JPH0448518A - ビスマス系超電導導体の製造方法 - Google Patents
ビスマス系超電導導体の製造方法Info
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- JPH0448518A JPH0448518A JP2158143A JP15814390A JPH0448518A JP H0448518 A JPH0448518 A JP H0448518A JP 2158143 A JP2158143 A JP 2158143A JP 15814390 A JP15814390 A JP 15814390A JP H0448518 A JPH0448518 A JP H0448518A
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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
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (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
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
この発明は、ビスマス系超電導導体の製造方法に関する
もので、特に、Ｂ ｉ −８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−〇系の酸
化物粉末を金属シースに充填するステップを備える、ビ
スマス系超電導導体の製造方法に関するものである。
もので、特に、Ｂ ｉ −８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−〇系の酸
化物粉末を金属シースに充填するステップを備える、ビ
スマス系超電導導体の製造方法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もつ超電導材料として、酸化
物系のものが注目されている。このような材料を用いて
、超電導線材を作製する技術について盛んに研究されて
おり、その中には、酸化物超電導材料の粉末を金属シー
スに充填した状態で、塑性加工および熱処理を施すこと
により、金属シース内の粉末を結晶方位的に配向させる
方法がある。
物系のものが注目されている。このような材料を用いて
、超電導線材を作製する技術について盛んに研究されて
おり、その中には、酸化物超電導材料の粉末を金属シー
スに充填した状態で、塑性加工および熱処理を施すこと
により、金属シース内の粉末を結晶方位的に配向させる
方法がある。
［発明が解決しようとする課題］
従来の方法においては、金属シース内に充填する粉末が
既に超電導体であったので、以後において熱処理および
塑性加工を行なっても、粒成長による配向が制限され、
したがって、臨界電流密度も比較的低いという問題があ
った。
既に超電導体であったので、以後において熱処理および
塑性加工を行なっても、粒成長による配向が制限され、
したがって、臨界電流密度も比較的低いという問題があ
った。
それゆえに、この発明の目的は、ビスマス系超電導導体
において、高い臨界電流密度を得ることができる、ビス
マス系超電導導体の製造方法を提供しようとすることで
ある。
において、高い臨界電流密度を得ることができる、ビス
マス系超電導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、Ｂ ｆ−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系の酸化物
粉末を金属シースに充填し、加工し、熱処理するステッ
プを備える、ビスマス系超電導導体の製造方法に向けら
れるものであって、簡単にいえば、金属シース内に充填
される粉末として、超電導材料の前駆体の粉末を用いる
ことを特徴としている。
粉末を金属シースに充填し、加工し、熱処理するステッ
プを備える、ビスマス系超電導導体の製造方法に向けら
れるものであって、簡単にいえば、金属シース内に充填
される粉末として、超電導材料の前駆体の粉末を用いる
ことを特徴としている。
特に、この発明では、合成すると超電導相になる２種類
の酸化物粉末を混合したものが、前駆体として用いられ
る。これら２種類の酸化物粉末のうち、第１の酸化物粉
