JPH02132712A - 超電導セラミックス体の製造方法 - 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、酸化物系超電導体の製造方法に関する．特に
、超電導セラミックス体を成形するに際して、得られる
臨界電ｄＣ密度等超電導特性の向」ニの期待される超電
導セラミ・／クス成形体の製造方法に関する． ［従来の技術コ Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系、Ｌ．ａ−Ｂａ−Ｃｕ−０系、Ｂ
　ｉ−Ｓ　ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系、Ｔｉ−Ｂａ−Ｃａ−
Ｃｕ−０系等の超電導セラミックス原料を成形する場合
、一般に超電導酸化物粉末を線材に成形するが、金属パ
イプ中に超電導セラミ・／クス粉末を充填した後に、圧
延、引き抜き又は押出等の加工処理或いは／及び熱処理
によって、線材に加１：できる。

然し乍ら、この方法では、臨界電流密度は、セラミック
ス粉末の加工による配自と、焼結時の自己配向性に依存
するだけであり、また、それは、そのような方法で製造
される場合では、得られるセラミックス粉末の配向性は
、非常に低いものである．従って、従来の方法で得られ
る焼結セラミックス超電導体では、配向性はズ１どなく
、臨界電流密度を、あるレベル以上に上げることは、非
常に困難なものである． 例えば、Ｙ　Ｂ　ａ　ｒｃ　ｕ　ｓｏ，−８の酸化物は
、層状の結晶構造を成している．従って、臨界温度、臨
界電流密度にも非常に大きな異方性があることが当然予
想される．このような大きな異方性があると、無秩序な
方位の多結晶体から構成されている場合は、都合の悪い
方位の結晶によって全体の特性が制約きれてしまう． ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、酸化物超電導成形体が、結晶性の配向がラン
ダムであることによる、臨界電流密度を、ある程度以上
、高めることにできないという問題を解決し、臨界電流
密度を向上いせた、酸化物系超′７Ｉｔ導線材の作製方
法を提供することを目的とする．即ち、本発明は、以上
の問題を解決するために、超電導材結晶の異方性に注目
し、検討の結果、セラミックスの結晶の異方性を逆に利
用することにより、臨界電流密度の向上を図ったもので
ある。即ち、本発明は、酸化物超電導材料スラリーをシ
ース材パイプに充填するに際にして、電流付加又は磁界
付加により、超電導セラミックス体の結晶異方性に対す
る配向を、高くし、臨界電流密度を向上させた、酸化物
系超電導線材の製造方法を提供することを目的とする．
即ち、本発明は、セラミックス系超電導材の線材化にお
いて、臨界電流密度が低いという問題点を解決すること
を１１的とする． ［問題点を解決するための手段］ 前記のような超電導セラミックス物質の線材化を４町さ
るために、本発明は、酸化物系超′肛導材を泥漿鋳込法
による超電導セラミックス体の製造方法において、酸化
物超電導材の泥漿を鋳込むとき又はその鋳込物が固化す
“るときに、その鋳込物の中に、電流又は磁界若しくは
両方を付加しながら、それを行なうことを特徴とする超
電導ヒラミックス体の製造゛ノｊ法を提供１−る。そし
て、付加した電流若しくは磁界により、成形体中に発生
する発熱を利用して、その固化を促進することが好適で
ある． Ｌ　ａ　−　Ｍ　−　Ｃ　ｕ　−　０系（Ｍ−Ｂａ又は
Ｓｒ）、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系、Ｂ　ｆ−Ｓ　ｒ−Ｃａ
−Ｃｕ一〇系、Ｔｉ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０系などの酸
化物系高温超電導セラミックス物質は、通常、原料粉末
を組合せ混合し、１次焼成し、成形焼結して、超電導材
を作製し、得られた超電導材粉末による泥漿を作製し、
それを、一般に鋳込型中に鋳込んだ後に、圧延、引き抜
き又は押出加工等によって超電導材の線材化がな建れる
ものである．この際に、超電導材粉末泥漿を、鋳込み型
中に鋳込むときに、セラミックス粉末泥漿体に、電流又
は磁界を付Ｕ，シつつ、充填することにより、充填され
るスラリ一体中の超電導粉体に配向性を持たせるもので
ある．このようにして鋳込んだ超電導材形成体を焼成処
理し、焼結すると、超電導材粒子の結晶配向性が揃った
超電導材成形体が得られ、臨界温度、臨界電流密度値の
向上した超電導材成形体を製造できる． ［作用コ 異Ｊｊ性のある超電導材料は、その結晶軸の方向により
抵抗値が違うことが、知られている。その違いを利用し
て、超電導材料粉末泥漿（スラリ）を、鋳込型中に鋳込
むに際して、ｉｔ流又は磁界を付Ｕ．シ、若しくは、そ
の両一ノｊを付与４゜ると、それによって、超電導材料
スラリー中の粒了・は、電流を流しやすい方向、或いは
磁束をより安定にするりｊ向に、揃うものである．即ち
、第１図に示すように、超電導材粒子が配向する．その
結果、得られゐ鋳込成形体の結晶づｊ位が、第１図ｂに
示すように、揃ったものが得られる．即ち、超電導材粒
子１は、電流（ｉ）又は磁束（φ）が付与され、超電導
材泥漿が鋳込されると、電流（＋）又は磁束（φ）の付
ケ．かないで充填された場合は、第１　１９Ｑａの如く
ランダムな方向に並ぶが、電流（ｉ）又は磁束（φ）が
付与されつつ充填された場合は、結晶のＣ軸又はａ，ｂ
軸に揃うように、第１図ｂのように、並び、泥漿中の超
電導材粒子が配向したもので得られる． 電流付加の場合．電流（＋）が、シース材に流れずに、
鋳込んだ超電導材泥漿の中をｄεれるだけに、電位（ｖ
）を与える必要がある．この電位は、実験により決める
ことができる． 磁界付加の場合、超電導材結晶の配向性を向上させるた
めに、付加する磁束密度と鋳込んだ泥漿中の超電導材粒
子の粒径とを適当に選択しなければならない．粒子の配
向性を揃えるためのエネルギーは、その粒子径に依存す
る。従って、できるだけ、小さい粒子径のものを使用す
ることが、好適である．また、付加する磁束密度もでき
るだけ、大きいものが、よい．通常、０．５Ｔ〜２Ｔの
範囲が好適である。

［実施例］ 次に、本発明による超電導材粉末或いは溶融体の充填方
法を、第２図及び第３図Ａ％Ｂにより説明する． 然し乍ら、本発明は、この説明により限定されるもので
はない． 第２図は、超電導材泥漿１に電流を付与しながら充填す
るフｊ法を示す．即ち、鋳込型１の中に、階化物系超電
導材、例えば、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超電導材泥漿１を
充填する． 即ち、　超電導材鋳込泥漿１に電極３を通して、導線５
を接続し、また、そのパイブ１の底部に電極３を通して
、導線５を接続し、定Ｔｌｔ流若しくは定電圧電ｆＡ４
より、電流６を流しながら、泥漿１を鋳込む． この際に、Ｍ．源４より供給きれた電流６は、バイブ１
内部の泥漿１の中の粒了−に配向性をリ．λ，るものと
なる． この際に、電ｆＡ４から供給された電流６は、超電導材
泥漿粒子１の方向性を揃える外力になる．この外力を用
いて、結晶のＣ軸（或いはａ，ｂ軸）が、線材断面に平
行な方向に向くように、電流６の向きを決めれば、配向
された超電導材粒了−１による超電導線材の臨界１！流
密度値は、本発明の方法によらない場合よりも、高くな
る．以トのような鋳込中に電流付与して、製造した超電
導線材とＴＬ流付与処理のないで製造した超電導線材の
、超電導材粒子の配向性を、Ｘ線回折観察で測定した結
果を次の第１表に示す．第１ｉ イｄ５ 配向処理した超電導材　：ｃ／ａ．　ｂ＝３５２（Ｊｃ
＝４７ＯＡ／ｃｍ’　）配向処理しない超電導材：ｃ／
ａ．　ｂ＝２３％（Ｊｃ＝１８ＯＡ／ｃｍ’　）このよ
うに、Ｍｌ流付加により鋳込んで、製造した超電導線材
の配向性を改善し、臨界電流密度値を高めることができ
る． この電流付加により超電導材粉末粒子の配向性を改善し
、臨界電流密度値を高める場合では、シース材のための
バイブ材料としては、超電導材の抵抗値よりも低いと、
付加電流は、金属パイプの方に流れてしまうので、金属
パイプ材料は、なるべく抵抗値の高いものを使用すべき
である．次に、泥漿鋳込中の超電導線材粒子に磁界を与
えることにより、超電導材の異方性の配向を揃える方法
を、第３図Ａ，Ｂにより、説明する。

