JP2727565B2 - Superconductor manufacturing method - Google Patents

Superconductor manufacturing method

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JP2727565B2
JP2727565B2 JP63136491A JP13649188A JP2727565B2 JP 2727565 B2 JP2727565 B2 JP 2727565B2 JP 63136491 A JP63136491 A JP 63136491A JP 13649188 A JP13649188 A JP 13649188A JP 2727565 B2 JP2727565 B2 JP 2727565B2
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copper
barium
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    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、超電導体の製造方法に関し、特にセラミ
ックス系超電導材料からなる超電導体の製造方法に関す
るものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a superconductor, and more particularly to a method for manufacturing a superconductor made of a ceramic-based superconducting material.

[従来の技術] 従来から超電導体として、金属系のもの、およびセラ
ミックス系のものが知られており、種々の用途への適用
が研究されている。すなわち、超電導体は、臨界温度以
下の温度に保持されることにより電気抵抗が零の状態に
なるのであるが、この特性を利用して高磁界の発生、大
容量の電流の高密度伝送等が試みられている。
[Prior Art] Conventionally, metal-based and ceramic-based superconductors have been known, and their application to various uses has been studied. In other words, superconductors have a zero electrical resistance when maintained at a temperature below the critical temperature. By utilizing this characteristic, it is possible to generate high magnetic fields and transmit high-capacity currents at high density. Attempted.

最近、超電導材料として、セラミックス系のものが、
超電導現象を示す臨界温度を高くできる点で脚光を浴び
つつある。このような超電導材料は、たとえば、長尺の
線状体とすることによって、送配電、各種機器または素
子間の電気的接続、交流用巻線、等の用途に用いること
ができる。このセラミックス系超電導材料のうち、たと
えば、Y-Ba-Cu-O系のものに代表されるペロブスカイト
構造または擬似ペロブスカイト構造を呈するセラミック
ス系超電導材料にあっては、高い臨界温度を示すことが
実証されている。
Recently, ceramic-based superconducting materials have been
It is in the limelight because it can raise the critical temperature that indicates superconductivity. Such a superconducting material can be used for, for example, power transmission and distribution, electrical connection between various devices or elements, AC winding, and the like by forming a long linear body. Among these ceramic-based superconducting materials, for example, ceramic-based superconducting materials exhibiting a perovskite structure or a quasi-perovskite structure represented by a Y-Ba-Cu-O-based material have been demonstrated to exhibit a high critical temperature. ing.

これらの超電導材料の高磁界の発生に適用する場合に
は、超電導体をかなり細い線材にすることが必要であ
り、また、高密度伝送に適用する場合にも超電導体をか
なり細い線材にすることが必要である。さらに、上記の
用途以外の用途においても、超電導体を細い線材にする
ことが必要な場合がかなり存在している。
When applying these superconducting materials to the generation of high magnetic fields, it is necessary to make the superconductors a considerably thin wire, and when applying to high-density transmission, make the superconductors a considerably thin wire. is required. Furthermore, in applications other than the above-mentioned applications, there are quite a few cases where it is necessary to make the superconductor a thin wire.

したがって、上記各種の超電導体のうち、特性を劣化
させることなく線材化することができるもののみが上記
の用途に対して適用可能になるのである。しかしなが
ら、線材化することが容易な金属系のものは臨界温度が
かなり低く(たとえば、23K程度よりも低く)、使用可
能な冷媒の制約が大きいので、非常に限られた用途にし
か使用されていない。
Therefore, of the various superconductors described above, only those that can be made into a wire without deteriorating the characteristics can be applied to the above-mentioned applications. However, metal-based materials that can be easily made into a wire have a very low critical temperature (for example, lower than about 23K) and have a large restriction on the available refrigerant, so that they are used only for very limited applications. Absent.

逆に、セラミックス系のものには、かなり高い臨界温
度を有するものがあるが、線材化することが非常に困難
であるのみならず、線材化した場合において全長にわた
って安定な電気的特性を持たせることが非常に困難であ
るという問題がある。さらに詳細に説明すると、セラミ
ックス系超電導体からなる線材を製造する場合には、 常温で冷間加工する方法、および 塑性加工が容易な温度に昇温させて加工する方法 が採用されている。
Conversely, some ceramics have a rather high critical temperature, but it is very difficult to make a wire, and when made into a wire, it has stable electrical properties over the entire length. There is a problem that it is very difficult. More specifically, when manufacturing a wire made of a ceramic-based superconductor, a method of performing cold working at normal temperature and a method of raising the temperature to a temperature at which plastic working is easy are employed.

