JPH03276520A

JPH03276520A - 酸化物超電導体の製造方法

Info

Publication number: JPH03276520A
Application number: JP2077461A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Sato; 謙一佐藤; Munetsugu Kamiyama; 宗譜上山
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1990-03-26
Filing date: 1990-03-26
Publication date: 1991-12-06

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、酸化物超電導体の製造方法に関するもので
、特に、得られた酸化物超電導体の臨界電流密度の向上
を図るための改良に関するものである。

［従来の技術］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、すなわち、酸化物超電導材料が注目さ
れている。その中で、イツトリウム系は９０に１ビスマ
ス系はｌｌ０Ｋ、タリウム系は１２０に程度の高い臨界
温度を示し、実用化が期待されている。

［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しようとするに
は、高い臨界温度に加えて、高い電流密度を有している
ことが必要である。特に、使用する磁場において、必要
な臨界電流密度を確保しなければならない。

しかしながら、従来の酸化物超電導体は、その臨界電流
密度に関して、さらに改善が望まれている。

それゆえに、この発明の目的は、臨界電流密度の向上を
もたらすことができる、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。

［課題を解決するための手段］この発明は、酸素を含む雰囲気で熱処理するステップを
少なくとも備える、酸化物超電導体の製造方法に向けら
れるものであって、上述した技術的課題を解決するため
、熱処理の雰囲気中の水分またはＨ２を低下させること
を特徴としている。

好ましくは、熱処理するステップにおいて、超電導体は
、金属被覆される。このように、金属被覆される場合、
金属被覆内の超電導体の原料は、金属被覆される前に、
表面の吸着ガスを除いておくことが望ましい。また、金
属被覆内に充填される超電導体の原料粉末は、サブミク
ロンの状態にしておき、均一度の高い超電導体が得られ
るようにしておくことがなお望ましい。

熱処理における雰囲気の圧力は、たとえば、約１気圧と
される。このような雰囲気としては、たとえば、水分を
低下させた大気、または酸素ガスと窒素ガスとの混合ガ
スが用いられる。これらの雰囲気ガスは、フローされた
とき、より好ましい結果が得られている。

前述したように、超電導体が金属被覆された状態とされ
るとき、さらに、塑性加工および熱処理するステップを
実施してもよい。塑性加工には、伸線加工、圧延加工な
どがある。圧延加工においては、たとえば、平角または
テープ状のものとするための加工が行なわれる。このよ
うな塑性加工および熱処理するステップは、複数回繰返
されるのが好ましい。

この発明は、イツトリウム系、ビスマス系、タリウム系
のいずれの酸化物超電導体に対しても適用可能である。

しかしながら、この発明は、特に、Ｂ　ｉ−Ｓｒ−Ｃａ
−Ｃｕ−０、またはこれのＢｉの一部をＰｂに置換した
Ｂ　１−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０の成分を有するビ
スマス系酸化物超電導体に適用されたとき、効果的であ
る。このうち、さらに、後者のｐｂを含む成分を有する
ビスマス系酸化物超電導体が、超電導特性の点で優れて
いる。また、このようなビスマス系酸化物超電導体にお
いて、ＢｉまたはＢｉ＋Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．
　　５　〜２．　　５　　：　　１．　　８　〜２．　
　２　　二　１．　　５〜２．５：２．５〜３．５の組
成比を有するものが、１１０に相である２２２３相を多
く生成し、このような超電導体では、２２２３相がａ−
ｂ面を長手方向に配向させている。

［作用コこの発明では、熱処理の雰囲気中の水素濃度を低下させ
ることにより、臨界電流密度の優れた酸化物超電導体が
得られる。この理由は、未だ明らかではないが、熱処理
雰囲気中の水素ガスが、酸化物超電導体と反応し、その
特性を劣化させるものと推定される。このような水素ガ
スは、金属被覆が存在する場合であっても、この金属被
覆を通って、酸化物超電導体と反応する。

［発明の効果］したがって、この発明によれば、上述したように超電導
特性の劣化をもたらす水素ガスの酸化物超電導体との反
応を少なくすることができるので、臨界電流密度の高い
酸化物超電導体が得られる。

それゆえに、このような酸化物超電導体は、ケーブルや
マグネットへの実用化の可能性が高められる。

この発明において、超電導体を金属被覆することにより
、超電導線材のような長尺化された製品の製造または取
扱いが容易になる。たとえば、超電導体を金属被覆する
ことによって、塑性加工を行ない、所望の形状にするこ
とが容易になり、また、たとえば熱処理時における取扱
いが容易になる。

金属被覆のために、たとえば金属シースが用いられるが
、このような金属シースは、超電導材料と反応せず、か
つ加工性が良好である、という条件を満足する材料であ
れば、どのような材料から構成されてもよい。たとえば
、銀、銀合金、金、または金合金からなるシースが有利
に用いられる。

また、超電導材料と接触する面のみがこれらの金属のい
ずれかからなる層で被覆された金属シースを用いてもよ
い。また、金属シースは、超電導体の使用条件で安定化
材として機能するものが好ましい。

