JP2822559B2 - タリウム系酸化物超電導線材の製造方法 - Google Patents
タリウム系酸化物超電導線材の製造方法Info
- Publication number
- JP2822559B2 JP2822559B2 JP2077462A JP7746290A JP2822559B2 JP 2822559 B2 JP2822559 B2 JP 2822559B2 JP 2077462 A JP2077462 A JP 2077462A JP 7746290 A JP7746290 A JP 7746290A JP 2822559 B2 JP2822559 B2 JP 2822559B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- based oxide
- thallium
- superconducting wire
- phase
- oxide superconducting
- 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
Links
Classifications
-
- 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、タリウム系酸化物超電導線材の製造方法
に関するもので、特に、このような超電導線材における
臨界電流密度を高めるための改良に関するものである。
に関するもので、特に、このような超電導線材における
臨界電流密度を高めるための改良に関するものである。
［従来の技術］ 近年、より高い臨界温度を示す超電導材料として、セ
ラミック系のもの、すなわち酸化物超電導材料が注目さ
れている。
ラミック系のもの、すなわち酸化物超電導材料が注目さ
れている。
その中で、イットリウム系は90K、ビスマス系は100
K、タリウム系は120K程度の高い臨界温度を示してお
り、その実用化が期待されている。特に、タリウム系酸
化物超電導材料は、この中でも最も高い臨界温度を有し
ている点において注目されている。
K、タリウム系は120K程度の高い臨界温度を示してお
り、その実用化が期待されている。特に、タリウム系酸
化物超電導材料は、この中でも最も高い臨界温度を有し
ている点において注目されている。
タリウム系酸化物超電導体は、Tl−Bi−Ca−Sr−Cu−
Ｏの成分、またはこの成分のTlおよびBiの一部をPbで置
換したTl−Bi−Pb−Ca−Sr−Cu−Ｏの成分を有してい
る。このようなビスマス系酸化物超電導体には、臨界温
度が110Kの相と、臨界温度が80Kの相とがあることが知
られている。また、原料粉末を熱処理して、タリウム系
酸化物超電導体を製造しようとするとき、非超電導相が
一部において現われることも知られている。
Ｏの成分、またはこの成分のTlおよびBiの一部をPbで置
換したTl−Bi−Pb−Ca−Sr−Cu−Ｏの成分を有してい
る。このようなビスマス系酸化物超電導体には、臨界温
度が110Kの相と、臨界温度が80Kの相とがあることが知
られている。また、原料粉末を熱処理して、タリウム系
酸化物超電導体を製造しようとするとき、非超電導相が
一部において現われることも知られている。
また、上述したタリウム系酸化物超電導体において、
前述したように、臨界温度が110Kといった相対的に高い
臨界温度を示す相、すなわち高Tc相は、（Tl,Bi）−Ca
−Sr−Cuまたは（Tl,Bi,Pb）−Ca−Sr−Cuについて1223
組成を有しており、他方、臨界温度が80Kの相対的に低
い臨界温度を示す相、すなわち低Tc相は、同成分につい
て1122組成を有していることが知られている。
前述したように、臨界温度が110Kといった相対的に高い
臨界温度を示す相、すなわち高Tc相は、（Tl,Bi）−Ca
−Sr−Cuまたは（Tl,Bi,Pb）−Ca−Sr−Cuについて1223
組成を有しており、他方、臨界温度が80Kの相対的に低
い臨界温度を示す相、すなわち低Tc相は、同成分につい
て1122組成を有していることが知られている。
また、このようなタリウム系酸化物超電導体を用い
て、長尺のタリウム系酸化物超電導線材を得る方法とし
て、原料粉末を金属シースにて被覆した状態とし、これ
を熱処理することにより、原料粉末を超電導体化して、
超電導体が金属シースにて被覆されてなる超電導線材を
製造する方法が知られている。
