JPH02279507A - 酸化物超電導導体の製造方法 - Google Patents
酸化物超電導導体の製造方法Info
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- JPH02279507A JPH02279507A JP1101191A JP10119189A JPH02279507A JP H02279507 A JPH02279507 A JP H02279507A JP 1101191 A JP1101191 A JP 1101191A JP 10119189 A JP10119189 A JP 10119189A JP H02279507 A JPH02279507 A JP H02279507A
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Landscapes
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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、マグネットワイヤ、電カケープル、電力貯蔵
リンク、磁気シールド、マイスナー効果応用機器、ジヲ
セフソン素子、５ＱＵＩＤ素子等に用いられる酸化物超
電導体薄膜の形成方法に関する。
リンク、磁気シールド、マイスナー効果応用機器、ジヲ
セフソン素子、５ＱＵＩＤ素子等に用いられる酸化物超
電導体薄膜の形成方法に関する。
（従来の技術とその課題］
近年、液体Ｎ８温度以上で超電導を示す例えば希土類元
素、アルカリ土金属及びＣｕ等からなる酸化物超電導体
が見出されている。
素、アルカリ土金属及びＣｕ等からなる酸化物超電導体
が見出されている。
これらの酸化物超電導体は、従来の液体Ｈｅ温度で超電
導を示す金属超電導体に較べて格段に経済的であり、各
分野での利用が検討されている。
導を示す金属超電導体に較べて格段に経済的であり、各
分野での利用が検討されている。
ところで上記のような酸化物超電導体の結晶構造は層状
ペロブスカイト型構造の原子配列を示す構造、即ちＣｕ
原子のまわりを６個のＯ原子がとり囲んで八面体構造を
形成しており、この八面体がＣ軸方向に層状に配列した
ものである。このような結晶構造からなる酸化物超電導
体は、電気的に結晶異方性が強く、電流密度がＣ軸方向
に小さく、Ｃ軸に垂直な面即ちａ、ｂ軸を含む面に平行
な方向に大きい値を示すものである。
ペロブスカイト型構造の原子配列を示す構造、即ちＣｕ
原子のまわりを６個のＯ原子がとり囲んで八面体構造を
形成しており、この八面体がＣ軸方向に層状に配列した
ものである。このような結晶構造からなる酸化物超電導
体は、電気的に結晶異方性が強く、電流密度がＣ軸方向
に小さく、Ｃ軸に垂直な面即ちａ、ｂ軸を含む面に平行
な方向に大きい値を示すものである。
このようなことから酸化物超電導成形体を構成する個々
の°結晶粒をいかに通電方向と直角な方向にＣ軸を配向
させるかが、製造上の重大な要件とされており、例えば
酸化物超電導体を溶融し、これを一方向凝固又は紡糸す
る方法、酸化物超電導体の圧粉体を急激な温度勾配をも
たせた電気炉内を通過させて連続的に溶融・凝固させる
方法等酸化物超電導体をＣ軸配向させる種々の方法が検
討されている。
の°結晶粒をいかに通電方向と直角な方向にＣ軸を配向
させるかが、製造上の重大な要件とされており、例えば
酸化物超電導体を溶融し、これを一方向凝固又は紡糸す
る方法、酸化物超電導体の圧粉体を急激な温度勾配をも
たせた電気炉内を通過させて連続的に溶融・凝固させる
方法等酸化物超電導体をＣ軸配向させる種々の方法が検
討されている。
しかしながら、上記における一方向凝固法や溶融紡糸法
ではＣ軸配向が完全になされず、従って得られる酸化物
超電導導体の超電導特性は低く、父上記の熔融・凝固法
では、Ｃ軸配向速度が０．１〜ｌＯｍ／Ｈと遅く生産性
に劣るという問題があ［課題を解決するための手段〕 本発明はかかる状況に鑑み鋭意研究を行い、酸化物超電
