JP2003308746A - 酸化物超電導線材の製造方法および製造装置 - Google Patents
酸化物超電導線材の製造方法および製造装置Info
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＭＯＤ法によって酸化物超電導線材を製造す
る場合に、酸化物超電導膜の原料溶液を長尺の基材に均
一に塗布することが可能な酸化物超電導線材の製造方法
を提供する。 【解決手段】 金属有機化合物を溶媒に溶かした酸化物
超電導体の原料溶液１０を霧状に霧化させ、噴霧するこ
とによって長尺の基材９に塗布する。長尺の基材９に酸
化物超電導膜の原料溶液１０を噴霧する工程は、原料溶
液１０が貯留された貯留容器４に接続された噴霧器６に
よって行なわれる。
る場合に、酸化物超電導膜の原料溶液を長尺の基材に均
一に塗布することが可能な酸化物超電導線材の製造方法
を提供する。 【解決手段】 金属有機化合物を溶媒に溶かした酸化物
超電導体の原料溶液１０を霧状に霧化させ、噴霧するこ
とによって長尺の基材９に塗布する。長尺の基材９に酸
化物超電導膜の原料溶液１０を噴霧する工程は、原料溶
液１０が貯留された貯留容器４に接続された噴霧器６に
よって行なわれる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力、輸送、医療
などの分野で用いられる酸化物超電導線材の製造方法に
関し、より特定的には、ＭＯＤ（Metalorganic Deposit
ion）法による酸化物超電導線材の製造方法および製造
装置に関する。
などの分野で用いられる酸化物超電導線材の製造方法に
関し、より特定的には、ＭＯＤ（Metalorganic Deposit
ion）法による酸化物超電導線材の製造方法および製造
装置に関する。
【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ている。イットリウム
系の酸化物は温度９０Ｋで超電導現象を示し、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にて超電導特性を示すため、様
々な分野での実用化が期待されている。
超電導特性を示すことが報告されている。イットリウム
系の酸化物は温度９０Ｋで超電導現象を示し、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にて超電導特性を示すため、様
々な分野での実用化が期待されている。
【０００３】この酸化物の焼結体である酸化物超電導膜
の製造方法としては、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposit
ion）法、スパッタリング法、蒸着法、イオンクラスタ
ービーム法、分子線エピタキシー法、レーザーアブレー
ション法等があり、これらは主に半導体用途として開発
が進められている。これらの方法によれば高品位な薄膜
が得られる半面、製造コストは増大する。
の製造方法としては、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposit
ion）法、スパッタリング法、蒸着法、イオンクラスタ
ービーム法、分子線エピタキシー法、レーザーアブレー
ション法等があり、これらは主に半導体用途として開発
が進められている。これらの方法によれば高品位な薄膜
が得られる半面、製造コストは増大する。
【０００４】より低コストかつ簡便な方法にて酸化物超
電導膜を製造する方法として、ＭＯＤ法あるいは塗布熱
分解法と呼ばれる成膜法が注目を浴びている。この方法
は、有機金属塩を適当な有機溶媒に溶解させ、その溶液
をスピンコートまたはディップコートによって基材上に
塗布し、その後熱分解させることによって酸化物超電導
膜を得る方法である。この方法によれば、原料溶液の組
成制御が容易に行なえ、形状付与性も高く、非真空プロ
セスにて成膜できるという利点が得られる。
電導膜を製造する方法として、ＭＯＤ法あるいは塗布熱
分解法と呼ばれる成膜法が注目を浴びている。この方法
は、有機金属塩を適当な有機溶媒に溶解させ、その溶液
をスピンコートまたはディップコートによって基材上に
塗布し、その後熱分解させることによって酸化物超電導
膜を得る方法である。この方法によれば、原料溶液の組
成制御が容易に行なえ、形状付与性も高く、非真空プロ
セスにて成膜できるという利点が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】小片基材上に酸化物超
電導膜を形成する場合には、スピンコートを用いること
によって高い精度で膜厚を均一に制御することが可能で
ある。しかしながら、長尺の基材にスピンコートを適用
しようとしても、そもそも長尺の基材を高速回転させる
ことが物理的に不可能であるため、適用できない。この
ため、ＭＯＤ法によって、長尺の基材に酸化物超電導膜
を形成する場合には、溶液の塗布方法としてディップコ
ートが用いられる。ところが、ディップコートによって
溶液を基材上に塗布した場合には、余剰の原料溶液が基
材上に残留し、均一な膜厚の酸化物超電導膜を得られな
い。したがって、ＭＯＤ法では、長尺の基材上に均一な
膜厚の酸化物超電導膜を形成することが困難である。
電導膜を形成する場合には、スピンコートを用いること
によって高い精度で膜厚を均一に制御することが可能で
ある。しかしながら、長尺の基材にスピンコートを適用
しようとしても、そもそも長尺の基材を高速回転させる
ことが物理的に不可能であるため、適用できない。この
ため、ＭＯＤ法によって、長尺の基材に酸化物超電導膜
を形成する場合には、溶液の塗布方法としてディップコ
ートが用いられる。ところが、ディップコートによって
溶液を基材上に塗布した場合には、余剰の原料溶液が基
