JPH02174016A - 酸化物超電導物品の製造方法 - 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、線材状あるいはテープ状等の所望形状を有す
る酸化物超電導物品の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

液体窒素温度（７７’Ｋ）程度の高温で超電導特性を呈
する高温超電導体として、酸化物超電導材料（超電導セ
ラミックス材料）が知られている（例えば特開昭６３−
１７６３５３号）。そして、このような酸化物超電導材
料からなる線材の製造方法として、各種の方法が提案さ
れている（例えば　Ｊ、　　Ａｐｐｌ、　　Ｐｈｙｓ、
　　６４　　（１０）、　　（１９８８年１１月１２日
）ｐ、５８９６〜７）。

これらの方法の中で、最も代表的なものは銀シス法と呼
ばれている。すなわち、まず酸化物超電導材料からなる
ロッド（成型体）を用意し、これを銀製のパイプ（金属
製ハウジング）に入れて母材とする。次に、この母材に
対して圧延、プレス等の機械的な加工を施し、所望形状
の線材（超電導予備物品）とする。そして、これに超電
導相（超電導特性を示す結晶層）を析出させるための熱
処理を行ない、超電導線材を得ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の方法では特に機械的加工を施す際
に、線材の断面寸法等を精度よく仕上げることができな
かった。このため、臨界温度（Ｔ　　）や臨界電流密度
（Ｊ　　）などで表わされＣＣ る超電導特性が、線材の長手方向でばらつく等の解決す
べき課題があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者は上記の課題に鑑み、特に機械的加工を施す際
の温度条件等に着目して鋭意研究を重ねた結果、本発明
を完成するに至った。

本発明の第１の工程では、まず組織が非晶質状態（アモ
ルファス状態）となった酸化物超電導組成物の成型体と
、この酸化物超電導組成物の軟化点温度（Ｔ　　）より
も高い融点温度（Ｔ　　）を有する金属製ハウジングが
用意され、金属製ハウジングに上記の成型体が入れられ
て母材が形成される。ここで、成型体および金属製ハウ
ジングの具体的形状については、最終的に得ようとする
酸化物超電導物品の形状に応じて選択され、例えば目的
の酸化物超電導物品が線材であるときは酸化物超電導組
成物の成型体はロッド状、金属製ハウジングはバイブ状
をなしている。酸化物超電導材料としてはＢｌ　　−３
ｒ　−Ｃａ　−Ｃｕ　−０系のものやＢｌ　　−Ｐｂ　
−５ｒ　−Ｃａ　−Ｃｕ　−０系のものの他、各種の材
料を用いることができる。金属製ハウジングの材料とし
ては、酸化物超電導材料との反応が少ないものが望まし
く、また延性等に優れて電気抵抗の小さいものが望まし
く、このようなものとしては例えば銀（Ａｇ　）や金（
Ａｕ　）などかある。

本発明の第２の工程では、上記の母材に機械的な加工が
施される。機械的加工としては例えば圧延やプレス等が
あるが、物理的な外力を与えて変形等させるものであれ
ば、いかなるものでもよい。

そして、この機械的加工により母材は所望形状（例えば
テープ状）を有する超電導予備物品となる。ここで、機
械的な加工は前述の軟化点温度（Ｔ　　）近傍の第１の
温度（Ｔ１）でなされ、具体的にはＢｌ系の酸化物超電
導材料ではＴ、−３００〜６００℃である。圧延等の加
工をあまり低温で行なうと、非晶質の酸化物超電導組成
物の変形が難しくなり、また材料の破断等を生じること
がある。一方、あまり高温で行なうと酸化物超電導組成
物が軟くなりすぎて、成形後の形状を一定にすることが
難しい。なお、得られた超電導予備物品を複数重ね合わ
せて更に圧延等を行なうことにより、多重構造の超電導
予備物品としてもよい。

