(57)【要約】      （修正有）【課題】多芯線が巻きつけられるキャリーエレメントの直径、および、個々のターンのレイ長さに因って、曲げ伸しおよび引っ張り応力の結果、曲げの間および曲げの加わらない状態で、線材に力が加わる。この結果、超伝導層の方向性を損ない、超伝導特性を低下させるのを防止する。【解決手段】超伝導ケーブルコンダクタに関し、超伝導ケーブルコンダクタは、キャリーエレメントを備えており、キャリーエレメントの上に、２またはそれ以上の超伝導コンダクタエレメントからなる少なくとも１つの層が巻かれ、各層の個々の超伝導コンダクタエレメントは、隣り合わせに配置され、そして、前記超伝導コンダクタエレメントは、希土類バリウム銅塩、好ましくは、イットリウムバイウム銅塩に基づく超伝導材によって被覆されたテープ状の基材から形成されている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
超伝導ケーブルコンダクタであって、前記超伝導ケーブルコンダクタは、キャリーエレメントを備えており、前記キャリーエレメントの上に、２またはそれ以上の超伝導コンダクタエレメントからなる少なくとも１つの層が巻かれ、各層の個々の超伝導コンダクタエレメントは、隣り合わせに配置され、そして、前記超伝導コンダクタエレメントは希土類バリウム銅塩に基づく超伝導材によって被覆されたテープ状の基材を備えていることを特徴とする超伝導ケーブルコンダクタ。
【請求項２】
前記希土類バリウム銅塩において、前記希土類成分は、イットリウムであり、または、イットリウムを含有していることを特徴とする請求項１に記載の超伝導ケーブルコンダクタ。
【請求項３】
前記希土類バリウム銅塩は、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スカンジウム（Ｓｃ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、水銀（Ｈｇ）、タリウム（Ｔｌ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、チタン（Ｔｉ）、硫黄（Ｓ）、および、フッ素（Ｆ）からなる群から選ばれた少なくとも１つの元素をさらに含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の超伝導ケーブルコンダクタ。
【請求項４】
希土類バリウム銅塩からなる層は、２軸延伸を備えていることを特徴とする、請求項１から３の何れか１項に記載の超伝導ケーブルコンダクタ。
【請求項５】
前記コンダクタエレメントに使用される前記基材は、超伝導材からなる層の構造組織のための格子適合を有していない基材であることを特徴とする、請求項１から４の何れか１項に記載の超伝導ケーブルコンダクタ。
【請求項６】
前記超伝導ケーブルコンダクタは、超伝導コンダクタエレメントからなる４から６層を有していることを特徴とする、請求項１から５の何れか１項に記載の超伝導ケーブルコンダクタ。
【請求項７】
少なくとも超伝導コンダクタエレメントからなる２つの層の間に電気絶縁層が設けられていることを特徴とする、請求項１から６の何れか１項に記載の超伝導ケーブルコンダクタ。
【請求項８】
絶縁層が、キャリーエレメントと、超伝導コンダクタエレメントからなる第１の層との間に設けられていることを特徴とする、請求項１から７の何れか１項に記載の超伝導ケーブルコンダクタ。
【請求項９】
前記キャリーエレメントが中空であることを特徴とする、請求項１から８の何れか１項に記載の超伝導ケーブルコンダクタ。
【請求項１０】
前記キャリーエレメントが固体であることを特徴とする、請求項１から９の何れか１項に記載の超伝導ケーブルコンダクタ。
【請求項１１】
前記キャリーエレメントが導電性材からなっていることを特徴とする、請求項１から１０の何れか１項に記載の超伝導ケーブルコンダクタ。
【請求項１２】
前記キャリーエレメントは環状コルゲーション、または、らせん状コルゲーションを備えていることを特徴とする、請求項１から１１の何れか１項に記載の超伝導ケーブルコンダクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、希土類バリウム銅塩に基づく超伝導材を備えた超伝導ケーブルコンダクタに関する。超伝導材は、テープ状基材の上に層の形で適用される。特に、この発明は、ＡＣ適用のためのこの型の超伝導ケーブルコンダクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
