JP2653109B2 - 超伝導材 - Google Patents
超伝導材Info
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- 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
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、超伝導転移温度等の超伝導特性が高いば
かりか、強度が高く、核融合炉、電磁流体発電機、加速
器、電動機や発電機等の回転電気機器、磁気分離機、磁
気浮上列車、磁気浮上自動車、核磁気共鳴断層撮影診断
装置、磁気推進船、電子ビーム露光装置、単結晶製造装
置、各種実験装置等のマグネットコイル用材料として適
し、また、送電線、エネルギー貯蔵器、変圧器、整流
器、調相機等、電力損失が問題になる用途に適し、さら
に、ジョセフソン素子、SQUID素子等の素子として適
し、さらにまた、赤外線探知装置、磁気遮蔽材等として
適した超伝導材に関する。
かりか、強度が高く、核融合炉、電磁流体発電機、加速
器、電動機や発電機等の回転電気機器、磁気分離機、磁
気浮上列車、磁気浮上自動車、核磁気共鳴断層撮影診断
装置、磁気推進船、電子ビーム露光装置、単結晶製造装
置、各種実験装置等のマグネットコイル用材料として適
し、また、送電線、エネルギー貯蔵器、変圧器、整流
器、調相機等、電力損失が問題になる用途に適し、さら
に、ジョセフソン素子、SQUID素子等の素子として適
し、さらにまた、赤外線探知装置、磁気遮蔽材等として
適した超伝導材に関する。
（従来の技術） 超伝導材としては、従来、化合物系超伝導材であるNb
3SnやV3Gaが知られている。これらは、それ自身が線状
またはテープ状をしているものであるが、強度が低い。
また、超伝導転移温度もNb3Snで18K、V3Gaで15Kと低
い。
3SnやV3Gaが知られている。これらは、それ自身が線状
またはテープ状をしているものであるが、強度が低い。
また、超伝導転移温度もNb3Snで18K、V3Gaで15Kと低
い。
一方、特開昭55−124907号公報には、炭素繊維にNbN
を被覆してなる超伝導材が記載されている。この超伝導
材は、上述した化合物系のものにくらべて強度には優れ
ているものの、超伝導転移温度は18Kと、やはり低い。
を被覆してなる超伝導材が記載されている。この超伝導
材は、上述した化合物系のものにくらべて強度には優れ
ているものの、超伝導転移温度は18Kと、やはり低い。
また、合金系超伝導材としてNbTiがあるが、強度には
優れるものの、超伝導転移温度が11Kであり、これもま
た低い。
優れるものの、超伝導転移温度が11Kであり、これもま
た低い。
さらに、PbMo6S8がある。これは、シェブレル型と呼
ばれるものだが、超伝導転移温度は15.3Kにすぎない。
また、化合物系のものと同様、強度が低い。
ばれるものだが、超伝導転移温度は15.3Kにすぎない。
また、化合物系のものと同様、強度が低い。
さらにまた、Bi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系の超伝導材があ
り、これは超伝導転移温度が110K程度にも達するが、少
なくとも３つの超伝導相が存在するために、抵抗が零に
なる温度を100K以上とするためには長時間の熱処理が必
要であり、実用的でない。
り、これは超伝導転移温度が110K程度にも達するが、少
なくとも３つの超伝導相が存在するために、抵抗が零に
なる温度を100K以上とするためには長時間の熱処理が必
要であり、実用的でない。
（発明が解決しようとする課題） この発明の目的は、従来の超伝導材の上述した問題点
を解決し、超伝導転移温度等の超伝導特性が優れている
