JP3285646B2 - Manufacturing method of oxide superconducting structure - Google Patents

Manufacturing method of oxide superconducting structure

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JP3285646B2 JP05570293A JP5570293A JP3285646B2 JP 3285646 B2 JP3285646 B2 JP 3285646B2 JP 05570293 A JP05570293 A JP 05570293A JP 5570293 A JP5570293 A JP 5570293A JP 3285646 B2 JP3285646 B2 JP 3285646B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、酸化物超電導体を具備
した構造体の製造方法に関し、詳細には、高密度で且つ
高配向の酸化物超電導体を有する構造体の組織的な均質
性を向上させることのできる製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a structure having an oxide superconductor, and more particularly, to a method of fabricating a structure having a high-density and highly-oriented oxide superconductor. And a manufacturing method capable of improving the

【0002】[0002]

【従来技術】近年、超電導体として従来から用いられて
きた金属系超電導体よりも高い臨界温度Tc(抵抗がゼ
ロになる温度)を有する材料として酸化物超電導体が発
見され、その実用化が期待されている。
2. Description of the Related Art In recent years, oxide superconductors have been discovered as materials having a higher critical temperature Tc (temperature at which resistance becomes zero) than metal-based superconductors conventionally used as superconductors, and their practical use is expected. Have been.

【0003】現在、酸化物超電導体としては、主として
Y−Ba−Cu−O系(以下、Y系という)およびBi
−Sr−Ca−Cu−O系(以下、Bi系という)およ
びTl−Ba−Ca−Cu−O系(以下、Tl系とい
う)の3種が主として知られている。これらの酸化物超
電導体は、その実用化に際しては高い臨界温度を有する
とともに臨界電流密度(抵抗ゼロにおける電流値)が大
きいことが必要とされている。また、構造体としての強
度を高める必要もあるが、このような特性を得るために
はその相対密度を高め、高緻密化することが最も重要で
あると言われている。
[0003] At present, oxide superconductors mainly include Y-Ba-Cu-O-based (hereinafter referred to as Y-based) and Bi-based.
Three types of -Sr-Ca-Cu-O type (hereinafter, referred to as Bi type) and Tl-Ba-Ca-Cu-O type (hereinafter, referred to as Tl type) are mainly known. For practical use, these oxide superconductors are required to have a high critical temperature and a large critical current density (current value at zero resistance). In addition, it is necessary to increase the strength of the structure, but it is said that it is most important to increase the relative density and increase the density in order to obtain such characteristics.

【0004】そこで、従来より高密度の酸化物超電導体
を作成する方法として、高い機械的な圧力を加えつつ加
熱するホットプレス法が採用されている。
Therefore, as a method for producing an oxide superconductor having a higher density than before, a hot press method in which heating is performed while applying a high mechanical pressure has been adopted.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、ホッ
トプレス法については結晶粒子の配向性が不十分である
ために得られる焼結体の臨界電流密度もせいぜい300
0A/cm2 以下であり、実用的レベルには到底達して
いないのが現状であった。
However, in the hot pressing method, the critical current density of the obtained sintered body is at most 300 due to insufficient orientation of the crystal grains.
It is 0 A / cm 2 or less, and has not reached a practical level at present.

【0006】そこで、本発明者等は先に低Tc相の仮焼
粉末を常圧で焼成して高Tc相を生成した後、該焼結体
に圧力を加えつつ加熱処理を行う、いわゆるホットフォ
ージング処理を行い、しかも酸化物系セラミックスによ
り挟持して処理を行うことにより、高配向、高密度を有
し、しかも高強度な酸化物超電導構造体を得ることがで
きることを提案した。
Therefore, the present inventors first fired a low Tc phase calcined powder at normal pressure to generate a high Tc phase, and then performed heat treatment while applying pressure to the sintered body. It has been proposed that an oxide superconducting structure having a high orientation, a high density, and a high strength can be obtained by performing a forging treatment and performing a treatment by sandwiching the oxide ceramics.

