JPH05114319A - 酸化物超電導線材の製造方法 - Google Patents
酸化物超電導線材の製造方法Info
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- JPH05114319A JPH05114319A JP3297687A JP29768791A JPH05114319A JP H05114319 A JPH05114319 A JP H05114319A JP 3297687 A JP3297687 A JP 3297687A JP 29768791 A JP29768791 A JP 29768791A JP H05114319 A JPH05114319 A JP H05114319A
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 酸化物超電導線材の製造にあたり、その機械
的特性、特に加工特性を向上させようとするものであ
る。 【構成】 酸化物超電導線材の製造にあたり、異る２種
の合金線材を、その長手方向に内外２層化させて組合せ
る線材複合工程と、上記組合せにより得られた複合線材
を、その長手方向に断面積を減ずる減面加工工程と、得
られた減面加工線材を酸素雰囲気中で加熱酸化する酸化
工程とを導入する。
的特性、特に加工特性を向上させようとするものであ
る。 【構成】 酸化物超電導線材の製造にあたり、異る２種
の合金線材を、その長手方向に内外２層化させて組合せ
る線材複合工程と、上記組合せにより得られた複合線材
を、その長手方向に断面積を減ずる減面加工工程と、得
られた減面加工線材を酸素雰囲気中で加熱酸化する酸化
工程とを導入する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に機械的特性を向上
させ得る酸化物超電導線材の製造方法に関するものであ
る。
させ得る酸化物超電導線材の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来一般的な酸化物超電導線材として
は、ビスマス系、あるいはタリウム系超電導線が知られ
て居り、これらはビスマス系、又はタリウム系などの酸
化物超電導体が銀シースに包まれた構成、あるいは上記
酸化物超電導体が銀マトリックス中に埋め込まれた構成
などである。
は、ビスマス系、あるいはタリウム系超電導線が知られ
て居り、これらはビスマス系、又はタリウム系などの酸
化物超電導体が銀シースに包まれた構成、あるいは上記
酸化物超電導体が銀マトリックス中に埋め込まれた構成
などである。
【０００３】そしてこれらの酸化物超電導線材を製造す
る一方法としては、前記超電導元素の酸化物または炭酸
塩を６５０℃前後の温度で仮焼及び粉砕して得る微粉体
を銀シースに圧入し、その長手方向断面を減ずる減面加
工を行った後、約８５０℃前後の温度で酸素雰囲気中で
焼結するのである。上記の減面加工、及び酸化処理によ
り、前記銀シース内、又は銀マトリックス中に酸化物超
電導体が形成されるのである。
る一方法としては、前記超電導元素の酸化物または炭酸
塩を６５０℃前後の温度で仮焼及び粉砕して得る微粉体
を銀シースに圧入し、その長手方向断面を減ずる減面加
工を行った後、約８５０℃前後の温度で酸素雰囲気中で
焼結するのである。上記の減面加工、及び酸化処理によ
り、前記銀シース内、又は銀マトリックス中に酸化物超
電導体が形成されるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の方法で得
られる酸化物超電導線材には以下のような機械的特性に
問題があった。 （１）銀シースや銀マトリックスに埋め込まれた構造は
本来高い機械的強度を期待しがたい、 （２）例えば金属銀と酸化物超電導体との熱膨張係数の
差が大きく、線材界面に垂直の割れを生じ易い、 （３）そして更に両者の熱伝導度差も大きく、経時的な
熱的不安定性を招き易い。
られる酸化物超電導線材には以下のような機械的特性に
問題があった。 （１）銀シースや銀マトリックスに埋め込まれた構造は
本来高い機械的強度を期待しがたい、 （２）例えば金属銀と酸化物超電導体との熱膨張係数の
