JPH01161618A - 超電導体線材の製造方法 - Google Patents

超電導体線材の製造方法

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JPH01161618A
JPH01161618A JP62320401A JP32040187A JPH01161618A JP H01161618 A JPH01161618 A JP H01161618A JP 62320401 A JP62320401 A JP 62320401A JP 32040187 A JP32040187 A JP 32040187A JP H01161618 A JPH01161618 A JP H01161618A
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JP
Japan
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superconductor
core wire
gas
wire
oxide superconductor
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Application number
JP62320401A
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English (en)
Inventor
Itsuo Arima
有馬 逸男
Toshiaki Maeda
敏明 前田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は芯線に酸化物超電導体を被覆した超電導体線材
の製造方法に関する。
(従来の技術) 近年、Ba −La −Cu −0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
なわれている。その中でもY−BB −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(L
n Ba 2 Cu 3O7−a型)(δは酸素欠陥を
表わし通常1以下の数、AはY、Las Scs Nd
、Ss、Eus Gd5D y 、 Ho s E r
 s Ts s 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Srなどで置換可能)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。
このような酸化物超電導体を実用化するためには、線材
を製造する技術を確立することが重要である。現在、酸
化物超電導体の線材を製造する方法として、金属パイプ
の内部に酸化物超電導体の粉末を詰めて線引きを行ない
、その後に熱処理することが考えられている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このような線引きによる酸化超電導体か
らなる線材の製造方法は、工数が大きく、しかも熱処理
時に金属パイプの金属の拡散により粉末の組成比が崩れ
、品質が不均一になり特性が不安定であるという問題が
ある。
本発明は前記事情に基づいてなされたもので、すること
を目的とするするものである。
[発明の構成コ (問題点を解決するための手段と作用)前記目的を達成
するために本発明の超電導体線材の製造方法は、超電導
体用原料ガスと水素ガスおよび酸素ガス、炭酸ガスのい
ずれかの混合雰囲気の中に芯線を置き、前記混合雰囲気
ガスを前記芯線の表面で反応させて前記芯線の表面に酸
化物超電導体を形成することを特徴とするものである。
また、本発明の超電導体線材の製造方法は、超電導体用
原料ガスと水素ガスの混合雰囲気の中に芯線を置き、前
、記混合雰囲気ガスを前記芯線の表面で反応させて前記
芯線の表面に超電導体を形成し、その後この超電導体被
膜を酸化処理して酸化物超電導体とすることを特徴とす
るものである。
すなわち、本発明の製造方法では、芯線の表面に化学蒸
着法(CVD)により酸化物超電導体の被膜を直接形成
することができる。また、芯線の表面に化学蒸着により
未酸化の超電導体の被膜を形成し、その後で超電導体を
酸化させて芯線の表面に酸化物超電導体の被膜を得るこ
とができる。
本発明の製造方法では次の酸化物超電導体を対象とする
。酸化物超電導体としては、臨界温度の高い、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を用い
ることが実用上好ましい。
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、超電導状態を実現出来るも