超伝導ケーブルコンダクタは、通常、円筒形状のエレメントに超伝導コンダクタエレメントとしての超伝導線材が螺旋状に巻きつけられて形成されている。キャリーエレメントは、伝導性または非伝導性材料からなっており、通常柔軟な形状をしている。
超伝導コンダクタエレメントは、キャリーエレメント上に、１以上の層を形成するように螺旋状に巻きつけられる。各層のそれぞれは、キャリーエレメントまたはキャリーエレメント上に既に巻かれた層の上に、隣り合わせに並んで、複数の例えばテープ状の超伝導コンダクタエレメントを巻きつけることによって得られる。
【０００３】
欧州特許公報ＥＰ０６５０２０５Ｂ２には、多芯線がコンダクタエレメントとして使用される、ＡＣ適用のための多層超伝導ケーブルコンダクタが開示されている。多芯線は、常伝道金属、特に、銀からなるマトリックスに埋め込まれた、超伝導材からなる多数のフィラメント状のコアを備えている。渦電流および結合電流によるＡＣ損失を避けるために、絶縁材からなる絶縁層が、超伝導線材からなる個々の層の間に設けられる。
【０００４】
超伝導線材は、適切な熱処理によって所望の超伝導材に転換される、例えば粉末状の出発原料を、常伝導金属好ましくは銀からなるケーシング外被に充填することによって得られる。粉末状の出発原料が充填されたケーシング外被を、引き抜き加工および圧延によって塑性変形されて、小さい直径の長いフィラメントを形成し、引き続いて焼結される。得られた個々のフィラメントは、組み合わされて、多数のフィラメントからなる束が形成され、次いで、次のケーシング外被に送られ、塑性変形され、焼結される。その結果、金属マトリックス中に所望の数のフィラメントを備えた超伝導多芯線が得られる。仕上がりの多芯線は好ましくはテープ形状をしている。
【０００５】
超伝導材は、上述した処理の結果、所望の高い方向性を有する。結晶Ｃ軸は、本質的に、電流の流れる方向と直交して延伸し、ａ−ｂ面は電流の流れる方向と平行に延伸する。
【０００６】
【特許文献１】欧州特許公報ＥＰ０６５０２０５Ｂ２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
多芯線が巻きつけられるキャリーエレメントの直径の大きさ、および、個々のターンのレイ長さに因って、曲げ伸しおよび引っ張り応力の結果、曲げの間および曲げの加わらない状態で、線材に力が加わる。この結果、超伝導相の方向性を損ない、超伝導特性を低下させる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
超伝導ケーブルコンダクタは、キャリーエレメントを備えており、前記キャリーエレメントの上に、２またはそれ以上の超伝導コンダクタエレメントからなる少なくとも１つの層が巻かれ、各層の個々の超伝導コンダクタエレメントは、隣り合わせに配置され、そして、前記超伝導コンダクタエレメントは希土類バリウム銅塩に基づく超伝導材によって被覆されたテープ状の基材を備えている超伝導ケーブルコンダクタである。
【発明の効果】
【０００９】
キャリーエレメントの直径、および、巻線のレイ長さ(lay length)、従ってケーブルの構造に関する最大の自由度を得るために、例え、相対的に曲げの度合いが高い場合、例えば、キャリーエレメントの直径が小さく、そして／または、短いレイ長さ、および、相対的に高い張力のような場合においても、超伝導ワイヤのデグラデーションが生じないような超伝導ケーブルが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
この発明によると、上述した目的は、次のような超伝導ケーブルコンダクタによって達成することができる。即ち、超伝導ケーブルコンダクタは、キャリーエレメントを備えており、前記キャリーエレメントの上に、２またはそれ以上の超伝導コンダクタエレメントからなる少なくとも１つの層が巻かれ、各層の個々の超伝導コンダクタエレメントは、隣り合わせに配置され、そして、前記超伝導コンダクタエレメントは希土類バリウム銅塩に基づく超伝導材によって被覆されたテープ状の基材を備えている超伝導ケーブルコンダクタである。
