JPH02208209A - 酸化物超電導体前駆物質の製造方法 - Google Patents

酸化物超電導体前駆物質の製造方法

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JPH02208209A
JPH02208209A JP1029144A JP2914489A JPH02208209A JP H02208209 A JPH02208209 A JP H02208209A JP 1029144 A JP1029144 A JP 1029144A JP 2914489 A JP2914489 A JP 2914489A JP H02208209 A JPH02208209 A JP H02208209A
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JP
Japan
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oxide superconductor
precursor
raw material
carrier gas
substrate
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Pending
Application number
JP1029144A
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English (en)
Inventor
Makoto Furuguchi
古口 誠
Yoshikazu Matsuda
松田 美一
Kunio Ogura
邦男 小倉
Eiji Kinoshita
栄司 木下
Kazuto Hirabayashi
平林 和人
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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    • 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

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  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (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〕 本発明は酸化物超電導体前駆物質の製造方法に関するも
のである。
〔従来の技術〕
近年、アルカリ土金属、希土類元素、銅、ビスマス、タ
リウム等の元素及び酸素からなるYBa。
Cu、07−δ、Bi23 r2Ca2Cu30X等の
化学式で示される酸化物超電導体が見出されている。
これらの酸化物超電導体は液体N2温度以上で超電導状
態となる為、従来の液体He温度で超電導を示す金属超
電導体に比べて格段に経済的であり、各分野での利用が
検討されている。
ところで前記酸化物超電導体は脆い為金属材料の様に塑
性加工が出来ず、これらを板材や線材等に加工するには
、主に粉末冶金法が用いられ、例えば原料粉末を仮焼成
して仮焼粉となし、この仮焼粉を押出成形したり、又は
Ag管等に充填して減面加工し、次いでこれを酸素含有
雰囲気中で加熱焼結する方法が取られている。しかしこ
の様な粉末冶金法では、酸化物超電導体をマグネットコ
イル導体等として利用する際に必要な長尺品を得る事が
困難であった。
そこでCVD法等の気相成長法により、連続的に走行す
るテープ状或いは線状の基体上に酸化物超電導体膜を連
続的に堆積させる方法が種々検討されており、例えば酸
化物超電導体の原料溶液を霧状化し、この霧状体をキャ
リアガスにより加熱された連続的に走行するテープ状或
いは線状の基体表面に搬送し、この基体表面上に熱分解
反応により酸化物超電導体の前駆物質を膜状に堆積せし
め、引続きこれを熱処理して酸化物超電導体の長尺品を
連続的に製造する方法が最近注目されている。
第4図はこの様なCVD法による酸化物超電導体の製造
方法の一例を示す説明図であって、酸化物超電導体の原
料溶液10を、底部に超音波発振子11を有する超音波
噴霧器12により霧状化し、この霧状体を酸素を含有す
るキャリアガスにより搬送して、ノズル2の先端より赤
外線加熱炉14により加熱された金属製線材IAの表面
に噴出させ、その表面に熱分解反応により酸化物超電導
体の前駆物質IBを堆積せしめる。次にこの線材IBを
引続き焼結用電気炉4、アニール用電気炉15により熱
処理して表面に酸化物超電導体膜を有する線材ICとし
、この線材ICの表面に樹脂被覆用ダイス5により樹脂
6を被覆した後、これを樹脂硬化用電気炉7で加熱して
酸化物超電導線材IDとし、巻取り機8に巻取る。
〔発明が解決しようとする課題〕
然しなから前記霧状体原料溶液の熱分解反応により連続
的に走行する基体表面に酸化物超電導体前駆物質を堆積
させ、これを引続き熱処理して酸化物超電導体膜とする
方法においては、霧状原料溶液の熱分解反応により生成
した超電導体前駆物質の微粒子が基体上に堆積する効率
が約数%と極めて小さく、その為酸化物超電導体前駆物
質の基体表面への堆積速度が遅く、効率が悪いという問
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、酸化物超電導体前駆物
質の基体表面上への堆積速度を向上させ、酸化物超電導
体の長尺品を効率良く製造する方法を提供する事である
本発明者等は上述の様な問題点を解決する為鋭意検討し
た結果、上述のCVD法では第3図に示す様に霧状原料
