JP2593520B2 - 酸化物系超電導線条体の製造方法 - Google Patents

酸化物系超電導線条体の製造方法

Info

Publication number
JP2593520B2
JP2593520B2 JP63133703A JP13370388A JP2593520B2 JP 2593520 B2 JP2593520 B2 JP 2593520B2 JP 63133703 A JP63133703 A JP 63133703A JP 13370388 A JP13370388 A JP 13370388A JP 2593520 B2 JP2593520 B2 JP 2593520B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide
powder
raw material
heat treatment
cuo
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63133703A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01304618A (ja
Inventor
祐行 菊地
靖三 田中
直樹 宇野
潔 岡庭
宏郎 高橋
裕美 村上
正史 安田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electric Power Development Co Ltd
Furukawa Electric Co Ltd
Hokkaido Electric Power Co Inc
Tohoku Electric Power Co Inc
Tokyo Electric Power Co Inc
Original Assignee
Electric Power Development Co Ltd
Furukawa Electric Co Ltd
Hokkaido Electric Power Co Inc
Tohoku Electric Power Co Inc
Tokyo Electric Power Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electric Power Development Co Ltd, Furukawa Electric Co Ltd, Hokkaido Electric Power Co Inc, Tohoku Electric Power Co Inc, Tokyo Electric Power Co Inc filed Critical Electric Power Development Co Ltd
Priority to JP63133703A priority Critical patent/JP2593520B2/ja
Publication of JPH01304618A publication Critical patent/JPH01304618A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2593520B2 publication Critical patent/JP2593520B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は酸化物系超電導線条体の製造方法に関するも
のである。
〔従来の技術〕
希土類元素又はBiと、アルカリ土金属、銅及び酸素か
らなるYBaCuO系、或いはBiSrCaCuO系等の酸化物系超電
導体は臨海温度(Tc)が高く、その応用が期待されてい
る。然しながらこれら酸化物系超電導体は一般に線条体
に加工する事が困難であり、通常酸化物、炭酸塩等の一
次原料粉体を所定組成となる様に秤量混合し、これを酸
素雰囲気中或いは大気中で仮焼成後粉砕して得られた2
次原料粉体(仮焼成粉)を銀、銀合金或いは銅合金等の
金属パイプ内に充填し、これを伸線、スウェージング、
溝ロール等により所望寸法の線条体に冷間加工し、更に
熱処理を施して酸化物系超電導線条体としていた。
又最近前記酸化物系超電導線条体をより高密度にする
為、例えば前記仮焼成粉をPt、Pt合金線等の芯材外周上
に被覆した後、該仮焼成粉の溶融開始温度以上で熱処理
する等、超電導体となる原料酸化物を一旦加熱溶融し
て、酸化物系超電導線条体を製造する方法も試みられて
いる。
〔発明が解決しようとする課題〕
然しながら、これらの方法の内前者の金属管を用いる
方法においては、酸化物超電導体の素材として粉末状の
酸化物材料を用いている為、中々高密度物にならなく、
