JPH01146210A - 酸化物超電導線材 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超電導線材に係り、特に酸化物超電導物質を
線材化し、超電導特性を発現させるのに好適な酸化物超
電導線材に関する。

（従来の技術〕 従来知られていた超電導性物質は、純金属９合金、金属
間化合物又は有機物等である。それら物質の超電導転移
温度：Ｔｃは高々２０数に以下であり、その工業的な利
用分野も限定されたものであった。

最近、酸化物超電導物質において超電導転移温度：Ｔｃ
がＬａ−８ｒ−Ｃｕ系で４０に級、Ｙ−Ｂ　ａ　−Ｃｕ
系で９０に級のものが見出されており、このＹ−Ｂａ−
Ｃｕ系においては液体窒素温度７７　Ｋ以上であること
からも実用超電源材料として注目され、実用化が要望さ
れている。これら酸化物系超電導物質の線材化技術とし
ては、たとえば日本金属学会秋期大会概要集（昭和６２
年度秋期）で発表されているように、溶＠凝固法、紡糸
法、溶射法及び粉末法等が試みられているが、中でも粉
末伸線法の可能性を追求した試みが多い。

この粉末伸線法は超電導性の物質の粉末を、たとえばＣ
ｕ、Ｃｕ−Ｎｉ合金ｒ　Ａ　ｇ等のパイプに封じ、線引
き加工することによって線材形状に成形し、最終的に熱
処理を加えて超電導導体化する方法である。金属パイプ
に超電導性物質を充填して伸線・熱処理する上記方法に
おいては、最終的な熱処理工程で内部の酸化物相に十分
な酸素を供給することが優れた超電導特性の線材を得る
上で必須の要件である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術の酸化物超電導線材は、金属管にＹ−Ｂａ
−Ｃｕ系の粉末を充填し、線引加工などで線材形状に加
工した後、酸素雰囲気で再熱処理して粉末を焼結し超電
導線材とする。しかし、この再熱処理を実施しても金属
管内のＹ−Ｂａ−Ｃｕ系物質に十分な酸素を供給できな
いために高電流密度の超電導線材を得にくいという問題
があった。

本発明の目的は、酸化物超電導線の酸素の拡散を容易に
し、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ系の超電導物質に酸素を十分供給す
ることができる線材を堤供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、超電導特性を有する酸化物を金属線の外周
に被覆し、酸化物超ｆ「導層を形成した後。

該酸化物超電導層の外側を薄い金属粉末層で被覆し線材
とすることによって達成される。

〔作用〕

酸化物超電導物質への酸素の供給は、金属線の外周に酸
化物超電導層を形成した後、該酸化物超電導層を金属粉
末層で被覆し、前記酸化物超電導層の金属線からの脱離
を防止した超電導線材としたことによって、酸素雰囲気
中での熱処理に際し、酸素は前記金属粉末層を通して容
易に前記酸化物超電導層へ供給され、優れた超電導特性
を有する線材が得られる。

この超電導酸化物は、ＹＩＢａｚＣｕａＯｙ−δで第１
図に示すような酸素欠損（空席）：δを有する層状ペロ
ブスカイト構造であることが知られている。この超電導
物質は（イ）酸素の八面体が基本であり、それにＹ、Ｂ
ａ、Ｃｕが層状になっている三層構造体であり、（ロ）
Ｙ層の酸素が全部ぬけている、（ハ）銅層内の酸素が一
部ぬけている構造である。この酸素欠損は熱処理条件に
より、その量が変化し、この酸素欠損を有する構造が、
超電導の臨界特性に微妙に影響を与えているといわれて
いる。

ここで、この酸化物超電導物質を充填した線材を考えて
みると、優れた超電導特性をもつ物質を充填しても線材
に加工できなければ、さらに線材状態で超電導物質がつ
ながっていなければ電流が流れず、実用化超電導線の対
象にはならない。

このような線材状態で、酸化物超電導物質を焼結させる
事が好ましい方法といわれ、熱処理して焼結することに
より、超電導体の電流密度を大きくとれるので好ましい
方法である。

この熱処理では、先に述べたように酸化物超電導体の臨
界特性に影響を与えるといわれる酸素欠損をともなう層
状ペロブスカイト化が進行する。

このペロブスカイト化とともに焼結することを目的とす
るとき、十分に焼結するためには、例えば焼成温度を高
めにする必要がある。これにより、ペロブスカイト構造
体の酸素欠損が多くなる等により、超′電導体としての
機能を果たさなくなることがわかっている。この酸素供
給不足によって生ずる線材の超電導特性の低下という問
題は、本発明を適用することによって容易に解消される
。

金属線及び金属粉末の金属としては電気抵抗が小さく、
酸素及び酸化物超電導物質との反応性の低い銀、Ｃｕ−
Ａｆ１合金が望ましい。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は本発明線材の断面図であり、１は銀線、２は酸化物
超電導層、３は銀粉末層を示す。

酸化物超電導粉末は、粉末混合法で作成し、酸素雰囲気
中で熱処理した超電導粉末Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ系酸化物超電
導物質である。その超電導特性を第２図に示す６ 既に超電導特性を付与した上記Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ系酸化物
超電導粉末をアルコール液に分散させ、外径３圃φの銀
線の外周に約２ｍの厚さに塗り２００℃で３時間保して
乾燥させ酸化物超電導層を形成させ、超電導層の粉末の
脱離防止のために外側に銀ペーストを塗り、２００℃で
３時間保持して乾燥し銀粉末層を形成した。更に超電導
物質の密度を上昇させるために、溝付きロールで外径５
ｎａφから外径１．Ｏｍφまで圧延し線材形状に成形し
た。その後、酸素雰囲気中で９１０℃、保持時間２０時
間の再熱処理をし焼成した。得られた線材を１５ｍｍ切
り出し円柱状の試料とした。このサンプルを、液体ヘリ
ウムデユワ−に投入して、試験片の温度−インダクタン
ス特性を測定した。

その結果、９６にでインダクタンスは変化を開始し、９
１Ｋまで反磁性の強さが増大した。また、１．０ｍφ×
３０ｍの円柱状試料として、Ｈ端子法によって電流密度
１０Ａ／ａＪで温度−抵抗特性を測定した。温度−抵抗
曲線を求めると、抵抗は９６にで急激な減少を開始し、
９３にで抵抗零であった。その結果を第３図および第４
図に示す。

比較材として酸化物超電導粉末を外径６ｍｍφの鋼管に
充填し、線引加工して外径１．０　ｍφし・た。

その後、酸素雰囲気中で９１０℃、保持時間２０時間の
再熱処理をし焼成した。得られた線材を１５＋ｍ切り出
し円柱状の試料とする。これを、液体ヘリウムデユワ−
に投入して、試験片の温度−インダクタンス特性を測定
した。その結果、８５にでインダクタンス変化開始され
、４５にで反磁性になったその結果を第５図に示す、ま
た、温度−抵抗特性は、電流が流れず測定ができなかっ
た。

〔発明の効果〕

本発明によれば、酸化物超電導物質内の酸素の拡散性が
容易になり、これにより、これまでの密閉管状のものに
比べると超電導特性に影響を与える酸素欠損がなく、大
気中あるいは酸素雰囲中のものと同じように形成され、
優れた超電導臨界特性が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、イツトリウム−バリウム−銅−酸素系の複合
酸化物超電導体の構造モデルである。 第１図は１本発明線材の断面図、第２図は、第３図及び
第５図は温度−インダクタンス特性を示す線図、第４図
は、温度−抵抗特性を示す線図である。 １・・・銀線、２・・・酸化物超電導粉末、３・・・銀
粉末。 第１図 光２−日 呈崖（に） 第３日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属線の外周に、酸化物超電導層が形成され、該酸
   化物層の外側に金属粉末層が被覆されていることを特徴
   とする酸化物超電導線材。 ２、特許請求の範囲第１項において、該金属線の金属は
   銀である酸化物超電導線材。 ３、特許請求の範囲第１項において、該金属線の金属は
   銅とアルミニウムの合金である酸化物超電導線材。 ４、特許請求の範囲第１項において、該酸化物層は超電
   導性を有する粉末を塗装して形成されることを特徴とす
   る超電導線材。 ５、特許請求の範囲第１項において、該金属粉末層は該
   酸化物層に固着した銀粉末の層である超電導線材。 ６、特許請求の範囲第１項において、超電導酸化物相の
   外側に被覆される金属層は金属粉末を有機溶剤に分散し
   て塗装し形成される超電導線材。 ７、特許請求の範囲第１項において、最外部の金属粉末
   層を被覆した後、圧延して線材に成形される超電導線材
   。