材上に残留し、均一な膜厚の酸化物超電導膜を得られな
い。したがって、ＭＯＤ法では、長尺の基材上に均一な
膜厚の酸化物超電導膜を形成することが困難である。
【０００６】そこで、本発明の目的は、ＭＯＤ法によっ
て酸化物超電導線材を製造する場合に、酸化物超電導体
の原料溶液を長尺の基材に均一に塗布することが可能な
酸化物超電導線材の製造方法および製造装置を提供する
ことである。
て酸化物超電導線材を製造する場合に、酸化物超電導体
の原料溶液を長尺の基材に均一に塗布することが可能な
酸化物超電導線材の製造方法および製造装置を提供する
ことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の局面に基
づく酸化物超電導線材の製造方法は、長尺の基材上に酸
化物超電導膜を形成することによる酸化物超電導線材の
製造方法であって、金属有機化合物を溶媒に溶かした酸
化物超電導体の原料溶液を霧状にし、長尺の基材の表面
に噴霧により原料溶液を塗布する工程を備える。
づく酸化物超電導線材の製造方法は、長尺の基材上に酸
化物超電導膜を形成することによる酸化物超電導線材の
製造方法であって、金属有機化合物を溶媒に溶かした酸
化物超電導体の原料溶液を霧状にし、長尺の基材の表面
に噴霧により原料溶液を塗布する工程を備える。
【０００８】このように、酸化物超電導体の原料溶液を
霧状にして長尺の基材表面に噴霧によって塗布すること
により、基材表面に均一な厚みにて原料溶液を塗布する
ことが可能になる。これにより、均一な膜厚の酸化物超
電導膜を備えた酸化物超電導線材を製造することが可能
になる。なお、原料溶液の噴霧量や長尺の基材の搬送速
度等を調節することにより、基材表面に塗布される原料
溶液の厚みを任意の厚さに制御することが可能である。
霧状にして長尺の基材表面に噴霧によって塗布すること
により、基材表面に均一な厚みにて原料溶液を塗布する
ことが可能になる。これにより、均一な膜厚の酸化物超
電導膜を備えた酸化物超電導線材を製造することが可能
になる。なお、原料溶液の噴霧量や長尺の基材の搬送速
度等を調節することにより、基材表面に塗布される原料
溶液の厚みを任意の厚さに制御することが可能である。
【０００９】本発明の第２の局面に基づく酸化物超電導
線材の製造方法は、長尺の基材上に酸化物超電導膜を形
成することによる酸化物超電導線材の製造方法であっ
て、金属有機化合物を溶媒に溶かした酸化物超電導体の
原料溶液を長尺の基材の表面に毛細管現象を利用して塗
布する工程を備える。
線材の製造方法は、長尺の基材上に酸化物超電導膜を形
成することによる酸化物超電導線材の製造方法であっ
て、金属有機化合物を溶媒に溶かした酸化物超電導体の
原料溶液を長尺の基材の表面に毛細管現象を利用して塗
布する工程を備える。
【００１０】このように、酸化物超電導体の原料溶液を
毛細管現象を利用して長尺の基材表面に塗布することに
より、基材表面に均一な厚みにて原料溶液を塗布するこ
とが可能になる。毛細管現象を利用すれば常に一定量の
原料溶液を長尺の基材に塗布することが可能であるた
め、長尺の基材の搬送速度等を調節することにより、基
材表面に塗布される原料溶液の厚みを任意の厚さに制御
することが可能である。
毛細管現象を利用して長尺の基材表面に塗布することに
より、基材表面に均一な厚みにて原料溶液を塗布するこ
とが可能になる。毛細管現象を利用すれば常に一定量の
原料溶液を長尺の基材に塗布することが可能であるた
め、長尺の基材の搬送速度等を調節することにより、基
材表面に塗布される原料溶液の厚みを任意の厚さに制御
することが可能である。
【００１１】上記本発明の第１および第２の局面に基づ
く酸化物超電導線材の製造方法にあっては、好ましく
は、さらに、長尺の基材の表面に付着した原料溶液に熱
処理を施す工程を備える。
く酸化物超電導線材の製造方法にあっては、好ましく
は、さらに、長尺の基材の表面に付着した原料溶液に熱
処理を施す工程を備える。
【００１２】このように、長尺の基材の表面に付着した
原料溶液に熱処理を施すことによって原料溶液が熱分解
し、酸化物超電導膜を形成することが可能になる。
原料溶液に熱処理を施すことによって原料溶液が熱分解
し、酸化物超電導膜を形成することが可能になる。
【００１３】上記本発明の第１および第２の局面に基づ
く酸化物超電導線材の製造方法にあっては、二軸配向の
酸化物薄膜が予め長尺の基材の表面に形成されているこ
とが望ましい。
く酸化物超電導線材の製造方法にあっては、二軸配向の
酸化物薄膜が予め長尺の基材の表面に形成されているこ
とが望ましい。
【００１４】このように、予め基材の表面に二軸配向の
酸化物薄膜を形成しておくことにより、この膜の上に超
電導特性に優れた二軸配向の酸化物超電導膜を形成する
ことが可能になる。これにより、超電導特性に優れた酸
化物超電導線材を製造することが可能になる。
酸化物薄膜を形成しておくことにより、この膜の上に超
電導特性に優れた二軸配向の酸化物超電導膜を形成する
ことが可能になる。これにより、超電導特性に優れた酸
化物超電導線材を製造することが可能になる。
【００１５】上記本発明の第１および第２の局面に基づ
く酸化物超電導線材の製造方法においては、たとえば、
金属有機化合物がイットリウム（Ｙ）、ホルミウム（Ｈ
ｏ）、ネオジム（Ｎｄ）、イッテルビウム（Ｙｂ）およ
びサマリウム（Ｓｍ）からなる群から選ばれる金属の有
機化合物であることが望ましい。
く酸化物超電導線材の製造方法においては、たとえば、
金属有機化合物がイットリウム（Ｙ）、ホルミウム（Ｈ
ｏ）、ネオジム（Ｎｄ）、イッテルビウム（Ｙｂ）およ
びサマリウム（Ｓｍ）からなる群から選ばれる金属の有
機化合物であることが望ましい。
【００１６】このように、溶媒に溶かす金属有機化合物
