JP2822328B2 - Superconductor manufacturing method - Google Patents

Superconductor manufacturing method

Info

Publication number
JP2822328B2
JP2822328B2 JP1218207A JP21820789A JP2822328B2 JP 2822328 B2 JP2822328 B2 JP 2822328B2 JP 1218207 A JP1218207 A JP 1218207A JP 21820789 A JP21820789 A JP 21820789A JP 2822328 B2 JP2822328 B2 JP 2822328B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
superconducting
alkali halide
composition
base material
mixed
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
JP1218207A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH03170303A (en
Inventor
亮 榎本
昌徳 玉木
文彦 武居
浩幸 竹屋
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.)
Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
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 Ibiden Co Ltd filed Critical Ibiden Co Ltd
Priority to JP1218207A priority Critical patent/JP2822328B2/en
Publication of JPH03170303A publication Critical patent/JPH03170303A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2822328B2 publication Critical patent/JP2822328B2/en
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

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、基材の表面に超伝導特性に優れたBi系ある
いはTl系の超伝導セラミックス薄膜を形成せしめる超伝
導体の製造方法に関し、特に本発明は、複雑なプロセス
や特別な装置を必要としない超伝導体の製造方法に関す
る。
The present invention relates to a method for producing a superconductor in which a Bi-based or Tl-based superconducting ceramic thin film having excellent superconductivity is formed on the surface of a substrate, In particular, the present invention relates to a method for manufacturing a superconductor that does not require complicated processes or special equipment.

[従来の技術] 近年、液体窒素温度領域でも使用可能な超伝導セラミ
ックスが発見され、工業的にも大きなインパクトを与え
ている。その代表的なものとして、Y−Ba−Cu−O系酸
化物超伝導セラミックスが良く知られている。また、最
近、希土類元素を含まない新しいタイプの超伝導セラミ
ックスとしてBi−Sr−Ca−Cu−O系、あるいはTl−Ba−
Ca−Cu−O系酸化物超伝導セラミックスが報告され、こ
れら酸化物超伝導セラミックスは大気中の水分や炭酸ガ
スなどに対する安定性に優れ、かつ酸素含有量が一定で
超伝導特性が安定しているという特徴がある。
[Prior Art] In recent years, superconducting ceramics that can be used even in the liquid nitrogen temperature range have been discovered, and have had a great impact industrially. As a typical example, a Y-Ba-Cu-O-based oxide superconducting ceramic is well known. Recently, Bi-Sr-Ca-Cu-O-based or Tl-Ba-
Ca-Cu-O based oxide superconducting ceramics have been reported. These oxide superconducting ceramics have excellent stability against moisture and carbon dioxide in the atmosphere, and have a stable oxygen content and stable superconductivity. There is a feature that there is.

しかしながら、これら超伝導セラミックスを実用化す
るにあたっては、線材状もしくはテープ状にすることが
不可欠とされ、この堅くて脆いセラミックスを超伝導組
成を保ったまま如何に緻密に焼結して線材状もしくはテ
ープ状とするかが重要な技術課題となっていた。
However, in order to put these superconducting ceramics into practical use, it is indispensable to make them into a wire or tape.However, the hard and brittle ceramics must be sintered densely while maintaining the superconducting composition. It was an important technical issue whether to make a tape.

超伝導セラミックスからなる線材やテープなどの製造
方法としては、例えば、 (1)セラミックス誌Vol.22(1987)No.6の第526ペー
ジに、セラミックス粉末を銀パイプに充填し、線引きし
たものをコイル状に巻いた後、酸素雰囲気内で熱処理す
る線材の製造方法、 (2)アルゴンヌ国立研究書の発表によれば、ポリマー
にY−Ba−Cu−O粉末を混合してワイヤ化して、これを
燃やしてフレキシブルのワイヤとする超伝導セラミック
スからなる線材の製造方法、 (3)Japanese Journal of Applied Physics,Vol.26
(1987)Supplement 26−3の1211ページに、Y,Ba,Cuの
硝酸塩からなる溶液とY2O3、BaCO3,CuOの粉末を混合
し、線状に成形した後、焼成する線材の製造方法、 (4)特開昭63−270316号公報に、酸化物超伝導体を構
成する元素を含有する有機金属化合物を原料とするゾル
をテープ状に成形した後、焼結することより、テープ状
の酸化物超伝導体を得る方法、 (5)平成1年8月8日発行の化学工業日報は、Bi系超
伝導組成物を、純銀製パイプに充填し、線引加工後、圧
延、焼結およびプレス加工を繰り返し、Tc=77.3K、Jc
=2万A/cm2なる超伝導特性を持ち、結晶粒の配向性が
良好な超伝導セラミックからなるテープを得る方法、お
よび (6)特開昭64−10530号公報に、YあるいはLa系の超
伝導化合物の溶融液に基板を浸漬し、引き上げた後、急
冷し、次いてアニール処理して超伝導簿膜を製造する方
法が提案されている。
Examples of the method of manufacturing wires and tapes made of superconducting ceramics include, for example, (1) A method in which ceramic powder is filled in a silver pipe and drawn on page 526 of Ceramics Vol.22 (1987) No.6. (2) According to the publication of the Argonne National Research Report, a polymer is mixed with Y-Ba-Cu-O powder to form a wire, which is then wound into a coil and then heat-treated in an oxygen atmosphere. Method of manufacturing wire made of superconducting ceramics to burn flexible wire into flexible wire, (3) Japanese Journal of Applied Physics, Vol.26
(1987) Supplement 26-3, page 1211, Manufacturing a wire rod that mixes a solution consisting of nitrates of Y, Ba, and Cu with powders of Y 2 O 3 , BaCO 3 , and CuO, shapes the wire, and fires it. (4) Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-270316 discloses a method in which a sol made from an organometallic compound containing an element constituting an oxide superconductor is formed into a tape and then sintered to form a tape. (5) The Chemical Daily published on August 8, 1999, stated that a Bi-based superconducting composition was filled in a pure silver pipe, drawn, rolled, Repeat sintering and pressing, Tc = 77.3K, Jc
= A method of obtaining a tape made of a superconducting ceramic having superconducting properties of 20,000 A / cm 2 and good crystal grain orientation; and (6) JP-A-64-10530 discloses a Y or La-based A method has been proposed in which a substrate is immersed in a melt of a superconducting compound, pulled up, rapidly cooled, and then annealed to produce a superconducting thin film.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、前述の如き従来知られている超伝導体
の製造方法は、種々の欠点を有するものであった。すな
わち、 (1)の方法では、セラミックス粉末を金属パイプ内
で熱処理しているため、緻密化が困難で焼結体の粒子間
で充分な超伝導コンタクトが得難く、また特性に大きな
影響を及ぼす酸素の精密な制御が難しいという欠点があ
る。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventionally known methods for manufacturing a superconductor as described above have various disadvantages. That is, in the method (1), since the ceramic powder is heat-treated in the metal pipe, it is difficult to densify the ceramic powder, it is difficult to obtain a sufficient superconducting contact between the particles of the sintered body, and the characteristics are greatly affected. There is a disadvantage that precise control of oxygen is difficult.

