JPH0514383B2 - - Google Patents
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- JPH0514383B2 JPH0514383B2 JP1164826A JP16482689A JPH0514383B2 JP H0514383 B2 JPH0514383 B2 JP H0514383B2 JP 1164826 A JP1164826 A JP 1164826A JP 16482689 A JP16482689 A JP 16482689A JP H0514383 B2 JPH0514383 B2 JP H0514383B2
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Landscapes
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Description
【発明の詳細な説明】
(a) 技術分野の説明
本発明は、ブロツク状超電導コイルや超電導磁
気ソールド、超電導キヤビテイなどの超電導応用
部品の開発に必要な基本技術として、臨界温度や
臨界電流密度などの優れた超電導特性を保持しつ
つ超電導セラミツクス同士を接合する方法に関す
るものである。
気ソールド、超電導キヤビテイなどの超電導応用
部品の開発に必要な基本技術として、臨界温度や
臨界電流密度などの優れた超電導特性を保持しつ
つ超電導セラミツクス同士を接合する方法に関す
るものである。
(b) 従来技術の説明
超電導体には、ゼロ抵抗、ジヨセフソン効果、
完全反磁性などの特異な性質があり、それらの現
象を利用して巨大な超電導発電機、超高速コンピ
ユータなどの開発が見込まれている。最近になつ
て、液体窒素温度以上で超電導を示す高温超電導
セラミツクスが発見されるに伴い、産業への応用
は、電力、エレクトロニクス、輸送、医療などの
各分野で飛躍的に広がり、近未来の社会を変えて
しまうことが予期されている。
完全反磁性などの特異な性質があり、それらの現
象を利用して巨大な超電導発電機、超高速コンピ
ユータなどの開発が見込まれている。最近になつ
て、液体窒素温度以上で超電導を示す高温超電導
セラミツクスが発見されるに伴い、産業への応用
は、電力、エレクトロニクス、輸送、医療などの
各分野で飛躍的に広がり、近未来の社会を変えて
しまうことが予期されている。
しかしながら、これらの材料を実用化する段階
で、特に、電力応用の分野では超電導セラミツク
スと超電導セラミツクスとの接合化は超電導応用
システムの開発に必要不可欠な技術要素であり、
接合界面においても高い臨界電流密度が損なわれ
てはならない。超電導セラミツクスの接合化に関
する研究は現段階では皆無であり、その技術開発
が強く望まれている。
で、特に、電力応用の分野では超電導セラミツク
スと超電導セラミツクスとの接合化は超電導応用
システムの開発に必要不可欠な技術要素であり、
接合界面においても高い臨界電流密度が損なわれ
てはならない。超電導セラミツクスの接合化に関
する研究は現段階では皆無であり、その技術開発
が強く望まれている。
(c) 発明が解決しようとする問題点
超電導セラミツクスの接合には、接合強度の強
さと共に超電導セラミツクスの持つ高い臨界電流
密度が接合界面でも保持されなければならない。
特に、接合界面に異相が生成すると超電導電流が
阻止される。セラミツクス構造材料では、一般に
添加物を加えて接合界面に中間生成層を生成させ
ることにより強固な接合を図つてきてきたが、超
電導セラミツクスでは、大電流を流すためには添
加物を加えることなく超電導セラミツクス同士の
拡散により接合しなければならない。また、最近
発見された酸化物系高温超電導体は結晶構造の関
係から超電導電流においても２次元的な異方性を
示しており、大電流を流すに望ましい方向に超電
導セラミツクスを当接して接合し、接合界面にお
いて超電導の流れる経路を連続的に接続しなけれ
ばならない問題点がある。
さと共に超電導セラミツクスの持つ高い臨界電流
密度が接合界面でも保持されなければならない。
特に、接合界面に異相が生成すると超電導電流が
阻止される。セラミツクス構造材料では、一般に
添加物を加えて接合界面に中間生成層を生成させ
ることにより強固な接合を図つてきてきたが、超
電導セラミツクスでは、大電流を流すためには添
加物を加えることなく超電導セラミツクス同士の
拡散により接合しなければならない。また、最近
発見された酸化物系高温超電導体は結晶構造の関
係から超電導電流においても２次元的な異方性を