差が大きく、線材界面に垂直の割れを生じ易い、 （３）そして更に両者の熱伝導度差も大きく、経時的な
熱的不安定性を招き易い。
【０００５】そして又超電導線材の製造にあたっては、
次のような問題も免がれなかった。 （４）金属体である銀と酸化物との複合加工が行われる
ため、両者の加工性に大きな差があり長尺線材を得がた
い、 （５）Ｃ−軸配向率を高めるため、溶融又は部分的溶融
状態を経る必要があり、結晶粒の粗大化や異相の粗大化
が起り易い。 本発明は、このような従来の問題を解消する酸化物超電
導線材の製造方法を提供することを目的とする。
次のような問題も免がれなかった。 （４）金属体である銀と酸化物との複合加工が行われる
ため、両者の加工性に大きな差があり長尺線材を得がた
い、 （５）Ｃ−軸配向率を高めるため、溶融又は部分的溶融
状態を経る必要があり、結晶粒の粗大化や異相の粗大化
が起り易い。 本発明は、このような従来の問題を解消する酸化物超電
導線材の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は、
銅、ストロンチウム及びカルシウムからなる合金線材
と、鉛及びビスマスからなる合金線材の２種の合金線材
を、その長手方向に内外２層化させて組合せる線材複合
工程と、上記組合せにより得られた複合線材を、その長
手方向に断面積を減ずる減面加工工程と、得られた減面
加工線材を酸素雰囲気中で加熱酸化する酸化工程と、よ
りなる酸化物超電導線材の製造方法である。
銅、ストロンチウム及びカルシウムからなる合金線材
と、鉛及びビスマスからなる合金線材の２種の合金線材
を、その長手方向に内外２層化させて組合せる線材複合
工程と、上記組合せにより得られた複合線材を、その長
手方向に断面積を減ずる減面加工工程と、得られた減面
加工線材を酸素雰囲気中で加熱酸化する酸化工程と、よ
りなる酸化物超電導線材の製造方法である。
【０００７】そして第２の発明は、上記２種の合金線材
を銅、ストロンチウム、カルシウム及びバリウムからな
る合金線材と、銀及びタリウムからなる合金線材の組合
せとしたものである。
を銅、ストロンチウム、カルシウム及びバリウムからな
る合金線材と、銀及びタリウムからなる合金線材の組合
せとしたものである。
【０００８】又本発明において、合金線材の複合工程と
は、例えば第１の合金による中空線条を得、その内部に
第２の合金の中実線条を挿入するもの、あるいは第１の
合金による中実線条の長手方向に複数の孔を穿け、各孔
に第２の合金線条を挿入する概念等を包含する。これら
はいづれも、線材長手方向において合金が内外２層化さ
れた構成となる。
は、例えば第１の合金による中空線条を得、その内部に
第２の合金の中実線条を挿入するもの、あるいは第１の
合金による中実線条の長手方向に複数の孔を穿け、各孔
に第２の合金線条を挿入する概念等を包含する。これら
はいづれも、線材長手方向において合金が内外２層化さ
れた構成となる。
【０００９】次にこの発明において、上記複合線材の減
面加工とは、通常の長手方向断面積を減ずる圧延加工等
を意味し、具体的には円形での断面減少のみならず、他
のテープ化圧延等も含む。
面加工とは、通常の長手方向断面積を減ずる圧延加工等
を意味し、具体的には円形での断面減少のみならず、他
のテープ化圧延等も含む。
【００１０】次に酸化熱処理工程は、酸素の存在下にて
熱処理を行うのであるが、実際上、温度８３０℃〜８８
０℃の範囲である。
熱処理を行うのであるが、実際上、温度８３０℃〜８８
０℃の範囲である。
【００１１】
【作用】本発明は、上述の如き工程を経ることにより、
複合される２種の合金金属層の複合界面において、超電
導元素相互の拡散、及び酸化反応が生じ、これらの界面
層が酸化物超電導層を形成することになる。
複合される２種の合金金属層の複合界面において、超電
導元素相互の拡散、及び酸化反応が生じ、これらの界面
層が酸化物超電導層を形成することになる。
【００１２】
実施例１，２ 外径２５mm，内径１７mmのＣｕ−２8.５％Ｓｒ−２8.５
％Ｃａ合金管を２本作り、一方にはＰｂ−８５％Ｂｉ合
金棒、他方にはＰｂ−１５％Ｂｉ合金棒（夫々１6.９mm
外径）を挿入し複合した。これら複合合金を冷間加工に
より外径2.５mmまで減面加工し、更に厚さ0.１mm、幅3.