導体又は酸化物超電導体の前駆物質にレーザーを連続的
に照射して溶融・凝固することにより、上記酸化物超電
導体又はその前駆物質はＣ軸配向した結晶構造となし得
ることを知見し、更に研究を重ねて本発明を完成させる
に到ったものである。
ではＣ軸配向が完全になされず、従って得られる酸化物
超電導導体の超電導特性は低く、父上記の熔融・凝固法
では、Ｃ軸配向速度が０．１〜ｌＯｍ／Ｈと遅く生産性
に劣るという問題があ［課題を解決するための手段〕 本発明はかかる状況に鑑み鋭意研究を行い、酸化物超電
導体又は酸化物超電導体の前駆物質にレーザーを連続的
に照射して溶融・凝固することにより、上記酸化物超電
導体又はその前駆物質はＣ軸配向した結晶構造となし得
ることを知見し、更に研究を重ねて本発明を完成させる
に到ったものである。
即ち本発明は、酸化物超電導体又は前記酸化物超電導体
の前駆物質のいずれかの原料物質を基体上に所望形状に
成形し、酸素含有雰囲気中にて前記成形体にレーザービ
ームを照射して連続的に熔融させ、ついで凝固せしめる
ことを特徴とする酸化物超電導導体の製造方法である。
の前駆物質のいずれかの原料物質を基体上に所望形状に
成形し、酸素含有雰囲気中にて前記成形体にレーザービ
ームを照射して連続的に熔融させ、ついで凝固せしめる
ことを特徴とする酸化物超電導導体の製造方法である。
本発明方法においてレーザービーム照射により溶融させ
、ついで凝固させてＣ軸配向させ得る原料物質成形体の
厚さは用いるレーザーの種類、出力、照射時間によって
任意に変えることができ、基体に影響を及ぼさずに原料
物質層だけを溶融させ、ついで凝固することが可能であ
る。
、ついで凝固させてＣ軸配向させ得る原料物質成形体の
厚さは用いるレーザーの種類、出力、照射時間によって
任意に変えることができ、基体に影響を及ぼさずに原料
物質層だけを溶融させ、ついで凝固することが可能であ
る。
又本発明方法において用いられるレーザーは、エキシマ
レーザ−等の波長が短く瞬間的に高温に加熱できるレー
ザーが特に好ましい。又レーザー照射雰囲気としては酸
素分圧が０．０１ ｋｇ／ ｃｔｉ以上の雰囲気が酸化
物超電導体への酸素の供給が十分になされて好ましいも
のである。
レーザ−等の波長が短く瞬間的に高温に加熱できるレー
ザーが特に好ましい。又レーザー照射雰囲気としては酸
素分圧が０．０１ ｋｇ／ ｃｔｉ以上の雰囲気が酸化
物超電導体への酸素の供給が十分になされて好ましいも
のである。
本発明方法において原料物質の酸化物用ｆ１導体の前駆
物質とは、酸化物超電導体合成過程で生成する任意の物
質であり、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系酸化物超電導体を例に
とると、出発原料であるＹ２Ｏ、とＢａＯとＣｕ０（Ｄ
混合体又はＢａＣｕＯ，とＹ！０．又はＹＢａＣｕ０５
とＢａＯとＣｕＯ等の混合体又はＹ Ｂ ａ ｔ Ｃｕ
３０ ｗの仮焼成体等である。
物質とは、酸化物超電導体合成過程で生成する任意の物
質であり、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系酸化物超電導体を例に
とると、出発原料であるＹ２Ｏ、とＢａＯとＣｕ０（Ｄ
混合体又はＢａＣｕＯ，とＹ！０．又はＹＢａＣｕ０５
とＢａＯとＣｕＯ等の混合体又はＹ Ｂ ａ ｔ Ｃｕ
３０ ｗの仮焼成体等である。
本発明方法において原料物質を成形する方法としては、
圧粉等によりバルク状に成形する方法又は基体上に、圧
粉成形する方法、ペースト状にして塗布する方法、融液
を凝着する方法、ＰＶＤやＣＶＤにより気相成長させる
方法等が適用される。
圧粉等によりバルク状に成形する方法又は基体上に、圧
粉成形する方法、ペースト状にして塗布する方法、融液
を凝着する方法、ＰＶＤやＣＶＤにより気相成長させる
方法等が適用される。
本発明方法において用いられる基体は、Ａｇ。
ＰＬ、Ａｕ等の酸化物超電導体と反応しにくい金属又は