をイットリウム系の金属有機化合物とすることにより、
長尺の基材表面にイットリウム系の酸化物超電導膜を形
成することが可能になる。イットリウム系の酸化物超電
導膜は超電導特性に優れているため、高性能の酸化物超
電導線材を提供することが可能になる。
をイットリウム系の金属有機化合物とすることにより、
長尺の基材表面にイットリウム系の酸化物超電導膜を形
成することが可能になる。イットリウム系の酸化物超電
導膜は超電導特性に優れているため、高性能の酸化物超
電導線材を提供することが可能になる。
【００１７】上記本発明の第１および第２の局面に基づ
く酸化物超電導線材の製造方法においては、たとえば、
長尺の基材がニッケル（Ｎｉ）、ニッケル合金、ステン
レス鋼および銀（Ａｇ）からなる群から選ばれる金属材
料からなることが好ましい。
く酸化物超電導線材の製造方法においては、たとえば、
長尺の基材がニッケル（Ｎｉ）、ニッケル合金、ステン
レス鋼および銀（Ａｇ）からなる群から選ばれる金属材
料からなることが好ましい。
【００１８】このように、上記の金属材料に代表される
二軸配向の金属材料を使用することにより、長尺の基材
表面に結晶性に優れた二軸配向の酸化物超電導膜を形成
することが可能になる。これにより、この結晶性に優れ
た二軸配向の酸化物超電導膜上に超電導特性に優れた酸
化物超電導膜を形成することが可能になる。
二軸配向の金属材料を使用することにより、長尺の基材
表面に結晶性に優れた二軸配向の酸化物超電導膜を形成
することが可能になる。これにより、この結晶性に優れ
た二軸配向の酸化物超電導膜上に超電導特性に優れた酸
化物超電導膜を形成することが可能になる。
【００１９】上記本発明の第１および第２の局面に基づ
く酸化物超電導線材の製造方法にあっては、基材がテー
プ形状であることが好ましい。
く酸化物超電導線材の製造方法にあっては、基材がテー
プ形状であることが好ましい。
【００２０】酸化物超電導体の結晶構造は板状であるこ
とから、基材をテープ形状とすることにより、結晶をよ
り配向させ易くすることができるようになる。酸化物超
電導線材の性能は結晶配向に依存するため、基材をテー
プ形状とすることによって高性能の酸化物超電導線材を
提供することが可能になる。
とから、基材をテープ形状とすることにより、結晶をよ
り配向させ易くすることができるようになる。酸化物超
電導線材の性能は結晶配向に依存するため、基材をテー
プ形状とすることによって高性能の酸化物超電導線材を
提供することが可能になる。
【００２１】上記本発明の第１および第２の局面に基づ
く酸化物超電導線材の製造方法においては、たとえば、
二軸配向の酸化物薄膜がイットリア安定化ジルコニア
（ＹＳＺ）膜または酸化セリウム（ＣｅＯ2）膜である
ことが好ましい。
く酸化物超電導線材の製造方法においては、たとえば、
二軸配向の酸化物薄膜がイットリア安定化ジルコニア
（ＹＳＺ）膜または酸化セリウム（ＣｅＯ2）膜である
ことが好ましい。
【００２２】イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）ま
たは酸化セリウム（ＣｅＯ2）は酸化物超電導体との界
面における反応性が乏しく、化学的に安定である。ま
た、結晶の陽イオン間隔が酸化物超電導体のそれと近い
ことから、酸化物超電導体をエピタキシャル成長させる
ことができる。このため、上記の膜を予め長尺の基材表
面に形成しておくことにより、高性能の酸化物超電導線
材を提供することが可能になる。
たは酸化セリウム（ＣｅＯ2）は酸化物超電導体との界
面における反応性が乏しく、化学的に安定である。ま
た、結晶の陽イオン間隔が酸化物超電導体のそれと近い
ことから、酸化物超電導体をエピタキシャル成長させる
ことができる。このため、上記の膜を予め長尺の基材表
面に形成しておくことにより、高性能の酸化物超電導線
材を提供することが可能になる。
【００２３】本発明の第１の局面に基づく酸化物超電導
線材の製造装置は、長尺の基材上に酸化物超電導膜を形
成することによる酸化物超電導線材の製造装置であっ
て、金属有機化合物を溶媒に溶かした酸化物超電導体の
原料溶液を霧状にし、長尺の基材の表面に噴霧により原
料溶液を塗布する噴霧手段を備える。
線材の製造装置は、長尺の基材上に酸化物超電導膜を形
成することによる酸化物超電導線材の製造装置であっ
て、金属有機化合物を溶媒に溶かした酸化物超電導体の
原料溶液を霧状にし、長尺の基材の表面に噴霧により原
料溶液を塗布する噴霧手段を備える。
【００２４】このように、噴霧手段を用いて長尺の基材
表面に原料溶液を塗布することにより、基材上に原料溶
液を均一な厚さで塗布することが可能になる。これによ
り、均一な厚さの酸化物超電導膜を備えた酸化物超電導
線材を製造することが可能になる。
表面に原料溶液を塗布することにより、基材上に原料溶
液を均一な厚さで塗布することが可能になる。これによ
り、均一な厚さの酸化物超電導膜を備えた酸化物超電導
線材を製造することが可能になる。
【００２５】本発明の第２の局面に基づく酸化物超電導
線材の製造装置は、長尺の基材上に酸化物超電導膜を形
成することによる酸化物超電導線材の製造装置であっ
て、金属有機化合物を溶媒に溶かした酸化物超電導体の
原料溶液を長尺の基材の表面に毛細管現象を利用して塗
布する塗布手段を備える。
線材の製造装置は、長尺の基材上に酸化物超電導膜を形
成することによる酸化物超電導線材の製造装置であっ
て、金属有機化合物を溶媒に溶かした酸化物超電導体の
原料溶液を長尺の基材の表面に毛細管現象を利用して塗
布する塗布手段を備える。
【００２６】このように、毛細管現象を利用して長尺の
基材表面に原料溶液を塗布する塗布手段を用いて塗布す
ることにより、基材上に原料溶液を均一な厚さで塗布す
ることが可能になる。これにより、均一な厚さの酸化物
