(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の酸化物超電導体と、
複数の前記酸化物超電導体の間に介在するセラミックス体とを備えた酸化物超電導線材の製造方法であって、
前記セラミックス体は、バインダとセラミックス粉末に押出加工を施した後、前記バインダを熱分解することにより形成される、酸化物超電導線材の製造方法。
【請求項２】
前記押出加工は、原料粉末を加圧して原料粉末を流動させ、かつ前記原料粉末から脱気することにより行なわれる、請求項１に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】
この発明は、酸化物超電導線材およびその製造方法に関し、特に、電力、輸送、高エネルギー、医療などの分野で用いられる酸化物超電導線材とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、酸化物の焼結体が高い臨界温度で超電導特性を示すことが報告され、この超電導体を利用して超電導技術の実用化が促進されている。イットリウム系の酸化物は温度９０Ｋで、ビスマス系の酸化物は温度１１０Ｋで超電導現象を示すことが報告されている。これらの酸化物超電導体は、比較的安価で入手できる液体窒素中で超電導特性を示すため、実用化が期待されている。
【０００３】
このような超電導体に、たとえば電力供給用の交流電流を流すためには、超電導体を銀シースで被覆し、その銀シースを高抵抗体で被覆し、その高抵抗体をさらに金属で被覆するような超電導線材が用いられている。
【０００４】
上述のような構造の超電導線材は、たとえば国際公開公報ＷＯ９６／２８８５３号、特開平１１−７８４６号公報（特許公報第２９９２５０２号）、特開平１０−５０１５２号公報、特開平１０−２４７４２８号公報、特開平３−１５１１６号公報、特開平１１−３１２４２０号公報、特開平３−１５１１５号公報および特開平１−１４０５２０号公報（特許公報第２８７７１４９号）に開示されている。
【０００５】
国際公開公報ＷＯ９６／２８８５３号は、酸化物超電導体の周囲を銀などで被覆し、さらにその周囲を金属で被覆し、その金属を酸化させることにより、銀と金属との間に金属酸化物からなる高抵抗層を形成した酸化物超電導線材を開示している。
【０００６】
また、特開平１１−７８４６号公報は、超電導体セラミックスで形成された芯が銀を主成分とする合金でできた第１の被覆で取囲まれ、その被覆自体が酸素を透過する非超電導体セラミックス層で取囲まれ、そのセラミックス層自体が銀を主成分とする合金でできた第２の被覆層で取囲まれる酸化物高温超電導線材を開示している。
【０００７】
特開平１０−５０１５２号公報は、酸化物超電導体を銀で被覆し、その周囲を抵抗性合金（高抵抗体）で被覆し、その抵抗性合金を酸化させることにより銀と高抵抗合金との間に絶縁性酸化物を形成する酸化物超電導線材を開示している。
【０００８】
特開平１０−２４７４２８号公報は、酸化物超電導体を金属材層で被覆してなる素線を複数本配置した多芯構造の酸化物超電導線材において、素線は、金属材層の外側にこの金属材層より抵抗率の高い高抵抗率材層を備えた酸化物超電導線材を開示している。
【０００９】
特開平３−１５１１６号公報は、異方性を有する酸化物超電導体の線材であって、線材の芯部と、酸化物超電導体の特定の結晶軸の方向が芯部に向いて配列するように芯部のまわりを取囲む超電導層とを備え、超電導層が複数に分割して形成され、かつ半径方向よりも周方向に長い形状に形成されている酸化物超電導線材を開示している。また、この公報は、複数の超電導層間に設けられる、電気抵抗の高い物質からなる高抵抗層をさらに備えた酸化物超電導線材を開示している。
【００１０】
また、特開平１１−３１２４２０号公報は、酸化物高温超電導体と、酸化物高温超電導体を被覆し、銀を含む材料からなるシース体と、シース体を被覆し、耐熱性セラミックスを含む材料からなる高抵抗体と、高温酸化性雰囲気中で高抵抗体に対して不活性な材料からなり、高抵抗体を被覆する被覆体とを備えた酸化物高温超電導線材が開示されている。
【００１１】
また、特開平３−１５１１５号公報では、耐食酸化性金属を構成材とするクラッド材を被覆金属として用いたことを特徴とする金属被覆酸化物超電導線材が開示されている。
【００１２】
また、特開平１−１４０５２０号公報（特許公報第２８７７１４９号）は、セラミックス原料粉末を金属製のパイプに充填し、金属製のパイプの断面積を縮小させる塑性変形を行い、その後熱処理する技術および金属製パイプを熱間塑性変形することにより十分な強度と靭性を有するとともに、細い直径でかつ高い臨界電流密度および臨界温度を有する酸化物超電導線材の製造方法を開示している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような酸化物超電導線材では以下のような問題があった。
