JP2604812B2 - 酸化物超電導線材の製造方法 - Google Patents
酸化物超電導線材の製造方法Info
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- JP2604812B2 JP2604812B2 JP63180066A JP18006688A JP2604812B2 JP 2604812 B2 JP2604812 B2 JP 2604812B2 JP 63180066 A JP63180066 A JP 63180066A JP 18006688 A JP18006688 A JP 18006688A JP 2604812 B2 JP2604812 B2 JP 2604812B2
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、超電導マグネットコイルなどの超電導機
器用あるいは電力輸送線用などとして応用開発が進めら
れている酸化物超電導線材の製造方法に関する。
器用あるいは電力輸送線用などとして応用開発が進めら
れている酸化物超電導線材の製造方法に関する。
「従来の技術」 近年相次いで発見されている酸化物超電導体は従来知
られている合金系あるいは金属間化合物系の超電導体に
比較して超電導状態に転位する臨界温度が極めて高いた
めに、有望な超電導材料として応用開発がなされてい
る。
られている合金系あるいは金属間化合物系の超電導体に
比較して超電導状態に転位する臨界温度が極めて高いた
めに、有望な超電導材料として応用開発がなされてい
る。
このような背景において前記酸化物超電導体を用いて
超電導線を製造する種々の試みがなされているが、酸化
物超電導線を製造する方法において現在最も一般的に知
られている方法として以下に説明する方法がある。ま
ず、酸化物超電導体を構成する元素を含有する複数の化
合物粉末を所定の比率で混合して混合粉末を調製し、こ
の混合粉末を仮焼して不要成分を除去するとともに、こ
の仮焼粉末を金属管に充填し、ドローイングあるいはス
ウェージングなどの縮径加工を施して仮焼粉末を圧密
し、次いで圧密体に熱処理を施して各元素を固相反応さ
せ、酸化物超電導体を生成させて超電導線を製造する方
法である。
超電導線を製造する種々の試みがなされているが、酸化
物超電導線を製造する方法において現在最も一般的に知
られている方法として以下に説明する方法がある。ま
ず、酸化物超電導体を構成する元素を含有する複数の化
合物粉末を所定の比率で混合して混合粉末を調製し、こ
の混合粉末を仮焼して不要成分を除去するとともに、こ
の仮焼粉末を金属管に充填し、ドローイングあるいはス
ウェージングなどの縮径加工を施して仮焼粉末を圧密
し、次いで圧密体に熱処理を施して各元素を固相反応さ
せ、酸化物超電導体を生成させて超電導線を製造する方
法である。
「発明が解決しようとする課題」 しかしながら前述の従来方法によって製造された酸化
物超電導線は、仮焼粉末を金属管に充填して縮径加工を
行う関係から、仮焼粉末の圧密体には縮径加工に伴う応
力が付加されていて圧密体にクラックを生じ易い傾向が
あり、圧密体にクラックを生じると超電導体の臨界電流
密度が著しく低下する問題がある。また、金属管に粉末
を充填して縮径加工する方法では、粉末の圧密度を十分
に高くすることができないために臨界電流密度の高い酸
化物超電導線を得ることができない問題があった。
物超電導線は、仮焼粉末を金属管に充填して縮径加工を
行う関係から、仮焼粉末の圧密体には縮径加工に伴う応
力が付加されていて圧密体にクラックを生じ易い傾向が
あり、圧密体にクラックを生じると超電導体の臨界電流
密度が著しく低下する問題がある。また、金属管に粉末
を充填して縮径加工する方法では、粉末の圧密度を十分
に高くすることができないために臨界電流密度の高い酸
化物超電導線を得ることができない問題があった。
本発明は、前記課題を解決するためになされたもの
で、全長にわたり均一で緻密な酸化物超電導層を生成さ
せることができ、基材に対する酸化物超電導層の密着性
が良好で機械強度も高いとともに、高い臨界温度と優れ
