| 【発明の名称】 |
超電導材用シース材およびその製造方法並びに超電導線材 |
| 【発明者】 |
【氏名】西島 道彦
【住所又は居所】東京都千代田区鍛冶町二丁目９番１２号 株式会社徳力本店内
【氏名】渡辺 治
【住所又は居所】東京都千代田区鍛冶町二丁目９番１２号 株式会社徳力本店内
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| 【要約】 |
【課題】伸線加工時の強加工に耐える十分な機械的強度を有する超電導材用シース材を実現する。
【解決手段】Ｃｕを材料としたパイプの内面に、Ａｇを材料としたパイプを嵌合して複合材とし、これに伸線加工を行うことによってシース材とし、酸化物系超電導材料との親和性に優れ、伸線加工時の機械的強度に優れた超電導材料の線材加工に用いるシース材を得る。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 超電導材の線材加工に用いる超電導材用シース材において、外側材をＣｕとし内側材をＡｇとした複合材によるパイプとすることを特徴とする超電導材用シース材。
【請求項２】 請求項１において、前記内側材を、Ａｇ合金としたことを特徴とする超電導材用シース材。
【請求項３】 超電導材の線材加工に用いる超電導材用シース材の製造方法において、Ｃｕを材料としたパイプの内側に、Ａｇを材料としたパイプを嵌合して、複合材のパイプとすることを特徴とする超電導材用シース材の製造方法。
【請求項４】 請求項３において、前記Ｃｕを材料としたパイプの内側に、Ａｇ合金を材料としたパイプを嵌合することを特徴とする超電導材用シース材の製造方法。
【請求項５】 超電導材料を内側に包含する超電導線材において、超電導材料の周囲を、外側材をＣｕとし内側材をＡｇとした複合材からなるシース材で覆ったことを特徴とする超電導線材。
【請求項６】 請求項５において、前記内側材を、Ａｇ合金としたことを特徴とする超電導線材。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超電導材料を内側に包含する線材に用いる超電導材用シース材およびその製造方法並びに超電導線材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、酸化物系超電導材料の線材を製造する場合は、材料としてＡｇもしくはＡｇの加工性を損なわない程度に添加元素を加えたＡｇを主体としたＡｇ合金または酸素に対するＡｇの特性を活かした内部酸化型分散強化材等の材料をパイプ状に成形したシース材を製作し、そのシース材内部に酸化物系超電導材料の粉体を充填した後、それを段階的に伸線加工し、必要に応じてその前後に熱処理等を施し、粉体を融合させて酸化物系超電導線材とすることが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述した従来の技術においては、ＡｇもしくはＡｇを主体としたＡｇ合金をシース材の材料として用いるために、Ａｇ本来の特性である室温での経時軟化が発生し機械的強度が不足することによって、内部に充填した粉体の部分的な固化等により、伸線加工時に局所的な応力過大を生じ、シース材の亀裂等が発生し易く、時には断線に至るという問題があった。
【０００４】この結果、生産時の歩留まりが低下するばかりか、伸線加工時に断面積減少率を大きくとる強加工が困難であり、生産効率が低く生産コストが上昇するという問題があった。そこで、本発明は、伸線加工時の強加工に耐える十分な機械的強度を有するシース材を実現することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解決するために、超電導材料の線材加工に用いる超電導材用シース材を、外側材をＣｕとし、内側材をＡｇまたはＡｇ合金とした複合材によるパイプとしたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に、本発明による超電導材用シース材の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態を示す斜視図、図２はシース材の製造方法を示す説明図である。超電導材用シース材１は、外側材２をＣｕとし、内側材３をＡｇとした複合材によるパイプである。
【０００７】４は酸化物系超電導材料であり、シース材１の内部に充填されている。シース材１の製造は、例えば図２に示すように外側材２であるＣｕを材料としたパイプを製作し、その内径と嵌合する外径を有する内側材３であるＡｇを材料とするパイプを製作する。その後これらを嵌合させ所望の太さのパイプに伸線加工しシース材１とする。
【０００８】外側材２と内側材３のパイプを製作する方法は、塊状の素材を圧延または押出し成形する方法、板状の素材を曲げ加工により略円形断面としてその合せ面を鍛接または熔接等により接合する方法、幅の狭い板状の素材をらせん状に成形しその合せ面を接合する方法、実棒の内部を旋削等によってくり抜き成形する方法等がある。
