JPH012220A - セラミックス超電導線材の製造方法 - Google Patents
セラミックス超電導線材の製造方法Info
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- JPH012220A JPH012220A JP62-158028A JP15802887A JPH012220A JP H012220 A JPH012220 A JP H012220A JP 15802887 A JP15802887 A JP 15802887A JP H012220 A JPH012220 A JP H012220A
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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〕
本発明は、電カケープル、マグネン比電力貯蔵リンク等
に用いられるセラミックス超電導線材の製造方法に関す
る。
に用いられるセラミックス超電導線材の製造方法に関す
る。
最近、高い臨界温度を有する（Ｌａｉｒ） ｇＣｕＬ
＋ （５ｃＳｒ）ｚ Ｃｕ０ａ＋ （ＬａＢａ）ｔｃｕ
ｏ、 ＹＢａ２Ｃｕ２Ｏ７−δ、 ＹｂＢａ、Ｃｕ、０
７−δ、 ＤｙＢａｚＣｕ、Ｏ，−δ、 ＬｉＴｉｚＯ
ａなどのセラミックス超電導体が注目されているが、こ
れらは金属材料のように塑性加工が出来ず、これを線材
などに加工するには、粉末冶金法またはＰＶＤ法などの
気相成長法がとられているが、前者は粉末の製造から焼
結までの多くの工程を要し、また途中の加熱工程で酸素
などの構成元素の出入りがおこり組成や構造が変化し易
いため、製造条件の管理を厳密に行わなければならず、
生産性および経済性に劣る欠点がある。またＰＶＤ法は
、真空中での処理のため長尺ものに不向きであり、また
生成物が還元したりして組成的にも不安定であり、更に
蒸発元素の付着歩留りが低く、また析出速度が遅いため
、生産性に劣るなどの問題がある。
＋ （５ｃＳｒ）ｚ Ｃｕ０ａ＋ （ＬａＢａ）ｔｃｕ
ｏ、 ＹＢａ２Ｃｕ２Ｏ７−δ、 ＹｂＢａ、Ｃｕ、０
７−δ、 ＤｙＢａｚＣｕ、Ｏ，−δ、 ＬｉＴｉｚＯ
ａなどのセラミックス超電導体が注目されているが、こ
れらは金属材料のように塑性加工が出来ず、これを線材
などに加工するには、粉末冶金法またはＰＶＤ法などの
気相成長法がとられているが、前者は粉末の製造から焼
結までの多くの工程を要し、また途中の加熱工程で酸素
などの構成元素の出入りがおこり組成や構造が変化し易
いため、製造条件の管理を厳密に行わなければならず、
生産性および経済性に劣る欠点がある。またＰＶＤ法は
、真空中での処理のため長尺ものに不向きであり、また
生成物が還元したりして組成的にも不安定であり、更に
蒸発元素の付着歩留りが低く、また析出速度が遅いため
、生産性に劣るなどの問題がある。
〔問題点を解決するめための手段および作用〕本発明は
、かかる状況に鑑みなされたもので、その目的とすると
ころは、組成および構造が厳密にコントロールされたセ
ラミックス超電導線材を高能率に量産できる製造方法を
提供することにある。
、かかる状況に鑑みなされたもので、その目的とすると
ころは、組成および構造が厳密にコントロールされたセ
ラミックス超電導線材を高能率に量産できる製造方法を
提供することにある。
即ち本発明は、超電導体の構成元素が溶解した原料液を
、酸素を含む雰囲気中で、加熱された走行する基体上に
供給して加熱分解、酸化させて、該基体上に上記元素か
らなる酸化物層を形成せしめ、次いでこれを５．００〜
１０００℃の温度で熱処理することを特徴とするもので
ある。
、酸素を含む雰囲気中で、加熱された走行する基体上に
供給して加熱分解、酸化させて、該基体上に上記元素か
らなる酸化物層を形成せしめ、次いでこれを５．００〜
１０００℃の温度で熱処理することを特徴とするもので
ある。
以下に本発明を図を参照して具体的に説明する。
第１図は、本発明を実施する装置の一例を示す概念図で
ある。線９条などの基体１がアンコイラ−２から供給さ
れ、予熱炉３で所定温度に加熱されたのち、反応炉４に
導かれる。反応炉４において、走行する基体１上に原料
液が噴霧機５により供給され、この原料液は加熱分解さ
れ、該基体１上に酸化物層が形成される０次いで、この
酸化物層が形成された基体ｌ上は冷却室６に導かれ咳室
で所定温度に冷却されたあと、加熱炉７に送通され、こ
こで５００〜１０００°Ｃの温度で熱処理されて、超電
導体としての組成、結晶構造に調整される。
ある。線９条などの基体１がアンコイラ−２から供給さ