本発明の第３の工程では、超電導予備物品の熱処理によ
り超電導相が析出される。この熱処理は上記の融点温度
（Ｔ　　）以下の第２の温度（Ｔ２）■ でなされるので、超電導予備物品は一定の形状に保たれ
たままである。なお、第２の温度（Ｔ２）の具体的な値
は酸化物超電導材料に応じて定められる。このとき、熱
処理の雰囲気を一定方向（線材のときはその長手方向）
に温度勾配を有したちのにすると、この方向への酸化物
超電導材料の結晶の配向性が高くなるので、臨界電流密
度（Ｊ　　）を増大させることができる。

以上の工程により得られる酸化物超電導物品の外形形状
を、第１図および第２図に例示する。第１図（ａ）は中
心部に超電導相を析出させた超電導部１、その外側に銀
等からなるシース部２を有する超電導線材を示している
。また、同図（ｂ）では、テープ状の超電導部１の外側
にシース部２が施されたテープ状の超電導線材が示され
ている。

第２図（ａ）、（ｂ）では複数本の超電導部１をシース
部２で被覆して一体化した超電導線材が示され、同図（
Ｃ）では複数本のテープ状の超電導部１をシース部２で
一体化した超電導線材が示されている。第２図（ａ）、
（ｂ）の超電導線材は、第１図（ａ）の形状をした超電
導予備物品を複数束ね、更に圧延等をすることで一体化
した後に、融点温度（Ｔ　　）以下の第２の温度（Ｔ２
）で熱処理することで得られる。また、第２図（Ｃ）超
電導線材は、第１図（ｂ）形状をした超電導予備物品を
複数重ね、更に圧延等することで一体化した後に、融点
温度（Ｔ　　）以下の第２の温度■ （Ｔ２）で熱処理することにより得られる。

〔作用〕

本発明の構成によれば、酸化物超電導組成物の成型体（
例えばロッド）と銀、金等の金属製ハウジング（例えば
パイプ）からなる母材は、酸化物超電導組成物の軟化点
温度（Ｔ　　）近傍の第１の温度（Ｔ１）で機械的に加
工され、しかもこの軟化点温度（Ｔ　　）は金属製ハウ
ジングの融点温度（Ｔ　　）より低くなっているので、
断面寸法等を■ 一定に保ちながら超電導予備物品への変形、加工を行な
うことができる。また、金属製ハウジングの融点温度（
Ｔ　　）以下の第２の温度（Ｔ２）で超電導相の析出の
ための熱処理を行なうので、超電導予備物品の形状を変
えることなく、これを超電導特性に示す酸化物超電導物
品に変えることができる。

〔実施例〕

次に、本発明者が実施例として行なった具体的な実験例
１〜３を説明する。

実験例１ まず、表１の組成比で原料粉末を混合し、白金源るつぼ
内で１１５０℃にて溶融した。

表　　１ 次に、この融液を鉄板にて８■の厚さにプレスしながら
急冷し、組織がアモルファス状態になりた酸化物超電導
組成板を得た。しかる後、この組成仮に対して切断、研
削、研磨等の機械的加工を施し、外径が５１ＩＩ１１で
長さが１００　＋ｕのロッドを得た。なお、このときの
酸化物超電導組成物の軟化点温度（粘性が４．５Ｘ１０
７ボアズ）Ｔ　は４３０℃であった。

次に、外径が１０龍で内径が６關のＡｇチューブを用意
し、この中に上記のロッドを挿入して母材とした。そし
て、第１の温度（Ｔ１）として４００℃を設定して母材
を加熱しながら、ロール圧延によって外径が１龍、長さ
が８．８ｍの線材を得た。しかる後、この線材に対して
８４０”Ｃで２４時間のアニールを施し、超電導相を析
出させた後に電気特性を４端子法で調べた。臨界温度（
Ｔｏ’）は８５’にであり、良好な超電導特性が得られ
た。

