(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍｇ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｃｒから選択されたいずれか１種以上の元素を合計０．１〜１ａｔ％含有する銀合金に予め酸化処理を施して銀合金基板を形成し、この銀合金基板上にビスマス系酸化物超電導体を構成する元素を所定の比率で含むペーストを塗布した積層板（Ａ）と、基板上に酸化物超電導体を構成する元素を所定の比率で含むペーストを塗布した複数本の積層板（Ｂ）と、前記銀合金基板とを、前記銀合金基板がその両側に配置され、かつ前記基板とペースト層とが交互に位置するように配置した後、この外側を銀合金テープで包囲し、次いで前記ビスマス系酸化物超電導体の部分溶融温度域に加熱した後、徐冷することを特徴とする酸化物超電導線材の製造方法。
【請求項２】
基板は、銀又は銀合金からなる請求項１記載の酸化物超電導線材の製造方法。
【請求項３】
酸化物超電導体は、Ｂｉ系（２２１２）相からなる請求項１又は２記載の酸化物超電導線材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は酸化物超電導線材の製造方法に係り、さらに詳しくは、主として、電力貯蔵、発電機、モーター、限流器。変圧器、超電導ケーブル等の酸化物超電導線材を用いた応用機器に使用される大通電容量に適した酸化物超電導線材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、大容量用の酸化物超電導線材として各種の線材が開発されている。このような大容量線材のなかでも、複数の酸化物超電導層の間に基板を配置した積層体の外周を金属板で包囲した酸化物超電導線材がその臨界電流密度（Ｊｃ）の高いことで実用線材として注目されている。
【０００３】
この線材は、基板上にＢｉ系（Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系）酸化物超電導体を構成する元素をＢｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：１：２の元素数比で含む酸化物超電導前駆体を形成したテープを複数本積層し、この外周を金属フォイルで包囲した後、熱処理を施したものである。
【０００４】
このような線材を実用線材として用いるためには、超電導特性の他に、機械的強度の向上が求められる。超電導特性の維持のためには、基板に純銀を用いることが最適であるが、機械的強度を向上させる目的で、基板及び金属フォイルを銀合金で形成することが行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この場合、超電導特性の維持のために銀合金中に含まれる添加元素の濃度を低く抑える必要が生ずるため、目的とする機械的強度を得ることが困難であるという問題がある。
【０００６】
即ち、従来の上記方法においては、酸化物超電導体生成の熱処理時に銀合金からなる金基板又は金属フォイル中に含まれる添加元素を酸化させ、微細に析出させることによって機械的強度が向上するが、機械的強度をさらに向上させるために添加元素の濃度を増加させると、酸化物を微細に分散析出させることができず、線材が脆くなる上、酸化物超電導体生成の熱処理時に添加元素と超電導体との不必要な反応により、超電導特性が低下するという問題を生ずる。
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、複数の酸化物超電導層の間に基板を配置した積層体の外周を金属板で包囲した酸化物超電導線材において、超電導特性の低下を伴わずに機械的強度を著しく向上させた超電導線材の製造方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る酸化物超電導線材は、複数の酸化物超電導層の間に基板を配置し、その両面に銀合金基板を配置した積層体の外周を金属板で包囲した酸化物超電導線材において、銀合金基板としてその添加元素に予め酸化処理を施した銀合金を用いたものである。
【０００９】
上記の銀合金基板は、Ｍｇ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｃｒから選択されたいずれか１種以上の元素を合計０．１〜１ａｔ％含有することが好ましい。添加元素の量が０．１ａｔ％未満であると必要な機械的強度が得られず、また添加元素の量が１ａｔ％を越えると添加元素の酸化により機械的強度は向上するものの脆くなるため、その後の加工が困難となるとの理由による。
【００１０】
また、以上の酸化物超電導線材は、本発明の請求項１に係る酸化物超電導線材の製造方法、即ち、Ｍｇ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｃｒから選択されたいずれか１種以上の元素を合計０．１〜１ａｔ％含有する銀合金に予め酸化処理を施して銀合金基板を形成し、この銀合金基板上にビスマス系酸化物超電導体を構成する元素を所定の比率で含むペーストを塗布した積層板（Ａ）と、基板上に酸化物超電導体を構成する元素を所定の比率で含むペーストを塗布した複数本の積層板（Ｂ）と銀合金基板とを、銀合金基板がその両側に配置され、かつ基板とペースト層とが交互に位置するように配置した後、この外側を銀合金テープで包囲し、次いでビスマス系酸化物超電導体の部分溶融温度域に加熱した後、徐冷することにより容易に製造することができる。
【００１１】
以上の酸化物超電導線材の製造方法において、基板として、銀又は銀合金が用いられ、また、酸化物超電導層あるいは酸化物超電導体を構成する元素を所定の比率で含むペーストは、Ｂｉ系（２２１２）相又はその前駆体から形成される。
