JPH01616A - Manufacturing method of ceramic superconducting wire - Google Patents

Manufacturing method of ceramic superconducting wire

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JPH01616A
JPH01616A JP62-156208A JP15620887A JPH01616A JP H01616 A JPH01616 A JP H01616A JP 15620887 A JP15620887 A JP 15620887A JP H01616 A JPH01616 A JP H01616A
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JP
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superconductor
powder
core material
raw material
superconducting wire
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志賀 章二
直樹 宇野
田中 靖三
龍 前田
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古河電気工業株式会社
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野〕 本発明は、芯材にセラミックス超電導体を固着させたセ
ラミックス超電導線材の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic superconducting wire in which a ceramic superconductor is fixed to a core material.

〔従来の技術とその問題点〕[Conventional technology and its problems]

最近、高い臨界温度番有するY−Ba−Cu−0系、L
a−3r−Cu−0系、Y−3r−Cu−O系、5c−
Ba−Cu−0系などのセラミックス超電導体が注目さ
れているが、これらは金属材料のように塑性加工が出来
ず、これを線材に加工するには、例えば原料粉末をAg
パイプに圧入し、これを引抜き加工後、加熱焼結する方
法やスパッタリングなどのPVD法により膜成長させる
方法が試みられている。しかし前者の方法では細線加工
に限界があり、また高速伸線に限界があるため生産性に
劣り、また後者の方法では、成膜速度が遅く生産性に劣
るばかりでなく、真空容器内での作業と反るため、長尺
物の製造には不向きである。 − このようなことからセラミックス超電導体の実用化に当
っては、線材加工法の開発が重要課題の一つになってい
る。
Recently, Y-Ba-Cu-0 system with high critical temperature number, L
a-3r-Cu-0 system, Y-3r-Cu-O system, 5c-
Ceramic superconductors such as Ba-Cu-0 are attracting attention, but these cannot be plastically worked like metal materials, and in order to process them into wire rods, for example, raw material powder must be mixed with Ag.
Attempts have been made to press fit the material into a pipe, draw it out, and then heat and sinter it, or to grow a film using a PVD method such as sputtering. However, the former method has limitations in thin wire processing and high-speed wire drawing, resulting in poor productivity, while the latter method not only has low film formation speed and poor productivity, but also It is unsuitable for manufacturing long items because it warps during work. - For this reason, the development of wire processing methods has become one of the important issues in the practical application of ceramic superconductors.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、かかる状況に鑑みなされたもので、その目的
とするところは、超電導特性ならびにコイル巻きなどの
成形性や機械的強度に優れた長尺のセラミックス超電導
線材を能率よく製造する方法を提供することにある。
The present invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide a method for efficiently manufacturing a long ceramic superconducting wire having excellent superconducting properties, excellent formability such as coil winding, and mechanical strength. It's about doing.

即ち本発明の第1発明は耐熱性物質からなる線状の芯材
を、超電導体粉末または加熱処理することにより超電導
体となる原料粉末が液剤に分散した分散液中を連続的に
通過させて、上記芯材上に超電導体粉末またはその原料
粉末を付着させる工程、および上記付着体に予備加熱処
理を施して液剤を蒸発分解除去する工程を順次施す工程
を所望回数施したのち、加熱処理を施して、付着させた
超電導体粉末の焼結または、原料粉末を超電導体に反応
、焼結させ芯材に固着させる工程を施し、次いでアニー
ル処理により超電導体の化学組成および結晶構造を調整
する工程を施すことを特徴とするものである。
That is, the first aspect of the present invention is to continuously pass a linear core material made of a heat-resistant substance through a liquid dispersion in which superconductor powder or raw material powder that becomes a superconductor by heat treatment is dispersed in a liquid agent. After performing a desired number of steps of sequentially applying superconductor powder or its raw material powder onto the core material and preheating the adhered body to remove the liquid agent by evaporation and decomposition, heat treatment is performed. sintering of the attached superconductor powder, or a step of reacting and sintering the raw material powder to the superconductor and fixing it to the core material, and then adjusting the chemical composition and crystal structure of the superconductor by annealing. It is characterized by the following.

また本発明の第2発明は、耐熱性物質からなる線状の芯
材を超電導体粉末または加熱処理することにより超電導
体となる原料粉末が溶剤に分散した分散液中を連続的に
通過させ、上記芯材上に超電導体粉末またはその原料粉
末を付着させる工程、上記付着体に予備加熱処理を施し
て溶剤を蒸発分解除去する工程、上記の溶剤を除去した
付着体に加熱処理を施して付着させた超電導体粉末を焼
結または原料粉末を超電導体に反応・焼結して芯材に固
着させる工程および上記の芯材に固着された超電導体上
に非超電導体物質を被着する工程を順次施す工程を所望
回数族したのち、更にアニール処理により超電導体の化
学組成および結晶構造を調整する工程を施すことを特徴
とするセラミックス超電導体材の製造方法である。
Further, the second invention of the present invention provides that a linear core material made of a heat-resistant substance is continuously passed through a dispersion liquid in which superconductor powder or raw material powder that becomes a superconductor by heat treatment is dispersed in a solvent, A step of adhering superconductor powder or its raw material powder onto the core material, a step of preheating the adhering body to remove the solvent by evaporation and decomposition, and applying a heat treatment to the adhering body from which the solvent has been removed to adhere it. A process of sintering the superconductor powder or reacting and sintering the raw material powder with the superconductor to fix it to the core material, and a process of depositing a non-superconductor substance on the superconductor fixed to the core material. This method of manufacturing a ceramic superconductor material is characterized in that after a desired number of sequential steps are performed, a step of adjusting the chemical composition and crystal structure of the superconductor by annealing treatment is further performed.

