JP2507937B2 - 超電導セラミックス線材の製造法 - Google Patents
超電導セラミックス線材の製造法Info
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- JP2507937B2 JP2507937B2 JP62156623A JP15662387A JP2507937B2 JP 2507937 B2 JP2507937 B2 JP 2507937B2 JP 62156623 A JP62156623 A JP 62156623A JP 15662387 A JP15662387 A JP 15662387A JP 2507937 B2 JP2507937 B2 JP 2507937B2
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ほぼ100％に近い理論密度比を有すると
共に、結晶配向性にもすぐれ、この結果として高い臨界
電流値を示す、Ｙを含む希土類元素とカルアリ土類金属
とCuの酸化物系（以下、R-A-Cu-O系という）の超電導セ
ラミツクス線材の製造法に関するものである。
共に、結晶配向性にもすぐれ、この結果として高い臨界
電流値を示す、Ｙを含む希土類元素とカルアリ土類金属
とCuの酸化物系（以下、R-A-Cu-O系という）の超電導セ
ラミツクス線材の製造法に関するものである。
一般に、R-A-Cu-O系の超電導セラミツクス線材の製造
法としては、まず原料粉末として、いずれも平均粒径:1
0μｍ以下のR2O3粉末、アルカリ土類金属の炭酸塩粉
末、およびCuO粉末を用意し、これらの原料粉末を所定
の配合組成に配合し、混合して圧粉体とし、この圧粉体
を、例えばドライエアの雰囲気中、温度:850〜950℃に
焼成して、例えばYBa2Cu3O7の組成を有する超電導セラ
ミツクスを製造し、これを平均粒径:10μｍ以下に粉砕
した後、AgまたはCu製の管材内に充填し、ついでこの充
填管材にスウエージ加工や溝ロール加工、さらにダイス
加工などの冷間加工を施して直径:5mm以下の線材とする
方法が一般的方法として知られている。
法としては、まず原料粉末として、いずれも平均粒径:1
0μｍ以下のR2O3粉末、アルカリ土類金属の炭酸塩粉
末、およびCuO粉末を用意し、これらの原料粉末を所定
の配合組成に配合し、混合して圧粉体とし、この圧粉体
を、例えばドライエアの雰囲気中、温度:850〜950℃に
焼成して、例えばYBa2Cu3O7の組成を有する超電導セラ
ミツクスを製造し、これを平均粒径:10μｍ以下に粉砕
した後、AgまたはCu製の管材内に充填し、ついでこの充
填管材にスウエージ加工や溝ロール加工、さらにダイス
加工などの冷間加工を施して直径:5mm以下の線材とする
方法が一般的方法として知られている。
しかし、上記のように従来の超電導セラミツクス線材
は、超電導セラミツクス粉末を金属管材内に充填し、こ
れに冷間加工を施すことによつて製造されるものである
ため、製造された線材の理論密度比は高々70％程度を示
すにすぎず、また管材への超電導セラミツクス粉末の充
填に際して、50％以上の充填率にすることはきわめて困
難であり、この状態での冷間加工では結晶配向の改善は
期待できず、このように空隙が多く、かつ結晶配向性の
低い線材では十分に高い臨界電流値を示さないものであ
る。
は、超電導セラミツクス粉末を金属管材内に充填し、こ
れに冷間加工を施すことによつて製造されるものである
ため、製造された線材の理論密度比は高々70％程度を示
すにすぎず、また管材への超電導セラミツクス粉末の充
填に際して、50％以上の充填率にすることはきわめて困
難であり、この状態での冷間加工では結晶配向の改善は
期待できず、このように空隙が多く、かつ結晶配向性の
低い線材では十分に高い臨界電流値を示さないものであ
る。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、高い
臨界電流値を示す超電導セラミツクス線材を製造すべく
研究を行なつた結果、平均粒径:5μｍ以下のR-A-Cu-O系
の超電導セラミツクス粉末を、AgまたはCu製の酸素透過
性円筒状ケースに装入した状態で、爆発力を付加する
と、理論密度比で98％以上を示す緻密な圧粉体が成形さ
れるようになり、この圧粉体に減面率で60％以上の加工
を施すと、この圧粉体は空隙がきわめて少ないので、加
工中に超電導セラミツクスの結晶のＣ軸が加工方向に対
して垂直方向に配向するようになり、この結果得られた
ほぼ100％に近い理論密度比を有すると共に、高い結晶
配向性を有する超電導セラミツクス線材は高い臨界電流
値を示すようになるという知見を得たのである。
臨界電流値を示す超電導セラミツクス線材を製造すべく
研究を行なつた結果、平均粒径:5μｍ以下のR-A-Cu-O系
の超電導セラミツクス粉末を、AgまたはCu製の酸素透過
性円筒状ケースに装入した状態で、爆発力を付加する
と、理論密度比で98％以上を示す緻密な圧粉体が成形さ
れるようになり、この圧粉体に減面率で60％以上の加工
を施すと、この圧粉体は空隙がきわめて少ないので、加
工中に超電導セラミツクスの結晶のＣ軸が加工方向に対
して垂直方向に配向するようになり、この結果得られた
ほぼ100％に近い理論密度比を有すると共に、高い結晶
配向性を有する超電導セラミツクス線材は高い臨界電流