た臨界電流密度を示す酸化物超電導線材の製造方法を提
供することを目的とする。
で、全長にわたり均一で緻密な酸化物超電導層を生成さ
せることができ、基材に対する酸化物超電導層の密着性
が良好で機械強度も高いとともに、高い臨界温度と優れ
た臨界電流密度を示す酸化物超電導線材の製造方法を提
供することを目的とする。
「課題を解決するための手段」 本発明は、前記課題を解決するために、Bi−Ｂ−Cu−
Ｏ系（ただしＢは、Ca,Sr,Laのうち１種または２種以上
を示す。）の酸化物超電導線材の製造方法において、長
尺の基材の表面に、Bi−Ｂ−Cu−Ｏ系酸化物を構成する
元素のうち、少なくとも前記Ｂ元素を含有する第１の原
料層を形成して被覆線を形成し、この被覆線をプラズマ
発生筒の下部に真空容器を接続したプラズマ蒸着装置に
供給する一方、Bi−Ｂ−Cu−Ｏ系酸化物を構成する元素
のうち、前記第１の原料層の構成元素以外の元素の揮発
ガスを前記プラズマ発生筒下部の真空容器内に供給し、
プラズマ発生筒で発生させたプラズマフレームで前記揮
発ガスを分解反応させて第１の原料層上に、Bi−Ｂ−Cu
−Ｏ系酸化物を構成する元素のうち、第１の原料層の構
成元素以外からなる第２の原料層を形成して複合線を形
成し、この複合線を熱処理して基材上にBi−Ｂ−Cu−Ｏ
系の酸化物超電導層を形成するものである。
Ｏ系（ただしＢは、Ca,Sr,Laのうち１種または２種以上
を示す。）の酸化物超電導線材の製造方法において、長
尺の基材の表面に、Bi−Ｂ−Cu−Ｏ系酸化物を構成する
元素のうち、少なくとも前記Ｂ元素を含有する第１の原
料層を形成して被覆線を形成し、この被覆線をプラズマ
発生筒の下部に真空容器を接続したプラズマ蒸着装置に
供給する一方、Bi−Ｂ−Cu−Ｏ系酸化物を構成する元素
のうち、前記第１の原料層の構成元素以外の元素の揮発
ガスを前記プラズマ発生筒下部の真空容器内に供給し、
プラズマ発生筒で発生させたプラズマフレームで前記揮
発ガスを分解反応させて第１の原料層上に、Bi−Ｂ−Cu
−Ｏ系酸化物を構成する元素のうち、第１の原料層の構
成元素以外からなる第２の原料層を形成して複合線を形
成し、この複合線を熱処理して基材上にBi−Ｂ−Cu−Ｏ
系の酸化物超電導層を形成するものである。
「作用」 第１の原料層と第２の原料層の元素が熱処理により反
応して基材上にBi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系などの酸化物超電
導層が生成する。また、酸化物超電導層を形成する場合
に機械加工を伴わないので超電導層にクラックが入るこ
とがなくなり、臨界電流密度の高い酸化物超電導層が生
成する。更に、第１の原料層の厚さと第２の原料層の厚
さを所望の値にすることにより、第１の原料層と第２の
原料層の厚さに対応した厚さの酸化物超電導層が生成す
る。
応して基材上にBi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系などの酸化物超電
導層が生成する。また、酸化物超電導層を形成する場合
に機械加工を伴わないので超電導層にクラックが入るこ
とがなくなり、臨界電流密度の高い酸化物超電導層が生
成する。更に、第１の原料層の厚さと第２の原料層の厚
さを所望の値にすることにより、第１の原料層と第２の
原料層の厚さに対応した厚さの酸化物超電導層が生成す
る。
第２の原料層を第１の原料層の上に形成する場合、プ
ラズマ発生筒の下部に真空容器を接続したプラズマ蒸着
装置を用い、プラズマ発生筒で発生させたプラズマフレ
ームで揮発ガスを分解反応させて第２の原料層を生成す
ることにより、第２の原料層が第１の原料層上に生成さ
れる。
ラズマ発生筒の下部に真空容器を接続したプラズマ蒸着
装置を用い、プラズマ発生筒で発生させたプラズマフレ
ームで揮発ガスを分解反応させて第２の原料層を生成す
ることにより、第２の原料層が第１の原料層上に生成さ
れる。
以下に本発明を更に詳細に説明する。
第１図ないし第３図は、本発明をBi−Sr−Ca−Cu−Ｏ
系の超電導材の製造方法に適用した一例を説明するため