上記において、超電導体粉末としては例えばYlBat
CusOt−δ(δ#0.2) 、Y I S r t
 Cu 5O7−δ、Y、5rtcu307−δ、(Y
SDy) BaCu30t−δなどがあり、また加熱処
理により超電導体となる原料粉末とは、YzOx+Cu
O+13acosやLaz03 +CuO+5rCOt
などの混合粉末で、この混合粉末は、700〜1100
°Cの加熱処理により上記のY 1 B a z Cu
 30 t−δやY b S r 2 Cu z O7
−δの超電導体となる。
In the above, the superconductor powder is, for example, YlBat.
CusOt-δ (δ#0.2), Y I S r t
Cu 5O7-δ, Y, 5rtcu307-δ, (Y
SDy) BaCu30t-δ, etc., and the raw material powder that becomes a superconductor through heat treatment is YzOx+Cu
O+13acos and Laz03 +CuO+5rCOt
This mixed powder has a powder content of 700 to 1100.
By heat treatment at °C, the above Y 1 B a z Cu
30 t-δ or Y b S r 2 Cu z O7
-δ becomes a superconductor.

液剤には、水、エチルアルコール、ブチルカルビノール
、プロピレングリコール、エチレングリコール、ヘキシ
レングリコール、ジエチレングリコールなどが使用され
る。本発明に用いられる超電導体粉末またはその原料粉
末は通常上記の溶剤に不溶性の粒子であり、その粒径は
30I!m以下、好ましくは、0.001−1OjIt
で、その分散液中の濃度は25w t%(以下%と略記
)以上、好ましくは40〜90%である。
Water, ethyl alcohol, butyl carbinol, propylene glycol, ethylene glycol, hexylene glycol, diethylene glycol, etc. are used as the liquid agent. The superconductor powder or its raw material powder used in the present invention is usually a particle insoluble in the above-mentioned solvent, and its particle size is 30I! m or less, preferably 0.001-1 OjIt
The concentration in the dispersion liquid is 25 wt% or more (hereinafter abbreviated as %), preferably 40 to 90%.

上記の原料粉末は、前記の液剤に可溶なものであっても
よく、例えばCu (NOz)z 、B a (NOx
)t 、Y(N 0s)z 、Cu (CH3COり2
アルコキシ化合物、アセトアニリド化合物なども用いら
れる。
The raw material powder described above may be soluble in the liquid agent, such as Cu (NOz)z, B a (NOx
)t, Y(N0s)z, Cu (CH3COri2
Alkoxy compounds, acetanilide compounds, etc. are also used.

芯材には、ステンレス鋼、NiおよびNi合金、W、M
o、 Ag、FeおよびFe合金、CuおよびCu合金
などの金属材料、Al2O5、Zr01、C,ガラス、
S i O,%SiCなどの無機材料が用いられる。
Core materials include stainless steel, Ni and Ni alloys, W, M
o, Metal materials such as Ag, Fe and Fe alloys, Cu and Cu alloys, Al2O5, Zr01, C, glass,
Inorganic materials such as SiO and %SiC are used.

上記の芯材に分散液を付着させるわけであるが、この分
散液に増粘剤または/および分散剤が添加されると超電
導粉末またはその原料粉末の分散性が向上し、また芯材
への付着量が増大する。増粘剤としてはメチルセルロー
ス、ポリビニルアルコール、水ガラスなどが用いられる
。また分散剤としては、ポリオキシエチレン付加物など
が用いられる。芯材に付着する分散液の厚さは、1’O
OJ1ml以下、通常1〜50μ程度にする。付着量は
、分散液の粘度や分散液への浸漬時間の他に絞りダイス
を用いて調節することができる。しかし芯材の振動や絞
りダイスと芯材との位置合わせが困難な場合は偏肉を生
じるので絞りダイスの使用をやめてもよい。
The dispersion liquid is attached to the core material, and when a thickener and/or dispersant is added to this dispersion liquid, the dispersibility of the superconducting powder or its raw material powder is improved, and the dispersion of the superconducting powder or its raw material powder is improved. The amount of adhesion increases. Methyl cellulose, polyvinyl alcohol, water glass, etc. are used as the thickener. Further, as a dispersant, a polyoxyethylene adduct or the like is used. The thickness of the dispersion liquid adhering to the core material is 1'O
The OJ should be 1ml or less, usually about 1 to 50μ. The amount of adhesion can be adjusted by using a drawing die in addition to the viscosity of the dispersion and the immersion time in the dispersion. However, if the core material vibrates or it is difficult to align the drawing die and the core material, uneven thickness will occur, so the use of the drawing die may be discontinued.

