JPH02267816A - 超伝導セラミックス線材及びその製造方法 - Google Patents
超伝導セラミックス線材及びその製造方法Info
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- JPH02267816A JPH02267816A JP1089167A JP8916789A JPH02267816A JP H02267816 A JPH02267816 A JP H02267816A JP 1089167 A JP1089167 A JP 1089167A JP 8916789 A JP8916789 A JP 8916789A JP H02267816 A JPH02267816 A JP H02267816A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、超伝導セラミックス線材およびその製造方法
に関し、特に本発明は、優れた可撓性を有する超伝導セ
ラミックス線材とその製造方法に関するものである。
に関し、特に本発明は、優れた可撓性を有する超伝導セ
ラミックス線材とその製造方法に関するものである。
近年、液体窒素温度領域でも使用可能な超伝導セラミッ
クスが発見され、工業的にも大きなインパクトを与えて
いる。その代表的なものとして、Y−Ba−Cu−0系
酸化物超伝導セラミツクスが良く知られている。また、
最近、希土類元素を含まない新しいタイプの超伝導セラ
ミックスとしてB 1−5r−Ca−Cu−0系、ある
いはTl−Ba−Ca−Cu−0系酸化物超伝導セラミ
ツクスが報告され、これら酸化物超伝導セラミックスは
大気中の水分や炭酸ガスなどに対する安定性に優れ、か
つ酸素含有量が一定で超伝導特性が安定しているという
特徴がある。
クスが発見され、工業的にも大きなインパクトを与えて
いる。その代表的なものとして、Y−Ba−Cu−0系
酸化物超伝導セラミツクスが良く知られている。また、
最近、希土類元素を含まない新しいタイプの超伝導セラ
ミックスとしてB 1−5r−Ca−Cu−0系、ある
いはTl−Ba−Ca−Cu−0系酸化物超伝導セラミ
ツクスが報告され、これら酸化物超伝導セラミックスは
大気中の水分や炭酸ガスなどに対する安定性に優れ、か
つ酸素含有量が一定で超伝導特性が安定しているという
特徴がある。
しかしながら、これら超伝導セラミックスを実用化する
にあたっては、線材化することが不可欠とされ、この堅
くて脆いセラミックスを如何に緻密に焼結して線材化す
るかが重要な技術課題となっていた。
にあたっては、線材化することが不可欠とされ、この堅
くて脆いセラミックスを如何に緻密に焼結して線材化す
るかが重要な技術課題となっていた。
超伝導セラミックスからなる線材の製造方法としては、
例えば、(1)セラミックス誌VOL22(1987)
No、6の第526ページに、セラミンク粉末を銀パイ
プに充填し、線引きしたものをコイル状に巻いた後、酸
素雰囲気で熱処理する線材の製造方法が記載されている
。また、(2)アルゴンヌ国立研究所の発表によれば、
ポリマーにYBa−Cu−0粉末を混合してワイヤ化し
て、これを燃やしてフレキシブルのワイヤとする超伝導
セラミックスからなる線材の製造方法が提案されている
。さらに、(3)Japanese Journal
of Applied Physics、Vol、26
(1987)Supplement 26−3の121
1ページに、Y、Ba、Cuの硝酸塩からなる溶液とY
t Ox 、BaCO5、CuOの粉末を混合し、線状
に成形した後、焼成する線材の製造方法が記載されてい
る。
例えば、(1)セラミックス誌VOL22(1987)
No、6の第526ページに、セラミンク粉末を銀パイ
プに充填し、線引きしたものをコイル状に巻いた後、酸
素雰囲気で熱処理する線材の製造方法が記載されている
。また、(2)アルゴンヌ国立研究所の発表によれば、
ポリマーにYBa−Cu−0粉末を混合してワイヤ化し
て、これを燃やしてフレキシブルのワイヤとする超伝導
セラミックスからなる線材の製造方法が提案されている
。さらに、(3)Japanese Journal
of Applied Physics、Vol、26
(1987)Supplement 26−3の121
1ページに、Y、Ba、Cuの硝酸塩からなる溶液とY
t Ox 、BaCO5、CuOの粉末を混合し、線状
に成形した後、焼成する線材の製造方法が記載されてい
る。
しかしながら、(1)の方法では、セラミックス粉末を
金属パイプ内で熱処理してルするため、緻密な焼結体と
なり難く粒子間で充分な超伝導コンタクトが得難い、ま
た熱処理で金属が超伝導セラミックス中に拡散しやすい
、特性に大きな影響を及ぼす酸素の精密な制御が難しい
という欠点がある。
金属パイプ内で熱処理してルするため、緻密な焼結体と
なり難く粒子間で充分な超伝導コンタクトが得難い、ま
た熱処理で金属が超伝導セラミックス中に拡散しやすい
