Ｂｉ系超電導線材およびその製造方法
【課題】高い臨界温度Ｔc(onset)を有し、かつ高い臨界電流値（Ｉc）を有するＢｉ系超電導線材およびその製造方法を提供する。
【解決手段】Ｂｉ系超電導線材１は、ＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）の組成式で表された組成を有し、かつ、組成におけるｘ＋ｙは１．８７以上１．９８以下であり、ｙ／ｘの値が０．２０以上０．２３以下であるモル比率で構成されている超電導体２を有している。
【解決手段】Ｂｉ系超電導線材１は、ＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）の組成式で表された組成を有し、かつ、組成におけるｘ＋ｙは１．８７以上１．９８以下であり、ｙ／ｘの値が０．２０以上０．２３以下であるモル比率で構成されている超電導体２を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｂｉ系超電導線材およびその製造方法に関し、特にＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）の組成式で表された組成を有するＢｉ系超電導線材およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超電導相としてＢｉ２２２３（Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δをいう、以下同じ）を含むＢｉ系超電導体は、臨界温度が高いものとして知られ、超電導線材などの用途に広く用いられている。
【０００３】
また、Ｂｉ２２２３超電導体のＢｉの一部がＰｂに置換された（Ｂｉ，Ｐｂ）２２２３（（Ｂｉ1-pＰｂp）2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δをいう、以下同じ）については、比較的容易に単層が得られることが知られている。大気雰囲気や酸素分圧８ｋＰａなどの（Ｂｉ，Ｐｂ）２２２３層の生成が容易な条件で焼結が行われると、（Ｂｉ，Ｐｂ）２２２３超電導体の超電導転移が始まる臨界温度（以下、Ｔc(onset)という、以下同じ）は１０８〜１１０Ｋとなる。
【０００４】
また、特開２００８−７４６８６号公報（特許文献１）には、臨界温度が１１０Ｋよりも高い（Ｂｉ，Ｐｂ）２２２３超電導相を含むＢｉ系超電導線材を製造する方法が開示されている。
【０００５】
また、（Ｂｉ，Ｐｂ）２２２３超電導体に関する技術は、たとえば、特開２００４−２４１２５４号公報（特許文献２）、特開２００３−２０３５３２号公報（特許文献３）、特開２００３−７３１１８号公報（特許文献４）、特表２００７−０６９７２３号公報（特許文献５）、特開平８−６４０４４号公報（特許文献６）、特開平７−６９６３７号公報（特許文献７）などにも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−７４６８６号公報
【特許文献２】特開２００４−２４１２５４号公報
【特許文献３】特開２００３−２０３５３２号公報
【特許文献４】特開２００３−７３１１８号公報
【特許文献５】特表２００７−０６９７２３号公報
【特許文献６】特開平８−６４０４４号公報
【特許文献７】特開平７−６９６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、（Ｂｉ，Ｐｂ）２２２３相の生成が容易な条件で焼結を行った場合やその後に還元雰囲気下において熱処理を施した場合、（Ｂｉ，Ｐｂ）２２２３超電導体結晶の臨界温度（Ｔc(onset)）は上昇する。しかし、上記熱処理によって、Ｐｂを主相として含む酸化物が（Ｂｉ，Ｐｂ）２２２３超電導体結晶粒の端部に生成してしまう。これにより、超電導線材の臨界電流値（Ｉc）が低下してしまうという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、高い臨界温度（Ｔc(onset)）を有し、かつ高い臨界電流値（Ｉc）を有するＢｉ系超電導線材およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、Ｂｉ系超電導線材の組成比とＴc(onset)および臨界電流値（Ｉc）との関係について鋭意研究を重ねた結果、（Ｂｉ，Ｐｂ）２２２３超電導体のＢｉの組成ｘとＰｂの組成ｙにおいて、ｘ＋ｙは１．８７以上１．９８以下であり、ｙ／ｘの値が０．２０以上０．２３以下であるモル比率で構成されている超電導体を有することが、高いＴc(onset)および高い臨界電流値（Ｉc）を有するＢｉ系超電導体を得るために重要であることを見出した。
【００１０】
そこで、本発明に係るＢｉ系超電導線材は、ＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）の組成式で表された組成を有し、かつ、組成におけるｘ＋ｙは１．８７以上１．９８以下であり、ｙ／ｘの値が０．２０以上０．２３以下であるモル比率で構成されている超電導体を有している。
【００１１】
また、本発明に係るＢｉ系超電導線材の製造方法は、ＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）の組成式で表された組成を有する超電導体を備えるＢｉ系超電導線材の製造方法であって、以下の工程を備えている。
【００１２】
まず、上記組成におけるｘ＋ｙが１．８７以上１．９８以下となり、ｙ／ｘの値が０．２０以上０．２３以下となるようなモル比率で原料が配合される。そして、超電導相を生成させるために原料に熱処理が行われる。
【００１３】
上記の本発明のＢｉ系超電導線材において好ましくは、臨界電流値が２０３Ａ以上である。
【００１４】
本発明に係る超電導機器は、上記のＢｉ系超電導線材を備えている。
上記の本発明のＢｉ系超電導線材の製造方法において好ましくは、熱処理は酸素を含む雰囲気下で行なわれる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高い臨界温度（Ｔc(onset)）を有し、かつ高い臨界電流値（Ｉc）を有するＢｉ系超電導線材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態１に係る超電導線材を示す概略模式図である。