従って得られた線条体は臨界電流密度(Jc)が低いとい
う欠点があった。
又後者の加熱溶融する方法においては、得られる線条
体は高密度物にはなるものの、原料酸化物が溶融凝固す
る過程でY2BaCuO5等の異相が生成し、その後の熱処理に
よっても消失せず、従って得られた線条体は臨界電流密
度(Jc)が低くなるという問題があった。
〔課題を解決する為の手段〕
本発明は上記の点に鑑み鋭意検討の結果なされたもの
であり、その目的とするところは臨界電流密度(Jc)が
高い酸化物系超電導線条体の製造方法を提供する事であ
る。
即ち本発明は、希土類元素又はBiとアルカリ土金属と
銅と酸素とからなる酸化物系超電導線条体を製造するに
あたり、原料粉体を仮焼成し、これを粉砕して、希土類
元素又はBiとアルカリ土金属と銅と酸素とからなり超電
導体となる仮焼成粉を製造し、ついでこの仮焼成粉100
重量部にさらにCuO粉末を0.1〜30重量部追加混合して、
CuO量が過剰の混合原料酸化物粉体を製造し、ついでこ
の混合原料酸化物粉体を所望の手法により所望形状の線
条体に成形した後、得られた線条体を前記仮焼成粉の溶
融開始温度(Ts)以上、Ts+500℃以下の温度範囲内で
熱処理し、ついで徐冷する事を特徴とする酸化物系超電
導線条体の製造方法である。
本発明は、超電導体となる原料酸化物粉末(仮焼成
粉)に0.1〜30重量部のCuO粉末を混合すると、この混合
原料酸化物粉末を所望の手法により所望形状の線条体に
成形後、成形した線条体が溶融開始する様な高温で熱処
理しても、超電導特性を害する異相が生成しなく、従っ
て密度が高くて、臨界電流密度(Jc)が大きい酸化物系
超電導線条体を得る事が出来る事を見出したものであ
る。
而して前記CuO粉末の配合割合が2次原料粉(仮焼成
粉)100重量部に対して0.1重量部未満であると、高温で
熱処理した際の異相の生成が防止できず、臨界電流密度
(Jc)が大きい酸化物系超電導線条体を得る事が出来な
く、又CuO粉末の割合が30重量部を超えると、超電導物
質の割合が少なくなって得られる線条体の超電導特性が
低下するので、CuO粉末の割合は2次原料粉(仮焼成
粉)100重量部に対して0.1〜30重量部の範囲内にする必
要がある。
又本発明における前記所望の手法により成形した混合
原料酸化物粉体からなる線条体の熱処理温度は、仮焼成
粉の溶融開始温度(Ts)未満であると充分な高密度体が
得られず、又Ts+500℃を超えると、前記所望の手法に
より所望形状に成形した線条体が線条体の形状を保持出
来ないと共に、混合原料酸化物粉体と芯材或いは金属パ
イプ等の被覆材との反応が激しくてる。従って線条成形
体の熱処理は、Ts〜Ts+500℃(即ちYBaCuO系の場合は9
20〜1420℃、BiSrCaCuO系の場合は850〜1350℃)の温度
範囲内で行なう必要がある。
次に本発明の実施態様を具体的に説明する。まず酸化
物系超電導体の一次原料粉として、YBaCuO系超電導体の
場合はY2O3、BaCO3及びCuOをY:Ba:Cu=1:2:3(モル比)
となる様に秤量し、又BiSrCaCuO系超電導体の場合はBi2
O3、SrCO3、CaCO3及びCuOをBi:Sr:Ca:Cu=1:1:1:2(モ
ル比)となる様に秤量し、これらを自動乳鉢或いはボー
ルミル、アトライター等で混合する。この原料酸化物粉
体を酸素雰囲気中で、例えばYBaCuO系超電導体の場合は
850〜950℃×数十時間程度、又BiSrCaCuO系超電導体の
場合は800〜850℃×数十時間程度仮焼成する(後者の場
合は大気中で仮焼成しても差し支えない)。次に前記仮
焼成粉と、所定量のCuO粉末との混合原料酸化物粉を所
望の手法にて所望形状の線条体とするが、その方法とし
ては例えば、 (1)前記混合原料酸化物粉を直接芯材の外周上に押出
被覆したり、或いは該混合原料酸化物粉とバインダーと
の混練物を、ダイス引抜き法等により芯材の外周上に外
付けして、第1図(a)に示す様に芯材1、混合原料酸
化物粉体2よりなる複合線とする方法。
(2)前記混合原料酸化物粉をAg、Ag合金等の金属パイ
プ内に充填後冷間又は熱間加工を行なうか、或いは熱間
でコンフォーム複合押出を行ない、第1図(b)に示す
様に混合原料酸化物粉体2、金属パイプ3よりなる複合
線とする方法等が挙げられる。
この様にして得られた線条体に熱処理を施して、酸化
物超電導線条体が得られるが、その熱処理温度は前述の
様に前記仮焼成粉の溶融開始温度(Ts)以上、Ts+500
℃以下の温度範囲内にする必要があり、特にYBaCuO系の
場合は酸素雰囲気中で熱処理し、熱処理後極力徐冷(5
