(57)【要約】【課題】超電導フィラメントにおいて自己磁界により生じる電流損失を充分に抑制することにより、超電導線材としての通電容量の向上を図ることが可能な多芯超電導線材を提供する。【解決手段】複数本の超電導フィラメントが金属パイプに埋没された多芯超電導線材であって、金属パイプの外周面および／または内周面に、比透磁率１００Ｈ／ｍ以上の高透磁率材料層が形成されている多芯超電導線材。高透磁率材料層を構成する高透磁率材料が、鉄を含有している多芯超電導線材。高透磁率材料層が、各々の超電導フィラメントの外周面にも形成されている多芯超電導線材。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の超電導フィラメントが金属パイプに埋没された多芯超電導線材であって、
前記金属パイプの外周面および／または内周面に、比透磁率１００Ｈ／ｍ以上の高透磁率材料層が形成されている
ことを特徴とする多芯超電導線材。
【請求項２】
前記高透磁率材料層を構成する高透磁率材料が、鉄を含有していることを特徴とする請求項１に記載の多芯超電導線材。
【請求項３】
前記高透磁率材料層が、各々の超電導フィラメントの外周面にも形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多芯超電導線材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多芯超電導線材に関し、詳しくは、自己磁界による臨界電流密度の低下が抑制された多芯超電導線材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｂｉ−２２２３銀シーステープ線材等の多芯超電導線材（以下、単に「超電導線材」とも言う）は、液体窒素温度での使用が可能であり、比較的高い臨界電流密度が得られること、また、長尺化が比較的容易であること等から、超電導コイルやケーブル等への開発が盛んに行われている。
【０００３】
しかし、このような超電導線材に対して通電を行った場合、図３に示すように、通電方向の周囲を取り囲むように、自己磁界が発生して、超電導線材を構成する各超電導フィラメントにおいて、通電特性の急激な劣化、具体的には、臨界電流密度Ｊｃの低下（電流損失）を招き、超電導線材としての通電容量が大きく制限されると言う問題があった。
【０００４】
そこで、自己磁界により生じる電流損失を抑制するために、種々の提案がなされている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１０９３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の技術では、自己磁界により生じる電流損失を充分に抑制できているとは言えず、さらに電流損失を抑制することができる技術の開発が望まれていた。
【０００７】
そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、自己磁界により生じる電流損失を充分に抑制することにより、超電導線材としての通電容量の向上を図ることが可能な多芯超電導線材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、鋭意研究を行った結果、以下の各請求項に示す発明により、上記の課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。以下、各請求毎に説明する。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、
複数本の超電導フィラメントが金属パイプに埋没された多芯超電導線材であって、
前記金属パイプの外周面および／または内周面に、比透磁率１００Ｈ／ｍ以上の高透磁率材料層が形成されている
ことを特徴とする多芯超電導線材である。
【００１０】
金属パイプの外周面や内周面に形成された高透磁率材料層は、磁力線を吸収するヨークとしての機能と共に、吸収した磁力線を逃さないシールドとしての機能を有しているため、超電導線材に通電した際に生じる自己磁界の分布を変え、各々の超電導フィラメントを通過する磁界を低減させることができる。
【００１１】
この結果、超電導フィラメントに生じる電流損失を充分に抑制して、超電導線材としての通電容量の向上を図ることができる。
【００１２】
高透磁率材料層としては、比透磁率１００Ｈ／ｍ以上の材料を用いて形成された層であれば、充分に上記の効果を発揮させることができる。１，０００Ｈ／ｍ以上であればより好ましい。
【００１３】
このような１００Ｈ／ｍ以上の高透磁率を有する材料としては、例えば、鉄（比透磁率：５，０００Ｈ／ｍ）、純鉄（比透磁率：２００，０００Ｈ／ｍ）、マグネタイトなどの酸化鉄（比透磁率：１００〜１，０００Ｈ／ｍ）を挙げることができる。
【００１４】
高透磁率材料層を設ける具体的な手段としては、高透磁率材料を含むペーストを塗布した後、乾燥して、高透磁率材料層を形成させる方法が簡便であり好ましいが、金属箔で被覆する方法や、半田を用いて金属箔を貼り付ける方法を採用することもできる。
【００１５】
高透磁率材料層の形成は、金属パイプの外周面や内周面で行われるが、後の伸線工程において剥がれる恐れを考慮すると、内周面に形成されていることが好ましい。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、
前記高透磁率材料層を構成する高透磁率材料が、鉄を含有していることを特徴とする請求項１に記載の多芯超電導線材である。
【００１７】
鉄は、安価で入手が容易な材料でありながら、透磁率が高い材料であるため好ましい。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、