即ち、’ｌ！？ＪＣ６の代わりに磁界磁束７を用いたも
のであり、磁束７を付加するための１つの方法は、第３
図Ａに示すように、鋳込金属シース材パイプの周りに電
線５をフイル状に巻き、その電線５に電流を流すと、慇
東７で示すように、磁界が生じる．すると、この磁東７
に揃うように、泥漿の超電導材粒了゛１が配向するもの
である。

他の１つの磁界付加するだめの方法は、第３図Ｂに示す
ように、磁石９を用いるイ）のである．即ち、磁石９を
、図示のように金属シース材バイブ２の周りに設置する
ことにより、バイブ内に磁束７が生じて、その中に泥漿
超１ＩＬ導材粉末２が、鋳込まれる．すると、泥漿中の
超１Ｉｆ．導材粉末粒Ｔ１は、第１図のように、結晶方
位を揃えて、鋳込まれ、成形される． 以」；の方法に代えて、上記の第２図と第３図の両方、
即ち、Ｔｒ！．流付加及び磁界付加の両方を適用しなが
ら、超電導材泥漿２をバイブ１中に鋳込む。この場合は
、超電導材泥漿２中を’ｒＩｔ流６を流した効果と、超
電導材泥漿２に磁東７を与えることにより生じる磁界磁
東７による効果が、泥漿中の超電導材粒子に同じ配向性
を有するように、超電導材の特性及びその粒子の配向性
を考】但しなけれならない。

同時に、電流付加の場合は、超電導材泥漿粉体の中をＴ
ｒ．流が流れ、超電導材泥漿粉体は、抵抗加熱により熱
せられる．また、磁界付加の場合は、フイル中に交流電
流を流すと、超電導材泥漿粉体の中に誘導電流が流れ、
この場合も、抵抗加熱が生じる．従って、本発明により
、超電導材泥漿粉体を鋳込む場合に、超電導材泥漿粉体
は、加熱され、ある程度は、エネルギーが少なくてよい
か、或いは加熱の必要がなくなる． ［発明の効果］ 本発明による酸化物系超電導材の線材の製造方法により
、 第１に、超電導材泥漿粉末を充填する際に、超電導体の
異方性を利用して、粒子に配向性を揃え、得られる臨界
ｔ流密度値を高めることのできる製造方法を提供したこ
と、 第２に、そのために、超電導材泥漿粉末鋳込時に、結晶
方向を線材の断面平面に対して、平行な向きに揃えるこ
とにより、得られる線材の臨界電流密度を］−げること
ができる製造方法を提供すること、そして、 第３に、超電導材泥漿粉末のシース材中に充填しながら
電流付与又は磁界付与Ｖるために、加熱のための炉加熱
を省略、或いは少なくできる製造方法を提供４−ること
、などの 顕著な技術的効果が得られた．

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の超電導線材の製造方法による超電導
材料の泥漿粒Ｔ一の結晶の構造が、再配列する様子を模
式的に示ｒ説明図である．第２図は、本発明による超電
導線材の製造方法の１例に使用する装置を模式的に示す
斜視図である． 第３図Ａ，Ｂは、本発明による超電導線材の製造方法の
他の１例に使用Ｖる装置を模式的に示す斜視図である． ［主要部分の符号の説明コ ｉ　．．．．．．．．超電導材泥漿粒子２　．．．．．
．．　　シース材用パイブ３　．．．．．．．電極 ４．．．　電源 ６　．．．．．．．．′ＦＬ流 ７　．．．．．．．．磁界磁束 ９　．．．．．．．．磁石 ｓ　．．．．．．．．１！腺

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化物系超電導材を泥漿鋳込法による超電導セラ
   ミックス体の製造方法において、酸化物超電導材の泥漿
   を鋳込むとき又はその鋳込物が固化するときに、その鋳
   込物の中に、電流又は磁界若しくは両方を付加しながら
   、それを行なうことを特徴とする超電導セラミックス体
   の製造方法。
2. （２）付加した電流若しくは磁界により、成形体中に発
   生する発熱を利用して、その固化を促進することを特徴
   とする請求項１記載の超電導セラミックス体の製造方法
   。