專利名稱：：氧化物超導(dǎo)線、螺線管、磁場發(fā)生裝置及氧化物超導(dǎo)線的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及應(yīng)用氧化物超導(dǎo)體產(chǎn)生強(qiáng)磁場的裝置。更具體地，本發(fā)明涉及新型氧化物超導(dǎo)線，該新型氧化物超導(dǎo)線適用于諸如科學(xué)儀器、核磁共振分析裝置及醫(yī)療用核磁共振成像裝置等需要均勻強(qiáng)磁場的裝置中。本發(fā)明還涉及應(yīng)用該氧化物超導(dǎo)線的螺線管、磁場發(fā)生裝置及該氧化物超導(dǎo)線的制造方法。
背景技術(shù)：
：一般地，超導(dǎo)磁裝置應(yīng)用在以下兩種領(lǐng)域一種是只要產(chǎn)生磁場，不考慮磁場的均勻性及穩(wěn)定性，另一種是磁場性能即磁場的均勻性和穩(wěn)定性須作為一個(gè)重要考慮因素。通常在諸如物理性能測(cè)定的研究工作及醫(yī)療用磁場發(fā)生裝置中需要后一種高均勻、高穩(wěn)定磁場。所以高性能超導(dǎo)磁體技術(shù)是很有必要的。該超導(dǎo)磁體通常以諸如鈮-錫超導(dǎo)體和鈮-鈦超導(dǎo)體的高精度加工線材制成，在嚴(yán)格質(zhì)量管理下將超導(dǎo)線纏繞成螺線管，這樣得到的超導(dǎo)磁體以超穩(wěn)定電源或以永久電流方式運(yùn)行，由此產(chǎn)生的磁場具有很高的時(shí)間穩(wěn)定性和空間穩(wěn)定性。近年來，已在可產(chǎn)生高均勻磁場的磁體方面取得重大進(jìn)展。出現(xiàn)了磁場強(qiáng)度可達(dá)20T的磁體，滿足了核磁共振分析裝置的需求。但是，由于現(xiàn)有金屬材料固有的臨界磁場，傳統(tǒng)方法可以產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度限于約20T。為打破這個(gè)界線，必須應(yīng)用氧化物超導(dǎo)體。如應(yīng)用物理雜志第35卷，1996，第二部分，第L623-626頁中所報(bào)道的，應(yīng)用氧化物超導(dǎo)體的磁場發(fā)生裝置中的線圈通過將帶狀線材纏繞成雙層餅狀而形成。該線圈適于產(chǎn)生22T以上的磁場，通過傳統(tǒng)金屬超導(dǎo)體不能得到這種磁場。但該線圈的缺點(diǎn)是不能產(chǎn)生均勻磁場。這種問題的原因是由于導(dǎo)體為帶狀，該帶纏繞成餅狀線圈，并且是多個(gè)線圈層疊。如材料科學(xué)雜志第30卷，1995，第3200-3206頁中所報(bào)道的，解決這種問題的途徑之一是使用圓形橫截面的導(dǎo)體，并將其纏繞為螺線管以用作磁體。這種導(dǎo)體可產(chǎn)生相對(duì)較強(qiáng)、較均勻的磁場；但是，由于它的臨界電流密度(Jc)僅為帶狀線材的五分之一以下，所以它不能產(chǎn)生所期望的磁場。通過將帶狀線材纏繞為螺線管易于得到強(qiáng)的磁場，但由于帶狀線材外部尺寸的精度的原因，它很難實(shí)現(xiàn)足夠均勻的磁場。圓形橫截面線材通常通過沖模進(jìn)行拉延加工而制成，與帶狀線材相比，它具有較高的精度(微米級(jí))，因此適合于產(chǎn)生均勻磁場。作為比較，通過壓延加工形成帶狀線材，其加工精度(寬度與厚度)通常限于10微米級(jí)。因此，當(dāng)它纏繞數(shù)千圈后，圈數(shù)會(huì)由于不均勻的外形加工精度而不同，導(dǎo)致產(chǎn)生不均勻的磁場。由于這種原因，需要可以同時(shí)滿足高電流密度及高機(jī)械加工精度的用來產(chǎn)生強(qiáng)、均勻磁場的新型氧化物超導(dǎo)線。發(fā)明的公開本發(fā)明的目的是為了提供具有高形狀精度并可產(chǎn)生均勻強(qiáng)磁場的氧化物超導(dǎo)線。本發(fā)明的另一個(gè)目的是為了提供由氧化物超導(dǎo)線制成的螺線管。術(shù)語“均勻磁場”意思是磁場變化小于0．1％，最好小于0．01％。術(shù)語“強(qiáng)磁場”意思是磁場強(qiáng)度在22T以上。過去，通過由氧化物超導(dǎo)線形成的磁體很難產(chǎn)生磁場，很難產(chǎn)生均勻強(qiáng)磁場。其主要原因是由于氧化物超導(dǎo)體為各向異性大的物質(zhì)。當(dāng)通過壓延加工將其制成帶狀線材后，所得線材可以在10T以上的磁場中產(chǎn)生約為50-100A／mm2的線圈電流密度。但是，當(dāng)通過拉延加工制成圓形線材后，所得到的線材僅能產(chǎn)生10-20的A／mm2電流密度。本發(fā)明的目的是為了提供具有高形狀精度并且具有高臨界電流密度的、可以產(chǎn)生均勻強(qiáng)磁場的氧化物超導(dǎo)線，并提供由氧化物超導(dǎo)線制成的螺線管及磁場發(fā)生裝置。根據(jù)本發(fā)明，可以制成具有高形狀精度的氧化超導(dǎo)線而無須降低其電流密度。本發(fā)明的第一方面是氧化物超導(dǎo)線，其特征在于該線材在垂直于其長度的方向上基本上為圓形橫截面，該橫截面包含若干單元，每個(gè)單元包含多個(gè)帶狀氧化物超導(dǎo)體，每個(gè)單元中的帶沿垂直長度的方向在截面內(nèi)以與帶表面呈約60度的角度疊層。該單元在橫截面內(nèi)基本上為菱形，橫截面內(nèi)至少含有三個(gè)不同單元，該單元相對(duì)帶疊層的方向以120度旋轉(zhuǎn)對(duì)稱方式排列，并且菱形的至少一個(gè)邊與鄰近單元接觸。即，本發(fā)明中氧化物超導(dǎo)線的特征在于，該氧化物超導(dǎo)線在垂直于其長度的方向具有圓形橫截面，且該橫截面內(nèi)包含氧化物芯件，該氧化物芯件為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱排列。這種旋轉(zhuǎn)對(duì)稱在圓形橫截面內(nèi)可以為3次、4次或6次旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。對(duì)于需緊密填充的氧化物，芯件優(yōu)選為正三角形的對(duì)稱性?？梢岳斫猓镁哂?次對(duì)稱性的菱形排列可以得到最密排比(即氧化物的橫截面面積與總橫截面面積之比)，其中，每個(gè)菱形包含兩個(gè)正三角形。根據(jù)本發(fā)明，氧化物超導(dǎo)體為帶狀，并疊層構(gòu)成導(dǎo)體。但是，由于帶壓延及帶組裝精度的限制，很難得到理想形狀的導(dǎo)體。出于這種考慮，疊層方向的角度應(yīng)約為60度或120度。越接近理想形狀，性能就會(huì)越好。如果形狀偏離理想狀態(tài)，氧化物的性能就會(huì)降低。角度的容許偏差范圍為約5度。如果超過該限度，其性能就會(huì)降低1／2-1／3。