JPH0322313A - 超電導酸化物被覆線材の製造方法 - Google Patents

超電導酸化物被覆線材の製造方法

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JPH0322313A
JPH0322313A JP1156032A JP15603289A JPH0322313A JP H0322313 A JPH0322313 A JP H0322313A JP 1156032 A JP1156032 A JP 1156032A JP 15603289 A JP15603289 A JP 15603289A JP H0322313 A JPH0322313 A JP H0322313A
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JP
Japan
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wire
superconducting
platinum
coated
oxide
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Pending
Application number
JP1156032A
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English (en)
Inventor
Haruo Tominaga
晴夫 冨永
Akito Kurosaka
昭人 黒坂
Shoji Mimura
彰治 味村
Satoru Nakao
知 中尾
Kazuhiko Tomomatsu
友松 和彦
Mamoru Aoyanagi
青柳 守
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は白金線、白金合金線又は白金若しくは白金合金
を被覆して形成した複合線を芯線とし、超電導組成の酸
化物層をこの芯線の周囲に形成した可撓性を有する超電
導酸化物被覆線材の製造方法に関する。
[従来の技術コ 従来、超電導酸化物の線材は以下に示すようにして製造
されている。先ず、銀製のパイプ内に超電導酸化物組成
の粉末を充填して封入し、この粉末が充填されたパイプ
をダイスにより引き抜き加工することにより圧粉成形し
、次いで例えば800乃至850℃の温度で焼成するこ
とにより銀パイプ内の粉末を超電導化させる。その後、
銀パイプを酸により溶解して超電導線材を得る。
又は、超電導酸化物組成の融液中に金属線材を通過させ
ることにより、前記金属線材と融液との間の熱交換によ
って金属線材の表面に超電導酸化物組成の層を凝固させ
、この後全体を熱処理することにより金属線材の表面を
被覆する前記凝固層を超電導化ぎせて超電導線材を得る
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述の如く製造された超電導線材は、可
撓性を有しないという欠点がある。即ち、バイブ引抜法
により製造した超電導線材は圧粉成形焼結品であるため
、粉体粒子間の結合が弱く、脆性破壊しやすい。また、
溶融浸漬法により金属線材の被覆層として形成された超
電導線材は形状的に可撓性を有しない。いずれの方法に
より製造した超電導線材も可視性を有しないため、若干
の変形を受けても超電導線材にクラブクが発生しやすい
。このため、長尺の線材を製造することができない。
また、従来の超電導線材はその臨界電流密度が低いとい
う欠点も有する。即ち、パイプ引抜法により製造した超
電導線材は圧粉成形焼結品であるので、ポーラスである
ため超電導パスが短いと共に、配同性を有しないため、
多数の超電導パスが得られない。一方、溶融浸漬法によ
り形成された超電導線材は、緻密な組織を有するものの
、超電導相が線材の半径方向に配向した組織であるため
、臨界電流密度が低い。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
十分な超電導バスを有すると共に緻密な組織を有してお
り、また超電導相がその長手方向に配向していて臨界電
流密度が高く、更に可撓性が優れた超電導線材を製造で
きる超電導酸化物被覆線材の製造方法を提供することを
目的とする。
〔課題を解決するための手段コ 本発明に係る超電導酸化物被覆線材の製造方法は、白金
線、白金合金線及び白金又は白金合金を被覆して形成し
た複合線のうちのいずれかを芯線とし、スプレーバイロ
リシス法を使用してこの芯線の周面に膜厚が夫々0.0
1乃至0.5μmの(B ii−x Pbx ) 2 
S r2Cat Cu20y塩(但し、0.1≦X≦0
.3)皮膜及びCaCuO2塩皮膜を交互に2又は3層
以上被着形成して100μm以下の層厚を有する被覆層
を形成する工程と、得られた被覆線を840乃至880
℃の酸化性雰囲気中に保持して超電導高温相を形成する
工程とを有することを特徴とする。
[作用] 本発明においては、芯線として、白金線、白金合金線又
は白金若しくは白金合金を被覆して形成した複合線を使
用している。白金及び白金合金は高温の酸化性雰囲気中
にわいても酸化されることがないため、後述する熱処理
工程において840乃至880℃という高温の酸化性雰
囲気に長時間保持しても、酸化による脆化断線が発生す
