JP2519742B2 - 超電導材料の製造方法 - Google Patents
超電導材料の製造方法Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は超電導性部材の製造方法に関する。より詳細
には、高い超電導臨界温度を備えた超電導材料を有効に
利用し得る超電導部材の新規な製造方法に関する。
には、高い超電導臨界温度を備えた超電導材料を有効に
利用し得る超電導部材の新規な製造方法に関する。
従来の技術 超電導現象下で物質は完全な反磁性を示し、内部で有
限な定常電流が流れているにも関わらず電位差が現れな
くなる。そこで、電力損失の全くない伝送媒体としての
超電導体の各種応用が提案されている。
限な定常電流が流れているにも関わらず電位差が現れな
くなる。そこで、電力損失の全くない伝送媒体としての
超電導体の各種応用が提案されている。
即ち、その応用分野は、MHD発電、電力送電、電力貯
蔵等の電力分野、或いは、磁気浮上列車、電磁気推進船
舶等の動力分野、更に、磁場、マイクロ波、放射線等の
超高感度センサとしてNMR、π中間子治療、高エネルギ
ー物理実験装置などの計測の分野等、極めて多くの分野
を挙げることができる。
蔵等の電力分野、或いは、磁気浮上列車、電磁気推進船
舶等の動力分野、更に、磁場、マイクロ波、放射線等の
超高感度センサとしてNMR、π中間子治療、高エネルギ
ー物理実験装置などの計測の分野等、極めて多くの分野
を挙げることができる。
また、ジョセフソン素子に代表されるエレクトロニク
スの分野でも、単に消費電力の低減のみならず、動作の
極めて高速な素子を実現し得る技術として期待されてい
る。
スの分野でも、単に消費電力の低減のみならず、動作の
極めて高速な素子を実現し得る技術として期待されてい
る。
ところで、嘗て超電導は超低温下においてのみ観測さ
れる現象であった。即ち、従来の超電導材料として最も
高い超電導臨界温度Tcを有するといわれていたNb3Geに
おいても23.2Kという極めて低い温度が長期間に亘って
超電導臨界温度の限界とされていた。
れる現象であった。即ち、従来の超電導材料として最も
高い超電導臨界温度Tcを有するといわれていたNb3Geに
おいても23.2Kという極めて低い温度が長期間に亘って
超電導臨界温度の限界とされていた。
それ故、従来は、超電導現象を実現するために、沸点
が4.2Kの液体ヘリウムを用いて超電導材料をTc以下まで
冷却していた。しかしながら、液体ヘリウムの使用は、
液化設備を含めた冷却設備による技術的負担並びにコス
ト的負担が極めて大きく、超電導技術の実用化への妨げ
となっていた。
が4.2Kの液体ヘリウムを用いて超電導材料をTc以下まで
冷却していた。しかしながら、液体ヘリウムの使用は、
液化設備を含めた冷却設備による技術的負担並びにコス
ト的負担が極めて大きく、超電導技術の実用化への妨げ
となっていた。
ところが、近年に到ってII a族元素あるいはIII a族
元素の酸化物を含む焼結体が極めて高いTcで超電導体と
なり得ることが報告され、非低温超電導体による超電導
技術の実用化が俄かに促進されようとしている。既に報
告されている例では、ペロブスカイト型酸化物と類似し
た結晶構造を有すると考えられるLa−Ba−Cu系あるいは
La−Sr−Cu系の複合酸化物が挙げられる。これらの物質
では、30乃至50Kという従来に比べて飛躍的に高いTcが
観測され、更に、Ba−Ｙ−Cu系の酸化物からなる超電導
材料では液体窒素温度以上のTcも報告されている。
元素の酸化物を含む焼結体が極めて高いTcで超電導体と
なり得ることが報告され、非低温超電導体による超電導
技術の実用化が俄かに促進されようとしている。既に報
告されている例では、ペロブスカイト型酸化物と類似し
た結晶構造を有すると考えられるLa−Ba−Cu系あるいは
La−Sr−Cu系の複合酸化物が挙げられる。これらの物質
では、30乃至50Kという従来に比べて飛躍的に高いTcが
観測され、更に、Ba−Ｙ−Cu系の酸化物からなる超電導