、特性に大きな影響を及ぼす酸素の精密な制御が難しい
という欠点がある。
また、(2)の方法では、ポリマーが燃焼してから焼結
が始まるまでの間の形状を保持することが難しいことと
、緻密に焼結しようとすると結晶粒が成長して機械的な
特性が悪くなったり、分解して超伝導特性が大幅に低下
し易いという問題を有している。さらに、(3)の方法
で得られる線材は、緻密に焼結しようとすると結晶粒が
成長して機械的な特性が悪くなり、可撓性が劣化し易い
という問題を有している。
が始まるまでの間の形状を保持することが難しいことと
、緻密に焼結しようとすると結晶粒が成長して機械的な
特性が悪くなったり、分解して超伝導特性が大幅に低下
し易いという問題を有している。さらに、(3)の方法
で得られる線材は、緻密に焼結しようとすると結晶粒が
成長して機械的な特性が悪くなり、可撓性が劣化し易い
という問題を有している。
〔発明が解決りようとする問題点]
前述の如く、これまで知られた方法では、超伝導セラミ
ックスの結晶が微細で、緻密に焼結し、臨界温度、臨界
電流密度が高(、なおかつ優れた可撓性を有する超伝導
セラミックス線材を得ることが困難であった。
ックスの結晶が微細で、緻密に焼結し、臨界温度、臨界
電流密度が高(、なおかつ優れた可撓性を有する超伝導
セラミックス線材を得ることが困難であった。
本発明者らは、優れた可撓性を有する超伝導セラミック
ス線材を得ることを目的として、種々研究した結果、可
撓性を有する耐熱性セラミックファイバーを芯材として
、その外側に酸化物超伝導セラミックス層を形成するこ
とにより、優れた可撓性を有する超伝導セラミックス線
材を得ることができることを新たに知見し、本発明を完
成した。
ス線材を得ることを目的として、種々研究した結果、可
撓性を有する耐熱性セラミックファイバーを芯材として
、その外側に酸化物超伝導セラミックス層を形成するこ
とにより、優れた可撓性を有する超伝導セラミックス線
材を得ることができることを新たに知見し、本発明を完
成した。
本発明は、耐熱性セラミックファイバーの表面に酸化物
超伝導セラミックスが被覆されてなる超伝導セラミック
ス線材、および耐熱性セラミックファイバーの表面に酸
化物超伝導組成の有機金属化合物からなる溶液をコーテ
ィングした後、焼成することを特徴とする超伝導セラミ
ックス線材の製造方法である。
超伝導セラミックスが被覆されてなる超伝導セラミック
ス線材、および耐熱性セラミックファイバーの表面に酸
化物超伝導組成の有機金属化合物からなる溶液をコーテ
ィングした後、焼成することを特徴とする超伝導セラミ
ックス線材の製造方法である。
以下に本発明の詳細な説明する。
本発明の超伝導セラミックス線材は、耐熱性セラミック
ファイバーの表面に酸化物超伝導セラミックスが被覆さ
れてなることを特徴としている。
ファイバーの表面に酸化物超伝導セラミックスが被覆さ
れてなることを特徴としている。
このような構造とする理由は、セラミックス特有の機械
的脆さを改善し、超伝導セラミックス線材の実用化に不
可欠な可撓性をもたせることができるからである。
的脆さを改善し、超伝導セラミックス線材の実用化に不
可欠な可撓性をもたせることができるからである。
本発明の超伝導セラミックス線材は、前記耐熱性セラミ
ックファイバーと酸化物超伝導セラミックスとの間に貴
金属、あるいはこれらの合金から選ばれる少なくとも1
種からなる緩衝層を有していることが好ましい、その理
由は、前記緩衝層が、後述する酸化物超伝導組成の有機
金属化合物からなる溶液中の元素、あるいは前記耐熱性
セラミンクファイバー中の元素が焼成中に相互に拡散す
ることを抑制することにより、超伝導特性の低下や可撓
性等の機械特性の劣化を防止することができるからであ
る。。
ックファイバーと酸化物超伝導セラミックスとの間に貴
金属、あるいはこれらの合金から選ばれる少なくとも1
種からなる緩衝層を有していることが好ましい、その理
由は、前記緩衝層が、後述する酸化物超伝導組成の有機
金属化合物からなる溶液中の元素、あるいは前記耐熱性
セラミンクファイバー中の元素が焼成中に相互に拡散す
ることを抑制することにより、超伝導特性の低下や可撓
性等の機械特性の劣化を防止することができるからであ
る。。
前記貴金属としては、金、銀、白金族元素から選ばれる
少な(とも1種を用いることができる。
少な(とも1種を用いることができる。
前記緩衝層は、厚さが2μm以下であることが好ましい
、その理由は、緩衝層の厚さが2μmより厚いとコスト
が高くなるばかりでなく、前記酸化物超伝導セラミック
スが前記耐熱性セラミックファイバーから剥がれる可能
性が生ずるなど機械的強度にも問題があり、実用性に乏
しくなるからである。
、その理由は、緩衝層の厚さが2μmより厚いとコスト
が高くなるばかりでなく、前記酸化物超伝導セラミック
スが前記耐熱性セラミックファイバーから剥がれる可能
性が生ずるなど機械的強度にも問題があり、実用性に乏
しくなるからである。