(2)の方法では、ポリマーを燃焼させてから焼結を
開始させるまでの間に形状を保持することが難しいこと
と、緻密に焼結しようとすると結晶粒が成長して機械的
な特性が悪くなったり、分解して超伝導特性が大幅に低
下し易いという問題を有している。
In the method (2), it is difficult to maintain the shape between the time when the polymer is burned and the time when the sintering is started. There is a problem that the superconductivity is easily deteriorated or deteriorated due to decomposition.

(3)の方法では、線材を緻密に焼結しようとすると
結晶粒が成長して得られる線材の機械的な特性が悪くな
り、特に可撓性が劣化し易いという問題を有している。
The method (3) has a problem in that if the wire is to be sintered densely, the mechanical properties of the wire obtained by growing crystal grains are deteriorated, and in particular, the flexibility tends to be deteriorated.

(4)の方法では、成形後、長時間の熱処理を必要と
するという問題を有している。
The method (4) has a problem that a long heat treatment is required after molding.

(5)の方法では、結晶粒の配向性を向上させるため
プレス加工と焼結を繰り返す必要があり、煩雑であっ
た。
In the method (5), it is necessary to repeat press working and sintering in order to improve the orientation of crystal grains, which is complicated.

(6)の方法では、超伝導組成物の融点が一般に極め
て高いため、使用できる基材は、耐熱材が特に高いもの
に限られるなどの問題があった。
In the method (6), since the melting point of the superconducting composition is generally extremely high, there is a problem that the usable base material is limited to a particularly high heat-resistant material.

[問題点を解決するための手段] そこで、本発明者等は、上述の如き欠点を解決するこ
とのできる超伝導体の製造方法を開発すべく鋭意研究し
た結果、次の如き要旨構成の本発明を開発するに到っ
た。
[Means for Solving the Problems] Accordingly, the present inventors have conducted intensive studies to develop a method of manufacturing a superconductor capable of solving the above-mentioned disadvantages, and as a result, have obtained a book having the following summary. The invention has been developed.

本発明の要旨は、 基材の表面にBi系あるいはTl系超伝導組成成物とアル
カリハライドの混合溶融物をコーティングした後、770
℃〜840℃にてアルカリハライドを蒸発除去させること
により、Bi系あるいはTl系の超伝導セラミックスからな
る薄幕を形成することを特長とする超伝導体の製造方法
である。
The gist of the present invention is to coat a mixed melt of a Bi-based or Tl-based superconducting composition and an alkali halide on the surface of a substrate,
This is a method for producing a superconductor, characterized in that a thin screen made of a Bi-based or Tl-based superconducting ceramic is formed by evaporating and removing an alkali halide at a temperature of from 840C to 840C.

すなわち、本発明においては、Bi系あるいはTl系超伝
導組成物とアルカリハライドの混合溶融物を可撓性を有
する基材の表面にコーティングした後、溶媒であるアル
カリハライドを770〜840℃にて蒸発除去させると、基材
の表面に、極めて結晶配向性に優れたBi系あるいはTl系
の超伝導セラミックスが析出し、超伝導体が得られるの
である。
That is, in the present invention, after coating a mixed melt of a Bi-based or Tl-based superconducting composition and an alkali halide on the surface of a flexible substrate, the alkali halide as a solvent is heated at 770 to 840 ° C. When it is removed by evaporation, Bi- or Tl-based superconducting ceramics with extremely excellent crystal orientation are deposited on the surface of the base material, and a superconductor is obtained.

