JP3048404B2 - Ｂｉ系酸化物超電導線材の製造方法 - Google Patents
Ｂｉ系酸化物超電導線材の製造方法Info
- Publication number
- JP3048404B2 JP3048404B2 JP3122624A JP12262491A JP3048404B2 JP 3048404 B2 JP3048404 B2 JP 3048404B2 JP 3122624 A JP3122624 A JP 3122624A JP 12262491 A JP12262491 A JP 12262491A JP 3048404 B2 JP3048404 B2 JP 3048404B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- based oxide
- oxide superconductor
- superconducting wire
- wire
- superconductor
- 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 - Fee Related
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
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は結晶配向性に優れた臨界
電流密度の高いＢｉ系酸化物超電導線材を製造する方法
に関する。
電流密度の高いＢｉ系酸化物超電導線材を製造する方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、銀からなるシース材の内部にＢｉ
系の酸化物超電導体を設けてなる酸化物超電導線材が知
られている。この種の超電導線材において、２２２３相
として知られる(ＢｉＰｂ)2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏxなる組
成の酸化物超電導体を備えたものを製造する方法の一例
として図３ないし図７を基に以下に説明する方法が知ら
れている。
系の酸化物超電導体を設けてなる酸化物超電導線材が知
られている。この種の超電導線材において、２２２３相
として知られる(ＢｉＰｂ)2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏxなる組
成の酸化物超電導体を備えたものを製造する方法の一例
として図３ないし図７を基に以下に説明する方法が知ら
れている。
【０００３】この製造方法では、まず、Ｂｉ2Ｏ3、Ｐｂ
Ｏ、ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＣｕＯの各粉末をＢｉ：Ｐ
ｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１.６：０.４：２：２：３の比
率で混合して図３に示す混合粉末１を作成し、加熱炉２
の内部において、７５０〜８７０℃の温度で８〜２００
時間程度仮焼きして焼結体を得る。次にこの焼結体を粉
砕して得た粉砕物４を図４に示すように銀製のパイプ３
に充填し、次いで図５に示すようにスエージング伸線加
工により縮径し、更に図６に示すように圧延およびプレ
ス加工機５によって圧密し、次いで図７で示すように加
熱炉６で熱処理を施すことにより銀シース内部に２２２
３相の酸化物超電導体を生成させて超電導線材７を得て
いる。
Ｏ、ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＣｕＯの各粉末をＢｉ：Ｐ
ｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１.６：０.４：２：２：３の比
率で混合して図３に示す混合粉末１を作成し、加熱炉２
の内部において、７５０〜８７０℃の温度で８〜２００
時間程度仮焼きして焼結体を得る。次にこの焼結体を粉
砕して得た粉砕物４を図４に示すように銀製のパイプ３
に充填し、次いで図５に示すようにスエージング伸線加
工により縮径し、更に図６に示すように圧延およびプレ
ス加工機５によって圧密し、次いで図７で示すように加
熱炉６で熱処理を施すことにより銀シース内部に２２２
３相の酸化物超電導体を生成させて超電導線材７を得て
いる。
【０００４】このように得られた超電導線材７は、液体
窒素温度において、１０4Ａ／ｃｍ2（外部磁場０Ｔ）台
の高い臨界電流密度を発揮するものである。
窒素温度において、１０4Ａ／ｃｍ2（外部磁場０Ｔ）台
の高い臨界電流密度を発揮するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記の製