【0007】しかしながら、かかる方法によれば、加圧
時に圧力ムラが生じるために得られた構造体が不均一な
組織になりかつ超電導特性も部分的に不均質になるとい
う問題があった。
However, according to such a method, there is a problem that the resulting structure has a non-uniform structure and the superconductivity is partially non-uniform due to pressure unevenness during pressurization.

【0008】[0008]

【問題点を解決するための手段】本発明者等は、上記問
題点に対して検討を重ねた結果、先に提案した方法をさ
らに改良し、前記の構成においてホットフォージング処
理を行うに際し、酸化物超電導焼結体を酸化物系セラミ
ックの粉末、あるいは比較的低強度の酸化物系セラミッ
ク焼結体と積層して処理を行うと、圧力を付与した際に
圧力が均一に付与され、結果として均質な組織を有し、
かつ均質な高超電導特性を有する構造体が得られること
を知見した。
Means for Solving the Problems The present inventors have studied the above problems, and as a result, have further improved the previously proposed method. When laminating the oxide superconducting sintered body with oxide-based ceramic powder or relatively low-strength oxide-based ceramic sintered body and performing the treatment, the pressure is uniformly applied when the pressure is applied, and as a result, Has a homogeneous tissue as
It has been found that a structure having uniform and high superconductivity can be obtained.

【0009】即ち、本発明の酸化物超電導構造体の製造
方法は、酸化物超電導体を構成する元素の酸化物あるい
は酸化物形成化合物からなる混合体を成形するか、ある
いは該混合体を仮焼した後に成形し、該成形体を一旦酸
化性雰囲気中で焼成した後に、該焼結体を酸化物系セラ
ミツク粉末あるいは抗折強度が5kg/mm2 以下の酸
化物系セラミック焼結体を介して50kg/cm2 以上
の加圧下で加圧加熱処理することを特徴とするものであ
る。
That is, according to the method for producing an oxide superconducting structure of the present invention, a mixture comprising an oxide or an oxide-forming compound of an element constituting the oxide superconductor is formed or the mixture is calcined. After sintering, the formed body is once fired in an oxidizing atmosphere, and then the sintered body is passed through an oxide-based ceramic powder or an oxide-based ceramic sintered body having a flexural strength of 5 kg / mm 2 or less. The pressure and heat treatment is performed under a pressure of 50 kg / cm 2 or more.

【0010】以下、本発明を詳述する。本発明の製造方
法によれば、まず酸化物超電導体を構成する金属の酸化
物粉末あるいは焼成により酸化物を形成しうる炭酸塩や
硝酸塩粉末を用いてこれらを酸化物超電導体を形成しう
る割合に秤量混合する。具体的には前述したBi系酸化
物超電導体のうち高Tc相を作成する場合には、Bi2
3 、SrO、CaCO3 、CuOの各粉末を用いてこ
れらを原子比においてSrを2としたとき、Biが1.
8〜2.2、Caが2.0〜3.5、Cuが3.0〜
4.5の範囲になるように秤量する。また、高Tc相の
生成量を増加させることを目的として上記の混合体にさ
らにPbO粉末、およびK2 CO3 、Na2 CO3 、L
2 CO2 等をSrを2としてPbを0.1〜0.5、
K、Li、Naを0.05〜0.6の割合で混合するこ
とができる。得られた混合物は所望により700〜85
0℃の酸化性雰囲気中で1〜20時間程度仮焼した後、
成形する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. According to the production method of the present invention, first, an oxide superconductor is formed by using an oxide powder of a metal constituting the oxide superconductor or a carbonate or nitrate powder capable of forming an oxide by firing. Weigh and mix. Specifically, when a high Tc phase is formed in the above-mentioned Bi-based oxide superconductor, Bi 2
When Sr is set to 2 in atomic ratio using each powder of O 3 , SrO, CaCO 3 , and CuO, Bi is 1.
8 to 2.2, Ca is 2.0 to 3.5, Cu is 3.0 to 3.0
Weigh to 4.5 range. Further, for the purpose of increasing the production amount of the high Tc phase, PbO powder, K 2 CO 3 , Na 2 CO 3 , L
0.1 to 0.5 and Pb a i 2 CO 2 such as 2 Sr,
K, Li, and Na can be mixed at a ratio of 0.05 to 0.6. The resulting mixture is optionally 700-85.
After calcination for about 1 to 20 hours in an oxidizing atmosphere at 0 ° C,
Mold.