【００１４】
銀シースを用いた多芯酸化物超電導線材では、シースである銀の抵抗値が小さいために、交流損失が十分に低減されないという問題があった。上述の公報に記載された技術では、銀シース多芯酸化物超電導線材の交流損失を低減することを目的として、超電導フィラメント（銀母材）の周囲に絶縁性または抵抗性の金属酸化物等のバリアを配置する構造が開示されている。しかしながら、フィラメントに挟まれた狭い領域に密度および厚さが均一なバリアを作ることが難しく、結果として、フィラメント間の垂直抵抗が十分に高くならない。その結果、交流損失の低減が十分にできないという問題があった。また、十分な抵抗値を得るためにバリア層を厚くすると、酸化物超電導線材の全体に占める超電導体の割合が小さくなり、電流密度が低下するという問題があった。
【００１５】
さらに、通常、金属酸化物等のバリアは銀シース線の周囲に金属酸化物を含むスラリを塗布することにより形成される。そのため、被覆した段階ではバリア層の密度が低いため、不均一な変形が起こり、均一なバリア層が形成されないといいう問題があった。
【００１６】
また、特開昭６３−２３９７４１号公報では、酸化物系超電導体および非超電導性無機物のスラリを非超電導性無機物が酸化物系超電導体を取囲むように配置し、スラリの自重または加圧によりダイスを用いスラリを押出して複合線とし、複合線を加熱乾燥させた後減面加工を施し、次いで捻じり加工を施しながら外周に金属テープを巻く超電導線の製造方法が開示されている。
【００１７】
しかしながら、この方法で製造された超電導線では、外周に金属テープが巻かれているため、この超電導線を伸線または圧延加工することができない。その結果、酸化物超電導体の結晶方位を揃えることができず臨界電流値が低くなり、超電導線材として実用に供することができない。
【００１８】
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、交流損失を低減することができる酸化物超電導線材およびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【００６４】
【課題を解決するための手段】
この発明に従った酸化物超電導線材の製造方法は、複数の酸化物超電導体と、複数の酸化物超電導体の間に介在するセラミックス体とを備えた酸化物超電導線材の製造方法であってセラミックス体は、バインダとセラミックス粉末に押出加工を施した後、バインダを熱分解することにより形成される。好ましくは、押出加工は、原料粉末を加圧して原料粉末を流動させ、かつ原料粉末から脱気することにより行なわれる。
【００６５】
以上のこの発明の酸化物超電導線材およびその製造方法では、複数の酸化物超電導体のフィラメントがセラミックス母材に埋込まれ、その外側に金属管が配置された酸化物超電導線材が得られる。これらの酸化物超電導線材の製造方法では、従来のパウダーインチューブ法による銀被覆酸化物超電導線材の製造方法と比べて、フィラメントのまわりの銀がセラミックスに置換えられるため、銀の使用量が従来のおよそ半分にすることができる。さらに、単芯線の加工プロセスが大幅に短縮されている。これにより、製造コストを大幅に低減できる。また、従来のフィラメントを取囲む母材が従来の金属と比べて気体の透過性に優れたセラミックス体であるため、反応の過程でフィラメント内に発生した酸素等の気体を拡散させることができる。これにより、フィラメントを高密度にすることができる。その結果、酸化物超電導体内の結晶が強固に結合して高い臨界電流密度を得ることができる。
【００６６】
さらに、セラミックス母材は金属管とフィラメントとの拡散障壁として有効であるため、臨界電流密度を低下させずにこれまでは使用できなかった材料を金属管として用いることができる。
【００６７】
また、これまでに提案されているフィラメントを囲む銀母材の周囲にのみバリア層を配置する構造よりも抵抗体の厚さを厚くすることができるため、超電導フィラメントを抵抗体で確実に分離でき高い垂直抵抗率を得ることができる。このため、交流損失を大幅に低減することができる。また、従来の銀シース酸化物超電導線と同様の酸化物超電導体の体積率を維持できるので、同時に高い電流密度も得られる。また、セラミックス母材は、絶縁体を基本とする組成に、適当なキャリアを添加することによって、導電性を持たせることができる。これによって、端末接続と交流損失の観点から適切な抵抗率を調整することができる。
【００６８】
さらに、この発明の酸化物超電導体の製造方法では、酸化物超電導線のフィラメントの原料となる粉末またはこれを成形したロッドが酸化物超電導体の組成の一部を含み、セラミックスの被覆体が酸化物超電導体の残りの組成を含む構造を適用することができる。