℃/min程度以下)する事が望ましい。又前記熱処理は比
較的短い酸化物超電導線条体の場合はバッチ方式でも行
なえるが、長尺品の場合は第3図(a)に示した様な電
気炉6内を連続的に通過させる方式が望ましい。この際
該電気炉6の長手方向に第3図(b)に示した様な温度
勾配をつけて一方向に凝固させる事により、得られる酸
化物超電導線条体の結晶方位を制御する事が出来、該酸
化物超電導線条体の臨界電流密度(Jc)をより一層向上
させる事が可能となる。
尚本発明方法により製造される酸化物系超電導線条体
の形状は、第1図(a)〜(b)に示した様な円形断面
のものに限定されるものではなく、楕円形断面のもの、
多角形断面のもの、或いはテープ状のものであっても差
し支えない。又前記熱処理によって酸化物超電導体とな
らない過剰なCuOは、第2図(a)、(b)に示す様
に、所望の超電導体4を包囲するCuO層5として残存
し、該超電導体4自体の超電導特性を害さない。
〔作用〕
本発明による酸化物系超電導線条体の製造方法におい
ては、希土類元素又はBiと、アルカリ土金属、銅及び酸
素からなる超電導体となる原料酸化物粉末(仮焼成粉)
100重量部に対して0.1〜30重量部CuO粉末を混合し、こ
の混合原料酸化物粉末を所望の手法により所望形状の線
条体に成形後、原料酸化物(仮焼成粉)の溶融開始温度
(Ts)以上、Ts+500℃以下という高温で熱処理してい
るので、高密度の線条体が得られると共に、絶縁物であ
るY2BaCuO5等の超電導特性を害する異相が生成せず、従
って臨界電流密度(Jc)が大きい酸化物系超電導線条体
を得る事が出来る。
〔実施例1〕 次に本発明を実施例により更に具体的に説明する。原
料酸化物粉体としてY2O3、BaCO3及びCuOを用い、モル比
でY:Ba:Cu=1:2:3となる様に秤量し、自動乳鉢で混合し
た。これを酸素気流中で920℃×20hr仮焼成した。これ
を粉砕して得られた2次原料粉(仮焼成粉)100重量部
に、第1表に示した種々の量のCuO粉末を添加し、自動
乳鉢で混合して混合原料酸化物粉末を作った。この混合
原料酸化物粉末を500℃の熱間で、直接直径1mmφのPt−
Rh合金線(芯材)の外周上に押出被覆して、外径1.8mm
φの複合線材とした。続いてこの複合線材を、バッチ式
電気炉により酸素気流中で第1表に示した種々の温度で
5hr等温熱処理し、30℃迄3℃/minの冷却速度で徐冷す
るか、或いは第3図(a)、(b)に示した様な長手方
向に温度勾配を有する電気炉内を連続的に通過させ、第
1表に示した種々の熱処理温度に約5時間保持した後、
室温迄平均1℃/minの冷却速度で徐冷される様にした。
この様にして得られた酸化物系超電導線材について、密
度、臨界電流密度(Jc)並びにY2BaCuO5等の異相の生成
の有無を調査し、これらの結果をまとめて第1表に示し
た。尚第1表において密度は真密度との比(%)で示し
たものである。又Jcは液体窒素温度(77K)、0Gでの値
であり、CuO層を含めた酸化物層全体で換算した値であ
る。
〔実施例2〕 実施例1と同様にして得られた混合原料酸化物粉末を
Ag又はPt−Rh合金のパイプ(外径10mmφ、内径7mmφ)
に充填し、これを冷間加工して、外径0.5mmφの複合線
を作った。以後実施例1と同様な熱処理を行ない、この
様にして得られた酸化物系超電導線材について、実施例
1と同様な特性調査を行なった。熱処理条件等の前記酸
化物系超電導線材の製造条件並びに特性調査結果をまと
めて第2表に示した。
第1表及び第2表から明らかな様に、本発明の方法に
より得られた酸化物超電導線材(本発明例品1−1〜1
−7、2−1〜2−8)はいずれも異相の生成がなく、
高密度で、臨界電流密度(Jc)も高い値が得られてい
る。而して温度勾配をつけた電気炉中を連続的に通過さ
せて、超電導体の結晶方位に配向性を持たせた場合(本
発明例品1−5〜1−7、2−6〜2−8)に、特にJc
が高くなっている。一方CuO粉末の混合割合、或いは熱
処理温度が本発明の範囲外である比較例品1−8〜1−
12、2−9〜2−13はいずれもJcが低くなっている。特
にCuO粉末を全く混合しなかった比較例品1−12、2−1
3並びにその混合割合が少なすぎた比較例品1−8、2
−9では、異相(Y2BaCuO5)が生成しており、熱処理温
度が高すぎた比較例品1−11、2−12では混合原料酸化
物と芯材或いは被覆材であるPt−Rh合金とが著しく反応
している。又熱処理温度が低すぎた比較例品1−10、2
−11は得られた超電導線材の密度が低くなっている。
