JPH03201320A - ビスマス系酸化物超電導体の製造方法 - 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］ この発明は、ビスマス系酸化物超電導体の製造方法に関
するので、特に、より大きな臨界電流密度を得ることが
できるようにするための改良に関するものである。

［征来の技術］ 近年、より高い臨界温度を示す超電導材料として、セラ
ミック系のものが注目されている。中でも、ビスマス系
酸化物超電導材料は、１１０に程度の高い臨界温度を示
すことが知られている。

ビスマス系酸化物超電導材料にあっては、１１０に程度
の臨界温度を示す高温超電導相、および８０に程度の臨
界温度を示す低温超電導相などが存在していることが知
られている。このようなビスマス系酸化物超電導材料に
おいては、高い臨界温度でかつ高い臨界電流密度を得る
ことを目的に種々の試みがなされている。

［発明が解決しようとする課題］ 超電導体をケーブルやマグネットに応用するには、高い
臨界温度および高い臨界電流密度が必要である。そのた
め、たとえばビスマス系超電導体を得るためには、上述
した高温超電導相ができるだけ多く生成されるようにし
なければならない。

しかしながら、ビスマス系超電導体を得るためには、従
来、構成物質としては、高温超電導相である２２２３組
成を中心とする組成としながら、金属シースに充填する
際には、低温超電導相である２２１２相と他の相との集
合物とし、加工後あるいは加工途中において、高温超電
導相に相変態させる手性を用いていた。この方法におい
ては、すべてのセラミック部分を高温超電導相に変態さ
せることは難しく、非超電導相が大きな形状で残ってし
まい、成る程度の臨界電流密度以上の性能を得ることが
できなかった。また、高温超電導相を金属シースに充填
した場合、配向性や粒界の結合が十分でなく、高い臨界
電流密度を得ることができなかった。

それゆえに、この発明の目的は、より大きな臨界電流密
度を得ることができる、ビスマス系酸化物超電導体の製
造方法を提供しようとすることである。

［課題を角ｑ決するための手段］ この発明は、１００Ｋ以上の臨界温度を持つビスマス系
酸化物超電導材料を主成分とする粉末を、金属シースに
て被覆し、塑性加工を施した後、熱処理する、ビスマス
系酸化物超電導体の製造方法において、被覆される前の
粉末に熱処理することを特徴とするものである。

この発明において、１００に以上の臨界温度を持つビス
マス系酸化物超電導材料としては、２２２３組成を基本
組成とするものであるが、ビスマスの一部を、鉛、アン
チモン等で置換したり、リチウムを添加することは、通
常とられる手段である。また、必要により、構成元素は
、それぞれの量が調整される。

粉末の作製方法としては、固相法、共沈法、硝酸塩及分
解法などを採用することが可能で、また、長時間の焼結
や酸素分圧を制御した雰囲気での焼結が採用される。

加工された超電導材料は、熱処理される。熱処理条件と
しては、通常、７８０℃から８６０℃までの温度範囲で
、５時間から３００時間程度の条件が採用される。この
場合の雰囲気は、大気中あるいは酸素分圧を制御した雰
囲気とされる。

金属シースは、超電導材料と反応せず、かつ加Ｔ性が良
好であることを満足する材料から構成される。銀、銀合
金、金、金合金からなるシースや、これらの材料からな
る中間層を配したものが採用される。また、金属シー又
は、使用条件で、安定化材として機能することが望まし
い。

塑性加工に際して、伸線加工を行なう場合、その加工度
は８０％以上であることが望ましい。また、平角または
テープ状への加工を行なう場合には、その加工度が８０
％以上であることが望ましい。熱処理された後、平角ま
たはテープ状への加工と熱処理とが繰返されることは、
何ら差し支えなく、必要により、これらの条件が設定さ
れる。

伸線加工に際しては、通常のダイス引きが採用されるが
、ロールダイス、タークスロールなどの方法を採用して
もよい。平角またはテープ状への加工に際しては、ロー
ル圧延が一般的であるが、プレス圧延、タークスロール
圧延も採用され得る。

［発明の作用および効果コ この発明によれば、１００に以上の臨界温度を持つビス
マス系酸化物超電導材料を主成分とする粉末を、金属シ
ースにて被覆するに際し、このように被覆される粉末に
熱処理することにより、通常の方性では高温超電導相の
粉末を金属シースに充填することによっては得られない
レベルの高い臨界電流密度を得ることができる。すなわ
ち、被覆される前の粉末に、たとえば８７０℃以下の熱
処理を施すことによって、吸着ガスを脱離することがで
きるとともに、粒界の結合性が改良され、それによって
、性能の向上が得られるものと考えられる。