【００１２】
以上の発明においては、超電導酸化物層の基板となる銀合金基板中に含まれる添加元素に、超電導酸化物層を形成する以前に酸化処理を施すことによって、予め添加元素を酸化物としてに析出させておくことを特徴としている。それによって、添加元素は安定な酸化物として存在し、超電導酸化物層が形成される際に超電導体と添加元素との不必要な反応の発生を防ぐことができる。従って、添加元素の濃度を高めることができるため、線材の機械的強度を著しく向上させることが可能になる。
【００１３】
また、本発明で用いる銀合金基板は、超電導体を形成する熱処理の前に別に酸化工程を行うために、添加元素の酸化が均一に起こり、同時に酸化物を微細に分散させることが容易になる。それによって、均一に線材強度を増大させることが可能になる。また、線材の機械的強度の向上によって、熱処理後のハンドリングが容易になり、超電導特性を劣化させることなく長尺線材を扱うことが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
図１は本発明の酸化物超電導線材１を示したもので、酸化物超電導線材は、複数のＢｉ系（２２１２）相からなる酸化物超電導層２の間に銀基板３を配置し、その両面に銀合金基板４を配置した積層体の外周を金属フォイル５で包囲したもので、銀合金基板４は、銀にマグネシウムとニッケルを添加した合金に酸化処理を施して、予め添加元素を酸化物として析出させた銀−酸化マグネシウム−酸化ニッケル合金からなり、また、金属フォイル５は銀−マグネシウム合金で形成されている。
【００１６】
このような酸化物超電導線材１は、以下のようにして製造される。
まず、銀にマグネシウムとニッケルを添加した銀合金基板４に予め酸化処理を施し、その片面にＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系の酸化物超電導ペーストを塗布する。また、同一サイズの銀基板３の片面に同じ酸化物超電導ペーストを塗布する。このペーストを塗布した銀合金基板４の１枚の上に、ペーストを塗布した銀基板３の数枚を図１のように重ね、その上に前記の酸化物超電導ペーストを塗布していない銀合金基板４を重ねる。それらを銀マグネシウム合金からなる金属フォイル５で包囲した後、中間圧延加工を含む熱処理を施す。
【００１７】
この熱処理は、Ｂｉ系（２２１２）相の部分溶融温度域に加熱した後、徐冷する工程を含む。
【００１８】
【実施例】
厚さ２０μｍ、幅４ｍｍの純銀基板上、および厚さ１５μｍ、幅４ｍｍの銀−酸化マグネシウム−酸化ニッケル合金基板上に、それぞれＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏの金属元素組成比が２：２：１：２で構成される酸化物超電導ペーストをアプリケーターを用いて片面のみ塗布し、厚さ５０μｍの厚膜を形成した。
【００１９】
この超電導ペーストは、Ｂｉ2Ｏ3、ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3およびＣｕＯの各粉末を、Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：１：２の元素数比で配合し有機バインダーで混合したものである。
【００２０】
また、上記の銀−酸化マグネシウム−酸化ニッケル合金基板は、銀にマグネシウム０．４４ａｔ％、ニッケル０．１８ａｔ％を添加して圧延加工を施した後、７００℃で酸化処理を施したものである。
【００２１】
上記のペーストを塗布した純銀基板を用いたもの３本、ペーストを塗布した銀−酸化マグネシウム−酸化ニッケル合金基板を用いたもの１本、および酸化物超電導ペーストを塗布していない銀−酸化マグネシウム−酸化ニッケル合金基板１本を重ね、厚さ２０μｍ、幅１０ｍｍ、マグネシウム濃度０．２２ａｔ％の銀−マグネシウム合金のテープで包囲した。テープを重ねる際は、図１のように、銀−酸化マグネシウム−酸化ニッケル合金基板の酸化物超電導ペーストを塗布していない面を金属フォイル５に接する側に配置した。
【００２２】
このように重ねて成形したテープに、８６０℃で３０時間の予備焼成した後、圧下率２０％で冷間圧延加工を施した。
【００２３】
その後、８９０℃の部分溶融温度域に加熱した後、徐冷して長さ２００ｍの酸化物超電導線材を製造した。
【００２４】
このようにして製造した酸化物超電導線材の臨界電流密度（４．２Ｋ、１０Ｔ）及び引張強度を表１に示す。
【００２５】
【表１】
0003875826.tif 000002
【００２６】
比較例
実施例の銀−酸化マグネシウム−酸化ニッケル合金基板の代わりに純銀基板を用い、このペーストを塗布した純銀基板を用いたもの４本および酸化物超電導ペーストを塗布していない純銀基板１本を重ねた他は、実施例と同様の方法により酸化物超電導線材を製造した。
【００２７】
このようにして製造した酸化物超電導線材の臨界電流密度（４．２Ｋ、１０Ｔ）および引張り強度を表１に示した。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の酸化物超電導線材の製造方法によれば、以上の実施例で明らかなように、超電導特性を劣化させることなく、従来の技術に比べて機械的強度を著しく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の酸化物超電導線材の一実施例を示す横断面図である。
【符号の説明】
１…酸化物超電導線材
２…酸化物超電導層
３…銀基板
４…銀合金基板
５…金属フォイル
【図１】
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