材料では液体窒素温度以上のTcも報告されている。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、これらの超電導材料は焼結体として得
られるので、一般的に脆く取り扱いに注意が必要であ
る。即ち、機械的なストレスによって容易に破損あるい
は亀裂を生じ、特に線材化した場合には極めて容易に折
損する。従って、この材料は、塑性加工は固より、簡単
な形成さえも事実上困難であり、実際の利用には大きな
制約が伴う。
られるので、一般的に脆く取り扱いに注意が必要であ
る。即ち、機械的なストレスによって容易に破損あるい
は亀裂を生じ、特に線材化した場合には極めて容易に折
損する。従って、この材料は、塑性加工は固より、簡単
な形成さえも事実上困難であり、実際の利用には大きな
制約が伴う。
また、焼結体超電導材は、超電導特性を有する粒子の
みで完全に均質な多結晶体を形成することが困難である
と共に、超電導体一般の性質として、外部磁場や冷却温
度の変動によって局部的に超電導状態が破れる場合があ
る。ところが、この種の焼結体超電導材料は従来の超電
導材料よりも熱伝導率が低く、また電気抵抗も高い。従
って、上述のように超電導状態が破れた箇所では超電導
体を流れる電流によって局部的な発熱が生じ、冷却媒体
と接触したような場合には冷却媒体の爆発的な気化を誘
起する。そこで、従来の金属系の超電導体は超電導体を
細いフィラメントとして形成し、多数のフィラメントを
Cu等の良導体によって一体に形成し、超電導が破れた場
合の伝熱体並びに電流のバイパスとすることによって危
険を回避していた。
みで完全に均質な多結晶体を形成することが困難である
と共に、超電導体一般の性質として、外部磁場や冷却温
度の変動によって局部的に超電導状態が破れる場合があ
る。ところが、この種の焼結体超電導材料は従来の超電
導材料よりも熱伝導率が低く、また電気抵抗も高い。従
って、上述のように超電導状態が破れた箇所では超電導
体を流れる電流によって局部的な発熱が生じ、冷却媒体
と接触したような場合には冷却媒体の爆発的な気化を誘
起する。そこで、従来の金属系の超電導体は超電導体を
細いフィラメントとして形成し、多数のフィラメントを
Cu等の良導体によって一体に形成し、超電導が破れた場
合の伝熱体並びに電流のバイパスとすることによって危
険を回避していた。
これに対して、前述のような近年開発された高いTcを
有する超電導焼結体は、上述のような構成を採ることが
困難であり、現状では線材としての利用が困難であると
されている。
有する超電導焼結体は、上述のような構成を採ることが
困難であり、現状では線材としての利用が困難であると
されている。
そこで、本発明の目的は、上述従来技術の問題点を解
決し、高いTcを有する超電導材料を、超電導特性の安定
度が高く、且つ形状の自由度が大きい線材として使用す
ることが可能な新規な超電導材の構成を提供することに
ある。
決し、高いTcを有する超電導材料を、超電導特性の安定
度が高く、且つ形状の自由度が大きい線材として使用す
ることが可能な新規な超電導材の構成を提供することに
ある。
問題点を解決するための手段 即ち、本発明に従って、周期律表II a族に含まれる元
素の化合物と、周期律表III a族に含まれる元素の化合
物と、周期律表I b族、II b族、III b族、IV a族、VIII
a族にに含まれる元素の化合物との、粉末混合物または
焼成体粉末を原料粉末とし、該原料粉末を有機ビヒクル
と混合してペースト状とし、該ペーストを多孔質金属基
体の空孔に充填した後、前記有機ビヒクルを揮散し、更
に加熱して前記原料粉末を焼結することにより、 一般式：（α1-Xβｘ）γｙδｚ （但し、αは周期律表II a、III a族元素から選択され
た１種であり、βは周期律表II a、III a族元素でαと
同じものを含む元素から選択された元素であり、γは周
期律表I b、II b、III b、VIII a族元素から選択された
少なくとも１種の元素であり、δはＯ、Ｂ（硼素）、Ｃ
（炭素）、Ｎ、Ｆ及びＳのうちから選択された少なくと
も１種であり、ｘは、α＋βに対するβの原子比で、0.
