JPH02230612A - 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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- JPH02230612A JPH02230612A JP1050281A JP5028189A JPH02230612A JP H02230612 A JPH02230612 A JP H02230612A JP 1050281 A JP1050281 A JP 1050281A JP 5028189 A JP5028189 A JP 5028189A JP H02230612 A JPH02230612 A JP H02230612A
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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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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- 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〕
本発明は酸化物超７１線材の製造方法に関するものであ
る。
る。
液体窒素温度（７７゜Ｋ）程度の温度で超電導特性を呈
する高温超電導体として、酸化物超電導材ｆ．１（超電
導セラミックス材料）が知られている（例えば特開昭６
３−１７６３５３号）。そして、このような酸化物超電
導材料からなる線材の製造方法として、各種の方法が提
案されている（例えば Ｊ、＾ｐｐｌ． Ｐｈｙｓ、
６４（１０） ， （１９８１１年１１月１２日）ｐ，
５８９８〜 ７）。
する高温超電導体として、酸化物超電導材ｆ．１（超電
導セラミックス材料）が知られている（例えば特開昭６
３−１７６３５３号）。そして、このような酸化物超電
導材料からなる線材の製造方法として、各種の方法が提
案されている（例えば Ｊ、＾ｐｐｌ． Ｐｈｙｓ、
６４（１０） ， （１９８１１年１１月１２日）ｐ，
５８９８〜 ７）。
これらの方法の中で、最も代表的なものは銀シース法と
呼ばれている。ずなわぢ、まず酸化物超電導材料からな
る粉末を用意し、これを銀製のバイブに入れて母材とす
る。次に、この母材に対して圧延、プレス等の機械的な
加工を施し、所望形状の線材（超電導予備線材）とする
。そして、これに超電導相（超電導特性を示す結晶層）
を析出させるための熱処理を行ない、超電導線材を得て
いる。
呼ばれている。ずなわぢ、まず酸化物超電導材料からな
る粉末を用意し、これを銀製のバイブに入れて母材とす
る。次に、この母材に対して圧延、プレス等の機械的な
加工を施し、所望形状の線材（超電導予備線材）とする
。そして、これに超電導相（超電導特性を示す結晶層）
を析出させるための熱処理を行ない、超電導線材を得て
いる。
一方、ガラスパイプ中に酸化物超電導組成物の微粉末を
連続的に詰め込み、ガラスパイプの軟化点以上に加熱し
て線材化する技術（例えば特開昭６３−２４８０１０号
）や、酸化物超電導材料の原料粉末を長尺の芯材の外周
面に付着させ、これを熱処理１，て線材化する技術（例
えば特開昭６３−２５２３１５号）などが知られている
。
連続的に詰め込み、ガラスパイプの軟化点以上に加熱し
て線材化する技術（例えば特開昭６３−２４８０１０号
）や、酸化物超電導材料の原料粉末を長尺の芯材の外周
面に付着させ、これを熱処理１，て線材化する技術（例
えば特開昭６３−２５２３１５号）などが知られている
。
〔発明が解決しようとする課題〕
しか（７ながら、銀シース法ではパイプを冷間加工する
ために、長尺の線材を連続して得ることが難しい。また
、バイブ中で原料粉末が途切れることがあり、十分な細
径化が難しい。特開昭６３−２４８０１０号の技術でも
銀シース法と同様の問題がある。また、この場合には熱
処理の過程で酸化物超電導材料がガラス中に拡散し、あ
るいは逆方向の拡散でガラスが失透しやすかった。特開
昭６ ３ − ２ ５ ２ ３ １ ５号の技術では、
酸化物超電導祠料が芯材の外周而で露出しているため、
強度がり（下して【７まう問題があった。． このように、従来の線材化技術では良好な超電導特性を
呈する長尺の超電導線材を得るのが難し，く、また強度
が大きく可撓性の高い線材とするのが容易ではなかった
。
ために、長尺の線材を連続して得ることが難しい。また
、バイブ中で原料粉末が途切れることがあり、十分な細
径化が難しい。特開昭６３−２４８０１０号の技術でも
銀シース法と同様の問題がある。また、この場合には熱
処理の過程で酸化物超電導材料がガラス中に拡散し、あ
るいは逆方向の拡散でガラスが失透しやすかった。特開
昭６ ３ − ２ ５ ２ ３ １ ５号の技術では、
酸化物超電導祠料が芯材の外周而で露出しているため、
