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Info
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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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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- 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。
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。
(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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
〜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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- (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)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)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
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1022617A JPH02204325A (ja) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | タリウム系超電導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1022617A JPH02204325A (ja) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | タリウム系超電導体の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02204325A true JPH02204325A (ja) | 1990-08-14 |
Family
ID=12087801
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1022617A Pending JPH02204325A (ja) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | タリウム系超電導体の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02204325A (ja) |
Cited By (1)
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 |
-
1989
- 1989-02-02 JP JP1022617A patent/JPH02204325A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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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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