[発明が解決しようとする課題] しかし、上記の方法により線材化した場合には、セ
ラミックス系超電導体の原料を伸線化するに従って原料
粉末が局在化し、断線が発生してしまうので、或る程度
以上に細線化することができないという問題があるのみ
ならず、より太い線材として形成した場合においても、
電気的特性が或る程度劣化してしまうという問題があ
る。
[Problems to be Solved by the Invention] However, when the wire is formed by the above-described method, the raw material powder is localized as the raw material of the ceramic-based superconductor is drawn, and disconnection occurs. Not only is there a problem that it is not possible to make the wire thinner than a certain extent, even when formed as a thicker wire,
There is a problem that the electrical characteristics deteriorate to some extent.

また、上記の方法により線材化する場合には、通
常、金属パイプ中にセラミックス系超電導体の原料を充
填しておき、加熱して高温状態にした後、押出して線材
化し、必要に応じてダイス等によりさらに伸線加工を施
すようにしている。したがって、セラミックス系超電導
体の原料は金属パイプにより外部雰囲気から遮断された
状態のままで熱処理が施されることになり、酸素等、超
電導体として必要な元素との反応が充分には行なわれ
ず、この結果、所期の臨界温度、臨界電流を有する超電
導体の生成が行なわれなくなってしまうという問題があ
る。さらに、或る程度以上に細線化することができない
という問題もある。
In the case of forming a wire by the above method, usually, a metal pipe is filled with a ceramic superconductor raw material, heated to a high temperature state, extruded into a wire, and if necessary, a die is formed. The wire drawing process is further performed by the above method. Therefore, the raw material of the ceramic-based superconductor is subjected to heat treatment in a state of being shielded from the external atmosphere by a metal pipe, and does not sufficiently react with oxygen and other elements necessary for the superconductor, As a result, there is a problem that a superconductor having an intended critical temperature and critical current is not generated. Further, there is a problem that it is impossible to reduce the thickness to a certain extent.

そこで、この発明の目的は、臨界温度および臨界電流
密度を高くすることができるとともに、電気的特性を劣
化させることなく線材化することができ、かつ緻密な超
電導相を有する超電導体を効率良く製造し得る方法を提
供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to efficiently produce a superconductor having a dense superconducting phase, which can increase the critical temperature and critical current density, can be made into a wire without deteriorating electrical characteristics, and can be used as a superconductor. It is to provide a method that can do this.

[課題を解決するための手段] この発明に従った超電導体の製造方法によれば、ま
ず、セラミックス系超電導材料の原材料として、イット
リウム、バリウムおよび銅の組成比がY:Ba:Cu=2:1:1で
ある酸化物を含む多孔質の焼結体と、バリウムおよび銅
を含む複合酸化物の溶融体とが準備される。多孔質の焼
結体には複合酸化物の溶融体が含浸させられる。含浸さ
せられた焼結体に熱処理が施されることにより超電導体
が得られる。
[Means for Solving the Problems] According to the method for manufacturing a superconductor according to the present invention, first, as a raw material of a ceramic-based superconducting material, the composition ratio of yttrium, barium and copper is Y: Ba: Cu = 2: A porous sintered body containing a 1: 1 oxide and a melt of a composite oxide containing barium and copper are prepared. The porous sintered body is impregnated with a composite oxide melt. A superconductor is obtained by subjecting the impregnated sintered body to heat treatment.