その合金、又はＣｕ、、Ｃｕ合金、ＳＵＳ。
その合金、又はＣｕ、、Ｃｕ合金、ＳＵＳ。
Ｎｉ等の耐熱性高強度金属、或いは上記Ｃｕ合金等にＡ
ｇ、Ｐｔ、Ａｕ等を被覆した複合金属等である。
ｇ、Ｐｔ、Ａｕ等を被覆した複合金属等である。
上記の如くレーザーを照射してＣ軸配向させた酸化物超
電導体には、必要に応じ酸素含有雰囲気中で加熱処理が
施され、この処理により所定量の酸素供給がなされて得
られる酸化物超電導体の超電導特性が一段と向上する。
電導体には、必要に応じ酸素含有雰囲気中で加熱処理が
施され、この処理により所定量の酸素供給がなされて得
られる酸化物超電導体の超電導特性が一段と向上する。
（作用）
本発明方法においては基体上に形成した原料物質の成形
体に酸素含有雰囲気中にて高密度エネルギーを衝撃的に
供給し得るレーザーを照射して、上記成形体を連続的に
溶融させ、ついで凝固ゼしめるので、原料物質が酸化動
用１を導体の場合は、上記超電導体を構成する各々の結
晶粒が急激な温度勾配のもとで溶融し、ついで凝固して
Ｃ軸配向し、又原料物質が前駆物質の場合は、前駆物質
が酸化物＃ｆｉ電導体に反応するとともに各々の結晶粒
がＣ軸配向し、更に酸素が所定量補給されて酸化物超電
導導体が高速度で製造される。
体に酸素含有雰囲気中にて高密度エネルギーを衝撃的に
供給し得るレーザーを照射して、上記成形体を連続的に
溶融させ、ついで凝固ゼしめるので、原料物質が酸化動
用１を導体の場合は、上記超電導体を構成する各々の結
晶粒が急激な温度勾配のもとで溶融し、ついで凝固して
Ｃ軸配向し、又原料物質が前駆物質の場合は、前駆物質
が酸化物＃ｆｉ電導体に反応するとともに各々の結晶粒
がＣ軸配向し、更に酸素が所定量補給されて酸化物超電
導導体が高速度で製造される。
以下に本発明を実施例により詳細に説明する。
実施例１
第１図は本発明方法を実施する装置の一例２示す要部説
明図である。図において、■は基体で厚さ０．７圏のＡ
ｇテープ、２は酸化物超電導体の前駆物質であるＢ ｉ
ｉＳｒ ｔｃ ａ Ｃｕ Ｏ＋＋の仮焼成粉末、３は
上記粉末を貯留するホッパー、４は圧延ロール、７はエ
キシマレーザ−ビームである。
明図である。図において、■は基体で厚さ０．７圏のＡ
ｇテープ、２は酸化物超電導体の前駆物質であるＢ ｉ
ｉＳｒ ｔｃ ａ Ｃｕ Ｏ＋＋の仮焼成粉末、３は
上記粉末を貯留するホッパー、４は圧延ロール、７はエ
キシマレーザ−ビームである。
５０ａｍ／ｓｅｃで走行するＡｇテープ１上にＢｉｚＳ
ｒ、ＣａＣｕＯ，の仮焼成粉末２を１ｍｍＪ’＄さにホ
ッパー３から供給し、これをＡｇテープ１と−、堵に圧
延ロール４にて０．２ ｗｍ厚さに圧粉して複合成形体
５となした０次いでこの複合成形体５を圧延ロール４の
後方に配置したレーザー照射室６に導入して、仮焼成粉
末層上にエキンマレーザービーム７を出力２０ｗ、照射
角θ３０°で照射してＢ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系酸
化物超電導体を製造した。上記室６内は酸素とアルゴン
の混合ガス気流雰囲気とし、酸素は種々分圧に変化させ
た。
ｒ、ＣａＣｕＯ，の仮焼成粉末２を１ｍｍＪ’＄さにホ
ッパー３から供給し、これをＡｇテープ１と−、堵に圧
延ロール４にて０．２ ｗｍ厚さに圧粉して複合成形体
５となした０次いでこの複合成形体５を圧延ロール４の
後方に配置したレーザー照射室６に導入して、仮焼成粉
末層上にエキンマレーザービーム７を出力２０ｗ、照射
角θ３０°で照射してＢ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系酸
化物超電導体を製造した。上記室６内は酸素とアルゴン
の混合ガス気流雰囲気とし、酸素は種々分圧に変化させ
た。
実施例２
実施例１において基体に厚さ０．７ａのハステロイ合金
テープを用い、上記テープの走行速度を２０ＩＡΦ／ｓ
ｅｃとし、酸化物超電導体の前駆物質にＹ １Ｂ ａ
！ Ｃｕ ３０−の仮焼成粉末を用い、エキシマレーザ