1≦ｘ≦0.9であり、ｙ及びｚは、（α1-Xβｘ）を１と
した場合に0.4≦ｙ≦3.0、１≦ｙ≦５となる原子比であ
る） で表わされる組成を有する超電導複合酸化物層を具備し
た超電導性複合材を形成することを特徴とする超電導材
料の製造方法が提供される。
素の化合物と、周期律表III a族に含まれる元素の化合
物と、周期律表I b族、II b族、III b族、IV a族、VIII
a族にに含まれる元素の化合物との、粉末混合物または
焼成体粉末を原料粉末とし、該原料粉末を有機ビヒクル
と混合してペースト状とし、該ペーストを多孔質金属基
体の空孔に充填した後、前記有機ビヒクルを揮散し、更
に加熱して前記原料粉末を焼結することにより、 一般式：（α1-Xβｘ）γｙδｚ （但し、αは周期律表II a、III a族元素から選択され
た１種であり、βは周期律表II a、III a族元素でαと
同じものを含む元素から選択された元素であり、γは周
期律表I b、II b、III b、VIII a族元素から選択された
少なくとも１種の元素であり、δはＯ、Ｂ（硼素）、Ｃ
（炭素）、Ｎ、Ｆ及びＳのうちから選択された少なくと
も１種であり、ｘは、α＋βに対するβの原子比で、0.
1≦ｘ≦0.9であり、ｙ及びｚは、（α1-Xβｘ）を１と
した場合に0.4≦ｙ≦3.0、１≦ｙ≦５となる原子比であ
る） で表わされる組成を有する超電導複合酸化物層を具備し
た超電導性複合材を形成することを特徴とする超電導材
料の製造方法が提供される。
尚、上記元素αとして、Ca、Sr、Ba、Ra等を例示で
き、特にBa、Srが好ましいものとして挙げられる。ま
た、上記元素βとしてはSc、Ｙ並びにアクチノイド系、
ランタノイド系の各元素が挙げられ、特にＹ、La、Ce、
Nd、Ybが好ましい。更に、上記元素γとしてはCu、Ag、
Zn、Cd、Ga、In、Fe、Co、Ni、Ti等が例示でき、特にC
u、Fe、Co、Ni、Tiが好ましい。
き、特にBa、Srが好ましいものとして挙げられる。ま
た、上記元素βとしてはSc、Ｙ並びにアクチノイド系、
ランタノイド系の各元素が挙げられ、特にＹ、La、Ce、
Nd、Ybが好ましい。更に、上記元素γとしてはCu、Ag、
Zn、Cd、Ga、In、Fe、Co、Ni、Ti等が例示でき、特にC
u、Fe、Co、Ni、Tiが好ましい。
本発明により製造可能な上記組成の超電導薄膜として
は、一例として、Ba−Ｙ−Cu−Ｏ、Ba−La−Cu−Ｏ、Sr
−La−Cu−Ｏを挙げることができ、これら組成比は上記
定義の範囲内で適宜選択することができる。
は、一例として、Ba−Ｙ−Cu−Ｏ、Ba−La−Cu−Ｏ、Sr
−La−Cu−Ｏを挙げることができ、これら組成比は上記
定義の範囲内で適宜選択することができる。
上記元素αと元素βの組合せとしてＹ−Ba、La−Ba、
Sr−Baの各系を用いた場合には、これら各系の原子比は
それぞれY/（Ｙ＋Ba）は0.06〜0.94であることが好まし
く、0.1〜0.4であることがさらに好ましく、Ba/（La＋B
a）は0.04〜0.96であることが好ましく、さらに0.08〜
0.45であることがさらに好ましく、Sr/（La＋Sr）は0.0
3〜0.95の範囲であることが好ましく、0.05〜0.1である
ことがさらに好ましい。原子比が上記の範囲からはずれ
た場合にはいずれも、形成された超電導材料層の超電導
臨界温度が低下する。
Sr−Baの各系を用いた場合には、これら各系の原子比は
それぞれY/（Ｙ＋Ba）は0.06〜0.94であることが好まし
く、0.1〜0.4であることがさらに好ましく、Ba/（La＋B
a）は0.04〜0.96であることが好ましく、さらに0.08〜
0.45であることがさらに好ましく、Sr/（La＋Sr）は0.0
3〜0.95の範囲であることが好ましく、0.05〜0.1である
ことがさらに好ましい。原子比が上記の範囲からはずれ
た場合にはいずれも、形成された超電導材料層の超電導
臨界温度が低下する。
また、上記元素（α＋β）に対する元素γおよび酸素
の原子比はそれぞれ1:0.4〜3.0および1:1〜５の比率に
する。このような比率にすることによって現在酸化物系
超電導体の構造として電子顕微鏡等の解析で明らかにな
りつつあるペロブスカイト型、酸素欠損ペロブスカイト
型等の、例えばオルソロンビック構造を有するいわば疑
似ペロブスカイト型の結晶構造を形成することができ
る。
の原子比はそれぞれ1:0.4〜3.0および1:1〜５の比率に
する。このような比率にすることによって現在酸化物系
超電導体の構造として電子顕微鏡等の解析で明らかにな
りつつあるペロブスカイト型、酸素欠損ペロブスカイト
型等の、例えばオルソロンビック構造を有するいわば疑
似ペロブスカイト型の結晶構造を形成することができ
る。
作用 本発明の主要な特徴は、上記疑似ペロブスカイト型結
晶構造を含む超電導複合酸化物を、多孔質金属基体の空
孔内に形成することによって、あらゆる方向に張り廻ら
されている多孔質金属基材がこの超電導部材のあらゆる
部位で超電導複合酸化物層を機械的に支持するので、脆
い超電導材料を実用的に利用することが可能となる点に
ある。
晶構造を含む超電導複合酸化物を、多孔質金属基体の空
孔内に形成することによって、あらゆる方向に張り廻ら
されている多孔質金属基材がこの超電導部材のあらゆる
部位で超電導複合酸化物層を機械的に支持するので、脆
い超電導材料を実用的に利用することが可能となる点に
ある。
尚、本発明の方法において使用することのできる原料
粉末としては、超電導複合酸化物を構成する各元素の粉
末または各元素の化合物粉末、更にこれらを焼成して得
られる複合酸化物粉末等をいずれも使用可能である。
粉末としては、超電導複合酸化物を構成する各元素の粉
末または各元素の化合物粉末、更にこれらを焼成して得
られる複合酸化物粉末等をいずれも使用可能である。
有機ビヒクルとしては、エチルセルロース樹脂または
アクリル樹脂等をテルピオネールあるいは酢酸ブチルカ
ルビトール等の有機溶媒で混練したものを使用すること
ができる。尚、多孔質金属基体の空孔内に充填すること
を配慮すると、原料粉末のペーストの粘度は、100乃至1
000ポアズ程度であることが好ましい。
アクリル樹脂等をテルピオネールあるいは酢酸ブチルカ
ルビトール等の有機溶媒で混練したものを使用すること
ができる。尚、多孔質金属基体の空孔内に充填すること
を配慮すると、原料粉末のペーストの粘度は、100乃至1
000ポアズ程度であることが好ましい。
本発明では上記のようにして得られた原料粉末を多孔
質金属基体の空孔に充填した後に焼結することによって
得ることができる。尚、空孔の隅々までペーストが充填
されるように、多孔質金属基体の空孔内を予め脱ガスあ
るいは減圧しておくことが有利である。
質金属基体の空孔に充填した後に焼結することによって
得ることができる。尚、空孔の隅々までペーストが充填
されるように、多孔質金属基体の空孔内を予め脱ガスあ
るいは減圧しておくことが有利である。
また、完成後に形成される超電導複合酸化物の品質を
維持し好ましい超電導特性を得るためには、焼結処理に
先立って有機ビヒクルを揮散しておくことが好ましい。
従って、焼結以前に、焼結温度未満の温度範囲に加熱し
て有機ビヒクルを揮散する、あるいは、周囲雰囲気を減
圧することによって少なくとも有機溶媒を揮散しておく
ことも好ましい。更に、有機ビヒクルを揮散した際にペ
ーストの体積が減少し、多孔質金属基体内に更に空孔が
生じる場合がある。これによって、超電導材料層が破断
することは望ましくないので、焼結に先立って多孔質金
属基体を圧縮して空孔を除去することも有利である。
維持し好ましい超電導特性を得るためには、焼結処理に
先立って有機ビヒクルを揮散しておくことが好ましい。
従って、焼結以前に、焼結温度未満の温度範囲に加熱し
て有機ビヒクルを揮散する、あるいは、周囲雰囲気を減
圧することによって少なくとも有機溶媒を揮散しておく
ことも好ましい。更に、有機ビヒクルを揮散した際にペ
ーストの体積が減少し、多孔質金属基体内に更に空孔が