超電導膜を備えた酸化物超電導線材を製造することが可
能になる。
基材表面に原料溶液を塗布する塗布手段を用いて塗布す
ることにより、基材上に原料溶液を均一な厚さで塗布す
ることが可能になる。これにより、均一な厚さの酸化物
超電導膜を備えた酸化物超電導線材を製造することが可
能になる。
【００２７】上記本発明の第２の局面に基づく酸化物超
電導線材の製造装置においては、好ましくは、塗布手段
は複数の通路を有する塗布部材を含み、複数の通路の各
々は開いた一方端と閉じた他方端とを有し、一方端が長
尺の基材の表面に当接するように塗布部材が配置されて
いる。
電導線材の製造装置においては、好ましくは、塗布手段
は複数の通路を有する塗布部材を含み、複数の通路の各
々は開いた一方端と閉じた他方端とを有し、一方端が長
尺の基材の表面に当接するように塗布部材が配置されて
いる。
【００２８】上述の毛細管現象を利用して長尺の基材表
面に原料溶液を塗布する塗布手段としては、たとえば、
複数の通路を有する塗布部材を用いることが考えられ
る。塗布部材の開いた一方端が長尺の基材の主表面に当
接するように塗布部材を配置し、さらに他方端に原料溶
液を供給することにより、原料溶液が毛細管現象によっ
て通路内を吸い上がり、長尺の基材表面へと移動する。
これによって、常時一定量の原料溶液を基材表面に塗布
することが可能になる。
面に原料溶液を塗布する塗布手段としては、たとえば、
複数の通路を有する塗布部材を用いることが考えられ
る。塗布部材の開いた一方端が長尺の基材の主表面に当
接するように塗布部材を配置し、さらに他方端に原料溶
液を供給することにより、原料溶液が毛細管現象によっ
て通路内を吸い上がり、長尺の基材表面へと移動する。
これによって、常時一定量の原料溶液を基材表面に塗布
することが可能になる。
【００２９】上記本発明の第１および第２の局面に基づ
く酸化物超電導線材の製造装置は、好ましくは、さら
に、長尺の基材を送出する供給手段と、酸化物超電導膜
が表面上に形成された長尺の基材を回収する回収手段と
を備える。
く酸化物超電導線材の製造装置は、好ましくは、さら
に、長尺の基材を送出する供給手段と、酸化物超電導膜
が表面上に形成された長尺の基材を回収する回収手段と
を備える。
【００３０】このように、長尺の基材を供給する手段と
回収する手段とを備えていることにより、長尺の基材表
面を酸化物超電導膜にて被覆する一連の工程が連続して
行なえるようになる。
回収する手段とを備えていることにより、長尺の基材表
面を酸化物超電導膜にて被覆する一連の工程が連続して
行なえるようになる。
【００３１】上記本発明の第１および第２の局面に基づ
く酸化物超電導線材の製造装置は、好ましくは、さら
に、長尺の基材に付着した原料溶液に熱処理を施す加熱
手段をさらに備える。
く酸化物超電導線材の製造装置は、好ましくは、さら
に、長尺の基材に付着した原料溶液に熱処理を施す加熱
手段をさらに備える。
【００３２】このように、長尺の基材の表面に付着した
原料溶液に熱処理を施す加熱手段を用いて原料溶液を熱
分解させることにより、酸化物超電導膜形成することが
可能になる。
原料溶液に熱処理を施す加熱手段を用いて原料溶液を熱
分解させることにより、酸化物超電導膜形成することが
可能になる。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図を参照して説明する。
て、図を参照して説明する。
【００３４】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１における酸化物超電導線材の製造方法および製造
装置を説明するための模式図である。
形態１における酸化物超電導線材の製造方法および製造
装置を説明するための模式図である。
【００３５】本実施の形態における酸化物超電導線材の
製造装置１は、供給ローラ２と、回収ローラ３とを備
え、これらローラによって長尺の基材９が順次搬送され
る構成となっている。さらに、本製造装置１では、長尺
の基材９の搬送経路上に上流から順に、酸化物超電導体
の原料溶液１０を噴霧する噴霧器６、内部にヒータ８を
有する高温炉７が配設されている。噴霧器６は、流量調
節バルブ５を介して貯留容器４に接続されている。貯留
容器４内は、酸化物超電導体の原料溶液１０で満たされ
ている。
製造装置１は、供給ローラ２と、回収ローラ３とを備
え、これらローラによって長尺の基材９が順次搬送され
る構成となっている。さらに、本製造装置１では、長尺
の基材９の搬送経路上に上流から順に、酸化物超電導体
の原料溶液１０を噴霧する噴霧器６、内部にヒータ８を
有する高温炉７が配設されている。噴霧器６は、流量調
節バルブ５を介して貯留容器４に接続されている。貯留
容器４内は、酸化物超電導体の原料溶液１０で満たされ
ている。
【００３６】長尺の基材９としては、基材自体の表面に
おける結晶が二軸配向している材料が用いられる。たと
えば、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル合金、ステンレス
鋼、銀（Ａｇ）などを使用することが望ましい。長尺の
基材９の形状としては、断面形状が方形のテープ形状が
好ましい。特に基材の寸法は限定されないが、厚さ５０
μｍ〜２００μｍ、幅２ｍｍ〜３０ｍｍ程度が好まし
い。
おける結晶が二軸配向している材料が用いられる。たと
えば、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル合金、ステンレス
鋼、銀（Ａｇ）などを使用することが望ましい。長尺の
基材９の形状としては、断面形状が方形のテープ形状が
好ましい。特に基材の寸法は限定されないが、厚さ５０
μｍ〜２００μｍ、幅２ｍｍ〜３０ｍｍ程度が好まし
い。
【００３７】また、予め長尺の基材９の表面には、二軸