〔実施例3〕 原料酸化物粉体としてBi2O3、SrCO3、CaCO3及びCuOを
用い、モル比でBi:Sr:Ca:Cu=1:1:1:2となる様に秤量
し、自動乳鉢で混合した。これを大気中で820℃×20hr
仮焼成した。以後実施例1と同様な方法で複合線材を製
造し、該複合線材について大気中で熱処理した以外は実
施例1と同様な方法で、第3表に示した種々の温度で熱
処理を行なった。この様にして得られた酸化物系超電導
線材について、実施例1と同様な調査を行ない、これら
の結果をまとめて第3表に示した。
〔実施例4〕 実施例3と同様にして得られた混合原料酸化物粉末を
Ag又はPt−Rh合金のパイプ(外径10mmφ、内径7mmφ)
に充填し、これを冷間加工して、外径0.5mmφの複合線
を作った。以後実施例3と同様な熱処理を行ない、この
様にして得られた酸化物系超電導線材について、実施例
1と同様な特性調査を行なった。熱処理条件等の前記酸
化物系超電導線材の製造条件並びに特性調査結果をまと
めて第4表に示した。
第3表及び第4表から明らかな様に、本発明の方法に
より得られた酸化物超電導線材(本発明例品3−1〜3
−8、4−1〜4−7)はいずれも異相の生成がなく、
高密度で、臨界電流密度(Jc)も高い値が得られてい
る。而して温度勾配をつけた電気炉中を連続的に通過さ
せて、超電導体の結晶方位に配向性を持たせた場合(本
発明例品3−6〜3−8、4−5〜4−7)に、特にJc
が高くなっている。一方CuO粉末の混合割合、或いは熱
処理温度が本発明の範囲外であった比較例品3−9〜3
−13、4−8〜4−12はいずれもJcが低くなっている。
特にCuO粉末を全く混合しなかった比較例品3−13、4
−12並びにその混合割合が少なすぎた比較例品3−9、
4−8では、異相(CaCuO系、BiSrO系等)が生成してい
る。
〔発明の効果〕 本発明の方法によれば、従来よりも臨界電流密度
(Jc)が高い希土類元素又はBiと、アルカリ土金属、銅
及び酸素からなる酸化物系超電導線条体を得る事が出
来、工業上顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、(b)は本発明の方法により混合原料酸
化物粉末を成形して得られた酸化物線条体の実施態様を
示す断面図、第2図(a)、(b)は前記酸化物線条体
を熱処理して得られた酸化物超電導線条体の実施態様を
示す断面図、第3図(a)は本発明方法に用いられる連
続式熱処理炉の一例を示す概略断面図、第3図(b)は
前記熱処理炉内の温度分布の一例を示す説明図である。 1……芯材、2……混合原料酸化物粉体、3……金属パ
イプ、4……超電導体、5……CuO層、6……電気炉、
7……ヒーター。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 999999999 電源開発株式会社 東京都中央区銀座6丁目15番1号 (72)発明者 菊地 祐行 神奈川県横浜市西区岡野2―4―3 古 河電気工業株式会社横浜研究所内 (72)発明者 田中 靖三 神奈川県横浜市西区岡野2―4―3 古 河電気工業株式会社横浜研究所内 (72)発明者 宇野 直樹 神奈川県横浜市西区岡野2―4―3 古 河電気工業株式会社横浜研究所内 (72)発明者 岡庭 潔 東京都調布市西つつじケ丘2―4―1 東京電力株式会社技術研究所内 (72)発明者 高橋 宏郎 宮城県仙台市中山7―2―1 東北電力 株式会社総合研究所内 (72)発明者 村上 裕美 北海道札幌市豊平区里塚461―6 北海 道電力株式会社総合研究所内 (72)発明者 安田 正史 東京都中央区銀座6―15―1 電源開発 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−276819(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】希土類元素又はBiとアルカリ土金属と銅と
    酸素とからなる酸化物系超電導線条体を製造するにあた
    り、原料粉体を仮焼成し、これを粉砕して、希土類元素
    又はBiとアルカリ土金属と銅と酸素とからなり超電導体
    となる仮焼成粉を製造し、ついでこの仮焼成粉100重量
    部にさらにCuO粉末を0.1〜30重量部追加混合して、CuO
    量が過剰の混合原料酸化物粉体を製造し、ついでこの混
    合原料酸化物粉体を所望の手法により所望形状の線条体
    に成形した後、得られた線条体を前記仮焼成粉の溶融開
    始温度(Ts)以上、Ts+500℃以下の温度範囲内で熱処
    理し、ついで徐冷する事を特徴とする酸化物系超電導線
    条体の製造方法。
JP63133703A 1988-05-31 1988-05-31 酸化物系超電導線条体の製造方法 Expired - Lifetime JP2593520B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63133703A JP2593520B2 (ja) 1988-05-31 1988-05-31 酸化物系超電導線条体の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63133703A JP2593520B2 (ja) 1988-05-31 1988-05-31 酸化物系超電導線条体の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01304618A JPH01304618A (ja) 1989-12-08
JP2593520B2 true JP2593520B2 (ja) 1997-03-26

Family

ID=15110916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63133703A Expired - Lifetime JP2593520B2 (ja) 1988-05-31 1988-05-31 酸化物系超電導線条体の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2593520B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01163922A (ja) * 1987-09-14 1989-06-28 Sumitomo Electric Ind Ltd 線状超電導材の製造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63276819A (ja) * 1987-05-07 1988-11-15 Nippon Steel Corp セラミックス系超伝導線条体の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01304618A (ja) 1989-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2877149B2 (ja) 複合酸化物セラミック系超電導線の製造方法
JP3042551B2 (ja) 超電導線の製造方法
EP0308892A2 (en) Flaky oxide superconductor and method of manufacturing the same
JP2593520B2 (ja) 酸化物系超電導線条体の製造方法
EP0397943B1 (en) Method of producing a superconductive oxide cable and wire
JP3034255B2 (ja) 超電導体、超電導体線材および超電導線材の製造方法
KR910009198B1 (ko) 초전도 성형체의 제조방법
JP2610033B2 (ja) 酸化物系超電導成形体の製造方法
JPS63276819A (ja) セラミックス系超伝導線条体の製造方法
JP2567891B2 (ja) 酸化物超電導成形体の製造方法
JPH0554731A (ja) 多芯セラミツクス超電導線材およびその製造方法
JP2556545B2 (ja) 酸化物超電導線材の製造方法
JP2583288B2 (ja) フレーク状酸化物超電導体の製造方法
US5346883A (en) Method of manufacturing superconductive products
JP3450488B2 (ja) ホウ素を含有する金属酸化物超伝導線材
JPH01163914A (ja) 酸化物超電導線の製造方法
JPH01134809A (ja) 超電導線材
JPH01315907A (ja) 酸化物超電導線条体及びその製造方法
JPH01286210A (ja) 酸化物系超電導線条体の製造方法
JPH02278616A (ja) 多芯型酸化物超電導導体の製造方法
JPH07141940A (ja) ビスマス系酸化物超伝導線材の製造方法
JPH01163913A (ja) 酸化物超電導線の製造方法
JPH04317415A (ja) Bi系酸化物超電導々体の製造方法
JPH01169820A (ja) 酸化物系超電導線条体の製造方法
JPH02192619A (ja) 酸化物超電導導体の製造方法