JP3049314B1 - 酸化物超伝導複合線材の製造方法 - Google Patents

酸化物超伝導複合線材の製造方法

Info

Publication number
JP3049314B1
JP3049314B1 JP10327197A JP32719798A JP3049314B1 JP 3049314 B1 JP3049314 B1 JP 3049314B1 JP 10327197 A JP10327197 A JP 10327197A JP 32719798 A JP32719798 A JP 32719798A JP 3049314 B1 JP3049314 B1 JP 3049314B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
firing
composite wire
oxide superconducting
bismuth
manufacturing
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
JP10327197A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000156125A (ja
Inventor
仁 北口
浩明 熊倉
一正 戸叶
Original Assignee
科学技術庁金属材料技術研究所長
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 科学技術庁金属材料技術研究所長 filed Critical 科学技術庁金属材料技術研究所長
Priority to JP10327197A priority Critical patent/JP3049314B1/ja
Priority to EP99309160A priority patent/EP1003228A3/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3049314B1 publication Critical patent/JP3049314B1/ja
Publication of JP2000156125A publication Critical patent/JP2000156125A/ja
Priority to US09/765,275 priority patent/US6569813B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00Superconducting devices
    • H10N60/01Manufacture or treatment
    • H10N60/0268Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
    • H10N60/0296Processes for depositing or forming superconductor layers
    • H10N60/0548Processes for depositing or forming superconductor layers by precursor deposition followed by after-treatment, e.g. oxidation
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00Superconducting devices
    • H10N60/01Manufacture or treatment
    • H10N60/0268Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
    • H10N60/0801Processes peculiar to the manufacture or treatment of filaments or composite wires

Abstract

【要約】 【課題】 温度管理が容易で、生産性に優れ、しかも臨
界電流密度特性を損うことなく、これをさらに向上する
こともできる、ビスマス2212相と金属基体との複合
材の製造方法を提供する。 【解決手段】 1次焼成と2次焼成との2段階での焼成
を、各々等温熱処理として行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、酸化物超
伝導複合線材の製造方法に関するものである。さらに詳
しくは、この出願の発明は、超伝導マグネット、超伝導
送電ケーブル、磁気シールド体等の各種超伝導機器に用
いられる超伝導線材として有用な、より高い臨界電流密
度を有する酸化物超伝導複合線材を容易に、しかも生産
性よく製造することのできる酸化物超伝導複合線材の製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術とその課題】Bi(ビスマス)系酸化物高
温超伝導体として知られている2212相及び2223相につい
ては、超伝導線材等としての実用化開発が積極的に進め
られている。線材化には、塗布法、銀シース法をはじめ
とする多くの手法が提案されており、いずれの手法にお
いても銀等の金属基体との複合化が図られている。そし
て、ビスマス2212(Bi2Sr2CaCu2O x ) 複合線材の場合に
は、手法のいかんを問わず、臨界電流密度の高い、特性
の優れた線材を得るために、ビスマス2212超伝導相の分
解温度以上に一旦加熱して部分溶融状態とし、そこから
徐冷、あるいは雰囲気を変化させ、温度変化や酸素圧の
変化に伴う凝固点の変化を利用して再度結晶を成長さ
せ、高臨界電流密度を得るのに必要とされる配向組織を
形成させている。
【0003】しかしながら、上記の線材化法には、ビス
マス2212複合線材の特性が溶融時の状態に大きく左右さ
れるという欠点があり、高特性が得られる熱処理温度の
許容範囲が最適温度±2℃程度と狭いため、大型の製品
を製造する方法としては技術的障害がある。従って、特
性を低下させることなく、熱処理時の温度許容範囲を拡
大し、応用機器の大型化の困難さを低減すると共に、製
造時の歩留りを向上させてコスト低減を図ることが大き
な課題となっている。
【0004】この出願の発明は、以上の通りの事情に鑑
みてなされたものであり、臨界電流密度のより高い、特
性に優れたビスマス2212複合線材を、大型の製品を製造
可能とするように容易に、また、生産性よく製造するこ
とのできる酸化物超伝導複合線材の製造方法を提供する
ことを課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するために、Bi2Sr2CaCu2Ox 超伝導相を主
体とする超伝導体と金属基体とからなる酸化物超伝導複
合材を焼成する際に、焼成を、少なくとも1次焼成と2
次焼成を含む2段階以上で行い、各々の焼成を等温熱処
理とし、1次焼成と2次焼成の間に冷間塑性加工を行う
ことを特徴とする酸化物超伝導複合線材の製造方法(請
求項1)を提供する。また、この出願の発明は、2次焼
成後に1〜10℃/時で徐冷処理すること(請求項2)を
好ましい態様として提供する。
【0006】ビスマス2212(Bi2Sr2CaCu2O x ) 複合線材
は、従来では、所要の臨界電流密度を得るために、部分
溶融状態からの徐冷あるいは雰囲気変化によって製造し
てきたが、上記の通りのこの出願の発明の酸化物超伝導
複合線材の製造方法は、そのような従来法と本質的に相
違している。すなわち、この出願の発明の酸化物超伝導
複合線材の製造方法では、焼成を、少なくとも1次焼成
と2次焼成を含む2段階以上で行い、各々の焼成を等温
熱処理、すなわち、温度を一定としての熱処理として行
う。この2段階以上の等温熱処理によって、従来以上の
高い臨界電流密度を有するビスマス2212複合線材が容易
に実現され、また、大型の線材であっても、熱処理時の
温度均一性を容易に達成することができ、生産性の向上
が可能となる。従来法における温度管理上の難点が克服
される。
【0007】また、この出願の発明の酸化物超伝導複合
線材の製造方法は、1次焼成と2次焼成の間に冷間塑性
加工を行い、ビスマス2212複合線材の特性のさらなる向
上を図る。以下、実施例をも示しつつ、この出願の発明
の酸化物超伝導複合線材の製造方法についてさらに詳し
く説明する。
【0008】
【発明の実施の形態】前記の通りのこの出願の発明の酸
化物超伝導複合線材の製造方法は、ビスマス2212(Bi2Sr
2CaCu2O x ) 超伝導相を主体とする超伝導体を対象とし
ている。この超伝導体については、ビスマス2212超伝導
相が維持され、超伝導特性が損なわれない限り、他の元
素が添加されたり、組成の微調整が行われることが当然
許容される。また、超伝導体は、この出願の発明の酸化
物超伝導複合線材の製造方法では、金属基体と複合化さ
れる。この金属基体については、従来から用いられてい
る銀(Ag)又は銀合金を代表的なものとして挙げられる。
勿論、金属基体は、加工性等を考慮し、各種のものであ
って構わない。
【0009】上記超伝導体及び金属基体からなる酸化物
超伝導複合材を焼成する際に、この出願の発明の酸化物
超伝導複合線材の製造方法では、焼成を、少なくとも1
次焼成と2次焼成を含む2段階以上で行い、各々の焼成
を等温熱処理とする。ここで等温処理とは、温度を一定
としての熱処理を意味する。一般的には1次焼成は、70
0 ℃以下の温度では効果がなく、従って700 ℃以上と
し、700 〜900 ℃で行うのが適当である。一方、2次焼
成はビスマス2212相の化学的安定温度領域を考慮し、一
般的には800 〜900 ℃で行うのが適当である。
【0010】また、焼成時間は、一般的には1次焼成及
び2次焼成共に10分以上とするのが適当である。2次
焼成については、より長い1時間以上とするのが好まし
い。このような少なくとも1次焼成及び2次焼成を含む
2段階以上の等温熱処理によって、部分溶融状態からの
徐冷あるいは雰囲気変化という従来法を採用せずに、従
来以上の高い臨界電流密度を有するビスマス2212複合線
材を実現することができ、ビスマス2212複合線材の製造
が容易となる。また、大型の線材であっても熱処理時の
温度均一性を容易に達成することができ、生産性の向上
が可能となる。従来法における温度管理上の難点が克服
される。
【0011】これらの1次焼成及び2次焼成では、上記
の通りに、従来以上の高い臨界電流密度を有するビスマ
ス2212複合線材が容易に実現されるため、各焼成間で雰
囲気を一定とすることができる。雰囲気は、酸素ガス又
は酸素ガスと希ガス、窒素ガス等の不活性ガスとの混合
ガスとすることができる。雰囲気中の酸素分圧は0.1〜1
0気圧とし、これも一定とすることができる。
【0012】焼成対象は、前記の通りのビスマス2212超
伝導相を主体とする超伝導体と金属基体とからなる酸化
物超伝導複合材であるが、この酸化物超伝導複合材は、
次に例示される各種の形態をとり得る。例えば、金属基
体の上にビスマス2212超伝導相を生成可能な材料の膜を
形成したもの、あるいはこの膜を金属基体の箔等で包
み、さらに複合化したもの、あるいはまた、管状の金属
基体の内部にビスマス2212超伝導相を生成可能な材料を
封入し、次いで加工して複合線材としたもの等とするこ
とができる。
【0013】この出願の発明の酸化物超伝導複合線材の
製造方法では、また、1次焼成と2次焼成の間に冷間塑
性加工が行われる。この1次焼成と2次焼成の間に行わ
れる冷間塑性加工によって、ビスマス2212複合線材の特
性はさらに向上する。なお、この出願の発明の酸化物超
伝導複合線材の製造方法では、2次焼成後にビスマス22
12複合線材を1〜10℃/時で徐冷処理することができ
る。この徐冷処理は、ビスマス2212複合線材の臨界電流
密度のさらなる向上に有効となる。
【0014】
【実施例】焼成によりビスマス2212(Bi2Sr2CaCu2O x )
超伝導相を生成可能な原料酸化物と有機溶媒の混合物を
銀(Ag)箔上に塗布し、乾燥した後仮焼して厚膜とした。
こを銀箔で包み、表面露出部が銀で構成された複合線材
とした。上記複合線材を一定濃度の純酸素ガス気流中
で、1次焼成として850 ℃、888 ℃の各温度で10分間又
は1時間の等温熱処理を行った。雰囲気中の酸素分圧は
1気圧とした。この1次焼成後、室温にまで冷却し、冷
間塑性加工を行った。冷間塑性加工は、圧延ロールを用
い、加工回数を1回、変形率(断面収縮率)を25% とし
て行った。
【0015】次いで、同じく酸素分圧が1気圧で一定の
純酸素ガス気流中で2次焼成を行った。この2次焼成
は、860 〜880 ℃、24〜100 時間の等温熱処理として行
った。2次焼成後の複合線材の臨界電流密度特性を直流
4端子法で、4.2K、10T の磁界中で測定した。図1は、
1次焼成温度と臨界電流の関係を示した図である。1次
焼成時間は1時間、2次焼成は880 ℃、24時間としてい
る。1次焼成温度が850 ℃、888 ℃のいずれの場合にも
400Aを超える臨界電流値が得られている。特性の最も優
れたものでは550Aの臨界電流値が得られている。焼成前
の未熱処理の同一複合線材を従来法の部分溶融及び徐冷
プロセスに従って熱処理した場合には、平均的な臨界電
流値は400A程度であり、この出願の発明の酸化物超伝導
複合線材の製造方法により、従来と遜色のない、あるい
はこれを上回る特性を有するビスマス2212複合線材が得
られることが確認される。
【0016】図2は、2次焼成時間と臨界電流の関係を
示した図である。1次焼成は888 ℃、10分間で行い、一
方、2次焼成は、880 ℃とし、24時間、48時間、100 時
間と時間を変えて行った。2次焼成時間が24時間の試料
で500A程度の臨界電流値が得られている。2次焼成時間
が48時間及び100 時間の長時間処理を行ったものでも40
0Aを超える臨界電流値が得られている。
【0017】図3は、2次焼成後の線材内部の超伝導層
部分の微細組織を従来法により得られる微細組織と比較
して示した図である。この図3から、この出願の発明の
酸化物超伝導複合線材の製造方法により、優れた特性を
実現するために必要とされる粒子が配向した組織が形成
していることが確認される。また、粒子配向度と緻密度
においても従来と遜色のないビスマス2212複合線材が得
られることが確認される。
【0018】
【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この出願の発
明の酸化物超伝導複合線材の製造方法では、比較的長時
間の等温熱処理を行うため、従来法の最大の問題であっ
た温度不均一に起因する問題を解消することができる。
従来の部分溶融及び徐冷プロセスは温度均一性に非常に
敏感であり、温度変化を伴う熱処理中には製品温度を最
適温度±2℃の範囲内に保持する必要があった。従っ
て、大型製品の場合には特に温度不均一に起因する問題
が生じやすく、製造時の歩留りの低下を招いていた。こ
の問題が、この出願の発明の酸化物超伝導複合線材の製
造方法により解決される。製品の大型化が可能となり、
ビスマス2212複合線材の応用分野の拡大が期待され、ま
た、製造時の歩留りが向上し、製造コストの低減も期待
される。
【図面の簡単な説明】
【図1】1次焼成温度と臨界電流の関係を示した図であ
る。
【図2】2次焼成時間と臨界電流の関係を示した図であ
る。
【図3】2次焼成後の線材内部の超伝導層部分の微細組
織を従来法により得られる微細組織と比較して示した図
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01B 13/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Bi2Sr2CaCu2Ox 超伝導相を主体とする超
    伝導体と金属基体とからなる酸化物超伝導複合材を焼成
    する際に、焼成を、少なくとも1次焼成と2次焼成を含
    む2段階以上で行い、各々の焼成を等温熱処理とし、1
    次焼成と2次焼成の間に冷間塑性加工を行うことを特徴
    とする酸化物超伝導複合線材の製造方法。
  2. 【請求項2】 2次焼成後に1〜10℃/時で徐冷処理す
    る請求項1記載の酸化物超伝導複合線材の製造方法。
JP10327197A 1998-11-17 1998-11-17 酸化物超伝導複合線材の製造方法 Expired - Lifetime JP3049314B1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10327197A JP3049314B1 (ja) 1998-11-17 1998-11-17 酸化物超伝導複合線材の製造方法
EP99309160A EP1003228A3 (en) 1998-11-17 1999-11-17 Method of producing oxide superconductive composite material
US09/765,275 US6569813B2 (en) 1998-11-17 2001-01-22 Method of producing oxide superconductive composite material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10327197A JP3049314B1 (ja) 1998-11-17 1998-11-17 酸化物超伝導複合線材の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP3049314B1 true JP3049314B1 (ja) 2000-06-05
JP2000156125A JP2000156125A (ja) 2000-06-06