配向の酸化物薄膜が形成されている。この二軸配向の酸
化物薄膜としては、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳ
Ｚ）や酸化セリウム（ＣｅＯ2）などが好ましい。ま
た、長尺の基材の搬送速度としては、一般的には毎時１
０ｍ〜１００ｍ程度である。
配向の酸化物薄膜が形成されている。この二軸配向の酸
化物薄膜としては、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳ
Ｚ）や酸化セリウム（ＣｅＯ2）などが好ましい。ま
た、長尺の基材の搬送速度としては、一般的には毎時１
０ｍ〜１００ｍ程度である。
【００３８】供給ローラ２から送出された長尺の基材９
は、噴霧器６へと搬送される。噴霧器６は、貯留容器４
から常に酸化物超電導体の原料溶液１０の供給を受けて
おり、常時一定量の原料溶液１０の噴霧を行なってい
る。本実施の形態においては、長尺の基材９をテープ形
状とした場合を示しており、この噴霧器６は基材の主表
面の双方から噴霧されるように配置されている。これに
より、長尺の基材９の表面に、均一な厚さの酸化物超電
導体の原料溶液の層が形成される。なお、噴霧量の調節
は、流量調節バルブ５にて容易に行なえる。
は、噴霧器６へと搬送される。噴霧器６は、貯留容器４
から常に酸化物超電導体の原料溶液１０の供給を受けて
おり、常時一定量の原料溶液１０の噴霧を行なってい
る。本実施の形態においては、長尺の基材９をテープ形
状とした場合を示しており、この噴霧器６は基材の主表
面の双方から噴霧されるように配置されている。これに
より、長尺の基材９の表面に、均一な厚さの酸化物超電
導体の原料溶液の層が形成される。なお、噴霧量の調節
は、流量調節バルブ５にて容易に行なえる。
【００３９】この酸化物超電導体の原料溶液１０として
は、溶媒に金属有機化合物を溶かすことにより、溶液中
に含まれるイオンが、ＲＥ3+：Ｂａ2+：Ｃｕ2+＝１：
２：３となるように調製されたものを使用する。ここ
で、ＲＥは、イットリウム（Ｙ）、ホルミウム（Ｈ
ｏ）、ネオジム（Ｎｄ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、サ
マリウム（Ｓｍ）からなる群から選ばれる金属を示す。
使用する金属有機化合物としては、特にナフテン酸塩や
アセチルアセトナト錯体などが望ましい。なお、溶媒と
しては、金属有機化合物が可溶のものであれば、どのよ
うなものでも使用可能であるが、通常はトルエンやメタ
ノールなどの有機溶媒が用いられる。
は、溶媒に金属有機化合物を溶かすことにより、溶液中
に含まれるイオンが、ＲＥ3+：Ｂａ2+：Ｃｕ2+＝１：
２：３となるように調製されたものを使用する。ここ
で、ＲＥは、イットリウム（Ｙ）、ホルミウム（Ｈ
ｏ）、ネオジム（Ｎｄ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、サ
マリウム（Ｓｍ）からなる群から選ばれる金属を示す。
使用する金属有機化合物としては、特にナフテン酸塩や
アセチルアセトナト錯体などが望ましい。なお、溶媒と
しては、金属有機化合物が可溶のものであれば、どのよ
うなものでも使用可能であるが、通常はトルエンやメタ
ノールなどの有機溶媒が用いられる。
【００４０】表面に付着した原料溶液１０の厚みが最適
化された長尺の基材９は、その後高温炉７に搬送され
る。この高温炉７内では、長尺の基材９の表面に付着し
た原料溶液１０が内部のヒータ８によって加熱され、酸
化物超電導体の原料溶液１０の仮焼成が行なわれる。こ
のときの仮焼成の条件は、たとえば大気中において、５
００℃、１０分程度である。これにより得られた仮焼膜
にさらに本焼成を施すことにより、長尺の基材９上に酸
化物超電導膜が形成される。なお、本焼成は、たとえ
ば、Ａｒ／Ｏ2（１００ｐｐｍ）混合ガス雰囲気中にて
７７０℃、１２０分の焼成を行ない、その後７７０℃を
維持したままＡｒ／Ｏ2ガスを１００％のＯ2ガスに置換
し、この１００％のＯ2ガス中にてさらに３０分焼成
し、そのまま炉内にて冷却することによって行なわれ
る。これによって、長尺の基材の表面が酸化物超電導膜
によって被覆された酸化物超電導線材が製造される。こ
の後、この長尺の基材９が回収ローラ３によって回収さ
れる。
化された長尺の基材９は、その後高温炉７に搬送され
る。この高温炉７内では、長尺の基材９の表面に付着し
た原料溶液１０が内部のヒータ８によって加熱され、酸
化物超電導体の原料溶液１０の仮焼成が行なわれる。こ
のときの仮焼成の条件は、たとえば大気中において、５
００℃、１０分程度である。これにより得られた仮焼膜
にさらに本焼成を施すことにより、長尺の基材９上に酸
化物超電導膜が形成される。なお、本焼成は、たとえ
ば、Ａｒ／Ｏ2（１００ｐｐｍ）混合ガス雰囲気中にて
７７０℃、１２０分の焼成を行ない、その後７７０℃を
維持したままＡｒ／Ｏ2ガスを１００％のＯ2ガスに置換
し、この１００％のＯ2ガス中にてさらに３０分焼成
し、そのまま炉内にて冷却することによって行なわれ
る。これによって、長尺の基材の表面が酸化物超電導膜
によって被覆された酸化物超電導線材が製造される。こ
の後、この長尺の基材９が回収ローラ３によって回収さ
れる。
【００４１】以上において説明した製造方法および製造
装置を用いて酸化物超電導線材を製造することによっ
て、基材表面を覆う酸化物超電導膜の膜厚が均一に制御
された酸化物超電導線材を製造することが可能になる。
本実施の形態においては、酸化物超電導体の原料溶液を
噴霧によって塗布するという簡便な手法にて膜の均一化
が可能となるため、既存の装置への応用も非常に簡便に
行なえる。
装置を用いて酸化物超電導線材を製造することによっ
て、基材表面を覆う酸化物超電導膜の膜厚が均一に制御
