JPH04253115A - 酸化物超電導線材の製法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超電導線として高い特
性を有する酸化物超電導線材の製法に関する。

【０００２】

【従来の技術・発明が解決しようとする課題】現在、各
種の酸化物系超電導物質が知られており、その物質を超
電導体として線材やテープ等の長尺体に成形加工する実
用化研究が世界的に隆盛である。

【０００３】一般に、酸化物超電導体の線材化の製造プ
ロセスとしては、次の■〜■の工程が採られる。

【０００４】■　　金属パイプ（主として銀パイプ）に
酸化物超電導体の原料粉末を充填し、パイプの両端部を
溶接する等して金属パイプ内に原料粉末を封入する。

【０００５】■　　金属パイプを伸線及び圧延加工し、
太径線を細径線或いはテープにする。

【０００６】■　　細径線或いはテープを焼結及び酸素
アニール（少なくとも８００　℃以上）し、超電導線と
して製品化する。

【０００７】ところが、この製造プロセスにおいては、
酸化物超電導体の充填密度は低く、従って超電導線とし
ての、臨界温度、臨界電流密度等の特性はあまり望まし
いものではなかった。

【０００８】そこで本発明者らは、超電導線として高い
特性を有する酸化物超電導線材の製法の開発を目的とし
た。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、溶融した酸化
物超電導材料を急冷してロッド状乃至は線状にとした後
、金属パイプ内に充填して線材化することによって、酸
化物超電導体の充填密度が著しく高まることを見出し、
本発明を完成するに到った。

【００１０】即ち、本発明の酸化物超電導線材の製法は
、溶融した酸化物超電導材料を、急冷してロッド状乃至
は線状とした後、金属パイプ内に充填して線材化するこ
とを特徴とするものである。

【００１１】本発明においては、従来のように酸化物超
電導原料の仮焼体粉末を充填して焼結する方法とは異な
り、充填密度の高い酸化物超電導材料を金属パイプに充
填して線材化しているので、酸化物超電導線材としての
特性を向上させることができる。

【００１２】酸化物超電導材料の原料としては、例えば
ＹＢａ２　Ｃｕ３　Ｏｙ　、Ｂｉ０．６−０．９　Ｐｂ
０．１−０．４　ＳｒＣａＣｕ１．５−２　Ｏｘ　、Ｅ
ｒＢａ２　Ｃｕ３　Ｏｙ　、ＨｏＢａ２　Ｃｕ３　Ｏｙ
　、Ｔｌ２　Ｂａ２　Ｃａ２　Ｃｕ３　Ｏｘ　（但し、
ｘは９〜１０、ｙは６．５　〜７を表す）等が例示され
るが、特にビスマス系のものが望ましい。

【００１３】金属パイプに充填する酸化物超電導材料と
して、通常は仮焼された酸化物超電導材料を用いるが、
以下にその製造方法の一例を述べる。

【００１４】固相法、共沈法等の周知の方法により、所
望の組成の原料粉末を得る。尚、原料粉末としては、個
々の材料を必要に応じて適当な手段にてミクロオーダー
乃至サブミクロオーダーに粉砕し所定の比率で混合使用
してもよいが、周知の共沈法にて製造した合成粉末、特
に平均粒子径０．０５〜１．０　μｍ程度の微粉末を用
いるのが好ましい。

【００１５】次いで、上記原料粉末をそのままか、或い
は加圧下でペレット状等に仮成形し、仮焼する。この仮
焼は、高圧下での反応拡散により各成分を分子レベルで
均一に混合する目的で行われ、使用する原料粉末の種類
並びに配合割合に応じて適宜に温度が決定され、通常７
５０　℃以上、好ましくは７５０　〜８５０　℃、特に
８００　℃前後が好ましい。仮焼の時間は温度にもよる
が通常２〜４０時間、好ましくは６〜１５時間程度であ
る。仮焼体は再度粉砕される。この粉砕により、平均粒
子径０．１　〜２μｍ程度の仮焼体微粉末を得る。

