JPH02212372A - 酸化物超電導体の接合構造 - 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ＹＢＣＯ系等の酸化物超電導体の接合構造に関
し、例えば超電導体によるシールド装置等のように、酸
化物超電導材料の焼結体等を用いた各種の構造物に利用
可能な接合構造に関する。

〈従来の技術〉 ＬｎＢａｚＣｕ、、Ｏｘ　（Ｌｎ　；Ｙ、Ｓｃ、Ｅｒ、
Ｇｄ等のランタノイドを含む１つまたは複数の元素）で
代表される酸化物超電導材料は、一般には焼結によって
各種形状に成形されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、焼結による成形法によれば、その成形体の寸
法は焼結炉の大きさによって制約を受け、また、形状の
複雑化にも限界がある。

このような制約等は、−旦焼結された酸化物超電導体の
接合を可能にすることによって解消することができるが
、従来、その有効な接合手法はない。

なお、既に焼結された酸化物超電導体間に、同様な酸化
物超電導体の原料粉末を挟み込んで、これを焼結するこ
とによって一体化することも考えられるが、この場合、
形状の複雑化には有効であるものの、既焼結の超電導体
も同様に溶融することになり、その超電導性を保つべく
結局は全体を焼結するのと同等の焼結炉および、工程が
必要であって、大型化や長尺化に対してはあまり有効で
はない。

本発明はこのような点に鑑み、大型の焼結炉や繁雑な工
程等を必要とすることなく、容易に酸化物超電導体を実
質的に大型化、長尺化および形状の複雑化をすることの
できる接合構造の提供を目的としている。

〈課題を解決するための手段〉 本発明の接合構造は、酸化物超電導体からなる複数の部
材が、その部材間に介在した状態で凝固した金属によっ
て相互に接合され、そしてその金属は、接合されている
酸化物超電導体よりも融点が低く、かつ、この酸化物超
電導体に対して溶融状態でぬれ性が良好な金属であるこ
とによって特徴づけられる。

ここで、本明細書でいう“めれ性が良好”とは、液体の
固体に対する接触角が９０°以下を示す状態をいう。

〈作用〉 酸化物超電導体からなる部材間に、これらに対してぬれ
性の良い金属を挟み込んでその金属を加熱溶融させると
、その金属は部材間で拡がり、これが凝固した状態にお
いてその両側の部材は接合される。

そして、接合すべき酸化物超電導体よりも低融点の金属
を用いることにより、その加熱溶融時において酸化物超
電導体自体は熔融せず、その超電導性の劣化に対する工
程上の考慮はさほど必要でなく、所期の目的を達成でき
る。

〈実施例〉 第１図は本発明実施例の斜視図である。

それぞれがＹ　Ｂ　ａ　ｚ　Ｃｕ　：ｌＯ？−Ｘ　（０
≦Ｘ≦１）の組織を持つ焼結体である酸化物超電導体１
ａと１ｂが、その端面間に介在している銀２によって相
互に接合されている。

この実施例の製法は、以下に例示する通りである。

すなわち、第１図（ａ）に示すように、接合すべき酸化
物超電導体１ａ、１ｂの端面間に、直径Ｑ　、　３　ａ
ｍの銀ｖＡ２０を挟み込み、アルミナ（ＡｌｚＯｚ）平
板３上に載せた状態で、電気炉内で９６０℃に加熱した
。炉内雰囲気は大気である。

この例において酸化物超電導体１ａおよび１ｂの焼結温
度は約９８０℃であり、接合時の加熱によってはこれら
熔融せず、銀線２０のみが溶融して超電導体１ａ、ｌｂ
間のすきまに広がった。また、銀は溶融状態においてＹ
Ｂａ２Ｃｕ３０．Ｘに対するぬれ性が良好で、超電導体
１ａ、ｌｂの端面をよくぬらした。

銀線２０が確実に溶融した後、炉内で１００℃／１時間
のレートで徐冷した。これにより、第１図（ｂ）に示す
ように、酸化物超電導体１ａと１ｂはａ固した銀２によ
って堅固に接合されるとともに、銀の一部はＹ　Ｂ　ａ
　２Ｃｕ３０７−、内に拡散して拡散層２ａ、２ｂを形
成した。