示しており、大電流を流すに望ましい方向に超電
導セラミツクスを当接して接合し、接合界面にお
いて超電導の流れる経路を連続的に接続しなけれ
ばならない問題点がある。
(d) 問題を解決しようとする手段
本発明は前記事情に鑑み、従来の問題点を解決
しようとするもので、機械的応力などの利用によ
り微細結晶粒子を特定方向に揃えた高い臨界電流
密度を持つ超電導セラミツクス焼結体の電流の流
れやすい方向に垂直な表面をそれぞれ合わせて、
接合表面に垂直方向に一軸性高温加圧処理して容
易かつ確実に接合できる方法を提供しようとする
ものであり、600℃以上、10Kg／cm2以上の加圧温
度で、超電導セラミツクス同士の相互拡散が容易
に起こり、機械的に強固で、臨界電流密度の高い
超電導セラミツクス接合体を得る接合方法を提供
するものである。
しようとするもので、機械的応力などの利用によ
り微細結晶粒子を特定方向に揃えた高い臨界電流
密度を持つ超電導セラミツクス焼結体の電流の流
れやすい方向に垂直な表面をそれぞれ合わせて、
接合表面に垂直方向に一軸性高温加圧処理して容
易かつ確実に接合できる方法を提供しようとする
ものであり、600℃以上、10Kg／cm2以上の加圧温
度で、超電導セラミツクス同士の相互拡散が容易
に起こり、機械的に強固で、臨界電流密度の高い
超電導セラミツクス接合体を得る接合方法を提供
するものである。
なお、上記の一軸性の高温加圧処理の方法とし
ては、ホツトプレス法、ホツトフオージ法などが
ある。
ては、ホツトプレス法、ホツトフオージ法などが
ある。
上記構成に基づく接合方法により、超電導セラ
ミツクス同士が充分な接合強度をもつて接合で
き、また、超電導セラミツクス同士の相互拡散に
よる接合であるために接合界面には異相の生成は
なく、高い臨界電流密度を有する高温超電導セラ
ミツクス接合体が作製できた。この発明は超電導
セラミツクスの接合化を可能とし、各種の超電導
応用システムの開発が可能となり、超電導セラミ
ツクス材料としての実用化が加速される。
ミツクス同士が充分な接合強度をもつて接合で
き、また、超電導セラミツクス同士の相互拡散に
よる接合であるために接合界面には異相の生成は
なく、高い臨界電流密度を有する高温超電導セラ
ミツクス接合体が作製できた。この発明は超電導
セラミツクスの接合化を可能とし、各種の超電導
応用システムの開発が可能となり、超電導セラミ
ツクス材料としての実用化が加速される。
(f) 発明の実施例
以下に実施例をあげて具体的に説明する。接合
するための焼結体試験片としては、110級の臨界
温度を示すBi1.6Pb0.4Sr1.6Ca2.0Cu2.8Ozなる組成
を選び、出発原料として通常入手しうる酸化ビス
マス、酸化鉛、炭酸ストロンチウム、炭酸カルシ
ウム及び酸化銅を用いた。
するための焼結体試験片としては、110級の臨界
温度を示すBi1.6Pb0.4Sr1.6Ca2.0Cu2.8Ozなる組成
を選び、出発原料として通常入手しうる酸化ビス
マス、酸化鉛、炭酸ストロンチウム、炭酸カルシ
ウム及び酸化銅を用いた。
その調合物を830℃、60時間で固相反応させて
超電導セラミツクスの単一相を作り、それを粉砕
したものをホツトプレス装置を用いて830℃、300
Kg／cm2の条件で２時間高温加圧成形・焼結を行つ
た。焼結体の密度は6.2Kg／cm3で、理論密度の95
％以上であつた。Ｘ線回折法によつて調べると、
ｃ軸は加圧方向に平行に配向し、また、超電導の
電流方向であるａ軸ないしｂ軸は加圧方向に垂直
に配向した焼結体ブロツクになり、配向度は少な
くとも95％以上あつた。このようにして得られた
高緻密な焼結体ブロツクからカツターを用いて第
１図に示す要領で切断して標準試験片（供試材寸
法18×７×７mm）を、さらに２分割して接合用試
験片（同９×７×７mm）を作製した。このような
同一の焼結体ブロツクから切断して得た試験片を
下記の実施例に示すような接合条件で行い、さら
に、接合後の試験片と標準試験片を空気中830℃、
40時間で同時に熱処理し、標準試験片と接合後の
試験片の臨界温度、臨界電流密度、接合強度を測
定し、比較検討した。上記条件で熱処理した標準
試験片の臨界温度は108℃で、77Kでの臨界電流
密度は731A／ｃm2で、この接合強度を抗折試験
によつて求めると、約15Kgｆ／mm2であつた。
超電導セラミツクスの単一相を作り、それを粉砕
したものをホツトプレス装置を用いて830℃、300
Kg／cm2の条件で２時間高温加圧成形・焼結を行つ
た。焼結体の密度は6.2Kg／cm3で、理論密度の95
％以上であつた。Ｘ線回折法によつて調べると、
