JPH01320710A - 多芯型酸化物系超電導線の製造方法 - Google Patents

多芯型酸化物系超電導線の製造方法

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JPH01320710A
JPH01320710A JP63154480A JP15448088A JPH01320710A JP H01320710 A JPH01320710 A JP H01320710A JP 63154480 A JP63154480 A JP 63154480A JP 15448088 A JP15448088 A JP 15448088A JP H01320710 A JPH01320710 A JP H01320710A
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JP
Japan
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phase
powder
oxide
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cuo
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Pending
Application number
JP63154480A
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English (en)
Inventor
Sukeyuki Kikuchi
菊地 祐行
Yasuzo Tanaka
田中 靖三
Kiyoshi Okaniwa
岡庭 潔
Hiroo Takahashi
高橋 宏郎
Kiyoshi Ogawa
潔 小川
Takeshi Kurihara
武司 栗原
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多芯型酸化物系超電導線の製造方法に関するも
のである。
〔従来の技術〕
希土類元素(R)、アルカリ土金属(A)、銅及び酸素
からなる酸化物系超電導体は臨界温度(TC)が高く、
その応用が期待されている。熱しながらこれら酸化物系
超電導体は一般に線条体に加工する事が困難であり、多
芯型超電導線を製造する為には、通常酸化物、炭酸塩等
の一次原料粉体を超電導体組成(R1AzCu、(モル
比))となる様に秤量混合し、これを酸素雰囲気中或い
は大気中で仮焼成後粉砕して得られた2次原料粉体(仮
焼成粉)を圧縮成形して棒状とし、これを複数本金属製
多孔ビレット内に挿入した後、冷間又は熱間で減面加工
を加え、しかる後熱処理を施して多芯型酸化物系超電導
線としていた(通常熱処理の前或いは後に捻じり加工(
ツイスト)が行なわれる)。他の方法としては、前記仮
焼成粉を金属パイプに充填し、減面加工を施して細径の
複合線とし、これを複数本束ねるか、或いはツイストし
、更にその周囲に安定化金属を被覆加工する事も試みら
れていた。
又最近前記多芯型酸化物系超電導線をより高密度にする
為、例えば前記仮焼成粉をPt、Pt合金線等の芯材外
周上に被覆した後、該仮焼成粉の溶融開始温度以上で熱
処理し、これを複数本束ねるか、或いはツイストし、更
にその周囲に□安□定化金属を被覆加工して多芯型超電
導線とする等、超電導体となる原料酸化物を一旦加熱溶
融して、多芯型酸化物系超電導線を製造する方法も試み
られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
然しなから、これらの方法の内部者の金属製多孔ビレッ
ト或いは金属バイブを用いる方法においては、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、従って得られた多芯線は臨
界電流密度(JC)が低いという欠点があった。
又後者の加熱溶融する方法においては、得られる多芯線
は高密度物になるものの、原料酸化物が溶融凝固する過
程でYzB a Cu 05等の異相が生成し、その後
の熱処理によっても消失せず、従って得られた多芯線は
臨界電流密度(JC)が低くなるという問題があった。
更にこれらの方法によって得られた多芯型酸化物系超電
導線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。
〔課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(J、)が
高い多芯型酸化物系超電導線の製造方法を提供する事で
ある。
即ち本発明は、希土類元素(R)、アルカリ土金属(A
)、銅及び酸素からなる複数個の酸化物系超電導フィラ
メントより構成された多芯型酸化物系超電導線を製造す
るに際して、少なく共超電導特性を示す組成(R+ A
 t Cu z )よりずれた組成のR−A −Cu系
酸化物と、Ba及びCuの混合酸化物とが、複数個の接
触界面において長さ方向に連続して接触する様にして配
置し、これを所  望の手法により所望形状に成形した
後、900〜1150”Cの温度範囲内で酸素雰囲気中
で加熱して、前記これら酸化物の接触界面にR−A−C
u系超電導フィラメントを生成させた後、20〜500