【００６９】
具体的な一例として、最終的に（ＢｉＰｂ）2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3ＯX超電導体を形成する場合には、フィラメントの原料になる粉末、またはこれを成形したロッドには、（ＢｉＰｂ）2Ｓｒ2ＣａＣｕ2ＯX超電導体の単相を使用し、セラミックス母材には、（Ｃａ，Ｓｒ）ＣｕＯ2化合物の単相を使用する。この場合、線材製造の最終段階で加える熱処理の前には、（Ｃａ，Ｓｒ）ＣｕＯ2化合物の母材の中に、複数の（ＢｉＰｂ）2Ｓｒ2ＣａＣｕ2ＯX超電導体のフィラメントが埋込まれ、（Ｃａ，Ｓｒ）ＣｕＯ2母材の外側に金属管が配置された構造となっている。つまり、各々のフィラメントの外周は、（ＢｉＰｂ）2Ｓｒ2ＣａＣｕ2ＯXと（Ｃａ，Ｓｒ）ＣｕＯ2の界面が形成されている。
【００７０】
熱処理の初期段階では、まず、これらの界面の拡散反応によって（ＢｉＰｂ）2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3ＯXが形成される。この時点では、フィラメントの中央部は依然として（ＢｉＰｂ）2Ｓｒ2ＣａＣｕ2ＯXであって、その外周に薄い（ＢｉＰｂ）2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3ＯX相が形成されている。さらに、その外周は（Ｃａ，Ｓｒ）ＣｕＯ2母材である。反応が進むと（ＢｉＰｂ）2Ｓｒ2ＣａＣｕ2ＯXフィラメント母材に母相からＣａとＣｕが供給されて（ＢｉＰｂ）2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3ＯX結晶が次第に大きく成長し、最終的にはフィラメント全体が（ＢｉＰｂ）2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3ＯXの大きな結晶で占められるようになる。
【００７１】
従来のように、最初から（ＢｉＰｂ）2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3ＯXの組成に合わせて原料粉末を調整した仮焼粉末をフィラメントに用いる方法では、１つのフィラメントの中に多くの超電導相の核とともに、それ以外の多くの非超電導異相が含まれている。先に述べたように、反応が進むに従ってフィラメントに占める（ＢｉＰｂ）2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3ＯXの比率は大きくなり非超電導異相は小さくなるが、完全には異相はなくならず（ＢｉＰｂ）2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3ＯX結晶同士の弱い結合部分が残留する。
【００７２】
本発明による酸化物超電導線材の製造方法において、セラミックス被覆層、セラミックスパイプおよびセラミックスビレットは押出し加工で形成することができる。これによって、セラミックス体の密度と厚さを均一化することができる。またこの方法では、少ないバインダ量で密度の高いセラミックス体を形成できるので、バインダ類を熱分解した後でもセラミックス被覆層の密度の低下が小さい。よって、その後で行なう塑性加工で不均一な変形が起こって断面形状が崩れるのを防止することができる。
【００７３】
予めセラミックス被覆ロッドに所定の熱処理を加えてバインダ類を熱分解してからこれらを複数本束ねて多芯ビレットとしてもよい。この方法では、セラミックス被覆層のまわりに気体の出入りを妨げるものがない状態で熱処理できるので、バインダの熱分解を短時間で均一に行なうことができる。また、先にバインダの熱分解を行なうことによってより充填率の高い多芯ビレットができるので、その後に行なう塑性加工でより均一な断面形状を得ることができる。
【００７４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００７５】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った酸化物超電導線材の断面図である。図１を参照して、酸化物超電導線材２９は、酸化物超電導体としてのフィラメント２７と、フィラメント２７に接触してフィラメント２７を被覆し、金属酸化物を含みフィラメント２７の運転温度において非電導体となるセラミックス被覆体としてのセラミックス被覆層２２と、セラミックス被覆層２２に接触してセラミックス被覆層２２を被覆する金属管としての銀シース２４とを備える。酸化物超電導線材２９はテープ状であり、紙面の手前側から奥側に向って延びる。フィラメント２７、セラミックス被覆層２２および銀シース２４は横方向に延びるように偏平形状に形成されている。フィラメント２７は、たとえば（ＢｉＰｂ）2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3ＯXで構成する。酸化物超電導線材２９内には複数本のフィラメント２７が配置され、それらを覆うようにセラミックス被覆層２２が形成されている。複数本のフィラメント２７は酸化物超電導線材２９の中心軸に対して螺旋状に延びるように形成されている。
