JPH01220410A - 超電導コイル - 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） 本発明は任意の形状のコイルにバリウム、イツトリウム
及び銅系の超電導物質の薄膜を化学気相析出法によりコ
ーティングさせた超電導コイルに関するものである。

（従来の技術） 酸化物系セラミック超電導体Ｂａ２ＹＣｕａＯｔ−ｙは
、液体窒素を冷却源として使用できる高温超電導酸化物
セラミックとして、電力システム、新エネルギー開発、
強磁界応用分野、センサー、エレクトロニクス等への応
用が考えられている。特に超電導コイルは上記応用の実
現に不可欠である。これらの分野における応用を実用化
するためには、超を導体ＢａｚＹＣｕｉＯｔ−Ｖをコイ
ル状に加工製造する技術が必要である。一般にコイル化
は粉末原料を出発原料とした固相反応法あるいは、スパ
ッタ法、電子ビーム蒸着法などでは達成が困難である。

（本発明が解決しようとする課題） 本発明は、蒸着速度が早く、コイルのような複雑形状な
物へバリウム、イツトリウム及び銅系の超電導物質をコ
ーティングさせた任意の形状の超電導コイルを提供する
ことを目的としている。

（課題を解決するための手段とその作用）本発明は、前
述した問題点を解決するために、バリウム・イツトリウ
ム及び銅を少（とも含む藩発源の原料を用いた化学気相
析出法により基体上に超電導セラミックの薄膜を形成す
る手段を採用する。

より具体的には、本発明の製造方法はアルカリ土類元素
、希土類元素および銅のβ−ジケトン錯体を原料とする
。これら３成分の錯体をそれらの藩気圧が得られる温度
まで加熱し、アルゴンガスの如き不活性ガスをキャリア
ガスとして反応容器内に導入する。キャリアガスはＮ２
等でもよい。上記錯体とは別の経路で酸素ガスあるいは
酸素を含むガスを反応容器内に導入する。反応容器内に
膜を析出させるための基体を置き、さらにこの基体を加
熱する。基体の加熱は反応容器内に加熱器を置き基体を
加熱するか、或いは、反応容器の外部から加熱器により
加熱する。さらに高周波加熱等の方法を用いてもよい。

いずれかの方法により加熱した基体上に酸素ガス及び各
組成元素を含むβ−ジケトン錯体の蒸気を含んだ不活性
ガスを導入する。基体の加熱温度はβ−ジケトン錯体が
十分に分解、重合する温度以上であり、基体が変化しな
い温度である。好ましくは、６００　’Ｃ〜８００°Ｃ
である。反応容器内の圧力は大気圧もしくは減圧でもよ
いが、良質の膜を形成するためには減圧が好ましい。膜
厚は析出時間、析出温度、原料加熱温度、ガス圧、キャ
リアガス流量などの諸条件により任意に制御することが
できる。また超電導体の組成制御も原料加熱温度、析出
温度、ガス圧、キャリアガス流量などの諸条件により制
御できる。

超電導体の酸素量は酸素導入量の調整による酸素分圧制
御によってコントロールされ、さらに他の方法により製
造される超電導体と同様に空気中あるいは酸素中での熱
処理により制御することもできる。また超電導体を析出
後の冷却中に熱処理を行なってもよい。使用する基体は
任意の形状をなしたコイルであり、その材質は銅、アル
ミニウム、タングステン、ジルコニア、その他の金属系
、及びセラミックなどコイルを形成しえるものであれば
いかなるものも使用可能であり、コイルが酸化に対し弱
い材質である場合は、炭化ケイ素、アルミナなどでコイ
ルを常法によりコーティングしたものを使用する。

以上のような製造方法により作られた超電導体のコイル
は、原料であるβ−ジケトン錯体の加熱温度、ガス圧、
析出温度及びキャリアガス流量で組成制御ができ、かつ
酸素量の制御も同一の反応容器内で行うことができ、さ
らに大型複雑形状のコイルの上に析出させることができ
る。