ｃ軸は加圧方向に平行に配向し、また、超電導の
電流方向であるａ軸ないしｂ軸は加圧方向に垂直
に配向した焼結体ブロツクになり、配向度は少な
くとも95％以上あつた。このようにして得られた
高緻密な焼結体ブロツクからカツターを用いて第
１図に示す要領で切断して標準試験片（供試材寸
法18×７×７mm）を、さらに２分割して接合用試
験片（同９×７×７mm）を作製した。このような
同一の焼結体ブロツクから切断して得た試験片を
下記の実施例に示すような接合条件で行い、さら
に、接合後の試験片と標準試験片を空気中830℃、
40時間で同時に熱処理し、標準試験片と接合後の
試験片の臨界温度、臨界電流密度、接合強度を測
定し、比較検討した。上記条件で熱処理した標準
試験片の臨界温度は108℃で、77Kでの臨界電流
密度は731A／ｃm2で、この接合強度を抗折試験
によつて求めると、約15Kgｆ／mm2であつた。
実施例 １
第１図に示す要領で当接した２つの接合用試験
片を大気中800℃、25Kg／cm2、30分で一軸性高温
加圧処理して接合し、標準試料片と同様の条件で
熱処理した結果、接合体試験片の臨界温度は
108Kで、77Kでの臨界電流密度は621A／cm2であ
つた。また、この接合強度を抗折試験によつて求
めると、約13Kgｆ／mm2で、破壊は接合面の近傍か
らおこつた。
片を大気中800℃、25Kg／cm2、30分で一軸性高温
加圧処理して接合し、標準試料片と同様の条件で
熱処理した結果、接合体試験片の臨界温度は
108Kで、77Kでの臨界電流密度は621A／cm2であ
つた。また、この接合強度を抗折試験によつて求
めると、約13Kgｆ／mm2で、破壊は接合面の近傍か
らおこつた。
実施例 ２
第１図に示す要領で当接した２つの接合用試験
片を大気中780℃、25Kg／cm2、30分で一軸性高温
加圧処理して接合し、標準試料片と同様の条件で
熱処理した結果、接合体試験片の臨界温度は
108Kで、77Kでの臨界電流密度は511A／cm2であ
つた。また、この接合強度を抗折試験によつて求
めると、約10Kgｆ／mm2で、接合面から破壊した。
片を大気中780℃、25Kg／cm2、30分で一軸性高温
加圧処理して接合し、標準試料片と同様の条件で
熱処理した結果、接合体試験片の臨界温度は
108Kで、77Kでの臨界電流密度は511A／cm2であ
つた。また、この接合強度を抗折試験によつて求
めると、約10Kgｆ／mm2で、接合面から破壊した。
実施例 ３
第１図に示す要領で当接した２つの接合用試験
片を大気中780℃、50Kg／cm2、30分で一軸性高温
加圧処理して接合し、標準試料片と同様の条件で
熱処理した結果、接合体試験片の臨界温度は
108Kで、77Kでの臨界電流密度は585A／cm2であ
つた。また、この接合強度を抗折試験によつて求
めると、約13Kgｆ／mm2で、破壊は接合面の近傍か
らおこつた。
片を大気中780℃、50Kg／cm2、30分で一軸性高温
加圧処理して接合し、標準試料片と同様の条件で
熱処理した結果、接合体試験片の臨界温度は
108Kで、77Kでの臨界電流密度は585A／cm2であ
つた。また、この接合強度を抗折試験によつて求
めると、約13Kgｆ／mm2で、破壊は接合面の近傍か
らおこつた。
(g) 発明の効果
以上述べたごとく、本発明によれば、臨界温度
や臨界電流密度などの超電導特性を保持して超電
導セラミツクス同士を強固に接合することがで
き、超電導セラミツクス部材を用いて超電導ブロ
ツクコイル、超電導磁気シールド、超電導キヤビ
テイなど複雑形状の超電導応用部品を作製するこ
とが可能となり、本発明の工業的価値は極めて大
きい。
や臨界電流密度などの超電導特性を保持して超電
導セラミツクス同士を強固に接合することがで
き、超電導セラミツクス部材を用いて超電導ブロ
ツクコイル、超電導磁気シールド、超電導キヤビ
テイなど複雑形状の超電導応用部品を作製するこ
とが可能となり、本発明の工業的価値は極めて大
きい。
第１図は本発明に係わる超電導セラミツクスの
接合方法の実施例における接合要領の説明図であ
る。
接合方法の実施例における接合要領の説明図であ
る。
Claims (1)
- １ Bi−Pb−Sr−Ca−Cu−Ｏ系などの粒子配向
性微組織を有する２つ以上の高温超電導セラミツ
クスに対して、結晶方向が同じ焼結体表面を当接
して、600℃〜950℃の温度範囲で、また10Kg／cm2
〜100Kg／cm2加圧の範囲で一軸性高温加圧処理す
ることにより、高臨界温度や高臨界電流密度など
の超電導特性を保持しつつ強固に接合することを