強度がり（下して【７まう問題があった。． このように、従来の線材化技術では良好な超電導特性を
呈する長尺の超電導線材を得るのが難し，く、また強度
が大きく可撓性の高い線材とするのが容易ではなかった
。
〔課題を解決するだめの手段および作用〕本発明者は上
記の課題に鑑み、特に従来技術では原料粉末が細径化の
過程で途切れやすかったこと、また熱処理の過程で酸化
物超電導材料が変質等しやすかったことに着目し、鋭意
研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
記の課題に鑑み、特に従来技術では原料粉末が細径化の
過程で途切れやすかったこと、また熱処理の過程で酸化
物超電導材料が変質等しやすかったことに着目し、鋭意
研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
本発明の第１］二程では、第１図に示すように、まず組
織が非晶質状態（アモルファス状態）となった酸化物超
電導組成物のロッド１と、内壁面に銀２が膜状に付着さ
れたガラスバイプ３とが用意され、このバイブ３中にロ
ッド１が挿入されて母祠（プリフォーム）４が構成され
る。非晶質状態のロッド４は、Ｂｉ −Ｓｒ −Ｃａ
−Ｃｕ −０系あるいはＢＩ Ｐｂ Ｓｒ −Ｃａ
Ｃｕ Ｏ系などの各種の原料粉末を、融点以上の
温度にしてから鋳型に流（７込み、急速冷却することで
得られる。
織が非晶質状態（アモルファス状態）となった酸化物超
電導組成物のロッド１と、内壁面に銀２が膜状に付着さ
れたガラスバイプ３とが用意され、このバイブ３中にロ
ッド１が挿入されて母祠（プリフォーム）４が構成され
る。非晶質状態のロッド４は、Ｂｉ −Ｓｒ −Ｃａ
−Ｃｕ −０系あるいはＢＩ Ｐｂ Ｓｒ −Ｃａ
Ｃｕ Ｏ系などの各種の原料粉末を、融点以上の
温度にしてから鋳型に流（７込み、急速冷却することで
得られる。
ここで、溶融温度をあまり高くすると材料の揮散が生じ
るので、融点プラス２００℃程度が実質的に上限となる
。また、ロツドをあまり大径とすると急冷が難しいので
、ロッド１は外径１〇一鵬程度以下として内部まで完全
に非晶質状態とすることが望ましい。
るので、融点プラス２００℃程度が実質的に上限となる
。また、ロツドをあまり大径とすると急冷が難しいので
、ロッド１は外径１〇一鵬程度以下として内部まで完全
に非晶質状態とすることが望ましい。
内壁に銀２が付着されるガラスパイプ３の材料は、線引
き温度との関係で選ばれるが、例えば硼硅酸塩系ガラス
を用いると好適である。すなわち、９００℃以下の温度
では銀は十分に軟化せず、９６０℃以」二の温度では銀
は軟くなりすぎるので、線引き温度は９００〜９６０℃
とするのが望ましく、これに適したガラス材料としては
硼硅酸塩系ガラスがある。なお、銀の付着は銀ペースト
によってもよく、銀鏡反応を利用してもよい。
き温度との関係で選ばれるが、例えば硼硅酸塩系ガラス
を用いると好適である。すなわち、９００℃以下の温度
では銀は十分に軟化せず、９６０℃以」二の温度では銀
は軟くなりすぎるので、線引き温度は９００〜９６０℃
とするのが望ましく、これに適したガラス材料としては
硼硅酸塩系ガラスがある。なお、銀の付着は銀ペースト
によってもよく、銀鏡反応を利用してもよい。
本発明の第２工程では、例えば前述した９００〜９６０
℃の温度で母材４の一端が加熱され、線引きがされる。
℃の温度で母材４の一端が加熱され、線引きがされる。
この線引きは、第２図に示すように、母｛４４を線引き
装置のアーム１１に固定し、炉心管１２に挿入してヒー
タ１３で母材４の先端を軟化させて行なう。線引きされ
た線材（超電導予備線材）５は、キャプスタン］４を介
してドラム１５に巻き取られる。ここで、ヒータ１３に
よる１号材先端の加熱温度の調整と、線引き速度および
母材４を保持するアー・ム１１の降下速度等を調整する
ことにより、超電導予備線材５の外径は所望に設定され
る。第３図は超電導予備線材５の断面形状を示【２てい
る。中心部に酸化物超電導材料からなる超電導部５１が
あり、その外側に銀層５２を介してガラス部５３がある
。
装置のアーム１１に固定し、炉心管１２に挿入してヒー
タ１３で母材４の先端を軟化させて行なう。線引きされ
た線材（超電導予備線材）５は、キャプスタン］４を介
してドラム１５に巻き取られる。ここで、ヒータ１３に
よる１号材先端の加熱温度の調整と、線引き速度および
母材４を保持するアー・ム１１の降下速度等を調整する
ことにより、超電導予備線材５の外径は所望に設定され
る。第３図は超電導予備線材５の断面形状を示【２てい
る。中心部に酸化物超電導材料からなる超電導部５１が
あり、その外側に銀層５２を介してガラス部５３がある
。
第２の工程に際しては、非晶質状態の酸化物超電導組成
物から線引きがされるため、超電導予備線材は強度およ
び可撓性の面で優れたものとなる。
物から線引きがされるため、超電導予備線材は強度およ
び可撓性の面で優れたものとなる。