溶液13が加熱されて蒸発(17)し、これが熱分解(
1B)L、更に酸化等の反応によって酸化物超電導体前
駆物質の微粒子19となり、この微粒子19が基体20
の表面に付着して、酸化物超電導体前駆物質膜9として
堆積するものであるが、この際前記酸化物超電導体前駆
物質の微粒子の多くは熱泳動効果によって高温に加熱さ
れた基体表面から遠ざけられる為、一部の微粒子しか基
体表面上に堆積しない事、そしてその堆積速度を太き(
する為には単位体積当たりの微粒子の濃度を増加させる
事が有効である事を見出した。而して霧状原料溶液の微
粒子濃度を高める方法について種々検討した結果、超音
波噴霧器等の霧化器を2台以上直列に接続してそこにキ
ャリアガスを送る事により該キャリアガス中の霧状原料
溶液の濃度を漸次増加出来、よって前記酸化物超電導体
前駆物質の微粒子の濃度を増加させる事が出来る事を見
出して、本発明の完成に到ったものである。
即ち本発明は、酸化物超電導体の構成元素を各々含有す
る金属化合物をそれぞれ所定量溶媒に溶解して得られた
原料溶液を所望手段により霧状化し、この霧状体を酸素
を含有するキャリアガスにより加熱された基体表面に搬
送し、この基体表面上に熱分解反応により酸化物超電導
体の前駆物質を堆積せしめる酸化物超電導体前駆物質の
製造方法において、2台以上の霧化器を直列に接続して
キャリアガスを送る事を特徴とする酸化物超電導体前駆
物質の製造方法である。尚酸化物超電導体の構成元素を
含有する金属化合物としては、Y、Ba及びCuの酢酸
塩或いはBi、Sr、Ca及びCuの硝酸塩等が好適な
化合物である。
〔作用〕 本発明においては例えば第2図に示す様な超音波噴霧器
12を2台以上直列に接続して、これにキャリアガスを
送りそれぞれの超音波噴霧器12によって原料溶液10
を霧状化しているので、キャリアガス中の霧状原料溶液
13の濃度が漸次増加し、よって当該霧状原料溶液13
の熱分解によって基体表面付近に生成する酸化物超電導
体前駆物質からなる微粒子の濃度も増加する為、酸化物
超電導体前駆物質の基体上への堆積速度が向上する。
〔実施例〕
次に本発明の実施例を図面を参照しながら具体的に説明
する。
第1図は本発明方法の実施に使用する装置の一例を示す
要部説明図である。この装置は原料溶液を霧状化して搬
送する原料供給装置16と、霧状化した原料溶液を加熱
された金属製線材IA上に噴出させるノズル2と、前記
金属製線材IAを加熱する赤外線加熱炉14と、酸化物
超電導体前駆物質が堆積した線材IBを焼結処理する焼
結用電気炉4と、前記線材IBを引続き焼鈍するアニル
用電気炉15と、この様にして得られた表面に酸化物超
電導体膜を有する線材ICに樹脂を被覆して該樹脂を硬
化させる樹脂被覆用ダイス5及び樹脂硬化用電気炉7と
、得られた酸化物超電導線材IDを巻取る巻取機8とか
ら構成されている。
而して前記原料供給装置16としては、底部に超音波発
振子11を有する超音波噴霧器12を10台直列に接続
した第2図に示す様な構成のものを使用し、キャリアガ
スとして0□ガスをこれらの超音波噴霧器12中を順次
通過させて、当該キャリアガス中の霧状原料溶液13の
濃度を漸次増加させてからノズル2に搬送した。
実施例1 酸化物超電導体の構成元素を含有する化合物として、Y
 (CH3COO)3 ・4 HzOlBa  (CH
3C00)z ・HzO及びCu (CHxCOO) 
z・H2Oを用い、各々の化合物をY:Ba:Cuがモ
ル比で1:2:3になる様に秤量し、これを純水にY 
B a 2 Cu 3の組成で0.04 m o I!
、/ l溶解し、これを第2図に示した原料供給装置に
より霧状体し、317 m i nの02ガスにより搬
送して、ノズル2から10mm/hrの速度で一方向に
移動するテープ状のPt線材IAの表面に噴出せしめた
。この際前記pt線材IAをノズル2と反対の側に設置
された赤外線加熱炉14により加熱して、前記霧状原料
溶液の熱分解反応により生成した酸化物超電導体前駆物
質が堆積する部分の温度が500°Cになる様にした。
又焼結用電気炉4及びアニール用電気炉I5の温度はそ
れぞれ900°C及び400°Cに設定し、いずれも酸
素雰囲気中で熱処理を行なった。
この様な方法で長さ400mmの酸化物超電導線材を作
製し、直流4端子法でその臨界温度(T、)及び臨界電
流密度(JC)を測定した。又この酸化物超電導線材の
中央部を破断させて、その破断面を走査電子顕微鏡(S
EM)で観察する事により酸化物超電導体膜の膜厚を測
定した。更に原料溶液の噴霧速度、即ち霧状原料溶液の
発生量を測定し、これらの結果を本発明例品1として第
1表にまとめて示した。尚霧状原料溶液の発生量は、酸
化物超電導体前駆物質が基体上への堆積を開始する前の
原料溶液の総重iiWo(g)及び前記基体上への堆積
を終了した後の原料溶液の総重量W(g)を測定し、(
wo−w)/lにより計算した(但しtは堆積時間−2
0X60min)。
比較例1 原料供給装置として、第4図に示す様に超音波噴霧器1
2を1台しか用いなかった以外は実施例1と同様な方法
で酸化物超電導線材を作製し、実施例1と同様な測定を
行なって、その結果を比較別品1として第1表に併記し
た。
実施例2 酸化物超電導体の構成元素を含有する化合物として、B
 i  (NO3):+ ・5 HzOlS r (N
 O−) z・4H,0、Ca (NO3)z・4H2
0及びCu(NO3)2・6H20を用い、各々の化合
物をBi:sr:Ca:Cuがモル比で2:2:2:3
となる様に秤量し、これを純水にB izs rzca
tCu=の組成で0.01 m o j1! / l溶
解し、これを実施例1と同様な方法で霧状化し、4j!