造方法で得られた超電導線材７にあっては、線材の長手
方向に臨界電流密度のバラツキが生じる問題があった。
即ち、得られた超電導線材の長手方向の種々の位置にお
ける臨界電流密度を測定したところ、図８に示すように
部分的に臨界電流密度が大幅に低下する部分があり、臨
界電流密度にかなりのばらつきがあることが判明した。
造方法で得られた超電導線材７にあっては、線材の長手
方向に臨界電流密度のバラツキが生じる問題があった。
即ち、得られた超電導線材の長手方向の種々の位置にお
ける臨界電流密度を測定したところ、図８に示すように
部分的に臨界電流密度が大幅に低下する部分があり、臨
界電流密度にかなりのばらつきがあることが判明した。
【０００６】この問題の原因として種々のことが考えら
れるが、その１つとして、超電導相の生成割合が低いと
いう問題がある。即ち、熱処理により導体断面積の１０
０％が超電導相に変換すれば問題がないが、実際は非超
電導相や不純物元素および未反応相といった部分が色々
な割合で含まれることが知られている。従ってなるべく
均一な反応状態でしかも１００％に近い超電導相の反応
を確保することが高臨界電流密度の超電導線材を得る有
効な方法の１つであると考えられる。
れるが、その１つとして、超電導相の生成割合が低いと
いう問題がある。即ち、熱処理により導体断面積の１０
０％が超電導相に変換すれば問題がないが、実際は非超
電導相や不純物元素および未反応相といった部分が色々
な割合で含まれることが知られている。従ってなるべく
均一な反応状態でしかも１００％に近い超電導相の反応
を確保することが高臨界電流密度の超電導線材を得る有
効な方法の１つであると考えられる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は前
記課題を解決するために、Ｂｉ系の酸化物超電導体を構
成する元素を含む混合原料に圧密処理と熱処理とを施し
てＢｉ系の酸化物超電導体を形成し、この酸化物超電導
体を溶融するとともに、この溶融体に種材を接触させた
後に引き上げ処理を行なって種材に方向性溶融凝固体を
付着生成させ、次いでこの方向性溶融凝固体を粉砕し、
金属シースの内部に充填した後にスウェージング加工、
伸線加工、圧延加工またはプレス加工等により圧密し、
その後に熱処理して金属シース内部にＢｉ系酸化物超電
導体を生成させるものである。
記課題を解決するために、Ｂｉ系の酸化物超電導体を構
成する元素を含む混合原料に圧密処理と熱処理とを施し
てＢｉ系の酸化物超電導体を形成し、この酸化物超電導
体を溶融するとともに、この溶融体に種材を接触させた
後に引き上げ処理を行なって種材に方向性溶融凝固体を
付着生成させ、次いでこの方向性溶融凝固体を粉砕し、
金属シースの内部に充填した後にスウェージング加工、
伸線加工、圧延加工またはプレス加工等により圧密し、
その後に熱処理して金属シース内部にＢｉ系酸化物超電
導体を生成させるものである。
【０００８】請求項２記載の発明は前記課題を解決する
ために、Ｂｉ系の酸化物超電導体を構成する元素を含む
混合原料に圧密処理と熱処理とを施してＢｉ系の酸化物
超電導体を形成し、この酸化物超電導体を部分溶融する
とともに、この部分溶融帯を移動させて酸化物超電導体
の全体を１回以上部分溶融して酸化物超電導体を帯溶融
材とするとともに、次にこの帯溶融材を粉砕し、金属シ
ースの内部に充填した後にスウェージング加工、伸線加
工、圧延加工またはプレス加工等により圧密し、その後
に熱処理して金属シース内部にＢｉ系酸化物超電導体を
生成させるものである。
ために、Ｂｉ系の酸化物超電導体を構成する元素を含む
混合原料に圧密処理と熱処理とを施してＢｉ系の酸化物
超電導体を形成し、この酸化物超電導体を部分溶融する
とともに、この部分溶融帯を移動させて酸化物超電導体
の全体を１回以上部分溶融して酸化物超電導体を帯溶融
材とするとともに、次にこの帯溶融材を粉砕し、金属シ
ースの内部に充填した後にスウェージング加工、伸線加
工、圧延加工またはプレス加工等により圧密し、その後
に熱処理して金属シース内部にＢｉ系酸化物超電導体を
生成させるものである。
【作用】種材晶を用いた方向性凝固体あるいは帯溶融に
よる部分溶融を行なった帯溶融材は結晶方位がある程度
揃った特にｃ軸配向性の高い結晶体であるので、これら
のものは、粉砕物にしてもＢｉ系超電導体に特有のフレ
ーク状結晶形を維持したまま粉砕物となっている。よっ
てこの粉砕物を金属シースに充填し、スウェージング加
工、伸線加工、圧延加工またはプレス加工等により圧密
し、熱処理するならば、線材の長手方向に並んだフレー