【図２】実施の形態１に係る超電導線材の製造方法を示すステップ図である。
【図３】金属管に原料を充填する工程を示す図である。
【図４】単芯線を伸線する工程を示す図である。
【図５】多芯線を製造する工程を示す図である。
【図６】多芯線を伸線する工程を示す図である。
【図７】多芯線を圧延する工程を示す図である。
【図８】磁化率を５０Ｋの磁化率で規格化した値と温度との関係を示すグラフである。
【図９】臨界電流値と（ｘ＋ｙ）との関係を示すグラフである。
【図１０】臨界電流値と（ｙ／ｘ）との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明に係る超電導コイルを示す図である。
【図１２】本発明に係る超電導モータを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態について図に基づいて説明する。
本発明の一実施の形態に係る超電導線材の構成の概略について、図１を用いて説明する。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態に係る超電導線材１は、超電導体２とシース部３とを主に有している。超電導体２は、たとえば、ＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）の組成式で表された組成を有し、かつ、組成におけるｘ＋ｙは１．８７以上１．９８以下であり、ｙ／ｘの値が０．２０以上０．２３以下であるモル比率で構成されている。シース部３は、たとえば銀や銀合金の材料であり、超電導体２を覆うように設けられている。
【００１９】
上記超電導体２の組成式において、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕ組成は、２：２：３であるが、Ｓｒの組成が１．８以上２．２以下であり、Ｃａの組成が１．８以上２．２以下であり、Ｃｕの組成が２．９以上３．２以下の範囲であれば、上記組成の超電導体２と同様の特性が得られる。また、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕの一部をＹ、Ｎｄ、Ｌａなどの希土類金属元素で置換しても、上記組成の超電導体２と同様の特性が得られる。ただし、上記のように置換する場合の許容置換量は、置換対象金属に対して１％以下のモル比とすることが必要である。
【００２０】
次に、本発明の一実施の形態に係る超電導線材１の製造方法について、図２を用いて説明する。
【００２１】
図２に示すように、まず原料として、Ｂｉ2Ｏ3、ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＣｕＯおよびＰｂＯが、ＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）の組成式で表された組成を有し、かつ、組成におけるｘ＋ｙは１．８７以上１．９８以下であり、ｙ／ｘの値が０．２０以上０．２３以下の化学組成となるように配合される（ステップＳ１：図２）。その後、配合された原料が、たとえば７００〜８６０℃の温度で焼結される。焼結された多結晶体は粉砕されて原料粉末２ａとなる。ここで、原料粉末２ａは、粉末全体として、ＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）の組成式で表された組成を有し、かつ、組成におけるｘ＋ｙは１．８７以上１．９８以下であり、ｙ／ｘの値が０．２０以上０．２３以下の化学組成を有する。
【００２２】
次に、図２および図３に示すように、上記のようにして得られた超電導体２の原料粉末２ａの粉末が、パイプ３ａ内に充填される（ステップＳ２：図２）。このパイプ３ａは、たとえば銀などの金属よりなり、外径がφ１０〜５０ｍｍであり、肉厚が外径の２〜２０％程度のものである。これにより、超電導体２の原料粉末２ａをパイプ３ａで被覆した形態の線材１ａ（図４）が得られる。
【００２３】
次に、図２および図４に示すように、上記線材１ａが伸線加工される。この伸線加工をすることにより、前駆体を芯材として銀などの金属で被覆されたクラッド線１ｂが形成される（ステップＳ３：図２）。
【００２４】
次に、図２および図５に示すように、クラッド線１ｂが多数束ねられて、たとえば銀などの金属よりなるパイプ３ｂ内に嵌合される。このパイプ３ｂは、たとえば銀などの金属よりなり、外径がφ１０〜５０ｍｍであり、肉厚が外径の２〜２０％程度のものである。これにより、超電導体２の原料粉末２ａを芯材とした単芯線を多数有する多芯構造の線材が得られる（ステップＳ４：図２）。
【００２５】
次に、図２および図６に示すように、多数の超電導体２の原料粉末２ａがシース部３によって被覆された多芯構造の線材を伸線加工することによって、超電導体２の原料粉末２ａが、たとえば銀などのシース部３に埋め込まれた多芯線１ｃが形成される（ステップＳ５：図２）。
【００２６】
次に、図２および図７に示すように、多芯線１ｃに１次圧延加工が施され、それによりテープ状の超電導線材１が得られる（ステップＳ６：図２）。この１次圧延加工は、たとえば圧延率７０〜９０％の条件で行われる。
【００２７】
次に、図２に示すように、テープ状の超電導線材１が、たとえば８３０℃の温度および８ｋＰａの酸素分圧下で熱処理される（ステップＳ７：図２）。これにより、超電導線材１が焼結されて、超電導相が生成する。
【００２８】
次に、図２および図７に示すように、多芯線１ｃに２次圧延加工が施される（ステップＳ８：図２）。この２次圧延加工は、たとえば圧延率０〜２０％の条件で行われる。
【００２９】
次に、図２に示すように、テープ状の超電導線材１が、たとえば７２０℃の温度および１ｋＰａの酸素分圧下で加熱されて、その温度が３００時間保持されることにより、超電導線材１が焼結される（ステップＳ９：図２）。なお、上記のようなアニールを通じて、原料粉末２ａが化学反応を起こして最終的な超電導体２となる。
【００３０】
