JPH06290933A - 酸化物超電導ダブルパンケーキコイル - Google Patents

酸化物超電導ダブルパンケーキコイル

Info

Publication number
JPH06290933A
JPH06290933A JP9696893A JP9696893A JPH06290933A JP H06290933 A JPH06290933 A JP H06290933A JP 9696893 A JP9696893 A JP 9696893A JP 9696893 A JP9696893 A JP 9696893A JP H06290933 A JPH06290933 A JP H06290933A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tape
bobbin
coil
wire
oxide superconducting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9696893A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazumasa Togano
一正 戸叶
Hiroaki Kumakura
浩明 熊倉
Hitoshi Kitaguchi
仁 北口
Hiroshi Maeda
弘 前田
Junichi Shimoyama
淳一 下山
Shigeaki Tomita
成明 富田
Toshiya Matsubara
俊哉 松原
Takeshi Morimoto
剛 森本
Katsumi Nomura
克己 野村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
National Research Institute for Metals
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Hitachi Cable Ltd
National Research Institute for Metals
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd, Hitachi Cable Ltd, National Research Institute for Metals filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP9696893A priority Critical patent/JPH06290933A/ja
Publication of JPH06290933A publication Critical patent/JPH06290933A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【目的】通電損失が少なく、コイル間接続作業が容易な
超電導コイルを得る。 【構成】パイプ形状をした導電性のボビン3を有し、金
属基体と複合された酸化物超電導体からなるテープ状線
材1、2をボビンの周囲に巻回してなるコイル構造を、
2個互いに逆向きに重ねた酸化物超電導ダブルパンケー
キコイル。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化物超電導ダブルパ
ンケーキコイルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、液体窒素温度以上で超電導転移を
示す酸化物超電導体が次々と発見され、線材やテープ材
等への加工することにより様々な応用が試みられてい
る。酸化物超電導線材を利用した超電導電磁石は代表的
な応用例であり、従来の金属系線材に比べ高い転移温度
を持つことから液体窒素温度で作動する超電導コイル、
さらに20K以下の温度では従来材より高い臨界磁界を
示すことから、強磁界発生用ハイブリッドコイルの内層
コイルとしての応用が期待されている。
【0003】最近、酸化物超電導線材による電磁石用コ
イルの作製が盛んに行われるようになっている。酸化物
超電導線材の製造方法としては、金属シース法、ドクタ
ーブレード法、ディップコート法等が知られている。と
ころが酸化物超電導体はセラミックスであるため非常に
脆くて破断しやすい。このため、酸化物超電導体を用い
たコイルは、一般に、曲げ歪みを低減するため薄いテー
プ状の形態をした線材が用いられることが多く、さら
に、線材を巻回してコイル状に成形してから熱処理を行
う、いわゆるワインド・アンド・リアクト法により作製
されている。
【0004】このとき用いられるコイルの形態として、
テープ状線材をロール状に巻固めた、いわゆるパンケー
キコイルがある。パンケーキコイルは成形が比較的容易
なため、脆い酸化物超電導線材を利用したコイルには適
した形態である。
【0005】パンケーキコイルにより充分な均一高磁界
を発生させるためには、パンケーキコイルを数層にわた
って積層する必要がある。パンケーキコイルを積層する
場合、接続作業性もよく、発生磁界も低いコイル外周領
域でコイル間接続を行う、いわゆるダブルパンケーキ巻
き形状のコイルを用いることが多いが、酸化物超電導体
は脆くて破断、屈曲しやすいため、ダブルパンケーキ巻
形状にすることは非常に困難である。このためシングル
パンケーキコイルをコイルの内周・外周でそれぞれ接続
していく方法がとられる。コイル間を接続する導線に
