JPH01286210A - 酸化物系超電導線条体の製造方法 - 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〕 本発明は酸化物系超電導線条体の製造方法に関するもの
であり、特に高密度で、臨界電流密度（Ｊ、）が高い酸
化物系超電導線条体の製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

アルカリ止金属、希土類元素、銅及び酸素からなる酸化
物系超電導体は臨界温度（Ｔ、）が高く、その応用が期
待されているが、該酸化物系超電導体は一般に線条体に
加工する事が困難であり、通常超電導体となる原料酸化
物の粉末材料を銀、銀合金或いは銅、銅合金等の金属管
内に充填し、これを伸線、スウェージング、溝ロール等
により所望寸法の複合線条体に冷間加工し、更に酸素雰
囲気中で熱処理を施して酸化物系超電導線条体としてい
た。

又前記原料酸化物の粉末とバインダーとを混練した後、
これを直接押出加工して複合線条体とするか、又は芯材
の外周上にコーティングし、続いて脱バインダー工程を
含む熱処理を行なう方法等も試みられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

然しながら、前記従来の方法においては、酸化物超電導
体の素材として粉末状の酸化物材料を用いている為中々
高密度物にならなく、従って得られた酸化物超電導成形
体は臨界電流密度（Ｊ、）が低いという欠点があった。

又得られた酸化物超電導成形体は通常結晶方位がランダ
ムであり、この事もＪｃ低下の一因となっていた。

（ｔ！ｉ！題を解決する為の手段〕 本発明は上記の点に鑑み鋭意検討の結果なされたもので
あり、その目的とするところは臨界電流密度（Ｊｃ）が
高い酸化物系超電導線条体の製造方法を提供する事であ
る。

即ち本発明は、酸化物超電導体となし得る二次仮焼処理
した原料酸化物を、所望の手法により芯材又は保護材を
用いて複合線条体に成形し、得られた前記複合線条体の
原料酸化ｈｉを加熱し溶融させた後、これを前記原料酸
化物の固相温度近傍迄急冷し、続いて１０°（／ｍｉｎ
以下の冷却速度で一方向に徐冷する事を特徴とする酸化
物系超電導線条体の製造方法である。

本発明において、前記線条体を構成する原料酸化物層を
溶融する際の加熱温度は、ＹＢａ、Ｃｕ。

０、−８系の場合、１３５０℃未満であると、原料酸化
物層が完全な液相状態とならなくて、充分な高密度体が
得られず、又１５００℃を超えると、複合線条体を構成
する原料酸化物層と芯材或いは保護材として用いたＰｔ
等の金属材料との間の反応を生じるので、１３５０〜１
５００℃の温度範囲内に加熱する事が望ましい、又加熱
溶融させた原料酸化物を急冷する際の温度範囲は、９０
０″Ｃ以下であると、その後の冷却過程で充分な結晶配
向性が得られなく、又１２００°Ｃを超えるとその後の
冷却過程でＹ　ｚ　Ｂ　ａ　Ｃｕ　Ｏｓ等の異相が析出
して、臨界電流密度（Ｊ、）が低下するので、９００〜
１２００°Ｃの温度範囲内に急冷する必要がある。

更に前記急冷処理後の徐冷工程において、冷却速度が１
０°（／ｍｉｎを超えると充分な結晶配向性が得られな
いので、１０℃／ｍｉｎ以下の冷却速度で徐冷する必要
がある。又この際複合線条体長さ方向に与える温度勾配
は、余り小さいと配向制御の効果が低減するので、数百
’（：　／　ｃ　ｍ程度とする事が望ましい。