超電導体層の偏肉は、超電導粉末またはその原料粉末の
1回当りの付着厚さを、絞りダイスにより薄くし、これ
を予備加熱処理し、この工程を順次繰り返すことによっ
て防止することができる。
Uneven thickness of the superconductor layer can be prevented by reducing the thickness of the superconducting powder or its raw material powder each time it is deposited using a drawing die, subjecting it to preheating treatment, and sequentially repeating this process.

この方法によれば、緻密な組織が厚く得られる利点がプ
ラスされる。
According to this method, an additional advantage is that a dense and thick structure can be obtained.

芯材に分散液を付着したあと施される予備加熱処理にお
いて、液剤の少なくとも一部が蒸発または分解して除去
されるが、増粘剤または分散剤も同様にして除去される
0次いで施される加熱処理では、原料粉末が超電導体粉
末に反応し、更に超電導体粉末が焼結される。最後に施
されるアニール処理では、上記超電導体の化学組成また
は結晶構造が調整される。
In the preheating treatment performed after the dispersion is applied to the core material, at least a part of the solution is removed by evaporation or decomposition, but the thickener or dispersant is also removed in the same way. In the heat treatment, the raw material powder reacts with the superconductor powder, and the superconductor powder is further sintered. In the final annealing treatment, the chemical composition or crystal structure of the superconductor is adjusted.

芯材は、その半径または厚さが、150μ以下、望まし
くはlO〜100−の線またはテープとするが、その限
定理由は、lOμ未満では、強度や電熱特性が低下し、
1100pを超えると可撓性や曲げ性が劣化する。また
、この芯材に被覆する超電導体層の厚さを上記芯材の半
径または厚さの5〜50%とするとき、超電導線材とし
て機械的ならびに電気的条件の両方を満足させることが
できる。即ち前記のセラミックス超電導体は、硬くて脆
いため、その被覆厚さが芯材の半径または厚さの50%
を超えると、コイル巻きなどの曲げ成形において割れが
発生し、また5%未満では、電流容量が十分にとれず、
超電導線材としての経済的価値が大巾に低下する。
The core material is a wire or tape with a radius or thickness of 150 μ or less, preferably 10 to 100 −, but the reason for this limitation is that if the radius or thickness is less than 10 μ, the strength and electrothermal properties will decrease;
When it exceeds 1100p, flexibility and bendability deteriorate. Further, when the thickness of the superconductor layer covering this core material is 5 to 50% of the radius or thickness of the core material, both mechanical and electrical conditions can be satisfied as a superconducting wire material. That is, since the ceramic superconductor described above is hard and brittle, its coating thickness is 50% of the radius or thickness of the core material.
If it exceeds 5%, cracks will occur during bending such as coil winding, and if it is less than 5%, sufficient current capacity will not be obtained.
The economic value as a superconducting wire material will be drastically reduced.

本発明により得られるセラミックス超電導線材の断面を
第1図に例示した。即ち、同図イは、断面円形の芯材a
1に超電導体層b1が固着された例、同図口は断面矩形
の芯材a2に超電導体層b2が固着された例、同図ハは
付着と加熱処理をくり返す方法により得られた線材の一
例を示す断面図で、断面円形の芯材a3の周囲に超電導
体層が3層b3、b4、b5に形成されている。
A cross section of a ceramic superconducting wire obtained by the present invention is illustrated in FIG. That is, A in the figure shows a core material a having a circular cross section.
Figure 1 shows an example in which a superconductor layer b1 is fixed to a core material a2 having a rectangular cross section. In this sectional view showing an example, superconductor layers are formed in three layers b3, b4, and b5 around a core material a3 having a circular cross section.

ところでY−Ba−Cu−0系などのセラミンクス超電
導体は、反応性が高いため芯材にカーボンファイバやS
iCファイバが用いられると上記超電導体の一部が還元
されて臨界温度(以下Tcと略記)や臨界電流密度(以
下J、と略記)が低下する。このような場合は、芯材の
表面にMgO1A1.O,、ZrO,などの低反応性物
質が被覆されて芯材と超電導体との反応が抑止される。
By the way, ceramic superconductors such as Y-Ba-Cu-0 have high reactivity, so carbon fiber or S is used as the core material.
When an iC fiber is used, a part of the superconductor is reduced, and the critical temperature (hereinafter abbreviated as Tc) and critical current density (hereinafter abbreviated as J) are reduced. In such a case, MgO1A1. A low-reactivity substance such as O, ZrO, etc. is coated to suppress the reaction between the core material and the superconductor.

