JPH0193464A - 酸化超伝導性材料の超伝導体 - 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】 本発明は酸化超伝導性材料（ｏｘｉｄｉｃ　５ｕｐｅｒ
ｃｏｎｄｕｃ−ｔｉｖｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ）の超伝導
体に関する。

Ｂａ＋　Ｌａ、　ＣｕおよびＯからなる酸化超伝導性材
料はＪ、Ｇ、ベトノルズおよびに、Ａ、ミュラー氏ｒＺ
、Ｐｈｙｓ、　Ｂ　Ｊ６４、　Ｐ、１８９〜１９３　（
１９８６）に記載されている。この場合、Ｂａを、例え
ばＳｒで置換することができる。

上記文献に記載されている材料は約４０にの転移温度Ｔ
ｃ以下の温度で超伝導になる。

組成物ＹＢａｚＣｕ３（１）−δ（ここにδは、例えば
０〜１の数値を示す）の超伝導性材料はＰ、Ｍ、グラン
ド氏らｒＰｈｙｓｉｃａｌ　Ｒａｖｉｅｗ　Ｂ　Ｊ　３
５（１３）Ｐ、７２４２〜７２４４（１９８７）に記載
されている。この材料において、Ｙを特にＬａおよび希
土類金属で置換し、およびＢａを例えばＳｒ”ｉ’置換
した材料はＴｃ　＝　９０に以下の温度で超伝導になる
。酸素を、Ｔｃを高める弗素で１部置換することができ
る。

上述する酸化超伝導性材料はこの材料の適用性に有利で
ある転移温度Ｔｃの高い値で特徴づけられている。他の
望ましくない特性は、これまで、特に超伝導性材料が担
体上に薄膜の形態で用いられていない用途分野に関係す
る場合に、これらの材料の広い適用範囲を妨げている。

臨界電流密度、すなわち、材料が、もはや超伝導になら
ない電流密度は多くの適用に対して低くすぎる。また、
耐湿性が望ましくない。特に、機械的特性が悪い。

材料は砕けやすく、低い引裂抵抗および引裂強さ、およ
び耐老化性挙動を有している。

本発明の目的は、転移温度Ｔｃを所望の高い値で維持す
る、改良された機械的特性およびたかめられた臨界電流
密度を有する超伝導性材料を提供することである。

本発明は、上述する超伝導性材料において、酸化性材料
（ｏｘｉｄｉｃ　ｍａｔｅｒｉａｌ）が、少なくとも表
面が金属、または金属合金からなる微細形状の粒子を混
入するマトリックスを形成するようにしたことを特徴と
する。ここに「金属」とは後述する金属合金を包含する
ものと理解すべきである。

上記材料の追加利点は、超伝導性挙動をある手段または
他の手段、例えば温度を高めることによって抑制する場
合に、良好な熱伝導率および電導率を残存することであ
る。この保護作用は、例えば４０容量％までの粒子を用
いることのできる複合材料の高い充填度（ｆｉｌｌｉｎ
ｇ　ｄｅｇｒｅｅ）によって特に達成する。

使用する粒子は、例えばセラミック材料のコアおよび金
属のクラッドからなり、これにより粒子がマトリックス
材料の膨脹率に適合する膨脹率を示すようにできる。斜
方晶系超伝導形態のＹＢａ、Ｃｕ、０．　δの膨脹率は
約１３　・１０−’／　”Ｃである。

１例において、粒子を、もっばらｌまたは２種以上の金
属から形成できる。この粒子は、特に引張強さを加える
のに適当である。金属粒子を用いる場合、膨脹率は金属
が塑性的に（ｐｌ、ａｓｔｉｃａｌｌｙ）変形するため
に、特に臨界的でない。

有機結合層は粒子に設けることができない。なぜならば
、この結合層はマトリックス材料を焼結する高い温度に
絶えることができないため、および残留部分が超伝導性
材料の組成に望ましくない影響を与えるためである。

粒子は、例えば球状または薄片状にできる。本発明によ
る材料の好ましい例では、繊維の形状で用いることがで
き、これにより特に良好な機械特性を得ることができる
。繊維は２鴫以下の長さおよび５〜１００μｍの直径を
有するのが好ましい。繊維は種々の手段、例えば任意延
伸（ａｒｂｉｔｒａｒｉｌｙｏｒｉｅｎｔｅｄ）または
一定方向延伸（ａｎ　ｏｒｉｅｎｔｅｄ）状態で用いる
ことができる。例えば、繊維としては、混合中損傷しな
い、しかもマトリックス材料の焼結中沈殿固化により強
化される延性材料からなる繊維を用いることができる。

