JP2529051B2 - 複合超伝導体の製造方法 - Google Patents
複合超伝導体の製造方法Info
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エネルギー応用に重要
な超伝導体の製造方法に関する。
な超伝導体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高温超伝導体の発見以来、液体窒素温度
を越える臨界温度を有する材料の実用化を目指した研究
が続けられている。合成、加工技術の発達によって超伝
導特性が向上し、さらに、応用開発に関する検討が進め
られている。とくに、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系セ
ラミックスは、液体窒素温度をはるかに越える臨界温度
（１１０Ｋ）を示すものがあり、とくに有望視されてい
る。これらの超伝導セラミックスが実用化されるために
は、薄膜化、線材化が重要な基盤技術となる。とくに、
今後の電力技術への応用、各種エネルギ−技術への応用
のために、超伝導セラミックスの線材化は産業社会への
大きな貢献が期待される。そのため、棒状、管状、コイ
ル状に成形したガラス前駆体を加熱処理してこれらの形
状を有する超伝導セラミックス単体を作製する方法が試
みられている。
を越える臨界温度を有する材料の実用化を目指した研究
が続けられている。合成、加工技術の発達によって超伝
導特性が向上し、さらに、応用開発に関する検討が進め
られている。とくに、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系セ
ラミックスは、液体窒素温度をはるかに越える臨界温度
（１１０Ｋ）を示すものがあり、とくに有望視されてい
る。これらの超伝導セラミックスが実用化されるために
は、薄膜化、線材化が重要な基盤技術となる。とくに、
今後の電力技術への応用、各種エネルギ−技術への応用
のために、超伝導セラミックスの線材化は産業社会への
大きな貢献が期待される。そのため、棒状、管状、コイ
ル状に成形したガラス前駆体を加熱処理してこれらの形
状を有する超伝導セラミックス単体を作製する方法が試
みられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、超伝導セラ
ミックス単体はたいへん脆く、これが線材化等への応用
に対して大きな妨げとなっている。したがって、超伝導
セラミックスを保護容器で補強した複合線材の開発が重
要である。複合体の製造には、熱膨張率の違いや接合界
面の反応性の問題、長距離線材の作製の困難さなど多く
の問題が山積している。とくに大きな問題は、連続長距
離線材を作製することが現段階では至難とされている。
通常、超伝導セラミックスは、原料粉末の混合物を加熱
して焼結させることにより所望の超伝導結晶体を合成
し、かつ、必要量の酸素を吸収させることが必要であ
る。したがって、金属管やセラミックス管などの容器に
原料粉末を充填し、これを熱処理して焼結させると、管
内部は外環境から遮蔽されており、酸素量が不足して超
伝導特性を示さない。そこで、予め、空気等酸素の存在
する雰囲気下で熱処理して合成した粉末状またはバルク
状の超伝導体を、所定容器に詰込まなければならなかっ
た。この従来の方法では、たとえば、細いパイプに密に
超伝導体を詰め込むことはできなかった。また、前述の
棒状、管状、コイル状に成形したガラス前駆体を加熱処
理してこれらの形状を有する超伝導セラミックス単体を
作製する成形方法では、超伝導前駆体の融液を所定の容
器に注入した後、超伝導体とするためには、成形された
前駆体を酸素を含む雰囲気化で熱処理する必要があるた
め、成形された前駆体を容器から外して熱処理を行う必
要があった。このような事情から、金属やセラミックス
で被覆された連続的に長い超伝導セラミックス線材は得
られていないのが現状である。
ミックス単体はたいへん脆く、これが線材化等への応用
に対して大きな妨げとなっている。したがって、超伝導
セラミックスを保護容器で補強した複合線材の開発が重
要である。複合体の製造には、熱膨張率の違いや接合界
面の反応性の問題、長距離線材の作製の困難さなど多く
の問題が山積している。とくに大きな問題は、連続長距
離線材を作製することが現段階では至難とされている。
通常、超伝導セラミックスは、原料粉末の混合物を加熱
して焼結させることにより所望の超伝導結晶体を合成
し、かつ、必要量の酸素を吸収させることが必要であ
る。したがって、金属管やセラミックス管などの容器に
原料粉末を充填し、これを熱処理して焼結させると、管
内部は外環境から遮蔽されており、酸素量が不足して超
伝導特性を示さない。そこで、予め、空気等酸素の存在
する雰囲気下で熱処理して合成した粉末状またはバルク
状の超伝導体を、所定容器に詰込まなければならなかっ
た。この従来の方法では、たとえば、細いパイプに密に
超伝導体を詰め込むことはできなかった。また、前述の