前記緩衝層を前記耐熱性セラミックファイバーの表面に
形成する方法としては、蒸着法、あるいはスパッタリン
グ法を適用することができる。
形成する方法としては、蒸着法、あるいはスパッタリン
グ法を適用することができる。
本発明で使用する耐熱性セラミックファイバーは、直径
が40μm以下の長繊維であることが好ましく、なかで
も20μm以下のものが好適である。その理由は、40
μmより大きな直径を有する耐熱性セラミックファイバ
ーは可撓性が不足しており、本発明の目的とする可撓性
に優れた超伝導セラミックス線材を得ることが困難であ
るからである。
が40μm以下の長繊維であることが好ましく、なかで
も20μm以下のものが好適である。その理由は、40
μmより大きな直径を有する耐熱性セラミックファイバ
ーは可撓性が不足しており、本発明の目的とする可撓性
に優れた超伝導セラミックス線材を得ることが困難であ
るからである。
前記耐熱性セラミックファイバーの耐熱温度は、750
℃以上であることが好ましい、前記耐熱温度とは、前記
耐熱性セラミックファイバーが溶融し始める温度である
。前記耐熱性セラミックファイバーの耐熱温度が750
℃以上であることが好ましい理由は、前記酸化物超伝導
セラミックスの焼成温度が750℃以上であり、前記焼
成温度に耐えるものでないと初期の繊維の形状を維持す
ることが困難で、本発明の目的とする超伝導セラミック
ス線材を得ることが困難であるからである。
℃以上であることが好ましい、前記耐熱温度とは、前記
耐熱性セラミックファイバーが溶融し始める温度である
。前記耐熱性セラミックファイバーの耐熱温度が750
℃以上であることが好ましい理由は、前記酸化物超伝導
セラミックスの焼成温度が750℃以上であり、前記焼
成温度に耐えるものでないと初期の繊維の形状を維持す
ることが困難で、本発明の目的とする超伝導セラミック
ス線材を得ることが困難であるからである。
前記耐熱性セラミックファイバーはアルミナ、炭化けい
素、石英、ムライト、ジルコニア、ポロン、5i−Tl
−C−0系の各ファイバーの中から選ばれるいずれか1
種を用いることが好ましい。
素、石英、ムライト、ジルコニア、ポロン、5i−Tl
−C−0系の各ファイバーの中から選ばれるいずれか1
種を用いることが好ましい。
本発明で使用される酸化物超伝導セラミックスは、Y系
、Bi系、TI!、系の中から選ばれる少なくとも一種
であることが好ましい。
、Bi系、TI!、系の中から選ばれる少なくとも一種
であることが好ましい。
前記Y系酸化物超伝導セラミックスは、少なくと、も希
土類元素、アルカリ土類元素、銅及び酸素から構成され
るものであり、例えばYBat Cus O&、SEX
、、TmBaz Cuto&、50X、(La* B
ax)! Cubaイなどを具体的な化学式として挙げ
ることができ、特にRA、Cu= 0.。
土類元素、アルカリ土類元素、銅及び酸素から構成され
るものであり、例えばYBat Cus O&、SEX
、、TmBaz Cuto&、50X、(La* B
ax)! Cubaイなどを具体的な化学式として挙げ
ることができ、特にRA、Cu= 0.。
、。X(R:希土類元素、A:アルカリ土類金属)とい
う一般式で表される酸化物超伝導セラミックスは90に
級の高い超伝導臨界温度を示すので好適である。
う一般式で表される酸化物超伝導セラミックスは90に
級の高い超伝導臨界温度を示すので好適である。
また前記Bi系の酸化物超伝導セラミックスは、少なく
とも、ビスマス、ビスマスとアルミニウム、ヒスマスト
鉛、ビスマスとカリウム、ビスマスとイツトリウムから
なる群から選ばれる元素、アルカリ土類金属、銅及び酸
素から構成されてなるものであり、その具体的な化学組
成としては、例えば、B15rCaCu、O,、Big
Srz Cax YX Cut Ov 、B 1z−
x Pbx Sr、Cax Cu3 oY、Bit−+
+ A11l 5rCaCu、Ov 、B15rzzs
ca!/ff Kz/s Cuz Ov s Bi!
S rt Cut C)++vなどを挙げることができ
る。さらに前記TN系酸化物超伝導セラミックスは、少
なくともタリウム、タリウムと鉛からなる群からえらば
れた元素、アルカリ土類金属、銅および酸素から構成さ
れてなるものであり、その具体的な化学組成としては、
T1.Bag Ca2Cu30X 、 T16.s P
bo、s S r z Cat Cuz○、などを挙
げることができる。
とも、ビスマス、ビスマスとアルミニウム、ヒスマスト
鉛、ビスマスとカリウム、ビスマスとイツトリウムから
なる群から選ばれる元素、アルカリ土類金属、銅及び酸
素から構成されてなるものであり、その具体的な化学組
成としては、例えば、B15rCaCu、O,、Big
Srz Cax YX Cut Ov 、B 1z−
x Pbx Sr、Cax Cu3 oY、Bit−+
+ A11l 5rCaCu、Ov 、B15rzzs
ca!/ff Kz/s Cuz Ov s Bi!