ク状結晶を更に熱処理することによって長手方向により
配向度を高めることになる。よってこの線材は、未反応
部分の少ない、不純物の少ない結晶配向性の良好な酸化
物超電導体が得られる。また、Ｂｉ系のフレーク状の超
電導体の結晶が再度配向するので、酸化物超電導体の結
晶の粒界が磁束のピンニングセンタとなって臨界電流密
度の磁界特性の向上に寄与する可能性がある。
よる部分溶融を行なった帯溶融材は結晶方位がある程度
揃った特にｃ軸配向性の高い結晶体であるので、これら
のものは、粉砕物にしてもＢｉ系超電導体に特有のフレ
ーク状結晶形を維持したまま粉砕物となっている。よっ
てこの粉砕物を金属シースに充填し、スウェージング加
工、伸線加工、圧延加工またはプレス加工等により圧密
し、熱処理するならば、線材の長手方向に並んだフレー
ク状結晶を更に熱処理することによって長手方向により
配向度を高めることになる。よってこの線材は、未反応
部分の少ない、不純物の少ない結晶配向性の良好な酸化
物超電導体が得られる。また、Ｂｉ系のフレーク状の超
電導体の結晶が再度配向するので、酸化物超電導体の結
晶の粒界が磁束のピンニングセンタとなって臨界電流密
度の磁界特性の向上に寄与する可能性がある。
【０００９】以下に本発明について更に詳しく説明す
る。本発明方法を実施するには、まず、Ｂｉ系酸化物超
電導体の出発材料を用意する。出発材料として、Ｂｉ化
合物、Ｐｂ化合物、Ｓｒ化合物、Ｃａ化合物、Ｃｕ化合
物あるいはこれらの複合酸化物を用いる。化合物として
は、各元素の酸化物、硫化物、炭酸塩、フッ化物などの
いずれでも良い。この例で具体的に用いるのは、ＢｉＣ
Ｏ3、Ｂｉ2Ｏ3、ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＰｂＯ、Ｃｕ
Ｏなどの粉末あるいは粒体などである。
る。本発明方法を実施するには、まず、Ｂｉ系酸化物超
電導体の出発材料を用意する。出発材料として、Ｂｉ化
合物、Ｐｂ化合物、Ｓｒ化合物、Ｃａ化合物、Ｃｕ化合
物あるいはこれらの複合酸化物を用いる。化合物として
は、各元素の酸化物、硫化物、炭酸塩、フッ化物などの
いずれでも良い。この例で具体的に用いるのは、ＢｉＣ
Ｏ3、Ｂｉ2Ｏ3、ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＰｂＯ、Ｃｕ
Ｏなどの粉末あるいは粒体などである。
【００１０】前記の各粉末を用意したならば、Ｂｉ：Ｓ
ｒ：Ｃａ：Ｃｕ：Ｏ＝２：２：２：３、２：２：３：４
または２：２：１：２などの割合になるように、あるい
は、(ＢｉＰｂ)2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏxなどの組成になる
ように混合して混合原料を得る。次に前記混合原料を大
気中において７８０〜８５０℃で数時間〜１００時間程
度加熱し、不要成分を除去する仮焼を行なう。次にこの
仮焼物をプレス加工して圧粉体を形成する。ここで次に
種材を用いた方向性凝固処理あるいは加熱ヒータを用い
た帯溶融処理のいずれかを施す。
ｒ：Ｃａ：Ｃｕ：Ｏ＝２：２：２：３、２：２：３：４
または２：２：１：２などの割合になるように、あるい
は、(ＢｉＰｂ)2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏxなどの組成になる
ように混合して混合原料を得る。次に前記混合原料を大
気中において７８０〜８５０℃で数時間〜１００時間程
度加熱し、不要成分を除去する仮焼を行なう。次にこの
仮焼物をプレス加工して圧粉体を形成する。ここで次に
種材を用いた方向性凝固処理あるいは加熱ヒータを用い
た帯溶融処理のいずれかを施す。
【００１１】方向性凝固処理は、前記圧粉体を溶融させ
た溶融体に種材を浸積し、種材を一定速度で引き上げる
ことで種材に方向性溶融凝固体を付着させるものであ
る。ここで用いる種材は、融点が溶融体温度よりも高い
金属材料（例えばＰｔ）や酸化物超電導体の結晶構造に
類似した結晶構造を有するＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ3などの
小片状の結晶体を用いても良い。帯溶融処理は、圧粉熱
処理体を加熱装置で帯状に溶融させ、帯状の帯溶融部分
を圧粉体の端部まで移動させて圧粉体の全体を一度、あ
るいは複数回溶融させる処理である。
た溶融体に種材を浸積し、種材を一定速度で引き上げる
ことで種材に方向性溶融凝固体を付着させるものであ
る。ここで用いる種材は、融点が溶融体温度よりも高い
金属材料（例えばＰｔ）や酸化物超電導体の結晶構造に