【0011】成形は公知の成形手段によって行うことが
でき、例えばプレス成形、押出し成形、ドクターブレー
ド成形法等により実施される。
The molding can be performed by known molding means, for example, by press molding, extrusion molding, doctor blade molding, or the like.

【0012】次に、上記のようにして得られた成形体を
840〜855℃の酸化性雰囲気中で焼成する。この焼
成によって一旦低Tc相の燐片状の結晶が生成されると
ともに焼成が進行するに従い、低Tc相から高Tc相に
変換される。
Next, the compact obtained as above is fired in an oxidizing atmosphere at 840 to 855 ° C. By this baking, scaly crystals having a low Tc phase are once generated, and as the baking proceeds, the low Tc phase is converted into a high Tc phase.

【0013】この焼成を非加圧で行うと燐片状の結晶の
成長により低密度の焼結体となるために、ホットプレス
焼成を行ってもよい。上記焼成工程終了時点では、焼結
体の燐片状結晶はほとんど無配向状態である。
If this sintering is carried out under no pressure, a sintered body having a low density is obtained due to the growth of scaly crystals, so that hot press sintering may be carried out. At the end of the firing step, the scaly crystals of the sintered body are almost non-oriented.

【0014】次に、本発明によれば、上記の酸化物超電
導焼結体を酸化物系セラミック粉末あるいは抗折強度が
5kg/mm2 以下、特に1kg/mm2 以下の酸化物
系セラミック焼結体に挟んだ状態でホットフォージング
処理する。この処理方法を図1を用いて説明する。図
中、1は酸化物超電導焼結体、2、3はプレスパンチ、
4、5は酸化物系セラミック粉末である。本発明によれ
ば、酸化物超電導体焼結体1とプレスパンチ2、3との
間に酸化物系セラミック粉末4、5を介して配置し、プ
レスパンチ2、3によっA方向に圧力を付与すると同時
に適当な加熱手段(図示せず)によって加熱を行う。こ
の時の圧力は50kg/cm2 以上、加熱温度は800
〜850℃が適当である。このホットフォージング処理
により、酸化物超電導焼結体は均一な高密度と高配向度
を有する組織体となる。
Next, according to the present invention, the above oxide superconducting sintered body is made of an oxide ceramic powder or an oxide ceramic sintered body having a flexural strength of 5 kg / mm 2 or less, particularly 1 kg / mm 2 or less. Hot forging treatment while sandwiched between the body. This processing method will be described with reference to FIG. In the figure, 1 is an oxide superconducting sintered body, 2 and 3 are press punches,
Reference numerals 4 and 5 denote oxide ceramic powders. According to the present invention, between the oxide superconductor sintered body 1 and the press punches 2 and 3, the oxide-based ceramic powders 4 and 5 are interposed, and pressure is applied in the A direction by the press punches 2 and 3. At the same time as the application, heating is performed by a suitable heating means (not shown). The pressure at this time is 50 kg / cm 2 or more, and the heating temperature is 800
~ 850 ° C is suitable. By this hot forging treatment, the oxide superconducting sintered body becomes a structure having a uniform high density and a high degree of orientation.

【0015】なお、ホットフォージング処理において用
いられる酸化物系セラミック粉末としてはAl2 3
ZrO2 、SiO2 、MgO等からなるものが好適であ
る。
The oxide ceramic powder used in the hot forging treatment includes Al 2 O 3 ,
Those made of ZrO 2 , SiO 2 , MgO or the like are preferable.