第1図工は、その−例を示す断面図で芯材aμmの周囲
にバリヤーd1が被覆されその上に超電導体J5b6が
固着されている。バリヤーの厚さは、通常0.O1〜1
0μで特に0.5〜5−が有用である。バリヤーが厚す
ぎるとセラミックス超電導線材の可撓性や変形性が損な
われる。
Figure 1 is a sectional view showing an example of this, in which a barrier d1 is coated around a core material aμm and a superconductor J5b6 is fixed thereon. The thickness of the barrier is usually 0. O1~1
Especially useful is 0.5 to 5-. If the barrier is too thick, the flexibility and deformability of the ceramic superconducting wire will be impaired.

本第2発明は、第1発明の方法で作った線材の超電導体
層上に非超電導物質を被覆または/および内在させるも
のであるが、これにより、Y−Ba−Cu−0系などの
セラミックス系超電導体の化学組成、特に0の安定化が
計られ、また水、5O8NO□などの外界からの化学的
影響が遮断され、また機械的補強がなされる。更には、
非超電導体のピンニング効果によりJcが向上する。
The second invention is to coat and/or incorporate a non-superconducting substance on the superconductor layer of the wire produced by the method of the first invention, and thereby, a ceramic material such as Y-Ba-Cu-0 based The chemical composition of the system superconductor, especially 0, is stabilized, chemical influences from the outside world such as water and 5O8NO□ are blocked, and mechanical reinforcement is provided. Furthermore,
Jc is improved due to the pinning effect of the non-superconductor.

第2図イはその一例を示す線材の断面図で芯材a5の周
囲に超電導体層b7が固着され、その外周に非超電導物
質層c1が被着されている。第2図口は他の例を示す線
材の断面図で芯材a6の周囲に超電導体層b8、b9、
bloと非超電導物質層C2、C3、C4とが交互に繰
り返し同心円状に分布されている。
FIG. 2A is a cross-sectional view of a wire showing one example, in which a superconductor layer b7 is fixed around a core material a5, and a non-superconductor layer c1 is attached to the outer periphery of the superconductor layer b7. The opening in Figure 2 is a cross-sectional view of a wire showing another example, and superconductor layers b8, b9,
blo and non-superconducting material layers C2, C3, and C4 are alternately and repeatedly distributed in concentric circles.

上記の非超電導物質層の厚さは、0.001〜54が適
当であり、特に0.005〜1−程度の厚さが実用的で
あり、0.001711+未満では、その効果が得られ
ず、5−を超えると可撓性が低下する。
The thickness of the above-mentioned non-superconducting material layer is suitably 0.001 to 54, and a thickness of about 0.005 to 1- is particularly practical, and if it is less than 0.001711+, the effect cannot be obtained. , 5-, flexibility decreases.

上記の非超電導物質にはCu、Cu−Ni、、W。The above-mentioned non-superconducting materials include Cu, Cu-Ni, and W.

Mo、Ni、Aj!、5b−pbなどの金属材料、ガラ
ス、ガラス・セラミックス、An!、0. 、Cuo、
CaOlMgOlZrOgなどの無機材料、ポリエチレ
ン、PVC1弗素化エチレン、ポリイミド、ポリアミド
、ポリウレタンなどの有機材料などが用いられる。
Mo, Ni, Aj! , metal materials such as 5b-pb, glass, glass ceramics, An! ,0. ,Cuo,
Inorganic materials such as CaOlMgOlZrOg and organic materials such as polyethylene, PVC1 fluorinated ethylene, polyimide, polyamide, and polyurethane are used.

また非超電導物質を被覆する方法としては、PVD、C
VD、メツキ(化学メツキ)、スプレーなどの方法で行
うこともできる。
In addition, methods for coating non-superconducting materials include PVD, C
It can also be done by methods such as VD, plating (chemical plating), and spraying.

Mi電導体粉末またはその原料粉末を付着させ、これを
予備加熱処理したあと非超電導物質を被覆し、この工程
を所望回数族したのち最後に一括して加熱処理およびア
ニール処理を施すこともできる。
It is also possible to deposit Mi conductor powder or its raw material powder, preheat it, coat it with a non-superconducting material, repeat this step a desired number of times, and then finally heat and anneale it all at once.

第3図は本発明を実施するための装置の一例を示す竪型
連続製造ラインの概念図である。
FIG. 3 is a conceptual diagram of a vertical continuous production line showing an example of an apparatus for carrying out the present invention.

線やテープなどの線状の芯材1は、アンコイラ−2から
供給されガイド3,4を通って、分散液槽5に水密ダイ
ス6を通って導入され、上記槽5の中で分散液7が付着
され、槽5の出口にとりつけられた絞りダイス8で分散
液7の付着厚さが一定にされて送出される。消費された
分散液7は貯留槽9から連続的に補給される。芯材1の
表面に付着した分散液7は予備加熱室10で加熱され、
溶剤、増粘剤、添加剤などが蒸発、分解して除去され、
次いで焼結室11において原料粉末または超電導体粉末
が、超電導体に反応または/および焼結され、次いでア
ニーラ室12で化学組成などの調整がなされてのち、ガ
イド13を通ってリコイラー14に巻きとられる。
A linear core material 1 such as a wire or tape is supplied from an uncoiler 2, passes through guides 3 and 4, and is introduced into a dispersion liquid tank 5 through a watertight die 6. The dispersion liquid 7 is adhered thereto, and the adhesion thickness of the dispersion liquid 7 is made constant by a squeezing die 8 attached to the outlet of the tank 5, and then the dispersion liquid 7 is sent out. The consumed dispersion liquid 7 is continuously replenished from the storage tank 9. The dispersion liquid 7 adhering to the surface of the core material 1 is heated in a preheating chamber 10,
Solvents, thickeners, additives, etc. are removed by evaporation, decomposition, and
Next, the raw material powder or superconductor powder is reacted with the superconductor and/or sintered in the sintering chamber 11, and then the chemical composition etc. are adjusted in the annealer chamber 12, and then passed through the guide 13 and wound around the recoiler 14. It will be done.

本発明により得られる超電導線材の超電導特性は、加熱
処理条件によって大きく左右される。従って第1図に示
した加熱処理室11は、超電導体の組成ごとに実験を行
って、設備設計ならびに加熱条件の最適化が計られねば
ならない。加熱処理室のあとにアニール室を設け、ここ
で焼結温度より低い’/H度でアニールすることにより
酸素などの化学組成や結晶構造を調整して、TcやJ、
などの特性が向上される。
The superconducting properties of the superconducting wire obtained by the present invention are largely influenced by the heat treatment conditions. Therefore, in the heat treatment chamber 11 shown in FIG. 1, experiments must be conducted for each superconductor composition to optimize the equipment design and heating conditions. An annealing chamber is provided after the heat treatment chamber, and annealing is performed here at '/H degrees lower than the sintering temperature to adjust the chemical composition such as oxygen and the crystal structure.
Characteristics such as:

予備加熱室10で、液剤や添加剤を蒸発または分解させ
ておくことにより、そのあとの加熱処理やアニール処理
の作用が向上する。
By evaporating or decomposing the liquid agent and additives in the preheating chamber 10, the effects of subsequent heat treatment and annealing treatment are improved.

〔実施例〕〔Example〕

以下に本発明を実施例により具体的に説明する。 The present invention will be specifically explained below using examples.

サンプル作製は、第3図に示した竪型連続製造ラインを
用いて行った。
Sample preparation was performed using the vertical continuous production line shown in FIG.

実施例−1 251MφのMO線に、MgOをスパンタリング法によ
り厚さ0.5IIgA被覆した線を芯材とし、この芯材
を、粒径L5nのY+BazCusOy−δ粉末65%
、エチルセルロース(添加剤)10%、残部ブチルカル
ビノール(溶剤)からなる分散液中に通して分散液を付
着させ、60−φの絞りダイスを通し、これを予備加熱
室で600°C1分間大気加熱して添加剤および液剤を
蒸発、分解し、次いで加熱処理室で950’CI5分間
大気加熱した。しかる後720″Cで10分間大気中で
アニール処理した。
Example-1 A 251Mφ MO wire coated with MgO to a thickness of 0.5IIgA by a sputtering method was used as a core material, and this core material was coated with 65% Y+BazCusOy-δ powder with a particle size of L5n.
, passed through a dispersion consisting of 10% ethyl cellulose (additive) and the remainder butyl carbinol (solvent) to adhere the dispersion, passed through a 60-φ squeezing die, and heated in air at 600°C for 1 minute in a preheating chamber. The additives and liquid agent were evaporated and decomposed by heating, and then the mixture was heated in the atmosphere at 950'CI for 5 minutes in a heat treatment chamber. Thereafter, it was annealed at 720''C for 10 minutes in the air.

実施例−2 実施例−1と同じ芯材および分散液を用いて、分散液付
着と予備加熱処理の工程を3回繰り返してから焼結室で
950°C15分間大気加熱した。分散液槽出口の絞り
ダイス径は、1回ごとにそれぞれ35.45.60μと
した。これらのサンプルに更に790”C5分間のアニ
ール処理をした。
Example 2 Using the same core material and dispersion as in Example 1, the steps of dispersion deposition and preheating treatment were repeated three times, and then air heating was performed at 950° C. for 15 minutes in a sintering chamber. The diameter of the squeezing die at the outlet of the dispersion tank was set to 35, 45, and 60 μm each time. These samples were further annealed at 790''C for 5 minutes.

実施例−3 下記分散液を用い、その他は実施例−2と同し条件でサ
ンプルを作製した。分散液組成:Y2O。
Example 3 A sample was prepared using the following dispersion liquid and under the same conditions as Example 2 except for the following dispersion. Dispersion liquid composition: Y2O.

16%、B a COx 37%、Cu022%、エチ
ルセルロース(添加剤)10%、残部ヘキシレングリコ
ール(液剤)。
16%, B a COx 37%, Cu022%, ethyl cellulose (additive) 10%, balance hexylene glycol (liquid).

実施例−4 50−φのカーボンファイバにMgOを2μ被覆した線
を芯材とし、その他は実施例−2と同し条件でサンプル
を作製した。
Example 4 A sample was prepared under the same conditions as Example 2 except that a 50-φ carbon fiber coated with 2μ of MgO was used as the core material, and the other conditions were the same as in Example 2.