次に本発明の実施態様を図面により具体的に説明する。

第１図（ａ）及び（ｂ）は、本発明方法の実施に使用す
る複合線条体の一例を示す断面図であって、ｌは酸化物
超電導体となし得る二次仮焼処理した原料酸化物、２は
シース材、３は芯材である。第１図（ａ）の複合線材は
、原料酸化物１がシース材２によって被覆されており、
かかる構造の線材は、超電導体となる原料酸化物粉末を
用いて、コンフォーム等の熱間複合押出により製造した
り、或いは前記原料酸化物粉末を金属管内に充填し、こ
れを伸線加工等により冷間加工して製造される。第１図
（ｂ）の線材は、芯材３の周囲に原料酸化物ｌが被覆さ
れており、かかる構造の線材は、芯材３を原料酸化物の
溶湯中に浸漬して、該芯材３の外周上に原料酸化物１を
外付けするか、或いは原料酸化物粉末とバインダーとを
混練してペースト状物となし、これを芯材３の外周上に
コーティングする等の方法により製造される。

この様にして得られた原料酸化物を含む複合線材を、例
えば第２図（ａ）及び（ｂ）に示す様な高周波加熱炉内
を移動させ、加熱する。第２図（ａ）は前記加熱炉本体
の断面を示す概略説明図であって、高周波加熱炉５は炉
芯管７、カーボン発熱体６、コイル８並びに加熱炉出口
部に設けられたセラミックス等からなるシールド仮９よ
り構成されている。而して前記加熱炉を通過し、加熱さ
れた複合線材４には、該加熱炉出口付近でＮ２、フレオ
ン等のガス吹付け１０が行なわれ、長さ方向に温度勾配
が与えられる。

第２図（ｂ）は高周波加熱炉５内の長手方向の温度分布
を示す説明図であって、加熱炉５は原料酸化物の溶融温
度（Ｔ、）に保持されたゾーン（１）、原料酸化物の固
相温度（Ｔ８）直上に保持されたゾーン（２）ならびに
出口付近の温度勾配を有するゾーン（３）より構成され
ている。

原料酸化物を含む複合線材４はまず前記高周波加熱炉５
内の（１）のゾーンに所定時間置かれて、原料酸化物層
が溶融した後、（２）のゾーンに素早く移されて、急冷
され、しかる後（３）のゾーンを長さ方向に温度勾配を
与えられながら、連続的に通過させて、一方向に徐冷す
る。この際、少なく共温度勾配のついた（３）のゾーン
を通過させる時は、該ゾーンに雰囲気として酸素をフロ
ーさ廿ておく必要がある。

尚比較的長尺な複合線条体を得る場合には、原料酸化物
を含む複合線条体を例えばＰｔ合金、Ｚｒ０１等にて作
ったボビンに巻付けた状態で（１）ゾーンに置いた後、
ボビンごと（２）ゾーンに移動させ、次に前記複合線条
体をボビンから引張りだしながら連続的に（３）のゾー
ンを通過させて徐冷すれば良い。

又本発明方法により製造される酸化物系超電導線条体の
形状は、第１図（ａ）〜（ｂ）に示した様な円形断面の
ものに限定されるものではなく、多角形断面のもの、或
いはテープ状のものであっても差し支えない。

〔作用〕

本発明においては、酸化物超電導体となし得る二次仮焼
処理した原料酸化物を、所望の手法により芯材又は保護
材を用いて複合線条体に成形し、得られた前記複合線条
体の原料酸化物層を溶融させた後、前記原料酸化物の固
相温度近傍の所定の温度範囲迄急冷しているので、高密
度の酸化物超電導層を有する複合線条体が得られると共
に、ＹｔＢ　ａ　Ｃｕ　Ｏｓ等の超電導特性を害する異
相が生成しない、又所定の温度範囲迄急冷後、続いて複
合線条体長さ方向に温度勾配を与えながら、一方向に徐
冷しているので、酸化物超電導体層は充分な結晶配向性
が得られ、従って臨界電流密度（ＪＣ）が大きい酸化物
系超電導線条体を得る事が出来る。

〔実施例１〕 次に本発明を実施例により更に具体的に説明する。原料
酸化物粉体としてＹ２Ｏ３、ＢａＣ０ユ及びＣｕＯを用
い、モル比でＹ：Ｂａ　：Ｃｕ＝１　：２：３となる様
に秤量し、自動乳鉢で混合した。