のであれば良く、LnBa2Cu3O7−6型(δは酸
素欠陥を表わし通常1以下の数、AはY、La5Sc、
Nds Ss、Eu、Gd。
D y s Ho s E r 、T ll1s Y 
b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Srなどで置換可能)などの酸素欠陥を有する
欠陥ペロブスカイト型、Sr −Ln −Cu −0系
などの層状ペロブスカイト型など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、希土類元素も
、広義の定義とし、Sc、YおよびLa系を含むものと
する。代表的な系としてはY −B a−Cu系の他に
YをEus Dys Ho、Er5TIIISYbSL
uなどの希土類で置換した系、Sc −Ba −Cu−
0系、さらにSrをBa。
Caで置換した系などが挙げられる。
本発明の製造方法により芯線に形成した酸化物超電導体
の被膜は、酸素欠陥 を有する酸素欠陥欠陥ペロブスカ
イト型(Ln Ba 2 Cu 3O□−a型)(δは
通常1以下の数)となる。なお、Baを5cSCaの少
なくともIFIiと置換することもでき、さらにCuの
一部をTi5V%Cr、Mn。
F e s Co SN I SZ nなどで置換する
こともできる。これらCu元索、Ba元素の置換元素は
それぞれサイトに置換した形で入る。この置換量は、超
電導特性を低下させない程度の範囲で適宜設定可能であ
るが、あまり多量の置換は超電導特性を低下してしまう
ので80 a+ol以下、さらに実用上は20mo1%
以下程度までとする。
(実施例) 本発明において、超電導体形成用原料ガスと水素ガスお
よび酸素ガス、炭酸ガスのいずれかの混合ガスを使用し
た化学蒸着により芯線に酸化物超電導体の被膜を形成す
る方法の実施例について説明する。ここでは、芯線にy
l eBaz ・Cu3の酸化物超電導体被膜を形成す
る例について説明する。
モル比でycノ2、BaCノ2、CuCノ、からなる超
電導体用原料ガスと、H2ガスと、0□ガスとを反応槽
の内部に供給して混合雰囲気とする。そして、タングス
テン(W)線やカーボン線(C)線などからなる芯線を
前記反応槽の内部に置き、反応槽の内部に存在する前記
混合雰囲気ガスを加熱して芯線の表面で反応させて、こ
の反応で生成された生成物すなわち酸化物超電導体Y2
O3・BaO−CuOを芯線の表面に形成する。すなわ
ち、原料ガスのY CI!2 N B a Cノ2、C
u Cl!2がH2ガスにより還元され、さらに02ガ
スにより酸化されて酸化物超電導体Y2O3譬BaO−
CuOが芯線に生成される。
被膜の厚さは約20uxrである。
なお、02の代わりにCO2ガスを使用することもでき
る。
反応槽の内部に供給したガスを加熱する方法としては、
芯線を電極(陰極)として反応槽内部で高周波プラズマ
を発生させ、このプラズマ発生に伴う熱によりガスを加
熱する方法がある(プラズマCVD)。また、芯線に電
流を流して、芯線をそれ自身の抵抗で温度1000℃程
度に発熱させることにより、その熱で反応槽内部のガス
を加熱する方法もある。いずれの場合もガスの温度は約
20℃、芯線の温度は500〜1000℃である。
このようにすると酸化物超電導体用原料ガスを用いた化
学蒸着により芯線に均質で特性が安定した酸化物超電導
体被膜を強固に形成できる。そして、この化学蒸着を行
なう時に、芯線を連続して移動して反応槽の内部を通過
することにより、芯線の表面に酸化物超電導体を連続し
て形成することができる。また、この方法では一度の工
程で芯線の表面に酸化物超電導体の被膜を形成すること
ができる。従って、この方法により芯線に良質な酸化物
超電導体の被膜を容易に形成できる。
次に本発明において、超電導体用原料ガスと水素ガスと
の混合ガスを使用した化学蒸着により芯線に未酸化の超
電導体の被膜を形成し、その後この被膜を酸化させて酸
化物超電導体とする方法の実施例について説明する。こ
こでは前記実施例と同様に、芯線にYl ・Ba2・C
u3の酸化物超電導体被膜を形成する例について説明す
る。
モル比でYCl3 、Ba Cノ2、CuCノ2からな
る超電導体用原料ガスと、H2ガスとを反応槽の内部に
供給して混合雰囲気とする。そして、タングステン(W
)線やカーボン線(C)線などからなる芯線を前記反応
槽の内部に置き、反応槽の内部に存在する前記混合雰囲
気ガスを加熱して芯線の表面で反応させて、芯線の表面
に未酸化の超電導体Y*BaeCuの被膜を芯線の表面
に形成する。すなわち、原料ガスのYCC20BaCノ
2、CuCノ2がH2ガスにより還元されて超電導体Y
−Ba−Cuが生成される。このため、化学蒸着により