棒状、管状、コイル状に成形したガラス前駆体を加熱処
理してこれらの形状を有する超伝導セラミックス単体を
作製する成形方法では、超伝導前駆体の融液を所定の容
器に注入した後、超伝導体とするためには、成形された
前駆体を酸素を含む雰囲気化で熱処理する必要があるた
め、成形された前駆体を容器から外して熱処理を行う必
要があった。このような事情から、金属やセラミックス
で被覆された連続的に長い超伝導セラミックス線材は得
られていないのが現状である。
【０００４】したがって、本発明の目的は、金属やガラ
スも含めたセラミックスの管等の被覆による外雰囲気か
らの酸素補給不足の環境下にある超伝導前駆体、あるい
は、酸素から閉ざされた環境下にある超伝導前駆体を熱
処理によって超伝導体に変換できるセラミック組成物を
金属やセラミックスと複合化させた構造の複合超伝導体
を製造する製造方法を提供することである。
スも含めたセラミックスの管等の被覆による外雰囲気か
らの酸素補給不足の環境下にある超伝導前駆体、あるい
は、酸素から閉ざされた環境下にある超伝導前駆体を熱
処理によって超伝導体に変換できるセラミック組成物を
金属やセラミックスと複合化させた構造の複合超伝導体
を製造する製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の問題
点を克服するべく達成されたものである。以下、本発明
を詳細に説明する。本発明で用いられる超伝導セラミッ
クスは、超伝導特性を示す全てのものである。希土類−
バリウム（Ｂａ）−銅（Ｃｕ）−Ｏ（酸素）系セラミッ
クスでは組成によって１０００〜１２００℃以上、ビス
マス（Ｂｉ）（または一部鉛（Ｐｂ）置換）−ストロン
チウム（Ｓｒ）−カルシウム（Ｃａ）−銅（Ｃｕ）−酸
素（Ｏ）系セラミックスでは、組成によって９００〜１
０００℃以上で溶融する。したがって、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系の方が作業が容易であるので好適であ
る。また、タリウム（Ｔｌ）−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系
についても同様に適用できる。
点を克服するべく達成されたものである。以下、本発明
を詳細に説明する。本発明で用いられる超伝導セラミッ
クスは、超伝導特性を示す全てのものである。希土類−
バリウム（Ｂａ）−銅（Ｃｕ）−Ｏ（酸素）系セラミッ
クスでは組成によって１０００〜１２００℃以上、ビス
マス（Ｂｉ）（または一部鉛（Ｐｂ）置換）−ストロン
チウム（Ｓｒ）−カルシウム（Ｃａ）−銅（Ｃｕ）−酸
素（Ｏ）系セラミックスでは、組成によって９００〜１
０００℃以上で溶融する。したがって、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系の方が作業が容易であるので好適であ
る。また、タリウム（Ｔｌ）−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系
についても同様に適用できる。
【０００６】上記のセラミックスが充填される容器は、
金、銀、銅、白金、ステンレス、または、これらの合金
（例えば真鍮、等）等の電気の良導体が線材化の点から
は好ましい。Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系セラミック
スと上記の金属の熱膨張率はともに１５〜２０×１０-6
deg-1であるので、好都合である。また、耐熱性の高い
セラミックス、即ち、石英ガラス、ケイ酸塩ガラス、安
定化ジルコニア、アルミナ、マグネシア等のセラミック
スを容器として用いれば溶融温度の高い超伝導セラミッ
クス前駆体である融液の成形がたいへん容易であるとい
う長所があるので場合によっては好適である。また、金
属の融点より高い温度の融液を金属容器に挿入する場合
には融液と接する部分をセラミックス容器とし、金属の
容器とセラミックスの容器を接合させて用いてもよい。
これら容器の種類は状況により、適宜選択される。
金、銀、銅、白金、ステンレス、または、これらの合金
（例えば真鍮、等）等の電気の良導体が線材化の点から
は好ましい。Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系セラミック
スと上記の金属の熱膨張率はともに１５〜２０×１０-6
deg-1であるので、好都合である。また、耐熱性の高い
セラミックス、即ち、石英ガラス、ケイ酸塩ガラス、安
定化ジルコニア、アルミナ、マグネシア等のセラミック
スを容器として用いれば溶融温度の高い超伝導セラミッ
クス前駆体である融液の成形がたいへん容易であるとい
う長所があるので場合によっては好適である。また、金
属の融点より高い温度の融液を金属容器に挿入する場合
には融液と接する部分をセラミックス容器とし、金属の
容器とセラミックスの容器を接合させて用いてもよい。
これら容器の種類は状況により、適宜選択される。
【０００７】通常、超伝導セラミックスは、原料粉末の
