JPH0330264A - 超電導セラミックスの接合方法 - Google Patents
超電導セラミックスの接合方法Info
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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】
（ａ）技術分野の説明
本発明は、ブロック状超電導コイルや超電導磁（ｂ）従
来技術の説明 超電導体には、ゼロ抵抗、ジョセフソン効果、完全反磁
性などの特異な性質があり、それらの現象を利用して巨
大な超電導発電機、超高速コンピュータなどの開発が見
込まれている。最近になって、液体窒素温度以上で超電
導を示す高温超７Ｒ導セラミックスが発見されるに伴い
、産業への応用は、電力、エレクトロニクス、輸送、医
療などの各分野で飛躍的に広がり、近未来の社会を変え
てしまうことが予期されている。
来技術の説明 超電導体には、ゼロ抵抗、ジョセフソン効果、完全反磁
性などの特異な性質があり、それらの現象を利用して巨
大な超電導発電機、超高速コンピュータなどの開発が見
込まれている。最近になって、液体窒素温度以上で超電
導を示す高温超７Ｒ導セラミックスが発見されるに伴い
、産業への応用は、電力、エレクトロニクス、輸送、医
療などの各分野で飛躍的に広がり、近未来の社会を変え
てしまうことが予期されている。
しかしながら、これらの材料を実用化する段階で、特に
、電力応用の分野では超電導セラミックスと超電導セラ
ミックスとの接合化は超電導応用システムの開発に必要
不可欠な技術要素であり、ではならない。超電導セラミ
ックスの接合化に関ばならない問題点がある。
、電力応用の分野では超電導セラミックスと超電導セラ
ミックスとの接合化は超電導応用システムの開発に必要
不可欠な技術要素であり、ではならない。超電導セラミ
ックスの接合化に関ばならない問題点がある。
する研究は現段階では皆無であり、その技術開発が強く
望まれている。
望まれている。
（Ｃ）発明が解決しようとする問題点
超電導セラミックスの接合には、接合強度の強さと共に
超電導セラミックスの持つ高い臨界電流密度が接合界面
でも保持されなければならない。
超電導セラミックスの持つ高い臨界電流密度が接合界面
でも保持されなければならない。
特に、接合界面に異相が生成すると超電導電流が阻止さ
れる。セラミックス構造材料では、一般に添加物を加え
て接合界面に中間生成層を生成させることにより強固な
接合を図ってきてきたが、超電導セラミックスでは、大
電流を流すためには添加物を加えることなく超電導セラ
ミックス同士の拡散により接合しなければならない。ま
た、最近発見された酸化物系高温超電導体は結晶構造の
関係から超電導電流においても２次元的な異方性を示し
ており、大電流を流すに望ましい方向に超電導セラミッ
クスを当接して接合し、接合界面にお（ｄ）問題を解決
しようとする手段 本発明は前記事情に鑑み、従来の問題点を解決しようと
するもので、機械的応力などの利用により微″Ｗ結晶粒
子を特定方向に揃えた高い臨界電流密度を持つ超電導セ
ラミックス焼結体の電流の流れやすい方向に垂直な表面
をそれぞれ合わせて、接合表面に垂直方向に一軸性高温
加圧処理して容易かつ確実に接合できる方法を提供しよ
うとするものであり、６００℃以上、１０Ｋ３／ｃｍ２
以上の加圧温度で、超電導セラミックス同士の相互拡散
が容易に起こり、機械的に強固で、臨界Ｗｉ流密度の高
い超電導セラミックス接合体を得る接合方法を提供する
ものである． なお、上記の一軸性の高温加圧処理の方法としては、ホ
ットプレス法、ホットフォージ法なとがある。
れる。セラミックス構造材料では、一般に添加物を加え
て接合界面に中間生成層を生成させることにより強固な
接合を図ってきてきたが、超電導セラミックスでは、大
電流を流すためには添加物を加えることなく超電導セラ
ミックス同士の拡散により接合しなければならない。ま
た、最近発見された酸化物系高温超電導体は結晶構造の
関係から超電導電流においても２次元的な異方性を示し
ており、大電流を流すに望ましい方向に超電導セラミッ
クスを当接して接合し、接合界面にお（ｄ）問題を解決
しようとする手段 本発明は前記事情に鑑み、従来の問題点を解決しようと