【0016】ここで用いられる酸化物セラミック粉末
は、その平均粒径が1mm以下であることが望ましく、
前記金属酸化物の粉末あるいはその粉末を焼成し、それ
を上記粒径となるように粉砕したものであってもよい。
The oxide ceramic powder used here preferably has an average particle size of 1 mm or less.
The metal oxide powder or a powder obtained by firing the powder and pulverizing the powder to have the above-mentioned particle size may be used.

【0017】また、本発明の他の実施例として、図1の
例における酸化物系セラミック粉末4、5に代わり、図
2に示すように、抗折強度が5kg/mm2 以下の酸化
物系セラミック焼結体6、7を介在させて加圧加熱処理
を行う。焼結体の強度を5kg/mm2 以下に限定した
のは、50kg/cm2 以上の圧力付与に対して、容易
にその焼結体が割れ、粒径が1mm以下の粒子となり、
圧力が均一に付与されるようにするためである。そのた
め、焼結体の強度が小さくても厚みが大きいと細かく割
れ難くく、均一な圧力の付与ができない場合があるた
め、この焼結体6、7の厚みは0.05mm〜5mmで
あることが望ましい。このような酸化物系セラミック焼
結体は、一般的な手法に基づき、前記金属酸化物粉末を
所定の形状に成形し、相対密度が50%以上まで焼成す
ることにより得られるが、焼結体の強度を前記範囲に制
御するには、例えば、焼結体の組成と焼成温度を制御す
ることにより容易に行うことができる。
As another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, instead of the oxide-based ceramic powders 4 and 5 in the example of FIG. 1, an oxide-based ceramic having a transverse rupture strength of 5 kg / mm 2 or less is used. Pressurization and heat treatment is performed with the ceramic sintered bodies 6 and 7 interposed. The reason why the strength of the sintered body is limited to 5 kg / mm 2 or less is that the sintered body is easily cracked and becomes particles having a particle size of 1 mm or less when a pressure of 50 kg / cm 2 or more is applied.
This is because the pressure is uniformly applied. Therefore, even if the strength of the sintered body is small, if the thickness is large, it is difficult to crack finely and it may not be possible to apply a uniform pressure. Therefore, the thickness of the sintered bodies 6 and 7 should be 0.05 mm to 5 mm. Is desirable. Such an oxide-based ceramic sintered body can be obtained by molding the metal oxide powder into a predetermined shape based on a general method and firing the metal oxide powder to a relative density of 50% or more. Can be easily controlled by, for example, controlling the composition of the sintered body and the firing temperature.

【0018】また、このホットフォージング処理によれ
ば、図1および図2において、酸化物超電導体1と酸化
物系セラミック粉末4、5または焼結体6、7との間に
例えばAg、Au、Cu、Pt等の延性のある金属から
なる厚さ0.05mm以上の金属板を介在して処理を行
うこともできる。
According to this hot forging treatment, for example, Ag, Au, etc. are interposed between the oxide superconductor 1 and the oxide ceramic powders 4, 5 or the sintered bodies 6, 7 in FIGS. , Cu, Pt, or the like, and a metal plate having a thickness of 0.05 mm or more made of a ductile metal can be used.

【0019】[0019]

【作用】本発明の構成によれば、焼成によって得た酸化
物超電導焼結体を酸化物系セラミック粉末あるいは抗折
強度が5kg/mm2 以下の酸化物系セラミックス焼結
体と積層した状態でホットフォージング処理することが
最も重要である。このような処理を施すと、酸化物系セ
ラミック粉末が加圧時に流動することによって加圧時の
圧力ムラが解消されるため、ホットフォ−ジング処理に
より得られる酸化物超電導焼結体の組織的な均質性が飛
躍的に向上する。なお、セラミック焼結体は加圧時に細
かく割れることにより、同様の作用効果を奏する。これ
により、一体構造体の超電導特性の均質性が飛躍的に向
上する。
According to the constitution of the present invention, the oxide superconducting sintered body obtained by firing is laminated with an oxide ceramic powder or an oxide ceramic sintered body having a transverse rupture strength of 5 kg / mm 2 or less. Hot forging is most important. When such a treatment is performed, the oxide-based ceramic powder flows at the time of pressurization, thereby eliminating pressure unevenness at the time of pressurization. The homogeneity is dramatically improved. Note that the ceramic sintered body has a similar function and effect by being finely broken when pressed. Thereby, the homogeneity of the superconducting characteristics of the integrated structure is remarkably improved.