S rt Cut C)++vなどを挙げることができ
る。さらに前記TN系酸化物超伝導セラミックスは、少
なくともタリウム、タリウムと鉛からなる群からえらば
れた元素、アルカリ土類金属、銅および酸素から構成さ
れてなるものであり、その具体的な化学組成としては、
T1.Bag Ca2Cu30X 、 T16.s P
bo、s S r z Cat Cuz○、などを挙
げることができる。
本発明の超伝導セラミックス線材は、直径が、80μm
以下であることが好ましく、なかでも40μm以下が好
適である。その理由は直径が80μmを越える超伝導セ
ラミックス線材は、可撓性が大幅に不足するためである
。
以下であることが好ましく、なかでも40μm以下が好
適である。その理由は直径が80μmを越える超伝導セ
ラミックス線材は、可撓性が大幅に不足するためである
。
なお、本発明により得られた超伝導セラミックス線材は
、超伝導特性の安定化および機械的特性の向上のために
、例えば、銀などの金属パイプなどに入れたり、真空蒸
着、スパッタリング、イオンブレーティングなどの方法
で表面に金属をコーティングしたり通気性の無いプラス
チックでコーティングするなど種々の手段を適用するこ
とができる。
、超伝導特性の安定化および機械的特性の向上のために
、例えば、銀などの金属パイプなどに入れたり、真空蒸
着、スパッタリング、イオンブレーティングなどの方法
で表面に金属をコーティングしたり通気性の無いプラス
チックでコーティングするなど種々の手段を適用するこ
とができる。
次いで、本発明の超伝導セラミックス線材の製造方法に
ついて説明する。
ついて説明する。
本発明における超伝導セラミックス線材は、耐熱性セラ
ミックファイバーの表面に超伝導酸化物組成の有機金属
化合物からなる溶液をコーティングした後、焼成するこ
とにより製造される。
ミックファイバーの表面に超伝導酸化物組成の有機金属
化合物からなる溶液をコーティングした後、焼成するこ
とにより製造される。
本発明に使用する耐熱性セラミンクファイバーは、酸化
物超伝導セラミックスの焼成温度以上でも優れた機械的
強度および可撓性を有しており、上述のような方法で超
伝導セラミックス線材を製造することにより、芯材であ
る耐熱性セラミックファイバーの形状、機械的特性およ
び可撓性を超伝導セラミックス線材に導入することがで
き、また酸化物超伝導セラミックスの焼成を被着膜の状
態で行うことができるため、芯材である耐熱性セラミッ
クファイバーと酸化物超伝導セラミックスとの親和性も
よく、機械的強度も高い。さらに、超伝導酸化物組成の
有機金属化合物溶液を焼成するため、微細な結晶が緻密
でかつ強固に焼結し、臨界温度(Tc)、臨界電流密度
(Jc)などの超伝導特性の優れた均質な超伝導セラミ
ックス線材を製造できる。
物超伝導セラミックスの焼成温度以上でも優れた機械的
強度および可撓性を有しており、上述のような方法で超
伝導セラミックス線材を製造することにより、芯材であ
る耐熱性セラミックファイバーの形状、機械的特性およ
び可撓性を超伝導セラミックス線材に導入することがで
き、また酸化物超伝導セラミックスの焼成を被着膜の状
態で行うことができるため、芯材である耐熱性セラミッ
クファイバーと酸化物超伝導セラミックスとの親和性も
よく、機械的強度も高い。さらに、超伝導酸化物組成の
有機金属化合物溶液を焼成するため、微細な結晶が緻密
でかつ強固に焼結し、臨界温度(Tc)、臨界電流密度
(Jc)などの超伝導特性の優れた均質な超伝導セラミ
ックス線材を製造できる。
本発明によれば、耐熱性セラミックファイバーの表面に
、あらかじめ貴金属もしくはこれらの合金から選ばれる
少なくとも1種からなる緩衝層を形成させた後、前記超
伝導酸化物組成の有機金属化合物溶液をコーティングせ
しめることが好ましい、この理由は前述したとおり、前
記耐熱性セラミックファイバーあるいは酸化物超伝導セ
ラミックス中の元素が相互に拡散することにより超伝導
特性や前記耐熱性セラミックファイバーを劣化させてし
まうことを前記緩衝層により、防止できるからである。
、あらかじめ貴金属もしくはこれらの合金から選ばれる
少なくとも1種からなる緩衝層を形成させた後、前記超
伝導酸化物組成の有機金属化合物溶液をコーティングせ
しめることが好ましい、この理由は前述したとおり、前
記耐熱性セラミックファイバーあるいは酸化物超伝導セ
ラミックス中の元素が相互に拡散することにより超伝導
特性や前記耐熱性セラミックファイバーを劣化させてし
まうことを前記緩衝層により、防止できるからである。
前記緩衝層は、1着もしくはスパッタリングにより形成
することができ、その後熱処理を施すことにより緩衝層
と前記耐熱性セラミックファイバーとの密着性を改善す
ることもできる。
することができ、その後熱処理を施すことにより緩衝層
と前記耐熱性セラミックファイバーとの密着性を改善す
ることもできる。
本発明によれば、前記超伝導酸化物組成の有機金属化合
物溶液を前記耐熱性セラミックファイバーの表面にコー
ティングさせた後焼成する工程を複数回繰り返すことが
できる。また、前記超伝導酸化物組成の有機金属化合物
溶液を前記耐熱性セラミックファイバーの表面にコーテ
ィングさせた後乾燥、あるいは低温での予備焼成を行い