するもので、機械的応力などの利用により微″Ｗ結晶粒
子を特定方向に揃えた高い臨界電流密度を持つ超電導セ
ラミックス焼結体の電流の流れやすい方向に垂直な表面
をそれぞれ合わせて、接合表面に垂直方向に一軸性高温
加圧処理して容易かつ確実に接合できる方法を提供しよ
うとするものであり、６００℃以上、１０Ｋ３／ｃｍ２
以上の加圧温度で、超電導セラミックス同士の相互拡散
が容易に起こり、機械的に強固で、臨界Ｗｉ流密度の高
い超電導セラミックス接合体を得る接合方法を提供する
ものである． なお、上記の一軸性の高温加圧処理の方法としては、ホ
ットプレス法、ホットフォージ法なとがある。
上記構成に基づく接合方法により、超電導セラミックス
同士が充分な接合強度をもって接合でき、また、超電導
セラミックス同士の相互拡散による接合であるために接
合界面には異相の生成はなく、高い臨界電流密度を有す
る高温超電導セラミックス接合体が作製できた。この発
明は超電導セラミックスの接合化を可能とし、各種の超
電導応用システムの開発が可能となり、超電導セラミッ
クス材料としての実用化が加速される。
同士が充分な接合強度をもって接合でき、また、超電導
セラミックス同士の相互拡散による接合であるために接
合界面には異相の生成はなく、高い臨界電流密度を有す
る高温超電導セラミックス接合体が作製できた。この発
明は超電導セラミックスの接合化を可能とし、各種の超
電導応用システムの開発が可能となり、超電導セラミッ
クス材料としての実用化が加速される。
（ｆ）発明の実施例
以下に実施例をあげて具体的に説明する。接合するため
の焼結体試験片としては、１１０級の臨界温度を示すＢ
ｉ＋．ｅＰｂｓ．ａＳｒ＋．ａＣａ２２ＣＩＪ２．ｓＯ
ｚなる組成を選び、出発原料として通常入手しろる酸化
ビスマス、酸化鉛、炭酸ストロンチウム、炭酸カルシウ
ム及び酸化銅を用いた。
の焼結体試験片としては、１１０級の臨界温度を示すＢ
ｉ＋．ｅＰｂｓ．ａＳｒ＋．ａＣａ２２ＣＩＪ２．ｓＯ
ｚなる組成を選び、出発原料として通常入手しろる酸化
ビスマス、酸化鉛、炭酸ストロンチウム、炭酸カルシウ
ム及び酸化銅を用いた。
その調合物を８３０℃、６０時間で固相反応させて超電
導セラミックスの単一相を作り、それを粉砕したものを
ホットプレスＨ置を用いて８３０℃、３００Ｋ８／ｃ１
の条件で２時間高温加圧成形・焼結を行った。
導セラミックスの単一相を作り、それを粉砕したものを
ホットプレスＨ置を用いて８３０℃、３００Ｋ８／ｃ１
の条件で２時間高温加圧成形・焼結を行った。
焼結体の密度は６．２ｋｇ／ｃｍ３で、理論密度の９５
％以上であった。Ｘ線回折法によって調べると、Ｃ軸は
加圧方向に平行に配向し、また、超電導のＭ．流方向で
あるａ軸ないしｂ軸は加圧方向に垂直に配向した焼結体
ブロックになり、配向度は少なくとも９５％以上あった
。このようにして得られた高緻密な焼結体ブロックから
カッターを用いて第１図に示す要領で切断して標準試験
片（供試材寸法１８ｘ７ｘ７ｍｍ）を、さらに２分割し
て接合用試験片（同９ｘ７ｘ７ｍｍ〉を作製した。この
ような同一の焼結体ブロックから切断して得た試験片を
下記の実施例に示すような接合条件で行い、さらに、接
合後の試験片と標準試験片を空気中８３０℃、４０時間
で同時に熱処理し、標準試験片と接合後の試験片の臨界
温度、臨界電流密度、接合強度を測定し、比較検討した
。上記条件で熱処理した標準試験片の臨界温度は１０８
℃で、７７Ｋでの臨界電流密度は７３１Ａ／ｃｍ２で、
この接合強度な抗折試験によって求めると、実施例１ 第１図に示す要領で当接した２つの接合用試験片を大気
中８００℃、２５Ｋｇ／ＣＩＴｌ２、３０分で一軸性高
温加圧処理して接合し、標準試料片と同様の条件で熱処
理した結果、接合体試験片の臨界温度は１０８Ｋで、７
７Ｋでの臨界電流密度は６２１Ａ／ｃｍ２であった。
％以上であった。Ｘ線回折法によって調べると、Ｃ軸は
加圧方向に平行に配向し、また、超電導のＭ．流方向で
あるａ軸ないしｂ軸は加圧方向に垂直に配向した焼結体
ブロックになり、配向度は少なくとも９５％以上あった
。このようにして得られた高緻密な焼結体ブロックから
カッターを用いて第１図に示す要領で切断して標準試験
片（供試材寸法１８ｘ７ｘ７ｍｍ）を、さらに２分割し
て接合用試験片（同９ｘ７ｘ７ｍｍ〉を作製した。この
