JPH01115805A

JPH01115805A - 酸化物超電導体の製造方法

Info

Publication number: JPH01115805A
Application number: JP62273952A
Authority: JP
Inventors: Minoru Yamada; 穣山田; Shigeo Nakayama; 茂雄中山; Akira Murase; 村瀬　暁; Toru Horigami; 堀上　徹
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-10-29
Filing date: 1987-10-29
Publication date: 1989-05-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】ｒ、発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、各種形状を容易に形成可能とした酸化物超電
導体の製造方法に関する。

（従来の技術）近年、ａａ−ｔａ−ｃｕ−ｏ系の層状ペロブスカイト型
の酸化物が高い臨界温度を有する可能性のあることが発
表されて以来、各所・で酸化物超電導体の研究が行われ
ている（２．Ｐｈｙｓ、Ｂ　Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ　Ｍａ
ｔｔｅｒ６４、１８９−１９３（１９８６））、その中
でもＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系で代表される酸素欠陥を有す
る欠陥ペロブスカイト型（（ＬｎＢａ　　Ｃｕ　　Ｏ型
）（δは酸素欠陥を表し２３７−δ 通常１以下、［ｎは、Ｙ　、　Ｌａ、　Ｓｃ、−Ｎｄ、
　Ｓｌ、　Ｅｕ、　Ｇｄ、Ｏｙ、Ｉｌｏ、　Ｅｒ、■霧
、ＹｂおよびＬｕから選ばれた少なくとも　１種の元素
、Ｂａの一部はＳ「等で直換可能））の酸化物超電導体
は、臨界温度が９０に以上と液体窒素の沸点以上の高い
温度を示すため非常に有望な材料として注目されている
（Ｐｈｙｓ、　Ｒｅｖ、　Ｌｅｔｔ。

Ｖｏｌ、５８　Ｎｏ、９，９０８−９１０）。

ところで、このような酸化！！！ｌ！Ｉ！！Ｔｒ：、導
体は、結晶性の酸化物の焼結体あるいはその粉末として
得られるため、これらを例えば線材として利用する場合
には、金属管等に酸化物超電導体粉末を充填した後、線
引きする等して長尺化して使用することが試みられてい
る。しかし、酸化物超電導体粉末の充填率によって超電
導特性が大きく左右され、この方法における酸化物超電
導体は圧縮粉体または焼成物として利用されるため、そ
の緻密化には限界があり、このため充分な超電導特性が
得られないという問題がある。また、バルクとして各種
形状の部材を作製する場合においても、焼結体であるた
めに充分緻密質なものを得ることが困難であり、このた
め上述した線材と同様に実用的な臨界電流密度を有する
ものが得難いという問題がある０、ｔな、殖結体である
ため複雑形状のものを作製することが困難であるという
問題もある。

（発明が解決しようとする問題点）このように酸化物超電導体は、焼結体またはこれを粉砕
した粉末として得られるため、充分超電導特性を有する
線材や各種形状の部材を得ることが困難であるという問
題があった。

また、上述したような酸化物超電導体は酸素量によって
その特性が大きく左右されるので、−旦９００℃前後の
温度で焼成して結晶化させ、これを粉砕して例えば線材
化した後に酸素雰囲気中でアニールを行うという最低で
も２つの加熱工程を必要としており、製造コストが高く
なるという問題もあった。

本発明はこのような従来の問題点を解決するためになさ
れたもので、酸化物超電導体からなる線材や各種形状の
部材を容易に、かつ１回の加熱工程のみで超電導特性に
優れた酸化物超電導体を製造する方法を提供することを
目的とする。

（発明の構成］（問題点を解決するための手段〉本発明の酸化物超電導体の製造方法は、酸化物超電導体
を構成する元素のうち少なくとも２元素からなる第１の
合金と、この第１の合金に含まれない前記酸化物超電導
体を構成する元素を少なくとも構成成分とする第２の合
金とを少なくとも使用し、これら合金を密着させるとと
もに所要の形状に加工した後、酸素含有雰囲気中で熱処
理することを特徴としている。