【０００９】複合材とする方法は、上記の如く各パイプを嵌合する方法の他に、板状のＣｕ材にめっき技術を用いて両面または片面にＡｇめっきを施すか、または板状のＣｕ材とＡｇ材を重ね合わせ圧接等によって複合材による板材を成形し、これを上記と同様の方法でパイプ状に成形する等の方法がある。以上のようにして得られた複合材によるパイプを用いて超電導線材を製造する場合は、複合材によるパイプ内に酸化物系超電導材料を充填し、熱処理を施しながら段階的に伸線加工を行い所望の外径、長さに成形し、酸化物系超電導材料の線材とする。
【００１０】この超電導線材は、束ねるかまたはより合せる等によって、例えば電力用ケーブルとして使用することができる。上述した超電導材用シース材１の作用について説明する。本発明の超電導材用シース材１は、外側材２をＣｕとし内側材３をＡｇとする複合材によるパイプであるため、内側材３であるＡｇが超電導材料である酸化物との親和性を維持する。
【００１１】また、外側材２であるＣｕは、室温状態での経時軟化現象が極めて緩やかであるため、酸化系超電導材料の線材加工時の伸線加工に対して十分な機械的強度を確保することができる。これによって、加工性に優れた超電導材用のパイプ状のシース材１を得ることができる。
【００１２】以上のような本発明のシース材１の加工性を調べるために、下記に示す試験を実施した。本発明のシース材１の加工性を調べるために、Ｃｕを材料とした外径５０ｍｍ、内径４０ｍｍ、長さ５００ｍｍのＣｕパイプに、Ａｇを材料とした外径４０ｍｍ、内径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのＡｇパイプを嵌合させ、これを伸線加工して外径２０ｍｍ、内径１６ｍｍ、肉厚２ｍｍのパイプ状のシース材を製作した。
【００１３】また、比較のために、Ａｇを材料として外径２０ｍｍ、内径１６ｍｍ、肉厚２ｍｍの従来例のパイプ状のシース材を製作した。このような両者にそれぞれ酸化物系超電導材料を充填し、熱処理を施しながら段階的に伸線加工を行い、外径０．５ｍｍの酸化物系超電導材料の線材を製作した。
【００１４】この伸線加工時の加工性の指標を断線または亀裂の発生として、両者の加工性を比較した結果を表１に示す。ここに、加工線径として示した、例えば２０＞ｄ≧１０は、外径２０ｍｍの線材を外径１０ｍｍに伸線加工する過程を示し、表中の回数を表す数字は、その過程で発生した断線または亀裂の回数を示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】表１に示したように、本発明の超電導材用シース材１は、伸線加工による亀裂や断線の発生がなく、極めて良好な加工性を示した。なお、試料として用いた本発明のパイプ状のシース材１は、ＣｕとＡｇの肉厚がほぼ同等であるが、肉厚の比率としてはこの例に限るものではない。以上は、内側材３をＡｇとして説明したが、０．２ｗｔ％Ｍｇ−Ａｇ合金等のＡｇ合金を内側材３として用いても本発明の効果を損なうものではない。また、従来から用いられているＡｇ合金を内側材３として用いても同様の効果が得られる。
【００１７】更に、外側材２としてのＣｕも、Ｃｕとしての加工性を損なわない程度に添加元素を加えたＣｕ合金であってもよい。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ＣｕとＡｇの複合材によるパイプを超電導材用シース材とすることにより、内側に配置したＡｇによって酸化物系超電導材料との親和性を維持しつつ、外側に配置したＣｕによって伸線加工時の強度を確保し、伸線加工時の強加工に耐えるに十分な強度を有するようにしたため、シース材の亀裂や断線等の発生を防止することができるという効果が得られる。
【００１９】また、この結果、生産時の歩留まりが向上し、伸線加工時に強加工が可能となるため、生産効率が向上するばかりか、Ａｇの使用量を節約することができ、生産コストを低減できるという効果が得られる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１５２１５８
【氏名又は名称】株式会社徳力本店
【住所又は居所】東京都千代田区鍛冶町２丁目９番１２号
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| 【出願日】 |
平成１３年９月７日（２００１．９．７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６９６１５
【弁理士】
【氏名又は名称】金倉 喬二
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| 【公開番号】 |
特開２００３−８６０３１（Ｐ２００３−８６０３１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年３月２０日（２００３．３．２０） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−２７１１３６（Ｐ２００１−２７１１３６） |
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