℃/ c mの温度勾配を有する雰囲気中を通過させて
徐冷する事を特徴とする多芯型酸化物系超電導線の製造
方法である。 ・ 本発明における前記所望の手法により所望形状に成形し
た少なく共超電導特性を示す組成よりずれた組成のR−
A−Cu系酸化物(例えばY2Ba、、Cu、Os等)
と、Ba及びCuの混合酸化物とからなる多芯線の熱処
理温度は、900℃未満であるとこれらの酸化物が半溶
融状態とならない為充分な高密度体が得られず、又11
50℃を超えると、これら酸化物が完全に溶融して前記
所望の手法により所望形状に成形した多芯線が該多芯線
の形状を保持出来ないと共に、Y z B a + C
u +OSとBaO1CuOが完全に溶けあってしまい
YBazCu:+07−x相が形成されない。従って多
芯線の熱処理は、900〜1150℃の温度範囲内で行
なう必要がある。
前記熱処理後の冷却は徐冷するのが望ましく、又その際
の温度勾配が20℃/min未満であると充分な結晶配
向性が得られず、又前記温度勾配が500℃/minを
超える様にする事は実用上困難であるので、20〜50
0℃の温度勾配中をゆっ(り通過させて冷却する事が望
ましい。
次に本発明の実施態様を図面を用いて具体的に説明する
。まず第1図(a)に示す様に、Y、Ba 1 Cu 
10 s相(マトリックス)■と(BaO1CuO)相
3との多芯複合線を作製する。例えばY2’Ba+Cu
+Osの粉末を用いて、複数の孔を設けた円柱状に成形
すると共に、予め棒状に成形したBaO粉とCuO粉と
の混合体(BaCO+粉とCuO粉を混合して仮焼成し
た後粉砕して得られた粉末を成形したものでもよい)を
前記円柱体に設けられた孔に挿入して複合化し、これを
押出等によって加工して細径化する。次にこの線材を熱
間でツイスト加工し、続いて酸素雰囲気中で加熱して、
第1図(b)に示す様に、Y2Ba1CuIO5相1と
(BaO+Cu0)相3との接触界面にY、BazCu
30□−x相2を生成させて、多芯型超電導線が得られ
る。尚この際例えば熱処理時間を長くする等熱処理条件
を適宜選定する事により、(BaO+Cu0)相3を完
全に消滅させて、第1図(c)に示す様に、Y z B
 a + Cu 105相1とY+BazC11,30
7−x相2とからなる多芯型超電導線とする事も可能で
ある。
又予めBaO粉とCuO粉との混合体3の中央に補強芯
材4を配置しておき、第1図(、i)に示す様な構造の
多芯型超電導線とする事も可能であり、必要に応じてこ
れら第1図(b)〜(d)に示した多芯型超電導線の外
周をA2、Cu等の安定化金属で被覆しても差し支えな
い。
更に他の方法としては、予めBaO粉とCuO粉との混
合体のフィラメントを複数本作製しておき、これらをそ
れぞれY2Ba、Cu、05で被覆した後押出等によっ
て加工して細径化する。次にこれらの線材を熱間でツイ
スト加工し、続いて酸素雰囲気中で加熱してもよい。こ
の様な場合はその外周を更に安定化金属で被覆する事が
望ましい。
〔作用〕
本発明による多芯型酸化物系超電導線の製造方法におい
ては、超電導特性を示す組成(R1A2Cu3)よりず
れた組成のR−A−Cu系酸化物と、Ba及びCuの混
合酸化物とを接触させた状態で、900〜1150℃と
いう高温で熱処理して、これら酸化物の接触界面にR−
A −Cu系超電導フィラメントを生成させているので
、高密度の多芯線が得られると共に、前記超電導フィラ
メント中に絶縁物であるY2BaCuO5等の超電導特
性を害する異相が生成しない。又前記熱処理後に、多芯
線の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)が大きい多芯型酸化
物系超電導線を得る事ができる。
〔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。Ba
O粉とCuO粉をモル比でBa : Cu=1:1とな
る様に秤量、混合した後、バインダーと混練し、これを
外径0.2 m mのPt−Rh合金芯材の外周に厚さ
0.1mmとなる様にコーティングした。この様にして
得られた被覆線を3本、20mmピンチとなる様に撚り
合わせた後、脱バインダー処理を行なった。次に前記撚
線の外周上に、予め¥203、BaC0:+及びCuO
粉をモル比でY:Ba :Cu=2 : 1 : 1と
なる様に秤量、混合し、酸素雰囲気中で仮焼成して得た
Y2BaCuO5,粉末を押出被覆した。続いてこの様
にして得られた多芯線を酸素雰囲気中で第1表に示した
種にの温度及び時間で熱処理し、次に同じく第1表に示
した種々の温度勾配中を通過させて徐冷した。尚冷却速
度は5°(:7m1n一定とした。この様にして得られ
た多芯型超電導線の超電導体部分について、該超電導体
層の厚さ、密度、液体窒素温度(77°K)、OGにお
ける臨界電流密度(Jc)、結晶異方性(配向性の有無
)等を調査し、これらの結果をまとめて第1表に示した
。尚第1表において密度は真密度との比(%)で示した
ちのである。
第1表から明らかな様に、本発明の方法により得られた
多芯型超電導線(実施測高1〜6)はいずれも、高密度
で、線材の長さ方向にYBa、Cu307−X相のab
面が配向しており、臨界電流密度(J、)も高い値が得
