JPH0282482A - Y−Ba−Cu−O系超電導セラミックスの接合方法 - Google Patents
Y−Ba−Cu−O系超電導セラミックスの接合方法Info
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- JPH0282482A JPH0282482A JP23339488A JP23339488A JPH0282482A JP H0282482 A JPH0282482 A JP H0282482A JP 23339488 A JP23339488 A JP 23339488A JP 23339488 A JP23339488 A JP 23339488A JP H0282482 A JPH0282482 A JP H0282482A
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Landscapes
- Manufacturing Of Electrical Connectors (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)
この発明は、Y−Ba−Cu−0系超電導セラミックス
の接合方法に関し、とくに該セラミックスを相互に接合
する場合にその接合部において免れ得なかった超電導特
性の劣化を有利に回避しようとするものである。
の接合方法に関し、とくに該セラミックスを相互に接合
する場合にその接合部において免れ得なかった超電導特
性の劣化を有利に回避しようとするものである。
(従来の技術)
Y−Ba−Cu−0系超電導セラミックスは臨界温度T
cが液体窒素温度を越えることからそれを製品として実
用化するため研究が精力的に行われているが、その実用
化へ向けての大きな課題は、上記セラミックスの成型、
加工技術の確立である。
cが液体窒素温度を越えることからそれを製品として実
用化するため研究が精力的に行われているが、その実用
化へ向けての大きな課題は、上記セラミックスの成型、
加工技術の確立である。
上記セラミックスを、線材、テープあるいは板などの単
純な形状に成形することについては、例えば日本金属学
会会報、第26巻第10号(1987)に見られるよう
にすでに多くの手法が提案されている。
純な形状に成形することについては、例えば日本金属学
会会報、第26巻第10号(1987)に見られるよう
にすでに多くの手法が提案されている。
しかしながら上記のセラミックスを例えば磁気シールド
のために箱形に成形する場合など複雑な形状が求められ
るとき、それを一体ものとして成形するのは困難であり
、これらのセラミックスを相互に接合する必要がある。
のために箱形に成形する場合など複雑な形状が求められ
るとき、それを一体ものとして成形するのは困難であり
、これらのセラミックスを相互に接合する必要がある。
ここにセラミックスの接合に関しては、従来、接着剤を
用いたり、ろう付け、レーザ溶接あるいは接合面を金属
化して金属間接合とする等の技術が知られていた。
用いたり、ろう付け、レーザ溶接あるいは接合面を金属
化して金属間接合とする等の技術が知られていた。
(発明が解決しようとする課題)
ところで上述したような接合技術をY−Ba−Cu−0
系超電導セラミックスに適用した場合、その接合部は何
れも非超電導となったり超電導特性が著しく劣化する不
利があった。
系超電導セラミックスに適用した場合、その接合部は何
れも非超電導となったり超電導特性が著しく劣化する不
利があった。
特性の劣化を招くことなく超電導セラミックスを相互に
接合できる接合方法を提案することがこの発明の目的で
ある。
接合できる接合方法を提案することがこの発明の目的で
ある。
(課題を解決するための手段)
この発明は、非調和溶融して液相および調和熔融型の固
相に分解するY−Ba−Cu−0系超電導セラミックス
を相互に接合するに当り、上記超電導セラミックスの接
合領域に調和溶融型の固相と同一の組成物を介在させた
のち、該超電導セラミックスをその包晶温度直下に加熱
保持しつつ接合部位にレーザ光を照射することを特徴と
するものである。
相に分解するY−Ba−Cu−0系超電導セラミックス
を相互に接合するに当り、上記超電導セラミックスの接
合領域に調和溶融型の固相と同一の組成物を介在させた
のち、該超電導セラミックスをその包晶温度直下に加熱
保持しつつ接合部位にレーザ光を照射することを特徴と
するものである。
ここで上記非調和溶融とは、ある化合物の固相が溶融す
るときに他の固相と元の固相とは異る液相に分解するこ
とを言い、Y−Ba−Cu−0系超電導体の場合、酸素
分圧に依存するが、約1030°C付近でYBazCu
iOx (固) →YzBaCuO(固)士液相のよう
