JPH02152115A - 酸化物超電導線条体の製造方法 - 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】 Ｃ産業上の利用分野〕 本発明は酸化物超電導線条体の製造方法に関するもので
あり、特に寸法精度が良好で、可撓性を有しており、し
かもロー界電流密度（Ｊｃ）が高い酸化物超電導線条体
の製造方法に関するものである− 〔従来の技術〕 アルカリ土金属、希土類元素、銅及び酸素からなる酸化
物超電導体はロー界温度（Ｔ、）が高く、その応用が期
待されているが、該酸化物超電導体は一般に線条体に加
工する事が困難であり、通常酸化物超電導体となし得る
酸化物のむ）床材料を銀、恨合金或いは銅合金等の金属
管内に充填し、これを伸線、スウェージング、溝ロール
等により所望寸法の線条体に冷間加工し、更に熱処理を
施して酸化物超電導線条体としていた。

発明者等は先に連続した線条体を能率良く製造する方法
として、酸化物超電導体となし得る酸化物を加熱溶融し
て、その中に芯材を連続的に通過させ、該芯材の周囲に
溶融酸化物を付着凝固せしめ、ついで熱処理を施して酸
化物超電導線条体を製造する方法（ディッピング法）を
開発した。

〔発明が解決しようとするｉ！ｌ！題〕然しなから前記
ディッピング法においては、芯材の周囲に付着した溶融
酸化物の表面張力等によって、第４図に示す様に得られ
た線条体の外径変動が著しく、均一な厚さの酸化物超電
導体被覆層を持った線条体を得る事が困難であった。即
ち第４図は、芯材ｌの周囲に酸化物超電導体１２が被覆
された複合線条体５の一例を示す縦断面図であって、酸
化物超電導体１２の厚さが場所によって著しく変動して
いる。

又この様に局部的に酸化物超電導体被覆層が厚い箇所が
あると、線条体の可撓性が悪くなり、その後の成形加工
（例えばコイリング等）時、或いは取扱時に破損し易い
という問題点があった。

更にこの様な複合線条体を熱処理して得られた酸化物超
電導線条体は通常結晶方位がランダムであり、その為臨
界電流密度（Ｊ、）が低いという問題があった。

〔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、寸法精度が良好で、可
撓性を有しており、しかも結晶配向性を存していて、臨
界電流密度（Ｊ、）が高い酸化物超電導線条体の製造方
法を提供する事であ即ち本発明は、酸化物超電導体とな
し得る酸化物を加熱）容量し、その中に芯材を通過させ
、該芯材の周囲に溶融酸化物を付着凝固せしめ、ついで
熱処理を施して酸化物超電導線条体を製造する方法にお
いて、溶融状態の酸化物を芯材に被覆した直後に、前記
酸化物の融点以上に加熱したダイスを通過させ、得られ
た複合線条体を前記酸化物の融点以上に加熱して所定時
間保持した後、ｌＯ°Ｃ／ｍｉｎ以下の冷却速度で一方
向に徐冷する事を特徴とする酸化物超電導線条体の製造
方法である。

本発明方法は、酸化物超電導体となし得る溶融状態の酸
化物を芯材に被覆した直後に、前記酸化物の融点以上に
加熱したダイスを通過させる事によって、酸化物被覆層
の厚さを均一な厚さにし、又この様にして得られた複合
線条体を前記酸化物の融点以上に加熱した後、ＩＯ’ｃ
／ｍｉｎ以下の冷却速度で一方向に徐冷する事によって
、結晶配向性を生じさせ臨界電流密度（ＪＣ）を高めよ
うとするものである。

本発明において、芯材に前記溶融状態の酸化物を被覆す
る厚さが片側で１０μｍを超えると、これを後に熱処理
して得られる酸化物超電導線材は可撓性が悪（なり、成
形加工時、或いは取扱時に破損し易いので、芯材上の酸
化物の溶融体の被覆厚さは片側で１０μｍ以下になる様
にダイス径を選定する事が望ましい。

又前記ダイスの温度が用いた酸化物の融点未満であると
、ダイス入口近傍で酸化物が凝固して、蓄積し、得られ
た？ｙ合線条体の断線の原因となるので、ダイス温度は
用いた酸化物の融点以上にする事が望ましい、更にダイ
スの材質としては、強度、酸化物との反応性等を考慮し
て、Ｐｔ合金（ＰＬ−Ｒｈ等）又はＺｒ、Ｏ，、ＭｇＯ
等ノモノセラミックスいる事が好ましい。

次にこの様にして得られた複合線条体を加熱する温度は
、酸化物の融点未満であると充分な結晶配向性が得られ
ないので、該酸化物の融点以上に加熱する必要がある。

又加熱後の冷却速度が１０”Ｃ／　ｍ　ｉ　ｎを超える
とやはり充分な結晶配向性が得られないので、ｌＯ°Ｃ
／ｍｉｎ以下の冷却速度で一方向に徐冷する必要がある
。

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
。第１図及び第２図は本発明方法により芯材の周囲に溶
融状態の酸化物を付着凝固せしめた複合線条体を製造す
る方法の一例を示す説明図であって、１は芯材、２はヒ
ーター、３は酸化物超電導体となし得る酸化物の融液、
４はルツボ、５は複合線条体、６はヒーター、７はダイ
ス、８は冷却ノズルである。而して溶融状態の酸化物の
被覆方法としては第１図の如く酸化物融液３が表面張力
で盛り上がった箇所を水平方向に芯材ｌを通過させる。