ばかりか、強度が高く、しかも比較的容易に製造できる
超伝導材を提供するにある。
を解決し、超伝導転移温度等の超伝導特性が優れている
ばかりか、強度が高く、しかも比較的容易に製造できる
超伝導材を提供するにある。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明においては、 （１）ポリアクリロニトリル系炭素またはピッチ系炭素
の炭素系材料よりなる補強材 （２）炭素系材料または耐熱性セラミックス系材料に、
炭素系材料、耐熱性セラミックス系材料、金属系材料お
よびガラス系材料の群から選ばれる少なくとも一種を複
合した複合体よりなる補強材に、下記一般式で表わされ
る超伝導セラミックス材料を0.1〜100μｍの厚みで被覆
してなることを特徴とする超伝導材が提供される。
の炭素系材料よりなる補強材 （２）炭素系材料または耐熱性セラミックス系材料に、
炭素系材料、耐熱性セラミックス系材料、金属系材料お
よびガラス系材料の群から選ばれる少なくとも一種を複
合した複合体よりなる補強材に、下記一般式で表わされ
る超伝導セラミックス材料を0.1〜100μｍの厚みで被覆
してなることを特徴とする超伝導材が提供される。
（Bi1-pPbp）（Sr1-qCaq）xCuyOz ただし、０＜ｐ＜0.8 0.3＜ｑ＜0.8 １＜ｘ＜３ １＜ｙ＜３ ３＜ｚ＜６ この発明の超伝導材は、いわゆる基材である補強材
と、この補強材の上に形成された、超伝導セラミックス
材料からなる被覆（以下、超伝導被覆という）とを有す
る。超伝導被覆の上に、銅や銀、アルミニウム等の金属
からなる被覆をさらに形成することもあるが、これは、
超伝導特性をより安定させる目的のもので、必ずしも必
要なものではない。
と、この補強材の上に形成された、超伝導セラミックス
材料からなる被覆（以下、超伝導被覆という）とを有す
る。超伝導被覆の上に、銅や銀、アルミニウム等の金属
からなる被覆をさらに形成することもあるが、これは、
超伝導特性をより安定させる目的のもので、必ずしも必
要なものではない。
補強材としては、テープ状、シート状、箔状、板状、
繊維状、線状等、いろいろな形態のものを使用すること
ができる。横断面形状も、円形、楕円形、方形、そら豆
形、ひょうたん形等、いろいろある。厚みや太さは任意
でよい。補強材は、中空であってもよい。中空である
と、使用時にその中空部に液体ヘリウムや液体窒素等の
冷媒を流すことができる。
繊維状、線状等、いろいろな形態のものを使用すること
ができる。横断面形状も、円形、楕円形、方形、そら豆
形、ひょうたん形等、いろいろある。厚みや太さは任意
でよい。補強材は、中空であってもよい。中空である
と、使用時にその中空部に液体ヘリウムや液体窒素等の
冷媒を流すことができる。
また、繊維状の補強材は、超伝導被覆への磁束の侵入
を少なくして発熱を抑え、またその侵入速度を遅くして
単位時間当りの発熱量を抑え、さらに冷却効果を高めて
超伝導特性を安定させるために、極細単繊維からなる繊
維束であるのが好ましい。たとえば、４〜10μｍ程度の
太さの単繊維を束ねたものを使用することができる。こ
の場合、超伝導被覆は各単繊維に形成するようにする。
を少なくして発熱を抑え、またその侵入速度を遅くして
単位時間当りの発熱量を抑え、さらに冷却効果を高めて
超伝導特性を安定させるために、極細単繊維からなる繊
維束であるのが好ましい。たとえば、４〜10μｍ程度の
太さの単繊維を束ねたものを使用することができる。こ
の場合、超伝導被覆は各単繊維に形成するようにする。
補強材は、後述する温度に耐える材料からなるものが
必要であり、炭素系材料、あるいは、炭素系材料または
耐熱性セラミックス系材料に、炭素系材料、耐熱性セラ
ミックス系材料、金属系材料およびガラス系材料の群か
ら選ばれる少なくとも一種を複合した複合体よりなる補
強材を使用することができる。これらには、下記のよう
なものを材料として使用することができる。
必要であり、炭素系材料、あるいは、炭素系材料または
耐熱性セラミックス系材料に、炭素系材料、耐熱性セラ
ミックス系材料、金属系材料およびガラス系材料の群か
ら選ばれる少なくとも一種を複合した複合体よりなる補
強材を使用することができる。これらには、下記のよう
なものを材料として使用することができる。
炭素系材料：ポリアクリロニトリル系炭素、ピッチ系炭
素等。
素等。
耐熱性セラミックス系材料：アルミナ、サファイア、ア
ルミナーシリカ、マグネシア、部分安定化ジルコニア、
ジルコニア、イットリア、ランタニア、シリコンカーバ
イド、窒化シリコン、炭化チタン、窒化ニオブ、窒化ホ
ウ酸、チタン酸アルカリ、ケイ酸鉛カリ、チタン酸スト
ロンチウム、ホウ化チタン等。チタンとシリコンと、炭
素と、酸素とからなるセラミックス（たとえば、宇部興
産株式会社製のチラノ繊維）等。
ルミナーシリカ、マグネシア、部分安定化ジルコニア、
ジルコニア、イットリア、ランタニア、シリコンカーバ
イド、窒化シリコン、炭化チタン、窒化ニオブ、窒化ホ
ウ酸、チタン酸アルカリ、ケイ酸鉛カリ、チタン酸スト
ロンチウム、ホウ化チタン等。チタンとシリコンと、炭
素と、酸素とからなるセラミックス（たとえば、宇部興
産株式会社製のチラノ繊維）等。
金属系材料:W、Cu、Cr、Mo、Ni、Ｖ、Nb、Ｙ、Zr、Ｂ、
Ag、Au、Pt等。これらの金属の少なくとも１種を主成分
とする合金（たとえば、55〜59％Ni、18〜12％Mo、0.04
〜0.15％Ｃ合金）等。
Ag、Au、Pt等。これらの金属の少なくとも１種を主成分
とする合金（たとえば、55〜59％Ni、18〜12％Mo、0.04
〜0.15％Ｃ合金）等。
ガラス系材料:Eガラス、Ｓガラス等。
これらの材料のうち、金属は、アモルファス構造をも
つものであってもよい。また、補強材として、複合体を
用いる例としては、たとえばポリアクリロニトリル系炭
素にシリコンカーバイドを被覆したものを使用すること
ができる。
つものであってもよい。また、補強材として、複合体を
用いる例としては、たとえばポリアクリロニトリル系炭
素にシリコンカーバイドを被覆したものを使用すること
ができる。
ところで、この発明の超伝導材は、上述したように、
補強材に超伝導被覆を形成してなるものであるが、超伝
導被覆を形成する方法には、たとえば以下において説明
するような方法がある。なお、超伝導被覆の厚みは、用
途等にもよるが、0.1〜100μｍ程度である。また、銀や
金をバインダーとして分散せしめてもよい。
補強材に超伝導被覆を形成してなるものであるが、超伝
導被覆を形成する方法には、たとえば以下において説明
するような方法がある。なお、超伝導被覆の厚みは、用
途等にもよるが、0.1〜100μｍ程度である。また、銀や
金をバインダーとして分散せしめてもよい。
さて、第１の方法は、Bi、Pb、Sr、CaおよびCuの各酸
化物や、その前駆体である炭素化物等の粉末の成形体を
ターゲットとし、酸化性雰囲気下におけるスパッタリン
グによって補強材に上記各元素の酸化物や前駆体の被覆
を同時に形成した後、補強材ごと焼成して各酸化物やそ
の前駆体を固相反応させ、超伝導被覆とする方法であ
る。もっとも、各酸化物やその前駆体の被覆は、別々に
順次形成してもよい。
化物や、その前駆体である炭素化物等の粉末の成形体を
ターゲットとし、酸化性雰囲気下におけるスパッタリン
グによって補強材に上記各元素の酸化物や前駆体の被覆
を同時に形成した後、補強材ごと焼成して各酸化物やそ
の前駆体を固相反応させ、超伝導被覆とする方法であ
る。もっとも、各酸化物やその前駆体の被覆は、別々に
順次形成してもよい。
第２の方法は、第１の方法と同様にスパッタリングに
よる方法であるが、この方法は、ターゲットとして、各
酸化物やその前駆体が固相反応したもの、または、固相
反応がある程度進んだものを使用する。すなわち、この
方法は、まず、Bi、Pb、Sr、CaおよびCuの各酸化物やそ
の前駆体の粉末を混合し、軽く焼成して若干の固相反応
を行わせた後、粉砕する。必要に応じて焼成、粉砕を繰
り返した後、所望のターゲットの形に成形し、２度目の
焼成を行って各酸化物やその前駆体を固相反応させ、こ
れをターゲットとして使用する。以下、第１の方法と同
様にして超伝導被覆を形成する。
よる方法であるが、この方法は、ターゲットとして、各
酸化物やその前駆体が固相反応したもの、または、固相
反応がある程度進んだものを使用する。すなわち、この
方法は、まず、Bi、Pb、Sr、CaおよびCuの各酸化物やそ
の前駆体の粉末を混合し、軽く焼成して若干の固相反応
を行わせた後、粉砕する。必要に応じて焼成、粉砕を繰
り返した後、所望のターゲットの形に成形し、２度目の
焼成を行って各酸化物やその前駆体を固相反応させ、こ
れをターゲットとして使用する。以下、第１の方法と同
様にして超伝導被覆を形成する。
第３の方法は、ゾル・ゲル法である。この方法におい
ては、Bi、Pb、Sr、CaおよびCuのアルコキシドをゲル化
して補強材に付着させた後、焼成して超伝導被覆とする
方法である。アルコキシド以外に、種々の可溶性塩を、
適当な条件、たとえばpHを上げること等によって水酸化
物等として沈殿させることもできる。
ては、Bi、Pb、Sr、CaおよびCuのアルコキシドをゲル化
して補強材に付着させた後、焼成して超伝導被覆とする
方法である。アルコキシド以外に、種々の可溶性塩を、
適当な条件、たとえばpHを上げること等によって水酸化
物等として沈殿させることもできる。
第４の方法は、補強材に、化学気相蒸着法によって、
Bi、Pb、Sr、CaおよびCuの酸化物またはその前駆体の被
覆を形成した後、焼成して超伝導被覆とする方法であ
る。前駆体を使用する場合、揮発性の原料を使用する
が、そのような揮発性原料としては、アセチルアセト
ン、ヘキサフルオロアセチルアセトン、トリフルオロア
セチルアセトン、ジビバロイルメタン、テノイルトリフ
ルオロアセトン、フルイルトリフルオロアセトン等のβ
−ジケトン錯体を使用することができる。
Bi、Pb、Sr、CaおよびCuの酸化物またはその前駆体の被
覆を形成した後、焼成して超伝導被覆とする方法であ
る。前駆体を使用する場合、揮発性の原料を使用する
が、そのような揮発性原料としては、アセチルアセト
ン、ヘキサフルオロアセチルアセトン、トリフルオロア
セチルアセトン、ジビバロイルメタン、テノイルトリフ
ルオロアセトン、フルイルトリフルオロアセトン等のβ
−ジケトン錯体を使用することができる。
第５の方法は、いわゆる霧化法である。この方法は、
Bi、Pb、Sr、CaおよびCuを含む化合物、たとえばこれら
元素の硝酸塩、硫酸塩等の無機酸塩や、ステアリン酸
塩、ナフテン酸塩等の有機酸塩などの溶液を霧化し、こ
れを高温の補強材に接触させ、さらに焼成して超伝導被
覆を形成する方法である。霧化する方法としては、たと
えば、スプレー法や、圧電素子からなる振動板によって
溶液を高周波で振動させる方法等を用いることができ
る。
Bi、Pb、Sr、CaおよびCuを含む化合物、たとえばこれら
元素の硝酸塩、硫酸塩等の無機酸塩や、ステアリン酸
塩、ナフテン酸塩等の有機酸塩などの溶液を霧化し、こ
れを高温の補強材に接触させ、さらに焼成して超伝導被
覆を形成する方法である。霧化する方法としては、たと
えば、スプレー法や、圧電素子からなる振動板によって
溶液を高周波で振動させる方法等を用いることができ
る。
第６の方法は、Bi、Pb、Sr、CaおよびCuの硝酸水溶液
に増粘剤を加え、これで補強材を被覆した後、シュウ酸
水溶液に浸漬して各元素を共沈させ、さらに焼成して超
伝導被覆とする方法である。増粘剤は、焼成時に分解す
るものであればよく、ポリエチレングリコール、ポリプ
ロピレングリコール、セルロース、酢酸ビニル、ポリビ
ニルアルコール、デンプン、アラビアゴム等を用いるこ
とができる。
に増粘剤を加え、これで補強材を被覆した後、シュウ酸
水溶液に浸漬して各元素を共沈させ、さらに焼成して超
伝導被覆とする方法である。増粘剤は、焼成時に分解す
るものであればよく、ポリエチレングリコール、ポリプ
ロピレングリコール、セルロース、酢酸ビニル、ポリビ
ニルアルコール、デンプン、アラビアゴム等を用いるこ
とができる。
第７の方法は、補強材に、Bi、Pb、Sr、CaおよびCuの
各酸化物を別々に、または同時に溶射した後、焼成する
方法である。
各酸化物を別々に、または同時に溶射した後、焼成する
方法である。
上述した第１〜第７の方法において、焼成温度は700
〜900℃程度である。もっとも、第１、第２、第４、第
５、第７の方法においては、補強材への酸化物等の被覆
あるいは付着が600〜900℃の温度下で行われるのであれ
ば、焼成を必要としない場合もある。なお、焼成時間は
１〜40時間程度、好ましくは10〜20時間程度、さらに好
ましくは13〜17時間程度である。焼成雰囲気は、通常、
空気であるが、適当な酸素分圧、たとえば、酸素が0.1
気圧でアルゴンが0.9気圧であるような雰囲気にするこ
ともできるし、非酸化性雰囲気とすることもできる。ま
た、焼成時に加圧することもできる。さらに、焼成中に
酸素が逃げることもあり、その場合は若干の酸素欠損を
含むことになるが、それでも構わない。欠損酸素量が多
い場合は、イオン注入等の方法によって酸素を補充する
こともできる。
〜900℃程度である。もっとも、第１、第２、第４、第
５、第７の方法においては、補強材への酸化物等の被覆
あるいは付着が600〜900℃の温度下で行われるのであれ
ば、焼成を必要としない場合もある。なお、焼成時間は
１〜40時間程度、好ましくは10〜20時間程度、さらに好
ましくは13〜17時間程度である。焼成雰囲気は、通常、
空気であるが、適当な酸素分圧、たとえば、酸素が0.1
気圧でアルゴンが0.9気圧であるような雰囲気にするこ
ともできるし、非酸化性雰囲気とすることもできる。ま
た、焼成時に加圧することもできる。さらに、焼成中に
酸素が逃げることもあり、その場合は若干の酸素欠損を
含むことになるが、それでも構わない。欠損酸素量が多
い場合は、イオン注入等の方法によって酸素を補充する
こともできる。
（実 施 例） 実施例１ 補強材として、イットリアを2.5モル％含む、厚み20
μｍ、幅5mmのテープ状部分安定化ジルコニアを用意し
た。
μｍ、幅5mmのテープ状部分安定化ジルコニアを用意し
た。
次に、上記テープ状部分安定化ジルコニアを連続的に
送りながら、スパッタリングによって超伝導被覆の前駆
体被覆を形成した。ターゲットとしては、Bi2O3、PbO、
SrCO3、CaCO3およびCuOの粉末をBi:Pb:Sr:Ca:Cuが2:0.
4:1.5:1.5:2になるように混合した後、800℃で20時間焼
成して若干固相反応させ、再び粉末にし、混合したもの
をターゲット形状に成形し、さらに840℃で20時間焼成
したものを用い、これをテープ状部分安定化ジルコニア
の走行経路の両側に配置した。スパッタリング後、前駆
体被覆をテープ状部分安定化ジルコニアごと酸素中にて
820℃で１時間焼成し、100℃／時の速度で徐冷した。
送りながら、スパッタリングによって超伝導被覆の前駆
体被覆を形成した。ターゲットとしては、Bi2O3、PbO、
SrCO3、CaCO3およびCuOの粉末をBi:Pb:Sr:Ca:Cuが2:0.