（実施例） 以下第１図〜第６図を参照して本発明の詳細な説明する
。第１図は本発明における製造方法の１例である。イツ
トリウム、バリウム、銅のβ−ジケトン錯体、Ｙ（Ｃｔ
＋Ｈ＋ｗＯｚ）ｚ＋　Ｂａ（Ｃ＋ｔＨ＋、０ｚ）ｚ　＋
ＣＬＩ（Ｃ１１ＨＩ９０２）２を各々ｌ、２．３の原料
容器内に入れヒーター４により加熱する。容器ｌのイツ
トリウムのβ−ジケトン錯体は１３０°Ｃ１容器２のバ
リウムのβ−ジケトン錯体は２５０°Ｃ１容器３の銅の
β−ジケトン錯体は１５０°Ｃに加熱する。

各原料容器部ｌ、２．３には不活性ガス導入口５からキ
ャリアガスとしてアルゴンガスが５０ｍ１７ｓｉｎ導入
される。又、酸素ガスは導入口６から反応容器内へｌ　
ＯＯｍｊ２／ｌｌ１ｉｎ導入される。各β−ジケトン錯
体の蒸気を含んだキャリアガス及び酸素ガスは反応容器
内７で混合されジルコニアコイル８上に導入される。コ
イル８はコイル加熱用ヒータ９により８００°Ｃに加熱
される。反応容器内は減圧である。以上のようにしてジ
ルコニアコイル上に３時間析出させた。得られた膜の厚
さは３〜４μｍである。第２図にはジルコニアのＸ線回
折パターン及び第３図には析出させた膜を粉砕した後の
Ｘ線回折パターンを示す。また第４図には９０にで超電
導を示すＢａｚＹＣｕ３０ｔ−ｙのＸ線回折パターンを
示す、第２図〜第４図で明らかなように、ジルコニアコ
イル上の膜は第４図と同じ相である。

次に分析電子顕微鏡により組成元素であるバリウム、イ
ツトリウム、銅の分析を行った。第５図にその結果を示
す。又、第６図には同一測定条件下で分析を行った焼結
法により合成した超電導体の結果を示す。第５図で明ら
かなように膜中の組成元素の比はＢａ：Ｙ　　；Ｃｕ＝
２　：　１　：　３となり９０にで超電導を示す超電導
体と同じ組成比となっている。

第２の実施例は第１図においてイツトリウム、バリウム
、銅のβ−ジケトン錯体（Ｙ（ＣＩＩＨＩ９０□）２゜
Ｂａ（ＣｚＨ＋＊０ｚ）ｚ　、Ｃｕ（ＣｓｉＦｉＯｚ）
ｚ）を各々１．２．３の原料容器内に入れヒーター４に
より加熱した。

各容器の加熱温度は、１３０°Ｃ１２５０°Ｃ１９０°
Ｃとした。各容器部には不活性ガス導入口５からキ中リ
アガスとしてアルゴンガスが５０ｍｊ２／ｗｉｎ導入さ
れる。又、反応容器内のニクロム線コイル８は、基板加
熱用ヒータ９により９００°Ｃに加熱される。反応容器
内の圧力は減圧である。以上のようにしてニクロム線コ
イル上に４時間析出させた。析出した膜は第１の実施例
と同様に第３図のジルコニアピークのないＸ　ＦｆｆＡ
回折パターンを示した。

（発明の効果） 本発明によりえられた任意の形状で、任意の材質のコイ
ル上に超電導物質ＢａｚＹＣｕ３０．−Ｖをコーティン
グした超電導コイルは簡単な操作でえられ、その応用範
囲は広い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の製造方法に使用可能な装置の断面図
、第２図はジルコニア基板のＸＫｇ回折パターンのグラ
フ図、第３図は実施例によるジルコニア基板上の膜のＸ
′ＩｆＡ回折パターンのグラフ図、第４図は従来の超電
導体のＸ線回折パターンのグラフ図、第５図は実施例に
よる膜の分析電子顕微鏡による分析図、第６図は従来の
超電導体の分析電子顕微鏡による分析図である。 図中：１，２．３・・・・・・原料容器、４・・・・・
・・・・・・・・・・・・・原料加熱ヒーター、５・・
・・・・・・・・・・・・・・・・不活性ガス導入口、
６・・・・・・・・・・・・・・・・・・酸素ガス導入
口、７・・・・・・・・・・・・・・・・・・反応容器
内、８・・・・・・・・・・・・・・・・・・基体コイ
ル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 任意の形状のコイルにバリウム、イットリウム及び銅系
   の超電導物質の薄膜を化学気相析出法によりコーティン
   グさせたことを特徴とする超電導コイル。