値を示すようになるという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであ
つて、 ５μｍ以下の平均粒径を有するR-A-Cu-O系の超電導セ
ラミツクス粉末を、AgまたはCu製の酸素透過性の円筒状
ケースに装入し、 このケースに爆発力を付加して、98％以上の理論密度
比を有する超電導セラミツクス圧粉体を成形し、 この圧粉体に、60％以上の減面率にて加工を施して、
結晶のＣ軸が加工方向に対して垂直方向に配向した線材
とし、 この線材に、酸素含有雰囲気中、300〜850℃の温度で
酸化加熱処理を施して、線材の歪取りと上記酸素透過性
のケーシング層（被覆層）を通しての不足酸素量の調整
を行なうことによつて高い臨界電流値を示す超電導セラ
ミツクス線材を製造する方法に特徴を有するものであ
る。
つて、 ５μｍ以下の平均粒径を有するR-A-Cu-O系の超電導セ
ラミツクス粉末を、AgまたはCu製の酸素透過性の円筒状
ケースに装入し、 このケースに爆発力を付加して、98％以上の理論密度
比を有する超電導セラミツクス圧粉体を成形し、 この圧粉体に、60％以上の減面率にて加工を施して、
結晶のＣ軸が加工方向に対して垂直方向に配向した線材
とし、 この線材に、酸素含有雰囲気中、300〜850℃の温度で
酸化加熱処理を施して、線材の歪取りと上記酸素透過性
のケーシング層（被覆層）を通しての不足酸素量の調整
を行なうことによつて高い臨界電流値を示す超電導セラ
ミツクス線材を製造する方法に特徴を有するものであ
る。
つぎに、この発明の方法において、製造条件を上記の
通りに限定した理由を説明する。
通りに限定した理由を説明する。
（ａ）粉末の平均粒径および圧粉体の理論密度比 粉末の平均粒径が５μｍを越えると、爆発成形の際
に、理論密度比で98％以上の緻密な圧粉体を成形するこ
とが困難となり、このような理論密度比:98％未満の圧
粉体では、結晶配向の改善も十分でなく、かつ線材中に
空隙も残留するようになつて所定の高い臨界電流値が得
られないことから、粉末の平均粒径を５μｍ以下、圧粉
体の理論密度比を98％以上と定めた。
に、理論密度比で98％以上の緻密な圧粉体を成形するこ
とが困難となり、このような理論密度比:98％未満の圧
粉体では、結晶配向の改善も十分でなく、かつ線材中に
空隙も残留するようになつて所定の高い臨界電流値が得
られないことから、粉末の平均粒径を５μｍ以下、圧粉
体の理論密度比を98％以上と定めた。
（ｂ）加工減面率 加工減面率が60％未満では、結晶配向性の改善が不十
分で、所定の高い臨界電流値を確保することは困難とな
ることから、加工減面率を60％以上と定めた。
分で、所定の高い臨界電流値を確保することは困難とな
ることから、加工減面率を60％以上と定めた。
（ｃ）酸化加熱処理温度 300℃未満の温度では、歪取り効果が充分でなく、か
つAgまたはCuの被覆層（ケーシング層）を通しての酸素
供給にきわめて長時間を要し、一方850℃を越えると、
粒成長を起こし、臨界電流値以下の原因となることか
ら、その温度を300〜850℃と定めた。
つAgまたはCuの被覆層（ケーシング層）を通しての酸素
供給にきわめて長時間を要し、一方850℃を越えると、
粒成長を起こし、臨界電流値以下の原因となることか
ら、その温度を300〜850℃と定めた。
つぎに、この発明の方法を実施例により具体的に説明
する。
する。
原料粉末として、それぞれ第１表に示される平均粒径
および成分組成を有するR-A-Cu-O系の超電導セラミツク
ス粉末を用意し、これら原料粉末をそれぞれ内径:10mm
×肉厚:1mm×長さ:100mmの寸法を有するAg製の円筒状ケ
ース内に60％の充填率で装入し、つぎにこれを内径:500
mm×高さ:200mmの容積を有する厚紙容器内の中心部に直
立させた状態で、50gの火薬と一緒に置き、この状態で
爆発させて前記ケースに爆発力を付加して、第１表に示
される理論密度比の圧粉体に成形し、ついでこの圧粉体
に、冷間でそれぞれ複数回のスウエージ加工と溝ロール
加工を施し、同じく第１表に示される減面率にて線材と
し、引続いてこの線材に対して第１表に示される条件に
て酸化加熱処理を施すことからなる本発明法１〜11をそ
れぞれ実施し、R-A-Cu-O系の超電導セラミツクス線材を
製造した。
および成分組成を有するR-A-Cu-O系の超電導セラミツク
ス粉末を用意し、これら原料粉末をそれぞれ内径:10mm
×肉厚:1mm×長さ:100mmの寸法を有するAg製の円筒状ケ
ース内に60％の充填率で装入し、つぎにこれを内径:500
mm×高さ:200mmの容積を有する厚紙容器内の中心部に直
立させた状態で、50gの火薬と一緒に置き、この状態で
爆発させて前記ケースに爆発力を付加して、第１表に示
される理論密度比の圧粉体に成形し、ついでこの圧粉体
に、冷間でそれぞれ複数回のスウエージ加工と溝ロール
加工を施し、同じく第１表に示される減面率にて線材と
し、引続いてこの線材に対して第１表に示される条件に
て酸化加熱処理を施すことからなる本発明法１〜11をそ
れぞれ実施し、R-A-Cu-O系の超電導セラミツクス線材を
製造した。
また、比較の目的で、爆発成形処理と酸化加熱処理を
行なわない以外は、同一の条件で従来法１〜11を行な
い、それぞれ超電導セラミツクス線材を製造した。
行なわない以外は、同一の条件で従来法１〜11を行な