4:1.5:1.5:2になるように混合した後、800℃で20時間焼
成して若干固相反応させ、再び粉末にし、混合したもの
をターゲット形状に成形し、さらに840℃で20時間焼成
したものを用い、これをテープ状部分安定化ジルコニア
の走行経路の両側に配置した。スパッタリング後、前駆
体被覆をテープ状部分安定化ジルコニアごと酸素中にて
820℃で１時間焼成し、100℃／時の速度で徐冷した。
かくして、テープ状部分安定化ジルコニアの両面に、
厚みが１μｍの（Bi0.84Pb0.16）（Sr0.35Ca0.65）2.3C
u1.4O5なる超伝導被覆を形成してなる超伝導材を得た。
この超伝導材の超伝導転移温度は、90Kであった。ま
た、引張強度も110kg/mm2と大変高かった。
厚みが１μｍの（Bi0.84Pb0.16）（Sr0.35Ca0.65）2.3C
u1.4O5なる超伝導被覆を形成してなる超伝導材を得た。
この超伝導材の超伝導転移温度は、90Kであった。ま
た、引張強度も110kg/mm2と大変高かった。
実施例２ 補強材として、炭素繊維束（単繊維の太さ:7μｍ、単
繊維数:3000本）を十分に解繊してテープ状にしたもの
を用いた。また、ターゲットとしては、Bi2O3、PbO、Sr
CO3、CaCO3およびCuOの各粉末をBi:Pb:Sr:Ca:Cuが1:0.
2:1:1:2になるように混合した後、750℃で10時間焼結し
て若干固相反応させ、再び粉末にし、混合したものをタ
ーゲット形状に成形し、さらに840℃で20時間焼成して
なるものを用いた。これらテープ状炭素繊維束とターゲ
ットとを用い、実施例１と同様にしてテープ状炭素繊維
束の各単繊維に前駆体被覆を施し、さらに酸素中で830
℃で10分間焼成した後、100℃／時の速度で徐冷し、各
単繊維に、２μｍ厚みの、（Bi0.85Pb0.15）（Sr0.5Ca
0.5）1.7Cu1.7Ｏ5.7なる超伝導被覆を施してなる超伝導
材を得た。
繊維数:3000本）を十分に解繊してテープ状にしたもの
を用いた。また、ターゲットとしては、Bi2O3、PbO、Sr
CO3、CaCO3およびCuOの各粉末をBi:Pb:Sr:Ca:Cuが1:0.
2:1:1:2になるように混合した後、750℃で10時間焼結し
て若干固相反応させ、再び粉末にし、混合したものをタ
ーゲット形状に成形し、さらに840℃で20時間焼成して
なるものを用いた。これらテープ状炭素繊維束とターゲ
ットとを用い、実施例１と同様にしてテープ状炭素繊維
束の各単繊維に前駆体被覆を施し、さらに酸素中で830
℃で10分間焼成した後、100℃／時の速度で徐冷し、各
単繊維に、２μｍ厚みの、（Bi0.85Pb0.15）（Sr0.5Ca
0.5）1.7Cu1.7Ｏ5.7なる超伝導被覆を施してなる超伝導
材を得た。
この超伝導材の超伝導転移温度は、80Kであった。ま
た、引張強度は150kg/mm2と大変高かった。
た、引張強度は150kg/mm2と大変高かった。
実施例３ 実施例２において、補強材を、炭素繊維束の各単繊維
に0.3μｍ厚みのSiCを被覆してなるものに変えた。SiC
の被覆は、メチルトリクロロシランを熱分解し、これを
H2をキャリヤーガスとして1300℃の炉内に導入し、同時
にこの炉内に実施例11で使用した炭素繊維束を通過させ
ることによって行った。
に0.3μｍ厚みのSiCを被覆してなるものに変えた。SiC
の被覆は、メチルトリクロロシランを熱分解し、これを
H2をキャリヤーガスとして1300℃の炉内に導入し、同時
にこの炉内に実施例11で使用した炭素繊維束を通過させ
ることによって行った。
得られた（Bi0.83Pb0.17）（Sr0.5Ca0.5）1.7Cu1.7Ｏ
5.7なる超伝導被覆を有する超伝導材の超伝導転移温度
は、80Kであった。また、引張強度も150kg/mm2と大変高
かった。
5.7なる超伝導被覆を有する超伝導材の超伝導転移温度
は、80Kであった。また、引張強度も150kg/mm2と大変高
かった。
実施例４ 実施例２において、補強材を、中空炭素繊維に銀を電
解メッキしてなるものに変えた。炭素繊維の太さは17μ
ｍ、中空部の直径は約６μｍである。また、銀メッキの
厚みは約３μｍで、そのような炭素繊維3000本からなる
繊維束を使用した。
解メッキしてなるものに変えた。炭素繊維の太さは17μ
ｍ、中空部の直径は約６μｍである。また、銀メッキの
厚みは約３μｍで、そのような炭素繊維3000本からなる
繊維束を使用した。
得られた（Bi0.83Pb0.17）（Sr0.5Ca0.5）1.67Cu1.7
Ｏ5.7なる超伝導被覆を有する超伝導材の超伝導転移温
度は、86Kであった。また、引張強度も約70kg/mm2と高
かった。
Ｏ5.7なる超伝導被覆を有する超伝導材の超伝導転移温
度は、86Kであった。また、引張強度も約70kg/mm2と高
かった。
実施例５ 補強材として実施例２で使用した炭素繊維束を用い、
その炭素繊維束を、700℃の、TiCl2ガスと、BCl3ガス
と、水素ガスとの混合ガス中に通し、反応析出によって
各単繊維に厚みが0.3μｍのTiB2被覆を施した。
その炭素繊維束を、700℃の、TiCl2ガスと、BCl3ガス
と、水素ガスとの混合ガス中に通し、反応析出によって
各単繊維に厚みが0.3μｍのTiB2被覆を施した。
次に、各単繊維にTiB2が被覆された炭素繊維束をテー
プ状にし、各単繊維に、上述した第５の方法、いわゆる
霧化法によって前駆体被覆を施した。すなわち、化合物
の溶液として、2mmolのBi（NO3）３・5H2Oと、0.5mmol
のPb（NO3）２と、2mmolのSr（NO3）２と、3mmolのCa
（NO3）２・4H2Oと、3mmolのCu（NO3）２・3H2Oと、3mm
olの61重量％硝酸水溶液と、110mlの水との混合液を用
い、これを、テープ状炭素繊維束を450℃の雰囲気下に
走行させながら、その両側から噴霧した。噴霧は、酸素
ガスをキャリアガスとして、ノズル径が0.3mmのスプレ
ーノズルを用いて行った。
プ状にし、各単繊維に、上述した第５の方法、いわゆる
霧化法によって前駆体被覆を施した。すなわち、化合物
の溶液として、2mmolのBi（NO3）３・5H2Oと、0.5mmol
のPb（NO3）２と、2mmolのSr（NO3）２と、3mmolのCa
（NO3）２・4H2Oと、3mmolのCu（NO3）２・3H2Oと、3mm
olの61重量％硝酸水溶液と、110mlの水との混合液を用
い、これを、テープ状炭素繊維束を450℃の雰囲気下に
走行させながら、その両側から噴霧した。噴霧は、酸素
ガスをキャリアガスとして、ノズル径が0.3mmのスプレ
ーノズルを用いて行った。
次に、各単繊維に前駆体被覆を施してなる炭素繊維束
を、空気中にて830℃で３分間焼成した後、100℃／時の
速度の徐冷し、各単繊維に、10μｍ厚みの、（Bi0.81Pb
0.19）（Sr0.4Ca0.6）2Cu1.25Ｏ4.4なる超伝導被覆を施
してなる超伝導材を得た。この超伝導材の超伝導転移温
度は、92Kであった。また、引張強度は50kg/mm2であっ
た。
を、空気中にて830℃で３分間焼成した後、100℃／時の
速度の徐冷し、各単繊維に、10μｍ厚みの、（Bi0.81Pb
0.19）（Sr0.4Ca0.6）2Cu1.25Ｏ4.4なる超伝導被覆を施
してなる超伝導材を得た。この超伝導材の超伝導転移温
度は、92Kであった。また、引張強度は50kg/mm2であっ
た。
実施例６ 補強材として実施例２で使用した炭素繊維束を用い、
その炭素繊維束を、700℃の、NbCl5ガスと、窒素ガス
と、水素ガスとの混合ガス中に通し、反応析出によって
各単繊維に厚みが0.3μｍのNbN被覆を施した。
その炭素繊維束を、700℃の、NbCl5ガスと、窒素ガス
と、水素ガスとの混合ガス中に通し、反応析出によって
各単繊維に厚みが0.3μｍのNbN被覆を施した。
次に、各単繊維にNbNが被覆された炭素繊維束を用
い、実施例６と同様にして各単繊維に前駆体被覆を施し
た。化合物の溶液としては、3mmolのBi（NO3）３・5H2O
と、1mmolのPb（NO3）２と、3mmolのSr（NO3）２と、5m
molのCa（NO3）２・4H2Oと、6mmolのCu（NO3）２・3H2O
と、5mlの61重量％硝酸水溶液と、200mmlの水との混合
液を用いた。
い、実施例６と同様にして各単繊維に前駆体被覆を施し
た。化合物の溶液としては、3mmolのBi（NO3）３・5H2O
と、1mmolのPb（NO3）２と、3mmolのSr（NO3）２と、5m
molのCa（NO3）２・4H2Oと、6mmolのCu（NO3）２・3H2O
と、5mlの61重量％硝酸水溶液と、200mmlの水との混合
液を用いた。
得られた（Bi0.83Pb0.17（Sr0.5Ca0.5）1.7Cu1.7Ｏ
5.6なる超伝導被覆を施してなる超伝導材を得た。この
超伝導材の超伝導転移温度は、83Kであった。また、引
張強度は48kg/mm2であった。
5.6なる超伝導被覆を施してなる超伝導材を得た。この
超伝導材の超伝導転移温度は、83Kであった。また、引
張強度は48kg/mm2であった。
（発明の効果） この発明の超伝導材は、機構は定かではないが、実施
例にも示したように、超伝導転移温度が高い。また、補
強材を使用しているために強度が優れている。さらに、
上述した従来のBi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系超伝導材のように
長時間の熱処理を必要としないので、比較的容易に製造
できる。