【００１６】かくして得た仮焼体微粉末を白金るつぼ等
に入れ、溶融させる。溶融条件は、酸化物超電導材料に
よって異なるが、温度は通常１，０００　℃以上、好ま
しくは１，０００　〜１，４００　℃、さらに好ましく
は１，１００　〜１，３００　℃であり、時間は２時間
以内、好ましくは１０〜６０分間、さらに好ましくは２
０〜３０分間程度である。

【００１７】次に、溶融した酸化物超電導材料を急冷し
てロッド状乃至は線状に固化させる。その際６００　℃
までは、通常５０℃／ｓｅｃ　以上、好ましくは１００
　〜５００　℃／ｓｅｃ　、さらに好ましくは２００　
〜４００　℃／ｓｅｃ　にて冷却するのがよい。具体的
な冷却固化方法としては、例えば、石英ガラス管等を用
いて、溶融した酸化物超電導材料を吸い上げて、雰囲気
温度を低くして固化させる等の方法が例示される。

【００１８】本発明の酸化物超電導線材の製法において
は、金属パイプ内に酸化物超電導体を充填して線材化す
る。金属パイプとしては、導電性金属であれば特に制限
されず、銀及び銀合金、銅及び銅合金、鉄及び鉄合金、
ニッケル及びニッケル合金等が例示されるが、加工性、
導電性等の点から銀、銅が好ましい。このような金属パ
イプ自体の製造にも特別な限定はなく、例えば押出法等
により作製することができる。

【００１９】本発明において、金属パイプに充填した酸
化物超電導体を線材化する方法は、既知の方法で行えば
十分であるが、通常は、充填した金属パイプを伸線及び
圧延加工し、太径線を細径線又はテープ状の線材とする
ことにより、酸化物超電導線材を得る。

【００２０】

【発明の効果】本発明の酸化物超電導線材の製法は、溶
融した酸化物超電導材料を急冷してロッド状乃至は線状
に固化させた後、金属パイプ内に充填して線材化するこ
とを特徴とするから、従来のように酸化物超電導原料の
仮焼体粉末を充填して焼結する方法とは異なり、充填密
度は高い。従って、酸化物超電導線材としての特性を向
上させることができる。

【００２１】

【実施例】以下に実施例を用いて本発明の酸化物超電導
線材の製法を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例
のみに限定されるものではない。

【００２２】実施例１シュウ酸塩共沈法により合成して
得た組成Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝８：２：１０
：１０：１５及び７：３：１０：１０：１５の原料粉末
を圧力２００　ｋｇ／ｃｍ２　でハンドプレスを用いて
２０φ×１．０　ｍｍ程度のペレットに成形し、次いで
　８００℃で６時間酸素気流中で仮焼し、炉冷し、得ら
れた仮焼物を粉砕して平均粒子径約１．０　μｍの微粉
末を得た。

【００２３】次にこの微粉末を白金るつぼ等に入れ、１
，２５０　℃に加熱して溶融させた。石英ガラス管（内
径４．５　ｍｍ、長さ１００　ｃｍ）を用いて、溶融し
た酸化物超電導材料を吸い上げて、室温にて冷却し、固
化させて、酸化物超電導体（直径４．５　ｍｍ、長さ２
０ｃｍ）を製造した。この超電導体の臨界温度Ｔｃ　は
１１０　Ｋであった。

【００２４】外径が１０ｍｍ、内径が６．８　ｍｍ、長
さが３０ｃｍの銀シースに上記超電導体を充填し、まず
シースの外径が１ｍｍになるまで伸線し、さらに冷間圧
延にて厚さが２００　μｍになるまで圧延して、酸化物
超電導線材を作製した。

【００２５】この超電導線材より長さ１０ｃｍの線材を
サンプリングし、超電導特性を調べた。その結果、超電
導転移温度（ゼロ抵抗温度）は１０３　Ｋ、７７Ｋでの
臨界電流密度は４．１　×１０４　Ａ／ｃｍ２　であっ
た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　溶融した酸化物超電導材料を、急冷し
   てロッド状乃至は線状とした後、金属パイプ内に充填し
   て線材化することを特徴とする酸化物超電導線材の製法
   。