JPH04285055A - 導電性セラミックスの製造方法 - Google Patents
導電性セラミックスの製造方法Info
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- JPH04285055A JPH04285055A JP3046657A JP4665791A JPH04285055A JP H04285055 A JPH04285055 A JP H04285055A JP 3046657 A JP3046657 A JP 3046657A JP 4665791 A JP4665791 A JP 4665791A JP H04285055 A JPH04285055 A JP H04285055A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- 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。
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、送電線、アンテナ、マ
グネット、電極、完全反磁性磁気軸受け、完全反磁性浮
上搬送システムなどに用いるバルク的な導電性セラミッ
クスの製造方法に関するものである。
グネット、電極、完全反磁性磁気軸受け、完全反磁性浮
上搬送システムなどに用いるバルク的な導電性セラミッ
クスの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近もっとも注目されている導電性セラ
ミックスは酸化物超伝導材料である。酸化物超伝導材料
は臨界温度より高い温度でも金属的な導電性を示すため
超伝導応用以外にもセラミックス材料の固有な特性を有
した導電性材料とし用いることが出来る。その代表例と
してＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ系（以下Ｙ系）、Ｂｉ２Ｃａ２
Ｓｒ２Ｃｕ３Ｏｘ系（以下Ｂｉ系）、Ｔｌ２Ｃａ２Ｂａ
２Ｃｕ３Ｏｘ系（以下Ｔｌ系）等が挙げられる。これら
導電性セラミックのバルク・線材の製造方法は大別して
焼結法と溶融法に分けられる。焼結法は公開特許公報平
１ー１４０５２０に述べられているように原料粉末を成
形した後焼結する方法で溶融法は公開特許公報平２ー１
５３８０３に述べられているように原料粉末を溶融した
後成形、結晶成長を行なう方法である。共に一長一短の
特性を持つが溶融法の方が緻密であり比較的高い臨界電
流密度と機械的強度が得られるため主に研究開発が進め
られている。 また反応をＹ系で説明すると、超伝導相ＹＢａ２Ｃｕ３
Ｏｘ（以下１２３相）は絶縁相であるＹ２ＢａＣｕＯ５
（以下２１１相）と液相との包晶反応によって生成し２
１１相はＹ２Ｏ３と液相との包晶反応により成長する。 そのため超伝導相１２３相を連続的に成長させるにはＹ
２Ｏ３を均一に分散させる必要がある。
ミックスは酸化物超伝導材料である。酸化物超伝導材料
は臨界温度より高い温度でも金属的な導電性を示すため
超伝導応用以外にもセラミックス材料の固有な特性を有
した導電性材料とし用いることが出来る。その代表例と
してＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ系（以下Ｙ系）、Ｂｉ２Ｃａ２
Ｓｒ２Ｃｕ３Ｏｘ系（以下Ｂｉ系）、Ｔｌ２Ｃａ２Ｂａ
２Ｃｕ３Ｏｘ系（以下Ｔｌ系）等が挙げられる。これら
導電性セラミックのバルク・線材の製造方法は大別して
焼結法と溶融法に分けられる。焼結法は公開特許公報平
１ー１４０５２０に述べられているように原料粉末を成
形した後焼結する方法で溶融法は公開特許公報平２ー１
５３８０３に述べられているように原料粉末を溶融した
後成形、結晶成長を行なう方法である。共に一長一短の
特性を持つが溶融法の方が緻密であり比較的高い臨界電
流密度と機械的強度が得られるため主に研究開発が進め
られている。 また反応をＹ系で説明すると、超伝導相ＹＢａ２Ｃｕ３
Ｏｘ（以下１２３相）は絶縁相であるＹ２ＢａＣｕＯ５
（以下２１１相）と液相との包晶反応によって生成し２
１１相はＹ２Ｏ３と液相との包晶反応により成長する。 そのため超伝導相１２３相を連続的に成長させるにはＹ
２Ｏ３を均一に分散させる必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら溶融法の
場合溶融時に結晶成長の核、例えばＹ系ではＹ２Ｏ３が
凝集して不均一な分散となるため１２３相が連続的に成
長せず超伝導電流を阻害する粒界弱結合や非超伝導相が
多く発生し臨界電流密度を低下させる問題を有していた
。 また時には溶融時に発生したガスが一部に集まり大きな
鬆を作る場合もあった。大きな鬆は臨界電流面だけでな
く機械的強度面に於いても致命的な問題となる。
場合溶融時に結晶成長の核、例えばＹ系ではＹ２Ｏ３が
凝集して不均一な分散となるため１２３相が連続的に成
長せず超伝導電流を阻害する粒界弱結合や非超伝導相が
多く発生し臨界電流密度を低下させる問題を有していた