混合物を加熱して焼結させる際に、十分に酸素を吸収さ
せることが必要である。また、金属管などの容器に原料
粉末を充填し、これを熱処理して焼結させると、容器内
部は外環境から遮蔽されており、酸素量が不足して超伝
導特性を示し難いだけでなく、細いパイプ等への充填は
できない。また、溶融を経て超伝導体を作製しようとす
る場合、空気中で高温で溶融された融液中の全銅イオン
の約半分は１価の銅イオン（Ｃｕ+ ）で、２価の銅イオ
ン（Ｃｕ2+）は約半分であることが知られている。その
ため、従来、このＣｕ+ をＣｕ2+にする必要があったた
め、酸素含有雰囲気で熱処理しなければならなかった。
そこで、超伝導を発現させるためには一旦容器から取り
出して熱処理してから、さらに被覆する必要があった。
混合物を加熱して焼結させる際に、十分に酸素を吸収さ
せることが必要である。また、金属管などの容器に原料
粉末を充填し、これを熱処理して焼結させると、容器内
部は外環境から遮蔽されており、酸素量が不足して超伝
導特性を示し難いだけでなく、細いパイプ等への充填は
できない。また、溶融を経て超伝導体を作製しようとす
る場合、空気中で高温で溶融された融液中の全銅イオン
の約半分は１価の銅イオン（Ｃｕ+ ）で、２価の銅イオ
ン（Ｃｕ2+）は約半分であることが知られている。その
ため、従来、このＣｕ+ をＣｕ2+にする必要があったた
め、酸素含有雰囲気で熱処理しなければならなかった。
そこで、超伝導を発現させるためには一旦容器から取り
出して熱処理してから、さらに被覆する必要があった。
【０００８】そこで、本発明では、容器から取り出すこ
となく、そのまま例えば７００〜９００℃の高温で加熱
し、融液固化物を超伝導物質に変換する方法を案出する
に至ったのである。つまり、銀、金、白金、ルテニウ
ム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、オスミウム、
またはセレン、及びその化合物等が添加された、銅を含
む組成物の融液固化物は上記容器内に挿入してその容器
ごと熱処理しても超伝導を示すのである。これをＢｉ−
Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系組成に添加する酸化銀Ａｇ2 Ｏ
を例に説明する。下記の式（１）と式（２）において、
平衡状態は温度が高くなるにつれて右に移動する。 Ａｇ2 Ｏ＝２Ａｇ0 ＋１／２Ｏ2 …（１） ２ＣｕＯ＝Ｃｕ2 Ｏ＋１／２Ｏ2 …（２） 従って、原料中に銀を添加していない場合、式（２）に
よって高温の融液中では１価の銅イオン（Ｃｕ+ ）が多
量に生成してしまう。そして、この融液固化物を超伝導
体に変換するためには、生成した１価の銅イオン（Ｃｕ
+ ）を２価の銅イオン（Ｃｕ2+）に酸化することが必要
なことは従来の研究で明らかになっている。換言すれ
ば、原料中に銀を添加していない従来の融液固化物を超
伝導体に変換するためには、その融液固化物を酸素が存
在する雰囲気下で熱処理する必要があった。そこで本発
明では、金属管等に封入された融液固化物を無酸素雰囲
気下の熱処理によっても超伝導体に変換できるようにす
ることを特徴とするものである。尚、酸素存在雰囲気下
での熱処理では上記の超伝導体化が可能であることはい
うまでもない。また、上記例では銀となっているが、
金、白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジ
ウム、オスミウム、またはセレン、及びこれらの化合物
でも同様の作用になる。
となく、そのまま例えば７００〜９００℃の高温で加熱
し、融液固化物を超伝導物質に変換する方法を案出する
に至ったのである。つまり、銀、金、白金、ルテニウ
ム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、オスミウム、
またはセレン、及びその化合物等が添加された、銅を含
む組成物の融液固化物は上記容器内に挿入してその容器
ごと熱処理しても超伝導を示すのである。これをＢｉ−
Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系組成に添加する酸化銀Ａｇ2 Ｏ
を例に説明する。下記の式（１）と式（２）において、
平衡状態は温度が高くなるにつれて右に移動する。 Ａｇ2 Ｏ＝２Ａｇ0 ＋１／２Ｏ2 …（１） ２ＣｕＯ＝Ｃｕ2 Ｏ＋１／２Ｏ2 …（２） 従って、原料中に銀を添加していない場合、式（２）に
よって高温の融液中では１価の銅イオン（Ｃｕ+ ）が多
量に生成してしまう。そして、この融液固化物を超伝導
体に変換するためには、生成した１価の銅イオン（Ｃｕ
+ ）を２価の銅イオン（Ｃｕ2+）に酸化することが必要
なことは従来の研究で明らかになっている。換言すれ
ば、原料中に銀を添加していない従来の融液固化物を超
伝導体に変換するためには、その融液固化物を酸素が存
在する雰囲気下で熱処理する必要があった。そこで本発
明では、金属管等に封入された融液固化物を無酸素雰囲
気下の熱処理によっても超伝導体に変換できるようにす
ることを特徴とするものである。尚、酸素存在雰囲気下
での熱処理では上記の超伝導体化が可能であることはい
うまでもない。また、上記例では銀となっているが、
金、白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジ
ウム、オスミウム、またはセレン、及びこれらの化合物
でも同様の作用になる。
【０００９】溶融温度、および熱処理温度の全範囲で、
酸化銅より酸化銀の方が標準生成自由エネルギーが高い
ため、上記プロセスの間に酸素が補給されてＣｕ+ はＣ
ｕ2+となると推定される。尚、超伝導セラミックスで
は、酸素の吸収量が超伝導特性を左右する。本発明の系
では、結果として、溶融中または熱処理中に酸素が酸化
銀から供給されるので、密閉容器中や不活性ガス中の熱
処理でも超伝導特性を示すものが得られる。尚、出発原
料として酸化銀の代わりに金属銀粉末を用いても、ほぼ
同様の効果がある。その理由は原料混合溶融までの途中
の過程で酸化銀が生成するためと考えられる。以上の反
応は、銀、金、白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウ
ム、イリジウム、オスミウム、またはセレン、及びこれ
らの化合物を用いても起こる。したがって、酸化銅より
標準生成自由エネルギーが高い酸化物ならば全て本発明
に適用することができる。尚、これらの酸化物を２種以
上添加しても良い。また、酸素バブリングなどの溶融方
法の工夫によって、２価の銅イオンを多量に残存させれ
ば、上記の標準生成自由エネルギーが高い酸化物をＢｉ
−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系組成物に添加する必要はな
い。
酸化銅より酸化銀の方が標準生成自由エネルギーが高い
ため、上記プロセスの間に酸素が補給されてＣｕ+ はＣ
ｕ2+となると推定される。尚、超伝導セラミックスで
は、酸素の吸収量が超伝導特性を左右する。本発明の系
では、結果として、溶融中または熱処理中に酸素が酸化
銀から供給されるので、密閉容器中や不活性ガス中の熱
処理でも超伝導特性を示すものが得られる。尚、出発原
料として酸化銀の代わりに金属銀粉末を用いても、ほぼ
同様の効果がある。その理由は原料混合溶融までの途中
の過程で酸化銀が生成するためと考えられる。以上の反
応は、銀、金、白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウ
ム、イリジウム、オスミウム、またはセレン、及びこれ
らの化合物を用いても起こる。したがって、酸化銅より
標準生成自由エネルギーが高い酸化物ならば全て本発明
に適用することができる。尚、これらの酸化物を２種以
上添加しても良い。また、酸素バブリングなどの溶融方
法の工夫によって、２価の銅イオンを多量に残存させれ
ば、上記の標準生成自由エネルギーが高い酸化物をＢｉ
−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系組成物に添加する必要はな
い。
【００１０】本発明の、銅を含む超伝導前駆体を熱処理
によって超伝導体に変換可能なセラミック組成物、およ
び変換された超伝導体が金属容器またはセラミック容器
に封入されるか、もしくは被覆された金属またはセラミ
ック複合超伝導体を作製するにあたっては、上記のセラ
ミック組成物を例えば９００℃以上の高温で溶融し、こ
れを金属容器またはセラミック容器に挿入または被覆し
て作製した金属またはセラミックス／融液固化物の複合
体を、空気中、不活性ガス中、あるいは密閉された減圧
容器中で、例えば７００〜９００℃で加熱して融液固化
物を超伝導物質に変換することによって作製することが
出来る。
によって超伝導体に変換可能なセラミック組成物、およ
び変換された超伝導体が金属容器またはセラミック容器
に封入されるか、もしくは被覆された金属またはセラミ
ック複合超伝導体を作製するにあたっては、上記のセラ
ミック組成物を例えば９００℃以上の高温で溶融し、こ
れを金属容器またはセラミック容器に挿入または被覆し
て作製した金属またはセラミックス／融液固化物の複合
体を、空気中、不活性ガス中、あるいは密閉された減圧
容器中で、例えば７００〜９００℃で加熱して融液固化
物を超伝導物質に変換することによって作製することが
出来る。
【００１１】容器の形状としては管状が最も好適である
が、底付き中空円筒等も用いることができる。挿入する
方法としては、太い管または中空円筒の場合、管の一端
から融液を流し込めばよい。また、細い管の場合には、
管の一端を融液内に挿入し、反対側の末端より融液を吸
引する方法も用いることができる。したがって、連続的
な長距離管状容器、コイル状容器や複雑形状の容器にも
融液を挿入でき、これをそのまま熱処理して超伝導物質
に変換できるので、任意形状の物が容易に得られるとい
う特徴を有する。つまり、金属、ガラス、セラミックス
等の容器の形状を変えれば線材以外の所望の形状（たと
えば、コイル等）の、超伝導体を内包または外包する複
合体を作ることができる。たとえば、金属またはセラミ
ックスの板や線に外側に融液を被覆した後、酸素のほと
んどない雰囲気で熱処理することによって超伝導体コー
ティングした金属またはセラミックスの板や線を作るこ
ともできる。
が、底付き中空円筒等も用いることができる。挿入する
方法としては、太い管または中空円筒の場合、管の一端
から融液を流し込めばよい。また、細い管の場合には、
管の一端を融液内に挿入し、反対側の末端より融液を吸
引する方法も用いることができる。したがって、連続的
な長距離管状容器、コイル状容器や複雑形状の容器にも
融液を挿入でき、これをそのまま熱処理して超伝導物質
に変換できるので、任意形状の物が容易に得られるとい
う特徴を有する。つまり、金属、ガラス、セラミックス
等の容器の形状を変えれば線材以外の所望の形状（たと
えば、コイル等）の、超伝導体を内包または外包する複
合体を作ることができる。たとえば、金属またはセラミ
ックスの板や線に外側に融液を被覆した後、酸素のほと
んどない雰囲気で熱処理することによって超伝導体コー
ティングした金属またはセラミックスの板や線を作るこ
ともできる。
【００１２】そして、さらには、上記の方法で作製した
金属容器またはセラミックス容器と融液固化物の複合体
を、容器が軟化する温度付近で加熱処理しながら線引き
または圧延することにより細線化することができる。こ
れを、空気中、不活性ガス中、あるいは密閉された減圧
容器中で、例えば７００〜９００℃で加熱することによ
り、融液固化物を超伝導物質に変換し、容易に複合超伝
導線材を得ることができる。
金属容器またはセラミックス容器と融液固化物の複合体
を、容器が軟化する温度付近で加熱処理しながら線引き
または圧延することにより細線化することができる。こ
れを、空気中、不活性ガス中、あるいは密閉された減圧
容器中で、例えば７００〜９００℃で加熱することによ
り、融液固化物を超伝導物質に変換し、容易に複合超伝
導線材を得ることができる。
【００１３】
【実施例】以下、実施例により、本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。
【００１４】
【実施例１】市販の特級試薬Ｂｉ2 Ｏ3 ，ＳｒＣＯ3 ，
ＣａＣＯ3 ，ＣｕＯの粉末をＢｉ／Ｓｒ／Ｃａ／Ｃｕ＝
２／２／１／２のモル比になるように秤量した。これら
を混合した後、白金製のるつぼに入れ、１１５０℃に保
持した電気炉で酸素を供給しながら１５分間加熱して融
液化した。この融液に内径１mm、内厚0.2mm 、長さ１ｍ
の室温の白金製の管の一端を挿入し、反対側の末端から
減圧して融液を管内に吸引した後、室温まで放冷した。
次にこれを８１０℃で５０時間、空気中で加熱した。得
られた白金／セラミックス複合線材の超伝導特性を測定
したところ、電気抵抗ゼロを示す臨界温度は約８２Ｋ
（ケルビン）、外部磁場ゼロにおける臨界電流密度は約
１００Ａ／cm2 であった。
ＣａＣＯ3 ，ＣｕＯの粉末をＢｉ／Ｓｒ／Ｃａ／Ｃｕ＝
２／２／１／２のモル比になるように秤量した。これら
を混合した後、白金製のるつぼに入れ、１１５０℃に保
持した電気炉で酸素を供給しながら１５分間加熱して融
液化した。この融液に内径１mm、内厚0.2mm 、長さ１ｍ
の室温の白金製の管の一端を挿入し、反対側の末端から
減圧して融液を管内に吸引した後、室温まで放冷した。
次にこれを８１０℃で５０時間、空気中で加熱した。得
られた白金／セラミックス複合線材の超伝導特性を測定
したところ、電気抵抗ゼロを示す臨界温度は約８２Ｋ
（ケルビン）、外部磁場ゼロにおける臨界電流密度は約
１００Ａ／cm2 であった。
【００１５】
【実施例２】市販の特級試薬Ｂｉ2 Ｏ3 ，ＳｒＣＯ3 ，
ＣａＣＯ3 ，ＣｕＯ，Ａｇ2 Ｏの粉末をＢｉ／Ｓｒ／Ｃ
ａ／Ｃｕ／Ａｇ＝２／２／１／２／0.3 のモル比になる
ように秤量した。これらを混合した後、アルミナ製のる
つぼに入れ、１１５０℃に保持した電気炉で１５分間加
熱して融液化した。この融液に内径２mm，肉厚１mm、長
さ１ｍの石英ガラス製の管の一端を挿入し、反対側の末
端から減圧して融液を室温の管内に吸引した後、室温ま
で放冷した。この管の両端を火炎により加熱して封じ、
次にこれを８１０℃で５０時間加熱した。得られた石英
ガラス／セラミックス複合線材の超伝導特性を測定した
ところ、電気抵抗ゼロを示す臨界温度は約８２Ｋ（ケル
ビン）、外部磁場ゼロにおける臨界電流密度は約６０Ａ
／cm2 であった。
ＣａＣＯ3 ，ＣｕＯ，Ａｇ2 Ｏの粉末をＢｉ／Ｓｒ／Ｃ
ａ／Ｃｕ／Ａｇ＝２／２／１／２／0.3 のモル比になる
ように秤量した。これらを混合した後、アルミナ製のる
つぼに入れ、１１５０℃に保持した電気炉で１５分間加
熱して融液化した。この融液に内径２mm，肉厚１mm、長
さ１ｍの石英ガラス製の管の一端を挿入し、反対側の末
端から減圧して融液を室温の管内に吸引した後、室温ま
で放冷した。この管の両端を火炎により加熱して封じ、
次にこれを８１０℃で５０時間加熱した。得られた石英
ガラス／セラミックス複合線材の超伝導特性を測定した
ところ、電気抵抗ゼロを示す臨界温度は約８２Ｋ（ケル
ビン）、外部磁場ゼロにおける臨界電流密度は約６０Ａ
／cm2 であった。
【００１６】
【実施例３】市販の特級試薬Ｂｉ2 Ｏ3 ，ＳｒＣＯ3 ，
ＣａＣＯ3 ，ＣｕＯ，Ａｇ2 Ｏの粉末をＢｉ／Ｓｒ／Ｃ
ａ／Ｃｕ／Ａｇ＝２／２／１／２／0.3 のモル比になる
ように秤量した。これらを混合した後、アルミナ製のる
つぼに入れ、１１５０℃に保持した電気炉で１５分間加
熱して融液化した。この融液を、、内径１０mm、肉厚１
mm、長さ１０cmの室温の銅製の中空円筒に流し込み、室
温まで放冷した。次にこれを８１０℃で５０時間、空気
中で加熱した。得られた銅／セラミックス複合体の超伝
導特性を測定したところ、電気抵抗ゼロを示す臨界温度
は約７９Ｋ（ケルビン）、外部磁場ゼロにおける臨界電
流密度は約２０Ａ／cm2 であった。
ＣａＣＯ3 ，ＣｕＯ，Ａｇ2 Ｏの粉末をＢｉ／Ｓｒ／Ｃ
ａ／Ｃｕ／Ａｇ＝２／２／１／２／0.3 のモル比になる
ように秤量した。これらを混合した後、アルミナ製のる
つぼに入れ、１１５０℃に保持した電気炉で１５分間加
熱して融液化した。この融液を、、内径１０mm、肉厚１
mm、長さ１０cmの室温の銅製の中空円筒に流し込み、室
温まで放冷した。次にこれを８１０℃で５０時間、空気
中で加熱した。得られた銅／セラミックス複合体の超伝
導特性を測定したところ、電気抵抗ゼロを示す臨界温度
は約７９Ｋ（ケルビン）、外部磁場ゼロにおける臨界電
流密度は約２０Ａ／cm2 であった。
【００１７】
【実施例４】市販の特級試薬Ｂｉ2 Ｏ3 ，ＳｒＣＯ3 ，
ＣａＣＯ3 ，ＣｕＯ，Ａｇ2 Ｏの粉末をＢｉ／Ｓｒ／Ｃ
ａ／Ｃｕ／Ａｇ＝２／２／１／２／0.3 のモル比になる
ように秤量した。これらを混合した後、アルミナ製のる
つぼに入れ、１２００℃に保持した電気炉で１５分間加
熱して融液化した。一方、内径１mm、肉厚0.5mm 、長さ
２ｍの銀製の管をコイル状に予め成形しておいた。上記
の融液にコイル状に成形した管の一端を挿入し、反対側
の末端から減圧して融液を管内に吸引した後、室温まで
放冷した。次にこれを８１０℃で５０時間、アルゴンガ
ス中で加熱した。得られたコイル状の、銀／セラミック
ス複合線材の超伝導特性を測定したところ、電気抵抗ゼ
ロを示す臨界温度は約８５Ｋ（ケルビン）、外部磁場ゼ
ロにおける臨界電流密度は約７０Ａ／cm2 であった。
ＣａＣＯ3 ，ＣｕＯ，Ａｇ2 Ｏの粉末をＢｉ／Ｓｒ／Ｃ
ａ／Ｃｕ／Ａｇ＝２／２／１／２／0.3 のモル比になる
ように秤量した。これらを混合した後、アルミナ製のる
つぼに入れ、１２００℃に保持した電気炉で１５分間加
熱して融液化した。一方、内径１mm、肉厚0.5mm 、長さ
２ｍの銀製の管をコイル状に予め成形しておいた。上記
の融液にコイル状に成形した管の一端を挿入し、反対側
の末端から減圧して融液を管内に吸引した後、室温まで
放冷した。次にこれを８１０℃で５０時間、アルゴンガ
ス中で加熱した。得られたコイル状の、銀／セラミック
ス複合線材の超伝導特性を測定したところ、電気抵抗ゼ
ロを示す臨界温度は約８５Ｋ（ケルビン）、外部磁場ゼ
ロにおける臨界電流密度は約７０Ａ／cm2 であった。
【００１８】
【実施例５】市販の特級試薬Ｂｉ2 Ｏ3 ，ＳｒＣＯ3 ，
ＣａＣＯ3 ，ＣｕＯ，Ａｇ2 Ｏの粉末をＢｉ／Ｓｒ／Ｃ
ａ／Ｃｕ／Ａｇ＝２／２／１／２／0.3 のモル比になる
ように秤量した。これらを混合した後、アルミナ製のる
つぼに入れ、１２００℃に保持した電気炉で１５分間加
熱して融液化した。この融液に内径１mm、肉厚0.5mm、
長さ５０cmの銅製の管の一端を挿入し、反対側の末端か
ら減圧して融液を管内に吸引した後、室温で放冷した。
次にこれを１０００〜１０４０℃の温度範囲に加熱保持
しながら双ローラー内を通過させて圧延し、幅約1.8mm
、厚さ約0.5mmのテープ状に成形した。次にこれを８１
０℃で５０時間、アルゴンガス中で加熱した。得られた
銅／セラミックス複合テープ状線材の超伝導特性を測定
したところ、電気抵抗ゼロを示す臨界温度は８５Ｋ（ケ
ルビン）、外部磁場ゼロにおける臨界電流密度は約５０
０Ａ／cm2 であった。
ＣａＣＯ3 ，ＣｕＯ，Ａｇ2 Ｏの粉末をＢｉ／Ｓｒ／Ｃ
ａ／Ｃｕ／Ａｇ＝２／２／１／２／0.3 のモル比になる
ように秤量した。これらを混合した後、アルミナ製のる
つぼに入れ、１２００℃に保持した電気炉で１５分間加
熱して融液化した。この融液に内径１mm、肉厚0.5mm、
長さ５０cmの銅製の管の一端を挿入し、反対側の末端か
ら減圧して融液を管内に吸引した後、室温で放冷した。
次にこれを１０００〜１０４０℃の温度範囲に加熱保持
しながら双ローラー内を通過させて圧延し、幅約1.8mm
、厚さ約0.5mmのテープ状に成形した。次にこれを８１
０℃で５０時間、アルゴンガス中で加熱した。得られた
