JP2592838B2 - 化合物超電導線の製造方法 - Google Patents
化合物超電導線の製造方法Info
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は，化合物超電導線の製造方法に係り，特に，
酸化物系の化合物超電導線の製造方法に関する。
酸化物系の化合物超電導線の製造方法に関する。
（従来の技術） 最近，組成がＹ−Ba−Cu−Ｏなどで表わされる酸化物
系化合物超電導体が注目されている。これら，酸化物系
化合物超電導体の多くは，臨界温度が液体窒素温度以上
である。このため，冷媒として高価で扱い難い液体ヘリ
ウムを使用する必要がなく，また冷却系も大幅に簡略化
できるので，超電導技術を飛躍的に発展させるものと期
待されている。
系化合物超電導体が注目されている。これら，酸化物系
化合物超電導体の多くは，臨界温度が液体窒素温度以上
である。このため，冷媒として高価で扱い難い液体ヘリ
ウムを使用する必要がなく，また冷却系も大幅に簡略化
できるので，超電導技術を飛躍的に発展させるものと期
待されている。
ところで，今まで公表されている酸化物系化合物超電
導体は，塊状の超電導体や薄膜状の超電導体が主であ
る。実回路に組み込むには，通常のリード線のような線
材の形が何かと応用性に富み好ましい。しかし，酸化物
系であるが故に線材の形にすることが困難で，現在まで
線材の形を保持し，なおかつ高い臨界温度および高い臨
界電流密度を示す酸化物系化合物超電導線は出現してい
ない。
導体は，塊状の超電導体や薄膜状の超電導体が主であ
る。実回路に組み込むには，通常のリード線のような線
材の形が何かと応用性に富み好ましい。しかし，酸化物
系であるが故に線材の形にすることが困難で，現在まで
線材の形を保持し，なおかつ高い臨界温度および高い臨
界電流密度を示す酸化物系化合物超電導線は出現してい
ない。
（発明が解決しようとする問題点） 上述の如く，臨界温度が液体窒素温度以上で，しかも
臨界電流密度が高く，そのうえ応用性に富む線材の形を
した酸化物系化合物超電導線の出現が望まれている。
臨界電流密度が高く，そのうえ応用性に富む線材の形を
した酸化物系化合物超電導線の出現が望まれている。
そこで本発明は，複雑な工程を伴わずに上記要望を満
たす酸化物系の超電導線を製造できる化合物超電導線の
製造方法を提供することを目的としている。
たす酸化物系の超電導線を製造できる化合物超電導線の
製造方法を提供することを目的としている。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明では，酸化物系の化合物超電導体を合成し得る
元素を含んだ複数種類の粉末体を混合して混合物を得る
第１の工程と，この工程によって得られた混合物に加圧
成型加工を施してペレットを形成する第２の工程と，こ
の工程によって得られたペレットに酸素雰囲気中で熱処
理を施す第３の工程と，この工程を経たペレットを金属
管内に収容した状態で金属管ごと線状に加工する第４の
工程と，この工程によって形成された線材に酸素雰囲気
中で熱処理を施す第５の工程とで実現している。
元素を含んだ複数種類の粉末体を混合して混合物を得る
第１の工程と，この工程によって得られた混合物に加圧
成型加工を施してペレットを形成する第２の工程と，こ
の工程によって得られたペレットに酸素雰囲気中で熱処
理を施す第３の工程と，この工程を経たペレットを金属
管内に収容した状態で金属管ごと線状に加工する第４の
工程と，この工程によって形成された線材に酸素雰囲気
中で熱処理を施す第５の工程とで実現している。
さらに詳しく述べると、複数種類の粉末体は，イット
リウム，エルビウム，ジスプロシウム，サマリウム，ガ
ドリニウム，ホルミウム，ネオジム，イッテルビウム，
ツリウム，ルテチウムの中から選ばれた少なくとも１種
の酸化物粉末と，炭酸バリウム粉末と，酸化銅粉末とで