類似した結晶構造を有するＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ3などの
小片状の結晶体を用いても良い。帯溶融処理は、圧粉熱
処理体を加熱装置で帯状に溶融させ、帯状の帯溶融部分
を圧粉体の端部まで移動させて圧粉体の全体を一度、あ
るいは複数回溶融させる処理である。
【００１２】次に前記方向性凝固処理あるいは帯溶融処
理を施した凝固体あるいは帯溶融体に熱処理を施す。こ
の熱処理は、８２０〜８４０℃で数時間〜１００時間程
度加熱する処理である。この処理により、凝固体あるい
は帯溶融体はＢｉ系酸化物超電導体となる。この酸化物
超電導体にあっては、Ｂｉ系酸化物超電導体に特有のフ
レーク状の結晶組織が生成し、超電導性を示すが、臨界
電流密度の面ではまだ不足がある。
理を施した凝固体あるいは帯溶融体に熱処理を施す。こ
の熱処理は、８２０〜８４０℃で数時間〜１００時間程
度加熱する処理である。この処理により、凝固体あるい
は帯溶融体はＢｉ系酸化物超電導体となる。この酸化物
超電導体にあっては、Ｂｉ系酸化物超電導体に特有のフ
レーク状の結晶組織が生成し、超電導性を示すが、臨界
電流密度の面ではまだ不足がある。
【００１３】次に前記超電導体を粉砕して圧粉して棒状
などの形状に成形した後に、この成形体を銀製などの金
属パイプに挿入し、これに伸線加工と圧延加工とプレス
加工などを適宜施して縮径し、テープ状あるいは断面円
形の線状の線材を得、次いでこれを８２０〜８４０℃で
数時間〜１００時間程度加熱処理することで金属シース
の内部に酸化物超電導体が生成されたテープ状あるいは
線状の超電導線材を得ることができる。
などの形状に成形した後に、この成形体を銀製などの金
属パイプに挿入し、これに伸線加工と圧延加工とプレス
加工などを適宜施して縮径し、テープ状あるいは断面円
形の線状の線材を得、次いでこれを８２０〜８４０℃で
数時間〜１００時間程度加熱処理することで金属シース
の内部に酸化物超電導体が生成されたテープ状あるいは
線状の超電導線材を得ることができる。
【００１４】図１は前述の工程により製造されたテープ
状のＢｉ系酸化物超電導線材の一構造例を示すものであ
る。この超電導線材１０にあっては、銀製の中空のテー
プ状のシース材１１の内部に酸化物超電導体からなる帯
状の導体部１２が形成されている。
状のＢｉ系酸化物超電導線材の一構造例を示すものであ
る。この超電導線材１０にあっては、銀製の中空のテー
プ状のシース材１１の内部に酸化物超電導体からなる帯
状の導体部１２が形成されている。
【００１５】この超電導線材１０にあっては、途中の工
程において製造した超電導体のフレーク状の組織の粉砕
物を更に金属パイプに充填して加工によって圧密し、そ
れを更に熱処理して超電導体とするので、超電導体の生
成率の高い、未反応部分の少ない均一な組成の酸化物超
電導体を備えた導体部１２を得ることができる。また、
方向性凝固法や帯溶融法によって結晶配向性を一度整え
た後の粉砕物をもう一度圧密して熱処理するので、金属
パイプに単に出発材料を充填した後に熱処理して得られ
る酸化物超電導線材に比較すると、より配向性の良好な
より細かい結晶の酸化物超電導体の導体部１２を得るこ
とができる。更に、フレーク状の結晶が線材の長手方向
に並ぶので、超電導体の結晶粒界が磁束のピンニングセ
ンタとして作用し臨界電流密度の磁界特性が若干向上す
る。
程において製造した超電導体のフレーク状の組織の粉砕
物を更に金属パイプに充填して加工によって圧密し、そ
れを更に熱処理して超電導体とするので、超電導体の生
成率の高い、未反応部分の少ない均一な組成の酸化物超
電導体を備えた導体部１２を得ることができる。また、
方向性凝固法や帯溶融法によって結晶配向性を一度整え
た後の粉砕物をもう一度圧密して熱処理するので、金属
パイプに単に出発材料を充填した後に熱処理して得られ
る酸化物超電導線材に比較すると、より配向性の良好な
より細かい結晶の酸化物超電導体の導体部１２を得るこ
とができる。更に、フレーク状の結晶が線材の長手方向
に並ぶので、超電導体の結晶粒界が磁束のピンニングセ
ンタとして作用し臨界電流密度の磁界特性が若干向上す
る。
【００１６】
【実施例】（実施例１）ＢｉＣＯ3とＳｒＣＯ3とＣａＣ
Ｏ3とＣｕＯの各粉末をＢｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏxの組成
となるように混合し、７８０℃で５時間仮焼し、粉砕し
た。粉砕物をラバープレスによって直径１.５ｍｍの棒
状に圧密した。この棒状体を９３０℃に加熱して部分的
溶融状態とし、この溶融体に種材を浸積して一定速度で
引き上げ、種結晶に付着一体化して凝固させた直径０.