金属と超伝導性材料との反応を防止するために、粒子は
銀および金から選択する金属からなる表面を用いるのが
好ましい。これにより、超伝導性材料における酸素含有
量および銅イオンの原子価の撹乱を妨げることができる
。これらは、超伝導性挙動についておよび転移温度Ｔｃ
の高い値について重要である。銀および金の選択は、こ
れらの金属が超伝導性材料と反応しないという条件に基
づいて定められる。酸素に対する親和力が低く、および
これらの金属が多価でないために、銅イオンの原子価に
影響を与えない。比較的にソフトな金属、すなわち、金
および銀の繊維は、これらの金属が複合材料の延性を高
めるために効果的に用いることができる。本発明におい
て、材料の特に適当な例としては、粒子を銀または金の
クラッドを有する鉄−ニッケル−クロム合金の繊維の形
態で用いることができる。この合金は、必要に応じて、
他の元素、例えばＭｏおよびＣを含めることができる。

超伝導性金属の針金に細孔（ｐｏｒｅ）を設ける多孔性
セラミンク材料からなる超伝導性材料はドイツ特許第１
３０２００７号明細書に記載されている。この場合、マ
トリックスは超伝導性でない。この構造は特に好ましい
機械的特性を有しておらず、このために超伝導性挙動を
失わないように大きい磁界を作用できる場合においてだ
け用いることができる。

次に、本発明を特定の実施例に基づいて説明する。

実」１舛 この例においては約１ｍｍの平均長さおよび約８μｍの
平均直径を有する金属繊維を用いた。この繊維は２２重
量％のＣｒ、１８重量％のｒｅ、４８重量％のＮｉ、９
重量％のＭｏおよび残部のＣ，ＣｏおよびＷからなる。

この合金の膨張率は約１２・１０−ｂ／　’Ｃであった
。繊維は約１μｍ厚さの銀の緻密なりラッドで被覆した
。

金属繊維を水洗し、次いで乾燥し、１．５Ｍメツシュの
篩に通した。３０容量％の金属繊維および７０容量％の
ＹＢａｚＣｕ：＋０６．７の混合物を作った。

混合すべき混合材料６０ｇおよびブタノン１２０ｇをコ
ーヒー粉砕機中で５秒間にわたり緊密に混合した。次い
で、混合物をコーヒー粉砕機の壁からかき落とし、更に
５秒間にわたってかきまぜた。

金属繊維を、できるだけ破砕しないようにするために、
選定時間を短くした。

生成した素材（ｍａｓｓ）を乾燥した。１．５　ｆｆｏ
］Ｉメツシュの篩により粗い粉末に破砕しおよび細くし
て、ケークを形成した。粉末は金属繊維およびセラミッ
ク粒子からなる粗粒（ｇｒａｉｎｓ）からなる。

粉末を、例えばポリメチルメタクリレートの合成樹脂型
に、５Ｍ厚さの層の状態で入れ、この場合、次の層を入
れる前に、常に前の層をなめらかにし、キャビティの形
成を防止するようにした。

次いで、粉末を、最終生成物の大きさに影響するが、１
０７〜５・１０’Ｐａの圧力を用い所望の形状に圧縮し
た。

次いで、中間生成物を油容器中で等圧圧縮して緻密にし
、生成物を注意して包装して油との直接接触を避けるよ
うにした。圧力は５・１０’Ｐａにした。

最後に、生成物を窒素雰囲気中、７・１０’Ｐａの圧力
で熱圧した。加速速度を２００°ｃ／ｈにし、生成物を
９５０°Ｃのピーク温度に１５分間維持した。焼結を行
うこの工程は、金属繊維に損傷を与えないように、でき
るだけ短い時間で行った。

生成物は、正確な量の酸素を超伝導性材料に存在する必
要があるために、酸素雰囲気中で除々に冷却した。

生成物は良好な機械的特性を有し、かつ極めて均質で高
い値の臨界電流密度を有していた。

特許出願人　　　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイ
ランペンファブリケン

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．酸化性材料が、少なくとも表面が金属または金属合
   金からなる微細形状の粒子を混入するマトリックスを形
   成するようにしたことを特徴とする酸化超伝導性材料の
   超伝導体。
2. ２．粒子がセラミック材料のコアおよび金属のクラッド
   からなる請求項１記載の超伝導体。
3. ３．粒子が１または２種以上の金属からなる請求項１記
   載の超伝導体。
4. ４．粒子を繊維の形態で用いる請求項１，２または３記
   載の超伝導体。
5. ５．繊維は２ｍｍ以下の長さおよび５〜１００μｍの直
   径を有する請求項４記載の超伝導体。
6. ６．粒子の表面は金属からなり、この金属は銀および金
   から選定した請求項１記載の超伝導体。
7. ７．粒子を銀または金のクラッドを有する鉄−ニッケル
   −クロム合金の繊維の形態で用いた請求項６記載の超伝
   導体。