された酸化物超電導線材を製造することが可能になる。
本実施の形態においては、酸化物超電導体の原料溶液を
噴霧によって塗布するという簡便な手法にて膜の均一化
が可能となるため、既存の装置への応用も非常に簡便に
行なえる。
【００４２】（実施の形態２）図２は、本発明の実施の
形態２における酸化物超電導線材の製造方法および製造
装置を説明するための模式図であり、図３は、図２に示
した塗布部材である櫛型プレートの構造を説明するため
の図２中矢印ＩＩＩ方向から見た側面図である。なお、
上述の実施の形態と同一の部分に付いては図中同じ符号
を付し、その説明は繰り返さない。
形態２における酸化物超電導線材の製造方法および製造
装置を説明するための模式図であり、図３は、図２に示
した塗布部材である櫛型プレートの構造を説明するため
の図２中矢印ＩＩＩ方向から見た側面図である。なお、
上述の実施の形態と同一の部分に付いては図中同じ符号
を付し、その説明は繰り返さない。
【００４３】図２に示すように、本実施の形態における
酸化物超電導線材の製造装置１も上述の実施の形態１と
同様に、供給ローラ２と、回収ローラ３とを備えてい
る。本製造装置１では、長尺の基材９の搬送経路上に上
流から順に、長尺の基板９表面に接するように配置され
た一対の櫛型プレート１１、内部にヒータ８を有する高
温炉７が配設されている。なお、長尺の基板９としては
上述の実施の形態１と同様のものが使用される。
酸化物超電導線材の製造装置１も上述の実施の形態１と
同様に、供給ローラ２と、回収ローラ３とを備えてい
る。本製造装置１では、長尺の基材９の搬送経路上に上
流から順に、長尺の基板９表面に接するように配置され
た一対の櫛型プレート１１、内部にヒータ８を有する高
温炉７が配設されている。なお、長尺の基板９としては
上述の実施の形態１と同様のものが使用される。
【００４４】供給ローラ２から送出された長尺の基材９
は、塗布部材である櫛型プレート１１へと搬送される。
図３に示すように、櫛型プレート１１は、金属などによ
って櫛型に形成された薄い板状体であり、櫛状部１１ａ
と、櫛状部１１ａの間に位置する通路１１ｂとを有して
いる。なお、長尺の基材９は、図中矢印Ａ方向へと搬送
されている。本実施の形態においては、長尺の基材９を
テープ形状とした場合を示しており、一対の櫛型プレー
ト１１の櫛状部１１ａの先端が長尺の基材９の主面に軽
く当接するように配置されている。
は、塗布部材である櫛型プレート１１へと搬送される。
図３に示すように、櫛型プレート１１は、金属などによ
って櫛型に形成された薄い板状体であり、櫛状部１１ａ
と、櫛状部１１ａの間に位置する通路１１ｂとを有して
いる。なお、長尺の基材９は、図中矢印Ａ方向へと搬送
されている。本実施の形態においては、長尺の基材９を
テープ形状とした場合を示しており、一対の櫛型プレー
ト１１の櫛状部１１ａの先端が長尺の基材９の主面に軽
く当接するように配置されている。
【００４５】櫛型プレート１１の下方端は、貯留容器４
から常に酸化物超電導体の原料溶液１０の供給を受けて
いる。このため、酸化物超電導体の原料溶液１０が、毛
細管現象によって櫛型プレート１１の通路１１ｂを吸い
上がる。吸い上がって櫛型プレート１１の上端近傍に達
した原料溶液１０は、順次長尺の基材９表面へと付着す
る。これにより、常に一定量の酸化物超電導体の原料溶
液１０が、長尺の基材９表面に塗布されるようになる。
なお、塗布量を調節する場合には、流量調節バルブ５を
調節することによって容易に行なえるほか、櫛型プレー
ト１１の通路１１ｂの大きさ等を調節したり、長尺の基
板９の搬送速度を変更したりすることによっても可能で
ある。
から常に酸化物超電導体の原料溶液１０の供給を受けて
いる。このため、酸化物超電導体の原料溶液１０が、毛
細管現象によって櫛型プレート１１の通路１１ｂを吸い
上がる。吸い上がって櫛型プレート１１の上端近傍に達
した原料溶液１０は、順次長尺の基材９表面へと付着す
る。これにより、常に一定量の酸化物超電導体の原料溶
液１０が、長尺の基材９表面に塗布されるようになる。
なお、塗布量を調節する場合には、流量調節バルブ５を
調節することによって容易に行なえるほか、櫛型プレー
ト１１の通路１１ｂの大きさ等を調節したり、長尺の基
板９の搬送速度を変更したりすることによっても可能で
ある。
【００４６】一対の櫛型プレート１１によって原料溶液
１０が均一な厚さに塗布された長尺の基材９は、上述の
実施の形態１と同様に高温炉７を経て、回収ローラ３に
よって回収される。
１０が均一な厚さに塗布された長尺の基材９は、上述の
実施の形態１と同様に高温炉７を経て、回収ローラ３に
よって回収される。
【００４７】以上において説明した製造方法および製造
装置を用いて酸化物超電導線材を製造することによっ
て、基材表面を覆う酸化物超電導膜の膜厚が均一に制御
された酸化物超電導線材を製造することが可能になる。
本実施の形態においては、酸化物超電導体の原料溶液を
櫛型プレートを用いて塗布するという簡便な手法にて膜
の均一化が可能となるため、既存の装置への応用も非常
に簡便に行なえる。
装置を用いて酸化物超電導線材を製造することによっ
て、基材表面を覆う酸化物超電導膜の膜厚が均一に制御
された酸化物超電導線材を製造することが可能になる。
本実施の形態においては、酸化物超電導体の原料溶液を
櫛型プレートを用いて塗布するという簡便な手法にて膜
の均一化が可能となるため、既存の装置への応用も非常
に簡便に行なえる。
【００４８】上述の実施の形態１および２においては、
いずれも長尺の基材としてテープ形状の基材を使用した
場合を例示して説明を行なったが、特にこれに限定され
るものではなく、筒状のものなどを使用しても構わな
い。
いずれも長尺の基材としてテープ形状の基材を使用した