【0020】また、延性金属を介在させると、図1にお
けるA方向からの圧力によって延性金属自身がA方向と
直角な方向に圧延され、それと同時に焼結体1も同様な
方向に圧延されるために焼結体中の燐片状結晶粒子が配
向されるとともに圧縮され焼結体の密度を高くすること
ができる。それにより、燐片状結晶同士の密着性が飛躍
的に向上するために酸化物超電導体の臨界電流密度をさ
らに高くすることができる。
When a ductile metal is interposed, the ductile metal itself is rolled in a direction perpendicular to the direction A by the pressure from the direction A in FIG. 1, and the sintered body 1 is also rolled in the same direction at the same time. The scaly crystal grains in the sintered body are oriented and compressed, and the density of the sintered body can be increased. Thus, the critical current density of the oxide superconductor can be further increased because the adhesion between the flake crystals is remarkably improved.

【0021】なお、ホットフォージング処理を行う際に
積層される物質として、酸化物系セラミックス以外に金
属材料、炭化物や窒化物等の非酸化性セラミックス等が
考えられるが、貴金属材料は加圧するためのパンチと密
着し、酸化物超電導体を取り出すことが困難である、ま
た、高価であるという問題があり、その他の金属では処
理中に酸化物超電導体中へ金属元素が拡散し超電導特性
を劣化させるという問題もある。また、非酸化物系セラ
ミックスでは、酸化物超電導体が焼成中に還元雰囲気中
にさらされ、分解してしまうという問題がある。
In addition, as a material to be laminated when performing the hot forging treatment, a metal material, a non-oxidizing ceramic such as a carbide or a nitride, and the like can be considered in addition to the oxide ceramic. It is difficult to take out the oxide superconductor due to close contact with the punch, and there is a problem that it is expensive. For other metals, the metal element diffuses into the oxide superconductor during processing and deteriorates the superconductivity. There is also the problem of making it work. Further, in the case of non-oxide ceramics, there is a problem that the oxide superconductor is exposed to a reducing atmosphere during firing and is decomposed.

【0022】[0022]

【実施例】【Example】

実施例1 原料粉末としてBi2 3 、PbO、SrCO3 、Ca
CO3 、CuOの各粉末を各金属のモル比がBi:P
b:Sr:Ca:Cu=1.93:0.36:2:3.
17:4.25となるように秤量後、750〜810℃
で20時間仮焼し、粉砕して平均粒径5μm の低Tc相
を多量に含む仮焼粉末を得た。この仮焼粉末をφ12m
mの金型を用いて成形圧1ton/cm2 で成形して厚
み約1mmの円板状成形体を得た。
Example 1 Bi 2 O 3 , PbO, SrCO 3 , Ca
CO 3, molar ratio of the metal powders of CuO is Bi: P
b: Sr: Ca: Cu = 1.93: 0.36: 2: 3.
After weighing to 17: 4.25, 750-810 ° C
For 20 hours, and pulverized to obtain a calcined powder having an average particle size of 5 μm and containing a large amount of a low Tc phase. This calcined powder is φ12m
m and a molding pressure of 1 ton / cm 2 to obtain a disk-shaped molded body having a thickness of about 1 mm.