この発明に従った超電導体の製造方法のもう1つの局
面によれば、まず、セラミックス系超電導材料の原材料
として、イットリウム、バリウムおよび銅の組成比がY:
Ba:Cu=2:1:1である酸化物を含む粉末と、バリウムおよ
び銅を含む複合酸化物の溶融体とが準備される。この粉
末は金属シース管に充填された後、その金属シース管は
縮径加工される。金属シース管内の粉末は焼結されるこ
とにより、多孔質の焼結体が得られる。金属シース管を
除去した後、この多孔質の焼結体には上記複合酸化物の
溶融体が含浸させられる。含浸させられた焼結体に熱処
理を施すことにより超電導体が得られる。この超電導体
の製造方法においては、金属シース管を縮径加工すると
き、金属シース管をコイル状に成形加工してもよい。
According to another aspect of the method for manufacturing a superconductor according to the present invention, first, as a raw material of a ceramic-based superconducting material, the composition ratio of yttrium, barium, and copper is Y:
A powder containing an oxide in which Ba: Cu = 2: 1: 1 and a melt of a composite oxide containing barium and copper are prepared. After the powder is filled in a metal sheath tube, the metal sheath tube is reduced in diameter. By sintering the powder in the metal sheath tube, a porous sintered body is obtained. After removing the metal sheath tube, the porous sintered body is impregnated with a melt of the composite oxide. The superconductor is obtained by subjecting the impregnated sintered body to a heat treatment. In this method of manufacturing a superconductor, when the metal sheath tube is reduced in diameter, the metal sheath tube may be formed into a coil shape.

さらに、この発明に従った超電導体の製造方法におい
て、セラミックス系超電導材料の原材料として用いられ
る複合酸化物は、バリウムおよび銅の組成比がBa/(Cu
+Ba)=10〜50モル%の範囲内であることが好ましい。
Further, in the method for manufacturing a superconductor according to the present invention, the composite oxide used as a raw material of the ceramic-based superconducting material has a barium / copper composition ratio of Ba / (Cu
+ Ba) = 10 to 50 mol% is preferred.

[作用] この発明に従った超電導体の製造方法では、セラミッ
クス系超電導材料の原材料として、イットリウム、バリ
ウムおよび銅の組成比がY:Ba:Cu=2:1:1である酸化物を
含む多孔質の焼結体が準備される。この多孔質の焼結体
は温度1400℃程度の高融点を有する絶縁体である。一
方、もう1つの原材料として準備されるバリウムおよび
銅を含む複合酸化物は上記焼結体よりも融点が低く、そ
の粘度も低い。したがって、この溶融体を多孔質の焼結
体に含浸させると、イットリウム、バリウムおよび銅の
組成比がY:Ba:Cu=1:2:3である超電導相が、含浸後に起
こる界面反応によって形成される。したがって、含浸に
よって形成される焼結体と溶融体との界面領域が単位体
積に対して多ければ多いほど、その界面に起こる反応に
よって、全体が上記組成比を有する超電導相に変化す
る。このように、多孔質の焼結体中の孔に複合酸化物の
溶融体が毛細管現象により容易に含浸され得る。含浸
後、熱処理が施されることにより、緻密な超電導相が形
成されるため、液体窒素温度下で高い臨界電流密度(J
c)を有する超電導体を得ることが可能になる。
[Action] In the method for producing a superconductor according to the present invention, a porous material containing an oxide having a composition ratio of yttrium, barium and copper of Y: Ba: Cu = 2: 1: 1 is used as a raw material of the ceramic-based superconducting material. A quality sintered body is prepared. This porous sintered body is an insulator having a high melting point of about 1400 ° C. On the other hand, the composite oxide containing barium and copper prepared as another raw material has a lower melting point and a lower viscosity than the sintered body. Therefore, when this melt is impregnated into a porous sintered body, a superconducting phase in which the composition ratio of yttrium, barium and copper is Y: Ba: Cu = 1: 2: 3 is formed by an interfacial reaction that occurs after impregnation. Is done. Therefore, as the interfacial region between the sintered body and the melt formed by the impregnation increases with respect to the unit volume, a reaction occurring at the interface changes the whole into a superconducting phase having the above composition ratio. As described above, the melt of the composite oxide can be easily impregnated into the pores in the porous sintered body by the capillary phenomenon. After the impregnation, a heat treatment is applied to form a dense superconducting phase, so that a high critical current density (J
It becomes possible to obtain a superconductor having c).