２mmのテープに圧延加工した。
％Ｃａ合金管を２本作り、一方にはＰｂ−８５％Ｂｉ合
金棒、他方にはＰｂ−１５％Ｂｉ合金棒（夫々１6.９mm
外径）を挿入し複合した。これら複合合金を冷間加工に
より外径2.５mmまで減面加工し、更に厚さ0.１mm、幅3.
２mmのテープに圧延加工した。
【００１３】得られた合金テープを１８０℃の窒素雰囲
気中で１０時間加熱し、更に１００mmHg雰囲気中、６０
０℃で５時間加熱し室温まで冷却した。次にテープ表面
に２０μｍ厚さの銀メッキを施し、大気中、８３５℃，
３０分間の熱処理後、７５０℃まで徐冷し、室温に冷却
した。得られた合金テープの断面形状は図１を呈すると
推定され、図において１はＣｕ合金、２はＰｂ合金、３
はＢｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系の酸化物超電導
体、４はＡｇメッキである。
気中で１０時間加熱し、更に１００mmHg雰囲気中、６０
０℃で５時間加熱し室温まで冷却した。次にテープ表面
に２０μｍ厚さの銀メッキを施し、大気中、８３５℃，
３０分間の熱処理後、７５０℃まで徐冷し、室温に冷却
した。得られた合金テープの断面形状は図１を呈すると
推定され、図において１はＣｕ合金、２はＰｂ合金、３
はＢｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系の酸化物超電導
体、４はＡｇメッキである。
【００１４】上記の各テープ状合金複合体の超電導特性
を評価しその結果を表１に示す。尚曲げ特性を同表に示
す。
を評価しその結果を表１に示す。尚曲げ特性を同表に示
す。
【００１５】比較例１ 比較のために従来の方法による酸化物超電導体テープを
製造した。即ち外径２５mm，内径１２mmの銀管中に、Ｂ
ｉ／Ｐｂ／Ｓｒ／Ｃａ／Ｃｕがモル比で1.７／0.３／２
／２／３の組成の酸化物仮焼粉末を充填し、常法の複合
加工により厚さ0.１５mm，幅3.５mmのテープとした。得
られたテープを８３０℃、大気中で３０分間熱処理し、
７５０℃まで徐冷し室温に冷却した。実施例１と同様に
評価し結果を表１に示した。比較例合金テープの断面形
状は図４に示し、図中３は酸化物超電導体、４は銀管で
ある。
製造した。即ち外径２５mm，内径１２mmの銀管中に、Ｂ
ｉ／Ｐｂ／Ｓｒ／Ｃａ／Ｃｕがモル比で1.７／0.３／２
／２／３の組成の酸化物仮焼粉末を充填し、常法の複合
加工により厚さ0.１５mm，幅3.５mmのテープとした。得
られたテープを８３０℃、大気中で３０分間熱処理し、
７５０℃まで徐冷し室温に冷却した。実施例１と同様に
評価し結果を表１に示した。比較例合金テープの断面形
状は図４に示し、図中３は酸化物超電導体、４は銀管で
ある。
【００１６】 表 １ 実施例１ 実施例２ 比較例 (85％Bi材） (15％Bi材） １．Jc,A/cm2 1) ３０００ ２５００ ２３００ at 0.1T,77K (Oxid 当タリ) ２．Jc,A/cm2 ２９９０ ２５０５ １５００ at 0.1T,77K (0.2%曲げ後) ３．２項に続き 2) ２９８０ ２５００ １５ (0.2%10回曲げ後) 注1)：１μV/cmで定義した0.1T,77Kにおける酸化物超電
導体当りの臨界電流密度 注2)：テープに0.2%の曲げ歪み10回付加後のJc
導体当りの臨界電流密度 注2)：テープに0.2%の曲げ歪み10回付加後のJc
【００１７】上表の結果によれば、比較例品は実施例品
に比べ折曲歪後の特性が著しく低下するのに対し、実施
例は殆んど特性低下が認められなかった。
に比べ折曲歪後の特性が著しく低下するのに対し、実施
例は殆んど特性低下が認められなかった。
【００１８】実施例３ 実施例１の組成のＣｕ−Ｓｒ−Ｃａ合金棒を冷間加工
し、厚さ９０μｍ、幅３mmのテープとし、このテープに
Ｐｂ−８５ａｔＢｉ合金を４００℃で溶融メッキし圧延
ロールを通して減面処理したのち、７５０℃の大気中で
加熱しその上に銀メッキを施し、これを８３０℃と７５
０℃の温度の大気中で実施例IIと同様に加熱した。この