ある。また，第１の工程では，混合物に対して，酸素雰
囲気中で,850〜950℃,1〜50時間の仮焼処理を施すこと
が望ましい。第３および第５の工程では,850〜950℃,2
〜100時間の熱処理を施すことが望ましい。この温度よ
り高くても，低くても良い結果は得られない。さらに，
第２の工程における加圧成型圧力は，本発明にとって重
要な意味を持ち,500kg/cm2以上，好ましくは1000kg/cm2
以上が望ましい。もし，加圧成型圧力が500kg/cm2未満
の場合には線材に加工したとき粉末粒子間に空洞が形成
され易く，これが原因して電流の流れる場所が少なくな
って臨界電流，つまり臨界電流密度が著しく低下する。
また，前記金属管は，線材加工を容易化するとともに第
５の工程において内部に酸素を充分浸透させなければな
らない関係上，延性に富みしかも酸素が透過し易い銅，
銀もしくは銀合金製であることが望ましい。また，第４
の工程は,700〜950℃の雰囲気中で行われることが望ま
しい。この温度を保つと，線材への加工時に粉末の一部
が溶けて粉末同志が一体化し，組織の緻密状態を維持で
き，臨界電流密度を一層向上させ得る。
リウム，エルビウム，ジスプロシウム，サマリウム，ガ
ドリニウム，ホルミウム，ネオジム，イッテルビウム，
ツリウム，ルテチウムの中から選ばれた少なくとも１種
の酸化物粉末と，炭酸バリウム粉末と，酸化銅粉末とで
ある。また，第１の工程では，混合物に対して，酸素雰
囲気中で,850〜950℃,1〜50時間の仮焼処理を施すこと
が望ましい。第３および第５の工程では,850〜950℃,2
〜100時間の熱処理を施すことが望ましい。この温度よ
り高くても，低くても良い結果は得られない。さらに，
第２の工程における加圧成型圧力は，本発明にとって重
要な意味を持ち,500kg/cm2以上，好ましくは1000kg/cm2
以上が望ましい。もし，加圧成型圧力が500kg/cm2未満
の場合には線材に加工したとき粉末粒子間に空洞が形成
され易く，これが原因して電流の流れる場所が少なくな
って臨界電流，つまり臨界電流密度が著しく低下する。
また，前記金属管は，線材加工を容易化するとともに第
５の工程において内部に酸素を充分浸透させなければな
らない関係上，延性に富みしかも酸素が透過し易い銅，
銀もしくは銀合金製であることが望ましい。また，第４
の工程は,700〜950℃の雰囲気中で行われることが望ま
しい。この温度を保つと，線材への加工時に粉末の一部
が溶けて粉末同志が一体化し，組織の緻密状態を維持で
き，臨界電流密度を一層向上させ得る。
（作用） 本発明製造方法では，酸化物系の化合物超電導体を合
成し得る元素を含んだ複数種類の粉末混合物に加圧成型
加工を施してペレットを形成し，このペレットに酸素雰
囲気中で熱処理を施して緻密化し，この緻密化したペレ
ットを金属管内に収容した状態で金属管ごと線状に加工
しているので，線状に加工しても，その組織が充分に緻
密に保たれる。この緻密状態の保持が高い臨界温度の維
持と臨界電流密度の向上化に寄与する。
成し得る元素を含んだ複数種類の粉末混合物に加圧成型
加工を施してペレットを形成し，このペレットに酸素雰
囲気中で熱処理を施して緻密化し，この緻密化したペレ
ットを金属管内に収容した状態で金属管ごと線状に加工
しているので，線状に加工しても，その組織が充分に緻
密に保たれる。この緻密状態の保持が高い臨界温度の維
持と臨界電流密度の向上化に寄与する。
（実施例） 実施例１ Y2O3（酸化イットリウム）粉末と,BaCO3（炭酸バリウ
ム）粉末と,CuO（酸化銅）粉末とをモル比で0.2:0.6:1.
0の割合に混合して第１図（ａ）に示すような粉末混合
物１を得た。この粉末混合物１を酸素雰囲気中で900℃,
2時間に亙って仮焼した後，粉砕し，さらにボールミル
で粉末化した（以上が第１の工程）。
ム）粉末と,CuO（酸化銅）粉末とをモル比で0.2:0.6:1.