れ、予熱炉３で所定温度に加熱されたのち、反応炉４に
導かれる。反応炉４において、走行する基体１上に原料
液が噴霧機５により供給され、この原料液は加熱分解さ
れ、該基体１上に酸化物層が形成される０次いで、この
酸化物層が形成された基体ｌ上は冷却室６に導かれ咳室
で所定温度に冷却されたあと、加熱炉７に送通され、こ
こで５００〜１０００°Ｃの温度で熱処理されて、超電
導体としての組成、結晶構造に調整される。
最後に冷却室８で室温に冷却されてリコイラー９に巻き
取られる。
取られる。
本発明において超電導体の構成元素とは、Ｙ。
Ｓｃ、 Ｌａ、 Ｄｙ、 Ｙｂなどの稀土類元素、Ｓｒ
、 Ｂａなどのアルカリ性溶液および銅である。原料液
は上記の元素が、塩化物、弗化物、Ｎｏ１塩、 Ｎｏｚ
塩、Ｓ０４塩、 ＣｌｌｆｆＣＯＯ塩、蟻酸塩、８Ｆ４
塩、スルファミン酸塩またはアルコキシドまたはアセチ
ルアセテート高級脂肪酸などとの化合物として水、酸性
溶液。
、 Ｂａなどのアルカリ性溶液および銅である。原料液
は上記の元素が、塩化物、弗化物、Ｎｏ１塩、 Ｎｏｚ
塩、Ｓ０４塩、 ＣｌｌｆｆＣＯＯ塩、蟻酸塩、８Ｆ４
塩、スルファミン酸塩またはアルコキシドまたはアセチ
ルアセテート高級脂肪酸などとの化合物として水、酸性
溶液。
アルカリ性溶液、有機溶媒などに溶解されたものである
。
。
本発明において、上記の原料液はたとえば微小液滴に噴
霧された、酸素を含む雰囲気中で、加熱された基体上に
供給され、１発濃縮されるとともに分解反応および゛酸
化反応をおこして、基体上に超電導体の構成元素からな
る酸化物層が形成される。
霧された、酸素を含む雰囲気中で、加熱された基体上に
供給され、１発濃縮されるとともに分解反応および゛酸
化反応をおこして、基体上に超電導体の構成元素からな
る酸化物層が形成される。
予熱炉で基体を予熱するのは、反応炉内での上記反応を
効率よくおこさせるためで、通常１０００°Ｃ異常の温
度に予熱される０反応炉での加熱は反応に伴う温度低下
を抑えるためになされる。
効率よくおこさせるためで、通常１０００°Ｃ異常の温
度に予熱される０反応炉での加熱は反応に伴う温度低下
を抑えるためになされる。
基体上の酸化物層形成の促進方法としては、予熱工程を
適宜繰り返して、基体温度を高温に維持する方法がある
。
適宜繰り返して、基体温度を高温に維持する方法がある
。
基体温度の過度の低下は、反応速度が遅くなるばかりで
なく、未反応物が混入して特性に悪い影響を及ぼすので
極力さける必要がある。他の促進方法として、レーザー
光を用いる方法がある。基体にＣＯｔガスレーザー光や
ＷＡＧ固体固体レーザ電光射すると瞬時に昇温かなされ
、反応が顕著に進むので、上記の予熱工程の繰り返しや
原料液の供給を中断して基体の温度を回復させるなどの
処置が不要となる。基体が導電性を有する場合は、冷却
室で次に導かれる加熱炉の温度にまで冷却され、熱処理
工程の効率化が計られる。基体上の酸化物は加熱炉で５
００〜１０００℃の温度で熱処理されて超電導体として
の組成および結晶構造に調整される。酸化物系の超電導
体では、熱処理雰囲気の酸素分圧の最適化が特性上極め
て重要である。
なく、未反応物が混入して特性に悪い影響を及ぼすので
極力さける必要がある。他の促進方法として、レーザー
光を用いる方法がある。基体にＣＯｔガスレーザー光や
ＷＡＧ固体固体レーザ電光射すると瞬時に昇温かなされ
、反応が顕著に進むので、上記の予熱工程の繰り返しや
原料液の供給を中断して基体の温度を回復させるなどの
処置が不要となる。基体が導電性を有する場合は、冷却
室で次に導かれる加熱炉の温度にまで冷却され、熱処理
工程の効率化が計られる。基体上の酸化物は加熱炉で５
００〜１０００℃の温度で熱処理されて超電導体として
の組成および結晶構造に調整される。酸化物系の超電導
体では、熱処理雰囲気の酸素分圧の最適化が特性上極め
て重要である。
例えばＹＢａ２Ｃｕ２Ｏ７−δ（δＬｉ０．２）の超電
導体では、超電導特性に影響する斜方晶への転移率や酸
素量は温度のみならず０２分圧によって著しく左右され
るので、０□分圧をはじめとする熱処理条件は、予備実
験により厳密に決定する必要がある。
導体では、超電導特性に影響する斜方晶への転移率や酸
素量は温度のみならず０２分圧によって著しく左右され
るので、０□分圧をはじめとする熱処理条件は、予備実
験により厳密に決定する必要がある。
熱処理温度を５００〜１０００°Ｃに限定した理由は、
５００℃未満の低温域では、分解および酸化反応が十分
になされず、また１ ０００ ’Ｃを超える高温域では
酸化物系超電導体の酸素量および結晶構造が適正でなく
なるためである。
５００℃未満の低温域では、分解および酸化反応が十分