。 また時には溶融時に発生したガスが一部に集まり大きな
鬆を作る場合もあった。大きな鬆は臨界電流面だけでな
く機械的強度面に於いても致命的な問題となる。
【０００４】本発明はこの様な問題を解決するものであ
り、より高い臨界電流密度と機械的強度を容易に得んと
するものである。
り、より高い臨界電流密度と機械的強度を容易に得んと
するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題を解決
するため原料組成物（仮焼粉含）を加熱溶融した後冷却
固化して成る導電性セラミックスの製造方法に於て溶融
状態になっている時間の少なくとも一部の時間に変動磁
界を印加すること、変動磁界の印加時間が固相析出温度
までの冷却時間を含むこと、変動磁界印加中または停止
直後に加圧することを特徴とする。
するため原料組成物（仮焼粉含）を加熱溶融した後冷却
固化して成る導電性セラミックスの製造方法に於て溶融
状態になっている時間の少なくとも一部の時間に変動磁
界を印加すること、変動磁界の印加時間が固相析出温度
までの冷却時間を含むこと、変動磁界印加中または停止
直後に加圧することを特徴とする。
【０００６】
【実施例】以下、実施例に従って、本発明を詳細に説明
する。
する。
【０００７】先ず原料組成物Ｙ２Ｏ３、ＢａＣＯ３、お
よびＣｕＯを均一に混合分散した後９００℃酸素雰囲気
中で１２時間仮焼する。この時の組成は最終的に１：２
：３になるように後の溶融に於ける蒸発分等を補正する
。 次に、粉砕した仮焼粉を１４００℃まで急加熱して１５
分間溶融する。この溶融状態において、電磁石を用いて
変動磁界を印加する。電磁石には正弦波交流を流して周
期的な変動磁界をつくりだす。その後２１１相析出温度
１２００℃近傍まで冷却し変動磁界印加を止める。変動
磁界印加は１５分間の初期溶融だけでも良いがその場合
固相析出温度までの冷却時間を極力短くする必要がある
。次に該試料を加圧した後徐冷し超伝導材料を得た。
よびＣｕＯを均一に混合分散した後９００℃酸素雰囲気
中で１２時間仮焼する。この時の組成は最終的に１：２
：３になるように後の溶融に於ける蒸発分等を補正する
。 次に、粉砕した仮焼粉を１４００℃まで急加熱して１５
分間溶融する。この溶融状態において、電磁石を用いて
変動磁界を印加する。電磁石には正弦波交流を流して周
期的な変動磁界をつくりだす。その後２１１相析出温度
１２００℃近傍まで冷却し変動磁界印加を止める。変動
磁界印加は１５分間の初期溶融だけでも良いがその場合
固相析出温度までの冷却時間を極力短くする必要がある
。次に該試料を加圧した後徐冷し超伝導材料を得た。
【０００８】このプロセスにおけるポイントは次のとお
りである。第１に、１４００℃の溶融状態は高融点のＹ
２Ｏ３（融点２４１０℃）の粒子と液相の混合状態であ
る。この状態で磁界の大きさと方向が時間的に変動する
変動磁界を印加すると液相中のイオンが攪拌され、それ
に追従してＹ２Ｏ３の粒子も攪拌されて均一に分散する
ことになる。結晶成長の核となるＹ２Ｏ３が均一に分散
すると包晶反応は連続的に行なわれるため超伝導相であ
る１２３相も連続的に成長する。尚攪拌され均一に分散
した状態になっても変動磁界印加をせずに溶融状態が続
くとＹ２Ｏ３は凝集を始めるため固相析出温度近傍まで
の冷却時間にも変動磁界を印加することが好ましい。第
２に溶融は高温であるためガスの発生は皆無には出来な
いがガスも微細に且つ均一に分散されるため電流を阻害
する大きな鬆の発生は無くなる。また微細に且つ均一に
分散されたガスによりできた空孔はピン止め点導入効果
をもたらす。尚攪拌中と攪拌直後に圧縮を行なうとより
効果的に空孔の微細化と結晶成長核の均一分散化（加圧
によりＹ２Ｏ３の凝集移動を抑制する）を図れる。
りである。第１に、１４００℃の溶融状態は高融点のＹ
２Ｏ３（融点２４１０℃）の粒子と液相の混合状態であ
る。この状態で磁界の大きさと方向が時間的に変動する
変動磁界を印加すると液相中のイオンが攪拌され、それ
に追従してＹ２Ｏ３の粒子も攪拌されて均一に分散する
ことになる。結晶成長の核となるＹ２Ｏ３が均一に分散
すると包晶反応は連続的に行なわれるため超伝導相であ
る１２３相も連続的に成長する。尚攪拌され均一に分散
した状態になっても変動磁界印加をせずに溶融状態が続
くとＹ２Ｏ３は凝集を始めるため固相析出温度近傍まで
の冷却時間にも変動磁界を印加することが好ましい。第
２に溶融は高温であるためガスの発生は皆無には出来な
いがガスも微細に且つ均一に分散されるため電流を阻害
する大きな鬆の発生は無くなる。また微細に且つ均一に
分散されたガスによりできた空孔はピン止め点導入効果
をもたらす。尚攪拌中と攪拌直後に圧縮を行なうとより
効果的に空孔の微細化と結晶成長核の均一分散化（加圧
によりＹ２Ｏ３の凝集移動を抑制する）を図れる。
【０００９】以上述べてきた方法よって作製した試料の
臨界電流密度Ｊｃを７７Ｋヘリウムガス雰囲気中で測定
した。結果を表１に示す。例は変動磁界印加条件以外は
同じ条件により作製したものであり実施例１は溶融状態