【００７６】
次に、図１で示す酸化物超電導線材の製造方法について説明する。まず、図２で示すように酸化物超電導線のフィラメントの原料となる粉末を成形する。これによりロッド２１を形成する。
【００７７】
図３および図４を参照して、押出し加工装置３０１ａにロッド２１を挿入する。押出し加工装置３０１ａは、ベース体３０２と、ベース体３０２に取付けられたホッパー３１１と、脱気孔３０４とクロスヘッドマンドレル３０５とスクリュー３０３とを備える。ホッパー３１１は上方に向いて開口しており、矢印３１１ａで示す方向から粉体が投入される。脱気孔３０４はベース体３０２を貫通しており、ベース体３０２内に充填されるセラミックス粉末３１０を圧縮した際に発生するガスを矢印３０４ａで示す方向に排出する。ベース体３０２は中空形状であり、その内部にはスクリュー３０３が設けられ、スクリュー３０３を覆うようにセラミックス粉末３１０が充填されている。スクリュー３０３が回転することによりセラミックス粉末３１０が矢印で示す方向に移動する。なお、スクリュー３０３はプランジャに取替えることも可能である。
【００７８】
ロッド２１をクロスヘッドマンドレル３０５へ矢印２１ａで示す方向から挿入する。またスクリュー３０３を回転させる。これにより、スクリュー３０３で圧縮されたセラミックス粉末３１０はロッド２１に沿うように流れてロッド２１に接触して被覆する。これにより、図５で示すように、ロッド２１と被覆層としてのセラミックス被覆層２２とを備えたセラミックス被覆ロッド２３を形成する。
【００７９】
図６を参照して、複数本のセラミックス被覆ロッド２３を銀シース２４に嵌め合わせて多芯ビレット２５を形成する。多芯ビレット２５に熱処理を加えて、セラミックス被覆層２２に含まれるバインダ類を熱分解する。
【００８０】
図７を参照して、バインダ類を熱分解した後で、多芯ビレット２５を塑性加工で線引きして多芯丸線２６を形成する。
【００８１】
図１を参照して、多芯丸線２６に矩形断面成形と熱処理を行ない、フィラメントに酸化物超電導体を生成することによって複数の酸化物超電導体のフィラメント２７がセラミックス被覆層２２に埋込まれ、その外側に銀シース２４が配置された酸化物超電導線材２９を得ることができる。
【００８２】
（実施の形態２）
図８は、この発明の実施の形態２に従った酸化物超電導線材の断面図である。図８を参照して、この発明の実施の形態２に従った酸化物超電導線材３９は、酸化物超電導体としてのフィラメント３７と、フィラメント３７に接触してフィラメント３７を被覆し、フィラメント３７の運転温度において非電導体となるセラミックス被覆体としてのセラミックス被覆層３１と、セラミックス被覆層３１に接触してセラミックス被覆層３１を被覆する金属管としての銀シース３４とを備える。酸化物超電導線材３９はテープ状であり、紙面の手前側から奥側に向って延びる。フィラメント３７、セラミックス被覆層３１および銀シース３４は横方向に延びるように偏平形状に形成されている。フィラメント３７は、たとえば（ＢｉＰｂ）2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3ＯXで構成する。酸化物超電導線材３９内には複数本のフィラメント３７が配置され、それらを覆うようにセラミックス被覆層３１が形成されている。複数本のフィラメント３７は酸化物超電導線材３９の中心軸に対して螺旋状に延びるように形成されている。
【００８３】
図９〜図１４は、図８で示す酸化物超電導線材の製造工程を示す図である。まず、図９を参照して、押出し加工装置３０１ｂを用意する。この押出し加工装置３０１ｂは、図３および４で示した押出し加工装置３０１ａと同様のホッパー３１１、ベース体３０２、脱気孔３０４およびスクリュー３０３を有する。ベース体３０２の先端部にマンドレル３０７が設けられており、マンドレル３０７の中央部には円柱棒３０７ａが配置されている。ベース体３０２内にセラミックス粉末３１０が充填されており、スクリュー３０３が回転することによりマンドレル３０７から粉末が押出されてセラミックスパイプにより構成される図１０で示すセラミックス被覆層３１が矢印３１ａで示す方向に延びるように形成される。
【００８４】
次に、図１１を参照して、実施の形態１と同様の方法に従い、酸化物超電導線のフィラメントの原料となる粉末を成形してロッド３２を形成する。
【００８５】