【００１１】
以下、この発明に使用される、希土類バリウム銅塩に基づく超伝導材によって被覆されたテープ状の基材を備えている超伝導コンダクタエレメントを、ＲＥＢＣＯ−被覆コンダクタエレメントとよび、ＲＥ＝ランタンおよびイットリウムを含む１以上の希土類元素、または、被覆されたコンダクタエレメントである。
【００１２】
導入部において述べた超伝導多芯線の場合におけるように、超伝導特性の質は、層中における超伝導結晶の方向性の程度によって決まる。従って、高い臨界電流、高い電流密度および通電容量を得るために、被覆されたコンダクタエレメントにおける超伝導材が高い可能性の２軸延伸（テクスチャリング）を備えていると、個々の超伝導結晶の結晶ｃ軸が、テープ状の基材の表面に垂直または実質的に垂直に配置され、そして、ａ−ｂ面がテープ状の基材の表面に平行または実質的に平行に配置されていることが有利であり、それによって、ａ−ｂ面が電流の流れる方向に延びる。
【００１３】
この発明によって使用される被覆されたコンダクタエレメント、それを製造する方法、超伝導材を形成するために適する前駆物質および適切な基材の製造方法は、当業者に公知であり、多くの文献に記載されている。例示的に、N.McN Alford et al., “Topical review: High-temperature superconducting thick films” in Supercond. Sci. Techinol. 10 (1997) 169-185, J.L. MacManus-Driscoll “Recent developments in conductor processing of high irreversibility field superconductors” in Ann. Rev. Mater, Sci. volume 28 (1998) pages 421 to 462 およびWO 98/58415を引用する。
【００１４】
この場合には、超伝導層の所望のテクスチャリングは、特定の基材、即ち基材の特性、特に、超伝導層において成長する結晶の延伸をもたらすその組織を使用することによって、得られる。
【００１５】
この発明によって使用されるような被覆コンダクタエレメントを製造する適切な方法および材料は、即ち基材の上に超伝導材が堆積されることからなる層は、例えば、イオンビームアシストデポジション（ＩＢＡＤ）またはアシスト２軸組織基材（ＲＡＢｉＴＳ）方法があり、例えば、Y. Jijima et al., “Inplane aligned YBCO thin films deposited on polycrystalline metal substrates”, in Appl. Phys. Lett. 60 (1992) page 769 for IBAD およびA. Goyal et al. “Fabrication of long range, biaxially textured, high Tc superconducting tapes” in Appl. Phys. Lett. 69 (1996), page 1795 for RABiTSに記載されている。
【００１６】
更に適切なデポジション方法として、パルス・レーザ・デポジション（ＰＬＤ）があり、例えば、A Usoskin et al., EUCAS 99, page 447およびS.R. Foltyn et al., in IEEE Trans. on Applied Supercon., 9, (1999), page 1519に記載されている。更に適切な方法として所謂ＢａＦ２方法があり、例えば、S.W. Lu et al. in Supercond. Sci. Technol., 14(2001) pages 218 to 223, fluorine in the form of ＢａＦ２ being added to the starting material for the formation of the superconducting materialに記載されている。   
【００１７】
この発明における被覆されたコンダクタエレメントに使用される基材は、層の超伝導材に悪影響を与えない限り、また、超伝導層を形成するための製造プロセスに悪影響を及ぼさない限り、所望の如何なる基材であってもよい。基材の例として、単結晶性セラミックス、多結晶性セラミックスまたは金属がある。