い、それぞれ超電導セラミツクス線材を製造した。
ついで、この結果得られた各種の超電導セラミツクス
線材について、理論密度比を測定し、さら に臨界温度（Tc）と臨界電流値（Jc）を測定し、第１表
に示した。
線材について、理論密度比を測定し、さら に臨界温度（Tc）と臨界電流値（Jc）を測定し、第１表
に示した。
第１表に示される結果から、本発明法１〜11で製造さ
れた超電導セラミツクス線材は、いずれも従来法で製造
された超電導セラミツクス線材に比して一段と高いほぼ
100％に近い理論密度比を有し、かつ金属顕微鏡観察に
よれば、結晶のＣ軸が加工方向に対して垂直方向に配向
した組織になつており、この結果は相対的に高い臨界電
流値として現われており、かつ臨界温度も高い値を示す
ことが明らかである。
れた超電導セラミツクス線材は、いずれも従来法で製造
された超電導セラミツクス線材に比して一段と高いほぼ
100％に近い理論密度比を有し、かつ金属顕微鏡観察に
よれば、結晶のＣ軸が加工方向に対して垂直方向に配向
した組織になつており、この結果は相対的に高い臨界電
流値として現われており、かつ臨界温度も高い値を示す
ことが明らかである。
上述のように、この発明の方法によれば、相対的に高
い理論密度比と結晶配向性を有し、この結果として高い
臨界電流値を示すようになるR-A-Cu-O系の超電導セラミ
ツクス線材を簡単な工程で、コスト安く製造することが
できるのである。
い理論密度比と結晶配向性を有し、この結果として高い
臨界電流値を示すようになるR-A-Cu-O系の超電導セラミ
ツクス線材を簡単な工程で、コスト安く製造することが
できるのである。
Claims (1)
- 【請求項１】５μｍ以下の平均粒径を有する、Ｙを含む
希土類元素とアルカリ土類金属とCuの酸化物系の超電導
セラミツクス粉末を、AgまたはCu製の酸素透過性の円筒
状ケースに装入し、 このケースに爆発力を付加して、98％以上の理論密度比
を有する超電導セラミツクス圧粉体を成形し、 この圧粉体に、60％以上の減面率にて加工を施して、結
晶のＣ軸が加工方向に対して垂直方向に配向した線材と
し、 この線材に、酸素含有雰囲気中、300〜850℃の温度で酸
化加熱処理を施して、線材の歪取りと不足酸素量の調整
を行なうことを特徴とする高い臨界電流値を示す超電導
セラミツクス線材の製造法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62156623A JP2507937B2 (ja) | 1987-06-25 | 1987-06-25 | 超電導セラミックス線材の製造法 |
| EP88110229A EP0296639B1 (en) | 1987-06-25 | 1988-06-27 | Process for fabricating superconducting ceramic materials |
| DE8888110229T DE3870328D1 (de) | 1987-06-25 | 1988-06-27 | Verfahren zur herstellung von supraleitenden keramischen materialien. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62156623A JP2507937B2 (ja) | 1987-06-25 | 1987-06-25 | 超電導セラミックス線材の製造法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH012217A JPH012217A (ja) | 1989-01-06 |
| JPS642217A JPS642217A (en) | 1989-01-06 |
| JP2507937B2 true JP2507937B2 (ja) | 1996-06-19 |
Family
ID=15631755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62156623A Expired - Lifetime JP2507937B2 (ja) | 1987-06-25 | 1987-06-25 | 超電導セラミックス線材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2507937B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6454611A (en) * | 1987-08-24 | 1989-03-02 | Mitsubishi Electric Corp | Superconductive wire |
| JPH0230618A (ja) * | 1988-07-20 | 1990-02-01 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | 酸化物高温超電導体 |
-
1987
- 1987-06-25 JP JP62156623A patent/JP2507937B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS642217A (en) | 1989-01-06 |
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