は、通常銀等の常伝導金属が用いられる。
【0006】ところが、このような金属の接続導線はテ
ープ状超電導線材の超電導転移以下の温度においても有
限の電気抵抗を持つため、通電損失があり、さらに通電
損失に伴う発熱が大きいという問題があった。通電損失
を低減するためにはテープ状超電導線材に比べ充分大き
な断面を持つ接続導線が必要であるが、パンケーキコイ
ル内周部で大断面をもつ接続導線を用いることはコイル
形状を乱し、その部分がクエンチ発生の原因になる。ま
た、パンケーキコイルではその特性上コイルの積層間隔
をできるだけ小さくした方が均一磁界を発生できるので
あるが、大断面を持つ接続導線を用いると、小さい積層
間隔では接続作業が著しく困難になるという問題があっ
た。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、テープ状形
態を持つ脆い線材を用いながら、通電損失が少なく、コ
イル間接続作業が容易な超電導コイルを提供することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、パイプ形状を
した導電性のボビンを有し、金属基体と複合された酸化
物超電導体からなるテープ状線材をボビンの周囲に巻回
してなるコイル構造を、ボビンの軸方向に2個重ねた酸
化物超電導ダブルパンケーキコイルであって、該2つの
コイルはテープ状線材が互いに逆向きになるように巻回
され、かつ、該2つのコイルのテープ状線材がボビンを
介して電気的に接続された酸化物超電導ダブルパンケー
キコイルを提供するものである。
【0009】本発明を図1にしたがって説明する。図1
は、本発明のダブルパンケーキコイルの構造を示す説明
図である。パイプ形状をした導電性のボビン3に、金属
基体と複合された酸化物超電導体からなるテープ状線材
1および2が巻回されて重なっている。テープ状線材1
および2は、互いに逆向きになるよう巻回されている。
テープ状線材1および2は、それぞれ接続部4および5
でボビンに電気的に接続されている。電流は、例えば、
テープ状線材1の外側から入り、接続部4からボビンを
通って接続部5からテープ状線材2入り、テープ状線材
2の外側から流れ出る。
【0010】上記ボビンは、少なくともその表面が導電
性であることが必要である。ボビンの材質としては金属
が好ましい。ボビンの酸化物超電導体と接触する部分が
銀である場合は、酸化物超電導体の特性を低下させるお
それがないので好ましい。ボビンとして、内側または外
側または両側に超電導体層が形成された金属またはセラ
ミックスからなるパイプも好ましく使用できる。
【0011】本発明においてテープ状線材は、金属基体
と複合された酸化物超電導体からなる。基体および酸化
物超電導体は特に限定されないが、テープ状線材の基体
が銀であり、酸化物超電導体が結晶のc軸がテープ長手
方向に垂直に配向したBi2Sr2 Ca1 Cu2y
(yは酸素量)の厚膜である場合には、特性の良好な長
尺の酸化物超電導体テープ線材が得られるので好まし
い。この場合において、良好な配向組織と耐曲特性を得
るためには酸化物超電導体の厚さは5〜50μmである
ことが好ましく、銀と酸化物超電導体の界面の熱応力に
よる割れ等を防止するためには基体の銀テープの厚みは
10〜70μmであることが望ましい。
【0012】
【実施例】
実施例1 Bi2 Sr2 Ca1 Cu2y 仮焼粉末と有機溶媒、バ
インダーを含むスラリーに銀テープを送り込むことによ
り、幅22mm、厚さ50μmの銀テープの両面に、そ
れぞれ幅15mm、厚さ約50μmの酸化物層をディッ
プコートした。このテープを6mの長さに切断し、それ
ぞれパンケーキコイル状に巻き、Bi23 −Al23
混合粉末上に載置して脱媒したのち、準密閉容器中で
溶融凝固処理を行い、Bi−2212/Ag複合テープ
状線材からなるコイルを2個作製した。溶融凝固処理過
程は約300℃/hで892℃まで昇温、5分保持し、
5℃/hで835℃まで徐冷後835℃で1時間保持
し、室温まで空冷した。溶融凝固処理後の酸化物超電導
層の厚さは、片側で15μmであった。この酸化物超電
導体層において、酸化物超電導体結晶のc軸はテープの
長手方向に垂直に配向していた。
【0013】内層がステンレス、外層が厚さ500μm
の銀である外径16mm、長さ50mmの複合パイプか
らなるボビンの片端に、上記で得られたコイルの1個を
配置し、テープ状線材の最内周の端部の銀露出部分を半
田付けし、絶縁処理後強く巻締め、下部を樹脂で固定、
ワックス含浸後、上部を樹脂で固定した。さらにパイプ
のもう一方の端に逆巻きになるよう別のテープ状線材の
最内周の端部の銀露出部分を半田付けし、絶縁処理後強
く巻閉め、既固定コイル側を樹脂で固定、ワックス含浸
後、未固定の他部を樹脂で固定した。このときのコイル
軸方向の超電導層の間隔は5mm、コイルの外径は45
mmであった。
【0014】このダブルパンケーキコイルに、4.2
K、6Tのバイアス磁界中で通電を行ったところ、臨界
電流が360A、臨界電流密度が8.0×104 A/c
2 であり、最大発生磁界は1.5Tであった。
【0015】実施例2 実施例1で用いたボビンの銀外周部に、さらに厚さ15
μmの溶融凝固処理したc軸配向のBi2 Sr2 Ca1
Cu2y を形成して、外径16mm、長さ50mmの
複合パイプのボビンを作製した。このボビンを用いた以
外は実施例1と同様にしてダブルパンケーキコイルを作