Family

ID=18196408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10327197A Expired - Lifetime JP3049314B1 (ja) 1998-11-17 1998-11-17 酸化物超伝導複合線材の製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6569813B2 (ja)
EP (1) EP1003228A3 (ja)
JP (1) JP3049314B1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102097184B (zh) * 2011-02-28 2011-12-21 西北有色金属研究院 一种铋系高温超导材料的制备方法
CN105702388B (zh) * 2016-04-25 2017-03-29 西北有色金属研究院 一种Bi‑2212超导线/带材的热处理方法
CN105957640B (zh) * 2016-05-20 2017-07-07 西北有色金属研究院 一种Bi‑2212超导线/带材的制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5401717A (en) * 1992-09-28 1995-03-28 General Electric Company Elongate bismuth system superconductor having aligned 2212 phase
DE4445405A1 (de) 1994-12-20 1996-06-27 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung eines langgestreckten Supraleiters mit einer Bismut-Phase hoher Sprungtemperatur
JP2920497B2 (ja) 1996-06-14 1999-07-19 工業技術院長 超電導テープ材の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20010007849A1 (en) 2001-07-12
JP2000156125A (ja) 2000-06-06
EP1003228A3 (en) 2002-11-20
EP1003228A2 (en) 2000-05-24
US6569813B2 (en) 2003-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3450328B2 (ja) 酸化物超伝導体の改善された処理
JPH0494019A (ja) ビスマス系酸化物超電導体の製造方法
JPH04292819A (ja) 酸化物超電導線材の製造方法
JP3049314B1 (ja) 酸化物超伝導複合線材の製造方法
JPH04121912A (ja) ビスマス系酸化物高温超電導体の製造方法
JP3218947B2 (ja) 酸化物超電導線材の製造方法
JPH07282659A (ja) 高温超電導線材の製造方法
JPH11149835A (ja) ビスマス2212超伝導線材の製造方法
JPH04249812A (ja) テープ状セラミックス超電導線材の製造方法
JPH07141940A (ja) ビスマス系酸化物超伝導線材の製造方法
JP2567967B2 (ja) 酸化物超電導線材の製造法
JP2556545B2 (ja) 酸化物超電導線材の製造方法
JPH03134917A (ja) セラミックス超電導々体の製造方法
JPH0644841A (ja) 酸化物超電導線材の製造方法
JPH03265523A (ja) ビスマス系酸化物超電導体およびその製造方法
JPH05159641A (ja) 高温超電導線材の製造方法
JPH01279507A (ja) セラミックス系超電導体の製造方法
JPH02192619A (ja) 酸化物超電導導体の製造方法
JPH0371520A (ja) セラミックス超電導々体の製造方法
JPH03102717A (ja) 電流リード用導体の製造方法
JPH02278616A (ja) 多芯型酸化物超電導導体の製造方法
JPH03129611A (ja) 酸化物超電導導体の製造方法
JPH01163913A (ja) 酸化物超電導線の製造方法
JPH04170316A (ja) 酸化物超伝導材料の製造方法
JPH01115805A (ja) 酸化物超電導体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term