次に、本実施の形態の超電導線材１を用いた超電導コイルと、それを搭載した超電導モータの構成について、図１１、図１２を用いて説明する。
【００３１】
図１１に示すように、超電導コイル１０は、たとえば、超電導線材１が鞍形に巻きつけられた構造をしている。超電導コイル１０は、直線部と曲線部とを有しており、超電導コイル１０を上から見るとレーストラック状の形状を有している。
【００３２】
図１２に示すように、超電導モータ１００は、回転子であるロータ１１と、ロータ１１の周囲に配置された固定子であるステータ１２とを主に有している。ロータ１１は、図１１に示した超電導コイル１０と、回転軸１５と、ロータコア１３と、ロータ軸１４と、冷媒１６とを有している。ロータ軸１４は、回転軸１５の長軸方向に延びる外周面の周囲に形成されている。ロータ軸１４の外表面は円弧状である。ロータコア１３は、ロータ軸１４の回転軸に交差する断面における中央部分から放射状に、ロータ軸１４の外周面から突出するように延びている。超電導コイル１０は、ロータコア１３を囲むように、かつロータ軸１４の円弧状の外表面に沿うように配置されている。冷媒は１６、超電導コイル１０を冷却可能に設けられている。超電導コイル１０と冷媒１６とは、断熱容器の内部に配置されている。ステータ１２は、超電導コイル１０と、ステータヨーク１９と冷媒１７と、ステータコア１８とを有している。ステータヨーク１９は、ロータコア１３の外周を取り囲んでいる。ステータヨーク１９の外表面は円弧状である。超電導コイル１０は、ステータヨーク１９の円弧状の外表面に沿うように配置されている。冷媒１７は、超電導コイル１０を冷却可能に設けられている。超電導コイル１０と冷媒１７とは、断熱容器の内部に配置されている。
【００３３】
上記では、本発明に係る超電導機器の例として、超電導コイル１０および超電導モータ１００を挙げて説明した。ここで、超電導機器とは、本発明に係る超電導線材１を含むものであれば特に制限はなく、たとえば、超電導ケーブル、超電導変圧器、超電導限流器、超電導電力貯蔵装置などが挙げられる。
【００３４】
次に、本発明の一実施の形態に係る超電導線材１、超電導機器の作用効果について説明する。
【００３５】
本実施の形態に係る超電導線材１および超電導機器が有しているＢｉ系超電導線材は、ＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）の組成式で表された組成を有し、かつ、組成におけるｘ＋ｙは１．８７以上１．９８以下であり、ｙ／ｘの値が０．２０以上０．２３以下であるモル比率で構成されている超電導体２を有している。これにより、上記超電導線材１および超電導機器は、高い臨界温度（Ｔc(onset)）を有し、かつ高い臨界電流値（Ｉc）を有する。より具体的には、臨界電流値は２０３Ａ以上である。
【実施例】
【００３６】
次に、本発明の実施例について説明する。
まず、原料としてのＢｉ2Ｏ3、ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＣｕＯおよびＰｂＯを、ＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）の組成式で表された組成を有する化学組成となるように配合して、超電導線材１を、以下に説明する方法によって作成した。ここで、上記組成式のｘの値を１．５２〜１．８０の範囲で変化させ、ｙの値を０．２７〜０．４１の範囲で変化させた。
【００３７】
原料を配合した後に、原料の粉末を金属管に充填して単芯線を作成した。単芯線を複数本束ねてシース部に挿入して多芯線を作成し、多芯線に伸線、圧延を施して超電導線材１を作成した。この超電導線材１に対して８３０℃の温度および８ｋＰａの酸素分圧下で熱処理を施し（Ｂｉ，Ｐｂ）２２２３超電導相を生成させた。その後、この超電導線材１を７２５℃の温度および１ｋＰａの酸素分圧下で加熱して、その温度を３００時間保持することにより超電導線材１を焼結した。
【００３８】
はじめに原料を配合したときのＢｉやＰｂなどの組成と、最終的に出来上がった結晶の組成が一致していることを確認した。組成の確認は、蛍光Ｘ線分析により行われた。蛍光Ｘ線分析によれば、金属の種類や量に応じたスペクトルが得られるので、金属組成を定量化することができる。具体的には、測定対象試料にＸ線を照射した際に、測定対象試料から発生する特性Ｘ線を検知することにより行われた。
【００３９】
上記のような方法で作成した超電導線材１の、Ｔc(onset)、Ｔc(mid)および臨界電流値（Ｉc）を測定した。また、臨界電流密度（Ｊc）は、臨界電流値（Ｉc）および超電導線材１の断面積から計算した。
【００４０】
ここで、Ｔc(onset)およびＴc(mid)の定義について、図８を用いて説明する。図８を参照して縦軸（ｙ）は、ある温度での超電導線材１の磁化率を５０Ｋでの磁化率で規格化した値である。Ｔc(onset)は、５０Ｋでの超電導線材１の磁化率と比較して、０．１％だけ磁化率が上がったときの温度のことである。言い換えれば、５０Ｋでの磁化率の０．１％の反磁性磁化率を示す温度である。また、Ｔc(mid)は、５０Ｋでの超電導線材１の磁化率と比較して、５０％だけ磁化率が上がったときの温度のことである。言い換えれば、５０Ｋでの磁化率の５０％の反磁性磁化率を示す温度である。臨界電流値（Ｉc）は、たとえば、超電導線材１に対して電流を流していった場合に、閾値である電圧を超えたときの電流値のことである。臨界電流密度（Ｊc）は、臨界電流値（Ｉc）を超電導線材１の断面積で割って算出することができ、単位断面積あたりの臨界電流値（Ｉc）のことを示す。
【００４１】
ここで、Ｔc(mid)の意義について説明する。超電導体２に外部から磁場を印加すると、マイスナー効果によって反磁性磁化を示す。ただし、たとえば常伝導体である不純物が結晶間に存在した場合、外部磁場が常伝導体である不純物の部位に侵入する分、全体としての反磁性磁化が弱くなるために、Ｔc(mid)が低下する。このため、Ｔc(mid)の値は、結晶間の強さを表す尺度として利用することができる。
【００４２】
次に、上記の実験の結果について表１および図９〜図１０を用いて説明する。
【００４３】
【表１】
【００４４】
サンプル番号１〜１２は、Ｐｂの組成ｙを０．３３と固定して、Ｂｉの組成ｘを１．５２〜１．８０まで変化させて製造したＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）超電導線材１である。また、サンプル番号１３〜２０は、Ｂｉの組成を１．６と固定して、Ｐｂの組成を０．２７〜０．４１まで変化させて製造したＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）超電導線材１である。それらの各々のサンプルのＴc(onset)、Ｔc(mid)、臨界電流値（Ｉc）および臨界電流密度（Ｊc）の結果を表１に示した。
【００４５】
サンプル番号１〜５は、Ｔc(onset)が１１０Ｋ程度と良好な値を示すが、臨界電流値（Ｉc）は１８０Ａ以下と低くなる傾向が見られた。一方、サンプル番号６〜１１は、Ｔc(onset)は１１１Ｋ以上であり、臨界電流値（Ｉc）も２０３Ｋ以上と良好な値を示した。サンプル番号１２は、Ｂｉの組成が１．５２であり、この場合は臨界電流値（Ｉc）が１７９Ａと低かった。この出発組成では、超電導相を十分に生成させることができないために単相度不足となり臨界電流値（Ｉc）が低下すると考えられる。
【００４６】
サンプル番号１３のＴc(onset)は１１２．７Ｋ程度と良好な値を示し、臨界電流値（Ｉc）も２２０Ｋと非常に高い値を示した。また、サンプル番号２０のＴc(onset)は１１２．４５Ｋ程度と良好な値を示し、臨界電流値（Ｉc）も２１８Ｋと非常に高い値を示した。それ以外のサンプルは、Ｔc(onset)は１１０Ｋ程度の値を示すが、臨界電流値（Ｉc）は１７２Ｋ以下と低い値を示した。
【００４７】
図９に示すように、ｘ＋ｙの値が１．８７以上１．９８以下のＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下））超電導線材１は、２０３Ａ以上の良好な臨界電流値（Ｉc）を示すことが分かった。また、この場合の臨界電流密度（Ｊc）は５３ｋＡ／ｃｍ２以上である。ここで、サンプル番号１４、１７、１８、１９はｘ＋ｙの値が１．８７以上１．９８以下の範囲内にあるが、ｙ／ｘの値は０．２０以上０．２３以下の範囲内にないため、これらのサンプルの臨界電流値（Ｉc）は低かった。
【００４８】
図１０に示すように、ｙ／ｘの値は０．２０以上０．２３以下のＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）超電導線材１は、２０３Ａ以上の良好な臨界電流値（Ｉc）を示すことが分かった。また、この場合の臨界電流密度（Ｊc）は５３ｋＡ／ｃｍ２以上である。ここで、サンプル番号１２は、ｙ／ｘの値が０．２０以上０．２３以下の範囲内にあるが、ｘ＋ｙの値が１．８７以上１．９８以下の範囲内にないため、このサンプルの臨界電流値（Ｉc）は低かった。
【００４９】
以上より、ＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）の組成式で表された組成を有し、かつ、組成におけるｘ＋ｙは１．８７以上１．９８以下であり、ｙ／ｘの値が０．２０以上０．２３以下であるモル比率で構成されている超電導体２を有する超電導線材１は、１１１．５２〜１１２．７３Ｋ程度の高いＴc(onset)、かつ１０９．１４〜１１０．５１Ｋ程度の高いＴc(mid)を有し、かつ２０３Ｋ以上の高い臨界電流値（Ｉc）および５３ｋＡ／ｃｍ２以上の高い臨界電流密度（Ｊc）を有することが確認された。
【００５０】
次に、本実施例において、Ｔc(onset)が改善されるメカニズムについて考察する。
（Ｂｉ，Ｐｂ）２２２３超電導体２は、超電導電流が流れるＣｕ−Ｏで構成される超電導相と、超電導を示さないＢｉ−Ｏ，Ｓｒ−Ｏなどの絶縁層がｃ軸方向に積層された構造を持つ。それぞれのサイト（面）に決められた金属が配置されることが望ましいが、実際には電気的なバランスを保つためＢｉやＰｂがＳｒ−Ｏサイトの一部に固溶しやすい。そのため、結晶構造が乱れることによりＴcが抑制されてしまうと考えられる。
【００５１】
今回の実施例において、ＢｉやＰｂを予め少なくしておくことで、ＢｉやＰｂがＳｒ−Ｏサイトへ固溶されなかったことにより、結晶構造が改善したためにＴcが改善したと考えられる。
【００５２】
今回開示された実施の形態および実施例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。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、Ｂｉ系超電導線材およびその製造方法に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ Ｂｉ系超電導線材、１ａ 線材、１ｂ クラッド線、１ｃ 多芯線、２ 超電導体、２ａ 原料粉末、３ シース部、３ａ 金属管、１０ 超電導コイル、１１ ロータ、１２ ステータ、１３ ロータコア、１４ ロータ軸、１５ 回転軸、１６，１７ 冷媒、１８ ステータコア、１９ ステータヨーク、１００ 超電導モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｂｉ系超電導線材およびその製造方法に関し、特にＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）の組成式で表された組成を有するＢｉ系超電導線材およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超電導相としてＢｉ２２２３（Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δをいう、以下同じ）を含むＢｉ系超電導体は、臨界温度が高いものとして知られ、超電導線材などの用途に広く用いられている。
【０００３】
また、Ｂｉ２２２３超電導体のＢｉの一部がＰｂに置換された（Ｂｉ，Ｐｂ）２２２３（（Ｂｉ1-pＰｂp）2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δをいう、以下同じ）については、比較的容易に単層が得られることが知られている。大気雰囲気や酸素分圧８ｋＰａなどの（Ｂｉ，Ｐｂ）２２２３層の生成が容易な条件で焼結が行われると、（Ｂｉ，Ｐｂ）２２２３超電導体の超電導転移が始まる臨界温度（以下、Ｔc(onset)という、以下同じ）は１０８〜１１０Ｋとなる。
【０００４】
また、特開２００８−７４６８６号公報（特許文献１）には、臨界温度が１１０Ｋよりも高い（Ｂｉ，Ｐｂ）２２２３超電導相を含むＢｉ系超電導線材を製造する方法が開示されている。
【０００５】
また、（Ｂｉ，Ｐｂ）２２２３超電導体に関する技術は、たとえば、特開２００４−２４１２５４号公報（特許文献２）、特開２００３−２０３５３２号公報（特許文献３）、特開２００３−７３１１８号公報（特許文献４）、特表２００７−０６９７２３号公報（特許文献５）、特開平８−６４０４４号公報（特許文献６）、特開平７−６９６３７号公報（特許文献７）などにも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−７４６８６号公報
【特許文献２】特開２００４−２４１２５４号公報
【特許文献３】特開２００３−２０３５３２号公報
【特許文献４】特開２００３−７３１１８号公報
【特許文献５】特表２００７−０６９７２３号公報
【特許文献６】特開平８−６４０４４号公報
【特許文献７】特開平７−６９６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、（Ｂｉ，Ｐｂ）２２２３相の生成が容易な条件で焼結を行った場合やその後に還元雰囲気下において熱処理を施した場合、（Ｂｉ，Ｐｂ）２２２３超電導体結晶の臨界温度（Ｔc(onset)）は上昇する。しかし、上記熱処理によって、Ｐｂを主相として含む酸化物が（Ｂｉ，Ｐｂ）２２２３超電導体結晶粒の端部に生成してしまう。これにより、超電導線材の臨界電流値（Ｉc）が低下してしまうという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、高い臨界温度（Ｔc(onset)）を有し、かつ高い臨界電流値（Ｉc）を有するＢｉ系超電導線材およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、Ｂｉ系超電導線材の組成比とＴc(onset)および臨界電流値（Ｉc）との関係について鋭意研究を重ねた結果、（Ｂｉ，Ｐｂ）２２２３超電導体のＢｉの組成ｘとＰｂの組成ｙにおいて、ｘ＋ｙは１．８７以上１．９８以下であり、ｙ／ｘの値が０．２０以上０．２３以下であるモル比率で構成されている超電導体を有することが、高いＴc(onset)および高い臨界電流値（Ｉc）を有するＢｉ系超電導体を得るために重要であることを見出した。
【００１０】
そこで、本発明に係るＢｉ系超電導線材は、ＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）の組成式で表された組成を有し、かつ、組成におけるｘ＋ｙは１．８７以上１．９８以下であり、ｙ／ｘの値が０．２０以上０．２３以下であるモル比率で構成されている超電導体を有している。
【００１１】
また、本発明に係るＢｉ系超電導線材の製造方法は、ＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）の組成式で表された組成を有する超電導体を備えるＢｉ系超電導線材の製造方法であって、以下の工程を備えている。
【００１２】
まず、上記組成におけるｘ＋ｙが１．８７以上１．９８以下となり、ｙ／ｘの値が０．２０以上０．２３以下となるようなモル比率で原料が配合される。そして、超電導相を生成させるために原料に熱処理が行われる。
【００１３】
上記の本発明のＢｉ系超電導線材において好ましくは、臨界電流値が２０３Ａ以上である。
【００１４】
本発明に係る超電導機器は、上記のＢｉ系超電導線材を備えている。
上記の本発明のＢｉ系超電導線材の製造方法において好ましくは、熱処理は酸素を含む雰囲気下で行なわれる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高い臨界温度（Ｔc(onset)）を有し、かつ高い臨界電流値（Ｉc）を有するＢｉ系超電導線材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態１に係る超電導線材を示す概略模式図である。
【図２】実施の形態１に係る超電導線材の製造方法を示すステップ図である。
【図３】金属管に原料を充填する工程を示す図である。
【図４】単芯線を伸線する工程を示す図である。
【図５】多芯線を製造する工程を示す図である。
【図６】多芯線を伸線する工程を示す図である。
【図７】多芯線を圧延する工程を示す図である。
【図８】磁化率を５０Ｋの磁化率で規格化した値と温度との関係を示すグラフである。
【図９】臨界電流値と（ｘ＋ｙ）との関係を示すグラフである。
【図１０】臨界電流値と（ｙ／ｘ）との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明に係る超電導コイルを示す図である。
【図１２】本発明に係る超電導モータを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態について図に基づいて説明する。
本発明の一実施の形態に係る超電導線材の構成の概略について、図１を用いて説明する。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態に係る超電導線材１は、超電導体２とシース部３とを主に有している。超電導体２は、たとえば、ＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）の組成式で表された組成を有し、かつ、組成におけるｘ＋ｙは１．８７以上１．９８以下であり、ｙ／ｘの値が０．２０以上０．２３以下であるモル比率で構成されている。シース部３は、たとえば銀や銀合金の材料であり、超電導体２を覆うように設けられている。
【００１９】