場合を例示して説明を行なったが、特にこれに限定され
るものではなく、筒状のものなどを使用しても構わな
い。
【００４９】また、上述の実施の形態１および２におい
ては、いずれも長尺の線材の表面を被覆する酸化物超電
導膜としてイットリウム系の酸化物超電導膜を形成する
場合を例示して説明を行なったが、特にこれに限定され
るものではなく、たとえばビスマス系の酸化物超電導膜
を形成する場合にも適用可能である。本発明は、ＭＯＤ
法にて長尺の酸化物超電導線材を製造する場合の原料塗
布方法に関するものであり、同様の手法にて形成される
酸化物超電導膜であれば、その原料はどのようなもので
あっても良い。
ては、いずれも長尺の線材の表面を被覆する酸化物超電
導膜としてイットリウム系の酸化物超電導膜を形成する
場合を例示して説明を行なったが、特にこれに限定され
るものではなく、たとえばビスマス系の酸化物超電導膜
を形成する場合にも適用可能である。本発明は、ＭＯＤ
法にて長尺の酸化物超電導線材を製造する場合の原料塗
布方法に関するものであり、同様の手法にて形成される
酸化物超電導膜であれば、その原料はどのようなもので
あっても良い。
【００５０】また、上記実施の形態１および２において
は、いずれも長尺の基材として二軸配向の金属材料を用
いた場合を例示したが、特にこれに限定されるものでは
なく、無配向の金属材料を用いることも可能である。さ
らには、いずれの実施の形態においても長尺の基材表面
に予め二軸配向の酸化物薄膜が形成されている場合を例
示して説明したが、二軸配向の金属材料の上に本発明の
製造方法を用いて直接酸化物超電導膜を形成することも
可能である。
は、いずれも長尺の基材として二軸配向の金属材料を用
いた場合を例示したが、特にこれに限定されるものでは
なく、無配向の金属材料を用いることも可能である。さ
らには、いずれの実施の形態においても長尺の基材表面
に予め二軸配向の酸化物薄膜が形成されている場合を例
示して説明したが、二軸配向の金属材料の上に本発明の
製造方法を用いて直接酸化物超電導膜を形成することも
可能である。
【００５１】このように、今回開示した上記各実施の形
態はすべての点で例示であって、制限的なものではな
い。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定
され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範
囲内でのすべての変更を含むものである。
態はすべての点で例示であって、制限的なものではな
い。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定
され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範
囲内でのすべての変更を含むものである。
【００５２】
【発明の効果】本発明により、酸化物超電導体の原料溶
液を長尺の基材に均一な厚みにて塗布することが可能に
なる。これにより、超電導特性に優れた酸化物超電導線
材の製造が可能になる。
液を長尺の基材に均一な厚みにて塗布することが可能に
なる。これにより、超電導特性に優れた酸化物超電導線
材の製造が可能になる。
【図１】 本発明の実施の形態１における酸化物超電導
線材の製造装置を概略的に示す模式図である。
線材の製造装置を概略的に示す模式図である。
【図２】 本発明の実施の形態２における酸化物超電導
線材の製造装置を概略的に示す模式図である。
線材の製造装置を概略的に示す模式図である。
【図３】 図２の矢印ＩＩＩで示す方向からみた櫛型プ
レートの構造を示す側面図である。
レートの構造を示す側面図である。
１ 酸化物超電導線材の製造装置、２ 供給ローラ、３
回収ローラ、４ 貯留容器、５ 流量調節バルブ、６
噴霧器、７ 高温炉、８ ヒータ、９ 長尺の基材、
１０ 酸化物超電導体の原料溶液、１１ 櫛型プレー
ト、１１ａ 櫛状部、１１ｂ 通路。
回収ローラ、４ 貯留容器、５ 流量調節バルブ、６
噴霧器、７ 高温炉、８ ヒータ、９ 長尺の基材、
１０ 酸化物超電導体の原料溶液、１１ 櫛型プレー
ト、１１ａ 櫛状部、１１ｂ 通路。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4G047 JA03 JA05 JC02 KD03
5G321 AA01 AA04 CA20 CA27 DB22
DB26 DB44
Claims (13)
- 【請求項１】 長尺の基材上に酸化物超電導膜を形成す
ることによる酸化物超電導線材の製造方法であって、 金属有機化合物を溶媒に溶かした酸化物超電導体の原料
溶液を霧状にし、前記長尺の基材の表面に噴霧により前
記原料溶液を塗布する工程を備えたことを特徴とする、
酸化物超電導線材の製造方法。 - 【請求項２】 長尺の基材上に酸化物超電導膜を形成す
ることによる酸化物超電導線材の製造方法であって、 金属有機化合物を溶媒に溶かした酸化物超電導体の原料
溶液を前記長尺の基材の表面に毛細管現象を利用して塗
布する工程を備えたことを特徴とする、酸化物超電導線
材の製造方法。 - 【請求項３】 前記長尺の基材の表面に付着した前記原
料溶液に熱処理を施す工程をさらに備えた、請求項１ま
たは２に記載の酸化物超電導線材の製造方法。 - 【請求項４】 二軸配向の酸化物薄膜が、予め前記長尺
の基材の表面に形成されている、請求項１から３のいず
れかに記載の酸化物超電導線材の製造方法。 - 【請求項５】 前記金属有機化合物が、イットリウム
（Ｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ネオジム（Ｎｄ）、イッ
テルビウム（Ｙｂ）およびサマリウム（Ｓｍ）からなる
群から選ばれる金属の有機化合物である、請求項１から