酸化物Ｂ電導体としては、多数のものが知られているが
、臨界温度の高い、希土類元素含有のペロブスカイト型
の酸化物超電導体の使用が実用的効果が高い。ここでい
う希土類元素を含有しペロブスカイト型構造を有する酸
化物超電導体は、超電導状態を実現できるものであれば
よく、例えばＬｎＢａ　　Ｃｕ　　Ｏ系くδは酸素欠陥
を表し通常１２３７−δ 以下の数、Ｌｎは、Ｙ、Ｌａ、　Ｎｄ、　Ｓｌｌ、　Ｅ
ｕ、　Ｇｄ、　ＤＶ、［１０、Ｅ「、Ｔｌｌ１．　Ｙｂ
、　Ｌｕ等の希土類元素から選ばれた少なくとも１種の
元素、Ｂａの一部はＣａ、　Ｓｒ等で置換可能。）等の
酸素欠陥を有する欠陥ペロブスカイト型、５ｒ−Ｌａ−
Ｃｕ−０系等の層状ペロブスカイト型等の広義にペロブ
スカイト型を有する酸化物が例示される。また、希土類
元素は広義の定義とし、Ｓｃ、　ＹおよびＬａ系を含む
ものとする０代表的な系としてＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系の
ほかに、ＹをＥｕ、　Ｄｙ、Ｎｏ、Ｅｒ、■１、Ｙｂ、
　ＬｔＪ等の希土類で置換しな系、５ｃ−Ｂａ−Ｃｕ−
０系、Ｓｒ−Ｌａ−Ｃｕ−０系、さらにＳ「をＢａ、　
Ｃａｂ置換した系等が挙げられる。

本発明における第１の合金および第２の合金としては、
この２つの合金によって酸化物超電導体を構成する元素
を全て含むものであれば、その組成はどのように組合せ
てもよい。

例えば、Ｌｎ−Ｂａ−Ｃｕ−０系の酸化物超電導体であ
れば、Ｌｎ−Ｃｕ合金とＢａ−Ｃｕ合金、Ｌｎ−Ｂａ合
金とＬｎ−Ｃｕ合金、Ｌｎ−Ｂａ合金とＢａ−Ｃｕ合金
との組合せが考えられる。また、Ｌｎ元素は１元素に限
定されるものではなく、２元素以上を含んでいてもよい
し、このようにＬｎｎ元金２元累以上使用する場合には
、３成分以上の合金を使用することも可能である。

また、本発明はこのような２種類の合金のみの使用に限
定されるものではなく、さらに構成成分を変更した合金
を用いて、３種類以上の合金を用いることも可能である
。

そして、このような条件を満足する少なくとも２種類の
合金を密着させるとともに所要の形状に加工する。この
加工により形成される形状としては、後述する熱処理に
より各合金層間で酸化物超電導体が形成されるように一
体化されていればどのような形状としてもよい、この所
定形状への加工は、合金の段階で行うので、例えば各合
金板を積層し、次いでロール巻きにした後、線引きする
等、各種形状の線材を容易に形成することが可能であり
、またこのようにして作製した複数の線材を束ねた後に
その表面に共通被覆を形成する、いわゆるマルチ線とす
ることも容易である。また、曲面状、円筒状、箱状等、
通常の金属加工で得られるような形状であれば各種形状
のものを容易に形成することができる。また、この加工
方法としても、プレス加工、押出加工、引抜き加工、圧
延加工等、種々の方法が適用できる。

この後、酸素含有雰囲気中で熱処理を行うことにより、
各合金層の界面で各々の構成元素を拡散させて酸化物超
電導体の結晶を生成するとともに酸素を充分に供給する
。これにより各合金層の界面に優れた超電導特性を有す
る酸化物超電導体が形成される。この熱処理は、充分に
酸素を供給することのできる雰囲気中、好ましくは酸素
中において行う、この熱処理温度は、使用する合金の融
点によって異なるが、使用する合金の最低融点の近傍で
、かつ形状を保持しうる温度で行う１例えば、Ｙ−Ｂａ
−Ｃｕ−０系の酸化物超電導体をＹ−Ｃｕ合金とＢａ−
Ｃｕ合金とを用いて形成する場合、６００℃〜７５０℃
程度が適当である。また、この熱処理時間は、１時間〜
２００時間程度で行うことが好ましい。

（作　用）本発明の酸化物超電導体の製造方法において、酸化物超
電導体を構成する元素を全て含むように組合せた少なく
とも２種類の合金を用い、予めこの合金の段階で所要の
形状としているので、容易に目的とする形状のものが得
られる。そして、この所要の形状にした後に熱処理を施
し、充分に酸素を供給しながら各合金層間の拡散によっ
て酸化物超電導体を形成しているので、１回の加熱工程
のみで優れた超電導特性を有する酸化物超電導体が得ら
れる。これは、使用する合金の組合せ方によって、その
融点が７００℃〜８００℃と比較的低いものを選択する
ことが可能となり、よって熱処理時の温度を低くできる
ので、酸素供給量を充分に確保することが可能となるた
めである。