のものである。
系の超電導材の製造方法に適用した一例を説明するため
のものである。
この例では、まず、第１図に示すような断面円形状の
長尺の基材10を用意する。この基材10の構成材料として
は、融点800℃以上であって、耐酸化性の良好な材料を
用いることが好ましく、具体的には銀などの貴金属、T
i,Ta,Zr,Hf,V,Nb等の単体金属、あるいは、Cu−Ni合
金、Cu−Al合金、Ni−Al合金、Ti−Ｖ合金、あるいは、
モネルメタル、ステンレスなどの金属材料、石英ガラ
ス、サァイアまたはセラミックス、あるいは炭素繊維な
どが用いられる。このように非酸化性の材料を用いる理
由は、後の工程で行う熱処理時に、基材10が酸化して酸
化物超電導層から酸素を奪うことがないようにするため
である。
長尺の基材10を用意する。この基材10の構成材料として
は、融点800℃以上であって、耐酸化性の良好な材料を
用いることが好ましく、具体的には銀などの貴金属、T
i,Ta,Zr,Hf,V,Nb等の単体金属、あるいは、Cu−Ni合
金、Cu−Al合金、Ni−Al合金、Ti−Ｖ合金、あるいは、
モネルメタル、ステンレスなどの金属材料、石英ガラ
ス、サァイアまたはセラミックス、あるいは炭素繊維な
どが用いられる。このように非酸化性の材料を用いる理
由は、後の工程で行う熱処理時に、基材10が酸化して酸
化物超電導層から酸素を奪うことがないようにするため
である。
次に前記基材10の外周面にSrとCaからなる第１の原料
層11を形成して被覆線を作成する。この第１の原料層11
を形成するには、真空蒸着法、スパッタ法などの薄膜形
成手段、あるいは、BiとSrの合金溶湯中に基材10を連続
的に通過させる方法などを用いることができる。なお、
第１の原料層11をBiとSrの複合酸化物層などの化合物層
から構成しても良い。また、BaとSrからなる第１の原料
層１を形成した後に、その表面部分あるいは全体を酸化
するなどの処理を行っても差し支えない。
層11を形成して被覆線を作成する。この第１の原料層11
を形成するには、真空蒸着法、スパッタ法などの薄膜形
成手段、あるいは、BiとSrの合金溶湯中に基材10を連続
的に通過させる方法などを用いることができる。なお、
第１の原料層11をBiとSrの複合酸化物層などの化合物層
から構成しても良い。また、BaとSrからなる第１の原料
層１を形成した後に、その表面部分あるいは全体を酸化
するなどの処理を行っても差し支えない。
次いで前記被覆線の外周面に化学蒸着法（以下CVD法
と略称する）によりBiを含有する第２の原料層13を第２
図に示すように形成して複合線14を作成する。
と略称する）によりBiを含有する第２の原料層13を第２
図に示すように形成して複合線14を作成する。
第４図はCVD法によって第２の原料層13を形成する場
合に用いて好適なプラズマ蒸着装置の一例を示すもの
で、このプラズマ蒸着装置Ｐは、プラズマ発生筒20と、
プラズマ発生筒20の下部に接続された真空容器21と、真
空容器21に接続された気相源供給装置22と、真空容器21
に接続された基材供給装置23を主体として構成されてい
る。
合に用いて好適なプラズマ蒸着装置の一例を示すもの
で、このプラズマ蒸着装置Ｐは、プラズマ発生筒20と、
プラズマ発生筒20の下部に接続された真空容器21と、真
空容器21に接続された気相源供給装置22と、真空容器21
に接続された基材供給装置23を主体として構成されてい
る。
プラズマ発生筒20の外周側には高周波コイル24が付設
され、プラズマ発生筒20の上端部にはキャリアガスの供
給管25が接続されている。前記真空容器21は、図示略の
真空排気装置に接続されて内部を真空引きできるように
なっているとともに、真空容器21の中央部には加熱ヒー
タ26が設けられている。
され、プラズマ発生筒20の上端部にはキャリアガスの供
給管25が接続されている。前記真空容器21は、図示略の
真空排気装置に接続されて内部を真空引きできるように
なっているとともに、真空容器21の中央部には加熱ヒー
タ26が設けられている。
また、気相源ガス供給装置22は、バブラ28,29を具備