これを酸素気流中で９２０°ＣＸ２０ｈｒ仮焼成した。

これを粉砕して得られた２次仮焼原料粉体を、Ｐｉミル
ツボで１３５０℃に加熱して溶融させ、その融液内に外
径０．５　ｍ　ｍφのＰｔ線をディッピングして第１図
（ｂ）に示す様な芯材３、原料酸化物１よりなる複合線
材を作った。この複合線材４を第２図（ａ）に示した加
熱炉５の（１）のゾーンに置いて、１４００’ＣＸ５分
間加熱した。

しかる後９５０°Ｃに設定した（２）のゾーンに素早く
移して急冷し、５分間保持してから、５００’Ｃ／　ｃ
　ｍの温度勾配をつけた４４！／ｍｉｎの０！フロー中
の（３）のゾーンを６ｍｍ／ｈｒの速度で、連続的に移
動させ徐冷した。この際の複合線材４の冷却速度は５℃
／ｍｉｎであった。

この様にして得られた酸化物超電導線材の臨界温度（Ｔ
ｃ）、臨界電流密度（ＪＣ）等の超電導特性を四端子法
で測定した結果、Ｔｃ−９２に、Ｊ。

−１８７０Ａ／ｃｍ”（ａｔ７７に、ＯＧ）の値が得ら
れた。

〔実施例２〕 実施例１と同様にして得られた２次仮焼成原料粉を、外
径６ｍｍφ、内径４ｍｍφのＰｔ−２０％Ｒｈ合金製パ
イプ内に充填し、外径０．５　ｍ　ｍφまで伸線加工し
て、第１図（ａ）に示す様な原料酸化物１、シース材２
よりなる複合線材を作った。

この複合線材４を実施例１と同様な方法及び条件で熱処
理し、得られた酸化物超電導線材の超電導特性を四端子
法で測定した結果、ＴＣ−９０Ｋ、Ｊｃ−１２３０Ａ／
ｃｍ”（ａｔ７７に、ＯＧ）の値が得られた。

〔比較例〕

実施例２と同様にして得た複合線材について、９００℃
Ｘ２０ｈｒの等温熱処理を行ない、５℃／ｍｉｎの冷却
速度で徐冷した。この様にして得られた酸化物超電導線
材の超電導特性を四端子法で測定した結果、Ｔ、−８８
に、Ｊｃ＝３２０Ａ／ｃｍ”　（ａ　ｔ　７７に、ＯＧ
）の値しか得られなかった。

〔発明の効果〕

本発明の方法によれば、形成された酸化物超電導体層は
従来方法品よりも高密度で、且つ結晶配向性を有してお
り、従って臨界電流密度（Ｊ、）が高い酸化物系超電導
線条体を得る事が出来、工業上顕著な効果を奏するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明方法により製造した酸化
物系超電導線条体の実施態様を示す断面図、第２図（ａ
）は前記線条体の熱処理に使用される加熱炉の一例を示
す概略説明図、第２図（ｂ）は前記加熱炉内の温度分布
を示す説明図である。 １・−原料酸化物、２・・・シース材、３・・−芯材、
４−・−複合線材、５−・−高周波加熱炉、６−・−カ
ーボン発熱体、７・−炉芯管、８−・−コイル、９・・
・シールド板、１０・−ガス吹付け。 特許出願人　代理人　弁理士　鈴木雄−（ａ）　　　　
　　　　　　（ｂ） 第　　１　　図 位置 第　　２　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 酸化物超電導体となし得る二次仮焼処理した原料酸化物
   を、所望の手法により芯材又は保護材を用いて線条体に
   成形し、得られた前記線条体の原料酸化物層を加熱し溶
   融させた後、これを前記原料酸化物の固相温度近傍迄急
   冷し、続いて１０℃／ｍｉｎ以下の冷却速度で一方向に
   徐冷する事を特徴とする酸化物系超電導線条体の製造方
   法。