JPH01298087A - 超電導体の製造方法 - Google Patents
超電導体の製造方法Info
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- JPH01298087A JPH01298087A JP63129051A JP12905188A JPH01298087A JP H01298087 A JPH01298087 A JP H01298087A JP 63129051 A JP63129051 A JP 63129051A JP 12905188 A JP12905188 A JP 12905188A JP H01298087 A JPH01298087 A JP H01298087A
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 24
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- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 3
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Classifications
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は超電導体の製造方法に関するものである。
（ロ）従来の技術
近年、ＹＢａ＊Ｃｕｍ０＋−δ、Ｂ１５ｒＣａＣｕ＋Ｏ
ｘ或いはＴ １． Ｃａ、 Ｂ ａ、 Ｃｕｓ Ｏｘな
どの酸化物超電導体材料が出現し、磁気浮上車両、無損
失電力伝送や電力貯蔵などの電力分野若しくは５ＱＵＩ
Ｄ素子や磁気センサーなどの各種の超電導素子への利用
が考えられている。
ｘ或いはＴ １． Ｃａ、 Ｂ ａ、 Ｃｕｓ Ｏｘな
どの酸化物超電導体材料が出現し、磁気浮上車両、無損
失電力伝送や電力貯蔵などの電力分野若しくは５ＱＵＩ
Ｄ素子や磁気センサーなどの各種の超電導素子への利用
が考えられている。
（ハ）発明が解決しようとする課題
上記せる酸化物超電導体材料は酸化雰囲気中で熱処理す
ることにより超電導体となるものであるが、得られた超
電導体はその結晶がランダムに配置せる構造を呈するも
のである。このように結晶がランダムに配置していると
密度は低く１つ結晶粒間は部分的な接触のため接触面積
、言い変えれば電流パスが小さく臨界電流も低かった。
ることにより超電導体となるものであるが、得られた超
電導体はその結晶がランダムに配置せる構造を呈するも
のである。このように結晶がランダムに配置していると
密度は低く１つ結晶粒間は部分的な接触のため接触面積
、言い変えれば電流パスが小さく臨界電流も低かった。
（ニ）課題を解決す゛るためのｆ段
本発明は上記課題に鑑み、高密度で且つ高臨界電流を有
した超電導体を提供しようとするものであり、その要旨
とするところは、酸化物超電導体材料の一面のみより該
材料を溶融温度以上で加熱し、該材料の前記一面を含む
対向面間に温度勾配を設けることにより、該材料中の結
晶を所定軸方向に配向すると同時に超電導化することを
特徴とする超電導体の製造方法にある。
した超電導体を提供しようとするものであり、その要旨
とするところは、酸化物超電導体材料の一面のみより該
材料を溶融温度以上で加熱し、該材料の前記一面を含む
対向面間に温度勾配を設けることにより、該材料中の結
晶を所定軸方向に配向すると同時に超電導化することを
特徴とする超電導体の製造方法にある。
（ホ〉作用
本発明法によれば酸化物超電導体材料中の結晶が所定軸
方向に配向するので、密度が高められると共に結晶粒間
の接触面積、即ち電流パスが大きくなり高臨界電流化が
図れる。又、この結晶の配向と同時に超電導化すること
ができるものであり、結晶の配向のために別の工程を設
ける必要がなく工程の繁雑さを招くこともない。
方向に配向するので、密度が高められると共に結晶粒間
の接触面積、即ち電流パスが大きくなり高臨界電流化が
図れる。又、この結晶の配向と同時に超電導化すること
ができるものであり、結晶の配向のために別の工程を設
ける必要がなく工程の繁雑さを招くこともない。
（へ）実施例
実施例１
第１図において、（１）はプラズマアークなどによって
溶融後急冷を施したアモルファス相を多く含む非平衡な
Ｙ Ｂ ａｔ ＣｕＩＯ、−８で表わされる板状の酸化
物超電導体材料であって、この超電導体材料は例えばＰ