特徴とする超電導セラミツクスの接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16482689A JPH0330264A (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 超電導セラミックスの接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16482689A JPH0330264A (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 超電導セラミックスの接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0330264A JPH0330264A (ja) | 1991-02-08 |
| JPH0514383B2 true JPH0514383B2 (ja) | 1993-02-24 |
Family
ID=15800655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16482689A Granted JPH0330264A (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 超電導セラミックスの接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0330264A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08296861A (ja) * | 1995-04-28 | 1996-11-12 | Shinten Kogyo Kk | 床暖房装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU653983B2 (en) | 1991-02-25 | 1994-10-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Junction between wires employing oxide superconductors and joining method therefor |
| DE69315715T2 (de) * | 1992-02-14 | 1998-07-02 | Univ Houston | Verfahren zum Verbinden von 123-Supraleitersegmenten zur Formung eines supraleitenden Artikels |
| DE69325995T2 (de) * | 1992-04-03 | 2000-04-20 | Nippon Steel Corp. | Verbundprodukt supraleitender oxidwerkstoffe und seine herstellung |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61273276A (ja) * | 1985-05-28 | 1986-12-03 | Toshiba Corp | 超電導線の接合方法 |
| JPS627671A (ja) * | 1985-07-01 | 1987-01-14 | 日本坩堝株式会社 | 鋼連続鋳造用ノズル |
-
1989
- 1989-06-27 JP JP16482689A patent/JPH0330264A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61273276A (ja) * | 1985-05-28 | 1986-12-03 | Toshiba Corp | 超電導線の接合方法 |
| JPS627671A (ja) * | 1985-07-01 | 1987-01-14 | 日本坩堝株式会社 | 鋼連続鋳造用ノズル |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08296861A (ja) * | 1995-04-28 | 1996-11-12 | Shinten Kogyo Kk | 床暖房装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0330264A (ja) | 1991-02-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |