JPH02207422A - 酸化物超電導線材の製造方法 - Google Patents
酸化物超電導線材の製造方法Info
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- JPH02207422A JPH02207422A JP1028114A JP2811489A JPH02207422A JP H02207422 A JPH02207422 A JP H02207422A JP 1028114 A JP1028114 A JP 1028114A JP 2811489 A JP2811489 A JP 2811489A JP H02207422 A JPH02207422 A JP H02207422A
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-
- 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
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- 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
Landscapes
- 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、酸化物超電導体の製造方法に関するもので
、特に、金属シースを用いて長尺化された酸化物超電導
線材において、臨界電流密度の長さ方向での均一性を向
上させるための改良に関するものである。
、特に、金属シースを用いて長尺化された酸化物超電導
線材において、臨界電流密度の長さ方向での均一性を向
上させるための改良に関するものである。
［従来の技術］
たとえば、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系酸化物超電導体を得よ
うとするとき、原料粉体として、Ｙ２Ｏ５、Ｂ ａ Ｃ
Ｏａ 、Ｃｕ Ｏの各粉末が用意され、これらを所定の
割合で混合した後、熱処理および粉砕を所望の回数だけ
繰返し、超電導粉体を得てから、この超電導粉体を所望
の形状に成形し、次いで焼結することが行なわれていた
。このような酸化物超電導体を得ようとする場合、熱処
理（仮焼および焼結）を行なう際、超電導特性を向上さ
せるためには、十分な酸素を供給する必要がある。
うとするとき、原料粉体として、Ｙ２Ｏ５、Ｂ ａ Ｃ
Ｏａ 、Ｃｕ Ｏの各粉末が用意され、これらを所定の
割合で混合した後、熱処理および粉砕を所望の回数だけ
繰返し、超電導粉体を得てから、この超電導粉体を所望
の形状に成形し、次いで焼結することが行なわれていた
。このような酸化物超電導体を得ようとする場合、熱処
理（仮焼および焼結）を行なう際、超電導特性を向上さ
せるためには、十分な酸素を供給する必要がある。
酸化物超電導体の最も有効な用途の１つとして、電気伝
送媒体としての用途があるが、この場合には、酸化物超
電導体は、長尺化さた酸化物超電導線材の形態とされな
ければならない。酸化物超電導体を線材化するための代
表的な方法として、金属シースに超電導粉体を充填して
、伸線等の塑性加工により長尺化する方法がある。この
方法において、長尺化された金属シース内に充填された
超電導粉体は、金属シースとともに熱処理され、それに
よって金属シース内において焼結される。このとき、前
述したように、金属シース内にある超電導粉体に対して
、十分に酸素が供給されなければならない。
送媒体としての用途があるが、この場合には、酸化物超
電導体は、長尺化さた酸化物超電導線材の形態とされな
ければならない。酸化物超電導体を線材化するための代
表的な方法として、金属シースに超電導粉体を充填して
、伸線等の塑性加工により長尺化する方法がある。この
方法において、長尺化された金属シース内に充填された
超電導粉体は、金属シースとともに熱処理され、それに
よって金属シース内において焼結される。このとき、前
述したように、金属シース内にある超電導粉体に対して
、十分に酸素が供給されなければならない。
［発明が解決しようとする課題］
金属シース内に充填されるべき超電導粉体としては、通
常、大気中で熱処理（仮焼および焼結）して得られたも
