JPH03261006A - 超電導線材の製造方法 - Google Patents

超電導線材の製造方法

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JPH03261006A
JPH03261006A JP2057344A JP5734490A JPH03261006A JP H03261006 A JPH03261006 A JP H03261006A JP 2057344 A JP2057344 A JP 2057344A JP 5734490 A JP5734490 A JP 5734490A JP H03261006 A JPH03261006 A JP H03261006A
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Masashi Onishi
正志 大西
Takashi Kogo
隆司 向後
Yoshiki Chigusa
佳樹 千種
Minoru Watanabe
稔 渡辺
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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〕 本発明は超電導線材の製造方法に関するもである。
〔従来の技術〕
酸化物超電導材料からなる線材は可撓性に乏しく、また
劣化を受けやすので、例えば銀(Ag )のような保護
用金属の被覆層を表面に形成することが多い。この代表
的なものとして、「銀シース法」と呼ばれるものがある
。これによれば、銀のパイプに酸化物超電導材料が封入
され、機械的に延伸され、細径化された超電導線材が得
られる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記の銀シース法による超電導線材では
、細径化していくと酸化物超電導材料が途切れることが
あり、また延伸の手間が多いなど、種々の欠点を有して
いる。そこで本発明者は、酸化物超電導材料の原料を溶
融、急冷によってアモルファス状態のガラス母材とし、
これを線引きしてガラス状態の予備線材を作製し、その
後に熱処理して超電導結晶相を析出させる超電導線材の
製造方法に関する発明を完成し、先に特許出願した(特
願昭63−292210号等)。また、この方法は本発
明者らによって、第50回応用物理学会学術講演会(1
989年秋季)で「溶融急冷ガラスからのBi系超超電
導ファイバ作製」として発表され、雑誌r Japan
ese Journal of AppliedPhy
slcs Part  U Jにおいても、題名r P
reparation of Bi、5Sr Ca C
u20xGlassFibers Using Mel
t−Quenched GIassesJとして(Vo
l、2g、No、12.Dec、19B9.PP、L2
204〜L220B )、および題名r B1−Pb−
8r−Ca−Cu−OSupercondacting
Pjbers  Drawn  From  Melt
−Quenched  GlassPreformsJ
として(Vol、29.No、1.Jan、1990)
 、それぞれ掲載されている。この方法によれば、可撓
性に優れて特性の良好な超電導線材を実現できる。
しかし、この先願の方法で製造された超電導線材は、下
記のような問題を有している。
■ 熱処理後の線材は、多結晶体であるため可撓性に乏
しく、僅かな歪みで破損する。また、結晶の配向や緻密
化を高めるために、線材をプレスすることができない。
■ 電流を流したときに超電導線材の一部で超電導状態
が破壊されると、その部位でジュール熱が発生する。と
ころが、先願の線材では外部への熱拡散性が悪いため、
線材全体が温度上昇して超電導状態が破壊されてしまう
■ 熱処理によって超電導結晶相を析出している間に、
酸化物超電導材料の一部の元素が揮散する。このため、
目的とする特性が得られない。
上記■〜■の問題点は、超電導線材の表面にAgなどの
保護用金属の被覆層を形成することで克服し得ることが
予測できる。そして、先願の方法で作製された線材への
Ag被覆の具体的手法としては、メツキ法やAg融液へ
のデイツプ法などが考えられるが、前者の方法では生産
性が著しく低い。また、後者の方法ではAg融液の温度
が961℃になるため、400〜500℃で軟化する超
電導線材を溶融Ag中に入れることは不可能である。
〔課題を解決するための手段および作用〕本発明者は超
電導線材に保護用金属(Ag等)の被覆層を施す方法に
つき、種々の検討を行なった結果、下記の製造方法を完
成した。すなわち本発明は、酸化物超電導材料からなる
母材を線引きし、ガラス状態となった予備線材を作製す
る第1工程と、予備線材の表面に保護用金属を含む樹脂
の塗膜を形成する第2工程と、塗膜中の樹脂成分を揮散
させて保護用金属の被覆層とする第3工程とを備えるこ
とを特徴とする。
まず、第1工程において、例えば溶融急冷法によって作
製された母材は、加熱軟化させることによって、ガラス
状態の予備線材に紡糸される。紡糸後の線材はガラス状
であるので、可撓性富んでおりかつ、表面が平滑である
。線材をガラス状態となし得る材料としては、例えばB
i、Pb、アルカリ土類、Cuおよび酸素から構成され
るものがあるが、ガラス状とできるものであればこれに
限らず、例えばタリウム(Ta )系材料等でもよい。
次に、第2工程において、保護用金属としてのAg粒を
含んだ樹脂は、この状態の線材に塗布される。使用され
る樹脂は、アクリル樹脂を始め何であってもよく、また
硬化方法も熱硬化型、紫外線硬化型など任意に選択され
る。更に、後の樹脂の揮散によって樹脂塗布部が収縮す
るため、塗布と硬化(乾燥)を2回以上繰り返すことで
、厚く塗布することが望ましい。ガラス状態で塗布する
理由は、樹脂を線材内部に侵入させないためである。仮
に、樹脂が線材の内部に浸透した場合には、樹脂揮散時
の激しい発泡によって組織がポーラスとなる。
Ag粒を含む樹脂が塗布され、更に樹脂が硬化された線
材は、第3工程において、例えば加熱されることで樹脂
が揮散され、線材表面にAgのみが残留して被覆層が形
成される。この加熱の際の温度は、400°C以下が望
ましい。これ以上の温度で加熱すると線材が結晶化を始
め、揮散中の樹脂と反応することによって超電導特性が
劣化する恐れがある。
400℃以下の熱処理等で樹脂が揮散した後の予備線材
は、第4工程において、更に高温の超電導結晶成長温度
に加熱され、Ag被覆された超電導結晶相を有する超電
導線材が得られる。
本発明の被覆方法は、ガラス状態の予備線材を経る超電
導線材の製造方法の最大の利点であるところの、優れた
生産性を何ら阻害しない。つまり、光ファイバ等におけ
る樹脂被覆と同じように、連続的に紡糸される線材にオ
ンラインでの塗布が可能である。上述した方法による超
電導線材へのAg被覆によって、熱処理後の線材の強度
が向上し、臨界電流密度向上のためのプレス処理も可能
となる。また、熱伝導率の高い金属(Ag等)で熱伝導
率の悪いセラミックスが覆われているため、線材中の超
電導破壊部で発生したジュール熱を効率よく逃すことが
できる。更に、熱処理時に材料がAgで被覆されている
ため、超電導相を構成する元素の揮散が抑制される。
〔実施例〕
以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は実施例の工程に用いられる装置の構成図である
。まず、溶融急冷法などによって酸化物超電導材料から
なるガラス状態の母材1が作製され、第1図(a)のア
ーム2にセットされる。このアーム2は母材駆動部3に
連結され、従って母材1は母材駆動部3によって上下駆
動される。ヒータ4は母材1の先端部を囲むように設け
られ、これによって母材1は加熱、軟化されて予備線材
5が線引きされる。線引きされた予備線材5のサイズは
外径測定器6で測定され、ダイス7に送られる。ダイス
7にはAg等の保護用金属を含む樹脂液が供給されてい
るので、予備線材5には樹脂が均一に塗布される。樹脂
被覆予備線材8は樹脂硬化炉9を通過し、硬化樹脂被覆
予備線材10はキャプスタン11.12を介して巻取機
13に巻き取られる。
巻取機13に巻き取られた硬化樹脂被覆予備線材10は
図示しない電気炉に入れられ、加熱されることで被覆層
の樹脂成分が揮散される。これにより、Agのみが予備
線材の表面に残留して、Ag被覆された線材が得られる
。この線材に対しては、引き続いて熱処理が施され、超
電導結晶相が析出される。これにより、第1図(b)に
示すような超電導線材20が得られる。図示の通り、こ
の超電導線材20は超電導結晶相となった超電導部21
と、Agからなる被覆部22により構成される。
次に、本発明者による具体的な実施例を説明する。
(実施例1) B r   P b   S r 2 Ca 2 Cu
 s O組成で1.6  0.4 原料を混合し、800℃X12hrの仮焼した後、再度
粉砕、混合した粉末を白金るっほに入れて、電気炉中で
1300℃×20分溶融した。その後、電気炉から取り
出して鉄板上に流し出し、急冷することによってガラス
母材とした。このガラス母材を約450℃で加熱、軟化
させて、幅1.5mm。
厚さ100μmのガラス状態の予備線材が紡糸された。
このガラス状予備線材に対して、アクリル樹脂にAgを
分散させたペーストを塗布し、100°Cの加熱炉を通
過させて硬化させた。硬化後のAg含有樹脂被覆線材を
300°Cの電気炉中で12hト加熱し、樹脂成分を揮
散させた。その後、Agのみが表面に残留した線材を、
423℃X4hr+840℃X100hr処理して結晶
成長させ、Ag被被覆電電導線材得られた。作製後の線
材は脆性が改善されており、0.5%の曲げ歪みを加え
ても折損しなかった。更に、公知の4端子法で、電気特
性を測定したところ、臨界温度 0 T と臨界電流密度J は CQ Tc−109K Jc  −85OA/c4   a  t   77に
であった。
(実施例2) (実施例1)と同一の方法を用いながら、Agを被覆せ
ずに線材を作製した。作製後の線材は脆く、0.1%の
わずかな歪みを加えるだけで折損した。また、公知の4
端子法で特性を測定したところ、 Tc −50K Jc−2A/eJ  at  30に であった。更に、この線材の組成分析をICP法で行っ
たところ、Pbが完全に揮散していた。
(実施例3) (実施例1)で作製したガラス状態の予備線材を、42
3℃X4hr+840℃X100hrの熱処理で超電導
化した後、(実施例1)と同一方法でAg入りの樹脂を
被覆した後、樹脂成分を揮散させ、再度、840℃X1
00hrの熱処理を行った。作製後の線材は発泡しポー
ラスになっており、いかなる温度領域に於ても超電導特
性は示さなかった。
〔発明の効果〕
以上、詳細に説明したように、ガラス状態の予備線材に
Ag粒などの保護用金属を含む樹脂を塗布、硬化させた
後、樹脂成分を揮散させることによって、生産性を低下
させず、効率よく保護用金属被覆超電導線材が作製でき
るようになった。また、超電導線材のAg等による被覆
によって、著しく超電導特性が向上できることとなった
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係る超電導線材の製造方法を
実現する装置の構成図である。 1・・・母材、2・・・アーム、3・・・母材駆動部、
4・・・ヒータ、5・・・予備線材、6・・・外径測定
器、7・・・ダイス、8・・・樹脂被覆予備線材、9・
・・樹脂硬化炉、10・・・硬化樹脂被覆予備線材、1
3・・・巻取機、20・・・超電導線材、21・・・超
電導部、1 2 22・・・被覆部。  3

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、酸化物超電導材料からなる線材の表面に、保護用金
    属の被覆層が形成された超電導線材の製造方法おいて、 前記酸化物超電導材料からなる母材を線引きし、ガラス
    状態となった予備線材を作製する第1工程と、 前記予備線材の表面に前記保護用金属を含む樹脂の塗膜
    を形成する第2工程と、 前記塗膜中の樹脂成分を揮散させて前記保護用金属の被
    覆層とする第3工程と を備えることを特徴とする超電導線材の製造方法。 2、前記第1工程は、原料を溶融、急冷することによっ
    てガラス状態とされた母材から、前記予備線材を線引き
    する工程である請求項1記載の超電導線材の製造方法。 3、前記第2工程は、前記保護用金属として銀(Ag)
    を含む樹脂の塗膜を形成する工程である請求項1または
    2記載の超電導線材の製造方法。 4、前記第3工程は、400℃以下の温度に加熱して前
    記樹脂成分を揮散させる工程である請求項1、2または
    3記載の超電導線材の製造方法。
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