に非調和溶融する。
るときに他の固相と元の固相とは異る液相に分解するこ
とを言い、Y−Ba−Cu−0系超電導体の場合、酸素
分圧に依存するが、約1030°C付近でYBazCu
iOx (固) →YzBaCuO(固)士液相のよう
に非調和溶融する。
また調和溶融とは、ある化合物の固相と液相が融点にお
いて全く同一の組成で平衡状態を保ちながら溶融、凝固
することを言い、例えば上式右辺のYJaCu05は調
和溶融する化合物である。
いて全く同一の組成で平衡状態を保ちながら溶融、凝固
することを言い、例えば上式右辺のYJaCu05は調
和溶融する化合物である。
(作 用)
Y−Ba−Cu−0系超電導セラミックスは第1図に示
すように高温で非調和溶融し、その冷却過程ではまず調
和溶融型の化合物であるYzBaCuOs (211)
が晶出し次いで包晶温度(Tp)において、YJaCu
Os (211)十液相→YBazCu30X(123
)−−−(1)という反応にて超伝導相に戻る。ここに
例えばレーザー溶接法を適用して該セラミックスを相互
に接合する場合、レーザーの照射条件、温度、保持時間
等をいかに調整しても完全な包晶反応を実現することが
できず、余剰の非超電導の液相が超電導相であるYBa
zCuffO−(123)の結晶粒を取り囲むように凝
固しその部位における特性の劣化は避けられなかった。
すように高温で非調和溶融し、その冷却過程ではまず調
和溶融型の化合物であるYzBaCuOs (211)
が晶出し次いで包晶温度(Tp)において、YJaCu
Os (211)十液相→YBazCu30X(123
)−−−(1)という反応にて超伝導相に戻る。ここに
例えばレーザー溶接法を適用して該セラミックスを相互
に接合する場合、レーザーの照射条件、温度、保持時間
等をいかに調整しても完全な包晶反応を実現することが
できず、余剰の非超電導の液相が超電導相であるYBa
zCuffO−(123)の結晶粒を取り囲むように凝
固しその部位における特性の劣化は避けられなかった。
そこでこの発明では、該セラミックスにおける調和溶融
型の固相(Y2BaCuO5)と同一の組成物を接合面
に介在させて、レーザー光の照射の際に、溶融部の組成
をYBa2Cu30XからYJaCuOs過剰側へと移
行させることによって、非超電導相であるY2BaCu
O5の結晶の粒を超電導相であるYBa2Cu、、OX
の結晶粒内に内包させ接合部の結晶粒界に非超電導相を
残存させないようにした。
型の固相(Y2BaCuO5)と同一の組成物を接合面
に介在させて、レーザー光の照射の際に、溶融部の組成
をYBa2Cu30XからYJaCuOs過剰側へと移
行させることによって、非超電導相であるY2BaCu
O5の結晶の粒を超電導相であるYBa2Cu、、OX
の結晶粒内に内包させ接合部の結晶粒界に非超電導相を
残存させないようにした。
この発明では、レーザー照射の際接合対象物をその包晶
温度直下に加熱保持することとしたが、これは上記(1
)弐に示した包晶反応を十分に進行させ有害な液相を完
全に排除するためと、接合部における割れを防止するた
めである。
温度直下に加熱保持することとしたが、これは上記(1
)弐に示した包晶反応を十分に進行させ有害な液相を完
全に排除するためと、接合部における割れを防止するた
めである。
上記の加熱保持温度としては900〜1030°C程度
が望ましい。というのは900°Cより低い温度では包
晶反応が十分進行せず、一方、1030°Cを越えると
セラミックス全体が非調和溶融して特性の劣化を免れ得
ないからである。
が望ましい。というのは900°Cより低い温度では包
晶反応が十分進行せず、一方、1030°Cを越えると
セラミックス全体が非調和溶融して特性の劣化を免れ得
ないからである。
なお接合の際のレーザーの出力は成分元素の著しい蒸発
による特性の劣化を防止するためIKW以下とし照射後
においては、包晶反応を十分進行させるためと、接合部
における割れ防止の観点から上記の温度を一定時間例え
ば1〜24時間程時間待するのが好ましい。
による特性の劣化を防止するためIKW以下とし照射後
においては、包晶反応を十分進行させるためと、接合部
における割れ防止の観点から上記の温度を一定時間例え
ば1〜24時間程時間待するのが好ましい。
接合面に介在させる組成物についてはY2BaCuO5
の粉末ヲイソプロビルアルコールやシクロヘキサンなど
のを機溶媒に分散させスラリー状にしたものを、あるい
は上記粉末を接合面の形状に合致するように成形したも
のを用いることができ、スラリー状のものをスプレー又
は刷毛等により塗布する場合であっても成形体を用いる
場合であってもその厚みは0.1mm未満では接合部に
おける溶融池中の組成が均一となりにくく、YJaCu
Osを過剰側へと移行させるのが困難なので0.1 m