本発明では、超伝導組成物として、アルカリハライド
の溶融物に可溶の化合物であるBi系あるいはTl系超伝導
組成物を使用する。また、前記アルカリハライドとして
は、KCl、LiClおよびNaClから選ばれるいずれか少なく
とも一種を使用することが、そして前記基材としては、
融点が600℃以上が好適である。
In the present invention, a Bi-based or Tl-based superconducting composition which is a compound soluble in a molten alkali halide is used as the superconducting composition. Further, as the alkali halide, it is possible to use at least one selected from KCl, LiCl and NaCl, and as the base material,
The melting point is preferably 600 ° C. or higher.

[作用] 本発明によれば、基材の表面にBi系あるいはTl系超伝
導組成物とアルカリハライドの混合溶融物をコーティン
グした後、アルカリハライドを770〜840℃にて蒸発除去
することが必要である。その理由は、超伝導組成物をア
ルカリハライドの溶媒中に溶かした状態の場合混合溶融
物を基材の表面にコーティングした後、溶媒であるとこ
ろのアルカリハライドを徐々に蒸発させて超伝導組成物
を濃縮し、過飽和状態をつくりだすことにより、組成の
ずれがなく、極めて結晶配向性に優れた超伝導セラミッ
クスを析出させることができるからである。
[Action] According to the present invention, it is necessary to coat the surface of a base material with a mixed melt of a Bi-based or Tl-based superconducting composition and an alkali halide, and then remove the alkali halide by evaporation at 770 to 840 ° C. It is. The reason is that when the superconducting composition is dissolved in a solvent of alkali halide, after coating the mixed melt on the surface of the base material, the alkali halide, which is the solvent, is gradually evaporated to form the superconducting composition. This is because, by concentrating and producing a supersaturated state, superconducting ceramics having no composition deviation and extremely excellent crystal orientation can be deposited.

前記Bi系あるいはTl系超伝導組成物とアルカリハライ
ドの混合溶融物のコーティングは、基材表面にBi系ある
いはTl系超伝導組成物とアルカリハライドの混合物をコ
ーティングした後、加熱して溶融するか、あるいはBi系
あるいはTl系超伝導組成物とアルカリハライドの混合溶
融液に基材を浸漬することにより行うことが好ましい。
The coating of the mixed melt of the Bi-based or Tl-based superconducting composition and the alkali halide is performed by coating the base material surface with the mixture of the Bi-based or Tl-based superconducting composition and the alkali halide, and then heating and melting. Alternatively, it is preferable to perform the process by immersing the base material in a mixed melt of a Bi-based or Tl-based superconducting composition and an alkali halide.

本発明においては、前記超伝導組成物として、アルカ
リハライド溶融物に可溶で、600℃以上の温度で結晶化
する、Bi系あるいはTl系超伝導組成物を使用する。前記
Bi系あるいはTl系超伝導組成物とアルカリハライドの混
合物は、770℃〜850℃の温度範囲で溶融させることが好
ましい。この理由は、770℃以下ではBi系あるいはTl系
超伝導組成物とアルカリハライドの混合物を溶融させる
ことが困難であり、850℃以上では、アルカリハライド
の蒸発が極めて激しくなるため、安定した混合溶融液を
得ることが困難であるからである。
In the present invention, a Bi-based or Tl-based superconducting composition that is soluble in an alkali halide melt and crystallizes at a temperature of 600 ° C. or higher is used as the superconducting composition. Said
The mixture of the Bi-based or Tl-based superconducting composition and the alkali halide is preferably melted in a temperature range of 770 ° C to 850 ° C. The reason is that it is difficult to melt a mixture of a Bi-based or Tl-based superconducting composition and an alkali halide at 770 ° C or lower, and at 850 ° C or higher, the evaporation of the alkali halide becomes extremely vigorous. This is because it is difficult to obtain a liquid.

前記Bi系超伝導組成物としては、少なくとも、ビスマ
ス、ビスマスとアルミニウム、ビスマスと鉛、ビスマス
とカリウム、ビスマスとイットリウムからなる群から選
ばれる元素、アルカリ土類金属、銅及び酸素ら構成され
てなるものであり、例えば、BiSrCaCu2OX、Bi2Sr2Ca1-X
YXCu2OY、Bi2-XPbXSr2Ca2Cu3OY、Bi1-XAlXSrCaCu2OY、B
iSr2/3Ca2/32/3Cu2OY、Bi2Sr2Cu2O7+yなどのセラミッ
クスを生成するものが好適である。前記Tl系超伝導組成
物としては、少なくともタリウム、タリウムと鉛からな
る群から選ばれる元素、アルカリ土類金属、銅および酸
素から構成されてなるものであり、例えば、Tl2Ba2Ca2O
X、Tl0.5Pb0.5Sr2Ca2Cu2O3などのセラミックスを生成す
るものが好適である。
The Bi-based superconducting composition comprises at least an element selected from the group consisting of bismuth, bismuth and aluminum, bismuth and lead, bismuth and potassium, bismuth and yttrium, an alkaline earth metal, copper and oxygen. And, for example, BiSrCaCu 2 O X , Bi 2 Sr 2 Ca 1-X
Y X Cu 2 O Y , Bi 2-X Pb X Sr 2 Ca 2 Cu 3 O Y , Bi 1-X Al X SrCaCu 2 O Y , B
Those that produce ceramics such as iSr 2/3 Ca 2/3 K 2/3 Cu 2 O Y and Bi 2 Sr 2 Cu 2 O 7 + y are suitable. The Tl-based superconducting composition is at least thallium, an element selected from the group consisting of thallium and lead, an alkaline earth metal, copper and oxygen, for example, Tl 2 Ba 2 Ca 2 O
X , Tl 0.5 Pb 0.5 Sr 2 Ca 2 Cu 2 O 3 and the like which form ceramics are suitable.

前記Bi系超伝導セラミックスやTl系超伝導セラミック
スは、従来製造時に長時間の熱処理を必要とするなどの
欠点を有していたが、本発明の製造方法によれば、基材
表面に超伝導セラミックスの薄膜を容易に成長させるこ
とができ、しかも得られる超伝導セラミックスの結晶の
c軸が基材表面に垂直な方向に配向しているため、臨界
電流密度の極めて大きな超伝導セラミックス薄膜を形成
できる。
Conventionally, Bi-based superconducting ceramics and Tl-based superconducting ceramics have disadvantages such as requiring a long-time heat treatment during production.However, according to the production method of the present invention, superconducting Since the ceramic thin film can be easily grown, and the c-axis of the obtained superconducting ceramic crystal is oriented in the direction perpendicular to the substrate surface, a superconducting ceramic thin film with an extremely large critical current density is formed. it can.

本発明によれば、前記アルカリハライドとしては、目
的とする超伝導組成物を溶解し、しかもなるべき低温で
蒸発除去できるものを使用することが好ましく、例え
ば、KCl、LiClおよびNaClから選ばれるいずれか少なく
とも一種を使用することが有利である。
According to the present invention, it is preferable to use, as the alkali halide, one that dissolves the desired superconducting composition and that can be removed by evaporation at a low temperature, for example, any one selected from KCl, LiCl and NaCl. It is advantageous to use at least one.

本発明においては、前記混合溶融物からアルカリハラ
イドを770℃〜840℃にて蒸発除去する必要がある。
In the present invention, it is necessary to evaporate and remove the alkali halide from the mixed melt at 770 ° C to 840 ° C.

本発明によれば、前記基材としては、融点が600℃以
上のものであることが望ましい。また、前記基材として
は単結晶体あるいは多結晶体いずれも使用することがで
き、特に単結晶体を基材として用いることにより、超伝
導セラミックのエピタキシャル膜を容易に成長されるこ
とができる。
According to the present invention, the base material preferably has a melting point of 600 ° C. or higher. Further, as the substrate, either a single crystal or a polycrystal can be used. In particular, by using a single crystal as a substrate, an epitaxial film of a superconducting ceramic can be easily grown.

前記基材としては、例えば、貴金属、貴金属含有合
金、Al2O3、cZrO2、SiC、石英、ムライトなどが好適で
あり、その形状は、繊維状もしくはテープ上の形態であ
ることが望ましい。
As the base material, for example, a noble metal, a noble metal-containing alloy, Al 2 O 3 , cZrO 2 , SiC, quartz, mullite, or the like is suitable, and its shape is desirably a fibrous form or a form on a tape.

前記Al2O3、SiC、石英、ムライトなどを基材として使
用する場合にはその表面にはTiO2、MgO、cZrO2、SrTi
O3、貴金属あるいは貴金属含有合金などをコーティング
することが望ましい。
When the above-mentioned Al 2 O 3 , SiC, quartz, mullite, etc. are used as the base material, TiO 2 , MgO, cZrO 2 , SrTi
It is desirable to coat O 3 , a noble metal or an alloy containing a noble metal.

また、本発明では、特に、表面にSrTiO3がコーティン
グされたアルミナフィイバーおよび銀製テープを基材と
して好適に使用できる。
In the present invention, in particular, an alumina fiber coated with SrTiO 3 on its surface and a silver tape can be suitably used as the base material.

本発明によれば、前記Bi系あるいはTl系超伝導組成物
とアルカリハライドの混合溶融物からアルカリハライド
を蒸発除去させる際の雰囲気としては、特定の雰囲気に
限定されず、減圧、常圧あるいは加圧下のいずれの雰囲
気をも使用できるが、特に酸化物超伝導体膜を製造する
場合には、酸化性雰囲気内で行うことが有利である。
According to the present invention, the atmosphere for evaporating and removing the alkali halide from the mixed melt of the Bi-based or Tl-based superconducting composition and the alkali halide is not limited to a specific atmosphere, but may be reduced pressure, normal pressure or pressure. Although any atmosphere under pressure can be used, it is advantageous to carry out in an oxidizing atmosphere, particularly when producing an oxide superconductor film.

さらに本発明においては、得られた超伝導セラミック
スが、低Tc相である場合、熱処理を施すことにより、こ
れを高Tc相とすることが好ましい。
Further, in the present invention, when the obtained superconducting ceramics has a low Tc phase, it is preferable that the superconducting ceramics be subjected to a heat treatment to make it a high Tc phase.