図１２を参照して、セラミックス被覆層３１内にロッド３２を差し込む。これによりセラミックス被覆ロッド３３を複数本形成する。
【００８６】
図１３を参照して、複数本のセラミックス被覆ロッド３３を束ねて銀シース３４内に挿入する。これにより多芯ビレット３５を形成する。多芯ビレット３５に熱処理を加えて、セラミックス被覆層３１に含まれるバインダ類を熱分解する。
【００８７】
図１４を参照して、バインダ類を熱分解した後で、多芯ビレット３５を線引きして多芯丸線３６とする。
【００８８】
図８を参照して、多芯丸線３６に矩形断面成形と熱処理を行ない、フィラメントに酸化物超電導体を生成することによって複数の酸化物超電導体からなるフィラメント３７がセラミックス被覆層３１に埋込まれて、その外側に銀シース３４が配置された酸化物超電導線材３９を得ることができる。
【００８９】
（実施の形態３）
図１５は、この発明の実施の形態３に従った酸化物超電導線材の断面図である。図１５を参照して、この発明の実施の形態３に従った酸化物超電導線材４９は、酸化物超電導体としてのフィラメント４７と、フィラメント４７に接触してフィラメント４７を被覆し、フィラメント４７の運転温度において非電導体となるセラミックス被覆体としてのセラミックス被覆層４８と、セラミックス被覆層４８に接触してセラミックス被覆層４８を被覆する金属管としての銀シース４４とを備える。酸化物超電導線材４９はテープ状であり、紙面の手前側から奥側に向って延びる。フィラメント４７、セラミックス被覆層４８および銀シース４４は横方向に延びるように偏平形状に形成されている。フィラメント４７は、たとえば（ＢｉＰｂ）2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3ＯXで構成する。酸化物超電導線材４９内には複数本のフィラメント４７が配置され、それらを覆うようにセラミックス被覆層４８が形成されている。複数本のフィラメント４７は酸化物超電導線材４９の中心軸に対して螺旋状に延びるように形成されている。
【００９０】
図１６〜図２０は、図１５で示すこの発明の実施の形態３に従った酸化物超電導線材の製造方法を示す図である。図１６を参照して、まず押出し加工装置３０１ｃを準備する。押出し加工装置３０１ｃは、実施の形態１の押出し加工装置３０１ａと同様のベース体３０２、ホッパー３１１、脱気孔３０４およびスクリュー３０３を有する。ベース体３０２の先端にマンドレル３０８が形成されており、マンドレル３０８には複数本の円柱棒３０８ａが配置される。スクリュー３０３が回転するとセラミックス粉末３１０が押出されてハニカム状のセラミックスビレット４１が形成する。このセラミックスビレット４１は、図１７で示すように複数の孔４１ａを有する。孔４１ａは、セラミックスビレット４１の延びる方向に沿って延びる。
【００９１】
図１８を参照して、実施の形態１と同様に、酸化物超電導線のフィラメントの原料となる粉末を成形してロッド４２を形成する。
【００９２】
図１９を参照して、複数本のロッド４２を孔４１ａに嵌め合わせる。これによりセラミックス被覆ロッド４３を形成する。セラミックス被覆ロッド４３を金属管としての銀シース４４に挿入して多芯ビレット４５を形成する。多芯ビレット４５に熱処理を加えてセラミックスビレット４１に含まれるバインダ類を熱分解する。
【００９３】
図２０を参照して、バインダ類を熱分解した後で多芯ビレット４５を塑性加工で線引き加工して多芯丸線４６を形成する。
【００９４】
図１５を参照して、多芯丸線４６に矩形断面成形と熱処理を行ない、フィラメントに酸化物超電導体を生成することによって複数の酸化物超電導体のフィラメント４７がセラミックス被覆層４８に埋込まれ、その外側に銀シース４４が配置された酸化物超電導線材４９を得ることができる。
【００９５】
（実施の形態４）
図２１は、この発明の実施の形態４に従った酸化物超電導線材の断面図である。図２１を参照して、酸化物超電導線材１２０は、酸化物超電導体としてのフィラメント１１７と、フィラメント１１７を被覆し、押出し法により形成され、フィラメント１１７の運転温度において非電導体となるセラミックス被覆体としてのセラミックス被覆層１１２と、セラミックス被覆層１１２を被覆する金属管としての銀シース１１４とを有する。フィラメント１１７とセラミックス被覆層１１２との間には銀からなるシース体１１０が設けられている。酸化物超電導線材１２０はテープ状であり、紙面の手前側から奥側に向って延びる。フィラメント１１７、銀シース１１０、セラミックス被覆層１１２および銀シース１１４は横方向に延びるように偏平形状に形成されている。フィラメント１１７は、たとえば（ＢｉＰｂ）2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3ＯXで構成する。酸化物超電導線材１２０内には複数本のフィラメント１１７が配置され、それらを覆うように銀シース１１０およびセラミックス被覆層１１２が形成されている。複数本のフィラメント１１７は酸化物超電導線材１２０の中心軸に対して螺旋状に延びるように形成されている。
