JPH01316906A - 超電導コイル - 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） 本発明は任意の形状のコイルに、ビスマス、ストロンチ
ウム、カルシウム、Ｉｒ４及び酸素系の超電導物質の薄
膜を化学気相析出法によりコーティングさせた超電導コ
イルに関するものである。

（従来の技術と本発明が解決しようとする課題）酸化物
系超電導体Ｂｉ−（Ｓｒ、Ｃａ）　−Ｃｕ−０は、液体
窒素温度以上の臨界温度を有する高温超電導体でありそ
の冷却源として液体窒素を用いることができるので、電
力システム、新エネルギー開発−１強磁界応用分野、セ
ンサエレクトロニスク等への応用が検討されている。特
に超電導コイルは上記応用の実現には不可欠である。こ
れらの分野における応用を実用化するためには、超電導
体層−（Ｓｒ、Ｃａ）〜Ｃｕ−０をコイル状に加工製造
する技術が必要である。

一般にコイル化は粉末原料を出発原料とした固相反応法
あるいは、スパッタ法、電子ビーム蒸着法などでは達成
が困難である。

それ故に、本発明は蒸着速度が早くコイルのような複雑
形状な物へ、ビスマス、ストロンチウム、カルシウム、
銅及び酸素系の超電導物質をコーティングさせた任意の
形状の超電導コイルを提供することを解決すべき課題と
する。

（課題を解決するための手段） 本発明は、前述した課題を解決するために、ビスマス、
ストロンチウム、カルシウム及び銅を少くとも含む蒸発
源の原料を用いた化学気相析出法により基体上に超電導
体の薄膜を形成する手段を採用する。

より具体的には、本発明の製造方法は、ビスマス、スト
ロンチウム、カルシウムおよび銅のアルコキシド又はβ
−ジケトン錯体を原料とする。これら４成分の原料をそ
れらの蒸気圧が得られる温度まで加熱し、アルゴンガス
の如き不活性ガスをキャリアガスとして反応容器内に導
入する。キャリアガスはＮ等でもよい。上記原料とは別
の経路で酸素ガスあるいは酸素を含むガスを反応容器内
に導入する。反応容器内に膜を析出させるための基体を
置き、さらにこの基体を加熱する。基体の加熱は反応容
器内に加熱器を置き基体を加熱するか或いは反応容器の
外部から加熱器により加熱する。さらに高周波加熱等の
方法を用いてもよい。

いずれかの方法により加熱した基体上に酸素ガス及び各
組成元素を含む原料蒸気を含んだ不活性ガスを導入する
。基体の加熱温度は原料であるアルコキシド又はβ−ジ
ケトン錯体が十分に分解重合する温度以上であり、基体
が変化しない温度である。好ましくは７００〜９００℃
である。

反応容器内の圧力は減圧である。膜厚は析出時間、析出
温度、原料加熱温度、ガス圧、キャリアガス流量などの
諸条件により任意に制御することができる。また超電導
体の組成も、原料加熱温度、析出温度、ガス圧、キャリ
アガス流量などの諸条件により制御できる。超電導体の
酸素量の調整や熱処理が必要な場合には、酸素導入量の
調整による酸素分圧の制御により調節でき、さらに、空
気中、酸素中、あるいは不活性ガス中での熱処理を行っ
てもよい。また超電導体を析出後の冷却過程中に熱処理
を行ってもよい。使用する基体は任意の形状をなしたコ
イルであり、その材質は銅、アルミニウム、タングステ
ン、ジルコニア、グラファイト、カーボンその他の金属
系及びセラミックスなどコイルを形成しえるものであれ
ばいかなるものも使用可能でありコイルが酸化に対し弱
い材質である場合は、炭化ケイ素等などでコイルを常法
によりコーティングしたものを使用する。さらに超電導
体と基体との界面で拡散反応してしまう場合も同様であ
る。

