JPH03129610A - セラミックス超電導々体の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、機械的並びに電気的特性に優れ、マグネット
コイル用導体等に適したセラミックス超電４６体に関す
る。

（従来の技術とその課題〕 近年液体窒素温度で超電導を示すＬｎＢａｔＣｕ３０ｑ
−ｘ　（Ｌｎは希土類元素ｘ＜１）、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｃａ
Ｃｕ、○１、（Ｂ　１１−ＸＰ　ｂ、）ｇｓ　ｒ、Ｃａ
ｍＣｕ３Ｃ）＋ｏ　（ｘ＜１）、ＴＩ！、ｚＢａｚＣａ
Ｃｕ２０Ｂ、Ｔｌ□ＢａｚＣａｌＣｕ３０．。等のセラ
ミックス超電導体が見出され、マグネットコイル等への
応用が盛んに検討されている。

ところで上記のセラミックス超電導体は脆い為、これを
線材等に加工するにはセラミックス超電導体層 法によりなされており、得られた線材は加熱処理するこ
とによりセラミックス超電４６体に製造される。

斯くの如くして得られたセラ逅ツクス超電導々体はセラ
泉ンクス超電導体層の外周に金属層が複合された導体で
あるが、この複合金属層は内部のセラミックス超電導体
層を補強するとともに、使用中の冷却媒体としての作用
及びクエンチ事故における電流のバイパスとしての作用
をも果すものである。

しかしながら前記の如き方法により製造したセラミック
ス超電４６体は、セラミ・ンクス超電導体層が少なくと
も部分溶融するような高温にて加熱処理を施して、その
結晶構造の電流の流れ易いａｂ面を導体の通電方向に平
行に、つまりＣ軸を導体の通電方向に垂直に配向せしめ
（以下Ｃ軸配向と称す）、且つ結晶粒を通電方向に平行
に長く配列させて（以下結晶長伸化と称す）通電障害と
なる通電方向と交叉する結晶粒界を低減せしめることに
より高い超電導特性が得られるものであり、この為上記
酸化物超電導体層に複合する金属材料は上記の如き高温
加熱処理によって軟化し脆弱化し、その結果後のコイリ
ング時にかかる張力等によって導体は容易に変形し内部
のセラミックス超電導体層に割れ等の損傷が生じて超電
導特性が低下するという問題があった。

このようなことから加熱処理を低温で行うようにすると
セラミックス超電導体層のＣ軸配向や結晶長神化が起こ
らず、やはり超電導特性が低い値のものとなるという問
題があった。

〔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った結果なされ
たもので、その目的とするところは機械的強度に優れ、
且つＪ、値の高いセラミックス超電導々体の製造方法を
提供することにある。

即ち本発明は、Ａｇより卑な金属元素を含有するＡｇ合
金とセラミックス超電導体又はその前駆物質とを複合せ
しめたのち、当該複合体を酸素含有雰囲気中で前記Ａｇ
合金の内部酸化処理を施しつつ伸延加工して所望形状の
線材となし、しかるのち当該線材に酸素含有雰囲気中に
て焼成熱処理を施すことを特徴とするものである。

本発明方法は、セラミックス超電導体又はその前駆物質
（以下セラミックス超電導体物質と略記）を、卑な金属
元素を含有するＡｇ合金と複合して複合体となし、この
複合体を０２含有雰囲気中にて前記Ａｇ合金の内部酸化
処理を施しつつ伸延加工して所望形状の線材となし、こ
れを０２含有雰囲気中にて焼成熱処理してセラミックス
超電導々体を製造する方法であって、セラミックス超電
導体物質と複合する卑な金属元素を含有するＡｇ合金は
、伸延加工工程から焼成熱処理工程にて最終的に内部酸
化が完遂されて機械的性質に優れた分散強化型合金複合
のセラ【ツクス超電導々体が製造されるものである。

本発明方法において、セラミックス超電導体物質と複合
するＡｇ合金に含有されるＡｇより卑な金属元素として
はＡｌ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｔ、Ｓｎ、Ｚｎ、
Ｚｒ等が酸素との親和力が大きく、生成する酸化物粒子
が微細なものとなり好適である。上記金属元素は２種以
上含有されても差支えなく、又含有量はＡｇに固溶する
範囲内に留めるのが内部酸化時間が短縮され、またＡｇ
の熱的、電気的特性が維持され、依って耐クエンチ性に
優れたものとなり好ましい。

上記Ａｇ合金とセラミックス超電導体物質とを複合する
方法としては、Ａｇ合金を第１〜２図に示した如く、穴
あきビレット１又はチューブ２に加工し、上記ビレット
１の穴又はチューブ２内にセラミックス超電導体物質３
を粉末として又は溶融凝固して装入する方法、又は第３
図に示した如＜Ａｇ合金及びセラミックス超電導体物質
の善本の板状体４，５を積層する方法等の任意の方法が
用いられる。

又前記Ａｇ合金製のビレット、チューブ、板状体等をセ
ラごツクス超電導体物質と複合したのち０□含有雰囲気
中で前記Ａｇ合金の内部酸化処理を施しつつ複合体の伸
延加工工程を行い最終の０゜含有雰囲気中での焼成熱処
理工程にて内部酸化処理を完遂させるものである。