【0023】次に、上記成形体を大気中で840℃の温
度で150時間焼成したところ、比重2.0(アルキメ
デス法に基づく)の焼結体が得られた。また、組織観察
したところ、高Tc相の燐片状の結晶がランダムに配列
していた。
Next, the above compact was fired in the atmosphere at a temperature of 840 ° C. for 150 hours to obtain a sintered compact having a specific gravity of 2.0 (based on the Archimedes method). When the structure was observed, scaly crystals having a high Tc phase were randomly arranged.

【0024】一方、あらかじめ精製した純度99%以
上、粒径3μm以下のAl2 3 と、その他の含有物と
してAl2 3 に対してSiO2 、CaO、MgOのそ
れぞれを組成比が82:12:2:4となるように調合
した。この調合原料に酢酸ビニルを加え、アルミナボー
ルを用いて16時間湿式粉砕した。これを造粒後、成形
し、得られた成形体を500〜1300℃で2時間保持
し、対理論密度比59%のAl2 3 質焼結体を得た。
On the other hand, a previously purified Al 2 O 3 having a purity of 99% or more and a particle size of 3 μm or less, and SiO 2 , CaO and MgO with respect to Al 2 O 3 as other components, having a composition ratio of 82: The mixture was prepared so as to be 12: 2: 4. Vinyl acetate was added to the prepared raw material, and wet pulverized for 16 hours using alumina balls. This was granulated and then molded, and the obtained molded body was kept at 500 to 1300 ° C. for 2 hours to obtain an Al 2 O 3 sintered body having a theoretical density ratio of 59%.

【0025】また、純度99%以上のZrO2 粉末にY
2 3 を3モル%添加し、成形後、800℃の酸化性雰
囲気中で焼成し、対理論密度比55%の焼結体を得た。
In addition, ZrO 2 powder having a purity of 99% or more
After adding 3 mol% of 2 O 3 and molding, it was fired in an oxidizing atmosphere at 800 ° C. to obtain a sintered body having a theoretical density ratio of 55%.

【0026】そして、これらの焼結体を用いて厚み0.
5mmのプレートを作製した。このプレートの強度をス
パン10mmの3点曲げ強度を測定したところ、Al2
質焼結体が0.1kg/mm、ZrO2 質焼結
体が0.5kg/mm2 の強度を示した。
Then, using these sintered bodies, a thickness of 0.
A 5 mm plate was made. When the strength of this plate was measured three-point bending strength of the span 10 mm, Al 2
The O 3 -based sintered body exhibited a strength of 0.1 kg / mm 2 , and the ZrO 2 -based sintered body exhibited a strength of 0.5 kg / mm 2 .

【0027】次に、酸化物超電導体焼結体を図2に従
い、焼結体の上下面に前記で得たAl2 3 質焼結体ま
たはZrO2 質焼結体からなる厚み0.5mmのプレー
トを配置し、このプレートを介して焼結体に対して5t
on/cm2 の圧力で845℃の温度でホットフォージ
ング処理した。
Next, according to FIG. 2, the oxide superconductor sintered body was formed on the upper and lower surfaces of the sintered body with a thickness of 0.5 mm made of the Al 2 O 3 -based sintered body or ZrO 2 -based sintered body obtained above. Is placed, and 5t is applied to the sintered body through this plate.
Hot forging treatment was performed at a pressure of 845 ° C. at a pressure of on / cm 2 .

【0028】最終的に得られた焼結体に対してアルキメ
デス法により比重を調べるとともにX線回折測定を行
い、X線回折のチャートデータに基づき、下記数1から
(001)面の配向度fを求めた。
The specific gravity of the finally obtained sintered body is examined by the Archimedes method, and X-ray diffraction measurement is performed. Based on the X-ray diffraction chart data, the orientation degree f of the (001) plane is calculated from the following equation (1). I asked.