−の出力をｌＯｗとした他は実施例１と同し方法により
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系酸化物超電４導体を製造した。
テープを用い、上記テープの走行速度を２０ＩＡΦ／ｓ
ｅｃとし、酸化物超電導体の前駆物質にＹ １Ｂ ａ
！ Ｃｕ ３０−の仮焼成粉末を用い、エキシマレーザ
−の出力をｌＯｗとした他は実施例１と同し方法により
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系酸化物超電４導体を製造した。
比較例１
実施例１において、作製した複合成形体にレーザービー
ムを照射せずに電気炉によりＯ１気流中にて９００ ’
Ｃ８Ｈ加熱処理した。
ムを照射せずに電気炉によりＯ１気流中にて９００ ’
Ｃ８Ｈ加熱処理した。
比較例２
実施例２において、作製した複合成形体にレーザービー
ムを照射せずに電気炉によりＯ１気流中にて９２０ ’
Ｃ１０Ｈ加熱処理した。
ムを照射せずに電気炉によりＯ１気流中にて９２０ ’
Ｃ１０Ｈ加熱処理した。
斯くの如くして得られた各々の酸化物超電導導体につい
て、結晶配向性、Ｔｃ（臨界温度）及びＪ、（臨界′Ｔ
ｊｉ流密度）を測定した。結果は第１表に示した。
て、結晶配向性、Ｔｃ（臨界温度）及びＪ、（臨界′Ｔ
ｊｉ流密度）を測定した。結果は第１表に示した。
第１表より明らかなように本発明方法品（Ｎｏ１〜８）
は、レーザービーム照射により酸化物超電導体の前駆物
質が酸化物超電導体に反応するとともにＣ軸配向して凝
固した為にＴｏ、Ｊ、が高い値のものとなった。
は、レーザービーム照射により酸化物超電導体の前駆物
質が酸化物超電導体に反応するとともにＣ軸配向して凝
固した為にＴｏ、Ｊ、が高い値のものとなった。
これに対し比較方法品（Ｎｏ９．１０）は、結晶配向が
ランダムな為、得られた酸化物超電導体のＴ６、Ｊ、が
低い値のものとなった。
ランダムな為、得られた酸化物超電導体のＴ６、Ｊ、が
低い値のものとなった。
尚、本発明方法品のうち、Ｎｏ４．８のＴ６、Ｊ。
が比較的低い値となったのはレーザービーム照射時の酸
素分圧が低かった為で、上記Ｎｏ４．８の導体を０８気
流中で８５０°Ｃ８Ｈ加熱したところ酸素が補給されて
、Ｔ、は各々８５及び８８Ｋに、又Ｊ、は１２９００及
び１５００Ａ／ｃｄに向上した。
素分圧が低かった為で、上記Ｎｏ４．８の導体を０８気
流中で８５０°Ｃ８Ｈ加熱したところ酸素が補給されて
、Ｔ、は各々８５及び８８Ｋに、又Ｊ、は１２９００及
び１５００Ａ／ｃｄに向上した。
上記実施例では、仮焼成粉末を基体上に膜状に圧粉した
成形体にレーザービームを照射した場合について説明し
たが、本発明方法は原料物質をバルク状に圧粉成形した
もの等地の方法で成形したものにも同様の効果が発現さ
れる。
成形体にレーザービームを照射した場合について説明し
たが、本発明方法は原料物質をバルク状に圧粉成形した
もの等地の方法で成形したものにも同様の効果が発現さ
れる。
上記実施例では、レーザービームの照射角度θを３０°
としたが、本発明方法は上記照射角度は特に限定するも
のではない。
としたが、本発明方法は上記照射角度は特に限定するも
のではない。
又上記実施例では成形体を走行移動させたが、レーザー
ビームを移動させても同様の効果が得られる。
ビームを移動させても同様の効果が得られる。
又本発明方法は、上記のＢｉ系やＹ系に限らずＣａ−５
ｒ−Ｃｕ−０系やＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−ＣＵ〜０系等の他
の層状構造の酸化物超電導体に適用しても同様の効果が
得られるものである。
ｒ−Ｃｕ−０系やＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−ＣＵ〜０系等の他
の層状構造の酸化物超電導体に適用しても同様の効果が
得られるものである。
以上述べたように本発明方法によれば、超電導特性に優
れた酸化物超電導導体を高速度にて効率よく製造し得る
ので、工業上顕著な効果を奏する。
れた酸化物超電導導体を高速度にて効率よく製造し得る
ので、工業上顕著な効果を奏する。
第１図は本発明方法を実施する装置の一例を示１７要部
説明図である。 ｌ・・・基体、 ２・・・酸化物超電導体前駆物質、７
・・・レーザービーム。 特許出願人 古河電気工業株式会社第１図
説明図である。 ｌ・・・基体、 ２・・・酸化物超電導体前駆物質、７
・・・レーザービーム。 特許出願人 古河電気工業株式会社第１図
Claims (1)
- 酸化物超電導体又は前記酸化物超電導体の前駆物質の
いずれかの原料物質を基体上に所望形状に成形し、酸素
含有雰囲気中にて前記成形体にレーザービームを照射し
て連続的に溶融させ、ついで凝固せしめることを特徴と
する酸化物超電導導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1101191A JPH02279507A (ja) | 1989-04-20 | 1989-04-20 | 酸化物超電導導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1101191A JPH02279507A (ja) | 1989-04-20 | 1989-04-20 | 酸化物超電導導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02279507A true JPH02279507A (ja) | 1990-11-15 |
Family
ID=14294065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1101191A Pending JPH02279507A (ja) | 1989-04-20 | 1989-04-20 | 酸化物超電導導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02279507A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0499411A1 (en) * | 1991-02-15 | 1992-08-19 | AT&T Corp. | Method of making a metal substrate having a superconducting layer |
| US5270296A (en) * | 1988-12-29 | 1993-12-14 | Troy Investments Inc. | High critical temperature superconducting wire with radially grown crystallites |
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|---|---|---|---|---|
| JPH01246718A (ja) * | 1988-03-28 | 1989-10-02 | Nippon Steel Corp | 酸化物超電導材料テープの製造方法 |
| JPH0226807A (ja) * | 1988-07-13 | 1990-01-29 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 配向性超伝導複合酸化物材料 |
| JPH02239102A (ja) * | 1989-03-10 | 1990-09-21 | Kokusai Chiyoudendou Sangyo Gijutsu Kenkyu Center | 酸化物超電導体の製造方法 |
-
1989
- 1989-04-20 JP JP1101191A patent/JPH02279507A/ja active Pending
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