（実施例）次に、本発明の実施例について説明する。

実施例１第１の合金として２００ｎｉｘ　２００ｖ＋＋Ｘ厚さ０
．１１の形状の７４重量％Ｙ−２６重量％Ｃｕ合金（融
点７１０℃）を、第２の合金として同形状の６４重量％
Ｂａ　−３６重量％Ｃｕ合金（融点５７０℃）を使用し
た。そして、これら２種類の合金を用いて、第１図に示
すように、まず第１の合金１と第２の合金２とを積層し
た後、この積層！１ＩＩＪ３をロール状に巻回しつつ合
金眉間が密着するように一体化して条体とした。

この際の外径は１０１１であった。次いで、この巻回物
４を外径１１ｎまで冷間で鍛造および線引きして目的と
する形状としな。

この後、この線引き加工した条材を、酸素雰囲気中で７
００℃、２４時間の条件で熱処理した後、室温まで１℃
／分の冷却速度で徐冷して目的とする超電導体線材を得
た。

このようにして得た超電導体線材の超電導特性を測定し
たところ、臨界温度は８９．５にであった。

また、この超電導体線材の断面積に対して酸化物超電導
体相は平均３０％存在していた。なお、この測定値は走
査型電子顕微鏡および光学顯微鏡観察より求めたもので
ある。また、この超電導体線材の臨界電流密度は１２５
０＾／ｄと良好なものであった。

実施例２第２図に示すように、外径２０１１１Ｘ内径１０１１１
の円管状の２４重五％Ｙ−５０重量％Ｙｂ−２６重量％
Ｃｕ合金からなる第１の合金５と外径１０＋ｕｅの棒状
の６４重量％Ｂａ−３６重量％Ｃｕ合金（融点５７０℃
）からなる第２の合金６とを用い、第１の合金５の貫通
孔中に第２の合金６を挿入した後、外径２ＩＩｎまで冷
間で線引きして目的とする形状とした。

この後、この線引き加工した条材を、酸素雰囲気中で１
００℃、２４時間の条件で熱処理した後、室温℃まで１
℃／分の冷却速度で徐冷して目的とする超電導体線材を
得た。

このようにして得た超電導体線材についても実施例１と
同様にしてその特性を測定したところ、臨界温度８８．
５Ｋ、酸化物超電導体相の平均存在率１０％、臨界電流
密度７３０Ａ／ｃ−７と良好な結果が得られた。

［発明の効果］以上の実施例からも明らかなように、本発明の酸化物超
電導体の製造方法によれば、酸化物超電導体を構成する
各元素を全て含むように組合せた少なくとも２種類の合
金を用いて、所要の形状に加工した後に熱処理を施して
各合金屑間の拡散により酸化物超電導体を形成させてい
るので、各種の形状のものを容易に作製することが可能
であるとともに、このような合金を使用することにより
、熱処理温度を比較的低温で行えるので、１回の熱処理
で酸化物超電導体の形成と酸素導入を目的としたアニー
リングが行え、製造工程を簡略化できるという効果も得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における酸化物超電導体の形
成状態を概略的に示した図、第２図はたの実施例におけ
る酸化物超電導体の形成状態を概略的に示した図である
。１．５・・・・・・・・・第１の合金２．６・・・・・・・・・第２の合金出願人　　　　　　株式会社　東芝代理人　弁理士　　須　山　佐　−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）酸化物超電導体を構成する元素のうち少なくとも
２元素からなる第１の合金と、この第１の合金に含まれ
ない前記酸化物超電導体を構成する元素を少なくとも構
成成分とする第２の合金とを少なくとも使用し、これら
合金を密着させるとともに所要の形状に加工した後、酸
素含有雰囲気中で熱処理することを特徴とする酸化物超
電導体の製造方法。
（２）前記酸化物超電導体は、希土類元素を含有するペ
ロブスカイト型の酸化物超電導体であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の酸化物超電導体の製造方
法。
（３）前記酸化物超電導体は、ＬｎＢａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ
＿７＿−＿δ（Ｌｎは希土類元素から選ばれた少なくと
も１種の元素、δは酸素欠陥を表し、Ｂａの一部はＣａ
、Ｓｒ等で置換可能。）で表される酸素欠陥型ペロブス
カイト構造を有することを特徴とする特許請求の範囲第
２項記載の酸化物超電導体の製造方法。