本發(fā)明的第二方面為具有圓形橫截面的氧化物超導(dǎo)線，在垂直于其長度方向的橫截面上包含三個(gè)單元，每個(gè)單元包含疊層的帶狀氧化物導(dǎo)體，該單元的集合體在的橫截面的中心形成密排形狀，所有帶至少有一端部與構(gòu)成線材外周的外殼材料接觸。只要在三個(gè)鄰近單元中形成上述旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，就可認(rèn)為是滿意的，沒有必要所有單元在橫截面內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。對(duì)稱性可以防止在橫截面各向同性收縮的線加工過程中破壞形狀。三單元的對(duì)稱不是必需的，但它最容易形成。與外殼材料的接觸與本發(fā)明沒有直接關(guān)系，這里僅從幾何學(xué)的角度略加提及。根據(jù)本發(fā)明，帶狀氧化物超導(dǎo)體可以由多芯線材制成。根據(jù)本發(fā)明，帶狀氧化物超導(dǎo)體可以由多芯線材制成，并被纏繞。根據(jù)本發(fā)明，帶狀氧化物超導(dǎo)體可以由多芯線材制成，并被纏繞，并且其間可以含有高電阻層。根據(jù)本發(fā)明，帶狀氧化物超導(dǎo)體可以由纏繞的多芯線材制成，并且其間可以含有高電阻層，并且該超導(dǎo)線為纏繞狀。根據(jù)本發(fā)明，上述氧化物超導(dǎo)線的特征在于，其中氧化物超導(dǎo)體應(yīng)優(yōu)選為Bi2Sr2Ca1Cu2Ox。這種氧化物超導(dǎo)體可以由其它諸如(Bi，Pb)2Sr2Ca2Cu3Ox和鉈系超導(dǎo)體材料替代。本發(fā)明可以使用的氧化物超導(dǎo)體例子包括Bi-Sr-Ca-Cu-O型Bi1．5-2．2-Sr1．5-2．2-Cu0．5-1．3-O5-7，Bi1．5-1．2-Sr1．5-2．2-Ca0．5-1．3-Cu1．5-2．3-O7-9，Bi1．5-2．2-Sr1．5-2．3-Ca1．5-2．3-Cu2．5-3．3-O9-11，Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O型(Biy-Pb1-y)1．5-2．2-Sr1．5-2．2-Cu0．5-1．3-O5-7，(Biy-Pb1-y)1．5-1．2-Sr1．5-2．2-Ca0．5-1．3-Cu1．5-2．3-O7-9，(Biy-Pb1-y)1．5-2．2-Sr1．5-2．3-Ca1．5-2．3-Cu2．5-3．3-O9-11。其中y＝0．1-0．9。本發(fā)明的第三方面為氧化物超導(dǎo)線，其特征在于，該線的橫截面為圓形。并且該橫截面包含若干單元，每個(gè)單元包含以菱形形狀疊層的帶狀超導(dǎo)體，它們排列后整體上形成六邊形。具體地講，氧化物超導(dǎo)線在垂直于其長度方向具有圓形橫截面。在橫截面平面內(nèi)，氧化物超導(dǎo)體包含若干單元，每個(gè)單元包含多個(gè)疊層的帶狀超導(dǎo)體。該疊層的帶形成近似于菱形形狀。在該橫截面平面內(nèi)，至少包含三個(gè)單元，該單元在帶的疊層方向與鄰近單元呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。菱形至少有一邊與鄰近單元相對(duì)。本發(fā)明的第四方面為氧化物超導(dǎo)線，該氧化物超導(dǎo)線包含金屬外殼和作為氧化物超導(dǎo)絲的集合體的芯件，其特征在于，芯件為多芯帶狀線材，每個(gè)線材包含氧化物超導(dǎo)絲，該線材為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱排列，該氧化物超導(dǎo)絲的橫截面的平均厚度為3-20μm，縱橫比大于2且小于10。該氧化物超導(dǎo)帶狀線材為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱排列，在多芯帶狀線材填入下面將作為金屬外殼的第三金屬管時(shí)完成該步驟。多芯帶狀線材旋轉(zhuǎn)對(duì)稱排列可以使氧化物超導(dǎo)線中的氧化物超導(dǎo)絲的c軸呈現(xiàn)不同的取向。這樣可以防止臨界電流隨所施加的磁場方向降低，并且，由于氧化超導(dǎo)線具有優(yōu)化的尺寸，還可以增加臨界電流密度(Jc)。氧化超導(dǎo)體應(yīng)為鉍系氧化物超導(dǎo)體，優(yōu)選成分為Bi2Sr2Ca1Cu2Ox的一種。該金屬外殼應(yīng)由銀或銀合金制成，金屬外殼與氧化物超導(dǎo)線的比率為3～27，這樣可以進(jìn)一步增加臨界電流密度(Jc)。如果氧化物超導(dǎo)線為方形，其橫截面的縱橫比優(yōu)選為1～6。氧化物超導(dǎo)線應(yīng)由平均粒徑小于3μm的粉末狀氧化物超導(dǎo)體(或其原材料)制成，這樣制成的氧化物超導(dǎo)線的電流特性與傳統(tǒng)帶狀氧化物超導(dǎo)線相當(dāng)，但可以制成更長的尺寸。與傳統(tǒng)帶狀氧化物超導(dǎo)線相比，根據(jù)本發(fā)明的氧化物超導(dǎo)線具有較好的加工精度。當(dāng)氧化物超導(dǎo)線制成螺線管后，所得到的螺線管在軸向及圓周方向的偏差小于由傳統(tǒng)帶狀氧化物超導(dǎo)線制成的餅狀線圈。因此，這種螺線管可以提供強(qiáng)、均勻磁場。附圖簡介圖1為第一實(shí)施例中的氧化物超導(dǎo)線的橫截面示意圖；圖2為第二實(shí)施例中的氧化物超導(dǎo)線的橫截面示意圖；圖3為第三實(shí)施例中的氧化物超導(dǎo)線的橫截面示意圖；圖4為第四實(shí)施例中的氧化物超導(dǎo)線的橫截面示意圖；圖5為第五實(shí)施例中的氧化物超導(dǎo)線的橫截面示意圖；圖6為第六實(shí)施例中的氧化物超導(dǎo)線的橫截面示意圖；圖7為第六實(shí)施例中的氧化物超導(dǎo)線的制作方法的示意圖；圖8為第九實(shí)施例中的氧化物超導(dǎo)多芯線材6的示意圖；圖9為氧化物超導(dǎo)多芯線材6的制作方法的示意圖；圖10為方形氧化物超導(dǎo)多芯線材20的示意圖；圖11為氧化物絲9的厚度與臨界電流密度(Jc)的關(guān)系圖；圖12為氧化物超導(dǎo)多芯線材6的臨界電流密度(Jc)的磁場依賴特性示意圖；圖13為氧化物超導(dǎo)多芯線材6中的銀(Ag)比率與臨界電流密度(Jc)的關(guān)系圖；圖14為氧化物超導(dǎo)多芯線材6及氧化物超導(dǎo)多芯線材20的橫截面面積與臨界電流密度(Jc)的關(guān)系圖；圖15為臨界電流密度(Jc)隨超導(dǎo)體粉末的平均粒徑(1μm、3μm、4．5μm和6μm)變化的分布示意圖；圖16-22為其它氧化物超導(dǎo)多芯線材的橫截面示意圖；圖23為第九實(shí)施例中的螺線管13的示意圖；圖24為螺線管14的示意圖。本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例下面通過以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳述，但本發(fā)明并不僅限于該范圍。