【0029】[0029]

【数1】 (Equation 1)

【0030】さらに、上記焼結体について、抵抗法に基
づき、試料を液体窒素中で電流を徐々に高め、高圧端子
に1μV/cmの電圧が生じた時の電流値を臨界電流密
度Jcとして求め、同時に臨界温度Tcも測定した。結
果は表1に示した。
Further, for the above sintered body, the current was gradually increased in liquid nitrogen based on the resistance method, and the current value when a voltage of 1 μV / cm was generated at the high voltage terminal was determined as the critical current density Jc. At the same time, the critical temperature Tc was also measured. The results are shown in Table 1.

【0031】また、試料の超電導特性の均質性を調べる
ために、上記焼結体について、試料を液体窒素中で片面
から磁場を印加し反対側の面での磁気シ−ルド特性を測
定した。結果は表1に示した。
Further, in order to examine the homogeneity of the superconducting characteristics of the sample, a magnetic field was applied to the sample in liquid nitrogen from one surface in liquid nitrogen, and the magnetic shield characteristics on the opposite surface were measured. The results are shown in Table 1.

【0032】なお、他の実施例として、Al2 3 質焼
結体として強度が1kg/mm2 および5kg/mm2
以上の焼結体を作製して、表1に示すような組み合わせ
で、酸化物超電導構造体を作製し、同様な特性の評価を
行った。
In another embodiment, the Al 2 O 3 sintered body has a strength of 1 kg / mm 2 and 5 kg / mm 2.
The above sintered bodies were prepared, and the oxide superconducting structures were prepared in combinations as shown in Table 1, and similar characteristics were evaluated.

【0033】実施例2 実施例1において、酸化物系セラミック焼結体の代わり
に図1に従い、粒径が0.1mmのAl2 3 粉末およ
び粒径0.5mmのZrO2 粉末を酸化物超電導焼結体
とホットフォージングのプレスパンチとの間に介在させ
て処理をおこなった。得られた酸化物超電導構造体に対
して実施例1と同様な方法で特性の評価を行った。結果
は表1中のNo.8〜12に示した。
Example 2 In Example 1, an Al 2 O 3 powder having a particle size of 0.1 mm and a ZrO 2 powder having a particle size of 0.5 mm were replaced with an oxide ceramic sintered body according to FIG. The treatment was performed by interposing between a superconducting sintered body and a hot forging press punch. The properties of the obtained oxide superconducting structure were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Tables 8 to 12.

【0034】比較例 なお、実施例1において、なんら酸化物系セラミック焼
結体や粉末を介在させずに直接酸化物超電導焼結体をホ
ットフォージングしたもの(試料No.7)、さらに実施
例1において、ホットフォージング処理時に抗折強度2
0kg/mm2のAl2 3 質焼結体を使用する以外
は、実施例1と全く同様にして構造体を作製し(試料N
o.6)、同様に特性の評価を行い、結果は表1に示し
た。
Comparative Example In Example 1, the oxide superconductor sintered body was directly hot forged without any intervening oxide ceramic sintered body or powder (sample No. 7). 1, the transverse strength 2 during hot forging treatment
A structure was prepared in exactly the same manner as in Example 1 except that an Al 2 O 3 sintered body of 0 kg / mm 2 was used (sample N
o.6), properties were evaluated in the same manner, and the results are shown in Table 1.

【0035】実施例3 実施例1において、ホットフォージング処理を、酸化物
超電導体とAl2 3質焼結体との間にさらに銀製の厚
み0.1mmのプレートを配置し、このプレートを介し
て焼結体に対して1ton/cm2 の圧力で820℃の
温度で行った。
Example 3 In Example 1, the hot forging treatment was performed by further disposing a silver plate having a thickness of 0.1 mm between the oxide superconductor and the Al 2 O 3 sintered body. This was performed on the sintered body at a temperature of 820 ° C. at a pressure of 1 ton / cm 2 .

