JPH02204325A - タリウム系超電導体の製造方法 - Google Patents

タリウム系超電導体の製造方法

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JPH02204325A
JPH02204325A JP1022617A JP2261789A JPH02204325A JP H02204325 A JPH02204325 A JP H02204325A JP 1022617 A JP1022617 A JP 1022617A JP 2261789 A JP2261789 A JP 2261789A JP H02204325 A JPH02204325 A JP H02204325A
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JP
Japan
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thallium
powder
based superconductor
oxide
melting
Prior art date
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Pending
Application number
JP1022617A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Morimoto
剛 森本
Toshiya Matsubara
俊哉 松原
Junichi Shimoyama
淳一 下山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH02204325A publication Critical patent/JPH02204325A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

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、タリウムを含む複合酸化物からなる超電導体
(以下タリウム系超電導体という)の製造方法に関する
ものである。
【従来の技術〕
従来、タリウム系超電導体は、構成元素を含む化合物の
混合物あるいは、これらをあらかじめ870〜910℃
で焼成して得た粉末を、金属の被覆材に詰め成形した後
焼成する方法で製造されていた。タリウム系超電導体は
板状に粒が成長しこれを配向させることにより高い臨界
電流密度が実現できるため機械的圧力によりテープ状も
しくは細線に成形し配向させることが一般に行われてい
る。
また、本出願人は、溶融凝固させた後900℃付近の温
度で長時間アニールを行うことによりTl−Ba−Ca
−Cu−0系酸化物を製造すると磁場中でも臨界電流密
度が低下しないことを見出し、特願昭63−30681
5号として提案した。
[発明が解決しようとする課題] タリウム系超電導体は従来の固相反応法で焼結体として
合成した場合得られた材料の臨界電流密度は磁場の印加
に対して急激に低下するという問題を抱えている。これ
は結晶粒界の超電導状態が弱い磁場により破壊させるこ
とによると考えられている。
機械的に配向させた線材においても、配向性の向上のた
め磁場の無い状態では高い臨界電流密度が実現されてい
るものの、0.1テスラという非常に弱い磁場下でこの
値が十分の一以下に低下してしまう。
また、溶融凝固法で製造すると磁場に対して臨界電流密
度がほとんど低下しない物質が得られるが、実用可能な
成形体として得ることは困難である。単純な溶融凝固法
では溶岩状の空隙が多く不定形の物質しか得られず、一
方向凝固法でも直線状でかつ短い材料しか得られない。
さらに溶融凝固後粉砕した粉末を線材成形し焼成しても
試料のごく一部分では磁場中でも高い臨界電流密度を示
すものの、粒間の弱結合は完全にはなくならず、実用的
な長い線材を得ることは困難である。
[課題を解決するための手段] 本発明は前述の問題点を解決すべくなされたものであり
、タリウム系超電導粉末とタリウムの酸化物との混合粉
末を成形した混合粉末を成形した後、930℃以上の温
度で溶融し、これを冷却し凝固させ、さらに850〜9
20℃で焼成を行なうタリウム系超電導体の製造方法を
提供するものである。
本発明においては、タリウム系超電導体粉末にタリウム
の酸化物を混合してから溶融するので、短時間で均質な
融液状態ができる。したがって、これを冷却した際に、
緻密で均質なタリウム系超電導体が得られる。タリウム
の酸化物を加える目的は、おもに溶融時等にタリウム成
分が揮散するのを補うことと、タリウム系超電導体がす
みやかに溶解するのを助けることの二つである。
原材料として、タリウム系超電導体でなく、例えば、タ
リウム系超電導体に含まれるタリウム以外の金属成分の
それぞれの酸化物の混合物あるいは、これらの複合酸化
物を用いて、これとタリウムの酸化物との混合物を溶融
する場合は、タリウムの酸化物以外の成分が、高融点で
あったり、溶融時に別の高融点化合物が生成するなどし
て均質な融液が得に(く、さらに添加したりタリウムの
酸化物が蒸発しやすいため、タリウム成分の揮散が起こ
り、あるいは発泡するなどして、均質な凝固物が得られ
ないので不適当である。タリウム系超電導体粉末として
は、タリウム超電導体組成の融液を凝固した後、これを
粉砕したものを用いるのが好ましく、固相反応によって
得られた超電導体粉末を用いる場合に比べて、より緻密
で、磁場印加時にも高い臨界電流密度を示す超電導体が
得られる。
タリウムの酸化物としては、TlgOnが好ましく、こ
の使用量としてはタリウム系超電導体中に含まれる、タ
リウム原子の0.5〜2倍程度のタリウム原子を含むも
のであることが好ましい。
溶融は、930℃以上の温度で行なう。溶融時間は、1
〜20分、更に好ましくは1〜5分が好ましい、上記の
混合粉末は、粒径5μm以下の粉末を均一に混合したも
のであることが好ましル1゜溶融の際には、上記混合粉
末を金属等の被覆材に充填することが好ましい。混合粉
末を金属管に充填することにより、容易に線材に成形す
ることができ、これを適宜プレスしてテープ状にしたり
、細線化した後、600℃付近の温度に加熱し徐冷する
と、コイル状等に変形させることが容易になる。
本発明においては、上記の溶融処理のあと、−度冷却し
て凝固物を得てこれをさらに880℃から910℃の温
度で焼成することが必要である。この焼成により、凝固
物の結晶化が進み高い超電導特性を得ることができる。
本発明は、タリウム系超電導体であれば、組成的に特に
限定されず、適用できる。また、2223相や1234
相といった、相の違いによっても特に限定されるもので
ない。
〔実施例〕
実施例1 純度99.99%のBaC0s 、 CaC0* 、 
CuOをBa:Ca:Cuのモル比が2:2:3になる
ように秤量し、メノウ製の遊星ミルで20分間混合した
。これを電気炉で空気中で870℃、10時間焼成した
。このBa : Ca : Cuを含む酸化物にT1.
O,をTl : Ba : Ca : Cuのモル比が
2:2:2:3になるように秤量して加え、メノウ製の
乳鉢で60分間粉砕しながら混合した(以下これを粉末
Aという)、この粉末Aを金の板で包み、電気炉で酸素
気流中950℃で3分保ち溶融させこの後炉内で自然放
冷した。得られた凝固物を再び粉砕し、TIJsを先に
加えた量の半分だけ加えてメノウ製の乳鉢で60分間粉
砕しながら混合した(以下これを粉末Bという)。
次に、粉末Bを3Iφの金管に詰め細線加工機で1mm
φにした後、ステンレス製のロールでプレスし0.5m
ai厚のテープ状に成形した。これを電気炉で600℃
に加熱し毎時100℃の割合で徐冷後、全長約10ct
rr、 15a+a+φのコイル状に成形し、これを、
電気炉に入れ950℃酸素気流中で3分間保持して内部
の粉末を溶融した。
さらに、これを895℃の酸素気流中で20時間焼成し
た。得られたコイル状の線材は全長にわたり、77、3
にで1テスラの磁場下において臨界電流密度は、230
OA/am”であった。超電導線は空隙が少なく被覆材
との反応も特に認められなかった。
実施例2 粉末Aを、酸素気流中910℃で10時間焼成して、タ
リウム系超電導体粉末を得た。これに、始めに用いたT
1.0.の半分の量を加えて、メノウ製の乳鉢で60分
間粉砕しながら混合した。
次に、この粉末を3mmφの金管に詰め、以下実施例1
と同様にして600℃で加熱し徐冷して成形し、950
℃で3分間保持して内部の粉末を溶融し、890℃で1
0時間熱処理を行ない、全長約10cm、15mmφの
コイル状の線材を得た。この線材は、全長にわたり77
.3にで1テスラの磁場下において臨界電流密度は16
00A/cm″であった。超電導線は、実施例1に比べ
るとやや空隙は多いが緻密なものであり被覆材との反応
も特に認められなかった。
比較例1 粉末Bを3ml1φの金管に詰め細線加工機でI II
mφにした後、ステンレス製のロールでプレスし0.5
mm厚のテープ状に成形した。これを電気炉で600℃
に加熱し毎時100℃の割合で徐冷後、全長約10cf
fl、15ma+φのコイル状に成形し、895℃、酸
素気流中で20時間焼成した。このコイルから長さ約1
cmの線をい(っか切り出して、77.3にで1テスラ
の磁場下における臨界電流密度を測定したところ最も高
いものでは1200A/cra”であった、しかし、全
長にわたっては400A/cm’であった。
比較例2 純度99.99%(7) BaC0*、 CaCOx、
 CuOをBa : Ca : Cuのモル比が2:2
:3になるように秤量し、メノウ製の遊星ミルで20分
間混合した。これを電気炉で空気中で870℃、10時
間焼成した。このBa、 Ca、 Cuを含む酸化物に
T1*OsをT1:Ba:Ca:Cuのモル比が3:2
:2:3になるように秤量した。
この粉末を3IIIIlφ金管に詰め細線加工機で1m
mφにした後、ステンレス製のロールでプレスし0.5
m+a厚のテープ状に成形した。これを電気炉で600
℃に加熱し毎時100℃の割合で徐冷後、全長約foa
m、 15m+++φのコイル状に成形し、電気炉で9
50℃、酸素気流中3分間保ち冷却、きらに895℃、
酸素気流中で20時間焼成した。
得られた線材は線材内部でいくつかの塊に凝集しまった
く電流は流れなかフた。また被覆材も膨張していた。
[効 果] 本発明の超電導体は、緻密で磁場を印加しても高い臨界
電流密度を示す、また、成形も容易で、金属管に充填し
た混合粉末を溶融することにより、線材あるいはコイル
も容易に得られる。
出に′jノ 旭硝子株式会社

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)タリウム系超電導体粉末とタリウムの酸化物との
    混合粉末を、930℃以上の温度で溶融し、これを冷却
    し凝固させ、さらに850〜920℃で焼成を行なうタ
    リウム系超電導体の製造方法。
  2. (2)混合粉末を金属管に充填し、この中で溶融、凝固
    を行なう請求項1の製造方法。
  3. (3)タリウム系超電導体粉末が、融液を凝固した後、
    これを粉砕したものである請求項1または2の製造方法
JP1022617A 1989-02-02 1989-02-02 タリウム系超電導体の製造方法 Pending JPH02204325A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04275971A (ja) * 1991-02-26 1992-10-01 Nec Corp 酸化物超伝導体の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH04275971A (ja) * 1991-02-26 1992-10-01 Nec Corp 酸化物超伝導体の製造方法

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