JPH04155715A - 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、マグネット用、ケーブル用、電流リード用等
に適した電気的特性に優れたセラミックス超電導々体の
製造方法に関する。

〔従来の技術〕

近年Ｂ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−
０系、Ｔｊ！−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０系等の臨界温度（
Ｔｃ）が液体窒素温度を超えるセラミックス超電導体が
見出され、種々分野で応用研究が進められている。

ところで、これらのセラミックス超電導体は脆い為、こ
れらを所定形状のセラミックス超電導々体に加工するに
は、例えばセラミックス超電導体となし得る原料物質を
所定形状の圧粉成形体となし、或いは金属製パイプ内に
前記原料物質を充填した複合ビレットを伸延加工して所
定形状の複合線状体となし、次いでこれに所定の加熱処
理を施して前記原料物質をセラミックス超電導体となす
方法等が用いられている。

上記加工法のうち、金属製パイプと複合して加工する方
法は、長尺材の製造に適しており、広く実用化研究が進
められている。

而して、上記金属製パイプは内部の原料物質層の加工性
を改善するとともに、得られたセラミックス超電導々体
に機械的強度並びに電気的安定性を付与する作用を果た
すものであって、かかる金属製パイプ材料には、加工性
並びに熱的、電気的伝導性に優れたＡｇ、Ａｇ合金、Ｃ
ｕ、Ｃｕ合金等が用いられており、中でもＡｇ、Ａｇ合
金は酸素透過性に優れているので、加熱処理時に酸素の
供給又は放出が適正になされ、超電導特性が一段と向上
して好ましいものである。

又前記複合ビレットを伸延加工する方法としては押出し
、圧延、引抜き、スェージング等従来の加工方法が適用
される。又複合ビレットを伸延加工して得られる複合線
状体の断面形状は、円形。

楕円形、多角形、テープ状等任意の形状が適用される。

又上記複合線状体を複数本束ねて多芯複合線状体となし
、或いはセラミックス超電導体と金属材料とを交互に渦
巻状又は同芯状に成形し、これに伸延加工を施して多層
又は多芯状の複合線状体となすことも可能である。

而して、上記の如き複合線状体の加熱処理は、例えば、
Ｙ系セラミックス超電導体の場合は９００〜９５０℃、
Ｂｉ系セラミックス超電導体の場合は８５０〜９００℃
程度の温度で、酸素含有雰囲気中にて施され、原料物質
のセラミックス超電導体への反応がなされる。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の如き加熱処理を前記の複合線状体
に施すと原料物質からガスが発生し、このガスは金属被
覆層によって外部への放出が妨げられ、その結果、第４
図に示したように得られた複合線状体のセラミックス超
電導体層７と金属被覆層５との間に空洞８が形成されて
、セラミックス超電導々体が形状不良となり、又加熱処
理時のガス圧によりセラミックス超電導体層に亀裂が生
じて超電導特性が著しく低下してしまうというような問
題があった。

このようなことから、金属被覆層を薄くする方法が提案
されたが、原料物質が加熱処理時に前記金属被覆層を通
して外方に滲み出してしまい、超電導特性が低下してし
まうという問題があった。

〔課題を解決する為の手段〕

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、加熱処理時に、複
合線材中に空洞が形成されたり、線材の超電導特性を低
下させたりしないセラミックス超電導々体の製造方法を
徒供することにある。

即ち、本発明は、セラミックス超電導体となし得る原料
物質層をＡｇ又はＡｇ合金層で被覆して複合線状体とな
し、この線状体に所定の加熱処理を施すセラミックス超
電導々体の製造方法において、前記加熱処理前の複合線
状体のＡｇ又はＡｇ合金被覆層を、５０μｍ未満の薄肉
部を有する偏肉状に設けることを特徴とするものである
。

本発明方法において、加熱処理前の複合線状体の金属被
覆層を、５０μｍ未満の薄肉部を有する偏肉状に設けた
のは、加熱処理時に発生するガスをこの薄肉部から外方
に放出する為であって、この薄肉部の厚さを５０μｍ未
満に限定した理由は、５０μｍを鰯えるとガスの放出が
十分になされなくなる為である。尚、この薄肉部の厚さ
が、０．２μｍ以下では加工時に当該薄肉部分に粗大割
れが生じるようになり好ましくない。

又上記薄肉部以外の被覆層（以下厚肉部と称す）の厚さ
を５０μｍを超える値にする理由は、加熱処理時にセラ
ミックス超電導体が外部に滲み出して、セラミックス超
電導体層が低密度化して超電導特性が低下するのを駐止
する為であり、その厚さは、６０μｍ以上とするのが好
ましい。

本発明方法において、金属被覆層全周に対する薄肉部の
占める割合は、５％未満ではガスが十分に抜は切らず、
又５０％を超えると厚肉部の占める割合が減少してセラ
ミックス超電導体の滲み出し量が増加して超電導特性が
劣化するので、５〜５０％が好ましい。

本発明方法において、Ａｇ又はＡｇ合金被覆層に薄肉部
を設けた複合線状体を作製する方法としては、例えば第
１図イ２口にそれぞれ例示したように、予め、角形又は
円形のバイブ１．２の一部に薄肉部３を設け、このバイ
ブ内にセラミックス超電導体となし得る原料物質を充填
し、これを前記バイブの薄肉部３が所定厚さ以下になる
まで伸延加工する方法が用いられる。

而して、このようにして得られた線状複合体は、第２図
イ２口にそれぞれ例示したような原料物質層４をＡｇ又
はＡｇ合金の金属被覆層５で被覆した構造のもので、上
記金属被覆層５の平面の一方を薄肉部６となした構造の
もの（図イ）、又は断面円形の複合線状体の金属被覆層
５の一部を局部的に薄肉部６となした構造のもの（図口
）となる。

本発明方法において、前記原料物質を被覆するＡｇ又は
Ａｇ合金のうち、Ａｇ合金には、Ａｇ−Ａｕ、Ａｇ−Ｐ
ｄ、Ａｇ−Ｒｈ、Ａｇ−ＰＬ等のセラミックス超電導体
と非反応性の貴金属合金が主に用いられる。

本発明方法において、セラミックス超電導体となし得る
原料物質としては、前述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に合成されるまでの中
間体、例えばセラミックス超電導体構成元素の酸化物や
炭酸塩等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の粉末が使用可能で、こ
れらの前駆物質は酸素含有雰囲気中で加熱処理すること
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となし
得る原料物質層を、Ａｇ又はＡｇ合金層で被覆した加熱
処理前の複合線状体の前記Ａｇ又はＡｇ合金被覆層に断
面厚さ５０μｍ未満の薄肉部を設けたので、加熱処理時
に前記原料物質から発生するガスは前記薄肉被覆層から
放出されて、得られるセラミックス超電導々体に空洞が
形成されたり、或いはガス圧によって、セラミックス超
電導体層に亀裂が生じて超電導特性が低下したりするこ
とがない。

又前記薄肉部以外の被覆層の厚さを５０μｍを超える厚
さとするので、加熱処理時にセラミックス超電導体が外
方に滲み出るのが抑制されて、超電導特性が低下するよ
うなことがなくなる。

〔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Ｉ Ｂ　１ｚｏｓ、５ｒＣＯｚ　、Ｃａｃｏ３　、ＣｕＯの
粉末をＢｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕが原子比で２：２：１：
２になるように配合し混合したのち、大気中で８００℃
×２０時間加熱し、これを粉砕して仮焼成粉を作製し、
この仮焼成粉を第１図イに示した如きＡｇ製の角形パイ
プ内に充填して複合ビレットとなした。

上記において、Ａｇ製角形パイプの外部寸法は４０Ｘ２
０閣園、内部寸法は３０Ｘ１０−■で、側面の肉厚は左
右均等に５ｍｓ＋とじ、平面の肉厚は上下で種々に変化
させた。

次いで、前記複合ビレットを圧延加工して厚さ０．１８
■■又は０．１２ｍｍのテープ状の複合線状体を作製し
た０次に、この複合線状体に大気中にて８５０℃×５０
時間の加熱処理を施して、テープ状セラミックス超電導
々体を製造した。

このようにして得られた各々のセラミックス超電導々体
について、外観調査並びに臨界電流密度（Ｊｃ）の測定
を行った。結果は第１表に示した。

尚、Ｊｃは液体窒素（７７Ｋ）中、０磁場下で測定した
。

第１表 ＊粗大側れ力性じ漠淀？１― 第１表より明らかなように、本発明方法品（階１〜５）
は、空洞の発生がなく、又Ｊｃも高い値のものとなった
。中でも、Ａｇ被覆層の薄肉部の厚さが薄いもの程ガス
抜けが良く、Ｊｃがより高い値のものとなった。

これに対し、比較方法品の阻６は、Ａｇ被覆層の薄肉部
の厚さを０．１μｍ以下とした為、加工性が低下して超
電導体層に粗大なりランクを生じ、Ｊｃが低い値のもの
となった。又磁７はＡｇ被覆層厚さが全周６０μｍと厚
かった為、ガスが十分に抜けずにセラミックス超電導々
体内に空洞が生じて形状不良となり、又セラミックス超
電導体層にも亀裂が生じてＪｃが低い値のものとなった
。

又隘８はＡｇ被覆層の厚さを全周４０μ謡と薄くした為
、内部の超電導体が大量に滲み出して、超電導体層が低
密度となり、その結果、Ｊｃが大幅に低下した。

実施例２ 実施例１で作製した仮焼成粉をＣＩＰ成形して１５５ｍ
φの円柱状体となし、これを外径２５ａ＋ｍ。

内径１５ｍｍのＡｇ−Ｐｄ製円形パイプ内に充填して複
合ビレットを作製した。上記パイプには肉厚分布を種々
に変化させたものを用いた。

次に、前記複合ビレットをスェージング加工して５１φ
の線材となしたのち、これを圧延加工して厚さ０．３１
のテープ状複合線状体となし、この複合線状体を実施例
１と同じ方法により加熱処理してテープ状セラミックス
超電導々体を製造した。

このようにして得られた各々のセラミックス超電導々体
について、実施例１と同し方法により、外観調査並びに
Ｊｃの測定を行った。結果は第２表に示した。

尚、上記のテープ状複合線状体は、第３図にその断面図
を示したように、原料物質層４が中央で膨らみを有する
形状のものであった。

第２表 ｔＩ、を富　：テープ中央部の被覆層の厚さ。

尚、テープ中央部の超電導体層の厚さは１８０＾ｌ：薄
肉部Ｄ＋〜５０Ｐｍ）の被覆層全周に占める「袷（％）
。

第２表より明らかなように、本発明方法品（Ｎｆ１９〜
１３）は、空洞がなく形状に優れ、且つＪｃも高い値の
ものとなった。尚、　１ｌｈ１３はＡｇ合金被覆層全周
に占める薄肉部の割合が４％と低かった為、ガスが十分
に抜けずセラミックス超電導体層に僅かながら小クラッ
クが入りＪｃがやや低い値のものとなった。

これに対し、比較方法品のＮ１１１４は薄肉部の厚さが
０．１μｍと薄（加工性に劣った為、圧延加工中に超電
導体層に割れが入ってＪｃが低下した。又隘１５はＡｇ
合金被覆層厚さが全周７０μｍと厚かった為、ガスが抜
けずに空洞が生じて形状不良となり、その上セラミック
ス超電導体層に亀裂が多数性じてＪｃが低い値のものと
なった。

〔効果〕

以上述べたように、本発明方法によれば、形状が良好で
、超電導特性に優れたセラミックス超電導々体を容易に
製造することができ、工業上顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図イ２口は本発明方法にて用いる金属製パイプの態
様例を示すそれぞれ斜視図、第２図イ。 口、及び第３図は本発明方法により製造されたセラミッ
クス超電導々体の態様例を示すそれぞれ断面図、第４図
は従来のセラミックス超電導々体の断面図である。 １．２・・・パイプ、３・・・パイプの薄肉部、４・・
・原料物質層、５・・・金属被覆層、６・・・金属被覆
層の薄肉部、７・・・セラミックス超電導、体層、８・
・・空洞。 特許出願人　　　古河電気工業株式会社第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　セラミックス超電導体となし得る原料物質層をＡｇ又
   はＡｇ合金層で被覆して複合線状体となし、この線状体
   に所定の加熱処理を施すセラミックス超電導々体の製造
   方法において、前記加熱処理前の複合線状体のＡｇ又は
   Ａｇ合金被覆層を、５０μｍ未満の薄肉部を有する偏肉
   状に設けることを特徴とするセラミックス超電導々体の
   製造方法。