３ｍｍのファイバ状のＢｉ系超電導素線を得た。この超
電導素線を７８０℃で１００時間熱処理して臨界温度８
３Ｋ、臨界電流密度４０００Ａ／ｃｍ2の超電導体に仕
上げた。その後、この超電導体をボールミルや乳鉢によ
って粉砕し、細いフレーク状の粉砕物とした。
Ｏ3とＣｕＯの各粉末をＢｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏxの組成
となるように混合し、７８０℃で５時間仮焼し、粉砕し
た。粉砕物をラバープレスによって直径１.５ｍｍの棒
状に圧密した。この棒状体を９３０℃に加熱して部分的
溶融状態とし、この溶融体に種材を浸積して一定速度で
引き上げ、種結晶に付着一体化して凝固させた直径０.
３ｍｍのファイバ状のＢｉ系超電導素線を得た。この超
電導素線を７８０℃で１００時間熱処理して臨界温度８
３Ｋ、臨界電流密度４０００Ａ／ｃｍ2の超電導体に仕
上げた。その後、この超電導体をボールミルや乳鉢によ
って粉砕し、細いフレーク状の粉砕物とした。
【００１７】次にこの粉砕物を直径３ｍｍの棒状体に圧
縮成形した後、外径６ｍｍ、内径４ｍｍの銀製パイプに
挿入し、スエージング加工と伸線加工を繰り返し施して
直径２ｍｍの線材を得た。その後、この線材に圧延加工
とプレス加工を施した後、大気中において８４０℃に１
００時間加熱する熱処理を施し、厚さ０.２ｍｍ、幅２.
５ｍｍの銀シース付きテープ状のＢｉ系超電導線材を得
た。この超電導線材の臨界温度は８３Ｋ、臨界電流密度
は８０００Ａ／ｃｍ2（７７Ｋ、磁場０Ｔ）に向上し
た。
縮成形した後、外径６ｍｍ、内径４ｍｍの銀製パイプに
挿入し、スエージング加工と伸線加工を繰り返し施して
直径２ｍｍの線材を得た。その後、この線材に圧延加工
とプレス加工を施した後、大気中において８４０℃に１
００時間加熱する熱処理を施し、厚さ０.２ｍｍ、幅２.
５ｍｍの銀シース付きテープ状のＢｉ系超電導線材を得
た。この超電導線材の臨界温度は８３Ｋ、臨界電流密度
は８０００Ａ／ｃｍ2（７７Ｋ、磁場０Ｔ）に向上し
た。
【００１８】また、前記超電導線材の臨界電流密度と磁
場の関係を図２に示す。図２においては比較例として、
ＢｉＣＯ3とＳｒＣＯ3とＣａＣＯ3とＣｕＯの各粉末を
Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏxの組成となるように混合し、
７８０℃で５時間仮焼し、粉砕した物を前記と同等の寸
法の銀製のパイプに充填した後に前記と同様に圧密して
得られたＢｉ系の超電導線材の臨界電流密度も併せて示
した。
場の関係を図２に示す。図２においては比較例として、
ＢｉＣＯ3とＳｒＣＯ3とＣａＣＯ3とＣｕＯの各粉末を
Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏxの組成となるように混合し、
７８０℃で５時間仮焼し、粉砕した物を前記と同等の寸
法の銀製のパイプに充填した後に前記と同様に圧密して
得られたＢｉ系の超電導線材の臨界電流密度も併せて示
した。
【００１９】図２から、本発明方法によるＢｉ系酸化物
超電導線材が比較例の超電導線材に対し高磁場において
臨界電流密度の低下割合が少ないことが判明した。な
お、比較例のＢｉ系超電導線材は０.１Ｔの磁場中にお
いては、１／１０程度に低下し、１Ｔの磁場中において
は１／１００以下に低下してしまうが、本発明例の超電
導線材においては０.１Ｔで１／３に、１Ｔにおいて１
／１０程度の低下に抑えることができた。得られた超電
導線材を走査電子顕微鏡（ＳＭＥ）により観察したとこ
ろ、比較例の超電導線材の内部のＢｉ系超電導体部分
は、大きなフレーク状の結晶が積層された形状であった
が、本発明のものは、より小さなフレーク状の結晶がよ
り密に積層された形を呈していた。
超電導線材が比較例の超電導線材に対し高磁場において
臨界電流密度の低下割合が少ないことが判明した。な
お、比較例のＢｉ系超電導線材は０.１Ｔの磁場中にお
いては、１／１０程度に低下し、１Ｔの磁場中において
は１／１００以下に低下してしまうが、本発明例の超電
導線材においては０.１Ｔで１／３に、１Ｔにおいて１
／１０程度の低下に抑えることができた。得られた超電
導線材を走査電子顕微鏡（ＳＭＥ）により観察したとこ
ろ、比較例の超電導線材の内部のＢｉ系超電導体部分
は、大きなフレーク状の結晶が積層された形状であった
が、本発明のものは、より小さなフレーク状の結晶がよ
り密に積層された形を呈していた。
【００２０】（実施例２）Ｂｉ2Ｏ3とＳｒＣＯ3とＣａ
ＣＯ3とＣｕＯとＰｂＯの各粉末をＢｉ2Ｂｉ1.9Ｃａ2.2
Ｃｕ4Ｐｂ0.5Ｏxの組成となるように混合して混合原料