(實(shí)施例1)本發(fā)明的第一實(shí)施例如圖1所示。本發(fā)明的氧化物超導(dǎo)線具有通過拉延加工形成的均勻的圓形外形，包含銀外殼1和帶狀絲形式的Bi2Sr2Ca1Cu2Ox超導(dǎo)體2。帶狀線材每七個(gè)疊層而構(gòu)成一個(gè)單元，三個(gè)單元結(jié)合在一起。每個(gè)單元中的七個(gè)疊層在垂直于長度方向的截面上形成為菱形。具有菱形橫截面的疊層體構(gòu)成一個(gè)單元，這樣的三個(gè)單元結(jié)合在一起，共計(jì)21層就形成了整個(gè)芯件，所構(gòu)成的整個(gè)芯件具有正六邊形的橫截面。構(gòu)成該橫截面的三個(gè)單元具有120度的幾何旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。在圖1中，劃格線部分為超導(dǎo)體的帶狀絲，白色部分即黑色帶以外的部分為銀外殼。在本實(shí)施例中，是對(duì)七條帶進(jìn)行疊層。但不對(duì)層數(shù)作特別限定，應(yīng)根據(jù)材料的可加工性、超導(dǎo)體的體積比等以及線的應(yīng)用狀況決定層數(shù)。線的外徑優(yōu)選為1-2mm，但可以根據(jù)線的應(yīng)用狀況改變?cè)撏鈴?。如果線用在交流場合，其纏距(twistingpitch)可以為10-100mm。線的優(yōu)選外徑為1-2mm的原因是這種外徑尺寸是用作超導(dǎo)線圈的線材的一般尺寸，并且這種外徑可以容許約1000A的臨界電流。如果外徑過大，就很難進(jìn)行纏繞，并且導(dǎo)致電流值過大。用在交流場合時(shí)纏距優(yōu)選為10-100mm，因?yàn)閷?duì)于50-60Hz的工業(yè)頻率可以把交流損耗抑制到0．1W／m以下。(實(shí)施例2)本發(fā)明的第二實(shí)施例如圖2所示。本發(fā)明的氧化超導(dǎo)線具有通過拉延加工形成的均勻的圓形橫截面，包含銀外殼1和帶狀絲形式的Bi2Sr2Ca1Cu2Ox超導(dǎo)體2。帶狀絲每七個(gè)疊層構(gòu)成一個(gè)單元，三個(gè)單元結(jié)合在一起。每個(gè)單元的七個(gè)帶狀絲以臺(tái)階狀疊層，與實(shí)施例1同樣在垂直于長度方向的橫截面上形成為菱形形狀。具有菱形橫截面的疊層構(gòu)成一個(gè)單元。三個(gè)這樣的單元結(jié)合在一起形成由21層形成的整個(gè)芯件，所構(gòu)成的芯件具有正六邊形的橫截面。構(gòu)成該橫截面的三個(gè)單元具有120度幾何旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。本線材以三個(gè)單元構(gòu)成的六邊形形狀作為一個(gè)組(segment)，將七個(gè)組緊密地組裝在一起。線的優(yōu)選外徑為1-2mm，但可以根據(jù)線材的應(yīng)用狀況改變?cè)撏鈴健Ｈ绻迷诮涣鲌龊?，線的纏距可以為10-100mm。此處的“緊密組裝”指各組裝在一起構(gòu)成蜂窩結(jié)構(gòu)。(實(shí)施例3)本發(fā)明的第三實(shí)施例如圖3所示。本發(fā)明的氧化超導(dǎo)線具有通過拉延加工形成的均勻的圓形橫截面，包含銀外殼1和帶狀絲形式的Bi2Sr2Ca1Cu2Ox超導(dǎo)體2。帶狀絲每七個(gè)疊層構(gòu)成一個(gè)單元，三個(gè)單元結(jié)合在一起。每個(gè)單元的七個(gè)帶狀絲以臺(tái)階狀疊層，與實(shí)施例1同樣在垂直于長度方向的橫截面上形成為菱形形狀。具有菱形橫截面的疊層構(gòu)成一個(gè)單元。三個(gè)這樣的單元結(jié)合在一起形成由21層形成的整個(gè)芯件，所構(gòu)成的芯件具有正六邊形的橫截面。構(gòu)成該橫截面的三個(gè)單元具有120度幾何旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。本線材以三個(gè)單元構(gòu)成的六邊形形狀作為一個(gè)組(segment)。將五十五個(gè)組緊密組裝在一起。線材的優(yōu)選外徑為1-2mm；但可以根據(jù)線材的應(yīng)用狀況改變?cè)撏鈴?。如果用在交流場合，線材的纏距可以為10-100mm。(實(shí)施例4)本發(fā)明的第四實(shí)施例如圖4所示。本發(fā)明的氧化超導(dǎo)線具有通過拉延加工形成的均勻的圓形橫截面，包含銀外殼1和帶狀絲形式的Bi2Sr2Ca1Cu2Ox超導(dǎo)體2。帶狀絲每七個(gè)疊層構(gòu)成一個(gè)單元，三個(gè)單元結(jié)合在一起。每個(gè)單元的的七個(gè)帶狀絲以臺(tái)階狀疊層，與實(shí)施例1同樣在垂直于長度方向的橫截面上形成為菱形形狀。具有菱形橫截面的疊層構(gòu)成一個(gè)單元。三個(gè)這樣的單元結(jié)合在一起形成由21層形成的整個(gè)芯件，所構(gòu)成的芯件具有正六邊形的橫截面。構(gòu)成該橫截面的三個(gè)單元具有120度幾何旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。本線材以三個(gè)單元構(gòu)成的六邊形形狀作為一個(gè)組(segment)。將四十八組緊密組裝在一起。在橫截面的中心是用來提高導(dǎo)熱性和機(jī)械強(qiáng)度的金屬層3。該金屬層可以由包含0．5wt％鎂的銀合金制成，該銀合金機(jī)械強(qiáng)度高于銀而導(dǎo)熱性與銀相當(dāng)。線材的優(yōu)選外徑為1-2mm，但可以根據(jù)線材的應(yīng)用狀況改變?cè)撏鈴?。如果線材用在交流場合，其纏距可以為10-100mm。(實(shí)施例5)本發(fā)明的第五實(shí)施例如圖5所示。本發(fā)明的氧化超導(dǎo)線具有通過拉延加工形成的均勻的圓形橫截面，包含銀外殼1和帶狀絲形式的Bi2Sr2Ca1Cu2Ox超導(dǎo)體2。帶狀絲每七個(gè)疊層構(gòu)成一個(gè)單元，三個(gè)單元結(jié)合在一起。每個(gè)單元的七個(gè)帶狀絲以臺(tái)階狀疊層，與實(shí)施例1同樣在垂直于長度方向的橫截面上形成為菱形形狀。具有菱形橫截面的疊層構(gòu)成一個(gè)單元。三個(gè)這樣的單元結(jié)合在一起形成由21層形成的整個(gè)芯件，所構(gòu)成的芯件具有正六邊形的橫截面。構(gòu)成該橫截面的三個(gè)單元具有120度幾何旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。本線材以三個(gè)單元構(gòu)成的六邊形形狀作為一個(gè)組(segment)。將五十五組緊密組裝在一起。線的最外周4由包含0．5wt％鎂的增強(qiáng)銀合金制成，這樣可使線材的臨界應(yīng)力提高到200MPa。線的優(yōu)選外徑為1-2μm，但是，可以根據(jù)線材的應(yīng)用狀況改變?cè)撏鈴?。如果線材用在交流場合，其纏距可以為10-100mm。(實(shí)施例6)本發(fā)明的第六實(shí)施例如圖6所示。本發(fā)明的氧化超導(dǎo)線具有通過拉延加工形成的均勻的圓形橫截面，包含銀外殼1和帶狀絲形式的Bi2Sr2Ca1Cu2Ox超導(dǎo)體2。帶狀絲每七個(gè)疊層構(gòu)成一個(gè)單元，三個(gè)單元結(jié)合在一起。每個(gè)單元的七個(gè)帶狀絲以臺(tái)階狀疊層，與實(shí)施例1同樣在垂直于長度方向的橫截面上形成為菱形形狀。具有菱形橫截面的疊層構(gòu)成一個(gè)單元。三個(gè)這樣的單元結(jié)合在一起形成由21層形成的整個(gè)芯件，所構(gòu)成的芯件具有正六邊形的橫截面。構(gòu)成該橫截面的三個(gè)單元具有120度幾何旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。在本實(shí)施例中，用七個(gè)帶狀線材進(jìn)行疊層。但是，不對(duì)疊層個(gè)數(shù)作特別限定，應(yīng)該根據(jù)材料的可加工性、超導(dǎo)體的體積比及線的應(yīng)用狀況決定該個(gè)數(shù)。線的優(yōu)選外徑為1-2mm；但可以根據(jù)線材的應(yīng)用狀況改變?cè)撏鈴?。如果線材用在交流場合，其纏距可以為10-100mm。(實(shí)施例7)圖7所示是本發(fā)明的氧化物超導(dǎo)線的制作方法的一個(gè)實(shí)施例。將氧化物超導(dǎo)體的預(yù)制粉填入銀或銀合金的外殼(第一銀管)中，對(duì)填充后的外殼進(jìn)行拉延加工，從而得到單芯線材。如果必要，可以將幾根單芯線材捆束在一起再進(jìn)行拉延加工。所得到的線材通過壓延加工機(jī)形成0．1-0．3mm厚、2-5mm寬的帶，沿厚度方向進(jìn)行疊層這樣的七條帶。將疊層帶以圖1所示的幾何配置放進(jìn)另一個(gè)銀管中。對(duì)銀管進(jìn)行靜液壓后進(jìn)行拉延，就得到外徑為0．5-2mm長度為100-1000mm的長尺寸線材。為確保所期望的外形，使用特別校準(zhǔn)的金剛石模進(jìn)行最終加工。由此可以通過拉延容易地得到具有對(duì)于產(chǎn)生均勻磁場十分必要的特定外形的線材(例如，螺線管狀)。在本實(shí)施例中，壓延加工后的帶厚0．1-0．3mm，寬2-5mm。這種帶在組裝時(shí)易于將其加工成菱形形狀，且易于處理。該帶的優(yōu)選的縱橫比在10以上。對(duì)于小于10的縱橫比，線材的臨界電流密度會(huì)降低至少一半。(實(shí)施例8)將圖2中所示的線材制成內(nèi)徑為60mm、外徑為130mm、高為600mm的螺線管，絕緣材料為氧化鋁套(sleeve)。在870-885℃的溫度下對(duì)螺線管進(jìn)行10-30分鐘熱處理的部分熔融。熱處理之后在800℃的溫度下在5％氧氣95％氬氣混合氣氛中進(jìn)行載體(carrier)濃度調(diào)整。最后，在螺線管中注入用于增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂。在比較例1中，通過纏繞帶狀線材形成內(nèi)徑為60mm、外徑為130mm、高為15mm的雙層餅狀線圈，并將四十個(gè)雙層餅狀線圈組裝起來。在比較例2中，通過對(duì)鉍-2212型氧化物超導(dǎo)體進(jìn)行拉延加工制成有銀外殼且有圓形橫截面的單芯線材，用其制成以氧化鋁套為絕緣材料的、內(nèi)徑為60mm、外徑為130mm、高為600mm的螺線管。在比較例1中，四十個(gè)雙層餅狀線圈疊層而形成一個(gè)磁體。因此可以產(chǎn)生強(qiáng)的磁場，但磁場均勻性不好。在比較例2中，通過對(duì)鉍-2212型氧化物超導(dǎo)體進(jìn)行拉延加工，制成有銀外殼且有圓形橫截面的單芯線材，用其制成絕緣材料為氧化鋁套、內(nèi)徑為60mm、外徑為130mm、高為600mm的螺線管。在4．2K的溫度下和21T的磁場中對(duì)該線圈的性能進(jìn)行測(cè)定。試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。表1<tablesid="table1"num="001"><table>線圈電流密度(A／mm2)磁場均勻性(％)產(chǎn)生的磁場(T)(21T中)工作電流(A)本發(fā)明1000．013．3250比較例11250．33．8280比較例2250．010．830</table></tables>其中，線圈電流密度為線圈橫截面單位面積的電流密度；磁場的均勻性為在線圈中心直徑30mm內(nèi)的磁場的波動(dòng)；所產(chǎn)生的磁場為線圈中心的測(cè)量值；工作電流被定義為最大通電電流值。比較例1中的例子在磁場強(qiáng)度方面優(yōu)于本發(fā)明，但由于40個(gè)雙層餅的纏繞圈數(shù)誤差很大，所以不能產(chǎn)生均勻的磁場。產(chǎn)生這種情況的原因是由于加工精度較差，帶狀線材的厚度變化大。帶的厚度在0．1-0．3mm范圍內(nèi)，而厚度的變化為約10％。另一方面，比較例2中由于使用圓形橫截面線材，在尺寸精確度方面較優(yōu)，所產(chǎn)生的磁場的均勻性好，但是，由于氧化物超導(dǎo)體沒有足夠的晶體取向，所以存在磁場強(qiáng)度低的缺點(diǎn)。在本實(shí)施例中，由于線材為圓形橫截面，因此可以產(chǎn)生均勻強(qiáng)磁場。另外，線材橫截面內(nèi)的氧化物部分具有帶狀形狀，晶體的c軸沿帶表面取向。因此，該線材可產(chǎn)生高的超導(dǎo)性能。本實(shí)施例是對(duì)使用W&amp;R方法，即纏繞之后進(jìn)行熱處理，制成的磁體進(jìn)行說明。但是，同樣地本發(fā)明也可以應(yīng)用于根據(jù)另一種R&amp;W方法，即對(duì)線材進(jìn)行熱處理之后進(jìn)行纏繞，制成的磁體。在這種情況下，可以使用搪瓷層或聚乙烯涂層作為絕緣材料，所得到的螺線管可以產(chǎn)生均勻磁場。對(duì)于使用R&amp;W方法的磁體，由于在熱處理之后進(jìn)行彎曲加工，因此，線材由于纏繞而受到損壞，所得到的線圈的性能就會(huì)下降。但另一方面，它的絕緣材料可以做得很薄，這樣可以防止由于熱處理導(dǎo)致的線圈變形。因此，如果不考慮線材的損壞，這是一種有利于產(chǎn)生均勻磁場的方法。迄今，還沒有具有圓形橫截面的高性能線材。本發(fā)明提供了具有圓形橫截面的線材，該線材可以在強(qiáng)磁場中有高的臨界電流密度Jc。圓形線材，加工精度高，當(dāng)將其纏繞為螺線管后，就可產(chǎn)生均勻磁場。根據(jù)本發(fā)明，在21T以上的磁場中可以產(chǎn)生強(qiáng)度2T以上且高度均勻的磁場。