上記芯材は、粒径0.1−φのMgO粉末60%・エチ
ルセルロース25%、残部エチルカルビノールからなる
混合液をカーボンファイバに均一に付着させたのち、加
熱処理してエチルセルロースおよびエチルカルビノール
を蒸発、分解除去し、次いでアルゴン気流中で1500
℃の加熱処理を行って作製した。
The above core material is made by uniformly adhering a mixture of 60% MgO powder with a particle size of 0.1-φ, 25% ethyl cellulose, and the balance ethyl carbinol to carbon fibers, and then heat-treating the mixture to produce ethyl cellulose and ethyl carbinol. was evaporated, decomposed and removed, and then heated at 1500 °C in an argon stream.
It was produced by heat treatment at ℃.

実施例−5 実施例−4と同じ芯材および分散液を用いて、分+lk
液付着→600″CI分間の大気中予備加熱処理→95
0°C15分間の大気中焼結処理→厚さ1−のZro1
スバンタリングの工程を繰り返し3回1jいサンプルを
作製した。分散液槽出口の絞りダイス径は1回ごとにそ
れぞれ35.45.60.1111とした。しかるのち
、720℃で10分間大気中でアニール処理した。
Example-5 Using the same core material and dispersion as in Example-4, min+lk
Liquid adhesion → Preliminary heat treatment in air for 600″CI minutes → 95
Sintering treatment in the air for 15 minutes at 0°C → Zro1 with a thickness of 1-
The svantering process was repeated three times to produce 100 mm samples. The diameter of the squeezing die at the outlet of the dispersion liquid tank was set to 35, 45, 60, and 1111 mm each time. Thereafter, annealing treatment was performed at 720° C. for 10 minutes in the air.

実施例−6 分散液組成のBaC0,をバリウムエトキシドにかえ、
その他は実施例−3と同じ条件でサンプルを作製した。
Example-6 Changing BaC0 in the dispersion composition to barium ethoxide,
A sample was otherwise produced under the same conditions as in Example-3.

比較のため、下記条件でサンプルを作製した。For comparison, samples were prepared under the following conditions.

比較例−1 芯材にMgOを被覆しない25−φのMO線を用い、そ
の他は実施例−1と同じ条件でサンプルを作製した。但
し焼結処理後のアニール処理は行わなかった。
Comparative Example-1 A sample was prepared under the same conditions as Example-1 except that a 25-φ MO wire without MgO coating was used as the core material. However, no annealing treatment was performed after the sintering treatment.

比較例−2 比較例−1と同じ芯材を用い、分解槽出口の絞りダイス
の径を100μとし、その他は実施例−1と同じ条件で
サンプルを作製した。但し焼結処理後のアニール処理は
行わなかった。
Comparative Example-2 A sample was prepared using the same core material as in Comparative Example-1, with the diameter of the drawing die at the outlet of the decomposition tank being 100 μm, and under the same conditions as in Example-1. However, no annealing treatment was performed after the sintering treatment.

上記の実施例および比較例で作製したサンプル線材をそ
れぞれ100mφの円筒に巻きつけて′rCおよびJc
を4端子法により測定した。結果は第1表にまとめて示
した。
The sample wire rods produced in the above examples and comparative examples were wound around a 100 mφ cylinder, and 'rC and Jc
was measured by the four-terminal method. The results are summarized in Table 1.

第1表 *抵抗が完全に零になる温度 第1表より明らかなように、本発明方法品(実施例1〜
6)は比較方法品(比較例1.2)に較べてTc、Jc
とも高い値を示している。
Table 1 *Temperature at which the resistance becomes completely zero As is clear from Table 1, the products manufactured using the method of the present invention (Examples 1 to
6) has lower Tc and Jc compared to the comparison method product (Comparative Example 1.2).
Both show high values.

本発明方法品の中にあっては、超電導体層を1回被覆し
たもの(実施例1)より、3回繰り返し被覆しこれをア
ニール処理を施したもの(実施例2)は、更に高いTc
、Jcを示している。芯材にMgOを被覆したカーボン
ファイバーを用いたもの(実施例4)も高い値を示して
いる0以上は分散液に超電導粉末を分散させた場合の例
であるが、分散液に加熱処理により超電導体となる原料
粉末を分散させたもの(実施例3.6)も高い特性を示
している。特に超電導体層に非超電導体層を薄く同心円
状に内在および被覆させたもの(実施例5)はJcの値
が高い。
Among the products manufactured by the method of the present invention, those in which the superconductor layer was repeatedly coated three times and annealed (Example 2) had a higher Tc than those in which the superconductor layer was coated once (Example 1).
, Jc is shown. The one using carbon fiber coated with MgO as the core material (Example 4) also shows a high value.0 or more is an example when superconducting powder is dispersed in the dispersion liquid, but when the dispersion liquid is heated The material in which raw material powder to become a superconductor was dispersed (Example 3.6) also showed high characteristics. In particular, the superconductor layer in which the non-superconductor layer is contained and covered in a thin concentric manner (Example 5) has a high Jc value.