【0036】得られた構造体(試料No,2、9)に対し
て、実施例1と同様に特性の評価を行った。結果は表1
に示した。
The characteristics of the obtained structure (sample Nos. 2, 9) were evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results
It was shown to.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】表1から明らかなように、酸化物超電導体
を低強度の酸化物系セラミツク焼結体や酸化物セラミッ
ク粉末を介して処理した本発明の試料は、いずれも酸化
物超電導体のみの試料No.7に比べ、高い磁気シ−ルド
特性が得られ、超電導特性が試料内で均一であることが
わかる。さらに、ホットフォージング処理に際してAg
の延性金属を焼結体と酸化物系セラミックスの間に介在
させた試料No.2、9は配向度、Jc値、Tc値のいず
れにおいても、延性金属を介在しない場合に比較してさ
らに優れた酸化物超電導体を得ることができた。
As is clear from Table 1, the samples of the present invention obtained by treating an oxide superconductor with a low-strength oxide-based ceramic sintered body or oxide ceramic powder were all used. It can be seen that a higher magnetic shield characteristic is obtained and the superconductivity is uniform in the sample as compared with Sample No. 7. Further, Ag is used for hot forging treatment.
Samples Nos. 2 and 9 in which a ductile metal was interposed between the sintered body and the oxide ceramic were more excellent in any of the degree of orientation, Jc value, and Tc value as compared with the case where no ductile metal was interposed. An oxide superconductor was obtained.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の方法によれ
ば、酸化物超電導体の作成に際してある程度緻密化した
焼結体をホットフォージング処理するに当たり、酸化物
セラミツクス粉末あるいは低強度の酸化物セラミック焼
結体を介して加圧加熱処理することによって、均一な加
圧処理と同時に焼結体の結晶粒子の配向度を高めるとと
もに高密度化が達成できるため、高臨界温度を有し且つ
臨界電流密度が極めて高い酸化物超電導体を安定して得
るとともに均質な組織および超電導特性を有する構造体
を得ることができる。
As described in detail above, according to the method of the present invention, the oxide ceramic powder or the low-strength oxidized Pressure and heat treatment through the ceramic sintered body to increase the degree of orientation of crystal grains of the sintered body at the same time as the uniform pressure treatment and achieve high density, so that it has a high critical temperature and An oxide superconductor having an extremely high critical current density can be stably obtained, and a structure having a homogeneous structure and superconducting properties can be obtained.

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

【図1】本発明の酸化物超電導構造体の製造方法の一実
施例におけるホットフォージング処理を説明するための
図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a hot forging process in one embodiment of a method for manufacturing an oxide superconducting structure according to the present invention.

【図2】本発明の酸化物超電導構造体の製造方法の他の
実施例におけるホットフォージング処理を説明するため
の図である。
FIG. 2 is a view for explaining a hot forging process in another embodiment of the method for manufacturing an oxide superconducting structure according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・・酸化物超電導焼結体 2,3・・・プレスパンチ 4,5・・・酸化物系セラミック粉末 6,7・・・酸化物系セラミック焼結体 1 ... Oxide superconducting sintered body 2,3 ... Press punch 4,5 ... Oxide ceramic powder 6,7 ... Oxide ceramic sintered body

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C01G 1/00 C04B 35/64 H01B 12/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C01G 1/00 C04B 35/64 H01B 12/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】酸化物超電導体を構成する元素の酸化物あ
るいは酸化物形成可能な化合物からなる混合物を成形す
るか、あるいは該混合物を仮焼後成形する工程と、該成
形体を酸化性雰囲気中で焼成する工程と、該焼結体を酸
化物系セラミック粉末あるいは抗折強度が5kg/mm
2 以下の酸化物系セラミック焼結体を介して50kg/
cm2 以上の圧力下で加熱処理する工程とを具備する酸
化物超電導構造体の製造方法。
1. A step of molding a mixture comprising an oxide of an element constituting an oxide superconductor or a compound capable of forming an oxide, or calcining the mixture and molding the mixture, and forming the mixture in an oxidizing atmosphere. Baking in a sinter, and the sintered body is made of an oxide ceramic powder or a flexural strength of 5 kg / mm.
50 kg / via an oxide ceramic sintered body of 2 or less
performing a heat treatment under a pressure of 2 cm 2 or more.
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