因此本發(fā)明可應(yīng)用于使用氧化物超導(dǎo)體的各種裝置，如科學(xué)儀器、核磁共振分析裝置及醫(yī)用核磁共振成像裝置中。(實(shí)施例9)圖8所示是本發(fā)明實(shí)施例9的氧化物超導(dǎo)多芯線材6。氧化物超導(dǎo)多芯線材6在垂直于長度方向的橫截面上以旋轉(zhuǎn)對(duì)稱方式排列，由37-芯帶狀線材5組裝而成，并由銀外殼1覆蓋。在本實(shí)施例中，六個(gè)37-芯帶狀線材5疊層作為一組，六組結(jié)合為一個(gè)段7。三個(gè)段呈120度旋轉(zhuǎn)對(duì)稱排列，形成六邊形芯件8。37-芯帶狀線材5通過用銀外殼10包覆37根氧化物超導(dǎo)絲9而形成。因此，一個(gè)氧化物超導(dǎo)多芯線材6包含666個(gè)氧化物超導(dǎo)絲9(37×6×3=666)。最好根據(jù)使用時(shí)的線材的形狀，適當(dāng)選擇氧化物超導(dǎo)絲9的數(shù)量。(制造方法)下面說明本發(fā)明中氧化物超導(dǎo)多芯線材6的制造方法。首先，制作作為氧化物超導(dǎo)絲9的部分。(1)氧化物的原材料為純度均高于99％的氧化鍶(SrO)、氧化鈣(CaO)和氧化銅(CuO)，對(duì)它們稱重，使鍶(Sr)、鈣(Ca)和銅(Cu)的原子摩爾比為2．0∶1．0∶2．0，并將其制成混合料。將所得到的混合料置于離心球磨機(jī)中混合20分鐘。(2)將混合料在大氣中900℃的溫度下熱處理20小時(shí)。(3)將熱處理后的混合料在室溫下進(jìn)行冷卻，然后再在離心球磨機(jī)中粉碎和混合20分鐘，成為粉末。(4)將一定量的氧化鉍(Bi2O3)加入所得到的混合料中，以使混合料中鉍、鍶、鈣和銅的原子摩爾比為2．0∶2．0∶1．0∶2．0。將混合料在離心球磨機(jī)中混合20分鐘。(5)將所得粉末在空氣中800-850℃的溫度下熱處理10分鐘。這樣就得到了超導(dǎo)粉末。對(duì)該超導(dǎo)粉末進(jìn)行粉末X-射線衍射分析并在掃描電鏡(SEM)下進(jìn)行觀察。發(fā)現(xiàn)其中包含一些氧化鍶(SrO)、氧化銅(CuO)的相和少量未被鑒別的未反應(yīng)的非超導(dǎo)相。(6)在離心球磨機(jī)中將該超導(dǎo)粉末粉碎和混合，以得到平均粒徑3μm以下的超導(dǎo)細(xì)粉末。(7)將所得到的超導(dǎo)細(xì)粉末填入第一純銀管中，該銀管具有圓形橫截面，外徑為21．0mm、內(nèi)徑為17．5mm。(8)利用拉床(drawbench)對(duì)該第一純銀(Ag)管進(jìn)行斷面收縮率為11-13％的拉延加工，直到外徑減少為2．5mm。所得產(chǎn)品即為作為氧化物超導(dǎo)絲9的部分。下面制作37-芯帶狀線材5。(9)將縮徑后的第一純銀(Ag)管切為37等長段。將切斷后的37段裝入具有圓形橫截面、外徑為21．0mm、內(nèi)徑為18．2mm的第二純銀管中。所應(yīng)切開的段數(shù)應(yīng)根據(jù)用途進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑鰷p。(10)利用拉床對(duì)該第二純銀(Ag)管進(jìn)行斷面收縮率為11-13％的拉延加工，直到外徑減少為1．5-2．0mm。(11)將縮徑后的第二純銀(Ag)管進(jìn)行壓延加工以得到具有扁平橫截面、0．10-0．50mm厚、1．0-5．0mm寬的37-芯帶狀線材5。然后，用37-芯帶狀線材5制成氧化物超導(dǎo)多芯線材6。(12)將37-芯帶狀線材5切為18片，然后分為三組，每組包含6片。每組分別疊層而形成菱形的段7。將三組菱形段7裝入外徑為21．0mm、內(nèi)徑為18．2mm的第三純銀(Ag)管中。這時(shí)，三組段7在管中呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱排列。因?yàn)?7-芯帶狀線材5尺寸相同，可以減少氧化物超導(dǎo)多芯材6的制作步驟，并可以降低成本。在熱處理過程中，鉍系氧化物超導(dǎo)體的晶粒會(huì)沿垂直于c軸的方向生長。因此，在平行于c軸的磁場中臨界電流就會(huì)降低。如果37-芯帶狀線材5為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱排列，則不管所施加的磁場為何種方向，都可以防止臨界電流降低。(13)對(duì)裝入37-芯帶狀線材5后的第三純銀(Ag)管進(jìn)行拉延加工直到管的外徑降低至0．75-2．5mm，這樣就得到氧化物超導(dǎo)多芯線材6。第三純銀(Ag)管作為銀外殼1；第一銀管及第二銀管作為銀外殼10；填入第一銀管的氧化物超導(dǎo)體作為氧化物絲9。如果帶狀線材選取適當(dāng)，氧化物絲9就會(huì)具有所需厚度和縱橫比。通過拉延及壓延加工使線材得到所需橫截面形狀，并使氧化物絲9變得致密。另外，如果在進(jìn)行壓延加工時(shí)促進(jìn)寬度方向的延伸而抑制長度方向的延伸，就會(huì)使氧化物絲9變得更加致密。根據(jù)需要，還可以通過輥?zhàn)訅貉踊蚝袪顗貉幽?cassetterollerdie)對(duì)氧化物超導(dǎo)多芯線材6進(jìn)行加工，以得到如圖10所示的具有方形橫截面的氧化物超導(dǎo)多芯線材11。然后，對(duì)氧化物超導(dǎo)多芯線材6進(jìn)行熱處理，使其具有超導(dǎo)性。(14)將氧化物超導(dǎo)多芯線材6置于純氧(氧氣分壓為1atm)中，在875-900℃的溫度下加熱5-60分鐘，該溫度略微高于氧化物絲9中的氧化物超導(dǎo)體(本實(shí)施例中為Bi2Sr2Ca1Cu2Ox)的分解溫度。該熱處理使氧化物超導(dǎo)體部分熔融，然后，將線材冷卻到室溫。這樣，氧化物超導(dǎo)多芯線材6就具有了超導(dǎo)性。另外，根據(jù)需要還可以在包含1-20％氧氣的氣氛(氧氣分壓為0．01-0．2atm)中在800-840℃(該溫度略微低于氧化物超導(dǎo)體的分解溫度)的溫度下對(duì)線材進(jìn)行退火處理。在本實(shí)施例中，用包含鉍(Bi)化合物、鍶(Sr)化合物、鈣(Ca)化合物和銅(Cu)化合物的原材料粉末制成成分為Bi2Sr2Ca1Cu2Ox的氧化物超導(dǎo)體。但如果需要，還可采用鉛(Pb)化合物和／或鋇(Ba)化合物。各原材料粉末可采用氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、硼酸鹽和醋酸鹽等。還可應(yīng)用于所有除鉍(Bi)系外的其它系的氧化物超導(dǎo)體，如鉈(Tl)系超導(dǎo)體和汞(Hg)系超導(dǎo)體等。金屬外殼材料應(yīng)優(yōu)選為可以電阻熱處理過程中的腐蝕的銀或銀合金?？梢杂媒?Au)、銻(Sb)、鉑(Pt)、鎂(Mg)、鈦(Ti)、錳(Mn)、鎳(Ni)、銅(Cu)、和鋁(Al)等元素對(duì)銀進(jìn)行合金化。