を得、これを７８０℃で１０時間仮焼し、粉砕した。粉
砕物をラバープレスによって直径約３ｍｍの円柱状に圧
密し、８４０〜８７０℃に１０〜１００時間大気中で熱
処理した。その圧密体にＣＯ2レーザビームを当てて部
分溶融させ、部分的溶融状態とし、レーザビームを移動
させながら方向性凝固体を作成した。得られたＢｉ系超
電導体は、臨界温度８４Ｋ、臨界電流密度５０００Ａ／
ｃｍ2（７７Ｋ、０Ｔ）の値を示した。
ＣＯ3とＣｕＯとＰｂＯの各粉末をＢｉ2Ｂｉ1.9Ｃａ2.2
Ｃｕ4Ｐｂ0.5Ｏxの組成となるように混合して混合原料
を得、これを７８０℃で１０時間仮焼し、粉砕した。粉
砕物をラバープレスによって直径約３ｍｍの円柱状に圧
密し、８４０〜８７０℃に１０〜１００時間大気中で熱
処理した。その圧密体にＣＯ2レーザビームを当てて部
分溶融させ、部分的溶融状態とし、レーザビームを移動
させながら方向性凝固体を作成した。得られたＢｉ系超
電導体は、臨界温度８４Ｋ、臨界電流密度５０００Ａ／
ｃｍ2（７７Ｋ、０Ｔ）の値を示した。
【００２１】その後、この超電導体をボールミルや乳鉢
によって粉砕し、ラバープレスで直径３ｍｍの圧粉体と
した。次にこの圧粉体を外径８ｍｍ、内径４ｍｍの銀製
パイプに挿入し、スエージング加工と伸線加工と圧延加
工とプレス加工を繰り返し施し、途中において適宜中間
熱処理（８１０℃、５時間）を施し、厚さ０.１５ｍ
ｍ、幅４ｍｍの銀テープ線材を得た。その後、このテー
プ線材に、大気中において８２０〜８４０℃に１０〜１
００時間加熱する熱処理を施して銀シース付きＢｉ系テ
ープ状超電導線材を得た。この超電導線材の臨界温度は
８３.５Ｋ、臨界電流密度は７５００Ａ／ｃｍ2（７７
Ｋ、磁場０Ｔ）に向上した。また、この線材の０.５Ｔ
（７７Ｋ）における臨界電流密度は５００Ａ／ｃｍ2と
なり、１.５倍に向上した。
によって粉砕し、ラバープレスで直径３ｍｍの圧粉体と
した。次にこの圧粉体を外径８ｍｍ、内径４ｍｍの銀製
パイプに挿入し、スエージング加工と伸線加工と圧延加
工とプレス加工を繰り返し施し、途中において適宜中間
熱処理（８１０℃、５時間）を施し、厚さ０.１５ｍ
ｍ、幅４ｍｍの銀テープ線材を得た。その後、このテー
プ線材に、大気中において８２０〜８４０℃に１０〜１
００時間加熱する熱処理を施して銀シース付きＢｉ系テ
ープ状超電導線材を得た。この超電導線材の臨界温度は
８３.５Ｋ、臨界電流密度は７５００Ａ／ｃｍ2（７７
Ｋ、磁場０Ｔ）に向上した。また、この線材の０.５Ｔ
（７７Ｋ）における臨界電流密度は５００Ａ／ｃｍ2と
なり、１.５倍に向上した。
【００２２】（実施例３）Ｂｉ系の２２１２相用に配合
した粉末混合原料を仮焼し、約１μｍ程度の粉末に粉砕
した後、粒径約１〜２μｍの銀粉末を重量比で５〜１０
％混合した。この混合粉末をプレス成形と粉砕と熱処理
（８４０〜８６０℃、１〜１００時間）を繰り返して直
径約５ｍｍの棒状試料を得た。この棒状試料を帯溶融法
により部分溶融させ、溶融帯を移動させながら直径約３
ｍｍの凝固ロッドを得た。熱処理を経た凝固ロッドの臨
界温度は９０Ｋ、臨界電流密度は３５００Ａ／ｃｍ
2（７７Ｋ、０Ｔ）を示した。
した粉末混合原料を仮焼し、約１μｍ程度の粉末に粉砕
した後、粒径約１〜２μｍの銀粉末を重量比で５〜１０
％混合した。この混合粉末をプレス成形と粉砕と熱処理
（８４０〜８６０℃、１〜１００時間）を繰り返して直
径約５ｍｍの棒状試料を得た。この棒状試料を帯溶融法
により部分溶融させ、溶融帯を移動させながら直径約３
ｍｍの凝固ロッドを得た。熱処理を経た凝固ロッドの臨
界温度は９０Ｋ、臨界電流密度は３５００Ａ／ｃｍ
2（７７Ｋ、０Ｔ）を示した。
【００２３】この凝固ロッドを細かく粉砕し、棒状に圧
粉した後、外径１０ｍｍ、内径５ｍｍの銀製のパイプに
挿入し、スエージング加工と伸線加工と圧延加工とプレ
ス加工を施して最終的に厚さ０.２ｍｍ、幅５ｍｍの銀
テープ線材を得た。この線材を８２０〜８４０℃で５０
時間熱処理したところ、臨界温度９０Ｋ、臨界電流密度
５６００Ａ／ｃｍ2に向上したＢｉ系超電導線材が得ら
れた。
粉した後、外径１０ｍｍ、内径５ｍｍの銀製のパイプに
挿入し、スエージング加工と伸線加工と圧延加工とプレ
ス加工を施して最終的に厚さ０.２ｍｍ、幅５ｍｍの銀
テープ線材を得た。この線材を８２０〜８４０℃で５０
時間熱処理したところ、臨界温度９０Ｋ、臨界電流密度
５６００Ａ／ｃｍ2に向上したＢｉ系超電導線材が得ら
れた。
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、種
材を用いた方向性凝固体あるいは帯溶融による部分溶融
を行なった帯溶融体を用い、結晶方位がある程度揃った
