JPH02212367A - セラミック導電材料の製造方法 - 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） 本発明は送電線、アンテナ、モーター、電磁石等に用い
る導電材料に関する。

（従来の技術） 現在量も注目されているセラミック導電材はＰｈｙｓｉ
ｃａｌ　　Ｒｅｖｉｅｗ　　Ｌｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ、
５８．Ｎｏ、９．ｐ９０８−９１０に述べられているＨ
ｏｕｓｔｏｎ大学のＣ−Ｗ−Ｃｈｕらが発見したＹ−Ｂ
ａ−０系セラミツクやＪａｐａｎｅｓｅ　　Ｊｏｕｒｎ
ａｌ　　Ｏｆ　　Ａｐｐｌｉｅｄ　　Ｐｈｙｓｉｃｓに
述べられている金属材料技術研究所の前出らが発見した
Ｅｉ−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系セラミツクである。これ
らは常温に於て導体であるだけでなく低温に於いては超
伝導体にもなる。

その製造方法は例えば粉体粉末冶金協会の昭和６３年度
春期大会講演概要集ｐ２６−２７に述べられている様に
銀チューブに予め作製したセラミック導電粉末を詰め線
引き、ロール圧延等により加工した後粉末を焼結して得
られる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら従来のセラミック導電材料は（１）異方性
の強い材料であるのにも関わらず結晶方向の制御が成さ
れていない。

（２）粉体を使っているため密度が低い（空孔が多い）
。

（３）粉体を使っているため障壁となる粒界が多い。

等の原因により臨界電流密度が低く応用が限定されたも
のとなっていた。また上記因子特に（２）（３）は耐環
境性も悪くしていた。

本発明はこの様な問題を解決するものであり、その目的
とするところは臨界電流密度が高く且耐環境性に優れ応
用範囲の限定の少ないセラミック導電材料を得んとする
ものである。

（課題を解決するための手段） 上記の問題を解決するため本発明のセラミック導電材料
の製造方法は１）結晶構造に起因した異方性を持つセラ
ミック導電材料の製造に於いて主工程がセラミック導電
物質を溶融する工程と該セラミック導電物質の主たる相
の融点より低い温度で熱間変形加工をする工程と該熱間
変形加工により発生した歪や亀裂等を除く熱処理をする
工程より成ること、２）セラミック導電物質がＢｉ−Ｍ
−Ｃｕ−０系またはＴｌ−Ｍ−Ｃｕ−０系（ここでＭは
アルカリ土類またはアルカリ金属を示す）であることを
特徴とする。

（実施例） 以下実施例に従い本発明の詳細な説明する。

実施例−１ 先ず最初に原料粉Ｂｉ２Ｏ３、ＰｂＯ，ＳｒＣＯ３、Ｃ
ａＣＯ２、ＣｕＯ（ｐｕｒｉｔｙは何れも９９゜９％）
を白金坩堝１に入れ酸素雰囲気中に於て加熱溶融する。

この時の昇温速度は１００℃／Ｈ１溶融温度は１０５０
℃〜１２００°Ｃであり酸素圧は１〜２ｋｇ／ｃｍ２で
ある。尚原料粉の調合に於て、Ｂｉとｐｂは蒸発し易い
ため予め仕込量を最終的に化学量論組成に成るように補
正する必要がある０次にこの溶融物２を第１図に示すよ
うに白金坩堝１に開けた穴より押し出すと共に凝固させ
ファイバー状の凝固物３を得る。次にこの凝固物３を第
２図に示すように８６０℃〜８８０℃に於てロール圧延
を繰り返し行い所定の形状まで熱間変形加工させる。こ
の変形加工を繰り返すことによりセラミックの結晶を配
向させる。次にこの変形加工物を８００°Ｃ〜８５０°
Ｃ酸素雰囲気中に於て６０時間熱処理をして導電材料を
得た。　（以下試料Ａとする） 実施例−２ 実施例−１と同様な工程（但し加工適正温度は材料によ
り異なる）により第１表に示す組成の導電材料を得た。

第１表 た溶融後の凝固物を粉砕したもの）と溶融後の加熱ロー
ル圧延を適正温度外で行なったものである。

尚測定雰囲気はＡ−Ｃは液体窒素中、Ｄは液体ヘリウム
中である。

第２表 得られた導電材料の臨界電流密度を４端子法により測定
した。その結果を第２表と第３表に比較例と共に示した
ヶ比較例は前記従来方法を用い粉末を焼結して得たもの
（但し粉末は実施例で用い表より判るよう本発明のセラ
ミック導電材料はは従来法のセラミック導電材料より顕
著に臨界電流密度は高くなっている。中でもＢｉ系Ｔｌ
系の本実施例に於ける効果は大きい、これはセラミック
導電材料の（１）結晶の配向化、　（２）低空孔率化、
　（３）粒界発生の抑制によるものでありこれらの点は
Ｘ線回折、類６１鏡観察、密度測定等の分析により裏付
けられている。

第４表 第３表 第３表の比較例は熱間変形加工（ロール圧延）の温度を
セラミック導電材料の融点以上で行なったものであるが
従来法によるセラミック導電材料より臨界電流密度は高
いが本実施例とはまだ太きな差がある。これは従来法に
比べ空孔、粒界は少なくなっているが結晶の配向が少な
いためである。

つまり結晶配向を行うには融点以下の温度で熱間変形加
工を行う必要がある。

次に上記測定に用いたセラミック導電材料を温度６０℃
温度９０％の雰囲気に４８時間晒したときの変化を調べ
た。結果を第４表に示す。

表に示したように本実施例のセラミック導電材料は従来
法に比べ耐環境性の面に於いても格段に優れていること
が判る。これは空孔部周辺や粒界部は水分により選択的
に分解されるためこれらの発生を抑制したことによるも
のと思われる。

本実施例に於いてはＢｉ系、Ｔｌ系、Ｙ系、Ｌａ系超伝
導材を用いたが結晶構造に起因した異方性の強いセラミ
ック導電材料であればよくまた熱間加工にロール圧延加
工法を採用したが押し出し法、圧縮法等を採用しても熱
間変形加工できる装置で有れば何等差し支えない。

（発明の効果） 以上述べたように本発明によれば材料の結晶方向を制御
出来、さらに空孔が少なく且障壁となる粒界も少ないた
め臨界電流密度を大幅に向上することが可能となる。ま
た空孔、粒界の抑制により耐環境性が優れたものになる
。そのためセラミック導電材料の応用範囲の制約は少な
くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例に於ける溶融押し出しの状態を示した
図、第２図は本実施例に於ける熱間変形加工方法を示し
た図である。 １・・・白金坩堝 ２・・・溶融物 ３・・・凝固物 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人弁理士　上柳雅誉　他１名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）結晶構造に起因した異方性を持つセラミック導電材
   料の製造に於いて主工程がセラミック導電物質を溶融す
   る工程と該セラミック導電物質の主たる相の融点より低
   い温度で熱間変形加工をする工程と該熱間変形加工によ
   り発生した歪や亀裂等を除く熱処理をする工程より成る
   ことを特徴とするセラミック導電材料の製造方法。 ２）セラミック導電物質がＢｉ−Ｍ−Ｃｕ−Ｏ系または
   Ｔｌ−Ｍ−Ｃｕ−Ｏ系（ここでＭはアルカリ土類または
   アルカリ金属を示す）であることを特徴とする請求項１
   記載のセラミック導電材料の製造方法。