し、各バブラ28,29は接続パイプ27によって真空容器21
に接続され、接続パイプ27の先端部はプラズマ発生筒20
の下端開口部に臨ませられている。前記バブラ28にはBi
の有機金属錯体（アルコキシド、ジケトン錯体など）あ
るいはBiの無機化合物などが収納され、バブラ29にはCu
の有機金属錯体あるいはCuの無機化合物などが収納され
ている。そして、この気相源ガス供給装置22により、各
バブラ28,29から発生させた揮発ガスにキャリアガスを
混合して気相源ガスとした後に、この気相源ガスを接続
パイプ27を介して真空容器21の内部に送ることができる
ようになっている。なお、バブラ28,29に供給されるキ
ャリアガスとしては、水素ガス、窒素ガス、アルゴンガ
スなどが好適に用いられるとともに、気相源として常温
常圧では気化し難いものを用いる場合は、各バブラ28,2
9を加熱するかあるいはバブラ28,29を減圧状態にするこ
とで揮発ガスの発生を促進することができる。
し、各バブラ28,29は接続パイプ27によって真空容器21
に接続され、接続パイプ27の先端部はプラズマ発生筒20
の下端開口部に臨ませられている。前記バブラ28にはBi
の有機金属錯体（アルコキシド、ジケトン錯体など）あ
るいはBiの無機化合物などが収納され、バブラ29にはCu
の有機金属錯体あるいはCuの無機化合物などが収納され
ている。そして、この気相源ガス供給装置22により、各
バブラ28,29から発生させた揮発ガスにキャリアガスを
混合して気相源ガスとした後に、この気相源ガスを接続
パイプ27を介して真空容器21の内部に送ることができる
ようになっている。なお、バブラ28,29に供給されるキ
ャリアガスとしては、水素ガス、窒素ガス、アルゴンガ
スなどが好適に用いられるとともに、気相源として常温
常圧では気化し難いものを用いる場合は、各バブラ28,2
9を加熱するかあるいはバブラ28,29を減圧状態にするこ
とで揮発ガスの発生を促進することができる。
基材供給装置23は供給ローラ30と巻取ローラ31とを具
備してなり、供給ローラ30から送り出した基材10をプラ
ズマ発生筒20の下方を通過させて巻取ローラ31で巻き取
ることができるようになっている。
備してなり、供給ローラ30から送り出した基材10をプラ
ズマ発生筒20の下方を通過させて巻取ローラ31で巻き取
ることができるようになっている。
前述のように基材10上に第１の原料層11を形成して被
覆線を形成したならば、次に、第４図に示すプラズマ蒸
着装置Ｐの供給ローラ30に被覆線を巻き付け、真空容器
21の内部を真空引きするとともに、気相源22からBiの気
相源ガスとCuの気相源ガスと酸素ガスをプラズマ発生筒
20の下方に送り、供給ローラ30から巻取ローラ31に被覆
線を順次移動する一方、ガス供給管25から酸素ガスや亜
酸化窒素ガスなどの酸素源ガスと不活性ガスを混合した
プラズマ発生用ガスをプラズマ発生筒20に送り、更に高
周波コイル24を作動させてプラズマ発生筒20の内部にプ
ラズマフレームＦを発生させる。また、加熱ヒータ26を
作動させて被覆線を800〜1000℃程度に予熱する。
覆線を形成したならば、次に、第４図に示すプラズマ蒸
着装置Ｐの供給ローラ30に被覆線を巻き付け、真空容器
21の内部を真空引きするとともに、気相源22からBiの気
相源ガスとCuの気相源ガスと酸素ガスをプラズマ発生筒
20の下方に送り、供給ローラ30から巻取ローラ31に被覆
線を順次移動する一方、ガス供給管25から酸素ガスや亜
酸化窒素ガスなどの酸素源ガスと不活性ガスを混合した
プラズマ発生用ガスをプラズマ発生筒20に送り、更に高
周波コイル24を作動させてプラズマ発生筒20の内部にプ
ラズマフレームＦを発生させる。また、加熱ヒータ26を
作動させて被覆線を800〜1000℃程度に予熱する。
接続パイプ27の先端からプラズマフレームＦに供給さ
れた気相源ガスは、プラズマフレームＦの熱で分解さ
れ、プラズマフレームＦの周囲に存在する酸素と反応し
てBiとCuの複合酸化物の微粉末となって被覆線の表面に
吹き付けられ、被覆線の外周面には第２図に示すように
