JPH01172220A - 超電導材の製造方法 - Google Patents
超電導材の製造方法Info
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- JPH01172220A JPH01172220A JP62331102A JP33110287A JPH01172220A JP H01172220 A JPH01172220 A JP H01172220A JP 62331102 A JP62331102 A JP 62331102A JP 33110287 A JP33110287 A JP 33110287A JP H01172220 A JPH01172220 A JP H01172220A
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/45—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on copper oxide or solid solutions thereof with other oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/10—Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
- C23C4/11—Oxides
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
- H10N60/0296—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers
- H10N60/0492—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers by thermal spraying, e.g. plasma deposition
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- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (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。
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。
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。
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Ｋ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。
、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Ｋ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ＴＯ（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Ｔｅ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 ＋、 １８
Ｋ ）とＶ、Ｇ、ｚ（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Ｔｃが得られている。
度）は、９にである。また、Ｎｂ −Ｔｉ 合金より
も格段に高いＴｅ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 ＋、 １８
Ｋ ）とＶ、Ｇ、ｚ（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Ｔｃが得られている。
このように長年に亘って高Ｔｃ超電導物質を得るだめの
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、−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Ｔ
ｃ ４ ＯＫであったものが、１９８７年の初めには、
早くも７７にの液体窒素温度を超えるＹ−Ｂ、−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、超電導物質
からなる超電導皮膜を有する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。
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、−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Ｔ
ｃ ４ ＯＫであったものが、１９８７年の初めには、
早くも７７にの液体窒素温度を超えるＹ−Ｂ、−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、超電導物質
からなる超電導皮膜を有する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、超電導物質からなる超電導
皮膜を有する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。
皮膜を有する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。
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粉末を溶射して、前記表面上
に超電導皮膜を形成するに際し、溶射雰囲気を、酸素を
少なくとも３０％含有した不活性ガス雰囲気に維持し、
かくして、前記超電導皮膜の酸素欠損を軽減することに
特徴を有するものである。
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するに際し、溶射雰囲気を、酸素を
少なくとも３０％含有した不活性ガス雰囲気に維持し、
かくして、前記超電導皮膜の酸素欠損を軽減することに
特徴を有するものである。
次に、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。
図面を参照しながら説明する。
第１図は、この発明の一実施態様の、超電導材の製造方
法を示す断面図である。
法を示す断面図である。
この発明は、例えば、第１図に示すプラズマ溶射装置Ａ
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２を形成する際に、
溶射雰囲気を、少なくとも３０チの０□を含有するＡｒ
等の不活性ガス雰囲気に維持する。
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２を形成する際に、
溶射雰囲気を、少なくとも３０チの０□を含有するＡｒ
等の不活性ガス雰囲気に維持する。
上記プラズマ溶射装置Ａは、真空容器３と、真空容器３
内に設けられた溶射ノズル４と、溶射ノズル４の後方部
内に設けられた電極５と、溶射ノズル４と電極５との間
に接続された電源６とからなっている。
内に設けられた溶射ノズル４と、溶射ノズル４の後方部
内に設けられた電極５と、溶射ノズル４と電極５との間
に接続された電源６とからなっている。
真空容器３内に基材１を、溶射ノズル４と対向して取り
付け、真空容器３内を減圧し、溶射ノズル４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４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６を作動さ
せて、溶射ノズル４と電極５との間にプラズマアークを
発生させる。
付け、真空容器３内を減圧し、溶射ノズル４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４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６を作動さ
せて、溶射ノズル４と電極５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２が形成され
る。
複合酸化物超電導物質からなる超電導皮膜２が形成され
る。
この発明においては、真空容器３内の溶射雰囲気を、少
なくとも０２を３０チ含有するＡｒ等の不活性ガス雰囲