銅／セラミックス複合テープ状線材の超伝導特性を測定
したところ、電気抵抗ゼロを示す臨界温度は８５Ｋ（ケ
ルビン）、外部磁場ゼロにおける臨界電流密度は約５０
０Ａ／cm2 であった。
【００１９】
【実施例６】市販の特級試薬Ｂｉ2 Ｏ3 ，ＳｒＣＯ3 ，
ＣａＣＯ3 ，ＣｕＯ，ＰｔＯ2 の粉末をＢｉ／Ｓｒ／Ｃ
ａ／Ｃｕ／Ｐｔ＝２／２／１／２／0.2 のモル比になる
ように秤量した。これらを混合した後、白金製のるつぼ
に入れ、１２００℃に保持した電気炉で１５分間加熱し
て融液化した。室温の、厚さ0.5mm 、１辺３cmの白金製
の板を上記の融液に浸漬した後引き上げ、そのまま、室
温まで放冷した。次にこれを８１０℃で５０時間、アル
ゴンガス中で加熱した。得られた板状の、白金／セラミ
ックス複合材の超伝導特性を測定したところ、電気抵抗
ゼロを示す臨界温度は約８６Ｋ（ケルビン）、外部磁場
ゼロにおける臨界電流密度は約１１０Ａ／cm2 であっ
た。
ＣａＣＯ3 ，ＣｕＯ，ＰｔＯ2 の粉末をＢｉ／Ｓｒ／Ｃ
ａ／Ｃｕ／Ｐｔ＝２／２／１／２／0.2 のモル比になる
ように秤量した。これらを混合した後、白金製のるつぼ
に入れ、１２００℃に保持した電気炉で１５分間加熱し
て融液化した。室温の、厚さ0.5mm 、１辺３cmの白金製
の板を上記の融液に浸漬した後引き上げ、そのまま、室
温まで放冷した。次にこれを８１０℃で５０時間、アル
ゴンガス中で加熱した。得られた板状の、白金／セラミ
ックス複合材の超伝導特性を測定したところ、電気抵抗
ゼロを示す臨界温度は約８６Ｋ（ケルビン）、外部磁場
ゼロにおける臨界電流密度は約１１０Ａ／cm2 であっ
た。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明は、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系、もしくはＢｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−Ｏ系のセラミック組成物の原料中にＡｇ 2 Ｏを入れ
たあと、この混合物を高温で完全溶融して得られる融液
中に所要量以上の二価の銅イオンを残留させた状態で、
この融液を、金属容器もしくはセラミックス容器に封入
または金属もしくはセラミックスで被覆して作製した融
液固化物の複合体を再加熱することにより超伝導体に変
換することができるため、従来製作困難とされていた超
伝導線材、超伝導テ−プ状材等の長尺材の生産性を飛躍
的に高めるものであり、今後の電力技術への応用、各種
エネルギ−技術などへの応用を可能にするという効果が
ある。
ａ−Ｃｕ−Ｏ系、もしくはＢｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−Ｏ系のセラミック組成物の原料中にＡｇ 2 Ｏを入れ
たあと、この混合物を高温で完全溶融して得られる融液
中に所要量以上の二価の銅イオンを残留させた状態で、
この融液を、金属容器もしくはセラミックス容器に封入
または金属もしくはセラミックスで被覆して作製した融
液固化物の複合体を再加熱することにより超伝導体に変
換することができるため、従来製作困難とされていた超
伝導線材、超伝導テ−プ状材等の長尺材の生産性を飛躍
的に高めるものであり、今後の電力技術への応用、各種
エネルギ−技術などへの応用を可能にするという効果が
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 犬飼 英吉 愛知県名古屋市緑区鳴子町五丁目１番地 の12 (72)発明者 久保 幸雄 愛知県名古屋市瑞穂区春山町13番地の２ (56)参考文献 特開 平３−46710（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−192760（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−255615（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系、もしく
はＢｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系のセラミック組
成物の原料中にＡｇ 2 Ｏを入れたあと、この混合物を高
温で完全溶融して得られる融液中に所要量以上の二価の
銅イオンを残留させた状態で、この融液を、金属の容器
に挿入または金属で被覆して作製した金属−セラミック
ス融液固化物の複合体を、空気中、不活性ガス中、真空
中、あるいは密閉された容器中で再加熱することにより
上記セラミックス融液固化物を超伝導物質に変換するこ
とを特徴とする複合超伝導体の製造方法。 - 【請求項２】 Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系、もしく
はＢｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系のセラミック組