末は、 Ｂ ｌ １． ｇ５＋ｗｓ ｒ ｒ、 ３．＋ｘＣａ
Ｏ，２９＋ｙＣｕ １． ＯＯ＋ｘ（−０，２≦ｗ、ｘ
、ｙ、ｚ≦０．２）で表わされる比率を出発組成比とす
るものであり、他方、第２の酸化物粉末は、 （Ｓ ｒ、ｃａ、−ｕ）ｖＣｕ１（０≦ｕ＜１ ； １
≦Ｖ≦２）で表わされる比率を出発組成比とするもので
ある。
の酸化物粉末を混合したものが、前駆体として用いられ
る。これら２種類の酸化物粉末のうち、第１の酸化物粉
末は、 Ｂ ｌ １． ｇ５＋ｗｓ ｒ ｒ、 ３．＋ｘＣａ
Ｏ，２９＋ｙＣｕ １． ＯＯ＋ｘ（−０，２≦ｗ、ｘ
、ｙ、ｚ≦０．２）で表わされる比率を出発組成比とす
るものであり、他方、第２の酸化物粉末は、 （Ｓ ｒ、ｃａ、−ｕ）ｖＣｕ１（０≦ｕ＜１ ； １
≦Ｖ≦２）で表わされる比率を出発組成比とするもので
ある。
［作用コ
この発明では、金属シースに充填する粉末として、前述
した第１の酸化物粉末と第２の酸化物粉末との混合粉末
を用いることが特徴である。これら第１および第２の酸
化物粉末の混合粉末は、固相反応および包晶反応により
、超電導相となることが、本件発明者によって発見され
た。したがつて、以後の熱処理によって、超電導相が生
成し、粒成長するとともに、塑性加工のような加工によ
り、その成長が方向づけられる。この場合、混合粉末が
金属シースに充填された状態で、塑性加工および熱処理
が実施されることにより、より大きな超電導杭が配向し
た超電導導体を作製することができる。この点で、充填
されるべき粉末に超電導材料の粉末を用いたときに、結
晶成長が制限されるという問題点が解決される。
した第１の酸化物粉末と第２の酸化物粉末との混合粉末
を用いることが特徴である。これら第１および第２の酸
化物粉末の混合粉末は、固相反応および包晶反応により
、超電導相となることが、本件発明者によって発見され
た。したがつて、以後の熱処理によって、超電導相が生
成し、粒成長するとともに、塑性加工のような加工によ
り、その成長が方向づけられる。この場合、混合粉末が
金属シースに充填された状態で、塑性加工および熱処理
が実施されることにより、より大きな超電導杭が配向し
た超電導導体を作製することができる。この点で、充填
されるべき粉末に超電導材料の粉末を用いたときに、結
晶成長が制限されるという問題点が解決される。
第２の酸化物粉末に関して、たとえば、ＳｒＣ０３、Ｃ
ａＣＯ３およびＣｕＯを含む原料粉末を固相反応させる
温度範囲にて仮焼結したものをそのまま用いることもで
きるが、より効果的には、１２００℃以上２５７０℃未
満で半溶融後、急冷し、それを粉砕したものを用いるの
が良い。この範囲の熱処理によれば、第２の酸化物粉末
は、液相とＣａＯとに分解する。これを急冷したものは
、非晶質のＳ ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０バルク内に、ＣａＯ
結晶が微細に分散している状態となる。これを粉砕する
と、非晶質のＳ ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０粉末の間に、Ｃａ
Ｏ粉末が均一に分散したものが得られる。ここで、非晶
質のＳ ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０を作製する理由は、第２の
酸化物粉末の仮焼詰粉は多相であるため、第１の酸化物
粉末との反応にて超電導相を生成させても、ミクロ的に
は超電導相にならない部分が多く、そのまま異相として
残るため、効果が小さいのに比べ、第２の酸化物粉末の
非晶質粉は、ミクロな領域においても均一であるから、
第１の酸化物粉末との反応にて超電導相を生成させる際
に、異相の析出をなるべく抑え、また、析出しても、な
るべ（均一に分散させることができるためである。また
、ＣａＯを微細に分散させる理由は、ＣａＯは超電導相
生成の核としての機能とともに、ピンニング・センタと
しての機能を与えることを期待できるからである。
ａＣＯ３およびＣｕＯを含む原料粉末を固相反応させる
温度範囲にて仮焼結したものをそのまま用いることもで
きるが、より効果的には、１２００℃以上２５７０℃未
満で半溶融後、急冷し、それを粉砕したものを用いるの
が良い。この範囲の熱処理によれば、第２の酸化物粉末
は、液相とＣａＯとに分解する。これを急冷したものは
、非晶質のＳ ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０バルク内に、ＣａＯ