気に維持する。これは、溶射時に超電導皮膜２に酸素欠
損が生じて、超電導現象が消失することを防止するため
である。この酸素欠損の問題は、超電導皮膜２に熱処理
を施す際にもある程度解決されるが、熱処理しても不充
分な場合がある。この場合に、との発明は特に有効であ
る。
なくとも０２を３０チ含有するＡｒ等の不活性ガス雰囲
気に維持する。これは、溶射時に超電導皮膜２に酸素欠
損が生じて、超電導現象が消失することを防止するため
である。この酸素欠損の問題は、超電導皮膜２に熱処理
を施す際にもある程度解決されるが、熱処理しても不充
分な場合がある。この場合に、との発明は特に有効であ
る。
なお、超電導皮膜に熱処理を施すのは次の理由による。
超電導物質の溶融粒子が、溶射によって基材１の表面に
付着すると、溶融粒子は直ちに冷却される。従って、基
材１の表面上に形成される超電導皮膜２の大部分の結晶
構造は、高温度で安定な正方晶に近い斜方晶となる。ま
た、超電導皮膜２の酸素含有量も減少する。との結果、
超電導皮膜２に超電導現象が十分に現われない。そこで
、皮膜３を、例えば、９５０℃に３０分間温度に加熱す
ると、もともと斜方晶になり易すい性質を有する超電導
皮膜２の結晶構造が、正方晶に近い斜方晶から斜方晶に
容易に変わる。これによって、超電導皮膜２には完全に
超電導現象が現われる。
付着すると、溶融粒子は直ちに冷却される。従って、基
材１の表面上に形成される超電導皮膜２の大部分の結晶
構造は、高温度で安定な正方晶に近い斜方晶となる。ま
た、超電導皮膜２の酸素含有量も減少する。との結果、
超電導皮膜２に超電導現象が十分に現われない。そこで
、皮膜３を、例えば、９５０℃に３０分間温度に加熱す
ると、もともと斜方晶になり易すい性質を有する超電導
皮膜２の結晶構造が、正方晶に近い斜方晶から斜方晶に
容易に変わる。これによって、超電導皮膜２には完全に
超電導現象が現われる。
上述した熱処理を含酸素雰囲気中で行なえば、酸素があ
る程度、超電導皮膜２中に入り込むので、酸素欠損を軽
減できる。
る程度、超電導皮膜２中に入り込むので、酸素欠損を軽
減できる。
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、Ｎｉ基合金か
らなる基材１（厚み１．０個、縦２０ｍｎ、横３０ ｔ
ａｎ ）の表面上に、Ｙｏ３Ｂａ、７Ｃｕ１０３−Ｙ
からなる厚み１５０μｍの超電導皮膜２を形成した。
らなる基材１（厚み１．０個、縦２０ｍｎ、横３０ ｔ
ａｎ ）の表面上に、Ｙｏ３Ｂａ、７Ｃｕ１０３−Ｙ
からなる厚み１５０μｍの超電導皮膜２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３内に
、Ｃｕ ＩＪＪの板状基板１を設置し、作動ガスとして
アルゴンと酸素との混合ガスを溶射ノズル４の後端部内
に連続的に供給し、プラズマ電源６から溶射ノズル４と
電極５との間に２５ ＫＷの電力を供給し、溶射ノズル
４の前端部内に、粒径ｌＯから１００μｍのＹｏ、３Ｂ
、０．７Ｃｕ１０３−ｙからなる超電導物質の粒子を供
給し、そして、真空容器３内の気圧を８０ミリバールに
減圧して、基材ｌの表面上に厚み１５０μｍの超電導皮
膜２を形成した。
、Ｃｕ ＩＪＪの板状基板１を設置し、作動ガスとして
アルゴンと酸素との混合ガスを溶射ノズル４の後端部内
に連続的に供給し、プラズマ電源６から溶射ノズル４と
電極５との間に２５ ＫＷの電力を供給し、溶射ノズル
４の前端部内に、粒径ｌＯから１００μｍのＹｏ、３Ｂ
、０．７Ｃｕ１０３−ｙからなる超電導物質の粒子を供
給し、そして、真空容器３内の気圧を８０ミリバールに
減圧して、基材ｌの表面上に厚み１５０μｍの超電導皮
膜２を形成した。
次に、このようにして得た超電導材を、酸素含有雰囲気
中において、９３０℃の温度に３０分間加熱した。
中において、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のＴｃおよびＪｃ
を、溶射雰囲気中の酸素濃度を種々かえて測定した。こ
の結果を第１表に示す。
を、溶射雰囲気中の酸素濃度を種々かえて測定した。こ
の結果を第１表に示す。
第 １ 表
第１表から明らかなように、溶射雰囲気中の酸素含有量
を３０％以上に維持すると、超電導皮膜の酸素欠損を軽
減できるので、Ｔｃ、Ｊｃの値が共に増大することが分
かる。
を３０％以上に維持すると、超電導皮膜の酸素欠損を軽
減できるので、Ｔｃ、Ｊｃの値が共に増大することが分
かる。
以上説明したように、この発明によれば、超電導物質を
皮膜化した超電導皮膜を有する超電導材を容易に製造す
ることができ、しかも、超電導皮膜形成時の酸素欠損を
軽減することができるという有用な効果がもたらされる
。
皮膜化した超電導皮膜を有する超電導材を容易に製造す
ることができ、しかも、超電導皮膜形成時の酸素欠損を
軽減することができるという有用な効果がもたらされる
。
第１図は、この発明の一実捲態様の、超電導材の製造方
法を示す断面図である。 ｌ・・・基材、 ２・・・超電導皮膜、３・
・・真空容器、 ４・・・溶射ノズル、５・・
・電極、 ６・・・電源。
法を示す断面図である。 ｌ・・・基材、 ２・・・超電導皮膜、３・
・・真空容器、 ４・・・溶射ノズル、５・・
・電極、 ６・・・電源。
Claims (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
皮膜を形成するに際し、溶射雰囲気を、酸素を少なくと
も３０％含有した不活性ガス雰囲気に維持し、かくして
、前記超電導皮膜の酸素欠損を軽減することを特徴とす
る、超電導材の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62331102A JPH01172220A (ja) | 1987-12-26 | 1987-12-26 | 超電導材の製造方法 |
| EP88120829A EP0324121A1 (en) | 1987-12-26 | 1988-12-13 | Method for metallizing superconducting material onto surface of substrate by use of plasma phenomenon |
| CA000585873A CA1311659C (en) | 1987-12-26 | 1988-12-14 | Method for metallizing superconducting material onto surface of substrate by use of plasma phenomenon |
| KR1019880017230A KR930001012B1 (ko) | 1987-12-26 | 1988-12-22 | 플라즈마 현상을 이용하여 초전도재를 모재의 표면상에 용사하기 위한 방법 |
| CN88108946A CN1021164C (zh) | 1987-12-26 | 1988-12-23 | 用等离子喷涂制造复合氧化物超导薄膜的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62331102A JPH01172220A (ja) | 1987-12-26 | 1987-12-26 | 超電導材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01172220A true JPH01172220A (ja) | 1989-07-07 |
| JPH0534292B2 JPH0534292B2 (ja) | 1993-05-21 |
Family
ID=18239882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62331102A Granted JPH01172220A (ja) | 1987-12-26 | 1987-12-26 | 超電導材の製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0324121A1 (ja) |
| JP (1) | JPH01172220A (ja) |
| KR (1) | KR930001012B1 (ja) |
| CN (1) | CN1021164C (ja) |
| CA (1) | CA1311659C (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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