のが用いられる。しかしながら、たとえばＹ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−０系超電導体を得ようとする場合には、前述したよ
うに、Ｙ、Ｂａ５ＣＵのそれぞれを含む化合物からなる
各粉末が用意され、特に、Ｂａを含む化合物としてはＢ
ａＣＯ３の粉末が通常用いられる。ここで、ＢａＣ０゜
には、炭素が含有されていることに注目すべきである。
常、大気中で熱処理（仮焼および焼結）して得られたも
のが用いられる。しかしながら、たとえばＹ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−０系超電導体を得ようとする場合には、前述したよ
うに、Ｙ、Ｂａ５ＣＵのそれぞれを含む化合物からなる
各粉末が用意され、特に、Ｂａを含む化合物としてはＢ
ａＣＯ３の粉末が通常用いられる。ここで、ＢａＣ０゜
には、炭素が含有されていることに注目すべきである。
この炭素は、以下に述べるように、酸化物超電導体の焼
結時において不利な影響を及ぼすことがわかっている。
結時において不利な影響を及ぼすことがわかっている。
すなわち、大気中で熱処理（仮焼および焼結）して得ら
れた超電導粉体を、金属シースに充填した状態で、焼結
するとき、この焼結温度に達するまでの温度において、
残留していた炭素を含む液相が生成し、それによって、
結晶粒を粗大化させる現象が生じる。その結果、金属シ
ース内での超電導体の表面積が減少し、酸素の拡散が阻
害される、という不都合を招く。そのため、得られた酸
化物超電導線材は、その長手方向の特に中央部分におい
て、低い臨界電流密度しか示し得ないようになる。超電
導線材を電気伝送媒体として使用しようとするとき、超
電導線材全体としての臨界電流密度は、上述のようなよ
り低い臨界電流密度に支配されるため、結果として、超
電導特性が劣る酸化物超電導線材しか得られないことに
なる。
れた超電導粉体を、金属シースに充填した状態で、焼結
するとき、この焼結温度に達するまでの温度において、
残留していた炭素を含む液相が生成し、それによって、
結晶粒を粗大化させる現象が生じる。その結果、金属シ
ース内での超電導体の表面積が減少し、酸素の拡散が阻
害される、という不都合を招く。そのため、得られた酸
化物超電導線材は、その長手方向の特に中央部分におい
て、低い臨界電流密度しか示し得ないようになる。超電
導線材を電気伝送媒体として使用しようとするとき、超
電導線材全体としての臨界電流密度は、上述のようなよ
り低い臨界電流密度に支配されるため、結果として、超
電導特性が劣る酸化物超電導線材しか得られないことに
なる。
なお、超電導性を示す酸化物超電導体の原料粉末を、減
圧下で熱処理することにより、含有炭素量が減ることは
、たとえば“ＪａｐａｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈ１ｓｈｉｃｓ”第２７巻、
第６号、１９８８年６月。
圧下で熱処理することにより、含有炭素量が減ることは
、たとえば“ＪａｐａｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈ１ｓｈｉｃｓ”第２７巻、
第６号、１９８８年６月。
ｐｌ）、Ｌｉ２Ｏ２−Ｌｉ２Ｏ２に示されている。
しかしながら、上記の原料粉体を用いて線材を得る試み
は、未だなされていない。
は、未だなされていない。
そこで、この発明は、長手方向に見たときの超電導特性
をより均一にできる酸化物超電導線材の製造方法を提供
することを目的とするものである。
をより均一にできる酸化物超電導線材の製造方法を提供
することを目的とするものである。
［課題を解決するための手段］
この発明にかかる酸化物超電導線材の製造方法は、
酸化物超電導体の原料粉体を、減圧下で熱処理した後、
酸素分圧が大気中より高圧の雰囲気で熱処理する、第１
のステップと、 前記第１のステップを経て得られた粉体を金属シースに
充填した状態で長尺化する、第２のステップと、 前記第２のステップにより得られた線材を焼結する、第
３のステップと、 を備えることを特徴とするものである。
酸素分圧が大気中より高圧の雰囲気で熱処理する、第１
のステップと、 前記第１のステップを経て得られた粉体を金属シースに
充填した状態で長尺化する、第２のステップと、 前記第２のステップにより得られた線材を焼結する、第