塑性加工には、たとえば、伸線加工、圧延加工などが用
いられるが、臨界電流密度を向上させるためには、伸線
加工においては、その加工度が８０％以上であることが
望ましく、圧延加工においても、その加工度が８０％以
上であることが望ましい。このような塑性加ニステップ
のあとに、熱処理ステップが実施されるのが好ましく、
また、これらの各ステップは、複数回繰返されることが
臨界電流密度の向上に効果的である。たとえば圧延加工
が複数回実施される場合、１パスの加工度が４０％以上
であることが望ましい。熱処理が実施された後、再度、
圧延加工または伸線加工が行なわれる場合、このような
加工における加工度は、１０％ないし３０％程度で十分
である。圧延加工は、たとえば、ロールまたはプレスを
用いて実施される。

なお、熱処理温度は、熱処理雰囲気により最適な温度が
選択されるので、一義的に定めることはできない。たと
えば、熱処理雰囲気の酸素分圧を低くする場合には、こ
の熱処理温度は低めとなる。

［実施例］実施例Ｂｉ２Ｏ３、ＰｂＯ，ＳｒＣＯ３、ＣａＣＯ３およびＣ
ｕＯを用いて、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８
１：０．４０：１．８９：２．２１：３．０３の組成比
になるように、これらを配合した。この配合したものを
、大気中において、７００℃で１２時間、次いで８００
℃で８時間、さらに、減圧雰囲気ＩＴｏ　ｒ　ｒにおい
て、７６０℃で８時間、の順に熱処理した。なお、各熱
処理後において、それぞれ、粉砕を行なった。このよう
な熱処理を経て得られた粉末を、さらに、ボールミルに
より粉砕し、サブミクロンの粉末を得た。この粉末に対
して、減圧雰囲気において、８００℃で１５分間、脱ガ
ス処理を行なった。

得られた粉末を、直径（外径）１２ｍｍの銀パイプに充
填し、直径１．０ｍｍになるまで伸線加工し、さらに、
厚さ０．３ｍｍになるように圧延加工を施した。

このようにして得られたテープ状線材を、水分を低下さ
せた、大気雰囲気と同じ窒素：酸素の比率のガスを用い
た雰囲気中で、８５０℃で５０時間、熱処理した。

次いで、線材を、さらに厚さ０．１４ｍｍになるまで圧
延加工し、その後、上記の同様の雰囲気中で、８４０℃
で５０時間、熱処理した。

このようにして得られた線材の７７Ｋにおける臨界電流
密度は、２４００ＯＡ／ｃｍ２であった。

比較例上記実施例における線材に対する熱処理の雰囲気を通常
の大気としたことを除いて、実施例と同様の工程を採用
して、テープ状線材を製造した。

得られた線材の７７にでの臨界電流密度は、１３０００
Ａ／Ｃｍ２であった。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）酸素を含む雰囲気で熱処理するステップを少なく
とも備える、酸化物超電導体の製造方法において、前記熱処理の雰囲気中の水分またはＨ＿２を低下させる
ことを特徴とする、酸化物超電導体の製造方法。
（２）前記熱処理するステップにおいて、前記超電導体
は、金属被覆されている、請求項１に記載の酸化物超電
導体の製造方法。
（３）前記金属被覆される前記超電導体の原料は、金属
被覆される前に、表面の吸着ガスが除かれる、請求項２
に記載の酸化物超電導体の製造方法。
（４）前記雰囲気の圧力は、約１気圧である、請求項１
ないし３のいずれかに記載の酸化物超電導体の製造方法
。
（５）前記雰囲気は、水分を低下させた大気である、請
求項１ないし４のいずれかに記載の酸化物超電導体の製
造方法。
（６）前記雰囲気は、酸素ガスおよび窒素ガスの混合ガ
スである、請求項１ないし４のいずれかに記載の酸化物
超電導体の製造方法。
（７）前記雰囲気のガスは、フローされる、請求項１な
いし６のいずれかに記載の酸化物超電導体の製造方法。
（８）さらに、塑性加工および熱処理するステップを備
える、請求項２に記載の酸化物超電導体の製造方法。
（９）前記塑性加工は、伸線加工、および圧延加工の少
なくとも一方を含む、請求項８に記載の酸化物超電導体
の製造方法。
（１０）前記塑性加工および熱処理するステップが、複
数回繰返される、請求項８または９に記載の酸化物超電
導体の製造方法。
（１１）前記酸化物超電導体は、ビスマス系であり、Ｂ
ｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏの成分を有する、請求
項１ないし１０のいずれかに記載の酸化物超電導体の製
造方法。
（１２）前記酸化物超電導体は、ビスマス系であり、Ｂ
ｉまたはＢｉ＋Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．５〜２．
５：１．８〜２．２：１．５〜２．５：２．５〜３．５
の組成比を有する、請求項１ないし１１のいずれかに記
載の酸化物超電導体の製造方法。