氧化物超導(dǎo)粉末的合成及進(jìn)行中間燒制的熱處理過程應(yīng)在700-950℃的溫度下進(jìn)行。可以根據(jù)需要將第三元素加入Bi2Sr2Ca1Cu2Ox中或進(jìn)行置換。將所得到的氧化物超導(dǎo)體在可以使其部分熔融的溫度下進(jìn)行加熱，在隨后的冷卻過程中，非超導(dǎo)相分散于超導(dǎo)相的晶粒內(nèi)，這樣可以提高釘扎效果。在本實(shí)施例中，為了制成氧化物超導(dǎo)多芯線材6，可應(yīng)用“管中粉末(power-in-tube)”法；但是，還可以應(yīng)用其它方法，如“管中桿(rod-in-tube)”法、刮片法、浸涂法、噴霧分解(spraypyrolysis)法、絲網(wǎng)印刷法或膠質(zhì)壓延法。對(duì)上述過程制作的氧化物超導(dǎo)多芯線材6的超導(dǎo)性進(jìn)行測(cè)定。(測(cè)定結(jié)果1)在不施加磁場的情況下，對(duì)氧化物超導(dǎo)多芯線材6在4．2K時(shí)的臨界電流密度(Jc)進(jìn)行測(cè)定，該氧化物超導(dǎo)多芯線材6的氧化物絲9的平均厚度在1．5-40μm范圍內(nèi)變化。結(jié)果如表2所示。表2<tablesid="table2"num="002"><table>氧化物絲的平均厚度(μm)1．52．5351015202540Jc(4．2K，0T)(A／mm2)150185230245235260248190180</table></tables>可以看出，如果氧化物絲9的平均厚度為3-20μm，臨界電流密度(Jc)可以達(dá)到230-260A／mm2。但如果平均厚度為3μm以下或25μm以下，臨界電流密度(Jc)就會(huì)降低。所以，該結(jié)果表明，如果氧化物絲9的平均厚度在3-20μm中選擇，臨界電流密度(Jc)可以提高。(測(cè)定結(jié)果2)圖11所示是氧化物超導(dǎo)多芯線材6的臨界電流密度(Jc)和該氧化物超導(dǎo)多芯線材6中的超過50％的氧化物絲9的厚度的關(guān)系。從圖11可以看出，如果50％以上的氧化物絲9的厚度在3-15μm的范圍內(nèi)，氧化物超導(dǎo)多芯線材6的臨界電流密度保持為230A／mm2不變。(測(cè)定結(jié)果3)在不施加磁場的情況下，對(duì)氧化物超導(dǎo)多芯線材6在4．2K時(shí)的臨界電流密度(Jc)進(jìn)行測(cè)定，該氧化物超導(dǎo)多芯線材6的氧化物絲9的縱橫比在1-20的范圍內(nèi)變化。結(jié)果如表3所示。該縱橫比為氧化物絲9的垂直邊與水平邊的比?？梢钥闯觯绻趸锝z9的縱橫比在2-10的范圍內(nèi)，臨界電流密度(Jc)可以達(dá)到225-245A／mm2。但如果該縱橫比不在此范圍內(nèi)，臨界電流密度(Jc)就會(huì)降低。表3<tablesid="table3"num="003"><table>氧化物絲的平均縱橫比11．522．557．51012．520Jc(4．2K，0T)(A／mm2)150185225245225230240190190</table></tables>該結(jié)果表明，如果氧化物絲9的縱橫比在2-10的范圍內(nèi)，臨界電流密度(Jc)可以提高。另外，如果90％以上的氧化物絲9的縱橫比在2-10的范圍內(nèi)，即使氧化物超導(dǎo)多芯線材6的長度在50m以上，也可由試驗(yàn)確認(rèn)其臨界電流密度保持為200A／mm2不變。(測(cè)定結(jié)果4)在不施加磁場的情況下，對(duì)方形氧化物超導(dǎo)多芯線材20在4．2K時(shí)的臨界電流密度(Jc)進(jìn)行測(cè)定，該方形形狀的縱橫比為1-30。結(jié)果如表4所示?？梢钥闯觯摽v橫比在1-15的范圍內(nèi)時(shí)，臨界電流密度(Jc)可以達(dá)到220-250A／mm2。但如果該縱橫比超過6，Jc就趨于飽和。并且，如果該縱橫比超過6，在制成方形形狀的過程中氧化物超導(dǎo)多芯線材6易于發(fā)生破損，制造很困難。因此，氧化物超導(dǎo)多芯線材20的縱橫比最好在1-10的范圍內(nèi)。表4<tablesid="table4"num="004"><table>平均縱橫比124568121620Jc(4．2K，0T)(A／mm2)220225235245250240250245245</table></tables>(測(cè)定結(jié)果5)對(duì)氧化物超導(dǎo)多芯線材6臨界電流密度(Jc)和所加磁場強(qiáng)度的關(guān)系進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如圖12所示。實(shí)線代表本發(fā)明的氧化物超導(dǎo)多芯線材6，虛線代表比較例的氧化物超導(dǎo)多芯線材，在該比較例中的氧化物絲9為圓形而非帶狀。從圖12可以看出，在不施加磁場的情況下氧化物超導(dǎo)多芯線材6在4．2K時(shí)的臨界電流密度(Jc)為250A／mm2，而比較例中的線材Jc為180A／mm2。并且，在20T的磁場中氧化物超導(dǎo)多芯線材6在4．2K時(shí)的臨界電流密度(Jc)為125A／mm2，而比較例中的線材Jc為40A／mm2。這些結(jié)果表明，在施加磁場的情況下，氧化物超導(dǎo)多芯線材6比比較例中的線材具有更高的臨界電流密度(Jc)。(測(cè)定結(jié)果6)對(duì)具有不同銀(Ag)比率的氧化物超導(dǎo)多芯線材6的臨界電流密度(Jc)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如圖13所示。這里，銀(Ag)比率是在氧化物超導(dǎo)線材4橫截面內(nèi)作為金屬基體的銀(Ag)與氧化物絲9之間的比。在圖13中，縱軸表示在不施加磁場的情況下在4．2K時(shí)以A／mm2為單位的臨界電流密度(Jc)，橫軸表示銀比率。從圖13可以看出，如果銀比率在3-7的范圍內(nèi)，在不施加磁場的情況下氧化物超導(dǎo)多芯線材6在4．2K時(shí)的臨界電流密度(Jc)為220-245A／mm2，而如果銀比率不在此范圍內(nèi)臨界電流密度就會(huì)降低。上述結(jié)果表明如果在氧化物超導(dǎo)多芯線材6中的銀(Ag)比率在3-7的范圍內(nèi)，就可以增加臨界電流密度(Jc)。(測(cè)定結(jié)果7)對(duì)具有圓形橫截面的氧化物超導(dǎo)多芯線材6及具有方形橫截面的氧化物超導(dǎo)多芯線材20的臨界電流密度(Jc)進(jìn)行測(cè)定，這些橫截面具有不同的橫截面面積，結(jié)果如圖14所示。從圖14可以看出，如果橫截面面積小于1mm2，在不施加磁場的情況下在4．2K時(shí)的臨界電流密度(Jc)小于200A／mm2，而如果橫截面面積大于1mm2，在不施加磁場的情況下在4．2K時(shí)的臨界電流密度(Jc)大于230A／mm2。上述結(jié)果表明，如果氧化物超導(dǎo)多芯線材的橫截面面積大于1mm2，可以增加臨界電流密度(Jc)。(測(cè)定結(jié)果8)在不施加磁場的情況下，在4．2K時(shí)對(duì)氧化物超導(dǎo)多芯線材6在沿長度的方向上臨界電流密度(Jc)的分布狀態(tài)進(jìn)行測(cè)定，其中填入第一純銀(Ag)管的超導(dǎo)粉末具有不同的平均粒徑，分別為3μm、1μm、3μm、4．5μm、6μm，電壓端子相距30mm，結(jié)果如圖15所示。從圖15可以看出，如果超導(dǎo)粉末平均粒徑增加，臨界電流密度(Jc)的分布就會(huì)變寬并變得不均勻。具體地說，當(dāng)超導(dǎo)粉末平均粒徑為6μm時(shí)，臨界電流密度(Jc)在270-190A／mm2之間波動(dòng)。當(dāng)超導(dǎo)粉末平均粒徑為4．5μm時(shí)，臨界電流密度(Jc)在290-200A／mm2之間波動(dòng)。而當(dāng)超導(dǎo)粉末平均粒徑為1-3μm時(shí)，臨界電流密度(Jc)在240-290A／mm2之間波動(dòng)，這時(shí)臨界電流密度(Jc)的值大且均勻性好。用掃描電鏡對(duì)氧化物超導(dǎo)多芯線材6的橫截面進(jìn)行觀察，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)超導(dǎo)粉末的平均粒徑變大時(shí)非超導(dǎo)相也變得粗大。可以認(rèn)為，在粗化的非超導(dǎo)相折出的部分，粗化的非超導(dǎo)相會(huì)阻斷電流，從而降低臨界電流密度(Jc)。由于上述原因，最好將須填入第一金屬管的金屬粉末進(jìn)行粉碎，使其平均粒徑小于3μm。在通電特性與傳統(tǒng)帶狀氧化物超導(dǎo)線相同的情況下，采用平均粒徑小于3μm的超導(dǎo)粉末可以得到長尺寸的氧化物超導(dǎo)多芯線材6。在本實(shí)施例中，三個(gè)37-芯帶狀線材5疊層的組(segment)7旋轉(zhuǎn)對(duì)稱排列形成六邊形芯件8。37-芯帶狀線材5如圖16-ltu13所示進(jìn)行配置也是可以的。在這種疊層結(jié)構(gòu)中，因?yàn)檠趸锝z9可沿多方向取向，所得到的線材各向異性較小，使得不論磁場為何種方向，都可以抑制臨界電流的降低。另外，帶狀線材也可以如圖2-5所示進(jìn)行緊密排列。另外，如圖18所示，將銀或以銀為主成分的銀合金的第四金屬管或金屬線材12置于氧化物超導(dǎo)多芯線材6的中心也是可以的。這樣，即使進(jìn)行壓延加工之后，置于氧化物超導(dǎo)多芯線材6中心的氧化物絲9的致密性仍比位于表面的氧化物絲9低，因此替代氧化物絲9的該金屬管或線材12對(duì)臨界電流(Ic)的影響不大。事實(shí)上，不管氧化物絲、金屬管或線材12，臨界電流密度都沒有發(fā)生顯著變化。另外，第四金屬管對(duì)機(jī)械強(qiáng)度及橫截面的均勻性有所貢獻(xiàn)。當(dāng)將氧化物超導(dǎo)多芯線材6扭曲為旋轉(zhuǎn)導(dǎo)體后其中心并沒有發(fā)生實(shí)質(zhì)性的扭轉(zhuǎn)；因此就與交流損耗無關(guān)，氧化物絲9就變得沒有必要。另外，第三金屬管的內(nèi)徑可不限于為圓形，它可以為多邊形，若為多邊形還可以提高37-芯帶狀線材5的充填密度。六邊形橫截面最適合于最高的填充密度及規(guī)則的橫截面形狀。上述氧化物超導(dǎo)多芯線材可以廣泛應(yīng)用于超導(dǎo)裝置中以提高其效率，例如可應(yīng)用于超導(dǎo)輸電線、母線、長導(dǎo)體永久電流開關(guān)元件、大磁體、核磁共振分析裝置、醫(yī)用核磁共振診斷裝置、超導(dǎo)電力存貯裝置、磁分離裝置、磁場中拉單晶裝置、冷凍機(jī)超導(dǎo)磁體、超導(dǎo)能量存貯、超導(dǎo)發(fā)電機(jī)、核聚合反應(yīng)堆用磁體、加速器、電線及限流器等。本發(fā)明中氧化物超導(dǎo)多芯線材除可由液態(tài)氦之外還可用液態(tài)氮或其它冷凍機(jī)進(jìn)行冷卻，因此可以降低裝置的運(yùn)行成本，并可簡化用以防止猝滅(quench)(從超導(dǎo)態(tài)向常導(dǎo)電狀態(tài)的迅速轉(zhuǎn)變引起的破壞)。另外，它可以同時(shí)提高超導(dǎo)性的可靠性。(實(shí)施例10)下面，說明本發(fā)明第十實(shí)施例的螺線管。如圖23所示，該螺線管11(內(nèi)徑為35mm，外徑為70mm，高為150mm)通過在耐熱金屬的線軸21上纏繞具有圓形橫截面(直徑為1．5mm)的氧化物超導(dǎo)多芯線材6而制得。將該螺線管在890℃(該加熱溫度略高于成分為Bi2Sr2Ca1Cu2Ox的氧化物超導(dǎo)體的分解溫度)的溫度下加熱10分鐘，以使氧化物超導(dǎo)體部分熔融。之后，冷卻到室溫，該螺線管就具有了超導(dǎo)性。并且，為提高超導(dǎo)性，在800℃下的包含10％氧氣的氣氛中對(duì)螺線管進(jìn)行退火處理50小時(shí)。在20T的外磁場中對(duì)螺線管11勵(lì)磁測(cè)試，結(jié)果產(chǎn)生1．5T的磁場。另外，單獨(dú)對(duì)線圈的磁場均勻性進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果為，在20mmφ為0．005pmm，可以實(shí)現(xiàn)很高的磁場均勻性。圖24為螺線管14(內(nèi)徑為35mm，外徑為70mm，高為15mm)，該螺線管通過在耐熱金屬線軸21外周上纏繞氧化物超導(dǎo)多芯線材20而制得，該氧化物超導(dǎo)多芯線材具有厚為1．1mm、寬為2．2mm的方形橫截面。通過與螺線管13同樣的方式對(duì)螺線管14進(jìn)行熱處理，使其具有超導(dǎo)性。在20T的外磁場中對(duì)螺線管12進(jìn)行勵(lì)磁測(cè)試，結(jié)果可產(chǎn)生1．7T的磁場。單獨(dú)對(duì)線圈的磁場的均勻性進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果為，在20mmφ為0．007pmm，可以實(shí)現(xiàn)很高的磁場均勻性。在現(xiàn)有的疊層餅狀線圈中很難實(shí)現(xiàn)這高的磁場均勻性。相對(duì)于傳統(tǒng)帶狀氧化物超導(dǎo)線，具有圓形橫截面的氧化物超導(dǎo)多芯線材6或具有方形橫截面的氧化物超導(dǎo)多芯線材20更易于提高加工精度。因此，相對(duì)于由傳統(tǒng)帶狀氧化物超導(dǎo)線制成的餅狀線圈，由它們制成的螺線管13和14可以在軸向和徑向以更高的精度進(jìn)行制作。因此，螺線管11和14可以應(yīng)用于需要均勻強(qiáng)磁場的高分辨NMR磁體中。根據(jù)本發(fā)明，可以提供具有良好外形加工精度、且用于可產(chǎn)生高臨界電流密度(Jc)的均勻強(qiáng)磁場的氧化物超導(dǎo)線。并且還可以提供由其制成的螺線管線圈和磁場發(fā)生裝置。根據(jù)本發(fā)明，氧化物超導(dǎo)線由多芯帶狀線材以旋轉(zhuǎn)對(duì)稱方式排列而成。因此，不論所施加磁場的為何種方向，都可以防止臨界電流降低。另外，由于氧化物超導(dǎo)線具有合適的尺寸，它具有高的臨界電流。如果使用銀或銀合金金屬外殼，并且金屬外殼與氧化物超導(dǎo)線比率為3～7，就可以進(jìn)一步增加臨界電流密度(Jc)。對(duì)于具有方形橫截面的氧化物超導(dǎo)線，橫截面縱橫比優(yōu)選為1～6。如果氧化物超導(dǎo)線由平均粒徑小于3μm的粉末態(tài)氧化物超導(dǎo)體或氧化物超導(dǎo)體的原材料制成，就可以得到通電特性與傳統(tǒng)帶狀氧化物超導(dǎo)線相當(dāng)，而尺寸較長的氧化物超導(dǎo)線。使用本發(fā)明氧化物超導(dǎo)線的螺線管可產(chǎn)生均勻強(qiáng)磁場。工業(yè)上的適用性本發(fā)明的氧化物超導(dǎo)線具有良好的外形加工精度，并可產(chǎn)生高的臨界電流密度。因此，可以應(yīng)用在諸如科學(xué)儀器、核磁共振分析裝置及醫(yī)療用核磁共振成像裝置等需要均勻強(qiáng)磁場的裝置中。權(quán)利要求1．一種氧化物超導(dǎo)線，其中，該線的垂直于其長度方向的橫截面基本為圓形，該橫截面包含若干個(gè)由多個(gè)帶狀氧化物超導(dǎo)體疊層而成的單元，每個(gè)單元中的所述帶在橫截面內(nèi)以相對(duì)帶表面約60度的角度沿垂直于其長度的方向以臺(tái)階狀疊層，在所述橫截面內(nèi)所述單元基本為菱形形狀，所述橫截面至少包含有三個(gè)單元，各單元和其鄰近單元排列為相對(duì)帶的疊層方向具有約120度的幾何旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，并使得所述菱形的至少一邊與鄰近單元相接觸。2．一種具有圓形橫截面的氧化物超導(dǎo)線，其中，該氧化物超導(dǎo)線在垂直于長度方向的橫截面中包含三個(gè)由疊層的帶狀氧化物超導(dǎo)體構(gòu)成的單元，所述單元的集合體在橫截面的中心組裝為最密排形狀，在該組合中每條帶至少有一個(gè)端部與構(gòu)成線材外周的外殼材料接觸。3．如權(quán)利要求1或2所述的氧化物超導(dǎo)線，其中，帶狀氧化物超導(dǎo)體由多芯線材構(gòu)成。4．如權(quán)利要求1或2所述的氧化物超導(dǎo)線，其中，帶狀氧化物超導(dǎo)體由多芯線材構(gòu)成，并被纏繞。5．如權(quán)利要求1或2所述的氧化物超導(dǎo)線，其中，帶狀氧化物超導(dǎo)體由多芯線材構(gòu)成，并被纏繞，且各帶之間有高電阻層。6．如權(quán)利要求1或2所述的氧化物超導(dǎo)線，其中，帶狀氧化物超導(dǎo)體由多芯線材構(gòu)成并被纏繞，并且各帶之間和各單元之間有高電阻層，并且該線材被纏繞。7．如權(quán)利要求1或2所述的氧化物超導(dǎo)線，其中，該帶狀氧化物超導(dǎo)體為Bi2Sr2Ca1Cu2Ox。8．一種氧化物超導(dǎo)線，其中，該線的橫截面為圓形，且在該橫截面中，帶狀超導(dǎo)體基本以菱形形狀疊層而構(gòu)成群，所述群組裝起來使得它們整體上呈六邊形。9．一種螺線管，其中該螺線管由如權(quán)利要求1-8所述的氧化物超導(dǎo)線構(gòu)成。10．一種磁場發(fā)生裝置，其中該磁場發(fā)生裝置由如權(quán)利要求1-8所述的氧化物超導(dǎo)線構(gòu)成。11．一種氧化物超導(dǎo)線，該氧化物超導(dǎo)線包含金屬外殼和由氧化物超導(dǎo)絲組合而成的芯件，其中，該芯件由具有多個(gè)氧化物超導(dǎo)絲的多芯帶狀線材以旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的方式配置而成，所述氧化物超導(dǎo)絲的垂直于長度方面的橫截面的平均厚度為3-20μm，該橫截面的平均縱橫比為2～10。12．如權(quán)利要求11所述的氧化物超導(dǎo)線，其中，氧化物超導(dǎo)絲包含鉍系氧化物超導(dǎo)體。13．如權(quán)利要求11所述的氧化物超導(dǎo)線，其中，氧化物超導(dǎo)絲包含成分為Bi2Sr2Ca1Cu2Ox的超導(dǎo)相。14．如權(quán)利要求1所述的氧化物超導(dǎo)線，其中，所述金屬外殼為銀外殼或銀合金外殼，并且在垂直于長度方向的橫截面上，金屬外殼相對(duì)于氧化物超導(dǎo)絲的比率為3～7。15．如權(quán)利要求1所述的氧化物超導(dǎo)線，其中，外形為方形，且在垂直于長度方向的橫截面上，縱橫比為1～6。16．一種制作氧化物超導(dǎo)線的方法，該方法包含下列步驟將氧化物超導(dǎo)體或氧化物超導(dǎo)體的原材料填入第一金屬管中，對(duì)金屬管進(jìn)行拉延加工，而制成作為氧化物超導(dǎo)絲的線材的工序；將所述線材填入第二金屬管中，對(duì)所述第二金屬管進(jìn)行拉延和壓延加工，而制成多芯帶狀線材的工序；將所述氧化物超導(dǎo)帶狀線材填入第三金屬管中，對(duì)第三金屬管進(jìn)行拉延和壓延加工的工序；其中，當(dāng)將所述氧化物超導(dǎo)帶狀線材填入第三金屬管中時(shí)，所述氧化物超導(dǎo)帶狀線材以旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的方式配置。17．根據(jù)權(quán)利要求16的制作氧化物超導(dǎo)線的方法，其中所述超導(dǎo)體或所述超導(dǎo)體的原材料為平均粒徑3μm以下的粉末。18．一種螺線管，其中該螺線管由權(quán)利要求11中所述的氧化物超導(dǎo)線構(gòu)成。全文摘要包含多個(gè)氧化物超導(dǎo)絲的氧化物超導(dǎo)帶狀線材在芯部以旋轉(zhuǎn)對(duì)稱方式排列。該氧化物超導(dǎo)絲橫截面平均厚度為3－20μm,橫截面的平均縱橫比為2－10。當(dāng)將多芯帶狀線材填入作為最外層的第三金屬外殼時(shí),氧化物超導(dǎo)帶狀線材呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱排列。由于多芯帶狀線材以旋轉(zhuǎn)對(duì)稱方式排列,氧化物超導(dǎo)體的c軸沿不同方向取向,這樣不管所施加的磁場方向如何,都可以抑制臨界電流的降低。另外,由于氧化物超導(dǎo)絲具有最佳的尺寸,可以增加臨界電流密度(J文檔編號(hào)H01L39/14GK1281579SQ9881205公開日2001年1月24日申請(qǐng)日期1998年12月9日優(yōu)先權(quán)日1997年12月10日發(fā)明者田中和英,岡田道哉,福島敬二,和久田毅申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所