また、この発明に従った超電導体の製造方法のもう1
つの局面においては、イットリウム、バリウムおよび銅
の組成比がY:Ba:Cu=2:1:1である酸化物を含む粉末が金
属シース管に充填される。その後、スエージング、伸線
などの既知の塑性加工方法によって縮径加工されること
により、長尺化された上記組成比を有する粉末成形体が
得られる。この場合、好ましくは、用いられる金属シー
ス管の材料は、粉末と反応し難い銀または銀合金であれ
ばよい。次に、この成形体は、金属シース管に覆われた
状態で加熱されることにより、金属シース管内の粉末成
形体が多孔質の焼結体に焼結される。焼結後、金属シー
ス管は酸洗などの方法により除去され、上述と同様に含
浸、熱処理が施されることによって、イットリウム、バ
リウムおよび銅の組成比がY:Ba:Cu=1:2:3である超電導
相を有する長尺体が得られる。この長尺体は緻密な超電
導相から構成され、高い臨界電流密度(Jc)を有する。
Another method of manufacturing a superconductor according to the present invention is described.
In one aspect, a metal sheath tube is filled with a powder containing an oxide in which the composition ratio of yttrium, barium and copper is Y: Ba: Cu = 2: 1: 1. Thereafter, the powder is reduced in diameter by a known plastic working method such as swaging or drawing to obtain a powder compact having a longer composition ratio. In this case, preferably, the material of the metal sheath tube to be used may be silver or a silver alloy that hardly reacts with the powder. Next, the compact is heated while being covered with the metal sheath tube, so that the powder compact in the metal sheath tube is sintered into a porous sintered body. After sintering, the metal sheath tube is removed by a method such as pickling, and impregnation and heat treatment are performed as described above, so that the composition ratio of yttrium, barium and copper is Y: Ba: Cu = 1: 2: A long body having a superconducting phase of 3 is obtained. This elongated body is composed of a dense superconducting phase and has a high critical current density (Jc).

さらに、金属シース管に覆われた状態で行なわれる縮
径加工において金属シース管をコイル状に成形加工する
ことによって、最終的に、高い臨界電流密度(Jc)を有
するコイル状の超電導体を得ることができる。このコイ
ル状の超電導体は液体窒素温度下で運転可能なマグネッ
トに利用され得る。
Furthermore, by forming the metal sheath tube into a coil shape in the diameter reduction process performed while being covered with the metal sheath tube, a coil-shaped superconductor having a high critical current density (Jc) is finally obtained. be able to. This coiled superconductor can be used for a magnet that can be operated under liquid nitrogen temperature.

本発明に従った超電導体の製造方法において原材料と
して準備される複合酸化物は、バリウムおよび銅の組成
比がBa/(Cu+Ba)=10〜50モル%の範囲内であれば、
温度1000℃以下の融点を有する。特にこの組成比が20〜
40モル%の範囲内であれば、さらに融点が低い複合酸化
物を得ることができる。この組成比を有する複合酸化物
の溶融体を多孔質の焼結体に含浸させると、液相状態の
複合酸化物と固相状態の焼結体との界面において反応が
行なわれることにより、イットリウム、バリウムおよび
銅の組成比がY:Ba:Cu=1:2:3である超電導相が容易に生
成され得る。すなわち、上記組成比を有する超電導相は
温度1050℃以上では生成し難いからである。また、複合
酸化物の上記組成比が10モル%以下ではその融点が高く
なり、焼結体との界面において、拡散反応によって容易
に上記組成比を有する超電導相が多量に生成され得ない
からである。さらに、複合酸化物の上記組成比が50モル
%以上では上記組成比を有する超電導相が拡散反応によ
っては生成され得ないからである。
In the composite oxide prepared as a raw material in the method for producing a superconductor according to the present invention, if the composition ratio of barium and copper is within a range of Ba / (Cu + Ba) = 10 to 50 mol%,
It has a melting point below 1000 ° C. Especially this composition ratio is 20 ~
When it is within the range of 40 mol%, a composite oxide having a lower melting point can be obtained. When the porous sintered body is impregnated with the melt of the composite oxide having this composition ratio, a reaction takes place at the interface between the liquid-phase composite oxide and the solid-phase sintered body, so that yttrium is produced. , A superconducting phase in which the composition ratio of barium and copper is Y: Ba: Cu = 1: 2: 3 can be easily produced. That is, a superconducting phase having the above composition ratio is hardly formed at a temperature of 1050 ° C. or higher. Further, if the above composition ratio of the composite oxide is 10 mol% or less, the melting point becomes high, and a large amount of superconducting phase having the above composition ratio cannot be easily generated by the diffusion reaction at the interface with the sintered body. is there. Further, when the composition ratio of the composite oxide is 50 mol% or more, a superconducting phase having the composition ratio cannot be generated by a diffusion reaction.