て、長尺のタリウム系酸化物超電導線材を得る方法とし
て、原料粉末を金属シースにて被覆した状態とし、これ
を熱処理することにより、原料粉末を超電導体化して、
超電導体が金属シースにて被覆されてなる超電導線材を
製造する方法が知られている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述したような方法により得られたタ
リウム系酸化物超電導線材は、臨界電流密度の点で、さ
らに改善されるべき余地が残されている。超電導線材を
ケーブルやマグネットに応用しようとするには、高い臨
界温度に加えて、高い臨界電流密度を有していることが
必要であるからである。
リウム系酸化物超電導線材は、臨界電流密度の点で、さ
らに改善されるべき余地が残されている。超電導線材を
ケーブルやマグネットに応用しようとするには、高い臨
界温度に加えて、高い臨界電流密度を有していることが
必要であるからである。
それゆえに、この発明の目的は、臨界電流密度が向上
されることができるタリウム系酸化物超電導線材の製造
方法を提供しようとすることである。
されることができるタリウム系酸化物超電導線材の製造
方法を提供しようとすることである。
［課題を解決するための手段］ 本発明者は、臨界電流密度の向上を目的として、原料
粉末の熱処理後において、前述した高Tc相ができるだけ
多く生成されるような条件を見出すべく実験を重ねた。
特に、タリウム系酸化物超電導体を得るための原料粉末
に関して、その最適条件を見出すべく実験を行なった。
その結果、原料粉末として、高Tc相である1223組成の12
23相の割合を高めたものを用いるよりは、むしろ、低Tc
相である1122組成の1122相をある程度含有させた原料粉
末を用いた場合のほうが、熱処理して得られた超電導体
において高Tc相がより多く生成されることを見出した。
粉末の熱処理後において、前述した高Tc相ができるだけ
多く生成されるような条件を見出すべく実験を重ねた。
特に、タリウム系酸化物超電導体を得るための原料粉末
に関して、その最適条件を見出すべく実験を行なった。
その結果、原料粉末として、高Tc相である1223組成の12
23相の割合を高めたものを用いるよりは、むしろ、低Tc
相である1122組成の1122相をある程度含有させた原料粉
末を用いた場合のほうが、熱処理して得られた超電導体
において高Tc相がより多く生成されることを見出した。
この発明は、このような知見に基づきなされたもので
ある。
ある。
この発明は、金属シースにて被覆した状態で、原料粉
末を熱処理するステップを備える、Tl−Bi−Ca−Sr−Cu
−ＯまたはTl−Bi−Pb−Ca−Sr−Cu−Ｏの成分を有する
タリウム系酸化物超電導体が金属シースにて被覆されて
なる、タリウム系酸化物超電導線材の製造方法に向けら
れるものであって、前述した技術的課題を解決するた
め、原料粉末として、相対的に高い臨界温度を示す（T
l,Bi）−Ca−Sr−Cu−Ｏまたは（Tl,Bi,Pb）−Ca−Sr−
Cu−Ｏのタリウム系酸化物超電導体の1223相の割合が、
40％以上90％以下とされたものを用いることを特徴とし
ている。
末を熱処理するステップを備える、Tl−Bi−Ca−Sr−Cu
−ＯまたはTl−Bi−Pb−Ca−Sr−Cu−Ｏの成分を有する
タリウム系酸化物超電導体が金属シースにて被覆されて
なる、タリウム系酸化物超電導線材の製造方法に向けら
れるものであって、前述した技術的課題を解決するた
め、原料粉末として、相対的に高い臨界温度を示す（T
l,Bi）−Ca−Sr−Cu−Ｏまたは（Tl,Bi,Pb）−Ca−Sr−
Cu−Ｏのタリウム系酸化物超電導体の1223相の割合が、
40％以上90％以下とされたものを用いることを特徴とし
ている。
この発明において、金属シースとしては、好ましく
は、金、金合金、銀、または銀合金からなるものが用い
られる。
は、金、金合金、銀、または銀合金からなるものが用い
られる。
また、前記熱処理の温度は、好ましくは、750〜900℃
の範囲に選ばれる。
の範囲に選ばれる。
［作用］ この発明において用いられる原料粉末には、1223相の
ほか、1122相あるいは非超電導相が含まれている。この
ような複数の超電導相の混相状態から、必要に応じて塑
性加工を加えた後、熱処理を施すことによって、目的と
する1223相の単相化が進むとともに、低Tc相から高Tc相
への変態過程において、結晶粒の成長が起こる。これに
よって、粒子間の欠陥が生じにくくなり、そのような欠
陥による悪影響を避けることができる。
ほか、1122相あるいは非超電導相が含まれている。この
ような複数の超電導相の混相状態から、必要に応じて塑
性加工を加えた後、熱処理を施すことによって、目的と
する1223相の単相化が進むとともに、低Tc相から高Tc相
への変態過程において、結晶粒の成長が起こる。これに
よって、粒子間の欠陥が生じにくくなり、そのような欠
陥による悪影響を避けることができる。
なお、原料状態において、既に1223相の単相化が進ん
でいると、後の熱処理時に分解が進んでしまい、このよ
うな1223相を最終的には得にくい。また、原料段階で、
異相が多すぎても、後の熱処理において、高Tc相の反応
の駆動力が小さすぎて、反応が進まないことになる。
でいると、後の熱処理時に分解が進んでしまい、このよ
うな1223相を最終的には得にくい。また、原料段階で、
異相が多すぎても、後の熱処理において、高Tc相の反応
の駆動力が小さすぎて、反応が進まないことになる。
［発明の効果］ このように、この発明によれば、1223相の割合が40％
以上90％以下とされた原料粉末を用いることにより、こ
れを熱処理したとき、1223相を多く生成させることがで
き、また、単相化が進むことから粒子間の欠陥が生じに
くくなる。そのため、臨界電流密度の高いタリウム系酸
化物超電導線材を得ることができる。したがって、この
発明に係るタリウム系酸化物超電導線材は、ケーブルや
マグネットなどへの実用化の可能性が高められる。
以上90％以下とされた原料粉末を用いることにより、こ
れを熱処理したとき、1223相を多く生成させることがで
き、また、単相化が進むことから粒子間の欠陥が生じに
くくなる。そのため、臨界電流密度の高いタリウム系酸
化物超電導線材を得ることができる。したがって、この
発明に係るタリウム系酸化物超電導線材は、ケーブルや
マグネットなどへの実用化の可能性が高められる。
金属シースの材料として、金、金合金、銀、または銀
合金を用いると、これらは原料粉末と反応しないため好
ましくないとともに、加工性が良好であり、また、超電
導体の安定化材としても機能させることができる。
合金を用いると、これらは原料粉末と反応しないため好
ましくないとともに、加工性が良好であり、また、超電
導体の安定化材としても機能させることができる。
また、目的とする1223相をより多く生成させ得る点に
おいて、熱処理の温度は、750〜900℃の範囲に選ばれる
のが好ましい。
おいて、熱処理の温度は、750〜900℃の範囲に選ばれる
のが好ましい。
［実施例］ この発明によって得られるタリウム系酸化物超電導線
材に含まれるタリウム系酸化物超電導体は、 （１） Tl−Bi−Ca−Sr−Cu−Ｏまたは （２） Tl−Bi−Pb−Ca−Sr−Cu−Ｏ の成分を有している。
材に含まれるタリウム系酸化物超電導体は、 （１） Tl−Bi−Ca−Sr−Cu−Ｏまたは （２） Tl−Bi−Pb−Ca−Sr−Cu−Ｏ の成分を有している。
上記（１）の成分を有するタリウム系酸化物超電導体
は、好ましくは、 （Tl1-XBiX）aSrbCamCun （但し、０＜ｘ＜１、0.5＜ａ＜２、0.5＜ｂ＜３、0.5
＜ｍ＜５、２＜ｎ） と酸素とからなる配合組成を有している。
は、好ましくは、 （Tl1-XBiX）aSrbCamCun （但し、０＜ｘ＜１、0.5＜ａ＜２、0.5＜ｂ＜３、0.5
＜ｍ＜５、２＜ｎ） と酸素とからなる配合組成を有している。
なお、上記配合組成において、さらに、０＜ｘ＜0.6
の条件を満たすことが好ましい。
の条件を満たすことが好ましい。
また、上記（２）の成分を有するタリウム系酸化物超
電導体は、好ましくは、 （Tl1-XBiXPby）aSrbCamCun （但し、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、0.5＜ａ＜２、５＜
ｂ＜３、0.5＜ｍ＜５、２＜ｎ） と酸素とからなる配合組成を有している。
電導体は、好ましくは、 （Tl1-XBiXPby）aSrbCamCun （但し、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、0.5＜ａ＜２、５＜
ｂ＜３、0.5＜ｍ＜５、２＜ｎ） と酸素とからなる配合組成を有している。
なお、上記配合組成において、さらに、０＜ｘ＜0.
6、０＜ｙ＜0.5の条件を満たすことが好ましい。
6、０＜ｙ＜0.5の条件を満たすことが好ましい。
以下に、この発明をなすに到った実験例について説明
する。
する。
実験例１ まず、SrCO3、CaCO3、およびCuOの各粉末を、秤量
し、混合し、ペレット成形した後、750〜840℃で、24時
間焼成した。焼結後のペレットを、粉砕し、これに、さ
らにTl2O3およびBi2O3の各粉末を、秤量して加えて、最
終的に、Tl:Bi:Ca:Sr:Cu＝1.6:0.4:2:2:3の配合比とな
るようにした。この粉末を、880℃から930℃までの種々
の温度で、それぞれ６時間焼成し、タリウム系酸化物超
電導体のための原料を得た。得られた種々の原料の1223
相の割合を、Ｘ線回折パターンにより求め、以下の第１
表に示した。
し、混合し、ペレット成形した後、750〜840℃で、24時
間焼成した。焼結後のペレットを、粉砕し、これに、さ
らにTl2O3およびBi2O3の各粉末を、秤量して加えて、最
終的に、Tl:Bi:Ca:Sr:Cu＝1.6:0.4:2:2:3の配合比とな
るようにした。この粉末を、880℃から930℃までの種々
の温度で、それぞれ６時間焼成し、タリウム系酸化物超
電導体のための原料を得た。得られた種々の原料の1223
相の割合を、Ｘ線回折パターンにより求め、以下の第１
表に示した。
これらの原料を粉砕して、原料粉末とし、それぞれを
銀シース内に充填した後、テープ状に加工した。その
後、880℃で１時間、次いで840℃で４時間の熱処理を施
した。
銀シース内に充填した後、テープ状に加工した。その
後、880℃で１時間、次いで840℃で４時間の熱処理を施
した。
このようにして得られたタリウム系酸化物超電導線材
の超電導体の1223相の割合をＸ線回折パターンで求める
とともに、液体窒素中における臨界電流密度を測定し
た。これらが、第１表に併せて示されている。
の超電導体の1223相の割合をＸ線回折パターンで求める
とともに、液体窒素中における臨界電流密度を測定し
た。これらが、第１表に併せて示されている。
実験例２ まず、SrCO3、CaCO3、およびCuOの各粉末を、秤量
し、混合し、ペレット成形した後、800〜820℃で、24時
間焼成した。焼結後のペレットを粉砕し、これに、さら
にTl2O3、Bi2O3、およびPbOの各粉末を、秤量して加え
て、最終的に、Tl:Bi:Pb:Ca:Sr:Cu＝1.5:0.3:0.2:2:2:3
になるようにした。
し、混合し、ペレット成形した後、800〜820℃で、24時
間焼成した。焼結後のペレットを粉砕し、これに、さら
にTl2O3、Bi2O3、およびPbOの各粉末を、秤量して加え
て、最終的に、Tl:Bi:Pb:Ca:Sr:Cu＝1.5:0.3:0.2:2:2:3
になるようにした。
これを、実験例１と同様、種々の焼成条件で焼成し、
以下の第２表に示すような1223相の割合を有する原料を
得た。
以下の第２表に示すような1223相の割合を有する原料を
得た。
以下、実験例１と同様の操作を行ない、銀シースにて
被覆されたテープ状のタリウム系酸化物超電導線材を得
た。これらの線材に含まれる超電導体の1223相の割合、
および液体窒素中での臨界電流密度が、第２表に併せて
示されている。
被覆されたテープ状のタリウム系酸化物超電導線材を得
た。これらの線材に含まれる超電導体の1223相の割合、
および液体窒素中での臨界電流密度が、第２表に併せて
示されている。
上記第１表および第２表の各々において、試料No.1,
2,4が、この発明による実施例であり、試料No.3,5が、
比較例である。これら実施例および比較例の比較から、
原料の1223相の割合が、40％以上90％以下の範囲に入る
試料に限り、得られた線材は、高い臨界電流密度を示し
ている。
2,4が、この発明による実施例であり、試料No.3,5が、
比較例である。これら実施例および比較例の比較から、
原料の1223相の割合が、40％以上90％以下の範囲に入る
試料に限り、得られた線材は、高い臨界電流密度を示し
ている。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｂ 13/00 ５６５ Ｈ０１Ｂ 13/00 ５６５Ｚ
Claims (3)
- 【請求項１】金属シースにて被覆した状態で、原料粉末
を熱処理するステップを備える、Tl−Bi−Ca−Sr−Cu−
ＯまたはTl−Bi−Pb−Ca−Sr−Cu−Ｏの成分を有するタ
リウム系酸化物超電導体が金属シースにて被覆されてな
る、タリウム系酸化物超電導線材の製造方法において、 前記原料粉末として、相対的に高い臨界温度を示す（T
l,Bi）−Ca−Sr−Cu−Ｏまたは（Tl,Bi,Pb）−Ca−Sr−
Cu−Ｏのタリウム系酸化物超電導体の1223相の割合が、
40％以上90％以下とされたものを用いることを特徴とす
る、タリウム系酸化物超電導線材の製造方法。 - 【請求項２】前記金属シースは、金、金合金、銀、また
は銀合金からなる、請求項１に記載のタリウム系酸化物
超電導線材の製造方法。 - 【請求項３】前記熱処理の温度は、750〜900℃の範囲に
選ばれる、請求項１または２に記載のタリウム系酸化物
超電導線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2077462A JP2822559B2 (ja) | 1990-03-26 | 1990-03-26 | タリウム系酸化物超電導線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2077462A JP2822559B2 (ja) | 1990-03-26 | 1990-03-26 | タリウム系酸化物超電導線材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03275557A JPH03275557A (ja) | 1991-12-06 |
| JP2822559B2 true JP2822559B2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=13634674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2077462A Expired - Lifetime JP2822559B2 (ja) | 1990-03-26 | 1990-03-26 | タリウム系酸化物超電導線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2822559B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995012899A1 (en) * | 1993-11-03 | 1995-05-11 | Industrial Research Limited | Preparation of htsc conductors by deformation-induced texturing of superconductors without slip system |
-
1990
- 1990-03-26 JP JP2077462A patent/JP2822559B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03275557A (ja) | 1991-12-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5324712A (en) | Formation of the high TC 2223 phase in BI-SR-CA-CU-O by seeding | |
| JPH04237910A (ja) | ビスマス系酸化物超電導線材の製造方法 | |
| JP2822559B2 (ja) | タリウム系酸化物超電導線材の製造方法 | |
| JPH04500196A (ja) | 超伝導性金属酸化物組成物 | |
| WO1993002460A1 (fr) | Procede de fabrication d'un materiau supraconducteur filaire en oxyde a base de bismuth | |
| US5108985A (en) | Bi-Pb-Sr-Ca-Cu oxide superconductor containing alkali metal and process for preparation thereof | |
| JPH06176637A (ja) | Ｂｉ系酸化物超電導線の製造方法 | |
| JP2855869B2 (ja) | ビスマス系酸化物超電導線材の製造方法 | |
| EP1176645B1 (en) | Method for preparing bismuth-based high temperature superconductors | |
| JP2803819B2 (ja) | 酸化物超電導体の製造方法 | |
| JP3149170B2 (ja) | ビスマス系酸化物超電導体の製造方法 | |
| US5378682A (en) | Dense superconducting bodies with preferred orientation | |
| JP2971504B2 (ja) | Ｂｉ基酸化物超電導体の製造方法 | |
| JP3149429B2 (ja) | 超電導体の製造方法 | |
| JP2893405B2 (ja) | Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−ｏ系超電導物質 | |
| JP2634187B2 (ja) | タリウム系酸化物超電導体の製造方法 | |
| JP2854338B2 (ja) | 銅系酸化物超電導体 | |
| JPH0745357B2 (ja) | 超電導繊維状単結晶およびその製造方法 | |
| JP2749194B2 (ja) | Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導体の製法 | |
| JPH03279219A (ja) | タリウム系酸化物超電導体原料およびその製造方法 | |
| JP3164392B2 (ja) | 酸化物超伝導体の製造方法 | |
| JPH08337424A (ja) | Ｂｉ系酸化物超伝導線材の製造方法 | |
| JPH04329222A (ja) | 酸化物超電導線材の製造方法 | |
| Moodenbaugh et al. | Superconductivity of La (2-x) BaxCuO4 | |
| JPH05339008A (ja) | Ｔｌ，Ｐｂ系酸化物超電導材及びその製造方法 |