従って、線引き後にコイル等に加工するのが有利である
。また、酸化物超電導材料の粉末を加圧、成型して得ら
れた母材から線引きするのではなく、理論密度に近い非
晶質状態の母祠から線引きされるため、臨界電流密度Ｊ
ｃの向上に有利に作用する。
。また、酸化物超電導材料の粉末を加圧、成型して得ら
れた母材から線引きするのではなく、理論密度に近い非
晶質状態の母祠から線引きされるため、臨界電流密度Ｊ
ｃの向上に有利に作用する。
本発明の第３の王程では、線引きされた超電導予備線材
に対して熱処理を施し、超電導部５１に超電導相（超電
導を示す結晶相）が析出される。
に対して熱処理を施し、超電導部５１に超電導相（超電
導を示す結晶相）が析出される。
このとき、雰囲気として不活性ガス（Ｈｅ，Ａｒ，等）
と酸素の混合ガス、窒素と酸素の混合ガスあるいは空気
と酸素の混合ガスを用いれば、酸化物超電導祠料から酸
素が脱離するのを防止できる。
と酸素の混合ガス、窒素と酸素の混合ガスあるいは空気
と酸素の混合ガスを用いれば、酸化物超電導祠料から酸
素が脱離するのを防止できる。
また、本発明では超電導部５１とガラス部５３の間に銀
層５２を介在させているので、熱処理中の相互拡散が防
止される。ここで、銀が超電導特性に悪影響を与えない
ことは、例えばアブライド・フィジックス・レター（′
＾ｐｐｌｌｅｄ ＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒ” ５２
（１９）．９ Ｍａｙ，１９８８）に示されている。
層５２を介在させているので、熱処理中の相互拡散が防
止される。ここで、銀が超電導特性に悪影響を与えない
ことは、例えばアブライド・フィジックス・レター（′
＾ｐｐｌｌｅｄ ＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒ” ５２
（１９）．９ Ｍａｙ，１９８８）に示されている。
次に、本発明者による具体的な実施例を説明する。
ます、酸化物超電導組成物の原料としてＢｉ２０３，Ｐ
ｂＯ，ＳｒＣＯ ，ＣａＣＯ ，Ｃｕ０を用意し、
元素個数比が Ｂｉ ：Ｐｂ ：Ｓｒ ：Ｃａ ：Ｃｕ−１．６：０
．４：２：２：３ となるように秤量して混合した。この混合粉末を白金製
るつほに入れ、１１５０℃で４０分間溶融し、融液を鋳
型に注入した。これにより、外径が８關、長さが７０１
Ｉｌｌｌの非晶質状態のロッドが得られた。
ｂＯ，ＳｒＣＯ ，ＣａＣＯ ，Ｃｕ０を用意し、
元素個数比が Ｂｉ ：Ｐｂ ：Ｓｒ ：Ｃａ ：Ｃｕ−１．６：０
．４：２：２：３ となるように秤量して混合した。この混合粉末を白金製
るつほに入れ、１１５０℃で４０分間溶融し、融液を鋳
型に注入した。これにより、外径が８關、長さが７０１
Ｉｌｌｌの非晶質状態のロッドが得られた。
次に、硼硅酸塩系ガラスからなり外径が１４ｍｍ，内径
が１０１Ｉｍのガラスパイプを用意し、内壁の底から１
５０關位のところまでに銀ペーストを塗／ｌｉ【２た。
が１０１Ｉｍのガラスパイプを用意し、内壁の底から１
５０關位のところまでに銀ペーストを塗／ｌｉ【２た。
そ］２て、上シ己のロッドをこのガラスパイプ中に挿入
し、母材と１，た。次に、この母材を第２図と同様の線
引き装置にセットし、ヒータにょって９２０℃に加熱さ
れた炉心管に導入して線引きした。キャブスタンを介し
てドラムに巻き取られた超電導予備線材は、直径が５０
０μｍで長さが１０ｍであった。この超電導’ｆ−８線
材は可撓性に優れており、直径１０ｍｍのマンドレルに
も容易に巻きつけることができた。
し、母材と１，た。次に、この母材を第２図と同様の線
引き装置にセットし、ヒータにょって９２０℃に加熱さ
れた炉心管に導入して線引きした。キャブスタンを介し
てドラムに巻き取られた超電導予備線材は、直径が５０
０μｍで長さが１０ｍであった。この超電導’ｆ−８線
材は可撓性に優れており、直径１０ｍｍのマンドレルに
も容易に巻きつけることができた。
次に、上記の超電導予備線材を８２０℃に設定された熱
処理炉に導入し、６０時間のアニールを施した。ここで
、炉内の雰囲気はアルゴンと酸素の混合ガスとし、適度
の酸素が供給されるようにした。上記の工程により得ら
れた超電導線材の臨界温度（Ｔｃ ）と臨界電流密度（
Ｊｃ）を公知の４端子法で調べたところ、Ｔｅ−８６Ｋ
，Ｊｃ −１０ＯＡ／ｅ４（７７Ｋ、ゼロ磁場）であっ
た。また、超電導線材の表面を観察したところ、表面の
ガラスには失透が見られなかった。また、銀層にもヒビ
割れ等はなく、強度的にも良好であった。
処理炉に導入し、６０時間のアニールを施した。ここで
、炉内の雰囲気はアルゴンと酸素の混合ガスとし、適度
の酸素が供給されるようにした。上記の工程により得ら
れた超電導線材の臨界温度（Ｔｃ ）と臨界電流密度（
Ｊｃ）を公知の４端子法で調べたところ、Ｔｅ−８６Ｋ
，Ｊｃ −１０ＯＡ／ｅ４（７７Ｋ、ゼロ磁場）であっ
た。また、超電導線材の表面を観察したところ、表面の
ガラスには失透が見られなかった。また、銀層にもヒビ