以上のような製造方法により作られた超電導体のコイル
は原料であるアルコキシド又はβ−ジケトン錯体の加熱
温度、ガス圧、析出温度及びキャリアガス流量で組成制
御ができ、かつ熱処理も同一の反応容器内で行うことが
でき、さらに大型複雑形状のコイルの上に析出させるこ
とができる。

（実施例） 第１図〜第５図を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明における製造方法の一例である。

ビスマス、ストロンチウム、カルシウム、銅のアルコキ
シド又はβ−ジケトン錯体、　Ｂｉ（ＯＣｚＨｓｈ、５
ｒｃｃｌｌｕ１９ｏｚ）２　、Ｃａ（ＣｚＨ＋ｑＯｚ）
ｚ　、Ｃｕ（ＣｚＨ＋ｑＯｚ）ｚを各々１．２．３．４
の原料容器内に入れ、ヒーター５により加熱する。容器
１のビスマスのアルコキシドは１３５℃、容器２のスト
ロンチウムのβ−ジケトン錯体は２２０℃、容器３のカ
ルシウムのβ−ジケトン錯体は１８０°Ｃ，ｔＰＪのβ
−ジケトン錯体は１３０°Ｃに加熱する。各原料容器部
１．２．３．４には不活性ガス導入口６からキャリアガ
スとしてアルゴンガスが６０ｍｆｆ／ｍｉｎ導入される
。又酸素ガス導入ロアから反応容器内へ１００ｍＥ　／
ｍ１ｎｉ人される。各組成元素を含んだ原料の蒸気はキ
ャリアガスにより反応容器内８に導入され、酸素ガスと
反応容器内８で混合され、コイル９上に導入される。コ
イル９はコイル加熱用ヒータｌＯにより８２０〜８３０
　”ｃに加熱される。反応容器内は減圧であり圧力はｌ
　Ｔｏｒｒである。以上のようにしてジルコニアコイル
上に１時間析出させた。得られた膜の厚さは３〜５１１
である。第２図にはコイルの近傍に置いたジルコニア基
板上のＸｖＡ回折パターンを示す。また第３図にはコイ
ル上の膜の抵抗率温度依存性を示す。膜は正方晶Ｃ軸３
０．７１人の相からなり、わずかにＣｕＯ、未同定相が
含まれるが、１００にで抵抗が急激に低下して３５にで
抵抗値ゼロとなり超電導体となっている。

第２の実施例は第１の実施例と同様な方法で反応容器内
圧力Ｉ　Ｔｏｒｒ、基板加熱温度９００°Ｃ〜９１０℃
としてマグネシアコイル上に１時間析出させた。第１の
実施例と同様にコイルの近傍に置いたＭｇＯ基板上の膜
のＸ線回折パターンを第４図に、コイル上の膜の抵抗率
温度依存性を第５図に示す。膜は超電導体の相を示し、
ｌｌ０Ｋで抵抗が低下し７８にで抵抗値ゼロとなり、超
電導体となっている。

（効果） 本発明によりえられた任意の形状で任意の材質のコイル
上に超電導物質Ｂｉ−（Ｓｒ、Ｃａ）　−Ｃｕ−０をコ
ーティングした超電導コイルは、簡単な操作で得られ、
その応用範囲は広い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の製造方法に使用可能な装置の断面図
、第２図及び第４図は実施例による膜のＸ線回折パター
ンの図、第３図及び第５図は実施例による膜の抵抗率温
度依存性の図である。 図中：１．２．３．４・・・原料容器、５・・・ヒータ
、６・・・不活性ガス導入口、　７・・・酸素ガス導入
口、８・・・反応容器内、９・・・コイル、１０・・・
コイル加熱ヒータ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）任意の形状のコイル状基体に、ビスマス、ストロ
   ンチウム、カルシウム、銅及び酸素系の超電導物質の薄
   膜を化学気相析出法によりコーティングさせたことを特
   徴とする超電導コイル。
2. （２）基体及び超電導物質との間に第２相を析出させた
   ことを特徴とする請求項（１）の超電導コイル。