なお、この発明に従った超電導体の製造方法によって
超電導相が生成されるための、多孔質の焼結体と複合酸
化物の溶融体との間の界面において行なわれる反応は、
固相−液相間または固相−固相間のいずれの反応でもよ
い。
The reaction carried out at the interface between the porous sintered body and the melt of the composite oxide for the generation of the superconducting phase by the method for producing a superconductor according to the present invention is as follows:
Any reaction between the solid phase and the liquid phase or between the solid phase and the solid phase may be used.

[実施例] 実施例1 Y2O3,BaCO3,CuOからなる各粉末を原材料として、Y:B
a:Cu=2:1:1の組成比を有するように秤量し、混合した
後、温度950℃で12時間、仮焼結を行なった。得られた
仮焼結体を粉砕し、粒径1μmのY2Ba1Cu1O5からなる粉
末を作製した。この粉末を圧力2トン/cm2でプレス成
形することにより、□2mm×30mmの形状を有する成形体
が得られた。その後、この成形体を温度1000℃において
12時間、焼結した。このようにして得られた焼結体は、
気孔率40%である多孔質の焼結体であった。
[Example] Example 1 Y: B was prepared by using each powder composed of Y 2 O 3 , BaCO 3 and CuO as a raw material.
After weighing and mixing to have a composition ratio of a: Cu = 2: 1: 1, temporary sintering was performed at a temperature of 950 ° C. for 12 hours. The obtained temporary sintered body was pulverized to prepare a powder made of Y 2 Ba 1 Cu 1 O 5 having a particle size of 1 μm. This powder was press-molded at a pressure of 2 ton / cm 2 to obtain a compact having a shape of 2 mm × 30 mm. Then, the molded body at a temperature of 1000 ℃
Sintered for 12 hours. The sintered body thus obtained is
It was a porous sintered body having a porosity of 40%.

一方、BaCO3,CuOからなる各粉末を原材料として、Ba:
Cu=35:65の組成比を有するように秤量し、混合した。
この粉末を温度800℃で12時間、仮焼結した後、粉砕し
た。この仮焼結粉を白金るつぼ中で温度970℃において
溶融し、溶融体を得た。この溶融体に、上記方法によっ
て得られた多孔質の焼結体を1分間、浸漬したところ、
すべての気孔部分に完全に溶融体が含浸された。その
後、この焼結体を温度960℃で6時間、酸素雰囲気中で
熱処理した後、冷却速度2℃/分で室温まで冷却した。
On the other hand, BaCO 3 , each powder consisting of CuO as a raw material, Ba:
The components were weighed and mixed so as to have a composition ratio of Cu = 35: 65.
This powder was temporarily sintered at a temperature of 800 ° C. for 12 hours and then pulverized. This pre-sintered powder was melted at a temperature of 970 ° C. in a platinum crucible to obtain a melt. When the porous sintered body obtained by the above method was immersed in this melt for 1 minute,
All pores were completely impregnated with the melt. Thereafter, the sintered body was heat-treated at 960 ° C. for 6 hours in an oxygen atmosphere, and then cooled to room temperature at a cooling rate of 2 ° C./min.

このようにして得られた超電導体は、相対密度が98
%、超電導相の体積率が98%であった。この超電導体は
Y1Ba2Cu3OXの単相からなる緻密な超電導体であり、その
臨界温度(Tc)は93K、液体窒素温度下での臨界電流密
度(Jc)は104A/cm2であった。
The superconductor thus obtained has a relative density of 98
%, And the volume fraction of the superconducting phase was 98%. This superconductor
It is a dense superconductor composed of a single phase of Y 1 Ba 2 Cu 3 O X. Its critical temperature (Tc) is 93K, and its critical current density (Jc) at liquid nitrogen temperature is 10 4 A / cm 2. Was.