テープ状の基材の断面形状は、基本的に所望に従って選択してよい。断面は、例えば、矩形、四角形、楕円形、円形、多角形、台形等である。しかし、実質的に矩形が一般的に好ましい。
【００１８】
この発明の超伝導コンダクタエレメントに対して、所望のケーブルに適用するための十分な柔軟性を備えた基材が使用されることは言うまでもない。
１以上の薄い中間層が、バッファ層として、超伝導層と基材との間に設けられる。
バッファ層は、基材の材料が超伝導材と好ましくないかたちで反応するのを防止する。
【００１９】
従って、例えば基材として金属を使用すると、セラミックからなる適切なバッファ層を設けるべきである。
バッファ層としての適切な材料の例として、酸化ジルコニウム、安定化酸化ジルコニウムがあり、例えば、酸化イットリウム（ＹＳＺ）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）および酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、更に、ストロンチウム酸化チタン（ＳｒＴｉＯ３）、ランタン酸化アルミニウム（ＬａＡｌＯ３）で安定化した酸化ジルコニウムがある。
【００２０】
希土類バリウム銅塩に基づく酸化物超伝導材が、この発明の超伝導材として使用される。希土類バリウム銅塩は、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウムおよびルテチウムから選んだ少なくとも１つの希土類元素を含み、好ましくは、イットリウムまたは少なくとも１つの他の希土類元素とイットリウムとの組み合わせである。
【００２１】
特に好ましい化合物は、次の一般式であらわされる：
ＳＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘ
ここに、ｘは０．５以下である。
更に、希土類バリウム銅塩は、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スカンジウム（Ｓｃ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、水銀（Ｈｇ）、タリウム（Ｔｌ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、チタン（Ｔｉ）、硫黄（Ｓ）、および、フッ素（Ｆ）からなる群から選ばれた少なくとも１つの元素をさらに含んでもよい。
特に好ましいのは、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘ、ここに、ｘは０．５以下であり（Ｙ１，２，３とも呼ばれる）、付加的に、少なくとも１つの希土類元素、および／または上述した群の元素から少なくとも１つの元素を含んでもよい。
【００２２】
製造目的のために、例えば、上述した方法の１つに従う超伝導材のための出発原料が、基材の上に形成され、選択的にバッファ層が設けられ、そして、制御された拡散および冷却を伴う熱処理によって、所望の超伝導１２３相を形成する。
１２３材料は、化合物Ｓｅ２ＢａＣｕＯ、所謂２１１相材料から制御された拡散および冷却によって、得ることができることが知られている。
好ましい方法に従って、異なる希土類元素を使用して１２３材料の異なる包晶凝固温度を利用することによってテクスチャリング(texturing)を行う。
【００２３】
このために、希土類元素の点で異なる少なくとも２つの２１１材料をテープ状の基材の上に長軸方向に沿ってストリップに配置し、２１１材料のストリップの相互に隣接する長軸の縁を接触させる。
【００２４】
バリウム銅塩および／または酸化銅からなる対応する層を、２つの異なる２１１材料からなるストリップに適用して、形成される１２３材料の化学量論をセットする。上述した層は、少なくとも部分的にストリップを覆う。バリウム銅塩および／または酸化銅は２１１材料よりも低い融点を有しているので、引き続く熱処理間に先ず溶融する。形成された溶融物は、下に位置する出発原料に浸透し、出発原料が少なくとも部分的に溶融物の中に溶解する。所望の１２３物質は、バリウム銅塩／酸化銅との部分的な溶融物から、冷却間に、溶解した固体２１１材料を含む液相として、形成される。
【００２５】
同時に、拡散および溶融プロセスによって、希土類元素は移動して、出発原料のそれぞれの希土類元素に対して、濃度勾配が、ストリップに関して、横軸に反対方向に形成される。
定温の緩慢な冷却間、凝固前面は、最も高い凝固温度を有する１２３材料の側面から、最も低い凝固温度を有する１２３材料の側面へと進み、形成する２軸延伸に影響を及ぼす。
【００２６】
好ましくは、１２３材料からなるストリップは、イニシエータとして、最も高い凝固温度を有する１２３材料が形成される側面に配置され、１２３材料の希土類元素は、１２３材料の凝固温度がそれを形成する１２３材料の凝固温度よりも高くなるように選択される。
【００２７】
この場合には、希土類元素は、更に、逆の側面に配置された２１１出発原料の方向に濃度勾配を形成する。
適切な材料の組み合わせは、Ｎｄ１２３，Ｙ２１１およびＹｂ２１１のこの順での配置からなっており、包晶凝固温度Ｔｐに関して、次の通りである。
ＴｐＮｄ１２３＞  ＴｐＹ１２３  ＞  ＴｐＹｂ１２３
【００２８】
この方法によると、１μｍ、特に５μｍ以上の厚さを有する２軸組織層を得ることができ、基材の元の方向に関係なく優れた２軸方向性が得られる。従って、形成される２軸組織と格子適合を有する基材を使用する必要はない。
特に、基材に関係なく生成される組織である２軸組織超伝導層を製造する上述した方法の他の実施態様は、ＤＥ１０１  ２８  ３２０  Ｃ１に開示されており、その内容全体を引用する。ここでも、濃度勾配、および、従って温度勾配は、更に希土類元素を添加することによって形成される。
【００２９】
温度勾配を利用する上述した方法は、大きな２軸方向性の結晶を備えた多結晶層から単結晶層まで得ることができる。層中の方向性のミスは、好ましくは、７°以下である。
この形式の層は、超伝導への適用に特に好ましい。
【００３０】
この発明の超伝導ケーブルコンダクタのコアは、キャリーエレメントによって形成されている。基本的には、超伝導ケーブルコンダクタの製造のために、それ自体知られているキャリーエレメントをこの発明において使用することができる。通常、この発明に使用されるキャリーエレメントは、本質的に円筒である。
【００３１】
キャリーエレメントは、チューブまたは固体コアエレメントとして形成される。
チューブとして形成される場合には、チューブ内部の中空部は、冷媒のチャンネルとして使用することができる。冷媒は、中空部を流れ、その間に、超伝導ケーブルの使用間に生じる熱損失を輸送する。
キャリーエレメントは、一般的に、通常電気伝導性の低い金属またはプラスチックで形成される。
【００３２】
所望の柔軟性が与えられる限り、所望の他の適する材料を使用することができる。
特定の実施態様に従って、キャリーエレメントは、電気導体からなる固体コアエレメントとして形成することができる。この場合、短絡のときに、超伝導層が常伝道状態に移行すると、導電性コアエレメントに電流が流れて、超伝導層への損傷が回避される。
【００３３】
キャリーエレメントは柔軟であることが重要である。これは、キャリーエレメントに環状またはらせん状のコルゲーションを備えることによって可能になる。この場合、個々のウエーブは、キャリーエレメントの長軸に沿って、キャリーエレメントの断面に関して、環状コルゲーションの場合は平行に、そして、らせん状コルゲーションの場合は、斜めに配置される。しかし、キャリーエレメントをらせん状に形成してもよい。
【００３４】
キャリーエレメントは、所望に従って、金属またはプラスチックブレード、例えば、高品質鋼ブレードからなる外装を備えてもよい。
キャリーエレメントは、更に、金属またはプラスチックテープ、例えば、高品質鋼テープからなるテープを備えてもよい。これらは、キャリーエレメント上に互いに並んで螺旋状に巻かれる。これによって、キャリーエレメントの機械的強度を増強する。同時に、外装またはテープは、被覆されたコンダクタエレメントのサポートとしてスムーズな表面を形成する機能を果たす。
【００３５】
外装が金属導電材からなっているときは、短絡時の電流を流す機能を果たす。
必要により、パッドを備えてもよい。このために、１以上の半導体または絶縁テープの層をキャリーエレメントに適用してもよい。上述した層は、キャリーエレメントの上に、オーバラップした状態で、または、オーバラップしないで螺旋状に巻きつける。
