JPH01241707A - 酸化物系超電導線の製造方法 - 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、例えば核磁気共鳴イメージング装置、粒子
加速器等のマグネット用コイルなどに使用可能な酸化物
系超電導線の製造方法に関する。

「従来の技術°」 近時、常電導状態から超電導状態に遷移する臨界温度（
’ｌ’ｃ）が液体窒素温度以上の高い値を示す酸化物系
超電導材料が種々発見されつつある。

そして、このような酸化物系超電導材料からなる超電導
線を製造するには、例えばＹ　−Ｕ３　ａ−Ｃｕ−０系
の超電導体を備えた超電導線の場合、ＹｔＯ＊粉末とＢ
ａＣＯ５粉末とＣｕＯ粉末とを混合した混合粉末を銅、
銀などの金属パイプ内に充填し、次いで縮径加工および
熱処理を順次行い、上記混合粉末を焼結せしめてこれを
超電導体とし、超電導線を得る方法が知られている。

「発明が解決しようとする課ｆｆ１Ｊ しかしながら、上記の超電導線の製造方法にあっては以
下に述べるような不都合がある。

この製法によって得られた超電導線では、混合粉末から
作製された超電導体が、単に固相反応である焼結によっ
て生成されているので、超電導体内部に微細な空孔が多
数存在しよって十分に高い圧密度を有するには至らず、
したがって臨界電流密度などの超電導特性に高い値が得
られず、また機械的強度にも劣るといった問題がある。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、空孔率ゼロの理論密度に近い、高密度
の超電導体の作製を可能にし、これにより優れた超電導
特性を示し、かつ高い機械的強度を有する超電導線の製
造を可能とする方法を提供することにある。

「課題を解決するための手段」 この発明では、一般式Ａ−Ｂ−Ｃｕ−０として表される
酸化物系超電導体を備えた超電導線を製造するにあたり
、Ａ　ｔＢｒｃ　ｕ、Ｏｓの組成比の酸化物の粉末を棒
状に圧粉成形して成形体とし、次に、この成形体の外周
面上にＢ５Ｃｕ５ＯＹの組成比の酸化物の層を形成して
全体を前駆体とし、次いでこの前駆体を金属パイプ内に
充填して複合体とし、次いでこの複合体に伸線加工を行
って線材とし、その後上記１１３ｃｕｓＯＶの融点より
高＜Ａｔ１３１Ｃｕ＋−０、の融点より低い温度にて上
記線材を加熱して酸化物系超電導線を製造することを上
記問題点の解決小段とした。

以下、この発明の酸化物系超電導線の調進方法を図面を
利用して詳しく説明する。なお、ここで説明する例は、
本発明を、Ｙ　＋ｎ　ａｔＣ１１３０Ｘ（ただし、ｘ＝
７−δ、０≦δ≦５とする。）の組成比からなる酸化物
系超電導体を備えた超電導線の製造方法に適用した場合
のものとする。

まず、Ｙ　＊　Ｉ３　ａ　ｌＣｕ　＋　Ｏｓの組成比か
らなる酸化物の粉末を小径の円柱状に成形して成形体と
する。

ここでＸ　Ｙ　ｔ　Ｂａ１ＣｕｌＯｓの組成比からなる
酸化物の粉末を作製するには、Ｙ　ｔｏｓ、ｎａｃ　Ｏ
，、ＣｕＯの原料粉末をモル比でｌ　：Ｉ　：１に混合
し、これを大気中にて８００〜９５０℃程度で６〜３０
時間程度仮焼し、徐冷した後、粉砕して粒径を０．１〜
４μｌ程度に揃え、粉末とする。また、この場合の粉末
からなる成形体の成形法としては、ラバープレス法など
の静水圧加圧法が好適に採用される。