芯線に超電導体被膜を強固に形成できる。そして、芯線
を連続的に移動させて反応槽を通過させることにより、
芯線の表面に連続して超電等体の被膜を形成できる。そ
の後で、芯線を反応槽から取出して熱処理炉にて熱処理
を施し、芯線の表面に形成されているの被膜の超電導体
Y−Ba−Cuを酸化させて酸化物超電導体Y2O3’
BaO・CuOに形成する。被膜の厚さは約20uxで
ある。このため、均質で特性の安定した酸化物超電導体
被膜を得ることができる。
そして、この場合も芯線を連続的に移動させて熱処理炉
を通過させることにより、連続して芯線に表面の被膜を
酸化させることができる。
反応槽の内部に供給したガスを加熱する方法としては、
芯線を電極(陰極)として反応槽内部で高周波プラズマ
を発生させ、このプラズマ発生に伴う熱によりガスを加
熱する方法がある(プラズマCVD)。また、芯線に電
流を流して、芯線をそれ自身の抵抗で温度1000℃程
度に発熱させることにより、その熱で反応槽内部のガス
を加熱する方法もある。いずれの場合もガスの温度は約
20℃、芯線の温度は500〜1000℃である。
従って、この方法によっても芯線に良質な酸化物超電導
体の被膜を容易に形成することができる。
[発明の効果] 以上説明したように本発明の超電導体の製造方法によれ
ば、均質な特性の安定した酸化物超電導体の被膜を芯線
の表面に連続して形成でき、良質な超電導体線材を生産
性良く製造することができる。
出願人代理人  弁理士 鈴江武彦

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、超電導体用原料ガスと水素ガスおよび酸素ガス、炭
    酸ガスのいずれかの混合雰囲気の中に芯線を置き、前記
    混合雰囲気ガスを前記芯線の表面で反応させて前記芯線
    の表面に酸化物超電導体を形成することを特徴とする超
    電導体線材の製造方法。 2、酸化物超電導体は、希土類元素を含有するペロブス
    カイト型の超電導体である特許請求の範囲第1項記載の
    超電導体線材の製造方法。 3、酸化物超電導体は、Ln元素(Lnは、Y、La、
    Sc、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、T
    m、YbおよびLuから選ばれた少なくとも1種の元素
    )、BaおよびCuを原子比で実質的に1:2:3の割
    合で含有する特許請求の範囲第1項または第2項に記載
    の超電導体線材の製造方法。 4、酸化物超電導体は、LnBa_2Cu_3O_7_
    −_δ(δは酸素欠陥を表わす)で表わされる酸素欠陥
    型ペロブスカイト構造を有する特許請求の範囲第3項記
    載の超電導体線材の製造方法。 5、超電導体用原料ガスと水素ガスの混合雰囲気の中に
    芯線を置き、前記混合雰囲気ガスを前記芯線の表面で反
    応させて前記芯線の表面に超電導体を形成し、その後こ
    の超電導体被膜を酸化処理して酸化物超電導体とするこ
    とを特徴とする超電導体線材の製造方法。 6、酸化物超電導体は、希土類元素を含有するペロブス
    カイト型の超電導体である特許請求の範囲第5項記載の
    超電導体線材の製造方法。 7、酸化物超電導体は、Ln元素(Lnは、Y、La、
    Sc、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、T
    m、YbおよびLuから選ばれた少なくとも1種の元素
    )、BaおよびCuを原子比で実質的に1:2:3の割
    合で含有する特許請求の範囲第5項または第6項に記載
    の超電導体線材の製造方法。 8、酸化物超電導体は、LnBa_2Cu_3O_7_
    −_δ(δは酸素欠陥を表わす)で表わされる酸素欠陥
    型ペロブスカイト構造を有する特許請求の範囲第7項記
    載の超電導体線材の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01200518A (ja) * 1988-02-04 1989-08-11 Fujikura Ltd 酸化物系超電導線材の製造方法
JPH0254811A (ja) * 1988-08-18 1990-02-23 Mitsubishi Metal Corp 超伝導体薄膜の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01200518A (ja) * 1988-02-04 1989-08-11 Fujikura Ltd 酸化物系超電導線材の製造方法
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