JPH046146A - 高温超電導体及びその製造法 - 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） 本発明は高温超電導体及びその製造法に関する。

（従来の技術） 従来、超電導体材料を板状や円筒状に加工するには、セ
ラミックス超電導体用原料粉を焼成、粉砕後、有機質の
バインダー、溶剤と共に混合し。

これをフィルム上に供給し、ドクターブレードなどを用
いて一定の厚さにするテープキャスティング法などの方
法でシート状とし、この後焼成して板状超電導体として
いた。このような方法は９例えばジャパニーズ・ジャー
ナル・オブ・アプライド−フィジックス（Ｊａｐａｎｅ
ｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　　ｏｆＡｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ　）　Ｖｏｌ　２６．１２号（１９８７年１２
月刊）Ｌ１９５９〜１９６０頁に示される。

他の方法として超電導体粉末に有機接着剤を添加し、こ
れを−軸加工プレス、冷間等方圧プレス（ＣＩＰ）など
Ｋよって板状や円筒状に加工した後焼成して超電導体と
される。

（発明が解決しようとする課題） 上記に示す方法によれば、形状が小さな板状や円筒状の
超電導体は、比較的安易に製造することができるが、大
きな超電導体２例えば寸法が３００ｇＸ３００ｍｍ程度
の超電導体を製造する場合には焼成が困難で反シ、ねじ
れ等が発生し、またち密な超電導体が得られないなどの
欠点が生じ、製造が困難である。寸法が１０００ｍｍＸ
１０００■程度の大きさの超電導体になればさらに製造
が困難である。

本発明はかかる欠点を解決し、所望の大きさの高温超電
導体及びその製造法を提供することを目的とするもので
ある。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは超電導体の大型化について種々検討した結
果、超電導体同士を接合することによって目的を達成で
きるものと考え本発明を完成するに至った。

本発明は端部が高温超電導体及び金属の混合体からなる
複数の高温超電導体片を接合、一体化してなる高温超電
導体並びに端部が高温超電導体及び金属の混合体からな
る複数の高温超電導体片を組み合わせた後加熱して接合
、一体化する高温超電導体の製造法に関する。

本発明において用いられる高温超電導体は特に制限はな
いが２例えばイツ）　ＩＪウム及び／又はホルミウム、
エルビウム、ユーロピウム等のう４タノイド元素（ただ
しセリウム、プラセオジウム及びテルビウムを除く）と
バリウム並びに銅を原子比で１：２：３となるような比
率で混合したもの。

ビスマス、ストロンチウム、カルシウム及び銅ヲ原子比
でおよそ２：２：１：２又はおよそ２：２：２＝３とな
るようか比率で混合したものが用いられる。

なお高温超電導体片を製造するだめの方法については特
に制限はなく、従来公知の方法で製造するものとする。

高温超電導体片の形状についてｈ特に制限はなく、接合
する部分は相互にオーバーラツプする構造が好ましく９
例えば接合する部分の一方の端部に凹部を形成し、他方
の端部に該凹部に嵌合する突起部を形成するか又は接合
する部分に段差を形成することが好ましい。

高温超電導体に添加する金属としては、高温超電導体と
反応しにくいもので、かつ熱処理中に害を与えないもの
が用いられる。

例えばイツトリウム、バリウム及び銅を主成分とする高
温超電導体、ビスマス、ストロンチウム。

カルシウム及び銅又はタリウム、バリウム、カルシウム
及び銅を主成分とする高温超電導体若しくはこれらに鉛
を加えた高温超電導体に含まれるアルカリ土類金属の一
部が他のアルカリ土類金属で置換されている高温超電導
体に対しては、銀、金又はこれらを主成分とする合金が
用いられる。

金属の添加量は、高温超電導体１００重量部に対して２
０乃至１００重量部添加すれば接合確率が高いので好ま
しい。

複数の高温超電導体片を接合、一体化する方法としては
１例えば複数の高温超電導体片を組み合わせた後、高温
超電導体片全体を加熱して接合。

一体化するか又は組み合わせた部分に熱風、レーザー光
線等を当て局部加熱して接合、一体化される。

なお接合、一体化後、上記の加熱温度よシ低温で高温超
電導体片全体を加熱し、その後徐冷するか又は高温超電
導体片全体を局部加熱温度よシ低温に維持しながら局部
加熱して接合、一体化した後徐冷すれば歪を低減できる
ので好ましい。

また複数の高温超電導体片の接合部分に高温超電導体粉
末又は高温超電導体粉末と金属粉末との混合粉を介在さ
せて接合すれば接合確率が高いので好ましい。

（実施例） 以下本発明の詳細な説明する。

実施例１ ビスマス、ストロンチウム、カルシウム及び調率 の比が原子比で２：２：１：２になるように純度△ ９９．９チ以上の酸化ビスマス（高純度化学研究新製）
４６６．０ｇ、炭酸ストロンチウム（高純度化学研究新
製）２９５．３９．炭酸カルシウム（高純度化学研究新
製）１００．１９及び酸化銅（高純度化学研究新製）１
５９．１９を秤量し、これを合成樹脂製のボールミル内
に合成樹脂で被覆した鋼球ボール及びメタノールととも
に充てんし、毎分６０回転の条件で１００時間湿式混合
した。乾燥後粉砕物をアルミナ焼成板にのせ、大気気流
中で８５０℃まで１００℃／時間の速度で昇温し、８５
０℃で２０時間焼成後５０℃／時間の速度で冷却し。

ついでアルミナ乳鉢で粉砕した後合成樹脂製のボールミ
ル内に超鋼ボールとともに充てんし、平均粒径が５μｍ
以下になるまで微粉砕した。これを再度アルミナ焼成板
にのせ大気気流中で８５０℃まで１００℃／時間の速度
で昇温し、８５０℃で２０時間焼成後、５０℃／時間の
速度で冷却し。

ついでアルミナ乳鉢で粉砕した後合成樹脂製のボールミ
ル内に超鋼ボールとともに充てんし、平均粒径が３．９
μｍに微粉砕した高温超電導体粉末を得た。

次に高温超電導体粉末１００ｇにポリイソブチルメタク
リレート（重合度５００）を１０９添加した後金型を用
いて第１図に示すようにＡが４１１１ｍ。

Ｂが１７８ｍｍ、Ｃが１６８Ｍ及びＤが２ｍｍで幅が３
００　ｍｍ　（図示せず）の成形体並びに第２図に示１
００ｍｍ及びＫが４−で幅が３００ｍｍ（図示せず）の
成形体を得た。

一方上記で得た高温超電導体粉末１００９に平均粒径２
μｍの銀粉末４０９を添加した後、これにポリビニルブ
チラール（和光紬薬社製、試薬）７０９添加して混合し
、均一なスラリーを製造し。

これをテープキャスティング法で加工して接合部分とな
る厚さ１ｍｍのシートを得た。ついで該シートを２１１
ＩＩ１１の長さで、かつ成形体の端部の形状に切断し、
上記で得た成形体の端部にビスフェノール型エポキシ樹
脂系の接着剤（シェル化学社製、商品名エピコート１０
０１）で接着した後、大気気流中で３００℃まで０．５
℃／分の速度で昇温し。

３００℃で２時間保持した後８５０℃まで１℃／分の速
度で昇温し、８５０℃で１０時間保持後１℃／分の速度
で冷却して第３図の（ａｌ及び（ｂ）に示すように高温
超電導体及び銀の混合体からなる端部に段差のある高温
超電導体片１，１′及び第４図の（ａ）及び（ｂｌに示
すように端部が高温超電導体及び銀の混合体からなシ、
かつ一方の端部に凹部を形成し、他方の端部に該凹部に
嵌合する突起を形成した高温超電導体片２．２′を得た
。

次に上記で得た高温超電導体片１と４′及び２と２′と
を組み合わせた後接合部分３に８９０℃の熱風を吹きつ
け９部分溶融させて２枚の高温超電導体片を接合した寸
法が３００ｍｍＸ　３５０ｍｍＸ厚さ４ｍｍの高温超電
導体を得た。

該高温超電導体を液体窒素に浸漬し、接合部付近につい
て磁気シールド性能をホール素子及びピックアップコイ
ルを用いて測定した結果、１〜３ガウスの磁場を減衰比
１０−３以下にシールドできていることが分った。

実施例２ 失 イツトリウム、バリウム＃＝び銅の比率が原子△ 比で１：２：３となるように純度９９．９％以上の酸化
イツ）　ＩＪウム（信越化学工業製）１１４９１９、炭
酸バリウム（和光紬薬製、試薬特級）及 ３９４．６８９−植び酸化銅２３８．６４９を秤量し。

ハ これをジルコニア製ポット内にジルコニアボール及びメ
タノールと共に充てんし、毎分６０回転の条件で１０時
時間式混合、粉砕した。乾燥後、粉砕物をアルミナ焼板
にのせ大気中で９５０℃までｓｏ’ｃ／時間の速度で昇
温し、９５０℃で１０時間焼成後５０℃／時間の速度で
冷却し、ついでアルミナ乳鉢で粉砕した後、粉砕物をジ
ルコニア製ポット内にジルコニアボールと共に充てんし
て再粉砕して平均粒径が４．８μｍに微粉砕した高温超
電導体粉末を得た。

以下実施例１と同様の工程を経て成形体を得。

さらに厚さ１薗のシートを得２両者を接着した後。

大気気流中で３００℃まで０．５℃／分の速度で昇温し
、３００℃で２時間保持した後９３０℃まで１℃／分の
速度で昇温し、９３０℃で１０時間保持後１℃／分の速
度で冷却して実施例１と同様の高温超電導体を得た。な
お冷却の際の雰囲気は。

８５０℃までは大気気流中で、それ以降は酸素気流中で
行った。

以下実施例１と同様の方法で磁気シールド性能を測定し
た。その結果１〜３ガウスの磁場を減衰比１０−３以下
にシールドできていることが分った。

（発明の効果） 本発明によれば、焼成し易く寸法の小さな複数の超電導
体片を組み合わせるだけで任意の大きさの高温超電導体
を得ることができ、また得られる高温超電導体はち密で
９反シ、ねじれ等がなく。

接合強度が安定であり工業的に極めて好適な高温超電導
体である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は高温超電導体粉末を成形した成形体
の側面図、第３図のｆａｌｌ”を本発明の一実施例にな
る超電導体の平面図、（ｂ）はその側面図及び第４図の
ｆａ）は本発明の他の一実施例になる超電導体の平面図
、（ｂ）はその側面図である。 符号の説明 １．１′・・・超電導体片　　　２，２′・・・超電導
体片３・・・接合部分

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、端部が高温超電導体及び金属の混合体からなる複数
   の高温超電導体片を接合，一体化してなる高温超電導体
   。 ２、端部が高温超電導体及び金属の混合体からなる複数
   の高温超電導体片を組み合わせた後加熱して接合，一体
   化することを特徴とする高温超電導体の製造法。