JPH02257527A - 酸化物超電導体の製造方法 - Google Patents
酸化物超電導体の製造方法Info
- Publication number
- JPH02257527A JPH02257527A JP1080050A JP8005089A JPH02257527A JP H02257527 A JPH02257527 A JP H02257527A JP 1080050 A JP1080050 A JP 1080050A JP 8005089 A JP8005089 A JP 8005089A JP H02257527 A JPH02257527 A JP H02257527A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide
- wire
- outer periphery
- metal core
- laser beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 12
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 101100298225 Caenorhabditis elegans pot-2 gene Proteins 0.000 abstract 1
- 229910009203 Y-Ba-Cu-O Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Chemical compound [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 101000650578 Salmonella phage P22 Regulatory protein C3 Proteins 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101001040920 Triticum aestivum Alpha-amylase inhibitor 0.28 Proteins 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
- Laser Beam Processing (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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。
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、酸化物超電導体の製造方法に係り、特に結晶
の配向性、すなわち超電導特性および電気的、機械的安
定性に優れた線状の酸化物超電導体の製造方法に関する
。
の配向性、すなわち超電導特性および電気的、機械的安
定性に優れた線状の酸化物超電導体の製造方法に関する
。
［従来の技術］
近年、酸化物超電導物質の開発が著しい速度で進められ
ており、Ｌａ系、Ｙ系、Ｂｉ系、ＴＪ２系等の超電導物
質の利用が有力視されている。
ており、Ｌａ系、Ｙ系、Ｂｉ系、ＴＪ２系等の超電導物
質の利用が有力視されている。
しかしながら、これらの物質はその超電導特性に異方性
、すなわち結晶方位による特性の差が著しく、通常の合
成法によって得られた原料粉末を成型後焼結しただけで
はランダムな結晶方位のものしか得られないため、実用
的レベルに達する電気的、磁気的特性が得られないとい
う問題がある。
、すなわち結晶方位による特性の差が著しく、通常の合
成法によって得られた原料粉末を成型後焼結しただけで
はランダムな結晶方位のものしか得られないため、実用
的レベルに達する電気的、磁気的特性が得られないとい
う問題がある。
上記の問題を解決する方法として、酸化物超電導物質を
溶融し、この融体を温度勾配を有する電気炉内で相対的
に移動させて結晶成長させることにより結晶の配向性を
高めることが試みられている。
溶融し、この融体を温度勾配を有する電気炉内で相対的
に移動させて結晶成長させることにより結晶の配向性を
高めることが試みられている。
また、超電導体、たとえば線状の超７ヒ導体中にフロー
ティングゾーンを形成して溶融、凝固させることにより
結晶の配向性を高めることも試みられている。
ティングゾーンを形成して溶融、凝固させることにより
結晶の配向性を高めることも試みられている。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、前者の溶融温度勾配結晶化法では温度勾
配の設定に限界があり、熱伝導により大きな勾配を炉内
に形成することが不可能なため、結晶配向の制御が困難
であるという難点を有する。
配の設定に限界があり、熱伝導により大きな勾配を炉内
に形成することが不可能なため、結晶配向の制御が困難
であるという難点を有する。
一方、後者のフローティングゾーンによる方法において
は、液相から安定に結晶化する相しか得られない上、そ
の成長速度は数ｃ〜数ＩＩＩ／ｈｒと極めて遅いという
難点を有する。特にこの方法においては、Ｙ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−０系酸化物の場合、溶融→再結晶によって絶縁物質
であるＹ ２ ＢａＣｕ０ｘ相が生成され、超電導物質
であるＹＢａ２ Ｃｕ３０ｘ相が生成されないという致