m以上とするのがよい。
の粉末ヲイソプロビルアルコールやシクロヘキサンなど
のを機溶媒に分散させスラリー状にしたものを、あるい
は上記粉末を接合面の形状に合致するように成形したも
のを用いることができ、スラリー状のものをスプレー又
は刷毛等により塗布する場合であっても成形体を用いる
場合であってもその厚みは0.1mm未満では接合部に
おける溶融池中の組成が均一となりにくく、YJaCu
Osを過剰側へと移行させるのが困難なので0.1 m
m以上とするのがよい。
(実施例)
実施■上
Y2O1、BaCO3およびCuOの粉末を所定量秤量
したのち回転ボールミルにて混合し、この混合粉を95
0°C112時間という条件で仮焼、次いで再び回転ボ
ールミルにて微粉砕してY2aCuO5,の粉末を得た
。
したのち回転ボールミルにて混合し、この混合粉を95
0°C112時間という条件で仮焼、次いで再び回転ボ
ールミルにて微粉砕してY2aCuO5,の粉末を得た
。
次に上記の粉末にバインダとしてPVB (ポリビニル
ブチラール)の5%エタノール溶液を加えてスラリー化
し、これをドクターブレードにて厚さ1.0mmの板に
成形してからこの板を酸素雰囲気中950°C112時
間という条件下に焼成して酸化物超電導セラミックス板
を作成した。
ブチラール)の5%エタノール溶液を加えてスラリー化
し、これをドクターブレードにて厚さ1.0mmの板に
成形してからこの板を酸素雰囲気中950°C112時
間という条件下に焼成して酸化物超電導セラミックス板
を作成した。
次にこのセラミックス板を相互に接合するに当りその突
合せ端面に、YJaCuOs粉末をイソプロピルアルコ
ールに分散させたスラリーをスプレーにて吹付け、厚さ
約0.2mmのYJaCuOs膜を形成し、その後酸素
雰囲気中、950°Cという条件下でCO□レーザによ
る?容接を施した。なおCO□レーザの出力は50會、
ビーム径は0.5mmとし、溶接後のセラミックス板は
その温度で約2時間保持し、その後徐冷した。
合せ端面に、YJaCuOs粉末をイソプロピルアルコ
ールに分散させたスラリーをスプレーにて吹付け、厚さ
約0.2mmのYJaCuOs膜を形成し、その後酸素
雰囲気中、950°Cという条件下でCO□レーザによ
る?容接を施した。なおCO□レーザの出力は50會、
ビーム径は0.5mmとし、溶接後のセラミックス板は
その温度で約2時間保持し、その後徐冷した。
得られたセラミックス接合板の超電導特性の測定結果を
、単にレーザ溶接を施した場合の結果とともに表−1に
示す。
、単にレーザ溶接を施した場合の結果とともに表−1に
示す。
表−1
* 77に
表−1より明らかなようにこの発明に従えば接合部にお
ける特性の劣化を有利に防止できることが確かめられた
。
ける特性の劣化を有利に防止できることが確かめられた
。
災上土1
、実施例Iと同様の要領にて得たYBazCu30□の
粉末に、オクチル酸イツトリウム、オクチル酸バリウム
およびオクチル酸銅をY:Ba:Cu=1:2:3のモ
ル比となるように調整したシクロヘキサン溶液を加えて
混合、スラリ化したのち、該粉末を押し出し成形によっ
て直径約1.5mの線状に成形した。次にこれを酸素雰
囲気中、950°C112時間という条件下に焼成して
セラミックス線材を作製した。得られた線材を相互に接
合するに当り、その突合せ端面に、YJaCuOs粉末
をイソプロピルアルコールに分散させたスラリーを付着
(厚さ0.2++rm)させてから酸素雰囲気中、95
0°Cという条件下にCO□レーザによる溶接を施した
。
粉末に、オクチル酸イツトリウム、オクチル酸バリウム
およびオクチル酸銅をY:Ba:Cu=1:2:3のモ
ル比となるように調整したシクロヘキサン溶液を加えて
混合、スラリ化したのち、該粉末を押し出し成形によっ
て直径約1.5mの線状に成形した。次にこれを酸素雰
囲気中、950°C112時間という条件下に焼成して
セラミックス線材を作製した。得られた線材を相互に接
合するに当り、その突合せ端面に、YJaCuOs粉末
をイソプロピルアルコールに分散させたスラリーを付着
(厚さ0.2++rm)させてから酸素雰囲気中、95
0°Cという条件下にCO□レーザによる溶接を施した
。
なおCO□レーザの出力は50W、ビーム径は0.2化
とし、溶接後の線材は上記温度で約2時間保持してその
後徐冷した。
とし、溶接後の線材は上記温度で約2時間保持してその
後徐冷した。
得られたセラミックス接合線材の超電導特性の測定結果
を、室温でレーザ溶接を施した比較例(接合面にYzB
aCuOsを付着)の結果ともに表−2に示す。
を、室温でレーザ溶接を施した比較例(接合面にYzB
aCuOsを付着)の結果ともに表−2に示す。
表−2
