JPH01311520A - セラミックス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］ 本発明は超電導線の製造方法に係り、特に粉体塗装法に
よるセラミックス系超電導線の製造方法に関する。

［従来の技術］ 近年、セラミックス超電導体の開発が世界中で急ピッチ
で進められており、この超電導体は、従来の最高の臨界
温度を示すＮｂ３Ｇｅの２３Ｋを大巾に越えるもので、
Ｂａ−Ｌａ−Ｃｕ−０系セラミツクス（臨界温度３５Ｋ
　）　、Ｌａ−９ｒ−Ｃｕ−０系セラミツクス（超電導
開始温度３７に以上）　、Ｌａ−Ｃａ−Ｃｕ−０セラミ
ツクス、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミツクス（ゼロ抵抗
温度９３Ｋ）等のほか、２３３にあるいは室温以上の臨
界温度を示すセラミックスも報告されている。

このようにセラミックス超電導材料は臨界温度が液体窒
素温度以上や室温で用いることができる可能性があり、
この場合、高価な液体ヘリウムを使用しなくても済むた
め、経済的に極めて有利となるほか、超電導発電機等に
使用されると構造がシンプルで熱機関の効率も向上する
等の利点を有する。

しかしながら、セラミックスは硬くて、かつ脆いため、
現在実用化されているＮｂ−Ｔｌ系やＮｂ３　Ｓｎ系超
電導線のように長尺化やコイル巻きすることが困難であ
り、この点を克服することが実用化への第１歩となる。

現在線材の製造方法として、 ■アモルファスのテープあるいは線材を酸素雰囲気下で
加熱処理する方法、 ■合金管（たとえばＣｕ−Ｎｉ合金）の内部に原料の粉
末を充填し、両端を引張って線材やテープ状に成形する
方法、 ■銅系合金管内にセラミックス粉末を充填し、減面加工
および熱処理等を施して線材やテープ状に成形する方法
等が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記■の方法においては、極めて急速な
冷却を必要とするため、極めて細い線材や薄膜のテープ
しか得られず、実用線材を得る方法としては、難点を有
しており、上記■の方法では長尺の線材を連続的に製造
することが困難であり、また上記■の方法では線材の定
長が当初の銅合金管の外径によって制限される上、加工
工程が複雑となる難点がある。この場合、セラミックス
超電導体生成の熱処理は、超電導特性向上の観点から成
形後に施すことが望ましいが、銅゛系合金管で被覆され
ているため成形後に内部に酸素を供給することが極めて
困難であり、実際上不可能である。

さらに上記■および■の方法においては、セラミックス
粉末の加工性が悪いため、粉末相互の接合不良やクラッ
クの発生により、軸方向に安定した超電導特性が得難い
という難点を有する。

本発明は、上記の難点を解決するためになされたもので
、アモルファス化のための急速冷却を必要とせず、長尺
の線材を容易に製造することができる上、酸化性雰囲気
中での熱処理を長尺の線材の状態で施すことができ、か
つ軸方向に安定した特性を有する実用線材を製造するこ
とが可能なセラミックス系超電導線の製造方法を提供す
ることをその目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明のセラミックス系超電導線の製造方法は、 （イ）銅線の外周に酸化銅皮膜を生成する工程と、（ロ
）銅を含む酸化物超電導物質の銅を除く各構成元素を含
む微粉末と合成樹脂微粉末との混合粉末を、粉体塗装法
により前記酸化銅皮膜の外側に被着せしめる工程と、 （ハ）次いで酸化性雰囲気中で熱処理を施す工程とから
なることを特徴とする。

上記の酸化銅皮膜は酸素雰囲気下での加熱処理により、
あるいは化学的処理により生成され、好ましくはＣｕ２
０に酸化される。

銅を含む酸化物超電導物質としては、たとえばＹＢａ　
２　Ｃｕ３０ｘ　（ｘ　＜　１４：ペロブスカイト）が
、−刃鋼を除く各構成元素を含む微粉末としては、Ｙ−
Ｂａ−０系の微粉末が用いられ、また合成樹脂微粉末と
しては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレ
ン樹脂等の熱硬化性および熱可塑性の樹脂粉末が用いら
れる。

上記のＹ−Ｂａ−０系の微粉末はｌＯμ−以下の粒径の
ものを用いることが好ましく、また合成樹脂微粉末の量
は２０ｖｏ１％以下、好ましくは５〜１Ｏｖｏ１％で混
合することが好ましい。この混合粉末は粉体塗装法、好
ましくは静電流動浸漬法により酸化銅皮膜層の外側に被
着せしめられる。

セラミックス超電導物質の焼結層の生成は、酸素気流中
あるいは酸素加圧下で酸化調整しながら加熱して、特性
の改善が図られる。この焼結層の外側に絶縁層を、また
は焼結層と絶縁層との間に安定化材を配置してもよい。

この安定化材としては、たとえば銀、銅、アルミニウム
またはこれらの合金をメツキや蒸着により施すことがで
き、絶縁被覆としては、たとえばホルマール等のエナメ
ルフェスやポリボロシロキサン樹脂等の無機ポリマーを
用いることができる。

上記のセラミックス超電導物質の焼結層の生成にあたり
、被着層の外周に高温で酸化物を生成しない、Ａｇ等の
物質を被覆した後、熱処理を施すこともできる。この場
合、Ａｇが酸素透過機能を有するため、適度に圧縮応力
を付与じた状態で微細な焼結層を生成することができる
。

［作用］ 本発明の方法においては、酸化銅で被覆された銅線の外
側に銅を含む酸化物超電導物質の銅を除く各構成元素を
含む微粉末と合成樹脂微粉末との混合粉末を被着した後
焼結するため、長尺の線材を容易に製造し得る。また銅
線とセラミックス超電導物質の焼結層との密着性の不良
は、酸化銅の存在により防止することができ、軸方向に
安定した特性を得ることができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例について説明する。

外径１　、０ｍｉφの銅線を酸化皮膜処理液（カッパー
・ゾール、花材金属表面処理研究所製　商品名；特許第
７８５８３７号）を収容した処理槽中に浸漬して、その
表面に酸化銅皮膜層を生成させた。次いでこの線材を粉
体塗装炉に線速１０ｍ／ｓｉｎで通過させて、その表面
に予め焼成後、粒径１０μｍ以下に微粉末化したＹ−Ｂ
ａ−０系微粉末とエポキシ樹脂微粉末の混合粉末（１０
ｖｏＬ％エポキシ樹脂）を静電流動浸漬法により６０μ
讃の厚さに被着せしめた後、炉温２００℃の加熱炉に通
過させた。その後、外周に銀テープを巻回した後、酸素
雰囲気中で９００℃×２４時間、次いで１０００℃×５
時間の熱処理を施した。このようにして製造された超電
導線の臨界温度は９０にであった。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明のセラミックス系超電導線の製
造方法によれば、長尺の線材を容易に製造することがで
きるとともに、銅線と焼結層との密着性および軸方向に
おける超電導特性の安定性に優れた超電導線を得ること
ができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （イ）銅線の外周に酸化銅皮膜を生成する工程と、 （ロ）銅を含む酸化物超電導物質の銅を除く各構成元素
   を含む微粉末と合成樹脂微粉末との混合粉末を、粉体塗
   装法により前記酸化銅皮膜の外側に被着せしめる工程と
   、 （ハ）次いで酸化性雰囲気中で熱処理を施す工程とから
   なることを特徴とするセラミックス系超電導線の製造方
   法。