JPH01172219A - 超電導材の製造方法 - 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〕 この発明は、超電導材の製造方法に関するものである。

〔従来技術及びその問題点〕

超電導物質は、既に高エネルギー粒子加速器、医療診断
用ＭＨＩ−ＣＴ物性研究装置等において、超電導マグネ
ットの形で実用化されている。また、発電機、エネルギ
ーの貯蔵や変換、リニアモーターカー、資源回収用磁気
分離装置、核融合炉、送電ケーブル、磁気シールド材等
への応用、さらには、ジョセフノン効果を用いた超電導
素子は、超高速コンピューター、赤外線検出器、低雑音
の増幅器等への応用が期待されており、これらが本格的
に実用化された場合の産業的、社会的インパクトの大き
さは、未だ測りがたい。

これまでに開発された超電導物質の代表的なものとして
、Ｎｂ−Ｔｉ合金があり、これは、現在９Ｔまでの磁界
発生用線材として広く使用されている。

Ｎｂ　−Ｔｉ合金のＴｃ（超電導状態が存在する臨界温
度）は、９にである。また、Ｎｂ　−Ｔｉ　　合金より
も格段に高いＴｃを有する材料として化合物系超電導物
質が開発され、現在Ｎｂ、Ｓｎ　（Ｔｃ　：ｌ　Ｂ　Ｋ
　）　ＶｓＣｋａ（Ｔｃ　：１５Ｋ　）が線材化され実
用に供せられている。さらに、Ｎｂ３　Ｇｅでは２３に
のＴａが得られている。

このように長年に亘って高’ｒｅ超電導物質を得るため
の努力がなされてきたが、従来の合金系および化合物系
超電導物質においては、ＴＣ２３Ｋが大きな壁になって
いる。Ｔｃが２３に以下の超電導物質の冷却には、高価
な液体ヘリウムが必要であり、このことが超電導物質の
広範な応用を阻害している。このＴｃの壁を打破する材
料として、１９８６年にＩＢＭチューリッヒのＭｕｌｌ
ｅｒ氏等が、Ｂ、ｚ　−Ｌ、Ｌ−Ｃｕ　−０系の酸化物
で超電導の徴候が認められたと発表して以来、酸化物系
超電導物質の開発競争に拍車がかかった。１９８６年に
はＴｃ４０にであったものが、１９８７年の初には、早
くも７７にの液体窒素温度を超えるＹ　−Ｂａ　−Ｃｕ
　−０系超電導物質が開発され、Ｔｃは約９３Ｋに達し
た。さらに、その後も精力的な開発が続けられており、
今のところ安全性等に問題はあるものの室温で超電導現
象を示す超電導物質の開発も報告されている。

液体窒素温度で使用可能な高温超電導物質の発見は、前
述した応用分野への期待度を増々高めるものであるが１
．ＴＯ（臨界電流密度）の値が高い超電導材を容易に製
造することができる方法は、まだ提案されていない。

従って、この発明の目的は、Ｊｅの値が高い超電導材を
容易に製造することができる方法を提供することにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、基材の表面上に、ＣｕｘＯｙ基を含む複合
酸化物超電導物質からなる粒子を溶射して、前記表面土
建超電導皮膜を形成し、このようにして得た超電導素材
を加熱しながらこれに圧下刃を付与し、かくして、前記
超電導皮膜の粒子の結晶面のうち通電性に優れた結晶面
を、前記超電導皮膜の面と平行に揃えることに特徴を有
するものである。

次Ｋ、この発明の一実施態様の、超電導材の製造方法を
図面を参照しながら説明する。

第１図は、基材の表面上に超電導皮膜を形成するための
プラズマ溶射装置の断面図、第２図は、この発明の方法
の一実施態様を示す正面図である。

この発明は、先ず、第１図に示すプラズマ溶射装置によ
ってＣｕ等からなる基材１の表面上に、Ｃｕｒｌｙ基を
含む複合酸化物超電導物質からなる粉末を溶射する。プ
ラズマ溶射装置は、真空容器２と、真空容器２内に設け
られた溶射ノズル３と、溶射ノズル３内に設けられた電
極４と、溶射ノズル３と電極４との間に接続された電源
５とからなっている。

真空容器２内に基材１を、溶射ノズル３と対向して取り
付け、真空容器２内を減圧し、溶射ノズル３の後端部内
にアルゴン、ヘリウム等の作動ガスを供給し、溶射ノズ
ル３の先端部内に、ＣｕｘＯｙ基を含む複合酸化物超電
導物質からなる粉末を供給し、そして、電源５を作動さ
せて、溶射ノズル３と電極４との間にプラズマアークを
発生させる。