４のいずれかに記載の酸化物超電導線材の製造方法。 - 【請求項６】 前記基材が、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケ
ル合金、ステンレス鋼および銀（Ａｇ）からなる群から
選ばれる金属材料からなる、請求項１から５のいずれか
に記載の酸化物超電導線材の製造方法。 - 【請求項７】 前記長尺の基材がテープ形状である、請
求項１から６のいずれかに記載の酸化物超電導線材の製
造方法。 - 【請求項８】 前記二軸配向の酸化物薄膜が、イットリ
ア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）膜または酸化セリウム
（ＣｅＯ2）膜である、請求項１から７のいずれかに記
載の酸化物超電導線材の製造方法。 - 【請求項９】 長尺の基材上に酸化物超電導膜を形成す
ることによる酸化物超電導線材の製造装置であって、 金属有機化合物を溶媒に溶かした酸化物超電導体の原料
溶液を霧状にし、前記長尺の基材の表面に噴霧により前
記原料溶液を塗布する噴霧手段を備えたことを特徴とす
る、酸化物超電導線材の製造装置。 - 【請求項１０】 長尺の基材上に酸化物超電導膜を形成
することによる酸化物超電導線材の製造装置であって、 金属有機化合物を溶媒に溶かした酸化物超電導体の原料
溶液を前記長尺の基材の表面に毛細管現象を利用して塗
布する塗布手段を備えたことを特徴とする、酸化物超電
導線材の製造装置。 - 【請求項１１】 前記塗布手段は、複数の通路を有する
塗布部材を含み、前記複数の通路の各々は、開いた一方
端と閉じた他方端とを有し、前記一方端が前記長尺の基
材の表面に当接するように前記塗布部材が配置されてい
る、請求項１０に記載の酸化物超電導線材の製造装置。 - 【請求項１２】 前記長尺の基材を送出する供給手段
と、前記酸化物超電導膜が表面上に形成された前記長尺
の基材を回収する回収手段とをさらに備えた、請求項９
から１１のいずれかに記載の酸化物超電導線材の製造装
置。 - 【請求項１３】 前記長尺の基材に付着した前記原料溶
液に熱処理を施す加熱手段をさらに備えた、請求項９か
ら１２のいずれかに記載の酸化物超電導線材の製造装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002116290A JP4175016B2 (ja) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | 酸化物超電導線材の製造方法および製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002116290A JP4175016B2 (ja) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | 酸化物超電導線材の製造方法および製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003308746A true JP2003308746A (ja) | 2003-10-31 |
| JP4175016B2 JP4175016B2 (ja) | 2008-11-05 |
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ID=29397121
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002116290A Expired - Fee Related JP4175016B2 (ja) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | 酸化物超電導線材の製造方法および製造装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4175016B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007088205A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | 金属材料層の製造方法及び電子デバイスの製造方法 |
| JP2012512803A (ja) * | 2008-12-18 | 2012-06-07 | サントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ シアンティフィク | 曲面状の配向金属表面上に酸化物薄膜を堆積する方法 |
| JP2014075304A (ja) * | 2012-10-05 | 2014-04-24 | International Superconductivity Technology Center | テープ状酸化物超電導線材の製造方法 |
-
2002
- 2002-04-18 JP JP2002116290A patent/JP4175016B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2012512803A (ja) * | 2008-12-18 | 2012-06-07 | サントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ シアンティフィク | 曲面状の配向金属表面上に酸化物薄膜を堆積する方法 |
| JP2014075304A (ja) * | 2012-10-05 | 2014-04-24 | International Superconductivity Technology Center | テープ状酸化物超電導線材の製造方法 |
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