上記超電導体２の組成式において、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕ組成は、２：２：３であるが、Ｓｒの組成が１．８以上２．２以下であり、Ｃａの組成が１．８以上２．２以下であり、Ｃｕの組成が２．９以上３．２以下の範囲であれば、上記組成の超電導体２と同様の特性が得られる。また、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕの一部をＹ、Ｎｄ、Ｌａなどの希土類金属元素で置換しても、上記組成の超電導体２と同様の特性が得られる。ただし、上記のように置換する場合の許容置換量は、置換対象金属に対して１％以下のモル比とすることが必要である。
【００２０】
次に、本発明の一実施の形態に係る超電導線材１の製造方法について、図２を用いて説明する。
【００２１】
図２に示すように、まず原料として、Ｂｉ2Ｏ3、ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＣｕＯおよびＰｂＯが、ＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）の組成式で表された組成を有し、かつ、組成におけるｘ＋ｙは１．８７以上１．９８以下であり、ｙ／ｘの値が０．２０以上０．２３以下の化学組成となるように配合される（ステップＳ１：図２）。その後、配合された原料が、たとえば７００〜８６０℃の温度で焼結される。焼結された多結晶体は粉砕されて原料粉末２ａとなる。ここで、原料粉末２ａは、粉末全体として、ＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）の組成式で表された組成を有し、かつ、組成におけるｘ＋ｙは１．８７以上１．９８以下であり、ｙ／ｘの値が０．２０以上０．２３以下の化学組成を有する。
【００２２】
次に、図２および図３に示すように、上記のようにして得られた超電導体２の原料粉末２ａの粉末が、パイプ３ａ内に充填される（ステップＳ２：図２）。このパイプ３ａは、たとえば銀などの金属よりなり、外径がφ１０〜５０ｍｍであり、肉厚が外径の２〜２０％程度のものである。これにより、超電導体２の原料粉末２ａをパイプ３ａで被覆した形態の線材１ａ（図４）が得られる。
【００２３】
次に、図２および図４に示すように、上記線材１ａが伸線加工される。この伸線加工をすることにより、前駆体を芯材として銀などの金属で被覆されたクラッド線１ｂが形成される（ステップＳ３：図２）。
【００２４】
次に、図２および図５に示すように、クラッド線１ｂが多数束ねられて、たとえば銀などの金属よりなるパイプ３ｂ内に嵌合される。このパイプ３ｂは、たとえば銀などの金属よりなり、外径がφ１０〜５０ｍｍであり、肉厚が外径の２〜２０％程度のものである。これにより、超電導体２の原料粉末２ａを芯材とした単芯線を多数有する多芯構造の線材が得られる（ステップＳ４：図２）。
【００２５】
次に、図２および図６に示すように、多数の超電導体２の原料粉末２ａがシース部３によって被覆された多芯構造の線材を伸線加工することによって、超電導体２の原料粉末２ａが、たとえば銀などのシース部３に埋め込まれた多芯線１ｃが形成される（ステップＳ５：図２）。
【００２６】
次に、図２および図７に示すように、多芯線１ｃに１次圧延加工が施され、それによりテープ状の超電導線材１が得られる（ステップＳ６：図２）。この１次圧延加工は、たとえば圧延率７０〜９０％の条件で行われる。
【００２７】
次に、図２に示すように、テープ状の超電導線材１が、たとえば８３０℃の温度および８ｋＰａの酸素分圧下で熱処理される（ステップＳ７：図２）。これにより、超電導線材１が焼結されて、超電導相が生成する。
【００２８】
次に、図２および図７に示すように、多芯線１ｃに２次圧延加工が施される（ステップＳ８：図２）。この２次圧延加工は、たとえば圧延率０〜２０％の条件で行われる。
【００２９】
次に、図２に示すように、テープ状の超電導線材１が、たとえば７２０℃の温度および１ｋＰａの酸素分圧下で加熱されて、その温度が３００時間保持されることにより、超電導線材１が焼結される（ステップＳ９：図２）。なお、上記のようなアニールを通じて、原料粉末２ａが化学反応を起こして最終的な超電導体２となる。
【００３０】
次に、本実施の形態の超電導線材１を用いた超電導コイルと、それを搭載した超電導モータの構成について、図１１、図１２を用いて説明する。
【００３１】
図１１に示すように、超電導コイル１０は、たとえば、超電導線材１が鞍形に巻きつけられた構造をしている。超電導コイル１０は、直線部と曲線部とを有しており、超電導コイル１０を上から見るとレーストラック状の形状を有している。
【００３２】
図１２に示すように、超電導モータ１００は、回転子であるロータ１１と、ロータ１１の周囲に配置された固定子であるステータ１２とを主に有している。ロータ１１は、図１１に示した超電導コイル１０と、回転軸１５と、ロータコア１３と、ロータ軸１４と、冷媒１６とを有している。ロータ軸１４は、回転軸１５の長軸方向に延びる外周面の周囲に形成されている。ロータ軸１４の外表面は円弧状である。ロータコア１３は、ロータ軸１４の回転軸に交差する断面における中央部分から放射状に、ロータ軸１４の外周面から突出するように延びている。超電導コイル１０は、ロータコア１３を囲むように、かつロータ軸１４の円弧状の外表面に沿うように配置されている。冷媒は１６、超電導コイル１０を冷却可能に設けられている。超電導コイル１０と冷媒１６とは、断熱容器の内部に配置されている。ステータ１２は、超電導コイル１０と、ステータヨーク１９と冷媒１７と、ステータコア１８とを有している。ステータヨーク１９は、ロータコア１３の外周を取り囲んでいる。ステータヨーク１９の外表面は円弧状である。超電導コイル１０は、ステータヨーク１９の円弧状の外表面に沿うように配置されている。冷媒１７は、超電導コイル１０を冷却可能に設けられている。超電導コイル１０と冷媒１７とは、断熱容器の内部に配置されている。
【００３３】
上記では、本発明に係る超電導機器の例として、超電導コイル１０および超電導モータ１００を挙げて説明した。ここで、超電導機器とは、本発明に係る超電導線材１を含むものであれば特に制限はなく、たとえば、超電導ケーブル、超電導変圧器、超電導限流器、超電導電力貯蔵装置などが挙げられる。