銀は単体で極めて酸化しに＜＜、上記した例における加
熱〜冷却を通じて酸化物超電導体１ａ。

１ｂから酸素を奪うことなく、むしろ拡散による近接効
果によって接合部の超電導性が向上する結果となる。

以上の手順で得た接合体の臨界温度は、接合前の単体の
Ｙ　Ｂ　ａ　２Ｃｕ、０７−ｘ焼結体と同等であること
が実験により確かめられた。

第３図はその実験方法の説明図である。

接合部の銀２を中心にして酸化物超電導体１ａおよび１
ｂの表面上に、幅ｌ鰭の金製の電極Ｅ・・・Ｅを図示の
寸法で形成し、各電極Ｅ・・・Ｅにはインジウムはんだ
を用いて銀！ＩＬ・・・Ｌを接続した。そして、外側の
電極Ｅ、　Ｅ間に流れる電流を所定値にコントロールし
つつ、接合体の温度を徐々に変化させ、内側の電極Ｅ、
Ｅ間に生じる電圧を測定した。

第４図はその実験結果を示すグラフで、横軸は温度（Ｋ
）、縦軸は抵抗値（ｍΩ）であって、実線が銀２による
接合体の測定結果、破線は同様のＹＢａ２ＣｕｘＯｔ−
ｘ焼結体単体を同じ方法で測定した結果を示している。

この実験結果は、電流を１０ｍ　Ａとして、被測定体温
度を２９５Ｋから５０に７時間のレートで１６．８　Ｋ
にまで変化させたときに得られたもので、この電流では
接合体の臨界温度が９０．４Ｋを示し、単体の場合の９
０．７にとほぼ同一値が得られた。

なお、前記した製法において、接合すべき超電導体１ａ
と１ｂを銀線２０を挾んで縦に配置して加熱するか、あ
るいは、第１図（ａｌに示す配置において超電導体１ａ
、ｌｂに銀線２０を圧縮する向きの力を加えつつ加熱す
ると、溶融した銀の一部が接合部から追い出され、接合
部厚さが薄くなってその強度および臨界電流密度がより
向上する。

また、以上の製法例においては全体を電気炉内に置いて
加熱したが、電気炉内の雰囲気が大気であっても超電導
性が損なわれることがなく、従って、全体を炉内に収容
することなく、接合部のみを局部的に加熱することによ
って銀を溶融させても同様な性能の接合体が得られるも
のと予測される。そして、この場合、加熱部分に対して
必要に応じて酸素ガスを吹き付ける等の対策を講じると
、超電導性の維持はより完全なものとなる。

更に、本発明において接合に使用する金属は、接合すべ
き酸化物超電導体との以下に示す条件に関する整合性に
基づいて選定すべきものであって、銀に限定されるもの
ではないことは勿論であり、他の金属や合金を使用する
ことができる。そして、その条件とは、第１に接合すべ
き酸化物超電導体に対して溶融状態においてぬれ性が良
好であること、第２に融点が接合すべき酸化物超電導体
よりも低いことである。更に好ましくは、溶融状態の高
温域から低温に至るまでの全ての温度下におい′て、接
合すべき酸化物超電導体に対して不活性で、特に、隣接
している超電導体から酸素を奪って酸化しないことであ
る。更にまた、近接効果による超電導性の向上が期待で
きる金属がより好ましい。

以上のような条件を満足する金属として、現在知られて
いるＬｎＢａｚＣｕｚＯｘの組成の酸化物超電導体に対
しては、銀が最適である。

なお、接合工程において使用する材料としては、上記の
条件を満足する金属そのもののほか、加熱の過程でその
金属となる物質、例えば酸化銀（Ａｇ、Ｏ）等、を使用
することもできる。

〈発明の効果〉 本発明によると、既に焼結されている複数の酸化物超電
導体を、その超電導性を損なうことなく、かつ、複雑な
工程や大型の炉等を必要とすることなく相互に接合でき
、酸化物超電導体の実質的な大型化、長尺化、および形
状の複雑化等を達成できる。Ｃれによって例えば、５Ｑ
ＵＩＤ等のシールド装置等に適用して、高温超電素体に
よる大型の閉じた空間等を形成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の斜視図、 第２図はその製造方法の説明図、 第３図は本発明実施例の臨界温度の調査のための実験方
法の説明図、 第４図はその実験結果を示すグラフである。 ｌａ、ｌｂ・・・酸化物超電導体 ２・・・銀

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 酸化物超電導体からなる複数の部材が、その部材間に介
   在した状態で凝固した金属によって相互に接合されてな
   り、上記金属は、上記酸化物超電導体よりも融点が低く
   、かつ、溶融状態において上記酸化物超電導体に対する
   ぬれ性が良好な金属であることを特徴とする、酸化物超
   電導体の接合構造。