、ついで焼成を行ってもよい、また、コーティングした
後乾燥、あるいは予備焼成する工程を複数回行い、つい
で焼成してもよく、さらに、コーティング、乾燥、予備
焼成、焼成を複数回繰り返してもよい。
物溶液を前記耐熱性セラミックファイバーの表面にコー
ティングさせた後焼成する工程を複数回繰り返すことが
できる。また、前記超伝導酸化物組成の有機金属化合物
溶液を前記耐熱性セラミックファイバーの表面にコーテ
ィングさせた後乾燥、あるいは低温での予備焼成を行い
、ついで焼成を行ってもよい、また、コーティングした
後乾燥、あるいは予備焼成する工程を複数回行い、つい
で焼成してもよく、さらに、コーティング、乾燥、予備
焼成、焼成を複数回繰り返してもよい。
前記予備焼成は200〜600℃程度の温度で行うこと
が望ましい。
が望ましい。
前記乾燥は、加熱乾燥、真空乾燥、凍結乾燥などから選
ばれる好適な方法を用いることができる。
ばれる好適な方法を用いることができる。
また、前記超伝導酸化物組成の有機金属化合物溶液は焼
成により酸化物超伝導セラミックスになるよう配合され
ていることが好ましい。
成により酸化物超伝導セラミックスになるよう配合され
ていることが好ましい。
前記超伝導酸化物組成の有機金属化合物溶液は、少なく
とも希土類元素、タリウム、タリウムと鉛、ビスマス、
ビスマスとアルミニウム、ビスマスと鉛、ビスマスとカ
リウム、ビスマスとイツトリウムからなる群から選ばれ
る元素とアルカリ土類金属と銅の有機化合物からなる溶
液であることが好ましい、また、前記有機化合物溶液に
は酸化物粉末を混合してもよい、この際、前記酸化物粉
末は酸化物超伝導組成を持つことが好ましく、前記有機
化合物からなる溶液を熱分解したものであることが有利
である。
とも希土類元素、タリウム、タリウムと鉛、ビスマス、
ビスマスとアルミニウム、ビスマスと鉛、ビスマスとカ
リウム、ビスマスとイツトリウムからなる群から選ばれ
る元素とアルカリ土類金属と銅の有機化合物からなる溶
液であることが好ましい、また、前記有機化合物溶液に
は酸化物粉末を混合してもよい、この際、前記酸化物粉
末は酸化物超伝導組成を持つことが好ましく、前記有機
化合物からなる溶液を熱分解したものであることが有利
である。
さらに、前記有機化合物は、少なくとも希土類元素、タ
リウム、タリウムと鋤、ビスマス、ビスマスとアルミニ
ウム、ビスマスと鉛、ビスマスとカリウム、ビスマスと
イツトリウムからなる群か選ばれた元素、アルカリ土類
金属、銅のアルコキシド、アルコキシドの加水分解物、
オレイン酸塩、ナフテン酸塩、酢酸塩、ギ酸塩、グルコ
ン酸塩、ステアリン酸塩、オクタン酸塩、プロピオン酸
塩、酪酸塩の中から選ばれる何れか少なくとも1種を用
いることができる。
リウム、タリウムと鋤、ビスマス、ビスマスとアルミニ
ウム、ビスマスと鉛、ビスマスとカリウム、ビスマスと
イツトリウムからなる群か選ばれた元素、アルカリ土類
金属、銅のアルコキシド、アルコキシドの加水分解物、
オレイン酸塩、ナフテン酸塩、酢酸塩、ギ酸塩、グルコ
ン酸塩、ステアリン酸塩、オクタン酸塩、プロピオン酸
塩、酪酸塩の中から選ばれる何れか少なくとも1種を用
いることができる。
さらに、本発明で使用される超伝導酸化物組成の有機金
属化合物溶液は、少なくとも1種のアルカリ土類金属を
有機溶媒とカルボン酸に溶解させた溶液からなる第1成
分と、希土類元素、タリウム、タリウムと鉛、ビスマス
、ビスマスとアルミニウム、ビスマスと鉛、ビスマスと
カリウム、ビスマスとイツトリウムからなる群から選ば
れる何れか少なくとも1種からなる第2成分、及びカル
ボン酸銅のアミン溶液からなる第3成分とが混合されて
なる溶液を用いることができる。
属化合物溶液は、少なくとも1種のアルカリ土類金属を
有機溶媒とカルボン酸に溶解させた溶液からなる第1成
分と、希土類元素、タリウム、タリウムと鉛、ビスマス
、ビスマスとアルミニウム、ビスマスと鉛、ビスマスと
カリウム、ビスマスとイツトリウムからなる群から選ば
れる何れか少なくとも1種からなる第2成分、及びカル
ボン酸銅のアミン溶液からなる第3成分とが混合されて
なる溶液を用いることができる。
前記第1成分のカルボン酸はギ酸、酢酸、プロピオン酸
、酪酸などの中から選ばれる少なくとも一種が望ましく
、プロピオン酸が好適である。
、酪酸などの中から選ばれる少なくとも一種が望ましく
、プロピオン酸が好適である。
前記第1成分の有機溶媒は、各種アルコール、トルエン
、ベンゼン、ヘキサン、キシレンなどの中から選ばれる
何れか少なくとも1種を用いることができるが、なかで
もトルエンが好適である。
、ベンゼン、ヘキサン、キシレンなどの中から選ばれる
何れか少なくとも1種を用いることができるが、なかで
もトルエンが好適である。
前記第2成分の有機溶媒は、各種アルコール、トルエン
、ベンゼン、ヘキサン、キシレンなどの中から選ばれる
何れか少なくとも1種を用いることができるが、トルエ
ンが好適であり、また、前記カルボン酸塩は、酢酸塩が
好適である。
、ベンゼン、ヘキサン、キシレンなどの中から選ばれる
何れか少なくとも1種を用いることができるが、トルエ
ンが好適であり、また、前記カルボン酸塩は、酢酸塩が
好適である。
前記第3成分のカルボン酸銅は酢酸銅が好適であり、ま
た前記第3成分のアミンとしてはエチルアミン、イソプ
ロピルアミン、アニリンなどを用いることができるが、
イソプロピルアミンが好適に用いられる。
た前記第3成分のアミンとしてはエチルアミン、イソプ
ロピルアミン、アニリンなどを用いることができるが、
イソプロピルアミンが好適に用いられる。
本発明によれば、前記酸化物超伝導組成の有機金属化合
物からなる溶液の濃度は、酸化物超伝導セラミックスに
換算して2〜35重量%であることが好ましい。前記溶
液の濃度が2重量%より低い場合、酸化物超伝導セラミ
ックスの膜厚が充分に得られず、超伝導特性が低下して
しまい、膜厚を得るために前記酸化物超伝導組成の有機
金属化合物からなる溶液のコーティング回数を増やさね
ばならず、工程が煩雑になる。また、前記溶液の濃度が
35重量%より高いと粘度が高くなり、コーティングし
難く、また前記酸化物超伝導組成の有機金属化合物から
なる溶液の膜が不均一になり、超伝導特性が低下してし
まう。
物からなる溶液の濃度は、酸化物超伝導セラミックスに
換算して2〜35重量%であることが好ましい。前記溶
液の濃度が2重量%より低い場合、酸化物超伝導セラミ
ックスの膜厚が充分に得られず、超伝導特性が低下して
しまい、膜厚を得るために前記酸化物超伝導組成の有機
金属化合物からなる溶液のコーティング回数を増やさね
ばならず、工程が煩雑になる。また、前記溶液の濃度が
35重量%より高いと粘度が高くなり、コーティングし
難く、また前記酸化物超伝導組成の有機金属化合物から
なる溶液の膜が不均一になり、超伝導特性が低下してし
まう。
本発明で使用される酸化物超伝導組成の有機金属化合物
からなる溶液の耐熱性セラミックファイバーに対するコ
ーティング方法は、浸漬法あるいは、噴霧法が望ましい
。前記浸漬法は、前記耐熱性セラミックファイバーを前
記酸化物超伝導組成の有機金属化合物からなる溶液中に
浸漬させた後引き上げる方法であり、また前記噴霧法は
前記耐熱性セラミックファイバーに前記酸化物超伝導組
成の有機金属化合物からなる溶液を吹き付けることによ
り塗布するものである。また、ロールコータ−などで前
記酸化物超伝導組成の有機金属化合物からなる溶液を塗
り付けてもよい。
からなる溶液の耐熱性セラミックファイバーに対するコ
ーティング方法は、浸漬法あるいは、噴霧法が望ましい
。前記浸漬法は、前記耐熱性セラミックファイバーを前
記酸化物超伝導組成の有機金属化合物からなる溶液中に
浸漬させた後引き上げる方法であり、また前記噴霧法は
前記耐熱性セラミックファイバーに前記酸化物超伝導組
成の有機金属化合物からなる溶液を吹き付けることによ
り塗布するものである。また、ロールコータ−などで前
記酸化物超伝導組成の有機金属化合物からなる溶液を塗
り付けてもよい。
本発明において行われる、焼成のための温度は750“
C以上であることが好ましい。これより低い温度では、
酸化物超伝導セラミックスを緻密に焼結することが困難
で、超伝導特性に優れた超伝導セラミックス線材を得る
ことが困難であるがらである。
C以上であることが好ましい。これより低い温度では、
酸化物超伝導セラミックスを緻密に焼結することが困難
で、超伝導特性に優れた超伝導セラミックス線材を得る
ことが困難であるがらである。
(実施例)
次に、本発明の実施例について説明する。
実施例1
1) トルエン155重量部にプロピオン酸75重量
部を加え、混合した後、金属バリウム11重量部を加え
て混合し均一な溶液とした。
部を加え、混合した後、金属バリウム11重量部を加え
て混合し均一な溶液とした。
2) 1)で得られた溶液にインドリウムブチレート
13重量部を加え混合し、均一溶液とした。
13重量部を加え混合し、均一溶液とした。
3) 酢酸銅−水和物24重量部をイソプロピルアミン
35重量部と溶解させ均一溶液とし、この溶液と2)で
得られた溶液を加え混合して均一溶液とした。
35重量部と溶解させ均一溶液とし、この溶液と2)で
得られた溶液を加え混合して均一溶液とした。
4) 3)で得られた溶液100重量部を70’Cの温
度にてロータリーエバポレーターで71重量部まで濃縮
し均一溶液とした。
度にてロータリーエバポレーターで71重量部まで濃縮
し均一溶液とした。
5) アルミナファイバー(繊維径15μm)の表面を
金蒸着した後、500″Cにて熱処理して厚さ2μmの
緩衝層を形成させた。
金蒸着した後、500″Cにて熱処理して厚さ2μmの
緩衝層を形成させた。
6) 5)で得られた緩衝層を形成させたアルミナファ
イバーを4)で得られた溶液に浸漬することにより、ア
ルミナファイアバーの表面に溶液をコーティングせしめ
た後、乾燥し、空気中で500゛Cの温度にて10分間
焼成した、 7) 6)の工程を5回繰り返した後、空気中で900
’Cの温度にて1時間焼成した。
イバーを4)で得られた溶液に浸漬することにより、ア
ルミナファイアバーの表面に溶液をコーティングせしめ
た後、乾燥し、空気中で500゛Cの温度にて10分間
焼成した、 7) 6)の工程を5回繰り返した後、空気中で900
’Cの温度にて1時間焼成した。
8) 7)で得られた線材を5)の工程をさらに5回繰
り返した後900℃の温度にて24時間熱処理すること
により直径32μmの本発明の超伝導セラミックス線材
を作成した。
り返した後900℃の温度にて24時間熱処理すること
により直径32μmの本発明の超伝導セラミックス線材
を作成した。
このようにして得られた本発明の超伝導セラミック線材
を一定長さに切断して超伝導特性測定用試験片の温度を
コントロールしながらゼロ磁界中の電気抵抗の変化を測
定した。また、液体窒素中で電流密度を測定した。これ
らの結果を第1表に示した。
を一定長さに切断して超伝導特性測定用試験片の温度を
コントロールしながらゼロ磁界中の電気抵抗の変化を測
定した。また、液体窒素中で電流密度を測定した。これ
らの結果を第1表に示した。
実施例2
1) イツトリウムブチレート4.7重量部、バリウム
エチレート7.0重量部、酢酸w49.2重量部にエチ
ルアルコール50重量部とトルエン50重量部を加えて
均一な溶液を作成した。
エチレート7.0重量部、酢酸w49.2重量部にエチ
ルアルコール50重量部とトルエン50重量部を加えて
均一な溶液を作成した。
2) アルミナファイバー(繊維径15μm)の表面を
金蒸着した後、50’0″Cにて熱処理して厚さ1μm
の緩衝層を形成させた。
金蒸着した後、50’0″Cにて熱処理して厚さ1μm
の緩衝層を形成させた。
3) 以下実施例1の6)〜8)と同様の方法により直
径26μmの本発明の超伝導セラミックス線材を作成し
実施例1と同様の方法にてゼロ磁界中の臨界温度と臨界
電流密度を測定し、第工表に示した。
径26μmの本発明の超伝導セラミックス線材を作成し
実施例1と同様の方法にてゼロ磁界中の臨界温度と臨界
電流密度を測定し、第工表に示した。
実施例3
1) トルエン100重量部にプロピオン酸100重
量部を加え混合した後、金属ストロンチウム35重量部
を加えて加温混合し均一溶液とした。
量部を加え混合した後、金属ストロンチウム35重量部
を加えて加温混合し均一溶液とした。
2) トルエン100重量部にプロピオン酸1゜0重
量部を加え混合した後、金属カルシウム17重量部を加
えて加温、混合し均一溶液とした。
量部を加え混合した後、金属カルシウム17重量部を加
えて加温、混合し均一溶液とした。
3) トルエン5011部にプロピオン酸50ffi
量部を加えて混合した後、酸化鉛16重量部を加えて加
温混合し均一溶液とした。
量部を加えて混合した後、酸化鉛16重量部を加えて加
温混合し均一溶液とした。
4) 3)で得られた溶液にビスマスブチレート167
重量部を加えて加温、混合し均一溶液とした。
重量部を加えて加温、混合し均一溶液とした。
5) 1)と2)で得られた溶液を加温混合し均一溶液
となした後、4)で得られた溶液に加え混合し均一溶液
とした。
となした後、4)で得られた溶液に加え混合し均一溶液
とした。
6) 酢酸銅第1水和物130重量部をイソプロピルア
ミン300重量部に溶解させ均一溶液とした。
ミン300重量部に溶解させ均一溶液とした。
7) 6)で得られた溶液を5)で得られた溶液に加え
混合して均一溶液とした。
混合して均一溶液とした。
8) 7)で得られた溶液100重量部をロータリーエ
バポレータで80重量部まで濃縮し、均一溶液とした。
バポレータで80重量部まで濃縮し、均一溶液とした。
9) 炭化けい素ファイバー(繊維径14μm)の表面
を金蒸着した後、500℃にて熱処理して厚さ2μmの
緩衝層を形成させた。
を金蒸着した後、500℃にて熱処理して厚さ2μmの
緩衝層を形成させた。
10) 以下実施例1の6)〜8)と同様の方法によ
り直径23μmの本発明の超伝導セラミックス線材を作
成し実施例1と同様の方法にてゼロ磁界中の臨界電流密
度を測定し、第1表に示した。
り直径23μmの本発明の超伝導セラミックス線材を作
成し実施例1と同様の方法にてゼロ磁界中の臨界電流密
度を測定し、第1表に示した。
実施例4
1) トルエン200重量部にプロピオン酸200重
量部とを加えて、混合した後、金属バリウム110重量
部を加えて均一溶液とした。
量部とを加えて、混合した後、金属バリウム110重量
部を加えて均一溶液とした。
2) トルエン200重量部にプロピオン酸200重
量部とを加え、混合した後、金属カルシウム32重量を
加えて混合し、均一溶液とした。
量部とを加え、混合した後、金属カルシウム32重量を
加えて混合し、均一溶液とした。
3) 1)及び2)により得られた溶液を混合した後
、トルエン1000重量部にプロピオン酸1000重量
部とを加えて混合し均一溶液とした。
、トルエン1000重量部にプロピオン酸1000重量
部とを加えて混合し均一溶液とした。
4) 3)により得られた溶液に酢酸タリウム211重
量部を加えて混合し均一溶液とした。
量部を加えて混合し均一溶液とした。
5) 酢酸銅第一水和物240重量部をイソプロピルア
ミン500重量部に溶解させ均一溶液とし、この溶液に
4)で得られた溶液を加え混合して均一溶液とした。
ミン500重量部に溶解させ均一溶液とし、この溶液に
4)で得られた溶液を加え混合して均一溶液とした。
6) 5)で得られた溶液100重量部をロータリーエ
バポレーターで75重量部まで濃縮し均一溶液とした。
バポレーターで75重量部まで濃縮し均一溶液とした。
7) アルミナファイバー(繊維径15μm)の表面を
金蒸着した後、500℃にて熱処理して厚さ1μmの緩
衝層を形成させた。
金蒸着した後、500℃にて熱処理して厚さ1μmの緩
衝層を形成させた。
8) 以下実施例1の6)〜8)と同様の方法により直
径30μmの本発明の超伝導セラミックス線材を作成し
、実施例1と同様の方法にてゼロ磁界中の臨界温度と臨
界電流密度を測定し、第1表に示した。
径30μmの本発明の超伝導セラミックス線材を作成し
、実施例1と同様の方法にてゼロ磁界中の臨界温度と臨
界電流密度を測定し、第1表に示した。
第1表
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば可撓性、超伝導特性
および機械的強度に優れた超伝導セラミックス線材を容
易に製造することができ、得られた超伝導セラミックス
線材は、エレクトロニクス分野、エネルギー分野、医療
分野など各種の分野への実用性が高い材料であり、工業
的に有益である。
および機械的強度に優れた超伝導セラミックス線材を容
易に製造することができ、得られた超伝導セラミックス
線材は、エレクトロニクス分野、エネルギー分野、医療
分野など各種の分野への実用性が高い材料であり、工業
的に有益である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)耐熱性セラミックファイバーの表面に酸化物超伝導
セラミックスが被覆されてなる超伝導セラミックス線材
。 2)前記超伝導セラミックス線材は、耐熱性セラミック
ファイバーと酸化物超伝導セラミックスとの間に貴金属
、あるいはこれらの合金から選ばれる少なくとも1種か
らなる緩衝層を有する請求項1に記載の超伝導セラミッ
クス線材。 3)前記緩衝層は、厚さが2μm以下である請求項2に
記載の超伝導セラミックス線材。 4)前記耐熱性セラミックファイバーは、直径が40μ
m以下の長繊維である請求項1〜3に記載の超伝導セラ
ミックス線材。 5)前記耐熱性セラミックファイバーは、耐熱温度が7
50℃以上である請求項1〜4に記載の超伝導セラミッ
クス線材。 6)前記酸化物超伝導セラミックスは、Y系、B1系、
Tl系の中から選ばれる少なくとも1種である請求項1
〜5に記載の超伝導セラミックス線材。 7)前記超伝導セラミックス線材は、直径が80μm以
下である請求項1〜6に記載の超伝導セラミックス線材
。 8)耐熱性セラミックファイバーの表面に、酸化物超伝
導組成の有機金属化合物からなる溶液をコーティングし
た後、焼成することを特徴とする超伝導セラミックス線
材の製造方法。 9)前記耐熱性セラミックファイバーの表面に、あらか
じめ貴金属、あるいはこれらの合金から選ばれる少なく
とも1種からなる緩衝層を形成した後、前記酸化物超伝
導組成の有機金属化合物からなる溶液をコーティングす
る請求項8に記載の超伝導セラミックス線材の製造方法
。 10)前記酸化物超伝導組成の有機金属化合物からなる
溶液を耐熱性セラミックファイバーの表面にコーティン
グした後、焼成する工程を複数回繰り返す請求項8〜9
に記載の超伝導セラミックス線材の製造方法。 11)前記酸化物超伝導組成の有機金属化合物からなる
溶液の濃度は、酸化物超伝導セラミックスに換算して2
〜35重量%である請求項8〜10に記載の超伝導セラ
ミックス線材の製造方法。 12)前記酸化物超伝導組成の有機金属化合物からなる
溶液のコーティング方法は、浸漬法あるいは噴霧法であ
る請求項8〜11に記載の超伝導セラミックス線材の製
造方法。 13)前記焼成のための温度は、750℃以上である請
求項8〜12に記載の超伝導セラミックス線材の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1089167A JPH02267816A (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | 超伝導セラミックス線材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1089167A JPH02267816A (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | 超伝導セラミックス線材及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02267816A true JPH02267816A (ja) | 1990-11-01 |
Family
ID=13963252
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1089167A Pending JPH02267816A (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | 超伝導セラミックス線材及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02267816A (ja) |
-
1989
- 1989-04-06 JP JP1089167A patent/JPH02267816A/ja active Pending
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