第２図の如く酸化物融液３内を垂直方向に芯材１を通過
させる等が一般的であるが、これに限られるものでない
。

先ず予め仮焼成した粉末（例えばＹ　−Ｂ　ａ　−Ｃｕ
−０系では、Ｙ２Ｏ１、ＢａＣ０ｔ及びＣｕＯ粉末、Ｂ
　１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系では、Ｂｉ。

０３．５ｒＣＯｉ、Ｃａ　ＣＯｚ及びＣｕＯ粉末を所望
組成となる様配合し、混合した後、８５０〜９５０°Ｃ
程度で仮焼成した粉末）をルツボ４内でヒーター２によ
り加熱溶融する。白前記加熱手段はヒーターに限定され
るものではなく、高周波誘導加熱炉、赤外線加熱炉等を
適宜使用する事が出来る（後述するダイス７の加熱手段
も同様である）。

又ルツボ４の材質としては、酸化物の種類に応じて、Ｐ
Ｌ、Ａｕ或いはそれらを主成分とする合金等が使用出来
る。

次に前記溶融した酸化物融液３内に芯材ｌを通過させて
、芯材ｌの周囲に酸化物を外付けし、その直後に前記酸
化物の融点以上（例えばＹ　Ｂ　ａ　ｚＣｕ３０系では
９５０　”Ｃ以上、Ｂ１５ｒＣａＣｕｚＯ系では９００
°Ｃ以上）に、ヒーター６により加熱したダイス７を通
過させる。この様にして薄い、均一な厚さの酸化物層で
被覆された複合線条体５が得られる。更にその直後、冷
却ノズル８よりガスを吹き付ける等の手段により前記複
合線条体５を冷却すると良い。

尚芯材ｌの材質としては、酸化物の種類、熱処理温度等
に応じて、ＰＬ、ＰＬ−Ｐｄ合金等が使用出来る。又芯
材ｌの断面形状は特に限定されるものではなく、円形の
池槽円形、多角形等であっても差し支えない。

次にこの様にして得られた複合線条体５の熱処理方法の
一例を第３図により説明する。複合線条体５は内部に温
度勾配ｌＯを有する電気炉９内を矢印方向に連続的に移
動して加熱され、最高温度Ｔ（’Ｃ）に所定時間保持さ
れた後、１０°Ｃ／ｍｉｎ以下の冷却速度で徐冷されて
、酸化物超電導線条体１１となる。前記最高温度Ｔ（Ｃ
）は例えばＹ　−Ｂ　ａ　−Ｃｕ　−０系では、９５０
°Ｃ未満では液相を生じなく、又１４００°Ｃを超える
と芯材ｌとの反応が起こるので９５０〜Ｉ４００°Ｃの
範囲内が望ましい。又Ｂ　ｉ　−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０
系では９００°Ｃ未満では液相を生じなく、又１３００
°Ｃを超えると芯材ｌとの反応が起こるので９００〜ｌ
３００°Ｃの範囲内が望ましい。

面前記芯材の周囲に溶融酸化物を被覆して複合線条体と
する工程及びこの様にして得られた複合線条体の熱処理
工程は連続して行なっても差し支えない。

〔作用〕

本発明の方法においては、酸化物超電導体となる溶融酸
化物を芯材に被覆した直後に、前記酸化物の融点以上に
加熱したダイスを通過させているので、酸化物被覆層の
厚さが均一になり、寸法精度が良好な複合線条体が得ら
れる。

しかも前記酸化物被覆層の厚さが片側で１０μｍ以下に
なる様にダイス径を選定して複合線条体を作り、これを
熱処理することにより、成形加工時、或いは取扱時に酸
化物超電導体層が破損する事がない、即ち可１尭性を有
する酸化物超電導線条体が得られる。

更に本発明の方法においては、以上の様にして得られた
複合線条体を酸化物の融点以上に加熱した後、一方向に
徐冷しているので、結晶配向性を有していて、臨界電流
密度（Ｊ、）が高い酸化物超電導線条体が得られる。

〔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。前記
第２図の方法により、酸化物融？ｅｊ、３．１！ｌニジ
て１３５０°Ｃに加熱したＹ　Ｂ　ａ　ｚｃ　ｕ　３Ｏ
ｘ系の融液を用い、芯材として線径０．３　ｍ　ｍφの
ＰＬＬ１２前記酸化物ｍｆｉａ内を５０ｍｍ／ｓｅｃの
速度で通過させて、複合線条体５を作った。この際、ル
ツボ４及びダイス７の材質はそれぞれＰＬ−２０％Ｒｈ
及びＺｒｔＯｙとし、ダイス温度は１０００“Ｃとした
。又ダイス７の内径を変えて、酸化物層ｊｌの厚さを変
化させた。　この様にして得られた線材５に、酸素気流
中で９００’ＣＸ１ｈｒ熱処理を施し、線材の外径変動
（酸化物超電導体被覆層の厚さ）を測定すると共に、外
径７０ｍｍφのコイル状に成形加工して、酸化物超電導
体被覆層の破損状況を調べた。これらの結果をまとめて
第１表に示した。