0の割合に混合して第１図（ａ）に示すような粉末混合
物１を得た。この粉末混合物１を酸素雰囲気中で900℃,
2時間に亙って仮焼した後，粉砕し，さらにボールミル
で粉末化した（以上が第１の工程）。
次に，粉末混合物に加圧成型加工（加圧力5000kg/c
m2）を施して第１図（ｂ）に示すような直径10mm,長さ5
0mmのペレット２を作製した（第２の工程）。次に，こ
のペレット２に，酸素雰囲気中で900℃,24時間の熱処理
を施した（第３の工程）。熱処理の終わったペレット２
を第１図（ｃ）に示すように，外径14mm,内径10.2mm,長
さ70mmの銀管３内に収容し，銀管３の両端開口を銀製の
栓4a,4bで封止した後、これに鍛造，線引き加工を施し
て第１図（ｄ）に示す如き直径0.5mmの線材５を得た
（第４の工程）。次に，この線材５に酸素雰囲気中で90
0℃,2時間に亙って熱処理を施して（第５の工程）製造
工程を終了した。
m2）を施して第１図（ｂ）に示すような直径10mm,長さ5
0mmのペレット２を作製した（第２の工程）。次に，こ
のペレット２に，酸素雰囲気中で900℃,24時間の熱処理
を施した（第３の工程）。熱処理の終わったペレット２
を第１図（ｃ）に示すように，外径14mm,内径10.2mm,長
さ70mmの銀管３内に収容し，銀管３の両端開口を銀製の
栓4a,4bで封止した後、これに鍛造，線引き加工を施し
て第１図（ｄ）に示す如き直径0.5mmの線材５を得た
（第４の工程）。次に，この線材５に酸素雰囲気中で90
0℃,2時間に亙って熱処理を施して（第５の工程）製造
工程を終了した。
このようにして製造された線材についてＸ線分光分析
したところ内部にＹ0.4Ba0.6CuO3-Xの組成式を持つ化合
物超電導層が形成されていることが確認された。
したところ内部にＹ0.4Ba0.6CuO3-Xの組成式を持つ化合
物超電導層が形成されていることが確認された。
一方，参考例として，実施例１の第１の工程を経た混
合粉末を実施例１の第２および第３の工程を経ずに銀管
３内に直接収容し，以下，実施例１と同じ工程を経て線
材を製造した。
合粉末を実施例１の第２および第３の工程を経ずに銀管
３内に直接収容し，以下，実施例１と同じ工程を経て線
材を製造した。
このようにして製造された線材について，超電導特性
を調べたところ次のような結果を得た。すなわち，臨界
温度（Tc）特性を調べたところ，実施例１で得られた線
材はオンセット温度が95K,オフポイント温度が90Kであ
った。一方，参考例で得られた線材は，オンセット温度
が89K,オフポイント温度が82Kであった。また，磁界零,
77Kの条件下で臨界電流密度（Jc）を測定したところ，
実施例１で得られた線材は,998A/cm2,参考例で得られた
線材は5A/cm2であった。さらに，臨界電流密度（Jc）の
磁界依存性を調べたところ，第２図に示すように，実施
例１で得られた線材（図中実線）は10テスラの磁界中で
もほとんど変化しなかったが、参考例で得られた線材
（図中破線）は磁界の強度が増すにしたがって急速に低
下する特性を示した。
を調べたところ次のような結果を得た。すなわち，臨界
温度（Tc）特性を調べたところ，実施例１で得られた線
材はオンセット温度が95K,オフポイント温度が90Kであ
った。一方，参考例で得られた線材は，オンセット温度
が89K,オフポイント温度が82Kであった。また，磁界零,
77Kの条件下で臨界電流密度（Jc）を測定したところ，
実施例１で得られた線材は,998A/cm2,参考例で得られた
線材は5A/cm2であった。さらに，臨界電流密度（Jc）の
磁界依存性を調べたところ，第２図に示すように，実施
例１で得られた線材（図中実線）は10テスラの磁界中で
もほとんど変化しなかったが、参考例で得られた線材
（図中破線）は磁界の強度が増すにしたがって急速に低
下する特性を示した。
このように，実施例１で得られた線材は，優れた超電
導特性を示すことが確認された。これは，第２の工程に
おける加圧成型加工およびこれに続く第３の工程におけ
る熱処理によって電流通路となる部分の組織が緻密化さ
れ，線材に加工してもその緻密状態が保持されることに
よるものと思われる。
導特性を示すことが確認された。これは，第２の工程に
おける加圧成型加工およびこれに続く第３の工程におけ
る熱処理によって電流通路となる部分の組織が緻密化さ
れ，線材に加工してもその緻密状態が保持されることに
よるものと思われる。
実施例２ 実施例１の場合と同じ粉末混合物を用い，実施例１の
工程と同じ工程を採用し，かつ第４の工程，つまり線材
への加工工程を900℃の雰囲気中で行なった。
工程と同じ工程を採用し，かつ第４の工程，つまり線材
への加工工程を900℃の雰囲気中で行なった。
この第２の実施例で得られた線材について超電導特性
を調べたところ，臨界温度特性については実施例１で得
られた線材とほぼ等しい結果が得られた。臨界電流密度
（Jc）については若干向上していることが確認された。
これは，線材への加工中に粉末材の一部が溶けで繋が
り，これによって電流通路を構成する部分の組織の緻密
状態が確実に保持されるためであると思われる。
を調べたところ，臨界温度特性については実施例１で得
られた線材とほぼ等しい結果が得られた。臨界電流密度
（Jc）については若干向上していることが確認された。
これは，線材への加工中に粉末材の一部が溶けで繋が
り，これによって電流通路を構成する部分の組織の緻密
状態が確実に保持されるためであると思われる。
なお，本発明は上述した実施例に限定されるものでは
ない。すなわち，酸化イットリウムに代えてエルビウ
ム，ジスプロシウム，サマリウム，ガドリニウム，ホル
ミウム，ネオジム，イッテルビウム，ツリウム，ルテチ
ウムの中から選ばれた少なくとも１種の酸化物粉末を用
いてもよい。また，第１の工程では，粉末混合物に対し
て，酸素雰囲気中で,900℃,2時間の仮焼処理を行なって
いるが，温度は850〜950℃，時間は１〜50時間であれば
よい。また，第３および第５の工程の熱処理温度および
時間は,850〜950℃,2〜100時間であればよい。なお，上
記温度より高くても，低くても良い結果は得られない。
さらに，第２の工程における加圧成型圧力は,500kg/cm2
以上，好ましくは1000kg/cm2以上が望ましい。もし，加
圧成型圧力が500kg/cm2未満の場合には線材に加工した
とき粉末粒子間に空洞が形成され易く，これが原因して
電流の流れる場所が少なくなって臨界電流，つまり臨界
電流密度が著しく低下する。また，ペレットを収容する
金属管は，線材加工を容易化するとともに第５の工程に
おいて内部に酸素を充分浸透させなければならない関係
上，延性に富みしかも酸素が透過し易い銅，銀もしくは
銀合金製であることが望ましい。また，線材への加工を
高温雰囲気中で行なうときの温度は700〜950℃であれば
よい。
ない。すなわち，酸化イットリウムに代えてエルビウ
ム，ジスプロシウム，サマリウム，ガドリニウム，ホル
ミウム，ネオジム，イッテルビウム，ツリウム，ルテチ
ウムの中から選ばれた少なくとも１種の酸化物粉末を用
いてもよい。また，第１の工程では，粉末混合物に対し
て，酸素雰囲気中で,900℃,2時間の仮焼処理を行なって
いるが，温度は850〜950℃，時間は１〜50時間であれば
よい。また，第３および第５の工程の熱処理温度および
時間は,850〜950℃,2〜100時間であればよい。なお，上
記温度より高くても，低くても良い結果は得られない。
さらに，第２の工程における加圧成型圧力は,500kg/cm2
以上，好ましくは1000kg/cm2以上が望ましい。もし，加
圧成型圧力が500kg/cm2未満の場合には線材に加工した
とき粉末粒子間に空洞が形成され易く，これが原因して
電流の流れる場所が少なくなって臨界電流，つまり臨界
電流密度が著しく低下する。また，ペレットを収容する
金属管は，線材加工を容易化するとともに第５の工程に
おいて内部に酸素を充分浸透させなければならない関係
上，延性に富みしかも酸素が透過し易い銅，銀もしくは
銀合金製であることが望ましい。また，線材への加工を
高温雰囲気中で行なうときの温度は700〜950℃であれば
よい。
［発明の効果］ 以上述べたように，本発明によれば，酸化物系化合物
超電導体特有の高い臨界温度特性を持つとともに臨界電
流が大きく，しかも応用性に富む線材の形に製造できる
化合物超電導線の製造方法を提供できる。
超電導体特有の高い臨界温度特性を持つとともに臨界電
流が大きく，しかも応用性に富む線材の形に製造できる
化合物超電導線の製造方法を提供できる。
第１図は本発明製造方法の一実施形態を説明するための
図，第２図は本発明製造方法によって製造された線材と
本発明によらない製造方法によって製造された線材との
臨界電流密度特性を示す図である。 １……粉末混合物,2……ペレット,3……銀管。
図，第２図は本発明製造方法によって製造された線材と
本発明によらない製造方法によって製造された線材との
臨界電流密度特性を示す図である。 １……粉末混合物,2……ペレット,3……銀管。
フロントページの続き (72)発明者 芳野 久士 川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社 東芝総合研究所内 (72)発明者 福島 伸 川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社 東芝総合研究所内 (72)発明者 丹生 ひろみ 川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社 東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭64−617（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−276819（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−274023（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−270342（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−307618（ＪＰ，Ａ)
Claims (7)
- 【請求項１】酸化物系の化合物超電導体を合成し得る元
素を含んだ複数種類の粉末体を混合して混合物を得る第
１の工程と，この工程によって得られた混合物に加圧成
型加工を施してペレットを形成する第２の工程と，この
工程によって得られたペレットに酸素を含む雰囲気中で
熱処理を施す第３の工程と，この工程を経たペレットを
金属管内に収容した状態で金属管ごと線状に加工する第
４の工程と，この工程によって形成された線材に酸素を
含む雰囲気中で熱処理を施す第５の工程とを具備してな
ることを特徴とする化合物超電導線の製造方法。 - 【請求項２】前記複数種類の粉末体は，イットリウム，
エルビウム，ジスプロシウム，サマリウム，ガドリニウ
ム，ホルミウム，ネオジウム，イッテルビウム，ツリウ
ム，ルテチウムの中から選ばれた少なくとも１種の酸化
物粉末と，炭酸バリウム粉末と，酸化銅粉末とであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の化合物超電
導線の製造方法。 - 【請求項３】前記第１の工程は，前記混合物に対して，
酸素雰囲気中で,850〜950℃,1〜50時間の仮焼処理を含
んでいることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
化合物超電導線の製造方法。 - 【請求項４】前記第３および第５の工程における熱処理
条件は,850〜950℃,2〜100時間であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の化合物超電導線の製造方
法。 - 【請求項５】前記第２の工程における加圧成型圧力は,5
00kg/cm2以上であることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の化合物超電導線の製造方法。 - 【請求項６】前記金属管は，銅製，銀製もしくは銀合金
製であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
化合物超電導線の製造方法。 - 【請求項７】前記第４の工程は,700〜950℃の雰囲気中
で行われることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の化合物超電導線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62112120A JP2592838B2 (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | 化合物超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62112120A JP2592838B2 (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | 化合物超電導線の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63279523A JPS63279523A (ja) | 1988-11-16 |
| JP2592838B2 true JP2592838B2 (ja) | 1997-03-19 |
Family
ID=14578684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62112120A Expired - Lifetime JP2592838B2 (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | 化合物超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2592838B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3716815C2 (de) * | 1987-05-20 | 1997-07-31 | Kabelmetal Electro Gmbh | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines Supraleiters |
| JP2567402B2 (ja) * | 1987-06-08 | 1996-12-25 | 住友電気工業株式会社 | 超電導ワイヤの製造方法 |
| JPS647425A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Showa Electric Wire & Cable Co | Manufacture of ceramic superconductive wire |
| JPH02213011A (ja) * | 1989-02-14 | 1990-08-24 | Seiko Epson Corp | 導電材料の製造方法 |
-
1987
- 1987-05-08 JP JP62112120A patent/JP2592838B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63279523A (ja) | 1988-11-16 |
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