結晶が微細に分散している状態となる。これを粉砕する
と、非晶質のＳ ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０粉末の間に、Ｃａ
Ｏ粉末が均一に分散したものが得られる。ここで、非晶
質のＳ ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０を作製する理由は、第２の
酸化物粉末の仮焼詰粉は多相であるため、第１の酸化物
粉末との反応にて超電導相を生成させても、ミクロ的に
は超電導相にならない部分が多く、そのまま異相として
残るため、効果が小さいのに比べ、第２の酸化物粉末の
非晶質粉は、ミクロな領域においても均一であるから、
第１の酸化物粉末との反応にて超電導相を生成させる際
に、異相の析出をなるべく抑え、また、析出しても、な
るべ（均一に分散させることができるためである。また
、ＣａＯを微細に分散させる理由は、ＣａＯは超電導相
生成の核としての機能とともに、ピンニング・センタと
しての機能を与えることを期待できるからである。
なお、第１および第２の酸化物粉末の出発組成比を、そ
れぞれ、前述のような範囲に選んだのは、この範囲内で
あれば、第１の酸化物粉末と第２の酸化物粉末とは熱処
理によって反応を起し、超電導相が生成するが、この範
囲を外れると、反応によって超電導相は生成しないか、
または、生成しても、その量は少なく、良好な超電導特
性が得られないからである。
れぞれ、前述のような範囲に選んだのは、この範囲内で
あれば、第１の酸化物粉末と第２の酸化物粉末とは熱処
理によって反応を起し、超電導相が生成するが、この範
囲を外れると、反応によって超電導相は生成しないか、
または、生成しても、その量は少なく、良好な超電導特
性が得られないからである。
また、第１の酸化物粉末と第２の酸化物粉末との混合質
量費は、（０，５〜１３）：１に選ばれることが望まし
い。この範囲を外れると、生成する超電導相の量は少な
くなり、良好な超電導特性が得られなくなるためである
。
量費は、（０，５〜１３）：１に選ばれることが望まし
い。この範囲を外れると、生成する超電導相の量は少な
くなり、良好な超電導特性が得られなくなるためである
。
［実施例］
実施例１〜８および比較例１〜６
Ｂ ｉ２０３．ＳｒｃＯ３、ＣａＣＯ３およびＣＵＯを
用いて、Ｂｉ ：Ｓｒ ：Ｃａ ：Ｃｕ＝１． ９５：
１．３９：０．２９：１．００の組成比になるように配
合し、７５０℃で１２時間、次いで８００℃で９６時間
のそれぞれの熱処理と各熱処理後の粉砕とを繰返し、さ
らにアルコール中で湿式ボールミルにより粉砕して、サ
ブミクロンの粉末を得た。この粉末を第１の粉末とする
。
用いて、Ｂｉ ：Ｓｒ ：Ｃａ ：Ｃｕ＝１． ９５：
１．３９：０．２９：１．００の組成比になるように配
合し、７５０℃で１２時間、次いで８００℃で９６時間
のそれぞれの熱処理と各熱処理後の粉砕とを繰返し、さ
らにアルコール中で湿式ボールミルにより粉砕して、サ
ブミクロンの粉末を得た。この粉末を第１の粉末とする
。
他方、ＳｒＣＯ３、ＣａＣＯ３およびＣｕＯを用いて、
Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕが以下の表に示す組成比になるように
配合し、８００℃で１２時間、次いで９５０℃で９６時
間のそれぞれの熱処理と各熱処理後の粉砕を繰返し、得
られた粉砕粉末を、Ａｌ２Ｏ３るつぼに充填して、１５
００℃で５時間の熱処理を行ない、そのまま、鉄板上に
ハンマークエンチした。この急冷バルクを粉砕し、さら
にアルコール中で湿式ボールミルにより粉砕して、サブ
ミクロンの粉末を得た。これを第２の粉末とする。
Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕが以下の表に示す組成比になるように
配合し、８００℃で１２時間、次いで９５０℃で９６時
間のそれぞれの熱処理と各熱処理後の粉砕を繰返し、得
られた粉砕粉末を、Ａｌ２Ｏ３るつぼに充填して、１５
００℃で５時間の熱処理を行ない、そのまま、鉄板上に
ハンマークエンチした。この急冷バルクを粉砕し、さら
にアルコール中で湿式ボールミルにより粉砕して、サブ
ミクロンの粉末を得た。これを第２の粉末とする。
第１の粉末と第２の粉末とを以下の表に記載した重量比
でよく混合し、得られた混合粉末を、内径８ｍｍの銀パ
イプに超音波振動を加えながら充填し、直径１．６ｍｍ