製した。
【0016】このように作製したダブルパンケーキコイ
ルに、4.2K、6Tのバイアス磁界中で通電を行った
ところ、臨界電流が360A、臨界電流密度が8.0×
104 A/cm2 であり、最大発生磁界は1.5Tであ
った。
【0017】比較例 実施例1と同様にして6m長のBi−2212/Ag複
合テープ状線材からなるコイルを2個作製した。まず、
1つのコイルのテープ状線材の最内周の端部の銀露出部
分に幅5mm、厚さ100μmの銀リードを半田付けし
て接続した。ボビンとして外周を絶縁処理した外径16
mmのステンレスパイプを用い、この周囲に絶縁処理し
たテープ状線材を強く巻締め、下部を樹脂で固定、ワッ
クス含浸後、上部を樹脂で固定した。さらに上記銀リー
ドのもう一方の端に、別のテープ状線材の最内周の端部
の銀露出部分を半田付けし、絶縁処理後、逆巻きに強く
巻閉め、既固定コイル側を樹脂で固定、ワックス含浸
後、未固定の他部を樹脂で固定した。このときのコイル
軸方向の超電導層の間隔は7mm、コイルの外径は45
mmであった。
【0018】このダブルパンケーキコイルに、4.2
K、6Tのバイアス磁界中で通電を行ったところ、臨界
電流が320A、臨界電流密度が7.1×104 A/c
2 であり、最大発生磁界は1.25Tであった。これ
はコイル最内層の銀リードとその接続部の発熱と、銀リ
ードがコイル内層部にあるため、線材の巻きかたが不均
一になり、局所的に曲げ歪みの大きな部分ができたため
線材にの一部にクラック等が発生したことが原因で臨界
電流が低いものと考えられる。
【0019】
【発明の効果】本発明の酸化物超電導パンケーキコイル
は、充分な導電断面積を持ち導電性の良好なボビンを介
してコイル間を接続するため、通電損失が少ない。さら
に、コイルの局所的変形を抑えて線材を巻回することが
できるので、均一な発生磁界が得られ、クエンチ発生の
確率も小さい。ボビンに酸化物超電導体を用いる場合に
は、さらに通電損失の少ないコイルが得られる。
【0020】テープ線材の金属基体として銀を用い、酸
化物超電導体として結晶のc軸が銀テープ長手方向に垂
直に配向したBi2 Sr2 Ca1 Cu2y を用いる場
合には、特に高効率、小型で発生磁界の大きいコイルが
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のダブルパンケーキコイルの構造を示す
説明図
【符号の説明】
1,2:酸化物超電導体テープ線材 3:ボビン 4,5:酸化物超電導体テープ線材とボビンとの接続部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊倉 浩明 茨城県つくば市千現1丁目2番1号 科学 技術庁金属材料技術研究所筑波支所内 (72)発明者 北口 仁 茨城県つくば市千現1丁目2番1号 科学 技術庁金属材料技術研究所筑波支所内 (72)発明者 前田 弘 茨城県つくば市千現1丁目2番1号 科学 技術庁金属材料技術研究所筑波支所内 (72)発明者 下山 淳一 東京都墨田区押上2−12−7−321 (72)発明者 富田 成明 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内 (72)発明者 松原 俊哉 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内 (72)発明者 森本 剛 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内 (72)発明者 野村 克己 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社アドバンスリサーチセンタ内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】パイプ形状をした導電性のボビンを有し、
    金属基体と複合された酸化物超電導体からなるテープ状
    線材をボビンの周囲に巻回してなるコイル構造を、ボビ
    ンの軸方向に2個重ねた酸化物超電導ダブルパンケーキ
    コイルであって、該2つのコイルはテープ状線材が互い
    に逆向きになるように巻回され、かつ、該2つのコイル
    のテープ状線材がボビンを介して電気的に接続された酸
    化物超電導ダブルパンケーキコイル。
  2. 【請求項2】ボビンが、金属である請求項1の酸化物超
    電導ダブルパンケーキコイル。
  3. 【請求項3】ボビンが、内側または外側または両側に超
    電導体層が形成された金属またはセラミックスからなる
    パイプである請求項1の酸化物超電導ダブルパンケーキ
    コイル。
  4. 【請求項4】テープ状線材の基体が銀であり、酸化物超
    電導体が結晶のc軸がテープ長手方向に垂直に配向した
    Bi2 Sr2 Ca1 Cu2y (yは酸素量)の厚膜で
    ある請求項1〜3いずれか1の酸化物超電導ダブルパン
    ケーキコイル。
JP9696893A 1993-03-31 1993-03-31 酸化物超電導ダブルパンケーキコイル Pending JPH06290933A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9696893A JPH06290933A (ja) 1993-03-31 1993-03-31 酸化物超電導ダブルパンケーキコイル

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9696893A JPH06290933A (ja) 1993-03-31 1993-03-31 酸化物超電導ダブルパンケーキコイル

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06290933A true JPH06290933A (ja) 1994-10-18

Family

ID=14179035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9696893A Pending JPH06290933A (ja) 1993-03-31 1993-03-31 酸化物超電導ダブルパンケーキコイル

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06290933A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005087532A1 (de) * 2004-03-09 2005-09-22 Thyssenkrupp Transrapid Gmbh Magnetpol für magnetschwebefahrzeuge
WO2005087534A1 (de) * 2004-03-09 2005-09-22 Thyssenkrupp Transrapid Gmbh Magnetpol für magnetschwebefahrzeug
WO2008043328A1 (de) * 2006-10-12 2008-04-17 Thyssenkrupp Transrapid Gmbh Magnetpol für magnetschwebefahrzeuge
KR20180044557A (ko) * 2016-10-24 2018-05-03 한국전기연구원 보강초전도선재가 포함된 더블팬케이크 코일
CN113707445A (zh) * 2021-08-23 2021-11-26 中国科学院合肥物质科学研究院 一种制备铁基带材双饼内插线圈的机械装置及方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005087532A1 (de) * 2004-03-09 2005-09-22 Thyssenkrupp Transrapid Gmbh Magnetpol für magnetschwebefahrzeuge
WO2005087534A1 (de) * 2004-03-09 2005-09-22 Thyssenkrupp Transrapid Gmbh Magnetpol für magnetschwebefahrzeug
US7724120B2 (en) 2004-03-09 2010-05-25 Thyssenkrupp Transrapid Gmbh Magnetic pole for magnetic levitation vehicles
US7855628B2 (en) 2004-03-09 2010-12-21 Thyssenkrupp Transrapid Gmbh Magnet pole for magnetic levitation vehicles
WO2008043328A1 (de) * 2006-10-12 2008-04-17 Thyssenkrupp Transrapid Gmbh Magnetpol für magnetschwebefahrzeuge
US8201502B2 (en) 2006-10-12 2012-06-19 Thyssenkrupp Transrapid Gmbh Magnet pole for magnetic levitation vehicles
KR20180044557A (ko) * 2016-10-24 2018-05-03 한국전기연구원 보강초전도선재가 포함된 더블팬케이크 코일
WO2018080081A1 (ko) * 2016-10-24 2018-05-03 한국전기연구원 보강초전도선재가 포함된 더블팬케이크 코일
CN113707445A (zh) * 2021-08-23 2021-11-26 中国科学院合肥物质科学研究院 一种制备铁基带材双饼内插线圈的机械装置及方法
CN113707445B (zh) * 2021-08-23 2023-06-30 中国科学院合肥物质科学研究院 一种制备铁基带材双饼内插线圈的机械装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3983521A (en) Flexible superconducting composite compound wires
JP3342739B2 (ja) 酸化物超電導導体とその製造方法およびそれを備えた酸化物超電導電力ケーブル
JP5568361B2 (ja) 超電導線材の電極部接合構造、超電導線材、及び超電導コイル
JPS63291857A (ja) 超伝導体
US5189260A (en) Strain tolerant microfilamentary superconducting wire
JPH0268820A (ja) ワイヤ又はケーブル形態の電気導線
US4435228A (en) Process for producing NB3 SN superconducting wires
US6177856B1 (en) Process for producing a current limiter having a high-temperature superconductor, and current limiter
JPH06290933A (ja) 酸化物超電導ダブルパンケーキコイル
US20040132624A1 (en) Metal base material for oxide superconducting thick films and manufacturing method thereof
US20050176587A1 (en) Process for producing nb3a1 superconductive wire rod and nb3a1 superconductive wire rod produced by the process
WO1988008618A2 (en) Ceramic superconducting devices and fabrication methods
JP3161938B2 (ja) 超伝導線の製造方法
JP2846361B2 (ja) 酸化物超電導コイルの製造方法
JP3397474B2 (ja) 超伝導線
JPH06139848A (ja) 酸化物高温超電導線材の製造方法
JPS63284720A (ja) 超電導線
JPH0917249A (ja) 酸化物超電導線材及びその製造方法
JP3126071B2 (ja) 超電導機器およびその製造方法
JP3302773B2 (ja) 電磁石
JPH05234741A (ja) 超電導マグネット構造体
JP4534276B2 (ja) 酸化物超電導線材の接続方法
JP3879183B2 (ja) 超電導複合材及び超電導複合材の製造方法
JP2599138B2 (ja) 酸化物系超電導線の製造方法
JPH10188696A (ja) 酸化物超電導線材及びその接合方法