例にも示したように、超伝導転移温度が高い。また、補
強材を使用しているために強度が優れている。さらに、
上述した従来のBi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系超伝導材のように
長時間の熱処理を必要としないので、比較的容易に製造
できる。
Claims (2)
- 【請求項１】ポリアクリロニトリル系炭素またはピッチ
系炭素の炭素系材料よりなる補強材に、下記一般式で表
わされる超伝導セラミックス材料を0.1〜100μｍの厚み
で被覆してなることを特徴とする超伝導材。 （Bi1-pPbp）（Sr1-qCaq）xCuyOz ただし、０＜ｐ＜0.8 0.3＜ｑ＜0.8 １＜ｘ＜３ １＜ｙ＜３ １＜ｚ＜６ - 【請求項２】炭素系材料または耐熱性セラミックス系材
料に、炭素系材料、耐熱性セラミックス系材料、金属系
材料およびガラス系材料の群から選ばれる少なくとも一
種を複合した複合体よりなる補強材に、下記一般式で表
わされる超伝導セラミックス材料を0.1〜100μｍの厚み
で被覆してなることを特徴とする超伝導材。 （Bi1-pPbp）（Sr1-qCaq）xCuyOz ただし、０＜ｐ＜0.8 0.3＜ｑ＜0.8 １＜ｘ＜３ １＜ｙ＜３ １＜ｚ＜６
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63175366A JP2653109B2 (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 超伝導材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63175366A JP2653109B2 (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 超伝導材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0226879A JPH0226879A (ja) | 1990-01-29 |
| JP2653109B2 true JP2653109B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=15994832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63175366A Expired - Lifetime JP2653109B2 (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 超伝導材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2653109B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH038722A (ja) * | 1989-06-06 | 1991-01-16 | Fujitsu Ltd | 超電導膜の製造方法 |
| JPH04154656A (ja) * | 1990-10-17 | 1992-05-27 | Fujitsu Ltd | 超伝導膜の製造方法 |
| JP2008083065A (ja) * | 2007-12-04 | 2008-04-10 | Hitachi Ltd | 二ホウ化マグネシウムを用いたｎｍｒ装置用プローブ |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01242419A (ja) * | 1988-03-23 | 1989-09-27 | Res Inst For Prod Dev | Ｂｉ−Ｐｂ−Ｃａ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ系超電導物質 |
| JPH01290530A (ja) * | 1988-05-14 | 1989-11-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 複合酸化物系超電導材料およびその製造方法 |
| JPH01313326A (ja) * | 1988-06-10 | 1989-12-18 | Toshiba Corp | 超電導体およびその製造方法 |
-
1988
- 1988-07-13 JP JP63175366A patent/JP2653109B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0226879A (ja) | 1990-01-29 |
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