尚比較の為、超電導体となし得る溶融酸化物を芯材に被
覆した直後にダイスを通過させない従来の方法で製造し
た線材を、同しく酸素気流中で９００°ＣＸＩｈｒ熱処
理した場合についても、同様な調査を行ない、その結果
を比較例品ｌとして第１表に併記した。

第１表から明らかな様に、本発明方法により製造した本
発明例線材品１〜３は、何れも酸化物超電導体被覆層の
厚さがほぼ均一で寸法精度が優れており、しかもコイル
状に成形加工しても破ｔＩシなく、可撓性を有している
。一方従来の方法で製造した比較例線材孔１は、酸化物
超電導体被覆層の厚さのバラツキが大きくて、寸法精度
が悪く、又コイル状に成形加工しようとすると割れが発
生し、可撓性を有していなかった。

〔実施例２〕 芯材１として線径０．５　ｍ　ｍｍのＰｔ線を用い、ダ
イス７の内径を０．５６ｍｍｍ（一定）とした以外は実
施例１と同様な方法で線材５を作った。

次にこの線材５について、第３図に示した方法により最
高加熱温度Ｔ（３０ｍｉｎ保持）及び線材５の移動速度
（即ち冷却速度）を変えて、第２表に示した条件により
酸素雰囲気中で熱処理を行ない、酸化物超電導線１１を
得た。

〔実施例３］ 前記第１図の方法により、酸化物融液３として１２００
°Ｃに加熱したＢ　ｉ、Ｓ　ｒ、Ｃａ　ＣｕｘＯｘ系の
融液を用い、芯材として用いた線径０．５　ｍ　ｍｍの
Ｐｔ線ｌを前記酸化物融液３内を１００ｍｍ／ｓｅｃの
速度で通過させて、外径０．５６ｍｍｍの複合線材５を
作った。この際、ルツボ４及びダイス７の材質は実施例
１と同様とし、ダイス温度は９５０°Ｃとした。次にこ
の線材５について、第３図に示した方法により最高加熱
温度Ｔ（３０ｍｉｎ保持）及び線材５の移動速度（即ち
冷却速度）を変えて、第２表に示した条件により大気中
で熱処理を行ない、酸化物超電導線１１を得た。

前記実施例２及び３により得られた酸化物超電導線１１
について臨界温度（Ｔｃ）、臨界電流密度（Ｊ、）等の
超電導特性を測定し、その結果を第２表に併記した。

第２表から明らかな様に、本発明方法により製造した本
発明例線材品２１〜２４及び３１〜３３は、何れも結晶
配向性を仔しＣいて、臨界電流密度（Ｊ、）が大きく、
臨界温度（Ｔ、）も高がった。一方熱処理時における線
材の加熱温度Ｔが低すぎた比較例線材品２１．３１並び
に線材を温度Ｔに加熱後冷却する際の冷却速度が速すぎ
た比較例線材品２３．３３は結晶配向性が得られなく、
臨界電流密度（Ｊ、）が小さかった。又線材の加熱温度
Ｔが高すぎた比較例線材品２２．３２は芯材に被覆した
酸化物超電導体と咳芯材との反応が激しくおこり、低い
臨界温度（Ｔｃ）Ｌが得られなかった。

〔発明の効果〕

本発明の方法によれば、寸法精度が良好で、可撓性を有
しており、しかも結晶配向性を有していて、臨界電流密
度（Ｊ、）が高い酸化物超電導線条体を得る事が出来る
等、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図及び第２図は、本発明による芯材の周囲に溶融酸
化物を付着６に固せしめた複合線条体の製造方法の一例
を示す説明図、第３圓は本発明による前記複合線条体の
熱処理方法の一例を示す説明図、第４図は従来の方法に
より製造した複合線条体の一例を示す断面図である。 １−芯材、２−ヒーター、３−酸化物超電導体となし得
る酸化物の融液、４−ルツボ、５−複合線条体、６−　
ヒーター、７−ダイス、８−・冷却ノズル、９−電気炉
、１〇−温度勾配、１１・酸化物超電導線条体。 特許出願人　古河電気工業株式会社 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 酸化物超電導体となし、得る酸化物を加熱溶融し、その
   中に芯材を通過させ、該芯材の周囲に溶融酸化物を付着
   凝固せしめ、ついで熱処理を施して酸化物超電導線条体
   を製造する方法において、溶融状態の酸化物を芯材に被
   覆した直後に、前記酸化物の融点以上に加熱したダイス
   を通過させ、得られた複合線条体を前記酸化物の融点以
   上に加熱して所定時間保持した後、１０℃／ｍｉｎ以下
   の冷却速度で一方向に徐冷する事を特徴とする酸化物超
   電導線条体の製造方法。