る虞れがない。
この芯線の周囲にスプレーパイロリシス法を使用して、
(B ix−x Pbx ) 2 S r2CatCu
zOy塩皮膜及びC a C u 02塩皮膜を交互に
被着形成する。即ち、(B it−x Pbx ) 2
S r2 Cat Cuz Ow及びCaCuOshを
夫々硝酸等の酸に溶解し、この2種類の水溶液を個別的
に芯線の周面に噴霧した後乾燥させて、(Bii、Pb
x ) 2 Srz Cat Cua Ow塩皮膜及び
CaCuOs+塩皮膜を交互に2又は3層以上被着する
ことにより被覆層を形成する。
次に、このようにして得られた被覆線を840乃至88
0℃の酸化性雰囲気中に保持して熱処理を行う。これに
より、(Bit−x Pbx)2Sr2C a IC 
u 2 0 w塩及びCaCuO2塩は、例えば溶解液
に硝酸を使用した場合はNO。ガスを放出して、(B 
It−x Pbx ) 2 S r2CatCu20y
酸化物及びCaCuO2酸化物となる。
このように、スプレーパイロリシス法及び熱処理により
形成された酸化物皮膜は、扮体焼結された酸化物に比し
て極めて緻密な構造になる。また、噴霧する水溶液の塩
濃度及び噴霧時間を変化することにより、皮膜を所望の
膜厚に形成できるという利点もある。
また、この熱処理により(B i1−x Pbx ) 
2S r2 Cat Cu20y皮膜とCaCuO2皮
膜との各界面で下記第(1)式に示す化学反応により、
化学式(B i+−x Pbx)2 S r2 Caa
CuaOwで示される超電導高温相が生成する。
(B ft−x Pbx ) 2 S rz Cat 
CL+2 0y+CaCuO2 ” (B it−x Pbx )2 S r2Ca2C
u* Oy・・・(1) この超電導高温相は極めて緻密な構造であると共に、超
電導相が酸化物被覆線の長手方向に配向しているため、
超電導状態における臨界電流密度が従来に比して極めて
高い。
本発明においては、(B tt−x pbx ) 2S
 r2Cat Cu20y塩皮膜のXの値、即ちPb濃
度はモル比で0.1乃至0.3である。
(B it−x P bx ) 2S rw Cat 
Cu2 0y塩皮膜のPb濃度Xがモル比で0.1未満
の場合又は0.3を超える場合は、いずれも熱処理工程
において超電導高温相が安定して形成されないため、超
電導状態における電流密度が低下する。このため、(B
 ft−x Pbx ) 2 S r2 Cat Cu
20y塩皮膜のpb濃度はモル比で0.1乃至0.3と
する。
また、各(B it−x Pbx )* S r2Ca
tCIJ20う塩皮膜及びCaCuO。塩皮膜の膜厚は
夫々0.01乃至0.5μmである。この各皮膜の膜厚
が0.Olμm未満の場合は、熱処理において各皮膜の
界面での超電導高温相成長の指向性が少なくなり、所定
の方向に配向させることができない。
一方、これらの皮膜の膜厚が0.5μmを超える場合は
、後工程で行う熱処理において、経済的な時間内で超電
導高温相を生成しようとしても、未反応の超電導低温相
が残留するため、超電導高温相の領域が十分大きな断面
積を得ることができない。
従って、超電導酸化物被覆線の断面積に対する超電導高
温相の生成面積が少なくなるため、臨界電流密度が低下
する。これらの理由により、(B is−x P bx
 ) 2 S r2 Cat Cuz Oy塩皮膜及び
CaCuO2塩皮膜の膜厚は0.01乃至0.5μmと
する。
更に、この(B jl−x Pbx ) 2 S r2
CatCu20w塩皮膜及びC a C u O 2塩
皮膜からなる被覆層の層厚が100μmを超えると、熱
処理後の超電導酸化物被覆線材において、0.2%程度
の曲げ歪により超電導層にクラックが発生する。そして
、この結果、超電導状態における臨界電流密度が低下す
る。このため、被覆層の厚さは100μm以下とする。
更にまた、熱処理は840乃至880゜Cの酸化性雰囲
気において行う。処理温度が840℃未満の場合は、超
電導高温相の生成が不十分となり、その結果、臨界電流
密度が低下する。一方、処理温度が880℃を超えると
、被覆層が溶融状態又は溶融状態に近い状態となり、超
電導高温相が生成されないだけでな<、(B i t−
x P bx ) x S rQCa+ Cuz Ow
の低温相が分解してしまうことがある。このため、熱処
理の温度は840乃至880℃とする。
酸化性雰囲気中で熱処理を行うのは、超電導酸化物を高
温に加熱した場合に、超電導酸化物中の酸素の離脱を抑
制し、組成の変動を防止するためである。
[実施例コ 次に、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。
第1図は本発明の第1の実施例方法を示す製造途中の超
電導酸化物被覆線材の半径方向の断面図、第2図は同じ
くその長手方向の断面図である。
先ず、B tz 03を0.8モル、PbOを0.2モ
ル、SrOを2モル、CaCO3を1モル、CuOを2
モルの割合で混合し、この混合粉を780℃の温度で3
0時間仮焼することによりB i t.ePbo.4S
 r2Cat Cu2 0wを形成した。そして、この
B ls.e Pbo.4S r2Cat CuzOy
を5N硝酸に溶解させて、濃度が5重量%の硝酸塩水溶
液を得た。
また、CaCO3をIモル、CuOを1モルの割合で混
合し、この混合物をSOO″Cの温度で30時間仮焼す
ることにより、cacu02を形成した。
このC a C u 02を5N硝酸に溶解させて、濃
度が5重量%の硝酸塩水溶液を得た。
次に、芯線として線径が0.2ns,長さが1mの白金
線1を用意した。この白金線1に適宜電源から通電を行
って抵抗発熱させ、白金線1の表面温度を400℃にし
た。そして、白金線1の周面に液体を均一に噴霧できる
スプレー装置により、前記B is.e Pbo.4S
 r2Cat Cua Oy硝酸塩水溶液及びC a 
C u O 2硝酸塩水溶液を個別的に交互に噴霧した
。このようにして、膜厚が0.05μmのB ls.s
 Pbo.4S r2Cat Cu20y硝酸塩皮1g
2及びCaCu02硝酸塩皮膜3を交互に積層させて、
総厚さが50μmの被覆層を形成した。
次いで、この被覆線を長さが165mの管状炉内に内壁
と接触しないように取付け、炉内に大気が通流するよう
にして811i0℃の温度で100時間熱処理した。
なお、熱処理は超電導高温相を配向させて形成するため
に、50時間以上行うことが好ましい。
この熱処理により、B i +.e P bo.4S 
r 2Cat Cug Or硝酸塩及びCaCuO2硝
酸塩は夫々Bix.e Pbo.4Sr2Cat Cu
t Oy酸化物及びCaCuOz酸化物となり、両者の
界面にB it.e Pbo.4S r* Gas C
u30y酸化物超電導相が形成された。また、この熱処
理の結果、酸化物被覆線の線径は0.26mmとなり、
超電導酸化物被覆層の厚さは30μmとなった。
この超電導酸化物被覆線材を液体窒素中で冷却して超電
導状態とし、臨界温度(Tc)及び臨界電流密度(J 
c)を測定した。
その結果、臨界温度(Tc)はIIOKであり、臨界電
流密度(J c)は従来の粉末銀シース法に比して約2
0倍であった。また、この超電導酸化物被覆線材を直径
が501嘗の円筒に巻付けた後、巻戻し、再度臨界温度
(Tc)及び臨界電流密度(JC)を測定した。その結
果、このような変形を与えた後も、巻付ける前と同様の
超電導特性が得られた。
更に、芯線の材質、(B 1 1−x P bx ) 
2S rz Cat Cuz Oy塩皮膜の膜厚、Ca
CuO2塩皮膜の膜厚及び熱処理温度等を種々変化させ
て酸化物被覆線材を製造し、その超電導特性を調べた。
その結果、特許請求の範囲から外れる条件で製造した酸
化物被覆線材は、いずれも従来方法に比して十分な特性
を得ることができなかった。
これに対し、本発明で規定した条件範囲においては、前
述の実施例と同様の優れた特性が得られた。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明方法によれば、白金線、白
金合金線又は白金若しくは白金合金を被覆した複合線の
周面にスプレーパイロリシス法により(B i t −
x P bx ) 2 S r2Cat CuzO,塩
皮膜及びCaCuOz塩皮膜を交互に複数形成し、その
後所定の温度で熱処理を行うから、緻密な組織であり、
線材の長手方向に配向した(Bi1−x Pbx )2
 Sr2Caz Cuz Ow超電導高温相が安定して
形成される。このため、本発明方法により形成された超
電導酸化物被覆線材は臨界電流密度が高く、可撓性が優
れている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例方法を示す製造途中の超電導酸
化物被覆線材の半径方向の断面図、第2図は同じくその
長子方向の断面図である。 1;白金線、2;Bi+.e Pbo.4Sr2C a
 t C u 2 0 w硝酸塩皮膜、3 ; C a
 C u 0 2硝酸塩皮膜 第  1  図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)白金線、白金合金線及び白金又は白金合金を被覆
    して形成した複合線のうちのいずれかを芯線とし、スプ
    レーパイロリシス法を使用してこの芯線の周面に膜厚が
    夫々0.01乃至0.5μmの(Bi_1−_xPb_
    x)_2Sr_2Ca_1Cu_2O_y塩(但し、0
    .1≦X≦0.3)皮膜及びCaCuO_2塩皮膜を交
    互に2又は3層以上被着形成して100μm以下の層厚
    を有する被覆層を形成する工程と、得られた被覆線を8
    40乃至880℃の酸化性雰囲気中に保持して超電導高
    温相を形成する工程とを有することを特徴とする超電導
    酸化物被覆線材の製造方法。
JP1156032A 1989-06-19 1989-06-19 超電導酸化物被覆線材の製造方法 Pending JPH0322313A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7131768B2 (en) * 2003-12-16 2006-11-07 Harco Laboratories, Inc. Extended temperature range EMF device
CN110085367A (zh) * 2019-04-28 2019-08-02 西北有色金属研究院 一种磁场下高载流多芯Bi-2223超导带材的制备方法

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