【００９６】
図２２〜図２５は図２１で示す酸化物超電導線材の製造方法を説明するための図である。図２２を参照して、酸化物超電導フィラメントの原料となる粉末を成形してロッド１００を形成する。ロッド１００を銀からなる銀シース１１０に挿入して銀被覆ロッド１０１を得る。
【００９７】
図２３を参照して、実施の形態１で示したのと同様の押出し加工により銀シース１１０の外側にセラミックス被覆層１１２を形成する。これにより、セラミックス／銀被覆ロッド１１３を形成する。
【００９８】
図２４を参照して、複数本のセラミックス／銀被覆ロッド１１３を銀シース１１４内に挿入して多芯ビレット１１５を形成する。多芯ビレット１１５に熱処理を加えてセラミックスに含まれるバインダ類を熱分解する。
【００９９】
図２５を参照して、熱分解後の多芯ビレット１１５を塑性加工で線引きして多芯丸線１１６とする。
【０１００】
図２１を参照して、多芯丸線１１６に矩形断面成形と熱処理を行ない、フィラメントに酸化物超電導体を生成することによって、複数の酸化物超電導体のフィラメント１１７がセラミックス被覆層１１２に埋込まれ、その外側に銀シース１１４が配置された酸化物超電導線材１２０を得ることができる。
【０１０１】
（比較の形態１）
図２６は、比較の形態１に従った酸化物超電導線材の断面図である。図２６を参照して、酸化物超電導線材１０９は、酸化物超電導体により構成されるフィラメント１０５と、銀母材１０７と、銀シース１０２とを有する。フィラメント１０５を取囲むように銀母材１０７が形成され、それらを覆うように銀シース１０２が設けられる。フィラメント１０５は複数本形成され、それらは酸化物超電導線材１０９の延びる方向に沿って螺旋状に形成されている。
【０１０２】
図２７〜図２９は、図２６で示す酸化物超電導線材の製造方法を説明するための図である。図２７を参照して、まず酸化物超電導線のフィラメントの原料となる粉末を成形してロッド１００を形成する。ロッド１００を銀シース１１０で覆う。これを伸線して銀被覆ロッド１０１を得る。
【０１０３】
図２８を参照して、複数本の銀被覆ロッド１０１を銀シース１０２に挿入して多芯ビレット１０３を形成する。
【０１０４】
図２９を参照して、多芯ビレット１０３を塑性加工で線引きして多芯丸線１０４を形成する。
【０１０５】
図２６を参照して、多芯丸線１０４に矩形断面成形と熱処理を行ない、フィラメントに酸化物超電導体を生成することによって複数本の酸化物超電導体からなるフィラメント１０５が銀母材１０７に取囲まれ、その外側に銀シース１０２が配置された酸化物超電導線材１０９を得ることができる。
【０１０６】
（比較の形態２）
図３０は、比較の形態２に従った酸化物超電導線材の断面図である。図３０を参照して、この発明の比較の形態２に従った酸化物超電導線材２２０では、セラミックス被覆層２１２の製造方法が異なる。すなわち、実施の形態４では、セラミックス被覆層１１２が押出し法により形成されたのに対し、比較の形態２では、セラミックス被覆層２１２が塗布により形成される。
【０１０７】
図３１〜３４は、図３０で示す酸化物超電導線材の製造方法を説明するための図である。図３１を参照して、まず、酸化物超電導フィラメントの原料となる粉末を成形してロッド１００を形成する。ロッド１００を銀からなる銀シース１１０に挿入して銀被覆ロッド１０１を得る。
【０１０８】
セラミックスとバインダを混合したものを銀シース１１０上に塗布してセラミックス被覆層２１２を形成することによりセラミックス／銀被覆ロッド１１３とする。このときセラミックスとバインダとの混合物に対するバインダの体積比率を約５０％とした。
【０１０９】
図３３を参照して、複数のセラミックス／銀被覆ロッド１１３を束ねて銀シース１１４内に挿入することにより多芯ビレット１１５を形成する。多芯ビレット１１５に熱処理を加えて、セラミックス被覆層２１２に含まれるバインダ類を熱分解する。
【０１１０】
図３４を参照して、バインダ類を熱分解した後で多芯ビレット１１５を塑性加工で線引きして多芯丸線１１６とする。
【０１１１】
図３０を参照して、多芯丸線１１６に矩形断面成形と熱処理を行ない、フィラメントに酸化物超電導体を生成することによって複数の酸化物超電導体により構成されるフィラメント１１７が銀シース１１０とセラミックス被覆層２１２に埋込まれ、その外側に銀シース１１４が配置された酸化物超電導線材２２０を得ることができる。
【０１１２】
【実施例】
（試料の作製）
（１）  試料Ａ〜Ｆについて
まず、以下の表１で示す試料を作成した。
【０１１３】
【表１】
0003783538.tif 000002
【０１１４】
試料Ａ〜Ｆについては、（ＢｉＰｂ）2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3ＯX超電導体の組成比に合わせて、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｓｒ、ＣａおよびＣｕの酸化物または炭酸塩を混合して大気熱処理と粉砕を数回繰返して得た仮焼粉末を出発材料とした。この出発材料から実施の形態１〜４および比較の形態１〜２の方法に従い超電導線材を形成した。なお、それぞれの製造方法においては、線材の塑性加工の最終段階の矩形断面を成形する前にツイストを行なった。さらに、フィラメントの芯数は６１本とし、最終的にできた酸化物超電導線材はテープ形状であり、その幅は３．５ｍｍであり、厚さは０．２３ｍｍであった。
【０１１５】
（２）  試料Ｇについて
試料Ｇでは、出発材料として、（ＢｉＰｂ）2Ｓｒ2ＣａＣｕ2ＯXの組成比に合わせて、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｓｒ、ＣａおよびＣｕの酸化物または炭酸塩を混合して大気熱処理と粉砕を数回繰返して得た仮焼粉末を出発材料とした。また、セラミックス被覆体を（Ｃａ、Ｓｒ）−Ｃｕ酸化物とした。この材料を用いて、実施の形態１で示す方法に従い酸化物超電導線材を形成した。なお、試料Ａ〜Ｆと同様の工程でツイスト加工を行ない、得られた酸化物超電導線材のフィラメントの芯数は６１本であり、寸法は幅が３．５ｍｍであり、厚みが０．２３ｍｍのテープ形状となった。また、最終形状の線材に施す熱処理で母材の（Ｃａ、Ｓｒ）−Ｃｕ酸化物と出発材料とが反応して、（ＢｉＰｂ）2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3ＯX超電導体を形成した。
【０１１６】
（超電導特性の測定）
それぞれの試料Ａ〜Ｇについて、温度が７７Ｋの液体窒素中での臨界電流値Ｉｃを測定した。それぞれの試料Ａ〜Ｇについて、温度が７７Ｋの液体窒素中で外部磁場（磁界：０．１Ｔ、周波数：５０Ｈｚ）を線材の長さ方向に垂直でテープ面に平行な方向に印加することにより磁化法で交流損失を測定した。測定した試料の長さと臨界電流値からそれぞれの試料についての交流損失を以下の式に従って求めた。
【０１１７】
Ｗi＝（試料ｉの交流損失／[（試料ｉの臨界電流値）・（試料ｉの長さ）]
なお、Ｗiの単位はＷ／Ａ・ｍである。
【０１１８】
この交流損失値を試料Ａの交流損失値で除した値を以下の式に従い規格化した交流損失とした。
【０１１９】
規格化した交流損失＜Ｗi＞＝Ｗi／ＷA
規格化した交流損失の結果を表１に示す。
【０１２０】
表１より、比較品である試料ＡおよびＢでは交流損失が比較的大きいのに対して、本発明品である試料Ｃ〜Ｇでは、交流損失が極めて小さくなっていることがわかる。よって、この発明に従えば、交流損失が小さい酸化物超電導線材を得ることができる。
【０１２１】
以上、この発明について説明したが、ここで示した実施の形態はさまざまに変形することが可能である。ます、酸化物超電導体として、ビスマスの２２２３系だけでなく、ビスマスの２２１２系を用いることができる。
【０１２２】
さらに、超電導体を被覆するセラミックス粉末としては、好ましくは、ビスマス、鉛、ストロンチウム、カルシウムおよび銅のセラミックスを用いることができる。最も好ましくは、セラミックス粉末は、カルシウム、ストロンチウムおよび銅の酸化物を含む。
【０１２３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１２４】
【発明の効果】
この発明に従えば交流損失の小さな酸化物超電導線材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１に従った酸化物超電導線材の断面図である。
【図２】  図１で示す酸化物超電導線材の製造方法の第１工程を示す断面図である。
【図３】  図１で示す酸化物超電導線材の製造方法の第２工程を示す斜視図である。
【図４】  図３で示す装置の模式的な断面図である。
【図５】  図１で示す酸化物超電導線材の製造方法の第３工程を示す斜視図である。
【図６】  図１で示す酸化物超電導線材の製造方法の第４工程を示す斜視図である。
【図７】  図１で示す酸化物超電導線材の製造方法の第５工程を示す斜視図である。
【図８】  この発明の実施の形態２に従った酸化物超電導線材の断面図である。
【図９】  図８で示す酸化物超電導線材の製造方法の第１工程を示す断面図である。
【図１０】  図８で示す酸化物超電導線材の製造方法の第２工程を示す斜視図である。
【図１１】  図８で示す酸化物超電導線材の製造方法の第３工程を示す斜視図である。
