結果、液体窒素中
で７．２０ＯＡ／ｃシの臨界電流密度、３３０Ａの臨界
電流値を記録した。この場合、超電導体部に対する銀の
断面砧比率（銀比率）は１．０８程度と小さく、線材全
体の臨界電流密度が３．４０ＯＡ／ｅＪと大きな値とな
った。
で７．２０ＯＡ／ｃシの臨界電流密度、３３０Ａの臨界
電流値を記録した。この場合、超電導体部に対する銀の
断面砧比率（銀比率）は１．０８程度と小さく、線材全
体の臨界電流密度が３．４０ＯＡ／ｅＪと大きな値とな
った。
［発明の効果］
本発明の方法によれば、超電導体部に対する金属部の断
面比率を小さくできると共に、超電導体部のの緻密化が
図れるため、大きな断面材であっても超電導特性に優れ
た長尺の酸化物超電導線材を容品に１−１ることができ
、電線ケーブル、マグネットコイル川導体等広範囲に利
用することが可能である。
面比率を小さくできると共に、超電導体部のの緻密化が
図れるため、大きな断面材であっても超電導特性に優れ
た長尺の酸化物超電導線材を容品に１−１ることができ
、電線ケーブル、マグネットコイル川導体等広範囲に利
用することが可能である。
Claims (1)
- １、酸化物超電導体の粉末を金属管内に封入して複合ビ
レットとする工程と、複合ビレットを２００〜６００℃
で静水圧押出し又は高潤滑押出しして金属被覆線材とす
る工程と、押出加工された金属被覆線材を焼結熱処理す
る工程を含むことを特徴とする酸化物超電導線材の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1287061A JPH03149712A (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1287061A JPH03149712A (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03149712A true JPH03149712A (ja) | 1991-06-26 |
Family
ID=17712547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1287061A Pending JPH03149712A (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03149712A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5369088A (en) * | 1991-03-20 | 1994-11-29 | Sumitomo Electric Industries, Inc. | Method of preparing oxide superconducting wire |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6471021A (en) * | 1987-04-29 | 1989-03-16 | Sumitomo Electric Industries | Manufacture of superconductive material |
| JPH01194213A (ja) * | 1988-01-27 | 1989-08-04 | Kobe Steel Ltd | 複合酸化物系超電導多芯線材の製造方法 |
-
1989
- 1989-11-02 JP JP1287061A patent/JPH03149712A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6471021A (en) * | 1987-04-29 | 1989-03-16 | Sumitomo Electric Industries | Manufacture of superconductive material |
| JPH01194213A (ja) * | 1988-01-27 | 1989-08-04 | Kobe Steel Ltd | 複合酸化物系超電導多芯線材の製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5369088A (en) * | 1991-03-20 | 1994-11-29 | Sumitomo Electric Industries, Inc. | Method of preparing oxide superconducting wire |
| US5462920A (en) * | 1991-03-20 | 1995-10-31 | Sumitomo Electric Industries, Inc. | Method of preparing oxide superconducting wire |
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