になるまで伸線加工を施し、さらに、厚さ０．２４ｍｍ
になるまで圧延加工を施した。その後、大気中において
、８５０℃で９６時間の熱処理を施した。
でよく混合し、得られた混合粉末を、内径８ｍｍの銀パ
イプに超音波振動を加えながら充填し、直径１．６ｍｍ
になるまで伸線加工を施し、さらに、厚さ０．２４ｍｍ
になるまで圧延加工を施した。その後、大気中において
、８５０℃で９６時間の熱処理を施した。
以上により作製した種々の線材の臨界温度「ＴＣ」、零
磁場における７７．３にでの臨界電流密度ｒＪｃ （Ｏ
Ｔ、７７．３Ｋ）Ｊ、および０．１Ｔの磁場下における
７７．３にでの臨界電流密度「Ｊｃ （０，ＩＴ、７７
．３Ｋ）Ｊが、表に示されている。
磁場における７７．３にでの臨界電流密度ｒＪｃ （Ｏ
Ｔ、７７．３Ｋ）Ｊ、および０．１Ｔの磁場下における
７７．３にでの臨界電流密度「Ｊｃ （０，ＩＴ、７７
．３Ｋ）Ｊが、表に示されている。
（以下余白）
比較例７
Ｂ ｉ２０３ 、Ｓ ｒｃＯ３、ＣａＣＯ３およびＣｕ
Ｏを用いて、Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：１：２
の組成比となるように配合し、７５０℃で１２時間、次
いで８６０℃で９６時間のそれぞれの熱処理と各熱処理
後の粉砕とを繰返し、さらにアルコール中で湿式ボール
ミルにより粉砕して、サブミクロンの粉末を得た。
Ｏを用いて、Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：１：２
の組成比となるように配合し、７５０℃で１２時間、次
いで８６０℃で９６時間のそれぞれの熱処理と各熱処理
後の粉砕とを繰返し、さらにアルコール中で湿式ボール
ミルにより粉砕して、サブミクロンの粉末を得た。
この粉末を、上述した実施例１〜８および比較例１〜６
に示した方法と同様の方法で、銀パイプに充填し、伸線
および圧延加工を施し、熱処理を行なって、線材を得た
。
に示した方法と同様の方法で、銀パイプに充填し、伸線
および圧延加工を施し、熱処理を行なって、線材を得た
。
この線材は、８６にの臨界温度を有し、液体窒素温度（
７７，３Ｋ）における臨界電流密度については、ＯＴで
は、５０００Ａ／ｃｍ２であり、０．１Ｔでは、５００
Ａ／ｃｍ２であった。
７７，３Ｋ）における臨界電流密度については、ＯＴで
は、５０００Ａ／ｃｍ２であり、０．１Ｔでは、５００
Ａ／ｃｍ２であった。
比較例８
Ｂ ｉ２０３ 、ＰｂＯ１ＳｒＣＯ３、ＣａＣＯ３およ
びＣｕＯを用いて、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ−１
，６：０．４：２：２：３の組成比となるように配合し
、以後、前述した実施例１〜８および比較例１〜６と同
様に、熱処理、粉砕、充填、伸線、圧延、および熱処理
を行ない、線材を得た。
びＣｕＯを用いて、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ−１
，６：０．４：２：２：３の組成比となるように配合し
、以後、前述した実施例１〜８および比較例１〜６と同
様に、熱処理、粉砕、充填、伸線、圧延、および熱処理
を行ない、線材を得た。
この線材は、臨界温度が１０５にであり、液体窒素温度
（７７，３Ｋ）における臨界電流密度については、ＯＴ
では、６０００Ａ／ａｍ２であり、０、ＩＴでは、８０
０Ａ／Ｃｍ２であった。
（７７，３Ｋ）における臨界電流密度については、ＯＴ
では、６０００Ａ／ａｍ２であり、０、ＩＴでは、８０
０Ａ／Ｃｍ２であった。
［発明の効果］
このように、この発明によれば、ミクロな部分での組成
の変動のない、均一な超電導導体を製造することができ
、零磁場での臨界電流密度が高いだけでなく、ピンニン
グ・センターが微細に分散しているため、磁場下での臨
界電流密度も著しく改善される。したがって、この発明
による方法で超電導線材を作製すれば、電カケープル、
マグネットへの実用化の可能性が高められる。
の変動のない、均一な超電導導体を製造することができ
、零磁場での臨界電流密度が高いだけでなく、ピンニン
グ・センターが微細に分散しているため、磁場下での臨
界電流密度も著しく改善される。したがって、この発明
による方法で超電導線材を作製すれば、電カケープル、
マグネットへの実用化の可能性が高められる。
特許出願人 住友電気工業株式会社
Claims (4)