になされず、また１ ０００ ’Ｃを超える高温域では
酸化物系超電導体の酸素量および結晶構造が適正でなく
なるためである。
・加熱炉をでたあとの冷却は、基体と超電導体間の有害
反応ならびに、超電導体の結晶粒粗大化を抑止するため
に急速に行う必要がある。
反応ならびに、超電導体の結晶粒粗大化を抑止するため
に急速に行う必要がある。
以下に本発明を実施例により詳細に説明する。
予熱炉３反応炉、加熱炉での加熱条件を種々かえてサン
プルを作製した。基体には？ＩｇＯを２μｍ被覆した５
０μｍφの門。線を用いた。原料液にはＹ（ＮＯ３）ｚ
、 ＢａＣｌ１． Ｃｕ（ＣＩ （：０Ｏ）２をそれぞ
れモル比で１：２：３．３に配合した原料を５ｗｔ％溶
解した原料液Ａ、原料液ＡのうちのＹの２０％をＤｙ
（ジスプロシウム）にかえた原料液Ｂ、原料液ＡのＹを
ｙｂ（イッテルビウム）にかえた原料液Ｃの３種を用い
た。
プルを作製した。基体には？ＩｇＯを２μｍ被覆した５
０μｍφの門。線を用いた。原料液にはＹ（ＮＯ３）ｚ
、 ＢａＣｌ１． Ｃｕ（ＣＩ （：０Ｏ）２をそれぞ
れモル比で１：２：３．３に配合した原料を５ｗｔ％溶
解した原料液Ａ、原料液ＡのうちのＹの２０％をＤｙ
（ジスプロシウム）にかえた原料液Ｂ、原料液ＡのＹを
ｙｂ（イッテルビウム）にかえた原料液Ｃの３種を用い
た。
〔実施例１〕
Ｍｏ線を１１５０°Ｃに予熱し、これを９００°Ｃに加
熱された反応炉に送通し大気中でＭｏ線上に原料ＭＡを
高圧噴霧して酸化物層を形成させた。このあと引き続き
１０２０°Ｃの予熱と酸化物層形成の工程を３回繰り返
したあと、加熱炉に送通して７７０°Ｃ５分間大気中で
の熱処理を施した。
熱された反応炉に送通し大気中でＭｏ線上に原料ＭＡを
高圧噴霧して酸化物層を形成させた。このあと引き続き
１０２０°Ｃの予熱と酸化物層形成の工程を３回繰り返
したあと、加熱炉に送通して７７０°Ｃ５分間大気中で
の熱処理を施した。
〔実施例２〕
実施例１において、原料液にＢを用いた。
〔実施例３〕
実施例１において、加熱炉での熱処理を６９０°Ｃ３０
分間大気中で行った。
分間大気中で行った。
〔実施例４］
実施例３において、加熱炉での熱処理を一５４０’Ｃ３
時間大気中で行った。
時間大気中で行った。
〔実施例５］
１１５０°Ｃに予熱されたＭｏ線を８２０°Ｃに加熱さ
れた反応炉に送通し、ここでＭｏ線に原料液Ａを２０秒
間噴霧し反応させた。この間１０．１５秒時には０．７
５ｋＨのＣＯレーザーを１秒間ずつ照射した。
れた反応炉に送通し、ここでＭｏ線に原料液Ａを２０秒
間噴霧し反応させた。この間１０．１５秒時には０．７
５ｋＨのＣＯレーザーを１秒間ずつ照射した。
〔°実施例６〕
Ｍｏ線を予熱せずに、反応炉でＹＡＧレーザーを照射し
ながら原料液Ｃを２５秒間噴霧して反応させ、次いで加
熱炉で８１０°Ｃ８，５分間大気中で熱処理した。
ながら原料液Ｃを２５秒間噴霧して反応させ、次いで加
熱炉で８１０°Ｃ８，５分間大気中で熱処理した。
〔比較例１］
実施例１において、加熱炉での熱処理を１１５０″Ｃで
行った。
行った。
〔比較例２］
実施例４において、加熱炉での熱処理を４７０°Ｃで行
った。
った。
〔比較例３〕
実施例１において、予熱炉での予熱を行わなかった。
〔比較例４］
実施例１において、加熱炉での熱処理を行わなかった。
以上得られたサンプルについて、被覆厚さ、臨界温度（
Ｔｃ） 、臨界電流密度（Ｊｃ）を測定した。結果を第
１表に示した。
Ｔｃ） 、臨界電流密度（Ｊｃ）を測定した。結果を第
１表に示した。
第１表
＊測定温度７７に
第１表より明らかなように本発明方法品（実施例１〜６
）は、全て液体窒素温度（７７Ｋ）で高いＪｃ値を示し
た。特に反応炉での加熱にレーザー光を用いたもの（実
施例５．６）は、反応時間が著しく短縮されている。
）は、全て液体窒素温度（７７Ｋ）で高いＪｃ値を示し
た。特に反応炉での加熱にレーザー光を用いたもの（実
施例５．６）は、反応時間が著しく短縮されている。
一方、反応温度が限定範囲外にあるもの（比較例１．２
）、予熱を行わないもの（比較例３）。
）、予熱を行わないもの（比較例３）。
反応後の熱処理を行わないもの（比較例４）は、いずれ
もＴｃが７７に未満のため液体窒素温度ではＪｃはゼロ
であった。
もＴｃが７７に未満のため液体窒素温度ではＪｃはゼロ
であった。
以上述べたように、本発明によればセラミックス超電導
体、特に−最式ＲＭｚＣｕｚＯｔ （式中Ｒは稀土類元
素１Ｍはアルカリ土金属）で示される酸化物超電導体ま
たはこれらの誘導物質からなる実用導体を、能率よく高
品質に製造することができ、更に多数本を同時に処理で
きるのでこれらを束ねて大電流導体を構成することも可
能であり、工業上顕著な効果を奏する。
体、特に−最式ＲＭｚＣｕｚＯｔ （式中Ｒは稀土類元
素１Ｍはアルカリ土金属）で示される酸化物超電導体ま
たはこれらの誘導物質からなる実用導体を、能率よく高
品質に製造することができ、更に多数本を同時に処理で
きるのでこれらを束ねて大電流導体を構成することも可
能であり、工業上顕著な効果を奏する。
第１図は本発明を実施する装置の一例を示す概念図であ
る。 １・・・基体、 ２・・・アンコイラ−１３・・・予
熱炉、４・・・反応炉、 ５・・・噴７１機、 ６．８
・・・冷却室、７・・・加熱炉、 ９・・・リコイラー
。
る。 １・・・基体、 ２・・・アンコイラ−１３・・・予
熱炉、４・・・反応炉、 ５・・・噴７１機、 ６．８
・・・冷却室、７・・・加熱炉、 ９・・・リコイラー
。
Claims (3)
- （１）超電導体の構成元素が溶解した原料液を、酸素を
含む雰囲気中で、加熱された走行する基体上に供給して
加熱分解、酸化させて、該基体上に上記元素からなる酸
化物層を形成せしめ、次いでこれを５００〜１０００℃
の温度で熱処理することを特徴とするセラミックス超電
導線材の製造方法。 - （２）原料液の加熱分解、酸化を、基体にレーザー光を
あてながら行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のセラミックス超電導線材の製造方法。 - （３）超電導体の構成元素が稀土類元素、アルカリ土金
属および銅であることを特徴とする特許請求の範囲第１
、２項いずれかに記載のセラミックス超電導線材の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62158028A JPS642220A (en) | 1987-06-25 | 1987-06-25 | Manufacture of ceramic superconductive wire material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62158028A JPS642220A (en) | 1987-06-25 | 1987-06-25 | Manufacture of ceramic superconductive wire material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH012220A true JPH012220A (ja) | 1989-01-06 |
| JPS642220A JPS642220A (en) | 1989-01-06 |
Family
ID=15662695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62158028A Pending JPS642220A (en) | 1987-06-25 | 1987-06-25 | Manufacture of ceramic superconductive wire material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS642220A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5140006A (en) * | 1990-09-21 | 1992-08-18 | General Atomics | Process for non-destructive heat treatment of spooled silver coated high temperature superconductor |
| DE10322017B8 (de) | 2003-05-16 | 2005-02-24 | Sitronic Gesellschaft für elektrotechnische Ausrüstung mbH. & Co. KG | Sensoreinheit |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63298922A (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-06 | Toshiba Corp | 超電導線材の製造方法 |
-
1987
- 1987-06-25 JP JP62158028A patent/JPS642220A/ja active Pending
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