３のステップと、 を備えることを特徴とするものである。
好ましい実施例では、前記酸化物超電導体として、式’
Ｌ ａ Ｂ ａｂ Ｃｕ ｃ Ｏｄ（Ｌ：ランタニド
元素、ａ−１±０． １． ｂ−２±０．２． Ｃ−
３±０．３． ｄ−６，５〜７）で表わされる組成を有
するものが用いられる。
Ｌ ａ Ｂ ａｂ Ｃｕ ｃ Ｏｄ（Ｌ：ランタニド
元素、ａ−１±０． １． ｂ−２±０．２． Ｃ−
３±０．３． ｄ−６，５〜７）で表わされる組成を有
するものが用いられる。
［発明の作用および効果］
この発明によれば、上記第１のステップにおいて、原料
粉体に含まれている炭素が除去される。
粉体に含まれている炭素が除去される。
したがって、単に大気中で熱処理したために原料粉体に
残留したままとなった炭素に起因する、前述したような
問題点が有利に解消される。
残留したままとなった炭素に起因する、前述したような
問題点が有利に解消される。
すなわち、炭素が除去された粉体を金属シース内で焼結
すれば、結晶粒の接触面において、固相反応により結晶
粒相互が固着するのみで、結晶粒は粗大化しない。した
がって、酸素は、金属シースの長手方向すなわち線材の
長手方向にも拡散しやすくなり、そのため、長手方向に
おいて超電導特性の均一な長尺の酸化物超電導線材が得
られる。
すれば、結晶粒の接触面において、固相反応により結晶
粒相互が固着するのみで、結晶粒は粗大化しない。した
がって、酸素は、金属シースの長手方向すなわち線材の
長手方向にも拡散しやすくなり、そのため、長手方向に
おいて超電導特性の均一な長尺の酸化物超電導線材が得
られる。
したがって、この発明によって得られた酸化物超電導線
材は、たとえば、超電導ケーブル、超電導マグネットな
どの素線に有利に用いることができる。
材は、たとえば、超電導ケーブル、超電導マグネットな
どの素線に有利に用いることができる。
［実施例］
実験例１
市販のＹ２Ｏ，粉末、Ｂ ａ Ｃｏ、粉末、ＣｕＯ粉末
を、１：４：６の割合で混合して得られた原料粉体を、
３Ｔｏ ｒ ｒの圧力下において９００℃で１２時間の
第１段階の熱処理を行なった後、粉砕し、次いで、同じ
（３Ｔｏ ｒ ｒの圧力下において９２０℃で１２時間
の第２段階の熱処理を行なった後、粉砕し、次いで、同
じ＜ ３Ｔｏ ｒ ｒの圧力下において９４０℃で１２
時間の第３段階の熱処理を行ない、引き続き、６００℃
で２４時間、酸素気流中での熱処理を行なった後、粉砕
して、超電導粉体を得た。この超電導粉体を、外径１２
ｍ ｍ ｓ内径８ｍｍの銀バイブに充填して、これを直
径２．９ｍｍになるまで伸線した。このようにして得ら
れた線材を、厚さ０．５ｍｍ、幅５，５ｍｍのテープ状
線材に加工し、９４０℃で１時間の熱処理（焼結）を大
気中で行ない、引き続き、６００℃で２４時間、酸素気
流中での熱処理を施し、超電導特性を評価するため、７
７．３Ｋにおける臨界電流を測定した。
を、１：４：６の割合で混合して得られた原料粉体を、
３Ｔｏ ｒ ｒの圧力下において９００℃で１２時間の
第１段階の熱処理を行なった後、粉砕し、次いで、同じ
（３Ｔｏ ｒ ｒの圧力下において９２０℃で１２時間
の第２段階の熱処理を行なった後、粉砕し、次いで、同
じ＜ ３Ｔｏ ｒ ｒの圧力下において９４０℃で１２
時間の第３段階の熱処理を行ない、引き続き、６００℃
で２４時間、酸素気流中での熱処理を行なった後、粉砕
して、超電導粉体を得た。この超電導粉体を、外径１２
ｍ ｍ ｓ内径８ｍｍの銀バイブに充填して、これを直
径２．９ｍｍになるまで伸線した。このようにして得ら
れた線材を、厚さ０．５ｍｍ、幅５，５ｍｍのテープ状
線材に加工し、９４０℃で１時間の熱処理（焼結）を大
気中で行ない、引き続き、６００℃で２４時間、酸素気
流中での熱処理を施し、超電導特性を評価するため、７
７．３Ｋにおける臨界電流を測定した。
以下の表における「実施例」の欄には、上述のようにし
て得られた試料の臨界電流が示され、「比較例」の欄に
は、上記第１段階から第３段階までの熱処理をすべて大
気中で行なった試料について測定した臨界電流が示され
ている。臨界電流の測定は、「線材長さ」が４ｃｍの試
料と１５ｃｍの試料とについて測定した。このとき、「
電圧測定端子間距離」は、前者の試料については１ｃｍ
とし、後者の試料については、１３ｃｍとし、いずれも
、線材の長手方向の中央部について臨界電流を測定する
ようにした。
て得られた試料の臨界電流が示され、「比較例」の欄に
は、上記第１段階から第３段階までの熱処理をすべて大
気中で行なった試料について測定した臨界電流が示され
ている。臨界電流の測定は、「線材長さ」が４ｃｍの試
料と１５ｃｍの試料とについて測定した。このとき、「
電圧測定端子間距離」は、前者の試料については１ｃｍ
とし、後者の試料については、１３ｃｍとし、いずれも
、線材の長手方向の中央部について臨界電流を測定する
ようにした。
（以下余白）
実験例２
式’ Ｌ ａ Ｂ ａ ｂ Ｃｕ ｏＯｄ（Ｌ ：ラン
タニド元素、ａ−１±０． １． ｂ−２±０．２．
ｃ−３±０．３．ｄ−６，５〜７）で示される組成から
ずれた組成で、原料粉体を混合し、実験例１と同様の方
法で線材を作製したところ、超電導性が極端に劣化した
り、消失したりしていることがわかった。
タニド元素、ａ−１±０． １． ｂ−２±０．２．
ｃ−３±０．３．ｄ−６，５〜７）で示される組成から
ずれた組成で、原料粉体を混合し、実験例１と同様の方
法で線材を作製したところ、超電導性が極端に劣化した
り、消失したりしていることがわかった。
Claims (2)
- （１）酸化物超電導体の原料粉末を、減圧下で熱処理し
た後、酸素分圧が大気中より高圧の雰囲気で熱処理する
、第１のステップと、 前記第１のステップを経て得られた粉体を金属シースに
充填した状態で長尺化する、第２のステップと、 前記第２のステップにより得られた線材を焼結する、第
３のステップと、 を備えることを特徴とする、酸化物超電導線材の製造方
法。 - （２）前記酸化物超電導体は、式： Ｌ＿ａＢａ＿ｂＣｕ＿ｃＯ＿ｄ （Ｌ：ランタニド元素、ａ＝１±０．１、ｂ＝２±０．
２、ｃ＝３±０．３、ｄ＝６．５〜７）で表わされる組
成を有することを特徴とする、請求項１記載の酸化物超
電導線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1028114A JPH02207422A (ja) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1028114A JPH02207422A (ja) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02207422A true JPH02207422A (ja) | 1990-08-17 |
Family
ID=12239785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1028114A Pending JPH02207422A (ja) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02207422A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04298912A (ja) * | 1991-04-01 | 1992-10-22 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 超電導セラミック伸線の作製方法。 |
| JPH04315707A (ja) * | 1991-04-01 | 1992-11-06 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 超電導セラミック伸線の作製方法 |
-
1989
- 1989-02-06 JP JP1028114A patent/JPH02207422A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04298912A (ja) * | 1991-04-01 | 1992-10-22 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 超電導セラミック伸線の作製方法。 |
| JPH04315707A (ja) * | 1991-04-01 | 1992-11-06 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 超電導セラミック伸線の作製方法 |
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