前記高透磁率材料層が、各々の超電導フィラメントの外周面にも形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多芯超電導線材である。
【００１９】
各々の超電導フィラメントの外周面にも高透磁率材料層を形成させることにより、超電導フィラメントに生じる電流損失をより充分に抑制して、超電導線材としての通電容量のさらなる向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、自己磁界により生じる電流損失を充分に抑制することにより、超電導線材としての通電容量の向上を図ることが可能な多芯超電導線材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１における多芯超電導線材を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における多芯超電導線材の変形例を模式的に示す断面図である。
【図３】従来の多芯超電導線材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。
【００２３】
（１）実施の形態１
図１は、本実施の形態における多芯超電導線材を模式的に示す断面図である。多芯超電導線材１は、テープ状の多芯超電導線材であり、例えば、Ｂｉ２２２２、Ｂｉ２２２３などのビスマス系超電導体の原料粉末やＲＥ１２３などの酸化物超電導体が充填された銀パイプを伸線加工して芯線化することにより超電導フィラメント（単芯線）３とし、さらに、複数の超電導フィラメント（単芯線）３を束ねて銀パイプ（金属パイプ）２に挿入し、圧延加工および熱処理を施し、その後、銀パイプ２の外側に高透磁率材料層４を形成することにより製造される。
【００２４】
高透磁率材料層４は、例えば、鉄や鉄の合金等の微粉末状の高透磁率材料を、フェノール系縮合系樹脂中に含有させたペーストを、銀パイプ２の外周面に塗布して乾燥させることにより、容易に形成することができる。この高透磁率材料層４は、本実施の形態においては、超電導フィラメント３を挿入した後に形成させているが、挿入の前に予め形成させてもよい。また、銀パイプ２の内周面に高透磁率材料層４を形成させてもよい。高透磁率材料層４の厚さとしては、５０〜５００μｍが好ましく、より好ましくは５０〜１００μｍである。
【００２５】
銀パイプ２の外周面や内周面に形成された高透磁率材料層４により、磁力線が吸収されると共に、吸収した磁力線が逃げないため、超電導フィラメントを通過する磁界が低減され、通電容量の向上を図ることができる。
【００２６】
本実施の形態の変形例を図２に示す。図２に示すように、変形例における多芯超電導線材１は、銀パイプ２の内部に複数本の超電導フィラメント３が埋没され、銀パイプ２の外周面にステンレスなどの箔状の高透磁率材料層４が形成されて構成されている。具体的には、高透磁率材料層４は、鉄製の箔を半田により金属パイプ２の外周面に付着させて形成されている。図２の多芯超電導線材においても、箔状の高透磁率材料層４が形成されているため、超電導フィラメントを通過する磁界が低減され、通電容量の向上を図ることができる。
【００２７】
（２）実施の形態２
本実施の形態においては、実施の形態１と同様に、銀パイプ２の外周面に高透磁率材料層４が形成されていると共に、各超電導フィラメント（単芯線）３の外周面にも高透磁率材料層４が形成されている。
【００２８】
本実施の形態における多芯超電導線材は、実施の形態１に示した多芯超電導線材の製造工程において、予め、各単芯線の外周面に高透磁率材料の微粉末を含むペーストを塗布して、乾燥させることにより、高透磁率材料層が形成された単芯線を作製した後、これらの単芯線を束ねて銀パイプに挿入して製造される。
【００２９】
本実施の形態の場合、各超電導フィラメント（単芯線）３の外周面にも高透磁率材料層４が形成されているため、超電導フィラメントを通過する磁界がより低減され、通電容量のさらなる向上を図ることができる。
【実施例】
【００３０】
（１）比較例
１２１本の超電導フィラメントが埋没された、幅４．３ｍｍ、厚さ０．２３ｍｍのテープ状のＢｉ２２２３多芯超電導線を、以下の条件に基づいて作製し、比較例とした。
（ａ）組成比      ：  Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：２：３
（ｂ）圧延条件    ：  １次圧延圧下率８６．５±１．０％（丸線径に対し）
２次圧延圧下率  ８．０±０．５％（１次圧延後厚みに対し）
（ｃ）焼結条件    ：  １次焼結：保持温度８３０℃、保持時間１０時間、
酸素分圧８ｋＰａ
２次焼結：保持温度８３５℃、保持時間３０時間、
酸素分圧８ｋＰａ
（ｄ）パイプ材質  ：  銀
上記条件により作製された比較例の自己磁界下におけるＪｃは、５０，０００Ａ／ｃｍ２であった。
【００３１】
（２)実施例
次に、比較例のテープ状の多芯超電導線の外周面に、高透磁率材料層を形成した。具体的には、鉄の微粉末をフェノール系縮合系樹脂中に含有させたペーストを、比較例の多芯超電導線の外周面に塗布して乾燥させることにより、厚さ１００μｍの高透磁率材料層を形成した。
【００３２】
実施例の自己磁界下におけるＪｃは、６０，０００Ａ／ｃｍ２であった。この結果より、比較例に比べ、Ｊｃが大きな値を有する多芯超電導線が得られていることが確認できた。
【００３３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１        多芯超電導線材
２        銀パイプ（金属パイプ）
３        超電導フィラメント（単芯線）
４        高透磁率材料層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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