実施例2 実施例1によって得られたY:Ba:Cu=2:1:1の組成比を
有する仮焼結粉を内径8mmφ、外径12mmφのAg-20重量%
Pd合金からなるパイプに充填した。この合金パイプを伸
線加工によって外径2mmφまで縮径した。その後、この
仮焼結粉が充填された合金パイプに温度1100℃で3時
間、熱処理(焼結)を施した。熱処理後、合金パイプを
王水によって酸洗除去した。このようにして得られた多
孔質の焼結体を、Ba:Cu=30:70の組成比を有する酸化物
からなる溶融体に含浸させた。含浸後、この焼結体を温
度950℃で4時間、酸素雰囲気中で熱処理した後、冷却
速度2℃/分で室温まで冷却した。このようにして、外
径1mmφの長尺状の超電導体が得られ、液体窒素温度下
で臨界電流密度(Jc)を測定したところ、2×104A/cm2
であった。
Example 2 The calcined powder having a composition ratio of Y: Ba: Cu = 2: 1: 1 obtained in Example 1 was Ag-20% by weight having an inner diameter of 8 mmφ and an outer diameter of 12 mmφ.
The pipe was filled with Pd alloy. This alloy pipe was reduced in outer diameter to 2 mmφ by wire drawing. Thereafter, the alloy pipe filled with the temporarily sintered powder was subjected to a heat treatment (sintering) at a temperature of 1100 ° C. for 3 hours. After the heat treatment, the alloy pipe was pickled and removed with aqua regia. The porous sintered body thus obtained was impregnated with a melt made of an oxide having a composition ratio of Ba: Cu = 30: 70. After the impregnation, the sintered body was heat-treated at 950 ° C. for 4 hours in an oxygen atmosphere, and then cooled to room temperature at a cooling rate of 2 ° C./min. In this way, a long superconductor having an outer diameter of 1 mmφ was obtained, and the critical current density (Jc) was measured at the temperature of liquid nitrogen. As a result, 2 × 10 4 A / cm 2
Met.

実施例3 実施例2において仮焼結粉が充填された合金パイプを
外径2mmφまで伸線加工した後、冷間圧延により、厚み
0.5mm、幅3mmのテープ状体に加工した。このテープ状体
を外径50mmφのマグネシアパイプに50ターン巻いた。そ
の後の処理は実施例2と同様に行なわれた。このように
して得られた超電導コイルは、液体窒素中で5Kガウスの
磁場を発生させることができ、永久電流モードで運転す
ると、1カ月経過後においても発生磁場の減衰は認めら
れなかった。
Example 3 The alloy pipe filled with the temporarily sintered powder in Example 2 was drawn to an outer diameter of 2 mmφ, and then cold-rolled to obtain a thickness.
It was processed into a 0.5 mm, 3 mm wide tape. This tape was wound around a magnesia pipe having an outer diameter of 50 mmφ for 50 turns. Subsequent processing was performed in the same manner as in Example 2. The superconducting coil thus obtained was able to generate a magnetic field of 5K Gauss in liquid nitrogen, and when operated in the persistent current mode, the generated magnetic field did not attenuate even after one month.

実施例4 実施例1で作製された多孔質の焼結体に、第1表に示
される組成を有する複合酸化物の融液を含浸させた。含
浸後、この焼結体を温度960℃で4時間、酸素雰囲気中
で熱処理した後、冷却速度2℃/分で冷却した。このよ
うにして得られた超電導体における超電導相(Y:Ba:Cu
=1:2:3の組成比を有するもの)の体積率、相対密度お
よび液体窒素温度下の臨界電流密度(Jc)を測定した。
測定結果は第1表に示される。
Example 4 The porous sintered body produced in Example 1 was impregnated with a melt of a composite oxide having the composition shown in Table 1. After impregnation, the sintered body was heat-treated at 960 ° C. for 4 hours in an oxygen atmosphere, and then cooled at a cooling rate of 2 ° C./min. The superconducting phase (Y: Ba: Cu) in the superconductor thus obtained
= 1: 2: 3), the relative density and the critical current density (Jc) under the temperature of liquid nitrogen were measured.
The measurement results are shown in Table 1.

第1表によれば、本発明に従った好ましい組成比を有
する複合酸化物の融液を原材料として用いると、緻密
で、かつ高い臨界電流密度(Jc)を有する超電導相が得
られることが理解される。
According to Table 1, it is understood that a dense superconducting phase having a high critical current density (Jc) can be obtained by using a composite oxide melt having a preferable composition ratio according to the present invention as a raw material. Is done.