ら明らかなように線材を相互に接合しても特性の劣化を
来すことがないことが確められた。
来すことがないことが確められた。
(発明の効果)
この発明によれば、Y−Ba−Cu−0系超電導セラミ
ックスを特性の劣化を伴うことなしに接合できるので、
上記セラミックスの線材を接続したり、複雑な形状にな
る製品を、有利に作製できる。
ックスを特性の劣化を伴うことなしに接合できるので、
上記セラミックスの線材を接続したり、複雑な形状にな
る製品を、有利に作製できる。
第1図は、Y−Ba−Cu−0系酸化物の状態図である
。 123− YBazCu30x 211− Y2BaCuO5 L ・・・液相 X ・・・123組成よりもBa、 CIに冨んだ組成
物’rp・・・包晶温度 * 77に
。 123− YBazCu30x 211− Y2BaCuO5 L ・・・液相 X ・・・123組成よりもBa、 CIに冨んだ組成
物’rp・・・包晶温度 * 77に
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、非調和溶融して液相および調和溶融型の固相に分解
するY−Ba−Cu−O系超電導セラミックスを相互に
接合するに当り、 上記超電導セラミックスの接合領域に調和溶融型の固相
と同一の組成物を介在させたのち、該超電導セラミック
スをその包晶温度直下に加熱保持しつつ接合部位にレー
ザ光を照射することを特徴とするY−Ba−Cu−O系
超電導セラミックスの接合方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23339488A JPH0282482A (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | Y−Ba−Cu−O系超電導セラミックスの接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23339488A JPH0282482A (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | Y−Ba−Cu−O系超電導セラミックスの接合方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0282482A true JPH0282482A (ja) | 1990-03-23 |
Family
ID=16954399
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23339488A Pending JPH0282482A (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | Y−Ba−Cu−O系超電導セラミックスの接合方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0282482A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0634379A1 (en) * | 1992-04-03 | 1995-01-18 | Nippon Steel Corporation | Bonded element of superconductive oxide materials and its manufacture |
-
1988
- 1988-09-20 JP JP23339488A patent/JPH0282482A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0634379A1 (en) * | 1992-04-03 | 1995-01-18 | Nippon Steel Corporation | Bonded element of superconductive oxide materials and its manufacture |
EP0634379A4 (en) * | 1992-04-03 | 1995-04-19 | Nippon Steel Corp | CONNECTED ELEMENT SUPER-CONDUCTING OXIDE MATERIALS AND THEIR PRODUCTION. |
US5786304A (en) * | 1992-04-03 | 1998-07-28 | Nippon Steel Corporation | Joining product of oxide superconducting material and process for producing the same |
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