割れ等はなく、強度的にも良好であった。
以上、詳細に説明した通り本発明では、線引きの母材に
非晶質状態の酸化物超電導組成物からなるロッドを用い
、酸化物超電導組成物とガラスの間に銀を介在させるよ
うにしているので、長尺であー〕て細径であり、しかも
特性の良好な超電導線材を容易に得ることが可能である
。本発明により得られる超電導線材は可撓性と強度に優
れているので、コイル状に巻きつけたりすることが容易
なので、このような変形、加工の後に熱処理して超電導
相を析出させるようにすれば、。超電導マグネット等を
容易に得ることができる。
非晶質状態の酸化物超電導組成物からなるロッドを用い
、酸化物超電導組成物とガラスの間に銀を介在させるよ
うにしているので、長尺であー〕て細径であり、しかも
特性の良好な超電導線材を容易に得ることが可能である
。本発明により得られる超電導線材は可撓性と強度に優
れているので、コイル状に巻きつけたりすることが容易
なので、このような変形、加工の後に熱処理して超電導
相を析出させるようにすれば、。超電導マグネット等を
容易に得ることができる。
第１図は本発明に係る母材を示す図、第２図は本発明に
係る超電導予備線材の線引きを示す図、第３図は超電導
予備線材の断面図である。 １・・・酸化物超電導組成物のロッド、２・・・銀、３
・・・ガラスパイプ、４・・・母材、５・・・超電導予
備線材、５１・・・超電導部、５２・・・銀層、５３・
・・ガラス部。 第１図 第２図 易．．１図
係る超電導予備線材の線引きを示す図、第３図は超電導
予備線材の断面図である。 １・・・酸化物超電導組成物のロッド、２・・・銀、３
・・・ガラスパイプ、４・・・母材、５・・・超電導予
備線材、５１・・・超電導部、５２・・・銀層、５３・
・・ガラス部。 第１図 第２図 易．．１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、非晶質状態の酸化物超電導組成物からなるロッドを
、内壁に銀が付着されたガラスパイプに挿入して母材を
形成する第１の工程と、 前記母材の一端を加熱、溶融して線引きし、超電導予備
線材を形成する第２の工程と、 前記超電導予備線材を熱処理して超電導相を析出させる
第３の工程と 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、前記ロッドは原料粉末をその融点以上であって当該
融点プラス２００℃以下の温度で溶融させた後に急速に
冷却することで作製される請求項１記載の酸化物超電導
線材の製造方法。 ３、前記ガラスパイプは硼硅酸塩系のガラスパイプの内
面にペースト状の銀もしくは銀鏡反応による銀の膜を付
着して構成され、前記第２の工程は９００〜９６０℃で
線引きする工程である請求項１記載の酸化物超電導線材
の製造方法。 ４、前記第３の工程は酸素を含むガスの雰囲気でなされ
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 |
|---|---|---|---|
| JP1050281A JPH02230612A (ja) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1050281A JPH02230612A (ja) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02230612A true JPH02230612A (ja) | 1990-09-13 |
Family
ID=12854546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1050281A Pending JPH02230612A (ja) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02230612A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6604273B1 (en) * | 1994-09-30 | 2003-08-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing an oxide superconducting wire |
-
1989
- 1989-03-02 JP JP1050281A patent/JPH02230612A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6604273B1 (en) * | 1994-09-30 | 2003-08-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing an oxide superconducting wire |
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