本発明方法では複合したＡｇ合金を上述の如くして内部
酸化させるため複合体をＡｇ合金が低い強度の状態で伸
延加工でき、加工性に冨むものである。

本発明方法において、複合体の伸延加工には押出し、圧
延、引抜き、スェージング等の任意の加工方法が用いら
れる。

本発明方法にて用いるセラミックス超電導体物質には前
記したような種々系のセラミックス超電導体が広く適用
されるに加えて上記セラミックス超電導体の前駆物質で
あるセラミックス超電導体となし得る原料物質からセラ
ミックス超電導体に台底されるまでの中間体、例えばセ
ラミンクス超電導体構成元素の混合体又は共沈混合物又
は酸素欠損型複合酸化物又は上記構成元素の合金等が使
用可能でこれらの前駆物質は酸素含有雰囲気中で焼成熱
処理することによりセラミックス超電導体に反応するも
のである。

〔作用〕

本発明方法においては、セラミックス超電導体物質と金
属材料との複合体の上記金属材料にＡｇより卑な金属元
素を含有するＡｇ合金を用いて上記Ａｇ合金を伸延加工
途中及び最終の焼成熱処理工程にて内部酸化せしめ強化
するので、得られるセラもツクス超電導々体は、コイリ
ング時の張力等によって変形してセラミックス超電導体
層に割れが入るようなことがな（、又上記焼成熱処理を
十分高温にて施すことができる為結晶のＣ軸配向や結晶
粒の長押化がなされ、依って高い超電導特性のものとな
る。

〔実施例〕

以下に本発明を実施例により詳細に説明する。

実施例ｌ Ａｇ−０，２％Ｚｒ合金のアトマイズ粉体を７００°Ｃ
にて押出して外径３０＋＋ｍ、内径２６閣のチューブに
成形し、次いでこのチューブ内にＢｉ、Ｓｒ、ＣａＣｕ
２Ｏ，の組成の仮焼成粉体を充填し、次いでこれをスェ
ージングして直径１０ｍの棒材に加工した。次にこの棒
材を大気中にて８００°Ｃ２Ｈ中間焼鈍したのち、引抜
き加工して１．６ｍφの線材となし、次いでこの線材を
０２気流中にて、９２０°Ｃで０．５Ｈ引続き８５０°
Ｃで１００Ｈ焼威熱処理して内部酸化Ａｇ合金で被覆さ
れたセラミックス超電導体となした。

比較例１ 実施例１において、チューブに純Ａｇを用いた他は実施
例１と同じ方法によりＡｇ被覆セラミンクス超電導々体
を製造した。

比較例２ 比較例１において、焼成熱処理を８５０°Ｃ１００Ｈ行
った他は比較イなと同し方法によりＡｇ被覆セラミック
ス超電導０体を製造した。

斯くの如くして得られた各々のセラミックス８１４々体
をＳＵＳ製コア上に自動巻機により一定張力をかけて巻
回して内径３００ＩＩｍ、外径７０ｍ＊、幅５０ｍのソ
レノイドコイルを作製し、各々のソレノイドコイルにつ
いて７７．３Ｋにてコイル中の中心磁界を測定した。結
果は第１表に示した。

第　　１　　表 第１表より明らかなように本発明品（実施例１）は大電
流を通電することができ、従って中心磁界が高いイ直の
ものとなった。

これに対し、比較例１は複合金属材料がＡｇのため焼成
熱処理によって軟化して、導体はコイリングの際の張力
で変形伸びを生して内部の酸化物超電導体層に割れが入
り、又比較例２はＡｇの軟化を防止する為焼成熱処理温
度を低くしたのでセラミックス超電導体層の結晶がＣ軸
配向や長押化せず、その結果通電々流を大きくとれずに
いずれも中心磁界が低い値のものとなった。

尚、実施例１の導体のセラミックス超電導体層の結晶組
織は、顕微鏡観察の結果結晶粒が通電方向に長押化し、
通電方向と交叉する結晶粒界が低減した組織からなり、
又結晶構造はＸ線回折の結果Ｃ軸配向していることが確
認された。

（効果） 以上述べたように本発明方法によれば、分散強化型Ａｇ
合金により強化されたセラミックス超電導体が得られ、
この導体はコイリングの際の張力等によってセラミック
ス超電導体層が唄傷するようなことがなく、又上記焼成
熱処理を十分高温で施すことができる為、臨界電流密度
（ＪＣ）に優れ、この導体を用いて作製したコイルはそ
の中心磁界が高い値のものとなる等、工業上顕著な効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は、本発明方法にて用いられる複合体の実施
例を示す斜視図である。 ｌ・・・穴あきビレット、　　２・・・チューブ、　　
３・・・セラミックス超電導体物質。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ａｇより卑な金属元素を含有するＡｇ合金とセラミック
   ス超電導体又はその前駆物質とを複合せしめたのち、当
   該複合体を酸素含有雰囲気中で前記Ａｇ合金の内部酸化
   処理を施しつつ伸延加工して所望形状の線材となし、し
   かるのち当該線材に酸素含有雰囲気中にて焼成熱処理を
   施すことを特徴とするセラミックス超電導々体の製造方
   法。