られている。一方熱処理温度が低すぎた比較別品1は密
度が低くて、結晶配向性が見られなく、冷却時の温度勾
配が無いか、或いは小さすぎた比較別品2.3は密度は
高くなっているものの、結晶配向性が見られなく、いず
れも低いJ、の値しか得られなかった。又熱処理温度が
高すぎた比較別品4は、線材が完全に溶融してしまい、
その形状が保持されなかった。尚熱処理時間が長かった
本発明別品4では、BaO+CuO相は消滅した。
〔実施例2〕 実施例1と同様にして得られたBaO粉とCuO粉との
混合粉を外径5mmφのロッドに等方圧線成形した。又
実施例1と同様にして得られたY2B a r Cu 
r Os粉末を内径5.1mmφの孔3個を有する最外
径15mmφの円柱体に成形加工した。
而してこのロッド(3)3本と円柱体(1)1個とを組
合わせて、第1図(a)に示す様な複合体とし、該複合
体を外径20mmφ、内径15.5 mmφのAgパイ
プ内に挿入した。これを塑性加工して外径1.0mmφ
とした後、大気中900℃でピッチ20mmとなる様に
ツイストした。この様にして得られた多芯線を実施例1
と同様に酸素雰囲気中で熱処理後、徐冷した。尚熱処理
はすべて最外層のAgの融点以下の温度で行なった。こ
の様にして得られた多芯型超電導線の超電導体部分につ
いて、実施例1と同様な調査を行ない、それらの結果を
まとめて第2表に示した。
第2表から明らかな様に、本発明の方法により得られた
多芯型超電導線(実施別品2−1〜2−5)はいずれも
、高密度で、線材の長さ方向にYBa2Cu307−x
相のab面が配向しており、臨界電流密度(JC)も高
い値が得られている。−方熱処理温度が低すぎた比較測
高2−1は密度が低くて、結晶配向性が見られなく、冷
却時の温度勾配が無いか、或いは小さすぎた比較測高2
−2〜2−4は密度は高くなっているものの、結晶配向
性が見られなく、いずれも低いJ、の値しか得られなか
った。尚熱処理時間が長かった実施別品2−5では、B
aO+CuO相は消滅した。
〔発明の効果] 本発明の方法によれば、従来よりも臨界電流密度(Jc
)が高い希土類元素、アルカリ止金属、銅及び酸素から
なる多芯型酸化物系超電導線を得る事が出来、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)〜(c)は本発明の方法による多芯型酸化
物系超電導線の製造方法の一例を示す断面図、第1図(
d)は本発明の方法により製造された多芯型超電導線の
他の例を示す断面図である。 1−Y1Ba2Cu3O7相、2−−−Y B a z
 Cu zO7−X相、3−−− (B a O+ C
u O)相、4−補強芯材。 特許出願人 代理人 弁理士 鈴木雄−二中) (C) 第1し くb) (d)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 希土類元素(R)、アルカリ土金属(A)、銅及び酸素
    からなる複数個の酸化物系超電導フィラメントより構成
    された多芯型酸化物系超電導線を製造するに際して、少
    なく共超電導特性を示す組成(R_1A_2Cu_3)
    よりずれた組成のR−A−Cu系酸化物と、Ba及びC
    uの混合酸化物とが、複数個の接触界面において長さ方
    向に連続して接触する様にして配置し、これを所望の手
    法により所望形状に成形した後、900〜1150℃の
    温度範囲内で酸素雰囲気中で加熱して、前記これら酸化
    物の接触界面にR−A−Cu系超電導フィラメントを生
    成させた後、20〜500℃/cmの温度勾配中を通過
    させて徐冷する事を特徴とする多芯型酸化物系超電導線
    の製造方法。
JP63154480A 1988-06-22 1988-06-22 多芯型酸化物系超電導線の製造方法 Pending JPH01320710A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006104287A1 (ja) * 2005-03-31 2006-10-05 International Superconductivity Technology Center, The Juridical Foundation Re123系酸化物超電導体とその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006104287A1 (ja) * 2005-03-31 2006-10-05 International Superconductivity Technology Center, The Juridical Foundation Re123系酸化物超電導体とその製造方法
US7964532B2 (en) 2005-03-31 2011-06-21 International Superconductivity Technology Center, The Juridical Foundation RE123-based oxide superconductor and method of production of same

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