ｔ、Ａｇ或いはＣｕなとのように熱伝導性が大きく、且
つ高温時に超電導体材料と反応しにくい金属ジグ（２）
上に載置される。
溶融後急冷を施したアモルファス相を多く含む非平衡な
Ｙ Ｂ ａｔ ＣｕＩＯ、−８で表わされる板状の酸化
物超電導体材料であって、この超電導体材料は例えばＰ
ｔ、Ａｇ或いはＣｕなとのように熱伝導性が大きく、且
つ高温時に超電導体材料と反応しにくい金属ジグ（２）
上に載置される。
（３）は酸化物超電導体材料の上面に配置せる赤外線集
光炉であり、１つの焦点に赤外線ランプがついており、
もう１つの焦点に集光する。この赤外線集光炉を用いる
と、一般の電気炉に比べて極めて小さな領域だけを熱す
ることが可能である。
光炉であり、１つの焦点に赤外線ランプがついており、
もう１つの焦点に集光する。この赤外線集光炉を用いる
と、一般の電気炉に比べて極めて小さな領域だけを熱す
ることが可能である。
例えばｌｋｗの集光炉が１０φ程度の焦点に集光される
場合には、金属ジグ（２）の厚みを約１ｉｎとすると集
光点の位置とランプのパワーを調整することによって、
材料の加熱部の温度を１５００℃以ドの任意の温度に設
定することができる。
場合には、金属ジグ（２）の厚みを約１ｉｎとすると集
光点の位置とランプのパワーを調整することによって、
材料の加熱部の温度を１５００℃以ドの任意の温度に設
定することができる。
そして、この赤外線集光炉（３）の材料への加熱温度を
約１３００°Ｃとし、且つ矢印のフｊ向に３分で１＋ｍ
程度の速度で移動させると、加熱処理諮れた部分く１ａ
）は溶融し加熱部と下行の方向に結晶は順次配向される
と同時に超′１ｕり化される。このようにして得られた
超電導体は加熱部と平行の方向に特に強いダレイン間接
合を持つものであり、従来の無配向性の超電導体に比し
て臨界電Ｂｔ密度は２桁程度増加し、約１０００ ＯＡ
／Ｃｆｆ１’の値を得た。
約１３００°Ｃとし、且つ矢印のフｊ向に３分で１＋ｍ
程度の速度で移動させると、加熱処理諮れた部分く１ａ
）は溶融し加熱部と下行の方向に結晶は順次配向される
と同時に超′１ｕり化される。このようにして得られた
超電導体は加熱部と平行の方向に特に強いダレイン間接
合を持つものであり、従来の無配向性の超電導体に比し
て臨界電Ｂｔ密度は２桁程度増加し、約１０００ ＯＡ
／Ｃｆｆ１’の値を得た。
尚、結晶の配向は材料の溶融部分と非溶融部分との間の
温度勾配が大きい程強く成長する。そのため材料（１）
の下面で且つ前記赤外線集光炉（３）とは非対称位置に
冷却装置（４）を配置するのが好ましい０本実施例にお
ける冷却装置は水冷であり、材料（１）の所望の部分に
対応する金属ジグ（２）に水をスポットして冷却してい
る。
温度勾配が大きい程強く成長する。そのため材料（１）
の下面で且つ前記赤外線集光炉（３）とは非対称位置に
冷却装置（４）を配置するのが好ましい０本実施例にお
ける冷却装置は水冷であり、材料（１）の所望の部分に
対応する金属ジグ（２）に水をスポットして冷却してい
る。
このように冷却装置（４）を併用する場合には、赤外線
集光炉（３）と冷却装置（４）とを連動させれば、結晶
は加熱面と平行の有向に順次配向きれると同時に超電導
化される。
集光炉（３）と冷却装置（４）とを連動させれば、結晶
は加熱面と平行の有向に順次配向きれると同時に超電導
化される。
尚、出発物質としての酸化物超電導体材料は実施例１で
挙げたＹ Ｂ ａｔ Ｃ１１１０−８に限定されず、Ｂ
１５ｒＣａＣｕｔＯｘ或いはＴ Ｌ Ｃａｔ Ｂ ａｔ
Ｃｕｌ ０ 、なども利用できる。ここでＢ１５ｒＣ
ａＣｔｓ＋Ｏｘの場合には温度１１００℃程度、Ｔ Ｌ
Ｃａｓ Ｂ Ｂ＋ Ｃｕｎ Ｏ。
挙げたＹ Ｂ ａｔ Ｃ１１１０−８に限定されず、Ｂ
１５ｒＣａＣｕｔＯｘ或いはＴ Ｌ Ｃａｔ Ｂ ａｔ
Ｃｕｌ ０ 、なども利用できる。ここでＢ１５ｒＣ
ａＣｔｓ＋Ｏｘの場合には温度１１００℃程度、Ｔ Ｌ
Ｃａｓ Ｂ Ｂ＋ Ｃｕｎ Ｏ。
の場合には温度１１００℃程度が好ましい。
実施例２
第２図は酸化物超電導体材料中の結晶を上下方向に配向
させる例を示す、尚、酸化物超電導体材料および赤外線
集光炉は実施例１と同様の酸化物超電導体材料を用いた
。
させる例を示す、尚、酸化物超電導体材料および赤外線
集光炉は実施例１と同様の酸化物超電導体材料を用いた
。
先ず、Ｐｔ、Ａｇ或いはＣｕなどの熱伝導性が大きく、
且つ高温時に超電導体材料と反応しにくい金属ジグ（１
２）上に酸化物超電導体材料（１１）を載置し、この材
料（１１）の上面より赤外線集光炉（１３）を用いて約
１３００℃で加熱すると共に、金属ジグ（１２）の下面
を冷却袋ｆＷ（１４）を用いて常時強制冷却する。この
処理により、超電導体材料（１１）中の結晶は加熱面と
は垂直の方向に配向されると同時に超電導化きれる。
且つ高温時に超電導体材料と反応しにくい金属ジグ（１
２）上に酸化物超電導体材料（１１）を載置し、この材
料（１１）の上面より赤外線集光炉（１３）を用いて約
１３００℃で加熱すると共に、金属ジグ（１２）の下面
を冷却袋ｆＷ（１４）を用いて常時強制冷却する。この
処理により、超電導体材料（１１）中の結晶は加熱面と
は垂直の方向に配向されると同時に超電導化きれる。
実施例３
第３図は結晶が長手方向に配向された：１イル状の超゛
１ト導体を製造１−る例を示１−ものである。尚、この
例においても酸化物超電導体材料および赤外線集光炉は
実施例１と同様の酸化物超電導体材γ１を用いた。
１ト導体を製造１−る例を示１−ものである。尚、この
例においても酸化物超電導体材料および赤外線集光炉は
実施例１と同様の酸化物超電導体材γ１を用いた。
先ず、金属性ボビン（２５）の溝の中に酸化物超電導体
材料を有機溶剤で混練したベース）（２１）を巻き付け
る。ボビン（２５）は整形時の原形としてだけでなく、
完成時にも冷却効率を高める役割と自己磁場によってコ
イル半径方向に生じる力に対抗するための補強物として
も利用される。そのためボビンの内部には冷却装置（２
４）が設置キれている。
材料を有機溶剤で混練したベース）（２１）を巻き付け
る。ボビン（２５）は整形時の原形としてだけでなく、
完成時にも冷却効率を高める役割と自己磁場によってコ
イル半径方向に生じる力に対抗するための補強物として
も利用される。そのためボビンの内部には冷却装置（２
４）が設置キれている。
そして、ペースト（２１）の上面より赤外線集光炉（２
３）を用いて約１３００°Ｃで加熱する。この際、ボビ
ンはシャフト（２６）により矢印方向に回転させられて
いるので、加熱はコイルの長平方向に沿って成きれると
共に、冷却装置（２４）によりペースト（２１）の下面
が冷却される。尚、冷却装置（２４）はペーストの下面
で且つ加熱部とは非対称位置に設置きれている。この処
理により、コイル状超電導体材料（２１）中の結晶は加
熱面とは下行の方向に配向されると同時に超電導化され
る。
３）を用いて約１３００°Ｃで加熱する。この際、ボビ
ンはシャフト（２６）により矢印方向に回転させられて
いるので、加熱はコイルの長平方向に沿って成きれると
共に、冷却装置（２４）によりペースト（２１）の下面
が冷却される。尚、冷却装置（２４）はペーストの下面
で且つ加熱部とは非対称位置に設置きれている。この処
理により、コイル状超電導体材料（２１）中の結晶は加
熱面とは下行の方向に配向されると同時に超電導化され
る。
尚、本発明法における雰囲気については酸化雰囲気で行
なう必髪がある。
なう必髪がある。
（ト）発明の効果
上述した如く、本発明法によれば酸化物超電導体材料中
の結晶が所定軸方向に配向するので、密度が高められる
と共に結晶粒間の接触面積、即ち？Ｉｎ流バスが大きく
なり高臨界電流化が図れる。また、この結晶の配向と同
時に超電導化することができるものであり、結晶の配向
のために別の工程を設ける必要がなく工程の繁雑さを招
くこともない等の効果を奏するものであり、その工業的
価値は極めて大である。
の結晶が所定軸方向に配向するので、密度が高められる
と共に結晶粒間の接触面積、即ち？Ｉｎ流バスが大きく
なり高臨界電流化が図れる。また、この結晶の配向と同
時に超電導化することができるものであり、結晶の配向
のために別の工程を設ける必要がなく工程の繁雑さを招
くこともない等の効果を奏するものであり、その工業的
価値は極めて大である。
図面はいずれも本発明に係り、第１図は一実施例による
製造装置の概略図を示し、（Ａ＞は縦断面図、（Ｂ）は
平面図を示す、第２図は他の実施例による製造装置の概
略図を示す、第３図は更に他の実施例による製造装置の
概略図を示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−
Ｘ断面図を示［。 （１）（１１）（２１）・・酸化物超′ＩＶ、導体材料
、（２）（１２） ・金属ジグ、 （３）（ｔ３）（２３） ・赤外線集光炉、（４）（
１４）（２４）・・ 冷却装置、（２５） ・・ボビ
ン、 （２６＞・・・・ンヤフト。
製造装置の概略図を示し、（Ａ＞は縦断面図、（Ｂ）は