【００３６】
個々の層を形成するために、複数の被覆されたコンダクタエレメントを、キャリーエレメントの上、または、被覆コンダクタエレメントからなる下に位置する対応する層の上に、隣り合わせて、螺旋状に巻きつける。
個々の層は、キャリーエレメント上に同一方向または逆方向に巻きつけてもよい。
【００３７】
更に、全ての層または個々の層は、巻き付けのための異なるレイ長さまたは角度を有している。巻き方向および／または巻き角度の選択によって、個々の層の全体にわたって均一な電流を得ることができる。これは交流に適用する場合には重要である。即ち、対応手段がないと、各層に異なる電流分布が生じて、個々の層に異なる量の電流が流れる。
【００３８】
例えば、１つの層に非常に高い電流が流れると、臨界電流値を超える危険性が存在する。
この発明に使用される希土類バリウム銅塩に基づく超伝導層を備えた被覆コンダクタエレメントは、相対的に高い曲げ伸ばしおよび相対的に大きな張力に、性能低下および超伝導材の方向性の機能的障害を生じることなく耐えることができるので、この発明によると、直径の小さいキャリーエレメントを有する超伝導ケーブルを得ることができる。
【００３９】
小さな直径のキャリーエレメントが可能であるので、比較可能な超伝導特性を与えると、より薄いケーブルを得ることができ、また、多芯線に基づく従来のケーブルと比較可能な厚さを与えると、より大きい超伝導断面を有するケーブルが得られる。
レイ長さは、大きな範囲で変化可能に選ぶことができる。ケーブルの形状における自由度の大きさは、それぞれの適用が可能な正確な形状のケーブルが得られることを意味する。特に有利な点は、十分な超伝導特性を有しながらもより薄いケーブルが得られる。
【００４０】
更に、巻きつけの角度は広い範囲で可能であるので、個々の層に対する角度を最適に調整することができ、層の全体にわたって均一な電流分布が得られる。
【００４１】
以下に、この発明による超伝導ケーブルコンダクタの形状、並びに、通常それに使用されることができる超伝導コンダクタエレメントの具体的例を示す。所要により、本願に基づいて、ここに単に例として述べた詳細から逸脱することは可能であり、それらはこの発明に付随して含まれる。
【００４２】
超伝導コンダクタエレメントの構成
基材の厚さ：約０．０２５ｍｍから約２ｍｍ、
基材の幅：約１０ｍｍ、
超伝導層の厚さ：約１μｍから約５μｍ、
バッファ層：約１μｍ、
基材がニッケルまたはニッケル合金からなっているとき、例えば、ＺＳＹがバッファ層として使用されるのが好ましい。
【００４３】
層当りの超伝導コンダクタエレメントの数は、一般的にキャリーエレメントの外径およびテープ厚さによって決まる。従って、例として、直径２５ｍｍのキャリーエレメント(carrying element)に対して、上述したように層当り７個のコンダクタエレメントを使用することができ、直径３０ｍｍに対しては、層当り９テープを使用することができる。４から６個が層の一般的な数である。
４層を備えたケーブルコンダクタにおいて、均一な電流分布を得るために、層１および層２は、同一方向に異なる角度で巻かれ、層３および層４は、（層１、層２とは）逆方向に異なる角度で巻かれている。
【００４４】
例えば、上述した形状の、この発明のケーブルコンダクタを使用すると、１，０００，０００から３，０００，０００Ａ／ｃｍ２の電流密度を得ることができる。
被覆されたコンダクタエレメントからなる個々の層間の電気的相互作用を避けるために、電気絶縁層を各層間または特定の数の層の後に備えてもよい。
上述した電気絶縁層は、絶縁材料からなる薄膜またはテープによって形成することができる。テープは、同様に、被覆されたコンダクタエレメントからなる対応する層の上にらせん状に、それ自体知られている方法によって巻くことができる。
【００４５】
電気絶縁層は、所望により、キャリーエレメントと、超伝導コンダクタエレメントからなる第１の層との間に設けられてもよい。上述した電気絶縁層に適した材料は、超伝導コンダクタエレメントからなる個々の層間に配置される絶縁層に関して述べたものと同一である。
【００４６】
１つの層の個々のコンダクタエレメント、１つの層の複数のコンダクタエレメントの群、または、１つの層の全てのコンダクタエレメントが、相互に電気的に絶縁されていてもよい。