命的な欠点を有する。
は、液相から安定に結晶化する相しか得られない上、そ
の成長速度は数ｃ〜数ＩＩＩ／ｈｒと極めて遅いという
難点を有する。特にこの方法においては、Ｙ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−０系酸化物の場合、溶融→再結晶によって絶縁物質
であるＹ ２ ＢａＣｕ０ｘ相が生成され、超電導物質
であるＹＢａ２ Ｃｕ３０ｘ相が生成されないという致
命的な欠点を有する。
さらに上記いずれの方法においても、線材化する場合に
安定化材や機械的な補強部材との複合化を図る必要があ
るという問題もある。
安定化材や機械的な補強部材との複合化を図る必要があ
るという問題もある。
本発明は上記の難点を解決するためになされたもので、
レーザビームを用いて結晶の配向性、すなわち超電導特
性および電気的安定性や機械的強度に優れた線状の酸化
物超電導体を製造する方法を提供することをその目的と
する。
レーザビームを用いて結晶の配向性、すなわち超電導特
性および電気的安定性や機械的強度に優れた線状の酸化
物超電導体を製造する方法を提供することをその目的と
する。
［課題を解決するための手段］
上記目的を達成するために、本発明の酸化物超電導体の
製造方法は、金属心線の外周に、溶融した酸化物超電導
物質あるいは酸化物超電導物質を構成する元素を含む原
料物質を付着凝固させ、前記金属心線と凝固層との拡散
によって形成される拡散層の外層部分にレーザビームを
照射し、この照射により形成される溶融帯域を急速に移
動させるようにしたものである。
製造方法は、金属心線の外周に、溶融した酸化物超電導
物質あるいは酸化物超電導物質を構成する元素を含む原
料物質を付着凝固させ、前記金属心線と凝固層との拡散
によって形成される拡散層の外層部分にレーザビームを
照射し、この照射により形成される溶融帯域を急速に移
動させるようにしたものである。
本発明における酸化物超電導物質としては特に限定され
ず、たとえばＬａ−Ｂａ−Ｃｕ−０系、Ｌａ−３ｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−０系、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系、Ｂ１−８ｒ−
Ｃａ−Ｃｕ−０系、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０系等の
酸化物を挙げることができる。
ず、たとえばＬａ−Ｂａ−Ｃｕ−０系、Ｌａ−３ｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−０系、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系、Ｂ１−８ｒ−
Ｃａ−Ｃｕ−０系、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０系等の
酸化物を挙げることができる。
また、酸化物超電導物質を構成する元素を含む原料物質
としては、これ等の元素を含む酸化物、炭酸塩、硝酸塩
、金属石けん等が用いられ、−例を挙げればＹ−Ｂａ−
Ｃｕ−０系の場合、Ｙ２Ｏ５、ＢａＣＯ３、ＣｕＯが使
用される。
としては、これ等の元素を含む酸化物、炭酸塩、硝酸塩
、金属石けん等が用いられ、−例を挙げればＹ−Ｂａ−
Ｃｕ−０系の場合、Ｙ２Ｏ５、ＢａＣＯ３、ＣｕＯが使
用される。
本発明における金属心線としては、銅、ステンレス、チ
タン等凝固層形成時に溶解しないものであればよい。
タン等凝固層形成時に溶解しないものであればよい。
また本発明におけるレーザビームは、Ａ「、ＹＡＧ 。
００２等のＣＷ（連続）レーザによって形成され、特に
金属心線の外側に凝固層が形成された線材の軸方向に垂
直な断面において対称的な温度分布が形成されるように
複数本照射し、かつビーム径が相互に重なり合うように
照射することが好ましい。
金属心線の外側に凝固層が形成された線材の軸方向に垂
直な断面において対称的な温度分布が形成されるように
複数本照射し、かつビーム径が相互に重なり合うように
照射することが好ましい。
このため断面円形の線材に対しては同心円状の温度分布
を形成するように、等角度で多数本のレーザビームを線
材中心へ向かって照射することが行われる。レーザビー
ムとしては、たとえばビーム径２０μ■φ程度のものを
使用して、５０μ−程度の長さの溶融帯域を形成し、線
材（あるいはビーム）をｌ〜ｌ０ＣＩＩＩ／ｓｅｅ程度
の速度で移動させる。
を形成するように、等角度で多数本のレーザビームを線
材中心へ向かって照射することが行われる。レーザビー
ムとしては、たとえばビーム径２０μ■φ程度のものを
使用して、５０μ−程度の長さの溶融帯域を形成し、線
材（あるいはビーム）をｌ〜ｌ０ＣＩＩＩ／ｓｅｅ程度
の速度で移動させる。
レーザビームの出力は、凝固層の形成時に金属心線の外
周に形成される拡散層を溶融せず、その外側の結晶化層
のみを溶融させるように調整される。
周に形成される拡散層を溶融せず、その外側の結晶化層
のみを溶融させるように調整される。
［作用］
本発明においては、金属心線外周の拡散層の外側に形成
される結晶化層がレーザビームにより非常に狭い帯域で
急速に溶融、凝固せしめられるため、非常に大きな温度
勾配を達成することができ、これにより非常に高い配向
性を有する結晶が得られ、界面の安定性や超電導特性に