たとえば８０％以上の加工度で金属シースを伸線加工す
ることにより、超電導体は、加工方向に配向化し、さら
に、たとえば８０％以上の加工度で金属シースを平角ま
たはテープ状に加工することにより、超電導体は、さら
に配向化し、緻密化することによって、−層の性能の向
上が得られる。

伸線加工のみによっては、電流の流れやすい８６面が−
ｈ゛向に揃わないため、平角またはテープ状に加圧する
ことによって、配向性を改良し、さらに加丁度を上述の
ように８０％以上に規定することにより、緻密化をより
改良することができる。

したがって、この発明によって得られたビスマス系酸化
物超電導体は、高い臨界電流密度を示し、ケーブル、マ
グネットなどに有効に利用できるものである。

［実施例］ 実施例１ Ｂ　ｉ２　０３　、Ｐ　ｂ　ＯＸＳ　ｒ　Ｃ０３、Ｃａ
　ＣＯ３、およびＣｕＯを用いて、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：
Ｃａ：Ｃｕ−１，８０：０．３５：１．９４：２．０５
：３．０２の組成になるように配合し、７６０℃で１４
時間の仮焼、および、８１０℃で１６時間の熱処理を大
気中にて行なった後、酸素：窒素−に８の雰囲気にて、
８３８℃で１００時間の熱処理を行なって、臨界温度が
１０７にの粉末を得た。

このような粉末に、（ａ）８００℃で１５分間熱処理し
たもの、および（ｂ）熱処理を行なわないものを、それ
ぞれ、銀パイプに充填した。９７％の仲線加−におよび
８３％の圧延加工をした後、８４０℃で７０時間の熱処
理を施し、しかる後、３３％の圧延加」−を施し、さら
に、８４５℃で４５時間の条件で熱処理した。

このようにして得られた試料の７７．３にでの臨界電流
密度は、（ａ）３８５００Ａ／ａｍ２（ｂ）２１４０Ｏ
Ａ／ｃｍ２であった。

実施例２ Ｂｉ２０８、ＰｂＯ，５ｒＣＯ，、ＣａＣＯ３、および
ＣｕＯを用いて、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ−１，
８２：０．　３３：１．　９６：２．　０６：３．０４
の組成になるように配合し、７５０℃で１４ｎｅｒ間の
仮焼、および、８００℃で１２時間の熱処理を大気中に
て行なった後、酸素：窒素−１：８の雰囲気にて、８３
６℃で１２０時間の熱処理を行なって、臨界温度が１０
８にの粉末を得た。

このような粉末に、（ｃ）７８５℃で３０分間の熱処理
をしたもの、および（ｄ）熱処理しないものを、それぞ
れ、銀パイプに充填した。９４％の伸線加トおよび８５
％の圧延加工をした後、８４０℃で６０時間の熱処理を
施し、しかる後、２７０ｊの圧延加工を施し、さらに、
８４５℃で５０時間の条件で熱処理した。

このようにして得られた試料の７７．３にでの臨界電流
密度は、（ｃ）　３７３００Ａ／ｃｍ２（ｄ）２（Ｊ２
０ＯＡ／ｃｍ２であった。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）１００Ｋ以上の臨界温度を持つビスマス系酸化物
   超電導材料を主成分とする粉末を、金属シースにて被覆
   し、塑性加工を施した後、熱処理する、ビスマス系酸化
   物超電導体の製造方法において、 被覆される前の粉末に熱処理することを特徴とする、ビ
   スマス系酸化物超電導体の製造方法。
2. （２）粉末に熱処理する条件が、８７０℃以下であるこ
   とを特徴とする、請求項１に記載のビスマス系酸化物超
   電導体の製造方法。
3. （３）塑性加工が、伸線加工および平角またはテープ状
   への加工を含むことを特徴とする、請求項１または２に
   記載のビスマス系酸化物超電導体の製造方法。
4. （４）平角またはテープ状への加工がされた後、熱処理
   されることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか
   に記載のビスマス系酸化物超電導体の製造方法。
5. （５）熱処理された後、平角またはテープ状への加工と
   熱処理とが繰返されることを特徴とする、請求項４に記
   載のビスマス系酸化物超電導体の製造方法。