生じる場合がある。これによって、超電導材料層が破断
することは望ましくないので、焼結に先立って多孔質金
属基体を圧縮して空孔を除去することも有利である。
尚、超電導層の破断時の超電導体全体の破壊を防止す
るため等の理由から基体金属としては、例えばCu等の導
電性並びに熱伝導性に優れた材料で作ることが有利であ
る。
るため等の理由から基体金属としては、例えばCu等の導
電性並びに熱伝導性に優れた材料で作ることが有利であ
る。
ところで、ペロブスカイト型または擬似ペロブスカイ
ト型酸化物からなる超電導体は、特に結晶粒界すなわち
結晶粒間の境界面に超電導臨界温度の高い物質が形成さ
れ易く、原料粉末を微細化することによって、好ましい
超電導特性を得ることができる。従って、少なくとも焼
結に付す原料粉末の粒径は、10μｍ以下であることが好
ましい。
ト型酸化物からなる超電導体は、特に結晶粒界すなわち
結晶粒間の境界面に超電導臨界温度の高い物質が形成さ
れ易く、原料粉末を微細化することによって、好ましい
超電導特性を得ることができる。従って、少なくとも焼
結に付す原料粉末の粒径は、10μｍ以下であることが好
ましい。
また、焼結あるいは必要に応じてなされる原料粉末の
焼成処理においては、加熱温度を700℃を下限とし、前
記化合物粉末に含まれる化合物のうち最も融点の低いも
のの融点を上限とする温度範囲で行うことが好ましい。
即ち、加熱温度が700℃未満の場合は最終的な焼結体あ
るいは焼成体に十分な強度が得られず、また反応も不十
分で超電導特性を備えた複合酸化物が形成され難い。一
方、加熱温度が原料粉末の何れかの融点を越えると焼成
体に固溶相が生じ、あるいは粗大化した結晶粒が生成
し、超電導特性が大きく劣化する。
焼成処理においては、加熱温度を700℃を下限とし、前
記化合物粉末に含まれる化合物のうち最も融点の低いも
のの融点を上限とする温度範囲で行うことが好ましい。
即ち、加熱温度が700℃未満の場合は最終的な焼結体あ
るいは焼成体に十分な強度が得られず、また反応も不十
分で超電導特性を備えた複合酸化物が形成され難い。一
方、加熱温度が原料粉末の何れかの融点を越えると焼成
体に固溶相が生じ、あるいは粗大化した結晶粒が生成
し、超電導特性が大きく劣化する。
以下に本発明を実施例に従ってより具体的に詳述する
が、以下の開示によって本発明の技術的範囲は何等制限
されるものではない。
が、以下の開示によって本発明の技術的範囲は何等制限
されるものではない。
実施例 純度99.9％以上、平均粒径３μ以下のBaCO3、Y2O3、C
uOの各々の粉末を、焼成後の組成でY:Ba:Cuが1:2:3とな
るように混合した混合粉末を乳鉢で摩砕し、十分に混合
すると共に、粒径を10μｍ未満とした。
uOの各々の粉末を、焼成後の組成でY:Ba:Cuが1:2:3とな
るように混合した混合粉末を乳鉢で摩砕し、十分に混合
すると共に、粒径を10μｍ未満とした。
こうして得られた原料粉末を、プレス成形した後、90
0℃で12時間大気中で焼成し、ケーキ状に固化した焼成
体を再び乳鉢によって２〜３μｍとなるまで摩砕した。
0℃で12時間大気中で焼成し、ケーキ状に固化した焼成
体を再び乳鉢によって２〜３μｍとなるまで摩砕した。
こうして得られた粉末焼成体に、エチルセルロースを
テルピオオールによって溶解したものを有機ビヒクルと
して混合し、乳鉢において粗混合した。更に、この混合
物をライカイ機及び高純度アルミナ製の３本ロールを用
いて均一混合ペーストとした。このとき、ペーストの粘
度を粘度計で測定して、粘度が500ポアズとなるように
調整した。
テルピオオールによって溶解したものを有機ビヒクルと
して混合し、乳鉢において粗混合した。更に、この混合
物をライカイ機及び高純度アルミナ製の３本ロールを用
いて均一混合ペーストとした。このとき、ペーストの粘
度を粘度計で測定して、粘度が500ポアズとなるように
調整した。
一方、基材として直径10mmφ、長さ300mmの多孔質金
属棒と、300mm×300mm×10mmtの多孔質金属板を用意し
た。この実施例で使用した多孔質金属は、Niを主体とし
た発泡金属であり、ポリウレタンフォームにニッケル鍍
金を施した後焼鈍して得た所謂セルメットである。この
多孔質金属基材は、第１図にその部分拡大図を示すよう
に、略連続した空孔と、やはり略連続した網状の金属と
から形成されている。
属棒と、300mm×300mm×10mmtの多孔質金属板を用意し
た。この実施例で使用した多孔質金属は、Niを主体とし
た発泡金属であり、ポリウレタンフォームにニッケル鍍
金を施した後焼鈍して得た所謂セルメットである。この
多孔質金属基材は、第１図にその部分拡大図を示すよう
に、略連続した空孔と、やはり略連続した網状の金属と
から形成されている。
まず、各基材をアセトン洗浄した後、前述のペースト
を多孔質金属基材の空孔に充填した。このとき、ペース
トの供給と同時に空孔内のガスを吸引してペーストが完
全に充填されるようにした。続いて、基材を徐々に150
℃まで昇温して２時間保持してビヒクルを十分に揮散し
た後、約20％の加工率で圧縮して基体内の間隙を除去し
た。圧縮加工はローラダイスによる伸線によって行っ
た。
を多孔質金属基材の空孔に充填した。このとき、ペース
トの供給と同時に空孔内のガスを吸引してペーストが完
全に充填されるようにした。続いて、基材を徐々に150
℃まで昇温して２時間保持してビヒクルを十分に揮散し
た後、約20％の加工率で圧縮して基体内の間隙を除去し
た。圧縮加工はローラダイスによる伸線によって行っ
た。
次に、焼成炉中で950℃まで加熱して６時間焼結し
た。
た。
こうして得られた試料を、常法に従う直流４端子法に
よる電気抵抗測定を得られた超電導部材に対して行った
ところ、臨界温度は92Kであった。
よる電気抵抗測定を得られた超電導部材に対して行った
ところ、臨界温度は92Kであった。
また、焼結工程に先立つ塑性加工の加工率を大きくし
て0.5mmφの線材並びに0.1mmtの薄板を作製したとこ
ろ、これらの試料を自身の形状を維持し得る十分な強度
を有していた。
て0.5mmφの線材並びに0.1mmtの薄板を作製したとこ
ろ、これらの試料を自身の形状を維持し得る十分な強度
を有していた。
発明の効果 以上詳述のように、本発明に従う超電導性部材の製造
方法によれば、高い臨界温度を有しながら機械的に脆弱
なために、加工あるいは成形を大きく制限されていた超
電導焼結体を、成形体に殉ずる状態で任意の形状に成形
することができ、また、焼結体超電導材料と同等の高い
超電導特性を発揮する。
方法によれば、高い臨界温度を有しながら機械的に脆弱
なために、加工あるいは成形を大きく制限されていた超
電導焼結体を、成形体に殉ずる状態で任意の形状に成形
することができ、また、焼結体超電導材料と同等の高い
超電導特性を発揮する。
また、本発明に従って作製された超電導性部材は、基
材が導体なので超電導が破れた場合の電流のバイパスも
備えた構成となる。
材が導体なので超電導が破れた場合の電流のバイパスも
備えた構成となる。
【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明に従う超電導材料を作製する際に用い
た多孔質金属基体の部分拡大図である。
た多孔質金属基体の部分拡大図である。
Claims (21)
- 【請求項１】周期律表II a族に含まれる元素の化合物
と、周期律表III a族に含まれる元素の化合物と、周期
律表I b族、II b族、III b族、IV a族、VIII a族にに含
まれる元素の化合物との、粉末混合物または焼成体粉末
を原料粉末とし、該原料粉末を有機ビヒクルと混合して
ペースト状とし、該ペーストを多孔質金属基体の空孔に
充填した後、前記有機ビヒクルを揮散し、更に加熱して
前記原料粉末を焼結することにより、 一般式：（α1-Xβｘ）γｙδｚ （但し、αは周期律表II a、III a族元素から選択され
た１種であり、βは周期律表II a、III a族元素でαと
同じものを含む元素から選択された元素であり、γは周
期律表I b、II b、III b、VIII a族元素から選択された
少なくとも１種の元素であり、δはＯ、Ｂ（硼素）、Ｃ
（炭素）、Ｎ、Ｆ及びＳのうちから選択された少なくと
も１種であり、ｘは、α＋βに対するβの原子比で、0.
1≦ｘ≦0.9であり、ｙ及びｚは、（α1-Xβｘ）を１と
した場合に0.4≦ｙ≦3.0、１≦ｙ≦５となる原子比であ
る） で表わされる組成を有する超電導複合酸化物層を具備し
た超電導性複合材を形成することを特徴とする超電導材
料の製造方法。 - 【請求項２】前記焼結を、700℃を下限とし、前記原料
粉末に含まれる化合物のうち最も融点の低いものの融点
を上限とする温度範囲で行うことを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載の超電導材料の製造方法。 - 【請求項３】前記原料粉末が、周期律表II a族に含まれ
る元素の化合物粉末と、周期律表III a族に含まれる元
素の化合物粉末と、周期律表I b族、II b族、III b族、
IV a族、VIII a族にに含まれる元素の化合物粉末との混
合物を焼成した後摩砕して得られたものであることを特
徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載の超
電導材料の製造方法。 - 【請求項４】前記原料粉末の焼成が、700℃を下限と
し、前記化合物粉末に含まれる化合物のうち最も融点の
低いものの融点を上限とする温度範囲で行うことを特徴
とする特許請求の範囲第３項に記載の超電導材料の製造
方法。 - 【請求項５】前記原料粉末の焼成−摩砕を含む一連の工
程が、複数回反復されることを特徴とする特許請求の範
囲第３項または第４項に記載の超電導材料の製造方法。 - 【請求項６】前記有機ビヒクルと混合する原料粉末の粒
径が、10μｍ以下であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項乃至第５項の何れか１項に記載の超電導厚膜の
作製方法。 - 【請求項７】前記有機ビヒクルが樹脂並びに溶剤からな
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項に
記載の超電導材料の作製方法。 - 【請求項８】前記樹脂がエチルセルロース樹脂またはア
クリル樹脂であることを特徴とする特許請求の範囲第７
項に記載の超電導材料の作製方法。 - 【請求項９】前記溶剤が、テルピオネールあるいは酢酸
ブチルカルビトールであることを特徴とする特許請求の
範囲第７項または第８項に記載の超電導材料の作製方
法。 - 【請求項１０】前記ペースト状の原料粉末の粘度を100
乃至1000ポアズとすることを特徴とする特許請求の範囲
第１項乃至第９項の何れか１項に記載の超電導材料の作
製方法。 - 【請求項１１】前記ペースト状の原料粉末を多孔質金属
基体の空孔に充填する工程において、該多孔質金属基体
の空孔内の減圧あるいは脱ガス処理を実施することを特
徴とする特許請求の範囲第１項乃至第10項の何れか１項
に記載の超電導材料の作製方法。 - 【請求項１２】前記有機ビヒクルを揮散する工程におい
て、前記ペーストを充填した多孔質金属を加熱すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第11項の何れか
に記載の超電導材料の製造方法。 - 【請求項１３】前記有機ビヒクルを揮散する工程におい
て、前記ペーストを充填した多孔質金属の雰囲気を減圧
することを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第12項
の何れかに記載の超電導材料の製造方法。 - 【請求項１４】前記有機ビヒクルの揮散処理後に、前記
多孔質金属基体を圧縮することを特徴とする特許請求の
範囲第１項乃至第13項の何れか１項に記載の超電導材料
の製造方法。 - 【請求項１５】前記多孔質金属基体の空孔率が95％以上
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第14
項のいずれか１項に記載の超電導材料の製造方法。 - 【請求項１６】前記焼結工程に先立って、前記多孔質金
属基体を圧縮応力を利用した塑性加工に付すことを特徴
とする特許請求の範囲第１項乃至第15項の何れか１項に
記載の超電導材料の製造方法。 - 【請求項１７】前記焼結工程前に、前記多孔質金属基体
を圧縮して、前記空孔内の空隙を消去することを特徴と
する特許請求の範囲第１項乃至第16項の何れか１項に記
載の超電導材料の製造方法。 - 【請求項１８】上記多孔質金属基体が、CuまたはCuを含
む合金であることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
至第17項の何れか１項に記載の方法。 - 【請求項１９】上記基体が、NiまたはNiを含む合金であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第17項の
何れか１項に記載の方法。 - 【請求項２０】前記基体が、FeまたはFeを含む合金であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第17項の
何れか１項に記載の方法。 - 【請求項２１】前記基体が、Fe−Ni、Cu−Ni、Ni−Crを
含む合金であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
乃至第17項の何れか１項に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62214443A JP2519742B2 (ja) | 1987-08-28 | 1987-08-28 | 超電導材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62214443A JP2519742B2 (ja) | 1987-08-28 | 1987-08-28 | 超電導材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6459726A JPS6459726A (en) | 1989-03-07 |
| JP2519742B2 true JP2519742B2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=16655857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62214443A Expired - Lifetime JP2519742B2 (ja) | 1987-08-28 | 1987-08-28 | 超電導材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2519742B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NZ337593A (en) * | 1997-03-25 | 2000-04-28 | Nordic Superconductor Tech As | Superconductor inserted into metal tube coated with metal oxide suspension prior to coiling and heating |
| CN113380457B (zh) * | 2021-06-02 | 2022-11-22 | 深圳先进技术研究院 | 一种硼氮基超导材料及其制备方法 |
-
1987
- 1987-08-28 JP JP62214443A patent/JP2519742B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6459726A (en) | 1989-03-07 |
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