平面図を示す、第２図は他の実施例による製造装置の概
略図を示す、第３図は更に他の実施例による製造装置の
概略図を示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−
Ｘ断面図を示［。 （１）（１１）（２１）・・酸化物超′ＩＶ、導体材料
、（２）（１２） ・金属ジグ、 （３）（ｔ３）（２３） ・赤外線集光炉、（４）（
１４）（２４）・・ 冷却装置、（２５） ・・ボビ
ン、 （２６＞・・・・ンヤフト。
Claims (3)
- （１）酸化物超電導体材料をその一面のみより該材料の
溶融温度以上で加熱し、該材料の前記一面とその対向面
間に温度勾配を設けることにより、該材料中の結晶を所
定軸方向に配向すると同時に超電導化することを特徴と
する超電導体の製造方法。 - （２）前記酸化物超電導体材料の他面を冷却することを
特徴とする請求項（１）記載の超電導体の製造方法。 - （３）前記酸化物超電導体材料の一面の所定部に印加す
る加熱部と、他面の所定部に印加する冷却部とを非対称
位置とし、前記加熱部と冷却部とを連動させると共に、
これらと前記材料とを相対的に移動させることにより前
記材料中の結晶を前記一面と平行の方向に配向すると同
時に超電導化することを特徴とする請求項（２）記載の
超電導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63129051A JPH01298087A (ja) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | 超電導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63129051A JPH01298087A (ja) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | 超電導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01298087A true JPH01298087A (ja) | 1989-12-01 |
Family
ID=14999870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63129051A Pending JPH01298087A (ja) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | 超電導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01298087A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990013517A1 (en) * | 1989-05-02 | 1990-11-15 | Nippon Steel Corporation | Oxide superconductor and method of producing the same |
-
1988
- 1988-05-26 JP JP63129051A patent/JPH01298087A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990013517A1 (en) * | 1989-05-02 | 1990-11-15 | Nippon Steel Corporation | Oxide superconductor and method of producing the same |
| US5262391A (en) * | 1989-05-02 | 1993-11-16 | Nippon Steel Corporation | Oxide superconductor and process for preparation thereof |
| US5648319A (en) * | 1989-05-02 | 1997-07-15 | Nippon Steel Corporation | 1-2-3 single crystal oxide superconductor containing 211 phase and process for preparation thereof |
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