/minの0□ガスにより搬送して、ノズル2から10
mm/hrの速度で一方向に移動するテープ状のPt線
材IAの表面に噴出せしめた。この際前記Pt線材IA
を実施例1と同様な方法でその温度が600°Cになる
様に加熱した。又焼結用電気炉4及びアニール用電気炉
15の温度はそれぞれ870°C及び500°Cに設定
し、いずれも酸素雰囲気中で熱処理を行なった。
この様な方法で長さ400mmの酸化物超電導線材を作
製し、実施例1と同様な測定を行なってその結果を本発
明別品2として第1表に併記した。
比較例2 原料供給装置として、第4図に示す様に超音波噴霧器1
2を1台しか用いなかった以外は実施例2と同様な方法
で酸化物超電導線材を作製し、実施例2と同様な測定を
行なって、その結果を比較測高2として第1表に併記し
た。
z 第1表から明らかな様に本発明の方法により製造した本
発明別品1及び2は原料溶液の霧状化に超音波噴霧器を
1台しか用いなかった比較測高1及び2に比べて、霧状
原料溶液の噴霧速度がそれぞれ約8倍となっており、1
0台の超音波噴霧器を直列に接続して使用する事により
、霧状原料溶液の熱分解によって基体付近に生成し、該
基体上に堆積する酸化物超電導体前駆物質の微粒子の濃
度が約8倍になったものと考えられる。この様に酸化物
超電導体前駆物質の微粒子の濃度が増加した結果、当該
酸化物超電導体前駆物質の微粒子の基体上への堆積速度
が向上し、本発明別品1及び2は、基体上へ堆積した酸
化物超電導体前駆物質の膜厚が比較測高1及び2に比べ
てそれぞれ約7倍になっている。又本発明別品1及び2
はそれぞれ比較測高1及び2に比べて、臨界温度(T、
)、臨界電流密度(J、)等の超電導特性も良好である
〔発明の効果〕
本発明の方法によれば、酸化物超電導体前駆物質の基体
上への堆積速度が向上し、これを引続き熱処理する事に
より酸化物超電導線材の長尺品を効率良く製造する事が
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図は本発明方法の実施に使用する装置の一例を示す
要部説明図、第2図は第1図における原料供給装置の部
分の拡大説明図、第3図は霧状原料溶液を用いて加熱し
た基板上に酸化物超電導体前駆物質を堆積させる方法の
原理を示す説明図、第4図は従来の酸化物超電導体製造
装置の要部説明図である。 IA・−・金属製線材、IB−酸化物超電導体の前駆物
質を堆積させた線材、IC−表面に酸化物超電導体膜を
有する線材、II)−酸化物超電導線材、2−・・ノズ
ル、3−−−−一霧状原料溶液とキャリアガスとの混合
物、4−−−−一焼結用電気炉、5−  樹脂被覆用ダ
イス、6−樹脂、7−  樹脂硬化用電気炉、8−巻取
り機、9−  超電導体前駆物質の膜、1〇−原料溶液
、11−・−超音波発振子、12−  超音波噴霧器、
霧状原料溶液、 赤外線加熱炉、 アニール用電気炉、 原料供給装置、 一分解生成物、 微粒子、20 一基体、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 酸化物超電導体の構成元素を各々含有する金属化合物を
    それぞれ所定量溶媒に溶解して得られた原料溶液を所望
    手段により霧状化し、この霧状体を酸素を含有するキャ
    リアガスにより加熱された基体表面に搬送し、この基体
    表面上に熱分解反応により酸化物超電導体の前駆物質を
    堆積せしめる酸化物超電導体前駆物質の製造方法におい
    て、2台以上の霧化器を直列に接続してキャリアガスを
    送る事を特徴とする酸化物超電導体前駆物質の製造方法
JP1029144A 1989-02-08 1989-02-08 酸化物超電導体前駆物質の製造方法 Pending JPH02208209A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8124171B2 (en) 2005-03-25 2012-02-28 International Superconductivity Technology Center, The Juridical Foundation Method of and apparatus for manufacturing tape-formed oxide superconductor
WO2012105244A1 (ja) * 2011-02-03 2012-08-09 昭和電線ケーブルシステム株式会社 テープ状酸化物超電導線材の製造方法及び熱処理装置
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