- （１）Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系の酸化物粉末を金
属シースに充填し、加工し、熱処理するステップを備え
る、ビスマス系超電導導体の製造方法において、 Ｂｉ＿１＿．＿９＿５＿＋＿ｗＳｒ＿１＿．＿３＿９＿
＋＿ｘＣａ＿０＿．＿２＿９＿＋＿ｙＣｕ＿１＿．＿０
＿０＿＋＿ｚ（−０．２≦ｗ、ｘ、ｙ、ｚ≦０．２）で
表わされる比率を出発組成比とする第１の酸化物粉末と
、（Ｓｒ＿ｕＣａ＿１＿−＿ｕ）＿ｖＣｕ＿１（０≦ｕ
＜１；１≦ｖ≦２）で表わされる比率を出発組成比とす
る第２の酸化物粉末と の混合粉末を金属シースに充填することを特徴とする、
ビスマス系超電導導体の製造方法。 - （２）前記第２の酸化物粉末は、１２００℃以上２５７
０℃未満で半溶融後、急冷し、粉砕することにより得ら
れたものである、請求項１に記載のビスマス系超電導導
体の製造方法。 - （３）前記第１の酸化物粉末と前記第２の酸化物粉末と
の混合質量比が、（０．５〜１３）：１である、請求項
１または２に記載のビスマス系超電導導体の製造方法。 - （４）金属シースに充填された状態で、塑性加工および
熱処理が実施される、請求項１ないし３のいずれかに記
載のビスマス系超電導導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2158143A JPH0448518A (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | ビスマス系超電導導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2158143A JPH0448518A (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | ビスマス系超電導導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0448518A true JPH0448518A (ja) | 1992-02-18 |
Family
ID=15665206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2158143A Pending JPH0448518A (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | ビスマス系超電導導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0448518A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993002460A1 (fr) * | 1991-07-24 | 1993-02-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Procede de fabrication d'un materiau supraconducteur filaire en oxyde a base de bismuth |
| JPH0982153A (ja) * | 1995-09-14 | 1997-03-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 酸化物超電導線材の製造方法 |
-
1990
- 1990-06-15 JP JP2158143A patent/JPH0448518A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993002460A1 (fr) * | 1991-07-24 | 1993-02-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Procede de fabrication d'un materiau supraconducteur filaire en oxyde a base de bismuth |
| JPH0982153A (ja) * | 1995-09-14 | 1997-03-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 酸化物超電導線材の製造方法 |
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