第２の原料層13が蒸着されて複合線14が得られる。なお
第２の原料層13を蒸着する場合、供給ローラ30と巻取ロ
ーラ31を回転させて被覆線をその周回りに回転させ、被
覆線の全周に均一に第２の原料層13を蒸着することが好
ましい。
れた気相源ガスは、プラズマフレームＦの熱で分解さ
れ、プラズマフレームＦの周囲に存在する酸素と反応し
てBiとCuの複合酸化物の微粉末となって被覆線の表面に
吹き付けられ、被覆線の外周面には第２図に示すように
第２の原料層13が蒸着されて複合線14が得られる。なお
第２の原料層13を蒸着する場合、供給ローラ30と巻取ロ
ーラ31を回転させて被覆線をその周回りに回転させ、被
覆線の全周に均一に第２の原料層13を蒸着することが好
ましい。
このとき複合線14は、プラズマフレームＦの熱と加熱
ヒータ26の熱により800〜1000℃程度に予熱されている
ために、この高温雰囲気によって第１の原料層11の元素
と、第２の原料層13の元素に加えて雰囲気中の酸素が反
応してBi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系の酸化物超電導層Ｓが生成
するので第３図に示す酸化物超電導線材Ｗを得ることが
できる。この酸化物超電導線材Ｗは巻取ローラ31に巻き
取られて冷却される。
ヒータ26の熱により800〜1000℃程度に予熱されている
ために、この高温雰囲気によって第１の原料層11の元素
と、第２の原料層13の元素に加えて雰囲気中の酸素が反
応してBi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系の酸化物超電導層Ｓが生成
するので第３図に示す酸化物超電導線材Ｗを得ることが
できる。この酸化物超電導線材Ｗは巻取ローラ31に巻き
取られて冷却される。
以上の操作によって長尺の酸化物超電導線材Ｗを連続
製造することができる。なお、酸化物超電導層Ｓを生成
する場合、気相源ガス供給装置22から、300℃程度で分
解して酸素を放出する亜酸化窒素（N2O）ガスなどの酸
化性のガスを送り、酸化物超電導層Ｓの生成時に十分な
酸素を供給するようにしても良い。
製造することができる。なお、酸化物超電導層Ｓを生成
する場合、気相源ガス供給装置22から、300℃程度で分
解して酸素を放出する亜酸化窒素（N2O）ガスなどの酸
化性のガスを送り、酸化物超電導層Ｓの生成時に十分な
酸素を供給するようにしても良い。
前述の製造方法によれば、酸化物超電導線材Ｗの製造
工程において機械加工を伴わないために超電導層Ｓに応
力を付加することはなく、クラックなどの欠陥部分のな
い臨界電流密度の高い酸化物超電導線材Ｗを製造するこ
とができる。また、基材10上に形成した第１の原料層11
は基材10に対して強く密着するので、第１の原料層11と
第２の原料層13の元素の反応により生成される酸化物超
電導層Ｓも基材10に対して強く密着する。このように超
電導層Ｓは基材10に体して密着性が良好であって薄いた
めに、可撓性に優れ、機械強度の高い酸化物超電導線材
Ｗを得ることができ、この酸化物超電導線材Ｗは巻胴に
巻回してコイル化することなどが可能になる。また、加
熱ヒータ26の出力を調節することで基材10の加熱条件を
容易に制御できるので、酸化物超電導体の種類に応じた
理想的な熱処理条件を設定することが容易にできるよう
になり、臨界温度の高い均質な酸化物超電導層Ｓを生成
させることができる。
工程において機械加工を伴わないために超電導層Ｓに応
力を付加することはなく、クラックなどの欠陥部分のな
い臨界電流密度の高い酸化物超電導線材Ｗを製造するこ
とができる。また、基材10上に形成した第１の原料層11
は基材10に対して強く密着するので、第１の原料層11と
第２の原料層13の元素の反応により生成される酸化物超
電導層Ｓも基材10に対して強く密着する。このように超
電導層Ｓは基材10に体して密着性が良好であって薄いた
めに、可撓性に優れ、機械強度の高い酸化物超電導線材
Ｗを得ることができ、この酸化物超電導線材Ｗは巻胴に
巻回してコイル化することなどが可能になる。また、加