次に、この成形体の外周面上にＢ　ａｓ　Ｃｕ、Ｏｙ　
（ただし、５≦ｙ≦１５とする。）の組成比からなる酸
化物の粉末を塗布して酸化物層を形成し、全体を前駆体
とする。ここで、８　ａｓｃ　ｕｓｏ　ｙの組成比から
なる酸化物の粉末を作製するには、ＢａＣＯ５゜ＣｕＯ
の原料粉末をモル比″Ｔ！３：５に混合し、これを大気
中にて８００〜９５０℃程度で６〜３０時間程度仮焼し
、徐冷した後、粉砕して粒径を０．１〜４μｌ程度に揃
え、粉末とする。また、この粉末の上記成形体への塗布
法としては、該粉末に予め水あるいは有機セルロース等
の粘結剤を適宜添加し、これにより粉末をペースト状に
調整して上記成形体に付着せしめる方法などが好適に採
用される。

次いで、この前駆体を金属パイプ内に充填して複合体と
する。ここで、金属パイプとしては、銀、白金、パラジ
ウム等の融点が９５０℃以上程度で酸素透過性を有する
金属が好適に用いられるが、銅等の金属、あるいはステ
ンレス等の合金を用いることも可能である。

次いで、この複合体に伸線加工を行って第１図に示すよ
うな線材を１０る。ここで、第１図において符号Ｉは線
材であり、この線材１は上記のＹ、−１３ａ、ｅｕ、Ｏ
ｓの組成比の成形体が伸線加工により圧密化されてなる
内芯２と、上記Ｂ　ａ、Ｃｕ、ｏ　ｙの組成比の粉末が
同じく圧密化されてなる外芯３と、上記金属パイプが圧
延されてなる金属層４とから構成されたものである。ま
た、この場合に伸線加工としては、例えば線引き加工や
溝付きロールを用いて行う圧延加工、さらには鍛造法な
どの技術が採用される。

その後、上記Ｕ３　ａｉｃ　ＬｌｓＯｙの融点（約９０
４℃）より高（Ｙ＊ｎａ＋ＣＬｌ＋Ｏｓの融点（９５０
〜９７０℃程度）より低い温度、すなわち９０５〜９５
０℃程度の温度にて上記線材！を加熱する。すると線材
！においては、ｎａ３ｃｕｓｏｙからなる外芯３のみが
溶融し、この溶融物が、溶融されず単に焼結される内芯
２と相互に拡散して反応し、第２図に示ずようにＹ　＋
Ｉ３　ａｔｃ　ＬＩ３０　Ｋの組成比で表される超電導
Ａ！５を生成する。さらに、これを徐冷することにより
、超電導層５を有してなる超電導線６が得られる。

このような酸化物系超電導線の製造方法にあっては、［
３ａｓ　Ｃｕｓ　ＯＹからなる外芯３のみを溶融せしめ
、これに上り内芯２と相互に拡散反応させてＹ　＋ｎａ
＊Ｃｕ３０ｘの組成比の超電導層５を生成するので、得
られた超電導層５における超電導体の密度が高いものと
なって空孔率ゼロの理論密度に近付き、また機械的強度
も高いものとなる。

なお、上記例においては、本発明をＹ　＋Ｂ　ａｔＣＬ
ｌａ−ＯＸの組成比で表される超電導体を備えた超電導
線の製造に適用した場合の例を示したが、本発明はこれ
に限ることなく、他にも一般式Ａ＋ｎｔＣｕ３−ＯＸで
表される組成比の超電導体を備えた超電導線の製造に適
用することができる。

また、成形体として円柱状のものを作製したが、他に例
えば角柱状のむのとしてもよい。

「実施例」 以下、実施例によりこの発明をさらに具体的に説明する
。

まず、Ｙ　ｕＯｓ、　ｎ　ａＣＯ３，ＣｕＯのそれぞれ
粉末をＩ　：１　：Ｉ　（モル比）で混合し、混合粉末
を作製した。そして、これを酸素雰囲気中にて９５０℃
で２′４時間仮焼し、徐冷した後、粉砕し粒径を０゜１
〜１μｌに揃えて粉末とし、さらにこの粉末をラバープ
レス法により外径６　ｘｚ、長さｌ０ＣＩの円柱状に成
形して成形体とした。この場合に上記の原料粉末として
、Ｙ＊Ｏｉには純度９９．９９％のものを、またｎａｃ
ＯａおよびＣｕＯには９９．９％のものを用いた。