ような同一の焼結体ブロックから切断して得た試験片を
下記の実施例に示すような接合条件で行い、さらに、接
合後の試験片と標準試験片を空気中８３０℃、４０時間
で同時に熱処理し、標準試験片と接合後の試験片の臨界
温度、臨界電流密度、接合強度を測定し、比較検討した
。上記条件で熱処理した標準試験片の臨界温度は１０８
℃で、７７Ｋでの臨界電流密度は７３１Ａ／ｃｍ２で、
この接合強度な抗折試験によって求めると、実施例１ 第１図に示す要領で当接した２つの接合用試験片を大気
中８００℃、２５Ｋｇ／ＣＩＴｌ２、３０分で一軸性高
温加圧処理して接合し、標準試料片と同様の条件で熱処
理した結果、接合体試験片の臨界温度は１０８Ｋで、７
７Ｋでの臨界電流密度は６２１Ａ／ｃｍ２であった。
また、この接合強度を抗折試験によって求めると、約１
３Ｋ，ｇｆ／ｍｍ２で、破壊は接合面の近傍からおこっ
た。
３Ｋ，ｇｆ／ｍｍ２で、破壊は接合面の近傍からおこっ
た。
実施例２
第１図に示す要領で当接した２つの接合用試験片を大気
中７８０℃、２５Ｋｇ／ａｍ２、３０分で一軸性高温加
圧処理して接合し、標準試料片と同様の条件で熱処理し
た結果、接合体試験片の臨界温度は１０８Ｋテ、７７Ｋ
テノ臨界′ｒｌ．流密度Ｌｔ ５１１Ａ／ｃｍ２テアッ
タ。
中７８０℃、２５Ｋｇ／ａｍ２、３０分で一軸性高温加
圧処理して接合し、標準試料片と同様の条件で熱処理し
た結果、接合体試験片の臨界温度は１０８Ｋテ、７７Ｋ
テノ臨界′ｒｌ．流密度Ｌｔ ５１１Ａ／ｃｍ２テアッ
タ。
また、この接合強度を抗折試験によって求めると、約１
０κｇ，ｆ／…ｆｆｌ２で、接合面から破壊した。
０κｇ，ｆ／…ｆｆｌ２で、接合面から破壊した。
実施例３
第１図に示す要領で当接した２つの接合用試験片を大気
中７８０℃、５０ Ｋｇ／ｃｒ’、３０分で一軸性件て
熱処理した結果、接合体試験片の臨界温度は１０８Ｋで
、７７Ｋでの臨界電流密度は５８５Ａ／ｃｍ２であった
。
中７８０℃、５０ Ｋｇ／ｃｒ’、３０分で一軸性件て
熱処理した結果、接合体試験片の臨界温度は１０８Ｋで
、７７Ｋでの臨界電流密度は５８５Ａ／ｃｍ２であった
。
また、この接合強度を抗折試験によって求めると、約１
３Ｋｇｆ／ｆｆｌｌＴｌ２で、破壊は接合面の近傍から
おこった。
３Ｋｇｆ／ｆｆｌｌＴｌ２で、破壊は接合面の近傍から
おこった。
（ｇ）発明の効果
以上述べたごとく、本発明によれば、臨界温度や臨界電
流密度などの超電導特性を保持して超電導セラミックス
同士を強固に接合することができ、超電導セラミックス
部材を用いて超電導ブロックコイル、超電導磁スシール
ド、超電導キャビティなど複雑形状の超電導応用部品を
作製することが可能となり、本発明の工業的価値は極め
て大きい。
流密度などの超電導特性を保持して超電導セラミックス
同士を強固に接合することができ、超電導セラミックス
部材を用いて超電導ブロックコイル、超電導磁スシール
ド、超電導キャビティなど複雑形状の超電導応用部品を
作製することが可能となり、本発明の工業的価値は極め
て大きい。
第１図は本発明に係わる超電導セラミックスの接合方法
の実施例における接合要領の説明図である。
の実施例における接合要領の説明図である。
Claims (1)
- Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系などの粒子配向性
微組織を有する２つ以上の高温超電導セラミックスに対
して、結晶方向が同じ焼結体表面を当接して、６００℃
〜９５０℃の温度範囲で、また１０Ｋｇ／ｃｍ＾２〜１
００Ｋｇ／ｃｍ＾２加圧の範囲で一軸性高温加圧処理す
ることにより、高臨界温度や高臨界電流密度などの超電
導特性を保持しつつ強固に接合することを特徴とする超
電導セラミックスの接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16482689A JPH0330264A (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP16482689A JPH0330264A (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 超電導セラミックスの接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0330264A true JPH0330264A (ja) | 1991-02-08 |
| JPH0514383B2 JPH0514383B2 (ja) | 1993-02-24 |
Family
ID=15800655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16482689A Granted JPH0330264A (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 超電導セラミックスの接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0330264A (ja) |
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 |
| US5439879A (en) * | 1992-02-14 | 1995-08-08 | University Of Houston-University Park | Method for joining superconductor segments to form a superconducting article |
| US6194226B1 (en) | 1991-02-25 | 2001-02-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Junction between wires employing oxide superconductors and joining method therefor |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08296861A (ja) * | 1995-04-28 | 1996-11-12 | Shinten Kogyo Kk | 床暖房装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61273276A (ja) * | 1985-05-28 | 1986-12-03 | Toshiba Corp | 超電導線の接合方法 |
| JPS627671A (ja) * | 1985-07-01 | 1987-01-14 | 日本坩堝株式会社 | 鋼連続鋳造用ノズル |
-
1989
- 1989-06-27 JP JP16482689A patent/JPH0330264A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61273276A (ja) * | 1985-05-28 | 1986-12-03 | Toshiba Corp | 超電導線の接合方法 |
| JPS627671A (ja) * | 1985-07-01 | 1987-01-14 | 日本坩堝株式会社 | 鋼連続鋳造用ノズル |
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| US6194226B1 (en) | 1991-02-25 | 2001-02-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Junction between wires employing oxide superconductors and joining method therefor |
| US5439879A (en) * | 1992-02-14 | 1995-08-08 | University Of Houston-University Park | Method for joining superconductor segments to form a superconducting article |
| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0514383B2 (ja) | 1993-02-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |