JP2734596B2 - 酸化物超電導線 - Google Patents
酸化物超電導線Info
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- JP2734596B2 JP2734596B2 JP1026094A JP2609489A JP2734596B2 JP 2734596 B2 JP2734596 B2 JP 2734596B2 JP 1026094 A JP1026094 A JP 1026094A JP 2609489 A JP2609489 A JP 2609489A JP 2734596 B2 JP2734596 B2 JP 2734596B2
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- oxide
- superconducting
- superconducting wire
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- Y—GENERAL 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
- 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
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、超電導コイル、超電導ケーブル等に使用
され得る酸化物超電導線に関するものである。
され得る酸化物超電導線に関するものである。
［従来の技術］ 従来から超電導体として、金属系のもの、化合物系の
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。
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。
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。
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。
セラミックス系の超電導材料、すなわち酸化物系の超
電導材料を線材化する方法としては、従来より金属パイ
プ内に酸化物超電導体の粉末を充填しこれを減面加工す
る方法や、あるいは長尺の基材の上に酸化物超電導材料
の層を形成し線材化する方法などが知られている。酸化
物単結晶ファイバ上に、酸化物超電導体の層を形成した
超電導線は、たとえば特開昭63−271816号公報に開示さ
れている。酸化物超電導層を形成する方法としては、蒸
着、スパッタリング、CVD等の気相薄膜形成方法が適用
し得る。
電導材料を線材化する方法としては、従来より金属パイ
プ内に酸化物超電導体の粉末を充填しこれを減面加工す
る方法や、あるいは長尺の基材の上に酸化物超電導材料
の層を形成し線材化する方法などが知られている。酸化
物単結晶ファイバ上に、酸化物超電導体の層を形成した
超電導線は、たとえば特開昭63−271816号公報に開示さ
れている。酸化物超電導層を形成する方法としては、蒸
着、スパッタリング、CVD等の気相薄膜形成方法が適用
し得る。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような超電導線において高い臨界
電流密度を得るためには、通常高い熱処理を施す必要が
ある。結晶性の優れた膜が得られるMgOおよびSrTiO3等
の単結晶上に酸化物超電導体の層を形成させた場合に
も、成膜中の基板温度を600〜700℃とし、成膜後にさら
に900℃以上の温度で熱処理を行なう必要がある。
電流密度を得るためには、通常高い熱処理を施す必要が
ある。結晶性の優れた膜が得られるMgOおよびSrTiO3等
の単結晶上に酸化物超電導体の層を形成させた場合に
も、成膜中の基板温度を600〜700℃とし、成膜後にさら
に900℃以上の温度で熱処理を行なう必要がある。
可撓性を有する金属、セラミックスおよびガラス等の
基板の上に酸化物超電導体の層を形成した場合には、結
晶性が劣るため、さらに高温でしかも長時間の熱処理が
必要となる。しかしながらこのような高温かつ長時間の
熱処理を行なうと、基板との間での拡散反応が生じ、形
成した酸化物超電導体の層の超電導特性が劣化してしま
う。このような拡散反応を防止するため、基板と酸化物
超電導体層との間に中間層を形成することが考えられる
が、高温で長時間の熱処理に耐えるようにするために
は、１μｍ以上の厚い中間層が必要となり、中間層形成
のためのコストが大きくなる。
基板の上に酸化物超電導体の層を形成した場合には、結
晶性が劣るため、さらに高温でしかも長時間の熱処理が
必要となる。しかしながらこのような高温かつ長時間の
熱処理を行なうと、基板との間での拡散反応が生じ、形
成した酸化物超電導体の層の超電導特性が劣化してしま
う。このような拡散反応を防止するため、基板と酸化物
超電導体層との間に中間層を形成することが考えられる
が、高温で長時間の熱処理に耐えるようにするために
は、１μｍ以上の厚い中間層が必要となり、中間層形成
のためのコストが大きくなる。
この発明の目的は、かかる従来の問題点を解消し、拡
散反応による影響が少なく、超電導特性に優れた酸化物
超電導線を提供することにある。
散反応による影響が少なく、超電導特性に優れた酸化物
超電導線を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ この発明の酸化物超電導線は、可撓性を有し、かつAl
不純物量が0.1重量％未満であるイットリア安定化ジル
コニア基材上に、酸化物超電導層を形成したことを特徴
としている。
不純物量が0.1重量％未満であるイットリア安定化ジル
コニア基材上に、酸化物超電導層を形成したことを特徴
としている。
この発明において、基材として用いられるイットリア
安定化ジルコニアのAl不純物量は0.1重量％未満である
が、さらに好ましくは0.05重量％未満である。なお、こ
の明細書においてAl不純物量はAl2O3としての不純物量
をいう。
安定化ジルコニアのAl不純物量は0.1重量％未満である
が、さらに好ましくは0.05重量％未満である。なお、こ
の明細書においてAl不純物量はAl2O3としての不純物量
をいう。
［作用］ この発明において、基材として用いるイットリア安定
化ジルコニアのAl不純物量を0.1重量％未満としている
のは、イットリア安定化ジルコニア中に含まれる不純物
の内で、Alが最も拡散しやすく、このAlの拡散反応を少
なくすることにより、超電導特性、特に臨界温度（Tc）
の低減を抑制することができるからである。
化ジルコニアのAl不純物量を0.1重量％未満としている
のは、イットリア安定化ジルコニア中に含まれる不純物
の内で、Alが最も拡散しやすく、このAlの拡散反応を少
なくすることにより、超電導特性、特に臨界温度（Tc）
の低減を抑制することができるからである。
Al不純物量が0.1重量％以上のイットリア安定化ジル
コニア基材上にYBaCuO系酸化物超電導層を形成した場合
には、特にY2Ba1Cu1O5の組成の酸化物を形成しやすい。
この組成の酸化物の存在により、臨界温度（Tc）および
臨界電流密度（Jc）等の超電導特性が低下する。この発
明は、このようにAl不純物量が0.1重量％以上になる
と、Y2Ba1Cu1O5などの異相を形成しやすいという現象を
見出すことによって達成されたものである。
コニア基材上にYBaCuO系酸化物超電導層を形成した場合
には、特にY2Ba1Cu1O5の組成の酸化物を形成しやすい。
この組成の酸化物の存在により、臨界温度（Tc）および
臨界電流密度（Jc）等の超電導特性が低下する。この発
明は、このようにAl不純物量が0.1重量％以上になる
と、Y2Ba1Cu1O5などの異相を形成しやすいという現象を
見出すことによって達成されたものである。
［実施例］ 表１に示すような異なるAl不純物濃度を有する厚さ0.
1mmのイットリア安定化ジルコニア（Ｙ含有量３重量
％）のテープ状体の上に、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系酸化物超電
導層をRFマグネトロンスパッタリング法により形成し
た。成膜条件は以下のとおりである。
1mmのイットリア安定化ジルコニア（Ｙ含有量３重量
％）のテープ状体の上に、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系酸化物超電
導層をRFマグネトロンスパッタリング法により形成し
た。成膜条件は以下のとおりである。
ターゲット:Y1Ba2Cu3.5Ox ターゲット直径:100mm 基板温度:680℃ RFパワー:100ワット ガス圧:50mTorr 酸素分圧（O2/（O2＋Ar））:50％ ターゲット−基板間距離:45mm 成膜時間:6時間 膜厚:0.8〜1.2μｍ 以上のようにして酸化物超電導層を形成した後、酸素
中で950℃,0.5時間熱処理を行なった。各参加物超電導
層について、抵抗Ｒが０となる臨界電流密度（Tc）を測
定し、表１に示した。
中で950℃,0.5時間熱処理を行なった。各参加物超電導
層について、抵抗Ｒが０となる臨界電流密度（Tc）を測
定し、表１に示した。
表１から明らかなように、この発明に従う実施例１〜
５の酸化物超電導層では、高いTcを示したが、この発明
の範囲よりもAl不純物量の多い比較例１〜３は、実施例
１〜５に比べ著しく低いTcとなった。
５の酸化物超電導層では、高いTcを示したが、この発明
の範囲よりもAl不純物量の多い比較例１〜３は、実施例
１〜５に比べ著しく低いTcとなった。
なお、上記の実施例では、テープ状のイットリア安定
化ジルコニアを用いたが、この発明で用いられる基材
は、テープ状のものに限定されるものではなく、たとえ
ば丸線などのものでもよく、その断面形状は特に限定さ
れるものではない。
化ジルコニアを用いたが、この発明で用いられる基材
は、テープ状のものに限定されるものではなく、たとえ
ば丸線などのものでもよく、その断面形状は特に限定さ
れるものではない。
［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の酸化物超電導線で
は、Al不純物量が0.1重量％未満のイットリア安定化ジ
ルコニアの基材の上に酸化物超電導層を形成している。
このようにこの発明では、最も拡散しやすいAlの含有量
が少ない基材を用いているため、熱処理における拡散反
応を抑制することができ、熱処理による超電導特性の低
下を少なくすることができる。
は、Al不純物量が0.1重量％未満のイットリア安定化ジ
ルコニアの基材の上に酸化物超電導層を形成している。
このようにこの発明では、最も拡散しやすいAlの含有量
が少ない基材を用いているため、熱処理における拡散反
応を抑制することができ、熱処理による超電導特性の低
下を少なくすることができる。
Claims (2)
- 【請求項１】可撓性を有し、かつAl2O3に換算したAl不
純物量が0.1重量％未満であるイットリア安定化ジルコ
ニアの基材上に、酸化物超電導層を形成したことを特徴
とする、酸化物超電導線。 - 【請求項２】前記Al不純物量が0.05重量％未満であるこ
とを特徴とする、請求項１記載の酸化物超電導線。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1026094A JP2734596B2 (ja) | 1989-02-04 | 1989-02-04 | 酸化物超電導線 |
| CA002008310A CA2008310C (en) | 1989-02-04 | 1990-02-02 | Superconducting wire |
| EP90102224A EP0385132A1 (en) | 1989-02-04 | 1990-02-05 | Superconducting wire |
| DE69019376T DE69019376T2 (de) | 1989-02-04 | 1990-02-05 | Supraleitender Draht. |
| US07/475,048 US5143898A (en) | 1989-02-04 | 1990-02-05 | Superconducting wire |
| EP92113673A EP0528332B1 (en) | 1989-02-04 | 1990-02-05 | Superconducting wire |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1026094A JP2734596B2 (ja) | 1989-02-04 | 1989-02-04 | 酸化物超電導線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02207414A JPH02207414A (ja) | 1990-08-17 |
| JP2734596B2 true JP2734596B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=12184011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1026094A Expired - Lifetime JP2734596B2 (ja) | 1989-02-04 | 1989-02-04 | 酸化物超電導線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2734596B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07114295B2 (ja) * | 1987-11-11 | 1995-12-06 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 超伝導コイルの作製方法 |
-
1989
- 1989-02-04 JP JP1026094A patent/JP2734596B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02207414A (ja) | 1990-08-17 |
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