【図１２】  図８で示す酸化物超電導線材の製造方法の第４工程を示す斜視図である。
【図１３】  図８で示す酸化物超電導線材の製造方法の第５工程を示す斜視図である。
【図１４】  図８で示す酸化物超電導線材の製造方法の第６工程を示す斜視図である。
【図１５】  この発明の実施の形態３に従った酸化物超電導線材の断面図である。
【図１６】  図１５で示す酸化物超電導線材の製造方法の第１工程を示す断面図である。
【図１７】  図１５で示す酸化物超電導線材の製造方法の第２工程を示す斜視図である。
【図１８】  図１５で示す酸化物超電導線材の製造方法の第３工程を示す断面図である。
【図１９】  図１５で示す酸化物超電導線材の製造方法の第４工程を示す斜視図である。
【図２０】  図１５で示す酸化物超電導線材の製造方法の第５工程を示す斜視図である。
【図２１】  この発明の実施の形態４に従った酸化物超電導線材の断面図である。
【図２２】  図２１で示す酸化物超電導線材の製造方法の第１工程を示す斜視図である。
【図２３】  図２１で示す酸化物超電導線材の製造方法の第２工程を示す斜視図である。
【図２４】  図２１で示す酸化物超電導線材の製造方法の第３工程を示す斜視図である。
【図２５】  図２１で示す酸化物超電導線材の製造方法の第４工程を示す斜視図である。
【図２６】  比較の形態１に従った酸化物超電導線材の製造方法の第１工程を示す断面図である。
【図２７】  図２６で示す酸化物超電導線材の製造方法の第１工程を示す斜視図である。
【図２８】  図２６で示す酸化物超電導線材の製造方法の第２工程を示す斜視図である。
【図２９】  図２６で示す酸化物超電導線材の製造方法の第３工程を示す斜視図である。
【図３０】  比較の形態２に従った酸化物超電導線材の断面図である。
【図３１】  図３０で示す酸化物超電導線材の製造方法の第１工程を示す斜視図である。
【図３２】  図３０で示す酸化物超電導線材の製造方法の第２工程を示す斜視図である。
【図３３】  図３０で示す酸化物超電導線材の製造方法の第３工程を示す斜視図である。
【図３４】  図３０で示す酸化物超電導線材の製造方法の第４工程を示す斜視図である。
【符号の説明】
２１，３２，４２，１００  ロッド、２２，３１，４８，１１２  セラミックス被覆層、２３，３３，４３  セラミックス被覆ロッド、２４，３４，４４，１１４  銀シース、２５，３５，４５，１１５  多芯ビレット、２６，３６，４６，１１６  多芯丸線、２７，３７，４７  フィラメント、２９，３９，４９  酸化物超電導線材、多芯丸線、４１  セラミックスビレット、１０１  銀被覆ロッド被覆ロッド。
【図１】
0003783538.tif 000003
【図２】
0003783538.tif 000004
【図３】
0003783538.tif 000005
【図４】
0003783538.tif 000006
【図５】
0003783538.tif 000007
【図６】
0003783538.tif 000008
【図７】
0003783538.tif 000009
【図８】
0003783538.tif 000010
【図９】
0003783538.tif 000011
【図１０】
0003783538.tif 000012
【図１１】
0003783538.tif 000013
【図１２】
0003783538.tif 000014
【図１３】
0003783538.tif 000015
【図１４】
0003783538.tif 000016
【図１５】
0003783538.tif 000017
【図１６】
0003783538.tif 000018
【図１７】
0003783538.tif 000019
【図１８】
0003783538.tif 000020
【図１９】
0003783538.tif 000021
【図２０】
0003783538.tif 000022
【図２１】
0003783538.tif 000023
【図２２】
0003783538.tif 000024
【図２３】
0003783538.tif 000025
【図２４】
0003783538.tif 000026
【図２５】
0003783538.tif 000027
【図２６】
0003783538.tif 000028
【図２７】
0003783538.tif 000029
【図２８】
0003783538.tif 000030
【図２９】
0003783538.tif 000031
【図３０】
0003783538.tif 000032
【図３１】
0003783538.tif 000033
【図３２】
0003783538.tif 000034
【図３３】
0003783538.tif 000035
【図３４】
0003783538.tif 000036