この目的のために、絶縁材料が、対応するコンダクタエレメント間に設けられてもよい。
【００４７】
例示的に、絶縁材からなるテープを１つの層のコンダクタエレメントに平行に巻いてもよく、それによって、テープは、個々のコンダクタエレメントストランドの間に配置されて、それらを相互に離隔する。
如何なる適切な電気絶縁材料も、それ自体、個々の層間、キャリーエレメントと超伝導巻線との間、および、１つの層のコンダクタエレメント間の材料として使用することができる。
【００４８】
例として、プラスチック、紙、またはプラスチック積層紙、および、他の公知の材料がある。上述した超伝導層、層、および、キャリーエレメントの間、および１つの層のコンダクタエレメント間の絶縁は、相互に組み合わせてもよい。
好ましい被覆されたコンダクタエレメントの製造例を以下に示す。この場合、例として、ＡｇＰｄ１２．５（重量％でのパラジウム）からなるテープを、基材として使用して説明する。基材は、長さ約５ｃｍ、厚さ約１００μｍ、幅約２ｃｍである。勿論、この方法は、説明のために上述したのと、異なる寸法の基材にも適用することができる。
【００４９】
その出発原料は、粒の平均直径が１から５０μｍの範囲内である粉末である。
ブラシまたはエアブラシを使用して、キャリア材料の上に隣り合わせに並んで、Ｎｄ１２３からなる１ｍｍ幅の線（１）（長さ５ｃｍ、全体で約４０ｍｇのＮｄ１２３）、Ｙ２１１からなる５ｍｍ幅の線（２）（長さ５ｃｍ、全体で約２００ｍｇのＹ２１１）、および、Ｙｂ２１１からなる２ｍｍ幅の線（３）（長さ５ｃｍ、全体で約９０ｍｇ）を配置した。その際、隣接する長軸方向の縁部は相互に接触した。このように配置されたストリップを全体で４００ｍｇのＢａ２Ｃｕ３Ｏ５からなる層によって覆った。  
【００５０】
このように被覆されたキャリア材料を商業的に入手可能なアルミナブロックからなるチャンバーファーネス内に配置し、次の熱処理を施した。
【表１】
2004158448.tif 000002
この熱処理の第１のステップ間に、主として溶剤が使用され、２重量％のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を含む水が蒸発した。
【００５１】
熱処理の第２のステップ間、銀、バリウム銅塩および酸化銅からなる混合物（液相）は、溶解し、溶融ドープバリウム銅塩を形成した。溶融ドープバリウム銅塩は、並んで配置された下に位置する出発原料に浸透した。出発原料（１）、（２）、（３）は、この液相によって、少なくとも部分的に溶解する。形成されたネオジムの濃度勾配は、出発原料（１）から出発原料（３）の方向に進んで延伸する。逆に、付加的に形成されたイッテルビウムの濃度勾配は、出発原料（３）から出発原料（１）の方向に進んで延伸する。
【００５２】
異なる超伝導（ＲＥ）ＢａＣｕＯ７−ｘのための異なる包晶凝固温度Ｔｐ、ここにＴｐ（Ｎｄ１２３）＞Ｔｐ（Ｙ１２３）＞Ｔｐ（Ｙｂ１２３）、のために、上述した濃度勾配によって、凝固温度の勾配は、全てのシステムに現れる。ステップ３における、空間的に等温の、緩慢な冷却の間、超伝導結晶は、凝固温度勾配と平行な方向への成長を促進する。
【００５３】
超伝導性を実現するために、得られたサンプルを、酸素部分圧力１バレル雰囲気中で５００℃の温度に５０から１００時間加熱した。この方法のステップにおいて、サンプルの酸素含有量は、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘにおけるｘが、常に０．５以下で最小になるように最適化した。酸素処理の加熱および冷却速度は、約１００℃／ｈであった。
得られた厚層の厚さは、代表的に、１０から１５μｍの範囲内であった。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
この発明に使用される希土類バリウム銅塩に基づく超伝導層を備えた被覆コンダクタエレメントは、相対的に高い曲げ伸ばしおよび相対的に大きな張力に、性能低下および超伝導材の方向性の機能的障害を生じることなく耐えることができるので、この発明によると、直径の小さいキャリーエレメントを有する超伝導ケーブルを得ることができる。
【外国語明細書】
2004158448.tif 000003
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