優れた線材を得ることができる。さらに金属心線および
外側からの冷却により、拡散層を金属心線の外側のみに
形成させることができ、バッファ層なしで金属線を安定
化材および補強材として用いることができ、電気・的お
よび機械的安定性に優れた長尺線材の製造が可能になる
。
される結晶化層がレーザビームにより非常に狭い帯域で
急速に溶融、凝固せしめられるため、非常に大きな温度
勾配を達成することができ、これにより非常に高い配向
性を有する結晶が得られ、界面の安定性や超電導特性に
優れた線材を得ることができる。さらに金属心線および
外側からの冷却により、拡散層を金属心線の外側のみに
形成させることができ、バッファ層なしで金属線を安定
化材および補強材として用いることができ、電気・的お
よび機械的安定性に優れた長尺線材の製造が可能になる
。
［実施例］
図は本発明の方法に用いられる装置の一実施例を示す概
略図である。図において１は外径２０μ■φの銅線、２
は溶融ルツボ、３は溶融酸化物、４は上部冷却器、５は
下部冷却器、６はレーザビームを示す。上記の溶融ルツ
ボ２内にＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系酸化物（Ｙ：Ｂａ：Ｃｕ
−１：２：３ ）を収容し、ヒータ７によりルツボ内
を１２００℃以上に加熱して酸化物３を溶融させた。こ
の融体の液面３′をガス８にょり加圧し、ルツボ下部の
ダイス９より上部冷却器４で冷却された銅線１を通過さ
せ、その外周に融体を約１０ＣＩＩ／ｓｅｅで噴出させ
、直ちに下部冷却器５内でガス冷却を施した後、レーザ
ビーム６を外周より照射した。レーザビームは出力２５
０ＩＩ１ｗ、ビム径２０μｍφの３０本を用い、外径１
００μｌφの線材１０の外周より等角度で照射した。
略図である。図において１は外径２０μ■φの銅線、２
は溶融ルツボ、３は溶融酸化物、４は上部冷却器、５は
下部冷却器、６はレーザビームを示す。上記の溶融ルツ
ボ２内にＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系酸化物（Ｙ：Ｂａ：Ｃｕ
−１：２：３ ）を収容し、ヒータ７によりルツボ内
を１２００℃以上に加熱して酸化物３を溶融させた。こ
の融体の液面３′をガス８にょり加圧し、ルツボ下部の
ダイス９より上部冷却器４で冷却された銅線１を通過さ
せ、その外周に融体を約１０ＣＩＩ／ｓｅｅで噴出させ
、直ちに下部冷却器５内でガス冷却を施した後、レーザ
ビーム６を外周より照射した。レーザビームは出力２５
０ＩＩ１ｗ、ビム径２０μｍφの３０本を用い、外径１
００μｌφの線材１０の外周より等角度で照射した。
このようにして得られた超電導線の拡散層の厚さは約１
０μｌであり、その軸方向の結晶の配向性および臨界電
流密度（７７Ｋ）等を下表に示した。
０μｌであり、その軸方向の結晶の配向性および臨界電
流密度（７７Ｋ）等を下表に示した。
なお比較例として実施例と同一の銅線を使用し、加熱赤
外線を用いたフローティングゾーン法（小楕円赤外線加
熱、１．５ＫＷ）および電気炉を用いた溶融温度勾配結
晶化法（３０℃／ Ｃｌ１１）の結果を同表中に示した
。
外線を用いたフローティングゾーン法（小楕円赤外線加
熱、１．５ＫＷ）および電気炉を用いた溶融温度勾配結
晶化法（３０℃／ Ｃｌ１１）の結果を同表中に示した
。
（以下余白）
［発明の効果コ
以上述べたように、本発明の酸化物超電導体の製造方法
によれば、高い結晶の配向性を有し、これにより臨界電
流密度の高い線材が容易に得られる上、その制御も容易
であり、かつ電軍的、機械的安定性に優れた線材を高速
で製造することができ、実用的な方法としてその価値は
極めて大である。
によれば、高い結晶の配向性を有し、これにより臨界電
流密度の高い線材が容易に得られる上、その制御も容易
であり、かつ電軍的、機械的安定性に優れた線材を高速
で製造することができ、実用的な方法としてその価値は
極めて大である。
図は本発明の方法に用いられる装置の一実施例を示す概
略図である。 １・・・・・・・・・・・・銅線 ２・・・・・・・・・溶融ルツボ ３・・・・・・・・・溶融酸化物 ４．５・・・冷却器 ６・・・・・・・・・レーザビーム
略図である。 １・・・・・・・・・・・・銅線 ２・・・・・・・・・溶融ルツボ ３・・・・・・・・・溶融酸化物 ４．５・・・冷却器 ６・・・・・・・・・レーザビーム
Claims (2)
- （１）金属心線の外周に、溶融した酸化物超電導物質あ
るいは酸化物超電導物質を構成する元素を含む原料物質
を付着凝固させ、前記金属心線と凝固層との拡散によっ
て形成される拡散層の外層部分にレーザビームを照射し
、この照射により形成される溶融帯域を急速に移動させ
ることを特徴とする酸化物超電導体の製造方法。 - （２）レーザビームは、複数本照射される請求項１記載
の酸化物超電導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1080050A JPH02257527A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | 酸化物超電導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1080050A JPH02257527A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | 酸化物超電導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02257527A true JPH02257527A (ja) | 1990-10-18 |
Family
ID=13707416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1080050A Pending JPH02257527A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | 酸化物超電導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02257527A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2683086A1 (fr) * | 1991-10-29 | 1993-04-30 | Alsthom Cge Alcatel | Procede de fabrication d'un conducteur souple supraconducteur a haute temperature critique. |
-
1989
- 1989-03-30 JP JP1080050A patent/JPH02257527A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2683086A1 (fr) * | 1991-10-29 | 1993-04-30 | Alsthom Cge Alcatel | Procede de fabrication d'un conducteur souple supraconducteur a haute temperature critique. |
| US5312804A (en) * | 1991-10-29 | 1994-05-17 | Alcatel Cable | Method of fabricating a superconductive flexible ceramic conductor having a high critical temperature |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2672334B2 (ja) | 超伝導体の製造方法 | |
| US5149681A (en) | Melt texturing of long superconductor fibers | |
| JP2866265B2 (ja) | 高臨界温度超伝導可撓性導体の製造方法 | |
| JPH02257527A (ja) | 酸化物超電導体の製造方法 | |
| US5047386A (en) | Apparatus for continuous manufacture of high temperature superconducting wires from molten superconducting oxides | |
| US5270296A (en) | High critical temperature superconducting wire with radially grown crystallites | |
| JPH02257528A (ja) | 酸化物超電導体の製造方法 | |
| JPH02257526A (ja) | 酸化物超電導体の製造方法 | |
| JPH02257529A (ja) | 酸化物超電導体の製造方法 | |
| JPH02239102A (ja) | 酸化物超電導体の製造方法 | |
| JPH027309A (ja) | 酸化物系超電導線条体の製造方法 | |
| CH682358A5 (en) | Ceramic high temp. superconductor prodn. - by pouring starting material into mould, heating, cooling, thermally treating in oxygen@ and cooling, for shield magnetic fields in switching elements | |
| JP3181642B2 (ja) | 酸化物超電導線材の製造方法 | |
| JP2590103B2 (ja) | 化合物超電導線の製造方法 | |
| JP3597319B2 (ja) | 酸化物超電導導体の製造方法及び溶融凝固装置 | |
| JPS63257125A (ja) | 超伝導線材およびその作製方法 | |
| JPH02258692A (ja) | 酸化物超伝導体の作製方法 | |
| JPH0362978A (ja) | 酸化物超電導体の回路作製方法 | |
| JPH02258669A (ja) | 酸化物超電導体の製造方法 | |
| JPH01226735A (ja) | 超電導材料の製造方法 | |
| JPH02258693A (ja) | 酸化物超電導体の製造方法 | |
| JPH03150208A (ja) | 酸化物超電導フィイバの製造方法 | |
| JPH02258699A (ja) | 酸化物超電導体の製造方法 | |
| JPH02258697A (ja) | 酸化物超電導体の製造方法 | |
| JPH02258694A (ja) | 酸化物超電導体の製造方法 |