また前記熱処理の温度は、830℃〜860℃であることが
望ましい。
The temperature of the heat treatment is desirably 830 ° C to 860 ° C.

[実施例] 次に、本発明の実施例を詳細に説明する。Example Next, an example of the present invention will be described in detail.

実施例1 Bi2O3、SrCO3、CaCO3、CuOを塩素組成Bi:Sr:Ca:Cu=
1.6:0.4:1.6:2.0:2.8になるように混合し、800℃で12時
間加熱した。得られた仮焼体を粉砕し、840度で焼成し
た後、室温まで炉冷した。粉砕から炉冷までの工程を数
回繰り返した。
Example 1 Bi 2 O 3 , SrCO 3 , CaCO 3 , and CuO were converted to a chlorine composition Bi: Sr: Ca: Cu =
The mixture was mixed at 1.6: 0.4: 1.6: 2.0: 2.8 and heated at 800 ° C. for 12 hours. The obtained calcined body was pulverized, fired at 840 ° C., and then furnace-cooled to room temperature. The process from grinding to furnace cooling was repeated several times.

得られた粉末にモル比で100倍のKClを加え、エタノー
ルを使用して混合した。この混合粉末を銀テープに塗り
つけ、840℃で約3時間加熱して、KClを蒸発させた。こ
のとき、蒸発過程においてKClに溶けていたBi−Sr−Ca
−Cu−Oは濃縮され過飽和の状態に達し、基材上に徐々
に析出し、超伝導テープが得られた。
A 100-fold molar ratio of KCl was added to the obtained powder, and mixed using ethanol. The mixed powder was applied to a silver tape and heated at 840 ° C. for about 3 hours to evaporate KCl. At this time, Bi-Sr-Ca dissolved in KCl during the evaporation process
-Cu-O was concentrated and reached a supersaturated state, and was gradually deposited on the substrate to obtain a superconducting tape.

実施例2 (1)Bi2O3、SrCO3、CaCO3、CuOを元素組成Bi:Sr:Ca:C
u=1.6:0.4:1.6:2.0:2.8になるように混合し、800℃で1
2時間加熱した。得られた仮焼体を粉砕し、ついで粉末
にモル比で100倍のKClを加え、エタノールを使用して混
合し、さらに、粉末に対して、エチルセルロース1.0
%、ブチルカルビトールアセテート19.0%添加し、混練
してペーストを作成した。
Example 2 (1) Bi 2 O 3 , SrCO 3 , CaCO 3 , CuO are elementally composed of Bi: Sr: Ca: C
u = 1.6: 0.4: 1.6: 2.0: 2.8
Heated for 2 hours. The obtained calcined body was pulverized, and then KCl having a molar ratio of 100 times was added to the powder, and the mixture was mixed with ethanol.
%, And 19.0% of butyl carbitol acetate were added and kneaded to prepare a paste.

(2)アルミナファイバー(15μm)の表面に、ゾルゲ
ル法により、SrTiO3の膜をコーティングした。
(2) A surface of alumina fiber (15 μm) was coated with a SrTiO 3 film by a sol-gel method.

(3)前記(1)で得られたペーストを前記(2)で得
られたアルミナファイバーに塗布して、乾燥させた後、
840℃で約5時間加熱して、KClを蒸発させた。このと
き、蒸発過程においてKClに溶けていたBi−Sr−Ca−Cu
−Oは濃縮され過飽和の状態に達し、基材上に徐々に析
出し、超伝導線材が得られた。
(3) After applying the paste obtained in the above (1) to the alumina fiber obtained in the above (2) and drying it,
Heat at 840 ° C. for about 5 hours to evaporate the KCl. At this time, Bi-Sr-Ca-Cu dissolved in KCl during the evaporation process
-O was concentrated and reached a supersaturated state, and was gradually deposited on the base material to obtain a superconducting wire.

実施例3 (1)Tl2O3、BaCO3、CaCO3、CuOを、元素組成、Tl:Ba:
Ca:Cu=2:2:2:3となるように混合し、800℃で12時間加
熱した。得られた仮焼体を粉砕し、得られた粉末にモル
比で20倍のNaClを加え、エタノールを使用して混合し、
さらに、粉末に対して、エチルセルロース1.0%、ブチ
ルカルビトールアセテート19.0%添加し、混練してペー
ストを作成した。
Example 3 (1) Tl 2 O 3 , BaCO 3 , CaCO 3 , CuO were added to the elemental composition, Tl: Ba:
The mixture was mixed so that Ca: Cu = 2: 2: 2: 3 and heated at 800 ° C. for 12 hours. The obtained calcined body was crushed, and a 20-fold molar ratio of NaCl was added to the obtained powder, and mixed using ethanol,
Further, 1.0% of ethyl cellulose and 19.0% of butyl carbitol acetate were added to the powder and kneaded to prepare a paste.

(2)アルミナファイバー(15μm)の表面に塩化マグ
ネシウム溶液を塗布して熱処理することにより、MgOの
膜をコーティングした。
(2) A MgO film was coated by applying a magnesium chloride solution to the surface of the alumina fiber (15 μm) and performing a heat treatment.

(3)前記(1)で得られたペーストを、前記(2)で
得られたアルミナファイバーに塗布して、乾燥させた
後、840℃で約5時間加熱して、NaClを蒸発させた。こ
のとき、蒸発過程においてNaClに溶けていたTl−Ba−Ca
−Cu−Oは濃縮され過飽和の状態に達し、基材上に徐々
に析出し、超伝導線材が得られた。
(3) The paste obtained in the above (1) was applied to the alumina fiber obtained in the above (2), dried, and then heated at 840 ° C. for about 5 hours to evaporate NaCl. At this time, Tl-Ba-Ca dissolved in NaCl during the evaporation process
-Cu-O was concentrated and reached a supersaturated state, and was gradually deposited on the substrate to obtain a superconducting wire.

実施例4 本実施例は、実施例1と基本的には同じであるが、実
施例1で得られた超伝導テープに、さらに845℃で150時
間の熱処理を加えた。
Example 4 This example is basically the same as Example 1, except that the superconducting tape obtained in Example 1 was further subjected to a heat treatment at 845 ° C. for 150 hours.

実施例5 (1)Bi2O3、SrCO3、CaCO3、CuOを元素組成(モル比)
Bi:Sr:Ca:Cu=1.6:0.4:1.6:2.0:2.8の割合で混合し、80
0℃で12時間加熱した。
Example 5 (1) Bi 2 O 3 , SrCO 3 , CaCO 3 , CuO are elemental compositions (molar ratio)
Bi: Sr: Ca: Cu = 1.6: 0.4: 1.6: 2.0: 2.8 mixed at 80
Heated at 0 ° C. for 12 hours.

得られた仮焼体を粉砕し、Bi系超伝導セラミックに換
算して、1モルの粉末に、KClを100モル混合し、これを
白金るつぼに入れて800℃で加熱し溶融液とした。
The obtained calcined body was pulverized, converted into a Bi-based superconducting ceramic, mixed with 100 mol of KCl to 1 mol of the powder, placed in a platinum crucible and heated at 800 ° C. to obtain a molten liquid.

(2)前記(1)で得られた溶融液に銀製のテープ(厚
さ1mm、幅3mm、長さ200mm)の浸漬した。
(2) A silver tape (thickness 1 mm, width 3 mm, length 200 mm) was immersed in the melt obtained in the above (1).

(3)ついで浸漬したまま800℃で3時間加熱すること
によりKClを蒸発除去し、超伝導テープを得た。
(3) Then, KCl was evaporated and removed by heating at 800 ° C. for 3 hours while immersed to obtain a superconducting tape.

(4)前記(3)で得られた超伝導テープを840℃で150
時間加熱処理した。
(4) The superconducting tape obtained in the above (3) is heated at 840 ° C for 150 hours.
Heated for hours.

実施例6 (1)Bi2O3、SrCO3、CaCO3、CuOを元素組成(モル比)
Bi:Sr:Ca:Cu=1.6:0.4:1.6:2.0:2.8の割合で混合し、80
0℃で12時間加熱した。得られた仮焼体を粉砕し、Bi系
超伝導セラミックに換算して1モルの粉末に、NaClを20
0モル混合し、これを白金るつぼに入れて800℃で加熱し
溶融液とした。
Example 6 (1) Bi 2 O 3 , SrCO 3 , CaCO 3 , CuO are elemental composition (molar ratio)
Bi: Sr: Ca: Cu = 1.6: 0.4: 1.6: 2.0: 2.8 mixed at 80
Heated at 0 ° C. for 12 hours. The obtained calcined body was pulverized, and NaCl was added to 1 mol of powder in terms of Bi-based superconducting ceramic.
0 mol was mixed, and this was put into a platinum crucible and heated at 800 ° C. to obtain a molten liquid.

(2)前記(1)で得られた溶融液にアルミナファイバ
ーを浸漬した。
(2) An alumina fiber was immersed in the melt obtained in the above (1).

(3)ついで浸漬したまま、800℃で3時間加熱してKCl
を蒸発除去し、超伝導セラミックス線材を得た。
(3) Then, while immersed, heat at 800 ° C for 3 hours to add KCl
Was removed by evaporation to obtain a superconducting ceramic wire.

(4)前記(3)で得られた超伝導線材を、840℃で100
時間加熱した。
(4) The superconducting wire obtained in (3) above is
Heated for hours.

実施例7 (1)Tl2O3、BaCO3、CaCO3、CuOを、元素組成(モル
比)Tl:Ba:Ca:Cu=2:2:2:3となるように混合し、800℃
で12時間仮焼した。得られた仮焼体を粉砕し、Tl系超伝
導セラミックに換算して、1モルの粉末に、NaClを200
モル混合し、これを白金るつぼに入れて800℃で加熱し
溶融液とした。
Example 7 (1) Tl 2 O 3 , BaCO 3 , CaCO 3 , and CuO are mixed so that the element composition (molar ratio) Tl: Ba: Ca: Cu = 2: 2: 2: 3, and 800 ° C.
For 12 hours. The obtained calcined body was pulverized, and converted to Tl-based superconducting ceramic, and NaCl was added to 200 mol of powder in 1 mol.
The mixture was mixed in a mole, and the mixture was put in a platinum crucible and heated at 800 ° C. to obtain a melt.

(2)金属ストロンチウム0.07モルと、チタンテトライ
ソプロポキシド0.07モルを2−エトキシエタノール300g
に溶解させ、均一溶液とし、この溶液をエバポレータで
100gになるまで濃縮した。
(2) 0.07 mol of metal strontium and 0.07 mol of titanium tetraisopropoxide are mixed in 300 g of 2-ethoxyethanol.
Into a homogeneous solution, and this solution is evaporated with an evaporator.
It was concentrated to 100 g.

(3)前記(2)で得られた溶液にアルミナファイバー
(繊維径15μm)を浸漬し、これを引き上げた後、500
℃で10分間熱処理した。
(3) An alumina fiber (fiber diameter: 15 μm) is immersed in the solution obtained in the above (2), and after pulling it up, 500
Heat treated at 10 ° C. for 10 minutes.

(4)前記(3)の工程を40回繰り返した後、1000℃で
1時間熱処理し、厚さ0.2μmのチタン酸ストロンチウ
ムの層が形成されたアルミナファイバーを得た。
(4) After repeating step (3) for 40 times, heat treatment was performed at 1000 ° C. for 1 hour to obtain an alumina fiber having a 0.2 μm thick strontium titanate layer.

(5)前記(1)で得られた溶液に前記(4)で得られ
たアルミナファイバーを浸漬し、ついでこれを引き上げ
て、溶融液をコーティングした。
(5) The alumina fiber obtained in the above (4) was immersed in the solution obtained in the above (1), and then pulled up to coat the melt.

(6)ついで800℃で3時間加熱してNaClを蒸発除去
し、超伝導セラミックス線材を得た。
(6) Then, the mixture was heated at 800 ° C. for 3 hours to evaporate and remove NaCl to obtain a superconducting ceramic wire.

(7)前記超伝導セラミックス線材を840℃で150時間加
熱処理した。
(7) The superconducting ceramic wire was heat-treated at 840 ° C. for 150 hours.

実施例8 本実施例は、基木的には実施例6と同様であるが、78
0℃でKClを蒸発除去して超伝導線セラミックス線材を得
た。
Example 8 This example is similar to Example 6 in terms of a base tree, but is similar to Example 6.
At 0 ° C, KCl was removed by evaporation to obtain a superconducting wire ceramic wire.

実施例9 本実施例は、基本的には、実施例6と同様であるが、
第1図の装置を用いて、超伝導セラミックスの連続繊維
を製造した。アンコイラー1から送り出されたアルミナ
ファイバー2に、加熱装置4により773℃で加熱され溶
融状態となっている超伝導組成物とKClの混合溶融物5
中に浸漬せしめることにより、前記溶融物5をコーティ
ングし、さらに加熱装置4′で800℃で加熱することに
よりKClを蒸発除去し、超伝導セラミックス連続繊維を
得た。
Example 9 This example is basically the same as Example 6, but
Using the apparatus shown in FIG. 1, continuous fibers of superconducting ceramics were produced. The alumina fiber 2 sent out from the uncoiler 1 is mixed at a temperature of 773 ° C. with a heating device 4 at a temperature of 773 ° C. in a molten state.
The melt 5 was coated by immersion in the solution, and KCl was evaporated and removed by heating at 800 ° C. with a heating device 4 ′ to obtain a superconducting ceramic continuous fiber.

前記実施例1〜9で得られた超伝導テープおよび線材
を一定長さに切断して超伝導特性測定用試験片の温度を
コントロールしながらゼロ磁界中の電気抵抗の変化を測
定した。また、液体窒素中で電流密度を測定した。これ
らの結果を第1表に示した。
The superconducting tapes and wires obtained in Examples 1 to 9 were cut to a predetermined length, and the change in electric resistance in a zero magnetic field was measured while controlling the temperature of the test piece for measuring superconductivity. The current density was measured in liquid nitrogen. The results are shown in Table 1.

[発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば可撓性、超伝導特
性および機械的強度に優れた超伝導セラミック線材や超
伝導セラミックステープを簡単なプロセスで、特別な装
置を用いることなく、容易に製造することができ、得ら
れた超伝導セラミックス線材や超伝導セラミックステー
プは、エレクトロニクス分野、エネルギー分野、医療分
野など各種の分野への実用性が高い材料であり、工業的
に有益である。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a superconducting ceramic wire or a superconducting ceramic tape having excellent flexibility, superconducting characteristics and mechanical strength can be manufactured by a simple process using a special device. The superconducting ceramic wire and the resulting superconducting ceramic tape are highly practical materials in various fields such as the electronics, energy, and medical fields. It is informative.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、実施例9で用いた超伝導セラミックス連続繊
維の製造装置の模式図である。 1……アンコイラー、2……アルミナファイバー 3……ガイド、4、4′……加熱装置 5……超伝導組成物とKClの混合溶融物 6……リコイラー、7……容器 8……超伝導セラミックス連続繊維
FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus for producing continuous superconducting ceramic fibers used in Example 9. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Uncoiler, 2 ... Alumina fiber 3 ... Guide, 4 and 4 '... Heating device 5 ... Mixed melt of superconducting composition and KCl 6 ... Recoiler, 7 ... Container 8 ... Superconductivity Ceramic continuous fiber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹屋 浩幸 東京都港区六本木7―12―11 (56)参考文献 特開 平1−275435(JP,A) 特開 平2−26807(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C01G 1/00 - 57/00 H01B 12/00 H01L 39/00 - 39/24──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hiroyuki Takeya 7-12-11 Roppongi, Minato-ku, Tokyo (56) References JP-A 1-275435 (JP, A) JP-A 2-26807 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C01G 1/00-57/00 H01B 12/00 H01L 39/00-39/24