本発明方法品に対して比較方法品は、Tc、Jcとも低
い値で示しているが、比較例1は、芯材と超電導体層の
間に反応がおきたため、また比較例2にあっては超電導
体層が厚すぎて?00mφの円筒に巻きつけた際割れが
生じて、Tc、Jcとも低い値しか得られなかったもの
と推定される。
Compared to the product produced using the method of the present invention, the comparative method product shows lower values for both Tc and Jc, but in Comparative Example 1, there was a reaction between the core material and the superconductor layer, and in Comparative Example 2, Is the superconductor layer too thick? It is presumed that cracks occurred when it was wound around a cylinder of 00 mφ, and only low values of Tc and Jc were obtained.

以上本発明の実施例を第1図に示した装置により説明し
たが、本発明を実施する装置は、上記装置に限定される
ものではなく、多くの改良方法が考えられ、例えば設備
を水平に配置して用いることもできる。
Although the embodiment of the present invention has been described above using the apparatus shown in FIG. It can also be placed and used.

〔効果〕〔effect〕

以上述べたように本発明によれば、T、、J。 As described above, according to the present invention, T., J.

などの特性に優れたセラミックス超電導線材をきわめて
能率よ(製造することができる。また第1図に示したよ
うな装置において、多本掛けとすれば同時に多数の線を
処理することができ、これらの線を撚線にして用いれば
、マグネットやケーブルなど大電流を必要上する導体に
も適用することができ、工業上顕著な効果を奏する。
Ceramic superconducting wires with excellent properties such as If the wires are twisted and used, it can be applied to conductors that require large currents, such as magnets and cables, and has a remarkable industrial effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1.2図は本発明により、製造されるセラミックス超
電導線材の一例を示す断面図、第3図は本発明を実施す
るための装置の一例を示す竪型連M製造ラインの概念図
である。 !、al〜a6・・・芯材、 b1〜blO・・・超電
導体層、01〜c4・・・非超電導物質層、 dl・・
・バリヤー、2・・・アンコイラ−13,4,13・・
・ガイド、  5・・・分散液槽、 6・・・水密ダイ
ス、 7・・・分散液、8・・・絞りダイス、 9・・
・貯留槽、 lO・・・予備加熱室、11・・・加熱処
理室、 12・・・アニーラ室、 14・・・リコイラ
ー。
Fig. 1.2 is a cross-sectional view showing an example of a ceramic superconducting wire manufactured according to the present invention, and Fig. 3 is a conceptual diagram of a vertical continuous M production line showing an example of an apparatus for carrying out the present invention. . ! , al-a6... core material, b1-blO... superconductor layer, 01-c4... non-superconducting material layer, dl...
・Barrier, 2... Uncoiler - 13, 4, 13...
・Guide, 5... Dispersion liquid tank, 6... Watertight die, 7... Dispersion liquid, 8... Squeezing die, 9...
・Storage tank, lO... Preheating chamber, 11... Heat treatment chamber, 12... Annealer chamber, 14... Recoiler.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)耐熱性物質からなる線状の芯材を、超電導体粉末
または加熱処理することにより超電導体となる原料粉末
が液剤に分散した分散液中を連続的に通過させて、上記
芯材上に電導体粉末またはその原料粉末を付着させる工
程、および上記付着体に予備加熱処理を施して液剤を蒸
発分解除去する工程を順次施す工程を所望回数施したの
ち、加熱処理を施して、付着させた超電導体粉末の焼結
または、原料粉末を超電導体に反応・焼結させて芯材に
固着させる工程を施し、次いでアニール処理により超電
導体の化学組成および結晶構造を調整する工程を施すこ
とを特徴とするセラミックス超電導線材の製造方法。
(1) A linear core material made of a heat-resistant substance is continuously passed through a liquid dispersion in which superconductor powder or raw material powder that becomes a superconductor by heat treatment is dispersed in a liquid agent, and the core material is After performing a desired number of steps of sequentially applying a conductor powder or its raw material powder to the substrate and preheating the adhered body to remove the liquid agent by evaporation and decomposition, heat treatment is performed to cause the adhesion to take place. The superconductor powder is sintered, or the raw material powder is reacted and sintered with the superconductor to fix it to the core material, and then the chemical composition and crystal structure of the superconductor are adjusted by annealing. A method for producing a featured ceramic superconducting wire.
(2)芯材の断面が円形または平角形で、その半径また
は厚さが10〜75μmの範囲にあることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載のセラミックス超電導線材の
製造方法。
(2) The method for manufacturing a ceramic superconducting wire according to claim 1, wherein the core material has a circular or rectangular cross section and a radius or thickness in the range of 10 to 75 μm.
(3)超電導粉末またはその原料粉末を、芯材の半径ま
たは厚さの10〜50%の厚さに付着させることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載のセラミックス超電導
線材の製造方法。
(3) The method for manufacturing a ceramic superconducting wire according to claim 1, characterized in that the superconducting powder or its raw material powder is adhered to a thickness of 10 to 50% of the radius or thickness of the core material.
(4)超電導体粉末またはその原料粉末を分散させた分
散液が増粘剤または/および分散剤が添加されているも
のであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
セラミックス超電導線材の製造方法。
(4) The ceramic superconducting wire according to claim 1, wherein the dispersion in which the superconductor powder or its raw material powder is dispersed contains a thickener and/or a dispersant. manufacturing method.
(5)芯材が、その表面に、超電導体またはその原料粉
末との反応を抑えるため低反応性物質が被覆されている
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
のセラミックス超電導線材の製造方法。
(5) The ceramic according to claim 1, wherein the core material has a surface coated with a low-reactivity substance to suppress reaction with the superconductor or its raw material powder. A method for manufacturing superconducting wire.
(6)耐熱性物質からなる線状の芯材を、超電導体粉末
または加熱処理することにより超電導体となる原料粉末
が液剤に分散した分散液中を連続的に通過させ、上記芯
材上に超電導体粉末またはその原料粉末を付着させる工
程、上記付着体に予備加熱処理を施して液剤を蒸発分解
除去する工程、上記の溶剤を除去した付着体に加熱処理
を施して付着させた超電導体粉末を焼結または原料粉末
を超電導体に反応・焼結して芯材に固着させる工程およ
び上記の芯材に固着された超電導体上に非超電導体物質
を被着する工程を順次施す工程を所望回数施したのち、
更にアニール処理により超電導体の化学組成および結晶
構造を調整する工程を施すことを特徴とするセラミック
ス超電導線材の製造方法。
(6) A linear core material made of a heat-resistant substance is continuously passed through a liquid dispersion in which superconductor powder or a raw material powder that becomes a superconductor by heat treatment is dispersed in a liquid agent, and the core material is placed on the core material. A step of adhering superconductor powder or its raw material powder, a step of preheating the adhered body to remove the liquid agent by evaporation and decomposition, and a superconducting powder adhered by applying heat treatment to the adhered body from which the solvent has been removed. It is desirable to sequentially perform a step of sintering the superconductor or reacting and sintering the raw material powder with the superconductor to fix it to the core material, and a step of depositing a non-superconductor substance on the superconductor fixed to the core material. After applying several times,
A method for producing a ceramic superconducting wire, further comprising a step of adjusting the chemical composition and crystal structure of the superconductor by annealing.
(7)芯材の断面が円形または平角形で、その半径また
は厚さが10〜75μmの範囲にあることを特徴とする
特許請求の範囲第6項記載のセラミックス超電導線材の
製造方法。
(7) The method for producing a ceramic superconducting wire according to claim 6, wherein the core material has a circular or rectangular cross section and a radius or thickness in the range of 10 to 75 μm.
(8)芯材の半径または厚さの5〜50%になるように
超電導粉末またはその原料粉末を付着させることを特徴
とする特許請求の範囲第6項記載のセラミックス超電導
線材の製造方法。
(8) The method for manufacturing a ceramic superconducting wire according to claim 6, characterized in that the superconducting powder or its raw material powder is adhered in an amount of 5 to 50% of the radius or thickness of the core material.
(9)超電導体粉末またはその原料粉末を分散させた分
散液が増粘剤または/および分散剤が添加されているも
のであることを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の
セラミックス超電導線材の製造方法。
(9) The ceramic superconducting wire according to claim 6, characterized in that the dispersion in which the superconductor powder or its raw material powder is dispersed contains a thickener and/or a dispersant. manufacturing method.
(10)芯材が、その表面に超電導体またはその原料粉
末との反応を抑えるための低反応性物質が被覆されてい
るものであることを特徴とする特許請求の範囲第6項記
載のセラミックス超電導線材の製造方法。
(10) The ceramic according to claim 6, wherein the core material has a surface coated with a low-reactivity substance for suppressing reaction with the superconductor or its raw material powder. A method for manufacturing superconducting wire.
(11)非超電導物質がCu、W、Mo、Ni、Al、
Sb−Pbの群から選ばれたいずれかの金属材料である
ことを特徴とする特許請求の範囲第6項記載のセラミッ
クス超電導線材の製造方法。
(11) The non-superconducting material is Cu, W, Mo, Ni, Al,
7. The method of manufacturing a ceramic superconducting wire according to claim 6, wherein the material is any metal material selected from the group of Sb-Pb.
(12)非超電導物質がガラス、ガラス・セラミックス
、Al_2O_3、Y_2O_3、CuO、CaO、M
gO、ZrO_2、BaO、SrO、Ln_XO_Y(
Ln:レアアース)の群から選ばれたいずれかの無機材
料であることを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の
セラミックス超電導線材の製造方法。
(12) Non-superconducting material is glass, glass ceramics, Al_2O_3, Y_2O_3, CuO, CaO, M
gO, ZrO_2, BaO, SrO, Ln_XO_Y(
7. The method for manufacturing a ceramic superconducting wire according to claim 6, wherein the material is any inorganic material selected from the group of Ln: rare earth.
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