テープについて、７７ＫにおけるＪｃを測定したところ
２５００Ａ／cm2 であった。さらに、このテープに0.２
％の曲げ歪みを１０回付加して後のＪｃは劣化すること
なく２５０５Ａ／cm2 を示した。ただし、臨界電流は１
μＶ／cmで定義した。Ｊｃ測定時の磁場は0.１Ｔであっ
た。
し、厚さ９０μｍ、幅３mmのテープとし、このテープに
Ｐｂ−８５ａｔＢｉ合金を４００℃で溶融メッキし圧延
ロールを通して減面処理したのち、７５０℃の大気中で
加熱しその上に銀メッキを施し、これを８３０℃と７５
０℃の温度の大気中で実施例IIと同様に加熱した。この
テープについて、７７ＫにおけるＪｃを測定したところ
２５００Ａ／cm2 であった。さらに、このテープに0.２
％の曲げ歪みを１０回付加して後のＪｃは劣化すること
なく２５０５Ａ／cm2 を示した。ただし、臨界電流は１
μＶ／cmで定義した。Ｊｃ測定時の磁場は0.１Ｔであっ
た。
【００１９】実施例４ 外径２５mmのＡｇ−7.５％Ｔｌ組成の合金棒を作り、そ
の長手方向に沿い7.１mm径の孔を３個穿け、この孔の夫
々に外径７mmのＣｕ−２３％Ｂａ−６％Ｓｒ−２８％Ｃ
ａ合金棒を挿入して両者を複合した。而して作製した複
合体を図２の如く減面加工し、ついで８００℃の大気中
で１０時間熱処理した。図２中の符号は図１のそれらと
同様である。
の長手方向に沿い7.１mm径の孔を３個穿け、この孔の夫
々に外径７mmのＣｕ−２３％Ｂａ−６％Ｓｒ−２８％Ｃ
ａ合金棒を挿入して両者を複合した。而して作製した複
合体を図２の如く減面加工し、ついで８００℃の大気中
で１０時間熱処理した。図２中の符号は図１のそれらと
同様である。
【００２０】比較例２ 比較のために、外径２５mmのＡｇ棒の長手方向に実施例
４に準じて7.１mm径の孔を３個穿け、これらの孔に外径
７mmの酸化物ペレット（組成：Ｂａ／Ｓｒ／Ｃａ／Ｃｕ
モル比が1.６／0.４／２／３にて予備焼成してペレット
化し、該ペレットを８５０℃のＴｌガス中で３時間熱処
理したもの）を挿入した。この複合体を冷間加工により
外径0.３mmに圧延しついでこれを８００℃、大気中にて
３時間熱処理した。得られた線材の断面形状を図５に示
す。
４に準じて7.１mm径の孔を３個穿け、これらの孔に外径
７mmの酸化物ペレット（組成：Ｂａ／Ｓｒ／Ｃａ／Ｃｕ
モル比が1.６／0.４／２／３にて予備焼成してペレット
化し、該ペレットを８５０℃のＴｌガス中で３時間熱処
理したもの）を挿入した。この複合体を冷間加工により
外径0.３mmに圧延しついでこれを８００℃、大気中にて
３時間熱処理した。得られた線材の断面形状を図５に示
す。
【００２１】実施例４及び比較例２の酸化物超電導線材
の特性を下表２に示す。 表 ２ 実施例４ 比較例２ １．無断線に加工できた長さ(m) ５５０ ６０ ２．Jc,A/cm2（at 0.1T,77K) ６０００ ３０００ （0xide 当タリ) ３．Jc,A/cm2（at 0.1T,77K) ５９５０ １２００ (0.2%曲げ後) ４．Jc,A/cm2（at 0.1T,77K) ５９００ ２０ (0.2%曲げ後更に10回曲げ） ５．５ｍ間隔で測定したJcハ゛ラツキ 3) ３％ ４０％ 注3)：本発明品は比較例品に比べJcが高く、歪に対して
も強い。このことはJcのバラツキが少ないことによって
も明白である。
の特性を下表２に示す。 表 ２ 実施例４ 比較例２ １．無断線に加工できた長さ(m) ５５０ ６０ ２．Jc,A/cm2（at 0.1T,77K) ６０００ ３０００ （0xide 当タリ) ３．Jc,A/cm2（at 0.1T,77K) ５９５０ １２００ (0.2%曲げ後) ４．Jc,A/cm2（at 0.1T,77K) ５９００ ２０ (0.2%曲げ後更に10回曲げ） ５．５ｍ間隔で測定したJcハ゛ラツキ 3) ３％ ４０％ 注3)：本発明品は比較例品に比べJcが高く、歪に対して
も強い。このことはJcのバラツキが少ないことによって
も明白である。
【００２２】上表２の結果によれば、既に述べたように
実施例品は、比較例品に比べ加工長さが著しく大きく加
工特性が著しく高い。そして、それら線状体の全長に著
しく特性の安定性が認められた。又前記の例と同様に歪
付与後の特性低下も著しく少ないものであった。尚実施
例４の代りに図３の如く、挿入線材を１本にしたものも
同様の特性を示していた。
実施例品は、比較例品に比べ加工長さが著しく大きく加
工特性が著しく高い。そして、それら線状体の全長に著
しく特性の安定性が認められた。又前記の例と同様に歪
付与後の特性低下も著しく少ないものであった。尚実施
例４の代りに図３の如く、挿入線材を１本にしたものも
同様の特性を示していた。
【００２３】本発明は、以上の詳細説明及び実施例の結
果から明らかなように、酸化物超電導線材の製造にあた
り、前記の各工程を経ることにより、複合させた２種の
合金金属層の複合界面において、超電導元素相互の拡
散、及び酸化反応が生じ、これらの界面層が酸化物超電
導体層を形成することになる。
果から明らかなように、酸化物超電導線材の製造にあた
り、前記の各工程を経ることにより、複合させた２種の
合金金属層の複合界面において、超電導元素相互の拡
散、及び酸化反応が生じ、これらの界面層が酸化物超電
導体層を形成することになる。
【００２４】従って従来の方法のように異種相の界面が
発生せず、複合体の加工性を向上させ長尺線材の製造に
容易にし、更に曲げ歪付与後のＪｃ特性の低下を著しく
低下させ、かつ長尺品全長にわたる特性安定化も得られ
る等の効果を奏する。
発生せず、複合体の加工性を向上させ長尺線材の製造に
容易にし、更に曲げ歪付与後のＪｃ特性の低下を著しく
低下させ、かつ長尺品全長にわたる特性安定化も得られ
る等の効果を奏する。
【図１】本発明実施例線材の断面図。
【図２】同他の例の断面図。
【図３】同他の例の断面図。
【図４】従来の線材の断面図。
【図５】従来の他の例の線材の断面図。
１ 合金層 ２ 合金層 ３ 酸化物超電導体層 ４ 銀シース
Claims (2)
- 【請求項１】 銅、ストロンチウム及びカルシウムから
なる合金線材と、鉛及びビスマスからなる合金線材の２
種の合金線材を、その長手方向に内外２層化させて組合
せる線材複合工程と、 上記組合せにより得られた複合線材を、その長手方向に
断面積を減ずる減面加工工程と、 得られた減面加工線材を酸素雰囲気中で加熱酸化する酸
化工程と、よりなる酸化物超電導線材の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１における２種の合金線材が銅、
ストロンチウム、カルシウム及びバリウムからなる合金
線材と、銀及びタリウムからなる合金線材の組合せであ
る請求項１記載の酸化物超電導線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3297687A JPH05114319A (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3297687A JPH05114319A (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05114319A true JPH05114319A (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=17849853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3297687A Pending JPH05114319A (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 酸化物超電導線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05114319A (ja) |
-
1991
- 1991-10-18 JP JP3297687A patent/JPH05114319A/ja active Pending
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