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基材の表面にBi系あるいはTl系超伝導組成
物とアルカリハライドの混合溶融物をコーティングした
後、770〜840℃にてアルカリハライドを蒸発除去するこ
とにより、超伝導セラミックスからなる薄膜を形成する
ことを特徴とする超伝導体の製造方法。
1. A method of coating a surface of a base material with a mixed melt of a Bi-based or Tl-based superconducting composition and an alkali halide, and removing the alkali halide by evaporation at 770 to 840 ° C. A method for producing a superconductor, comprising forming a thin film.
【請求項2】前記混合溶融物のコーティングは、基材の
表面に超伝導組成物とアルカリハライドの混合物をコー
ティングした後、加熱して溶融することにより行う請求
項1記載の超伝導体の製造方法。
2. The production of a superconductor according to claim 1, wherein the coating of the mixed melt is carried out by coating a mixture of a superconducting composition and an alkali halide on the surface of a substrate and then heating and melting the mixture. Method.
【請求項3】前記混合溶融物のコーティングは、超伝導
組成物とアルカリハライドの混合物を加熱溶融した融液
に、基材を浸漬することにより行う請求項1記載の超伝
導体の製造方法。
3. The method for producing a superconductor according to claim 1, wherein the coating of the mixed melt is performed by immersing a base material in a melt obtained by heating and melting a mixture of a superconductive composition and an alkali halide.
【請求項4】前記アルカリハライドは、KCl、LiClおよ
びNaClから選ばれるいずれか少なくとも一種である請求
項1記載の超伝導体の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the alkali halide is at least one selected from KCl, LiCl and NaCl.
【請求項5】前記基材は、融点が600℃以上である請求
項1記載の超伝導体の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the base material has a melting point of 600 ° C. or higher.
【請求項6】前記基材は、繊維状もしくはテープ状であ
る請求項1記載の超伝導体の製造方法。
6. The method for manufacturing a superconductor according to claim 1, wherein said base material is in the form of a fiber or a tape.
JP1218207A 1989-08-14 1989-08-24 Superconductor manufacturing method Expired - Lifetime JP2822328B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1218207A JP2822328B2 (en) 1989-08-14 1989-08-24 Superconductor manufacturing method

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20790889 1989-08-14
JP1-207908 1989-08-14
JP1218207A JP2822328B2 (en) 1989-08-14 1989-08-24 Superconductor manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03170303A JPH03170303A (en) 1991-07-23
JP2822328B2 true JP2822328B2 (en) 1998-11-11

Family

ID=26516537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1218207A Expired - Lifetime JP2822328B2 (en) 1989-08-14 1989-08-24 Superconductor manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2822328B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03170303A (en) 1991-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5231074A (en) Preparation of highly textured oxide superconducting films from mod precursor solutions
JP3587956B2 (en) Oxide superconducting wire and its manufacturing method
JP3089294B2 (en) Manufacturing method of superconducting tape material
JP4592696B2 (en) Method for producing precursor solution for metalorganic vapor deposition using superconducting oxide and method for producing thin film superconductor by metalorganic vapor deposition
JP4203606B2 (en) Oxide superconducting thick film composition and thick film tape-shaped oxide superconductor
JP2822328B2 (en) Superconductor manufacturing method
JP2649242B2 (en) Superconducting ceramic laminate and its manufacturing method
JP2822329B2 (en) Superconductor manufacturing method
JPH07118012A (en) Oxide superconductor and its production
JP2532914B2 (en) Superconducting ceramic laminate and its manufacturing method
Benavidez et al. Chemical method to prepare YBa2Cu3O7− x (YBCO) films by dipping onto SrTi (Nb) O3 ceramics
JP3053238B2 (en) Method for producing Bi-based oxide superconductor
JP3181642B2 (en) Manufacturing method of oxide superconducting wire
JPH02263709A (en) Production of oxide superconductor
JPH0251805A (en) Superconducting ceramic laminated body and manufacture thereof
JPH02162616A (en) Manufacture of oxide high-temperature superconducting film
JPH0640721A (en) Preparation of superconductive body with high critical electric current density
JP3394297B2 (en) Method for producing superconductive composition
JP2891365B2 (en) Manufacturing method of ceramic superconductor
JP3713284B2 (en) Manufacturing method of oxide superconducting coil
JPH0745357B2 (en) Superconducting fibrous single crystal and method for producing the same
JPH03102715A (en) Superconductive ceramics wire material and manufacture thereof
JPH02267816A (en) Superconductive ceramic wire material and manufacture thereof
JPS63310798A (en) Production of oxide superconducting element wafer
JPH0710008B2 (en) Method of forming superconductor thin film

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070904

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080904

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080904

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090904

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term