次に、Ｂ　ａＣＯｓ（純度９９．９％）およびＣｕ０（
純度９９．９％）のそれぞれの粉末を３：５（モル比）
で混合し、混合粉末を作製した。そして、これを酸素雰
囲気中にて９００℃で２７１時間仮焼し、徐冷した後、
粉砕して粒径を０．１〜１μ肩に揃え、粉末とし、さら
にこの粉末に有機セルロースを加えてペースト状にし、
これを上記成形体の外周面上に厚さ０　、５　ｘｙｔ程
度に塗布し付着せしめて前駆体とした。

次いで、この前駆体を外径１２３１３！、内径８Ｊ１１
１、長さ１３ｃｚの銀パイプ内に充填して複合体とし、
さらに、この複合体に伸線加工を行って外径２．４ｆｆ
ｆ、長さ３．２５＋＋＋の線材を得た。

その後、この線材を９２０℃の温度にて連続的に加熱し
、上述のペースト状にして塗布した外芯部分のみを溶融
仕しめ、成形体部分と相互に拡散反応さ仕てＹ　、Ｂ　
ａｔｃ　ＬＩ３０　Ｋの組成比で表される超電導層を生
成し、さらにこれを連続的に徐冷して超電導線を得た。

このようにして得た超電導線における超電導体の超電導
特性を調べたところ、液体窒素中にて臨界電流密度（Ｊ
ｃ）が３８００　Ａ／ｃ＋ａ”程度の値を示した。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明の超電導線の製造方法は
、Ｉ３　ｓ　Ｃｕ　ｓ　ＯＹの粉末からなる部分のみを
溶融せしめ、これによりΔｔＢ１Ｃｕｌ　Ｏ５の組成比
からなる成形体部分と相互に拡散反応せしめてＡ、−ｎ
＊Ｃｕ３０ｘの組成比の超電導体層を生成するらのであ
るので、従来法の固相反応である焼結によって生成する
のに比較して短時間で超電導体層を生成することができ
、また得られた超７［導体層における超電導体の密度を
十分に高く、空孔率ゼロの理論密度に近いものとするこ
とができ、したがって臨界電流密度などの超電導特性に
優れ、かつ機械的強度に６優れた超電導線を作製するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の超電導線の製造方法の
一具体例を説明するためのらので、第１図は線（オの概
略構成図、第２図は超電導線の概略構成図である。 １・・・・・・線材、２・・・・・・内芯、３・・・・
・・外芯、４・・・・・・金属層、５・・・・・・超電
導層、６・・・・・・超電導線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一般式Ａ−Ｂ−Ｃｕ−Ｏ（ただし、ＡはＹ，Ｓｃ，Ｌａ
   ，Ｙｂ，Ｅｒ，Ｈｏ，Ｄｙ等の周期律表第IIIａ族元素
   のうら１種あるいは２種以上を示し、ＢはＳｒ，Ｂａ，
   Ｃａ等の周期律表第IIａ族元素のうち１種あるいは２種
   以上を示す。）として表される酸化物系超電導体を備え
   た超電導線を製造する方法であって、Ａ＿２Ｂ＿１Ｃｕ
   ＿１Ｏ＿５の組成比の酸化物を棒状に圧縮成形して成形
   体とし、次に、この成形体の外周面上にＢ＿３Ｃｕ＿５
   Ｏｙ（ただし、５≦ｙ≦１５とする。）の組成比の酸化
   物の層を形成して全体を前駆体とし、次いでこの前駆体
   を金属パイプ内に充填して複合体とし、次いでこの複合
   体に伸線加工を行って線材とし、その後上記Ｂ＿３Ｃｕ
   ＿５Ｏｙの融点より高くＡ＿２Ｂ＿１Ｃｕ＿１Ｏ＿５の
   融点より低い温度にて上記線材を加熱することを特徴と
   する酸化物系超電導線の製造方法。