[発明の効果] 以上のように、この発明によれば臨界電流密度の高
い、緻密なY-Ba-Cu-O系の超電導体を得ることができ、
超電導マグネット等に適用可能な長尺体も容易に得られ
る。また、この発明の製造方法において用いられる複合
酸化物の組成比を制御することにより、低温反応によっ
て容易に超電導相を生成することができ、その生成量も
多くすることが可能である。そのため、体積比の高い緻
密な超電導相が容易に得られる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a high critical current density, a dense Y-Ba-Cu-O-based superconductor can be obtained,
A long body applicable to a superconducting magnet or the like can be easily obtained. Further, by controlling the composition ratio of the composite oxide used in the production method of the present invention, a superconducting phase can be easily generated by a low-temperature reaction, and the amount of the superconducting phase can be increased. Therefore, a dense superconducting phase having a high volume ratio can be easily obtained.

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】セラミックス系超電導材料からなる超電導
体の製造方法であって、 前記セラミックス系超電導材料の原材料として、イット
リウム、バリウムおよび銅の組成比がY:Ba:Cu=2:1:1で
ある酸化物を含む多孔質の焼結体と、バリウムおよび銅
を含む複合酸化物の溶融体とを準備するステップと、 前記焼結体に前記溶融体を含浸させるステップと、 前記含浸させられた前記焼結体に熱処理を施すステップ
とを備える、超電導体の製造方法。
1. A method of manufacturing a superconductor made of a ceramic-based superconducting material, wherein the composition ratio of yttrium, barium and copper is Y: Ba: Cu = 2: 1: 1 as a raw material of the ceramic-based superconducting material. A step of preparing a porous sintered body containing a certain oxide and a melt of a composite oxide containing barium and copper; a step of impregnating the melt with the sintered body; Subjecting the sintered body to a heat treatment.
【請求項2】セラミックス系超電導材料からなる超電導
体の製造方法であって、 前記セラミックス系超電導材料の原材料として、イット
リウム、バリウムおよび銅の組成比がY:Ba:Cu=2:1:1で
ある酸化物を含む粉末と、バリウムおよび銅を含む複合
酸化物の溶融体とを準備するステップと、 前記粉末を金属シース管に充填し、その金属シース管を
縮径加工するステップと、 前記金属シース管内の前記粉末を焼結し、多孔質の焼結
体を得るステップと、 前記金属シース管を除去し、前記焼結体に前記溶融体を
含浸させるステップと、 前記含浸させられた前記焼結体に熱処理を施すステップ
とを備える、超電導体の製造方法。
2. A method for producing a superconductor made of a ceramic-based superconducting material, wherein the composition ratio of yttrium, barium and copper is Y: Ba: Cu = 2: 1: 1 as a raw material of the ceramic-based superconducting material. Preparing a powder containing an oxide and a melt of a composite oxide containing barium and copper; filling the metal sheath tube with the powder and reducing the diameter of the metal sheath tube; Sintering the powder in the sheath tube to obtain a porous sintered body; removing the metal sheath tube and impregnating the sintered body with the melt; and Subjecting the union to a heat treatment.
【請求項3】前記金属シース管を縮径加工するステップ
は、前記金属シース管をコイル状に成形加工するステッ
プを含む、請求項2記載の超電導体の製造方法。
3. The method for manufacturing a superconductor according to claim 2, wherein the step of reducing the diameter of the metal sheath tube includes the step of forming the metal sheath tube into a coil shape.
【請求項4】前記複合酸化物は、バリウムおよび銅の組
成比がBa/(Cu+Ba)=10〜50モル%の範囲内である、
請求項1記載の超電導体の製造方法。
4. The composite oxide, wherein a composition ratio of barium and copper is in a range of Ba / (Cu + Ba) = 10 to 50 mol%.
A method for manufacturing a superconductor according to claim 1.
【請求項5】前記複合酸化物は、バリウムおよび銅の組
成比がBa/(Cu+Ba)=10〜50モル%の範囲内である、
請求項2記載の超電導体の製造方法。
5. The composite oxide, wherein a composition ratio of barium and copper is in a range of Ba / (Cu + Ba) = 10 to 50 mol%.
A method for manufacturing a superconductor according to claim 2.
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