と固相析出温度までの冷却時間に変動磁界を印加したも
の、実施例２は初期の溶融状態のみ変動磁界を印加した
もの、比較例は変動磁界を全く印加しないものである。
臨界電流密度Ｊｃを７７Ｋヘリウムガス雰囲気中で測定
した。結果を表１に示す。例は変動磁界印加条件以外は
同じ条件により作製したものであり実施例１は溶融状態
と固相析出温度までの冷却時間に変動磁界を印加したも
の、実施例２は初期の溶融状態のみ変動磁界を印加した
もの、比較例は変動磁界を全く印加しないものである。
【００１０】
【表１】
【００１１】表より本発明によると顕著に臨界電流密度
が向上していることが判る。また初期溶融状態だけでも
顕著な臨界電流密度向上効果が見られるが固相析出温度
までの冷却過程まで変動磁界を印加するとより好ましい
ことが判る。
が向上していることが判る。また初期溶融状態だけでも
顕著な臨界電流密度向上効果が見られるが固相析出温度
までの冷却過程まで変動磁界を印加するとより好ましい
ことが判る。
【００１２】尚本実施例ではＹ系のセラミックス超伝導
体の製造方法について述べたが、本発明はこれに限られ
るものではなくＢｉ系やＴｌ系など他の材料組成を用い
た導伝性セラミックスの製造にも応用することができる
。
体の製造方法について述べたが、本発明はこれに限られ
るものではなくＢｉ系やＴｌ系など他の材料組成を用い
た導伝性セラミックスの製造にも応用することができる
。
【００１３】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば導電相成長の核、例えばＹ系超伝導材料ではＹ２Ｏ３
を均一分散できるため導電相を連続的に成長でき高い電
流密度を得られる。またガス発生により出来る空孔を微
細に且つ均一に分散できるため大きな鬆の発生を抑制し
機械的強度の向上につながる。更に空孔の微細で且つ均
一な分散は超伝導材料の場合ピン止め点の導入につなが
りより効果的に臨界電流密度を向上できる。本発明は溶
融状態に外部から変動磁界を印加するだけで電流密度と
機械的強度を改善するものであり製造工程は複雑でなく
極めて容易に行え、且つ顕著な改善効果がみられるため
工業上極めて有用なものである。
ば導電相成長の核、例えばＹ系超伝導材料ではＹ２Ｏ３
を均一分散できるため導電相を連続的に成長でき高い電
流密度を得られる。またガス発生により出来る空孔を微
細に且つ均一に分散できるため大きな鬆の発生を抑制し
機械的強度の向上につながる。更に空孔の微細で且つ均
一な分散は超伝導材料の場合ピン止め点の導入につなが
りより効果的に臨界電流密度を向上できる。本発明は溶
融状態に外部から変動磁界を印加するだけで電流密度と
機械的強度を改善するものであり製造工程は複雑でなく
極めて容易に行え、且つ顕著な改善効果がみられるため
工業上極めて有用なものである。
Claims (3)
- 【請求項１】 原料組成物（仮焼粉含）を加熱溶融し
た後冷却固化して成る導電性セラミックスの製造方法に
於て溶融状態になっている時間の少なくとも一部の時間
に変動磁界を印加することを特徴とする導電性セラミッ
クスの製造方法。 - 【請求項２】 変動磁界の印加時間が固相析出温度ま
での冷却時間を含むことを特徴とした請求項１記載の導
電性セラミックスの製造方法。 - 【請求項３】 変動磁界印加中または停止直後に加圧
することを特徴とした請求項１記載の導電性セラミック
スの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3046657A JPH04285055A (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 導電性セラミックスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3046657A JPH04285055A (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 導電性セラミックスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04285055A true JPH04285055A (ja) | 1992-10-09 |
Family
ID=12753403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3046657A Pending JPH04285055A (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 導電性セラミックスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04285055A (ja) |
-
1991
- 1991-03-12 JP JP3046657A patent/JPH04285055A/ja active Pending
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