熱ヒータ26の出力を調節することで基材10の加熱条件を
容易に制御できるので、酸化物超電導体の種類に応じた
理想的な熱処理条件を設定することが容易にできるよう
になり、臨界温度の高い均質な酸化物超電導層Ｓを生成
させることができる。
なお、この発明の実施に用いる基材10はテープ状、筒
状などでも差し支えなく、テープ状の基材を用いる場合
は、基材の一側の表面のみに酸化物超電導層を形成して
も良い。更に、先の例においては基材10の表面に第２の
原料層13を形成した状態で直ちに加熱しているが、第２
の原料層13を形成する際には加熱ヒータ26による加熱は
行わずに、第２の原料層13を形成した後に、別途に用意
したの加熱炉などにおいて酸素ガス雰囲気中などで加熱
して熱処理を行うこともできる。更に前記の例ではBi−
Sr−Ca−Cu−Ｏ系の超電導線材の製造方法に本発明を適
用した例について説明したが、本発明ではＡ元素として
周期律表V b族元素のうち１種以上の元素を用い、Ｂ元
素として周期律表II a族元素のうち１種以上を用いるこ
とができるので、例えば、Bi−Sr−Cu−Ｏ系、Bi−La−
Sr−Cu−Ｏ系などの酸化物超電導線材の製造方法にも適
用することができる。
状などでも差し支えなく、テープ状の基材を用いる場合
は、基材の一側の表面のみに酸化物超電導層を形成して
も良い。更に、先の例においては基材10の表面に第２の
原料層13を形成した状態で直ちに加熱しているが、第２
の原料層13を形成する際には加熱ヒータ26による加熱は
行わずに、第２の原料層13を形成した後に、別途に用意
したの加熱炉などにおいて酸素ガス雰囲気中などで加熱
して熱処理を行うこともできる。更に前記の例ではBi−
Sr−Ca−Cu−Ｏ系の超電導線材の製造方法に本発明を適
用した例について説明したが、本発明ではＡ元素として
周期律表V b族元素のうち１種以上の元素を用い、Ｂ元
素として周期律表II a族元素のうち１種以上を用いるこ
とができるので、例えば、Bi−Sr−Cu−Ｏ系、Bi−La−
Sr−Cu−Ｏ系などの酸化物超電導線材の製造方法にも適
用することができる。
「実施例」 本発明の方法に基いてBi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系の酸化物
超電導線材を製造した。
超電導線材を製造した。
直径1.2mmの銀製の丸線材を基材とし、この基材の表
面に、スパッタリング法によりSi:Ca＝1:1の割合の厚さ
５μｍの第１の原料層を形成して被覆線を得た。次に、
この被覆線を第２図に示す構成のプラズマ蒸着装置にセ
ットして加熱ヒータで加熱しながらその外周にBiとCuと
Ｏからなる第２の原料層を形成して複合線を形成すると
同時にこの複合線に熱処理を施して酸化物超電導線材を
製造した。この場合にプラズマ蒸着装置において用いる
気相源はBiのアルコキシド化合物およびCuのジケトン化
合物を用い、キャリアガスとして窒素ガスを用い、プラ
ズマ用ガスとして酸素とアルゴンとの混合ガスを用い
た。そしてプラズマ蒸着装置の操作条件を以下の通りに
設定した。
面に、スパッタリング法によりSi:Ca＝1:1の割合の厚さ
５μｍの第１の原料層を形成して被覆線を得た。次に、
この被覆線を第２図に示す構成のプラズマ蒸着装置にセ
ットして加熱ヒータで加熱しながらその外周にBiとCuと
Ｏからなる第２の原料層を形成して複合線を形成すると
同時にこの複合線に熱処理を施して酸化物超電導線材を
製造した。この場合にプラズマ蒸着装置において用いる
気相源はBiのアルコキシド化合物およびCuのジケトン化
合物を用い、キャリアガスとして窒素ガスを用い、プラ
ズマ用ガスとして酸素とアルゴンとの混合ガスを用い
た。そしてプラズマ蒸着装置の操作条件を以下の通りに
設定した。
真空容器内部の真空度 1Torr以下、 被覆線の加熱温度 750℃ 被覆線の移動速度 50cm/分 被覆線の回転数 12回／分 そして前記プラズマ蒸着装置による第２の原料層の形
成と同時に行なわれる熱処理により、基材の表面にBi−
Sr−Ca−Cu−Ｏ系の厚さ10μｍの超電導層を生成するこ
とができた。
成と同時に行なわれる熱処理により、基材の表面にBi−
Sr−Ca−Cu−Ｏ系の厚さ10μｍの超電導層を生成するこ
とができた。
以上の工程により製造された酸化物超電導線材の臨界
温度（Tc）と臨界電流密度（Jc）を測定した結果、 Tc＝98K Jc＝１×106A/cm2 の優秀な値を発揮することを確認できた。
温度（Tc）と臨界電流密度（Jc）を測定した結果、 Tc＝98K Jc＝１×106A/cm2 の優秀な値を発揮することを確認できた。
「発明の効果」 以上説明したように本発明によれば、第１の原料層と
第２の原料層の元素を熱処理により反応させることによ
って機械加工を行うことなく基材上にBi−Sr−Ca−Cu−
Ｏ系などの酸化物超電導層を生成させることができる。
このため超電導層にクラックを発生させることがなくな
り、臨界電流密度の高い均質で緻密な酸化物超電導線材
を製造することができる。更に、第１の原料層の厚さと
第２の原料層の厚さは所望の値に設定できるので、これ
らの層の厚さを調節することにより、第１の原料層と第
２の原料層の厚さに対応した所望の厚さの酸化物超電導
層を生成させることができる効果がある。
第２の原料層の元素を熱処理により反応させることによ
って機械加工を行うことなく基材上にBi−Sr−Ca−Cu−
Ｏ系などの酸化物超電導層を生成させることができる。
このため超電導層にクラックを発生させることがなくな
り、臨界電流密度の高い均質で緻密な酸化物超電導線材
を製造することができる。更に、第１の原料層の厚さと
第２の原料層の厚さは所望の値に設定できるので、これ
らの層の厚さを調節することにより、第１の原料層と第
２の原料層の厚さに対応した所望の厚さの酸化物超電導
層を生成させることができる効果がある。
また、第２の原料層を第１の原料層の上に形成する場
合、プラズマ発生筒の下部に真空容器を接続したプラズ
マ蒸着装置を用い、プラズマ発生筒で発生させたプラズ
マフレームで揮発ガスを分解反応させて第２の原料層を
生成することにより、第２の原料層を第１の原料層上に
生成することができる。そして、このプラズマ蒸着装置
を用いて第１の原料層上に第２の原料層を形成すると、
高温のプラズマフレームで揮発ガスを効率良く反応させ
て吹き付け、第２の原料層を生成させることができ、更
にそれを熱処理することで第１の原料層と第２の原料層
から効率良くBi−Ｂ−Cu−Ｏ系の酸化物超電導層を生成
することができる。
合、プラズマ発生筒の下部に真空容器を接続したプラズ
マ蒸着装置を用い、プラズマ発生筒で発生させたプラズ
マフレームで揮発ガスを分解反応させて第２の原料層を
生成することにより、第２の原料層を第１の原料層上に
生成することができる。そして、このプラズマ蒸着装置
を用いて第１の原料層上に第２の原料層を形成すると、
高温のプラズマフレームで揮発ガスを効率良く反応させ
て吹き付け、第２の原料層を生成させることができ、更
にそれを熱処理することで第１の原料層と第２の原料層
から効率良くBi−Ｂ−Cu−Ｏ系の酸化物超電導層を生成
することができる。
そして、このような方法で製造した酸化物超電導層を
有する超電導線材は、充分に高い臨界温度を有し、しか
も優れた臨界電流密度を示す。
有する超電導線材は、充分に高い臨界温度を有し、しか
も優れた臨界電流密度を示す。
第１図ないし第４図は、本発明の一実施例を説明するた
めのもので、第１図は基材の断面図、第２図は複合線の
断面図、第３図は酸化物超電導線材の断面図、第４図は
プラズマ蒸着装置の断面図である。 10……基材、11……第１の原料層、 13……第２の原料層、Ｐ……プラズマ蒸着装置、 20……プラズマ発生筒、21……真空容器、 22……気相源ガス供給装置、 Ｆ……プラズマフレーム Ｓ……超電導層、Ｗ……酸化物超電導線材。
めのもので、第１図は基材の断面図、第２図は複合線の
断面図、第３図は酸化物超電導線材の断面図、第４図は
プラズマ蒸着装置の断面図である。 10……基材、11……第１の原料層、 13……第２の原料層、Ｐ……プラズマ蒸着装置、 20……プラズマ発生筒、21……真空容器、 22……気相源ガス供給装置、 Ｆ……プラズマフレーム Ｓ……超電導層、Ｗ……酸化物超電導線材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 伸哉 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 河野 宰 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 小山内 裕 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 品田 知章 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番 地の１ 中部電力株式会社研究企画部内 (72)発明者 杉本 脩 広島県広島市南区大州４丁目４番32号 中国電力株式会社技術研究所内 (72)発明者 渡辺 喜一郎 福岡県福岡市南区塩原２丁目１番47号 九州電力株式会社総合研究所内 (56)参考文献 特開 平１−145323（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】Bi−Ｂ−Cu−Ｏ系（ただしＢは、Ca,Sr,La
のうち１種または２種以上を示す。）の酸化物超電導線
材の製造方法において、 長尺の基材の表面に、Bi−Ｂ−Cu−Ｏ系酸化物を構成す
る元素のうち、少なくとも前記Ｂ元素を含有する第１の
原料層を形成して被覆線を形成し、この被覆線をプラズ
マ発生筒の下部に真空容器を接続したプラズマ蒸着装置
に供給する一方、 Bi−Ｂ−Cu−Ｏ系酸化物を構成する元素のうち、前記第
１の原料層の構成元素以外の元素の揮発ガスを前記プラ
ズマ発生筒下部の真空容器内に供給し、プラズマ発生筒
で発生させたプラズマフレームで前記揮発ガスを分解反
応させて前記第１の原料層上に、Bi−Ｂ−Cu−Ｏ系酸化
物を構成する元素のうち、前記第１の原料層の構成元素
以外からなる第２の原料層を形成して複合線を形成し、
この複合線を熱処理して基材上にBi−Ｂ−Cu−Ｏ系の酸
化物超電導層を形成することを特徴とする酸化物超電導
線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63180066A JP2604812B2 (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63180066A JP2604812B2 (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0230016A JPH0230016A (ja) | 1990-01-31 |
| JP2604812B2 true JP2604812B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=16076873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63180066A Expired - Fee Related JP2604812B2 (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2604812B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01145323A (ja) * | 1987-08-22 | 1989-06-07 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 酸化物超電導体材料の製造方法 |
-
1988
- 1988-07-19 JP JP63180066A patent/JP2604812B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0230016A (ja) | 1990-01-31 |
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