【００３４】
次に、本発明の一実施の形態に係る超電導線材１、超電導機器の作用効果について説明する。
【００３５】
本実施の形態に係る超電導線材１および超電導機器が有しているＢｉ系超電導線材は、ＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）の組成式で表された組成を有し、かつ、組成におけるｘ＋ｙは１．８７以上１．９８以下であり、ｙ／ｘの値が０．２０以上０．２３以下であるモル比率で構成されている超電導体２を有している。これにより、上記超電導線材１および超電導機器は、高い臨界温度（Ｔc(onset)）を有し、かつ高い臨界電流値（Ｉc）を有する。より具体的には、臨界電流値は２０３Ａ以上である。
【実施例】
【００３６】
次に、本発明の実施例について説明する。
まず、原料としてのＢｉ2Ｏ3、ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＣｕＯおよびＰｂＯを、ＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）の組成式で表された組成を有する化学組成となるように配合して、超電導線材１を、以下に説明する方法によって作成した。ここで、上記組成式のｘの値を１．５２〜１．８０の範囲で変化させ、ｙの値を０．２７〜０．４１の範囲で変化させた。
【００３７】
原料を配合した後に、原料の粉末を金属管に充填して単芯線を作成した。単芯線を複数本束ねてシース部に挿入して多芯線を作成し、多芯線に伸線、圧延を施して超電導線材１を作成した。この超電導線材１に対して８３０℃の温度および８ｋＰａの酸素分圧下で熱処理を施し（Ｂｉ，Ｐｂ）２２２３超電導相を生成させた。その後、この超電導線材１を７２５℃の温度および１ｋＰａの酸素分圧下で加熱して、その温度を３００時間保持することにより超電導線材１を焼結した。
【００３８】
はじめに原料を配合したときのＢｉやＰｂなどの組成と、最終的に出来上がった結晶の組成が一致していることを確認した。組成の確認は、蛍光Ｘ線分析により行われた。蛍光Ｘ線分析によれば、金属の種類や量に応じたスペクトルが得られるので、金属組成を定量化することができる。具体的には、測定対象試料にＸ線を照射した際に、測定対象試料から発生する特性Ｘ線を検知することにより行われた。
【００３９】
上記のような方法で作成した超電導線材１の、Ｔc(onset)、Ｔc(mid)および臨界電流値（Ｉc）を測定した。また、臨界電流密度（Ｊc）は、臨界電流値（Ｉc）および超電導線材１の断面積から計算した。
【００４０】
ここで、Ｔc(onset)およびＴc(mid)の定義について、図８を用いて説明する。図８を参照して縦軸（ｙ）は、ある温度での超電導線材１の磁化率を５０Ｋでの磁化率で規格化した値である。Ｔc(onset)は、５０Ｋでの超電導線材１の磁化率と比較して、０．１％だけ磁化率が上がったときの温度のことである。言い換えれば、５０Ｋでの磁化率の０．１％の反磁性磁化率を示す温度である。また、Ｔc(mid)は、５０Ｋでの超電導線材１の磁化率と比較して、５０％だけ磁化率が上がったときの温度のことである。言い換えれば、５０Ｋでの磁化率の５０％の反磁性磁化率を示す温度である。臨界電流値（Ｉc）は、たとえば、超電導線材１に対して電流を流していった場合に、閾値である電圧を超えたときの電流値のことである。臨界電流密度（Ｊc）は、臨界電流値（Ｉc）を超電導線材１の断面積で割って算出することができ、単位断面積あたりの臨界電流値（Ｉc）のことを示す。
【００４１】
ここで、Ｔc(mid)の意義について説明する。超電導体２に外部から磁場を印加すると、マイスナー効果によって反磁性磁化を示す。ただし、たとえば常伝導体である不純物が結晶間に存在した場合、外部磁場が常伝導体である不純物の部位に侵入する分、全体としての反磁性磁化が弱くなるために、Ｔc(mid)が低下する。このため、Ｔc(mid)の値は、結晶間の強さを表す尺度として利用することができる。
【００４２】
次に、上記の実験の結果について表１および図９〜図１０を用いて説明する。
【００４３】
【表１】
【００４４】
サンプル番号１〜１２は、Ｐｂの組成ｙを０．３３と固定して、Ｂｉの組成ｘを１．５２〜１．８０まで変化させて製造したＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）超電導線材１である。また、サンプル番号１３〜２０は、Ｂｉの組成を１．６と固定して、Ｐｂの組成を０．２７〜０．４１まで変化させて製造したＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）超電導線材１である。それらの各々のサンプルのＴc(onset)、Ｔc(mid)、臨界電流値（Ｉc）および臨界電流密度（Ｊc）の結果を表１に示した。
【００４５】
サンプル番号１〜５は、Ｔc(onset)が１１０Ｋ程度と良好な値を示すが、臨界電流値（Ｉc）は１８０Ａ以下と低くなる傾向が見られた。一方、サンプル番号６〜１１は、Ｔc(onset)は１１１Ｋ以上であり、臨界電流値（Ｉc）も２０３Ｋ以上と良好な値を示した。サンプル番号１２は、Ｂｉの組成が１．５２であり、この場合は臨界電流値（Ｉc）が１７９Ａと低かった。この出発組成では、超電導相を十分に生成させることができないために単相度不足となり臨界電流値（Ｉc）が低下すると考えられる。
【００４６】
サンプル番号１３のＴc(onset)は１１２．７Ｋ程度と良好な値を示し、臨界電流値（Ｉc）も２２０Ｋと非常に高い値を示した。また、サンプル番号２０のＴc(onset)は１１２．４５Ｋ程度と良好な値を示し、臨界電流値（Ｉc）も２１８Ｋと非常に高い値を示した。それ以外のサンプルは、Ｔc(onset)は１１０Ｋ程度の値を示すが、臨界電流値（Ｉc）は１７２Ｋ以下と低い値を示した。
【００４７】
図９に示すように、ｘ＋ｙの値が１．８７以上１．９８以下のＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下））超電導線材１は、２０３Ａ以上の良好な臨界電流値（Ｉc）を示すことが分かった。また、この場合の臨界電流密度（Ｊc）は５３ｋＡ／ｃｍ２以上である。ここで、サンプル番号１４、１７、１８、１９はｘ＋ｙの値が１．８７以上１．９８以下の範囲内にあるが、ｙ／ｘの値は０．２０以上０．２３以下の範囲内にないため、これらのサンプルの臨界電流値（Ｉc）は低かった。