これによって、基材１の表面上に、ＣｕｘＯｙ基を含む
複合酸化物超電導物質からなる超電導皮膜６が形成され
る。

次に、このようにして、基材１と超電導皮膜６とからな
る超電導素材７を得たら、第２図に示すように、超電導
素材７を加熱しながら、これに圧下ロール８によって圧
下刃を付与する。こレニよって、圧下刃を付与する前、
即ち、溶射ままの状態では、ランダムに入り組んでいた
超電導皮膜６の粒子の特定の結晶面が、超電導皮膜６と
平行に揃う。即ち、第３図に示すように、通電性が他の
面に比べて大幅に優れたａｂ結晶面が、超電導皮膜６０
面と平行に揃う。ξれを粒子に配向性が付与されたと云
う。この結果、超電導皮膜７のＪｃＯ値が増大する。

〔実施例〕

次に、この発明の実施例について説明する。

第１図に示すプラズマ溶射装置によって、Ｎ１基合金か
らなる基材１（厚み１．０ｍ、縦２０ｆｍａ、横３０　
ｍ　）の表面上に、ＹＯ，３ＢｃＬｏ、７Ｃｕ１０３−
Ｙからなる厚み１５０μｍの超電導皮膜６を形成した。

即ち、第１図に示すプラズマ溶射装置の真空容器２内に
、Ｃｕ　製の板状基板１を設置し、作動ガスとしてアル
ゴンガスとヘリウムガスとの混合ガス（ＡＴ：２０ｔ／
ｍｉｎ　、　Ｈｅ　：　ａｏｔ／ｍｉｎ　）を溶射ノズ
ル３の後端部内に連続的に供給し、プラズマ電源５から
溶射ノズル３と電極４との間に２５　ＫＷの電力を供給
し、溶射ノズル３の前端部内に、粒径１０から１００μ
ｍのＹ　Ｏ，３Ｂ　（Ｌ　Ｏ，７Ｃｕ　ｚ　Ｏ３−、か
らなる超電導物質の粒子を供給し、そして、真空容器２
内の気圧を８０ミリバールに減圧して、基材１の表面上
に厚み１５０μｍの超電導皮膜６を形成した。

このようにして得た超電導素材７を８００℃に加熱しな
がら、第２図に示すように、圧下ロール８によって、超
電導皮膜７の膜厚が７５μｍになるまで超電導素材７に
圧下を加えた。次いで、超電導素材７を９３０℃の温度
に３０分間加熱した。

このようにして製造した超電導材をＸ線回折に供して、
超電導皮膜の粒子の配向性について調べた。この結果、
溶射ままでは、超電導皮膜の粒子の結晶面（００３）の
ピークが、他の結晶面（００１）、（００２）、（００
４）、（００５）のピークに比べて非常に高いのに対し
て、この発明の方法により製造した超電導材においては
、これら結晶面のピークはほぼ同等であった。このこと
は、超電導皮膜に粒子配向性が生じたこと、即ち、超電
導皮膜の粒子の、通電性に優れたａｂ形晶面が超電導材
の面と平行に揃ったことを意味する。

次に、この発明の方法により製造した超電導材のＴｃお
よびＪｃについて調べた。この結果、本発明超電導材の
Ｊｃの値は、ｓ　ｏ　ｏ　ｏ　Ａ／ｉであったのに対し
て、超電導素材に圧下を付与しない比較超電導材のＪｃ
の値は、１５０Ａ／ａｌであり、ＴｃＯ値は、何れも９
０．５にであった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、超電導皮膜に
圧下を加えることＫよって、超電導皮膜の粒子の、通電
性に優れたａｂ結晶面の方向が、超電導皮膜の面と平行
に揃うので、Ｊｃの値が著しく増大する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、プラズマ溶射装置の断面図、第２図は、この
発明の方法の一実施態様を示す正面図、第３図は、超電
導皮膜の粒子の結晶面を示す説明図である。図面におい
て、 １・・・基材、　　　　　　２・・・真空容器、３・・
・溶射ノズル、　　　４・・・電極、５・・・電源、　
、　　　　　６・・・超電導皮膜、７・・・超電導素材
、　　　　８・・・圧下ロール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　基材の表面上に、Ｃｕ＿ｘＯ＿ｙ基を含む複合酸化物
   超電導物質からなる粉末を溶射して、前記表面上に超電
   導皮膜を形成し、このようにして得た超電導素材を加熱
   しながらこれに圧下刃を付与し、かくして、前記超電導
   皮膜の粒子の結晶面のうち通電性に優れた結晶面を、前
   記超電導皮膜の面と平行に揃えることを特徴とする、超
   電導材の製造方法。