成物の原料中にＡｇ 2 Ｏを入れたあと、この混合物を高
温で完全溶融して得られる融液中に所要量以上の二価の
銅イオンを残留させた状態で、この融液を、これをセラ
ミックスの容器に挿入またはセラミックスで被覆して作
製したセラミックス−セラミックス融液固化物の複合体
を、空気中、不活性ガス中、真空中、あるいは密閉され
た容器中で再加熱することにより上記セラミックス融液
固化物を超伝導物質に変換することを特徴とする複合超
伝導体の製造方法。 - 【請求項３】 Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系、もしく
はＢｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系のセラミック組
成物の原料中にＡｇ 2 Ｏを入れたあと、この混合物を高
温で完全溶融して得られる融液中に所要量以上の二価の
銅イオンを残留させた状態で、この融液を、金属の容器
に挿入または金属で被覆して作製した金属−セラミック
ス融液固化物の複合体を、その金属の容器もしくは金属
の被覆が軟化する温度付近で加熱処理しながら線引きま
たは圧延することによって線材化もしくはテ−プ状化
し、更に、その線引きまたは圧延され、線材化もしくは
テ−プ状化された複合体を空気中、不活性ガス中、真空
中、あるいは密閉された容器中で再加熱することにより
上記セラミックス融液固化物を超伝導物質に変換するこ
とを特徴とする複合超伝導体の製造方法。 - 【請求項４】 Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系、もしく
はＢｉ−Ｐｂ−Ｓｒ −Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系のセラミック組
成物の原料中にＡｇ 2 Ｏを入れたあと、この混合物を高
温で完全溶融して得られる融液中に所要量以上の二価の
銅イオンを残留させた状態で、この融液を、セラミック
スの容器に挿入またはセラミックスで被覆して作製した
セラミックス−セラミックス融液固化物の複合体を、そ
のセラミックスの容器もしくはセラミックス被覆が軟化
する温度付近で加熱処理しながら線引きまたは圧延する
ことによって線材化もしくはテ−プ状化し、更に、その
線引きまたは圧延され、線材化もしくはテ−プ状化され
た複合体を空気中、不活性ガス中、真空中、あるいは密
閉された容器中で再加熱することにより上記セラミック
ス融液固化物を超伝導物質に変換することを特徴とする
複合超伝導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3350125A JP2529051B2 (ja) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | 複合超伝導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3350125A JP2529051B2 (ja) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | 複合超伝導体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0721855A JPH0721855A (ja) | 1995-01-24 |
| JP2529051B2 true JP2529051B2 (ja) | 1996-08-28 |
Family
ID=18408406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3350125A Expired - Lifetime JP2529051B2 (ja) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | 複合超伝導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2529051B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01192760A (ja) * | 1988-01-28 | 1989-08-02 | Tokin Corp | Ａｇ↓２Ｏ↓２含有酸化物超電導体とその製造方法 |
| JPH0346710A (ja) * | 1989-07-14 | 1991-02-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導線の製造方法 |
-
1991
- 1991-12-09 JP JP3350125A patent/JP2529051B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0721855A (ja) | 1995-01-24 |
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