実験例２ 上記の実験例１において、ロール圧延時の温度（第１の
温度（Ｔ１））のみを変えてみた。設定された第１の温
度（Ｔ１）は室温、２００℃、３００℃、４００℃、６
００℃、７００℃である。

その結果を以下に示す。

Ｔ１−室温、２００℃のとき ・・・　超電導部に微妙なりラックが多く生じ、長手方
向の径変動も大きかった。

Ｔ１−３００℃、４００℃、６００℃のとき・・・　超
電導部の径変動等はほとんどなく、断面もほぼ円形状で
あった。

Ｔ１−７００℃のとき ・・・　超電導部の断面形状に変動がみられた。

実験例３ 表１に示した組成比の原料粉末を、実験例１と同様のＡ
ｇチューブに入れて圧延し、超電導線材を作製した。な
お、圧延時の温度は実験例２と同様に、室温、２００℃
、３００℃、４００℃、６００℃および７００℃とした
。いずれの場合も、得られた超電導線材の断面は良好な
円形状とはならず、また長手方向の形状も一定していな
かった。

これにより、圧延等の加工をする前には、酸化物超電導
組成物はロッド等の形状に成形したおて必要があるとい
うことが判明した。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明した通り本発明によれば、組織か非晶
質状態となった酸化物超電導組成物の成型体（例えばロ
ッド）と銀、金等の金属製ハウジング（例えばバイブ）
からなる母材は、酸化物超電導組成物の軟化点温度 （Ｔ　　）近傍の第１の温度（Ｔ１）で機械的に加工さ
れ、しかもこの軟化点温度（Ｔ　　）は金属製ハウジン
グの融点温度（Ｔ　　）より低くなっているので、断面
寸法等を一定に保ちながら超電導予備物品への変形、加
工を行なうことができる。また、金属製ハウジングの融
点温度（Ｔ　　）以下の門 第２の温度（Ｔ２）で超電導相の析出のための熱処理を
行なうので、非晶質状態の超電導組成物のこのため、長
尺な線材の製造やマグネット装置の製造に用いるのに特
に適している。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明により得られる超電導線
材の斜視図である。 １・・・超電導部、２・・・シース部。 特許出願人　　住友電気工業株式会社 代理人弁理士　　　長谷用　　芳　　樹粘性流動を抑え
ながら、これを超電導特性に示す線材等の酸化物超電導
物品に変えることができる。 （ｂ） 、＋、Ｘヨ用てより不丘らｔしるやれ殆第 図 （Ｃ） ４（矛トυ耳ドよソｉ暦Ｓ才しるｔ（市第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、非晶質状態の酸化物超電導組成物からなる成型体を
   、この軟化点温度（Ｔ＿ｓ）よりも高い融点温度（Ｔ＿
   ｍ）を有する金属製ハウジング内に入れて母材を形成す
   る第１の工程と、 前記母材を前記軟化点温度（Ｔ＿ｓ）近傍の第１の温度
   （Ｔ＿１）にして、所望の形状を有する超電導予備物品
   に機械的に加工する第２の工程と、前記超電導予備物品
   を前記融点（Ｔ＿ｍ）以下の第２の温度（Ｔ＿２）で熱
   処理し、超電導相を析出させる第３の工程と を備えることを特徴とする酸化物超電導物品の製造方法
   。 ２、前記金属製ハウジングは銀または金からなることを
   特徴とする請求項１記載の酸化物超電導物品の製造方法
   。 ３、前記酸化物超電導組成物はビスマスを含み、前記第
   １の温度（Ｔ＿１）は３００〜６００℃であることを特
   徴とする請求項１または２のいずれかに記載の酸化物超
   電導物品の製造方法。 ４、前記第３の工程は、最高温度が前記融点温度（Ｔ＿
   ｍ）以下の温度勾配を有する雰囲気で熱処理する工程で
   あることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記
   載の酸化物超電導物品の製造方法。