【００４８】
図１０に示すように、ｙ／ｘの値は０．２０以上０．２３以下のＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）超電導線材１は、２０３Ａ以上の良好な臨界電流値（Ｉc）を示すことが分かった。また、この場合の臨界電流密度（Ｊc）は５３ｋＡ／ｃｍ２以上である。ここで、サンプル番号１２は、ｙ／ｘの値が０．２０以上０．２３以下の範囲内にあるが、ｘ＋ｙの値が１．８７以上１．９８以下の範囲内にないため、このサンプルの臨界電流値（Ｉc）は低かった。
【００４９】
以上より、ＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）の組成式で表された組成を有し、かつ、組成におけるｘ＋ｙは１．８７以上１．９８以下であり、ｙ／ｘの値が０．２０以上０．２３以下であるモル比率で構成されている超電導体２を有する超電導線材１は、１１１．５２〜１１２．７３Ｋ程度の高いＴc(onset)、かつ１０９．１４〜１１０．５１Ｋ程度の高いＴc(mid)を有し、かつ２０３Ｋ以上の高い臨界電流値（Ｉc）および５３ｋＡ／ｃｍ２以上の高い臨界電流密度（Ｊc）を有することが確認された。
【００５０】
次に、本実施例において、Ｔc(onset)が改善されるメカニズムについて考察する。
（Ｂｉ，Ｐｂ）２２２３超電導体２は、超電導電流が流れるＣｕ−Ｏで構成される超電導相と、超電導を示さないＢｉ−Ｏ，Ｓｒ−Ｏなどの絶縁層がｃ軸方向に積層された構造を持つ。それぞれのサイト（面）に決められた金属が配置されることが望ましいが、実際には電気的なバランスを保つためＢｉやＰｂがＳｒ−Ｏサイトの一部に固溶しやすい。そのため、結晶構造が乱れることによりＴcが抑制されてしまうと考えられる。
【００５１】
今回の実施例において、ＢｉやＰｂを予め少なくしておくことで、ＢｉやＰｂがＳｒ−Ｏサイトへ固溶されなかったことにより、結晶構造が改善したためにＴcが改善したと考えられる。
【００５２】
今回開示された実施の形態および実施例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。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、Ｂｉ系超電導線材およびその製造方法に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ Ｂｉ系超電導線材、１ａ 線材、１ｂ クラッド線、１ｃ 多芯線、２ 超電導体、２ａ 原料粉末、３ シース部、３ａ 金属管、１０ 超電導コイル、１１ ロータ、１２ ステータ、１３ ロータコア、１４ ロータ軸、１５ 回転軸、１６，１７ 冷媒、１８ ステータコア、１９ ステータヨーク、１００ 超電導モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）の組成式で表された組成を有し、かつ
前記組成におけるｘ＋ｙは１．８７以上１．９８以下であり、ｙ／ｘの値が０．２０以上０．２３以下であるモル比率で構成されている超電導体を含む、Ｂｉ系超電導線材。
【請求項２】
前記Ｂｉ系超電導線材の臨界電流値が２０３Ａ以上である、請求項１に記載のＢｉ系超電導線材。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＢｉ系超電導線材を備える、超電導機器。
【請求項４】
ＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）の組成式で表された組成を有する超電導体を備えるＢｉ系超電導線材の製造方法であって、
上記組成におけるｘ＋ｙが１．８７以上１．９８以下となり、ｙ／ｘの値が０．２０以上０．２３以下となるようなモル比率で原料を配合する工程と、
超電導相を生成させるために前記原料に熱処理を行う工程とを備えた、Ｂｉ系超電導線材の製造方法。
【請求項５】
前記熱処理は酸素を含む雰囲気下で行なわれる、請求項４に記載のＢｉ系超電導線材の製造方法。
【請求項１】
ＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）の組成式で表された組成を有し、かつ
前記組成におけるｘ＋ｙは１．８７以上１．９８以下であり、ｙ／ｘの値が０．２０以上０．２３以下であるモル比率で構成されている超電導体を含む、Ｂｉ系超電導線材。
【請求項２】
前記Ｂｉ系超電導線材の臨界電流値が２０３Ａ以上である、請求項１に記載のＢｉ系超電導線材。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＢｉ系超電導線材を備える、超電導機器。
【請求項４】
ＢｉxＰｂyＳｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ（δは０．１以上０．３以下）の組成式で表された組成を有する超電導体を備えるＢｉ系超電導線材の製造方法であって、
上記組成におけるｘ＋ｙが１．８７以上１．９８以下となり、ｙ／ｘの値が０．２０以上０．２３以下となるようなモル比率で原料を配合する工程と、
超電導相を生成させるために前記原料に熱処理を行う工程とを備えた、Ｂｉ系超電導線材の製造方法。
【請求項５】
前記熱処理は酸素を含む雰囲気下で行なわれる、請求項４に記載のＢｉ系超電導線材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−４１６８２（Ｐ２０１３−４１６８２Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７６１３５（Ｐ２０１１−１７６１３５）
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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