結晶体を用いるので、この結晶体の粉砕物はＢｉ系超電
導体に特有のフレーク状結晶形を維持したまま粉砕物と
なっている。よってこの粉砕物を金属シースに充填して
圧密し熱処理するならば、圧密熱処理後もフレーク状の
結晶が線材の長手方向に容易に配向する。よってこの線
材を熱処理するならば、未反応部分の少ない、不純物の
少ない結晶配向性の良好な酸化物超電導線材が得られ
る。また、Ｂｉ系のフレーク状の超電導体の結晶が配向
するので、酸化物超電導体の結晶の粒界は磁束のピンニ
ングセンタとなって臨界電流密度の磁界特性向上に寄与
しているものと考えられる。
材を用いた方向性凝固体あるいは帯溶融による部分溶融
を行なった帯溶融体を用い、結晶方位がある程度揃った
結晶体を用いるので、この結晶体の粉砕物はＢｉ系超電
導体に特有のフレーク状結晶形を維持したまま粉砕物と
なっている。よってこの粉砕物を金属シースに充填して
圧密し熱処理するならば、圧密熱処理後もフレーク状の
結晶が線材の長手方向に容易に配向する。よってこの線
材を熱処理するならば、未反応部分の少ない、不純物の
少ない結晶配向性の良好な酸化物超電導線材が得られ
る。また、Ｂｉ系のフレーク状の超電導体の結晶が配向
するので、酸化物超電導体の結晶の粒界は磁束のピンニ
ングセンタとなって臨界電流密度の磁界特性向上に寄与
しているものと考えられる。
【図１】図１は本発明の一実施例の酸化物超電導線材の
断面図。
断面図。
【図２】図２は実施例で得られた酸化物超電導線材の磁
場と臨界電流密度の関係を測定した結果を示すグラフで
ある。
場と臨界電流密度の関係を測定した結果を示すグラフで
ある。
【図３】図３は従来方法において混合粉末を仮焼してい
る状態を示す説明図。
る状態を示す説明図。
【図４】図４は従来方法において金属パイプに仮焼粉末
を充填する状態を示す説明図。
を充填する状態を示す説明図。
【図５】図５は従来方法において伸線している状態を示
す説明図。
す説明図。
【図６】図６は従来方法においてロールで圧延している
状態を示す説明図。
状態を示す説明図。
【図７】図７は従来方法において最終熱処理状態を示す
説明図。
説明図。
【図８】図８は従来の酸化物超電導線の距離ごとの臨界
電流密度の測定結果を示すグラフである。
電流密度の測定結果を示すグラフである。
１０・・・超電導線材、１１・・・シース材、１２・・
・超電導部
・超電導部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 友松 和彦 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 久米 篤 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉 電線株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−276113（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−188463（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−186511（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−55719（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01B 12/00 - 13/00 C01G 1/00,29/00
Claims (2)
- 【請求項１】Ｂｉ系の酸化物超電導体を構成する元素を
含む混合原料に圧密処理と熱処理とを施してＢｉ系の酸
化物超電導体を形成し、この酸化物超電導体を溶融する
とともに、この溶融体に種材を接触させた後に引き上げ
処理を行なって種材に方向性溶融凝固体を付着生成さ
せ、次いでこの方向性溶融凝固体を粉砕し、金属シース
の内部に充填した後に加工によって圧密し、その後に熱
処理して金属シース内部にＢｉ系酸化物超電導体を生成
させることを特徴とするＢｉ系酸化物超電導線材の製造
方法。 - 【請求項２】Ｂｉ系の酸化物超電導体を構成する元素を
含む混合原料に圧密処理と熱処理とを施してＢｉ系の酸
化物超電導体を形成し、この酸化物超電導体を部分溶融
するとともに、この部分溶融帯体を移動させて酸化物超
電導体の全体を１回以上溶融して帯溶融材を形成し、次
にこれを粉砕し、金属シースの内部に充填した後に加工
によって圧密し、その後に熱処理して金属シース内部に
Ｂｉ系酸化物超電導体を生成させることを特徴とするＢ
ｉ系酸化物超電導線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3122624A JP3048404B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | Ｂｉ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 |
|---|---|---|---|
| JP3122624A JP3048404B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | Ｂｉ系酸化物超電導線材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04328215A JPH04328215A (ja) | 1992-11-17 |
| JP3048404B2 true JP3048404B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=14840573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3122624A Expired - Fee Related JP3048404B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | Ｂｉ系酸化物超電導線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3048404B2 (ja) |
-
1991
- 1991-04-25 JP JP3122624A patent/JP3048404B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04328215A (ja) | 1992-11-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3074753B2 (ja) | ビスマス系酸化物超電導体の製造方法 | |
| JP3008453B2 (ja) | ビスマス系超電導体の製造方法 | |
| KR910007385B1 (ko) | 플레이크상 산화물 초전도체 및 그 제조방법 | |
| EP0397943B1 (en) | Method of producing a superconductive oxide cable and wire | |
| JP3048404B2 (ja) | Ｂｉ系酸化物超電導線材の製造方法 | |
| JP2583538B2 (ja) | 酸化物系超電導線の製造方法 | |
| JP4211454B2 (ja) | ビスマス系酸化物超電導線材の製造方法 | |
| JP2622123B2 (ja) | フレーク状酸化物超電導体の製造方法 | |
| JP3287028B2 (ja) | Ｔｌ，Ｐｂ系酸化物超電導材及びその製造方法 | |
| JP3721392B2 (ja) | 高温超電導線材の製造方法 | |
| JP2951419B2 (ja) | 大容量酸化物超電導導体の製造方法 | |
| JP3086237B2 (ja) | 酸化物超電導線の製造方法 | |
| JP2678619B2 (ja) | 酸化物超電導線とその製造方法 | |
| JP3692657B2 (ja) | 酸化物超電導線材 | |
| JP3008440B2 (ja) | ビスマス系酸化物超電導体の製造方法 | |
| JPH07282659A (ja) | 高温超電導線材の製造方法 | |
| JP2583288B2 (ja) | フレーク状酸化物超電導体の製造方法 | |
| JP2590157B2 (ja) | 超電導体線材の製造方法 | |
| JP2951423B2 (ja) | セラミックス超電導導体の製造方法 | |
| JP3033606B2 (ja) | 酸化物超電導線材の製造方法 | |
| JP2004296253A (ja) | ビスマス系酸化物超電導線材の製造方法 | |
| JPH09295813A (ja) | 酸化物超電導材、この酸化物超電導材の製造方法及び超電導線材 | |
| JP3450488B2 (ja) | ホウ素を含有する金属酸化物超伝導線材 | |
| JP3044732B2 (ja) | ビスマス系酸化物超電導体の製造方法 | |
| JP5105314B2 (ja) | ビスマス系酸化物超電導線材の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000222 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |