JPH0534290B2 - - Google Patents
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- JPH0534290B2 JPH0534290B2 JP62331099A JP33109987A JPH0534290B2 JP H0534290 B2 JPH0534290 B2 JP H0534290B2 JP 62331099 A JP62331099 A JP 62331099A JP 33109987 A JP33109987 A JP 33109987A JP H0534290 B2 JPH0534290 B2 JP H0534290B2
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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
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、超電導材の製造方法に関するもの
である。 〔従来技術及びその問題点〕 超電導物質は、既に高エネルギー粒子加速器、
医療診断用MRI−CT物性研究装置等において、
超電導マグネツトの形で実用化されている。ま
た、発電機、エネルギーの貯蔵や変換、リニアモ
ーターカー、資源回収用磁気分離装置、核融合
炉、送電ケーブル、磁気シールド材等への応用、
さらには、ジヨセフソン効果を用いた超電導素子
は、超高速コンピユーター、赤外線検出器、低雑
音の増幅器等への応用が期待されており、これら
が本格的に実用化された場合の産業的、社会的イ
ンパクトの大きさは、未だ測りがたい。 これまでに開発された超電導物質の代表的なも
のとして、Nb−Ti合金があり、これは、現在9T
までの磁界発生用線材として広く使用されてい
る。Nb−Ti合金のTc（超電導状態が存在する臨
界温度）は、9Kである。また、Nb−Ti合金より
も格段に高いTcを有する材料として化合物系超
電導物質が開発され、現在、Nb3Sn（Tc：18K）
とV3Ga（Tc：15K）が線材化され実用に供せら
れている。さらに、Nb3Geでは23KのTcが得ら
れている。 このように長年に亘つて高Tc超電導物質を得
るための努力がなされてきたが、従来の合金系お
よび化合物系超電導物質においては、Tc23Kが
大きな壁になつている。Tcが23K以下の超電導
物質の冷却には、高価な液体ヘリウムが必要であ
り、このことが超電導物質の広範な応用を阻害し
ている。このTcの壁を打破する材料として、
1986年にIBMチユーリツヒのＭｕ¨ller氏等が、
Ba−La−Cu−Ｏ系の酸化物で超電導の徴候が認
められたと発表して以来、酸化物系超電導物質の
開発競争に拍車がかかつた。1986年にはTc40K
であつたものが、1987年の初には、早くも77Kの
液体窒素温度を超えるＹ−Ba−Cu−Ｏ系超電導
物質が開発され、Tcは約93Kに達した。さらに、
その後も精力的な開発が続けられており、今のと
ころ安全性等に問題はあるものの室温で超電導現
象を示す超電導物質の開発も報告されている。液
体窒素温度で使用可能な高温超電導物質の発見
は、前述した応用分野への期待度を増々高めるも
のであるが、空孔率が小さく、従つて、臨界電流
密度（Jc）が大きい超電導皮膜が形成された超電
導材を容易に製造することができる方法の開発が
望まれているが、かかる方法は、未だ提案されて
いない。 従つて、この発明の目的は、（Jc）が大きい超
電導皮膜が形成された超電導素材を容易に製造す
ることができる方法を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、基材の表面上に、CuxOy基を含む
複合酸化物超電導物質からなる皮膜を溶射によつ
て形成し、このようにして得た、基材と超電導皮
膜とからなる超電導素材に、高温下で等力高圧力
を付与するHIP処理を施し、かくして、前記超電
導皮膜の空孔率を低下させることに特徴を有する
ものである。 次に、この発明の一実施態様の、超電導材の製
造方法を図面を参照しながら説明する。 第１図は、この発明の方法に使用するプラズマ
溶射装置を示す断面図である。 この発明は、まず、第１図に示すようなプラズ
マ溶射装置１を使用して、例えば、銅製基材２の
表面上に、CuxOy基を含む複合酸化物超電導物質
からなる超電導皮膜３を形成する。 プラズマ溶射装置１は、真空容器４と、真空容
器４内に設けられた溶射ノズル５と、溶射ノズル
５内に設けられたタングステン製電極６と、溶射
ノズル５と電極６との間に接続されたプラズマ電
源７とからなつている。 真空容器４内に、溶射ノズル５と対向して基材
２を設置し、真空容器４内を減圧し、溶射ノズル
５内にアルゴン、ヘリウム等の作動ガスおよび
CuxOy基を含む複合酸化物超電導物質の粉末（10
から100μm）をそれぞれ連続的に供給し、そし
て、プラズマ電源７を作動させて、溶射ノズル５
と電極６との間にプラズマアークを発生させる。 このようにして、基材２と超電導皮膜３とから
なる超電導素材８を得たら、次に、超電導素材８
をHIP処理装置に入れて、高温下で等方高圧力を
超電導素材８に付与する。HIP処理装置９は、第
２図に示すように、アルゴンガス等の高圧ガスが
圧入される圧力容器１０と、超電導素材８を加熱
するためのヒーター１１とからなつており、圧力
容器１０内に高圧ガスを圧入して、ヒーター１１
によつて加熱された超電導素材８に等力高圧力を
付与する。これによつて、超電導皮膜８の空孔率
が大幅に減少する。 次に、この発明の実施例について説明する。 第１図に示すプラズマ溶射装置１を使用して、
Ni基合金製基材２（１辺20mm、厚み0.5mm）の表
面上に、Y0.3Ba0.7Cu1O3-yからなる厚み100μmの
超電導皮膜３を形成した。即ち、基材２をプラズ
マ溶射装置１の真空容器４内にセツトし、Arと
Heとの混合ガスを、溶射ノズル５の後部から溶
射ノズル５内に供給し、Y0.3Ba0.7Cu1O3-yからな
る超電導物質（粒径10〜100μm）の粒子を、溶射
ノズル５の前部から溶射ノズル５内に供給し、プ
ラズマ電源７から15KWの電力を電極６に供給
し、真空容器４内の気圧を80ミリバールに減圧し
て、基材２の表面上に、Y0.3Ba0.7Cu1O3-yからな
る超電導皮膜３を形成した。 次に、このようにして得た超電導素材８に、第
２図に示すHIP処理装置９によつてHIP処理を施
した。即ち、超電導素材８をHIP処理装置９の圧
力容器１０内にセツトし、Arと20％O2との混合
ガスを、真空容器１０内に圧入して、圧力容器１
０内の気圧を2000気圧に保持し、ヒーター１１に
よつて超電導素材８を900℃に１時間加熱した。
そして、この後、20℃／minの速度まで徐冷し
た。 このようにして製造した超電導材における超電
導皮膜の空孔率、超電導皮膜と基材との密着力、
（Tc）および（Jc）について調べた。この結果、
第１表に示す。
である。 〔従来技術及びその問題点〕 超電導物質は、既に高エネルギー粒子加速器、
医療診断用MRI−CT物性研究装置等において、
超電導マグネツトの形で実用化されている。ま
た、発電機、エネルギーの貯蔵や変換、リニアモ
ーターカー、資源回収用磁気分離装置、核融合
炉、送電ケーブル、磁気シールド材等への応用、
さらには、ジヨセフソン効果を用いた超電導素子
は、超高速コンピユーター、赤外線検出器、低雑
音の増幅器等への応用が期待されており、これら
が本格的に実用化された場合の産業的、社会的イ
ンパクトの大きさは、未だ測りがたい。 これまでに開発された超電導物質の代表的なも
のとして、Nb−Ti合金があり、これは、現在9T
までの磁界発生用線材として広く使用されてい
る。Nb−Ti合金のTc（超電導状態が存在する臨
界温度）は、9Kである。また、Nb−Ti合金より
も格段に高いTcを有する材料として化合物系超
電導物質が開発され、現在、Nb3Sn（Tc：18K）
とV3Ga（Tc：15K）が線材化され実用に供せら
れている。さらに、Nb3Geでは23KのTcが得ら
れている。 このように長年に亘つて高Tc超電導物質を得
るための努力がなされてきたが、従来の合金系お
よび化合物系超電導物質においては、Tc23Kが
大きな壁になつている。Tcが23K以下の超電導
物質の冷却には、高価な液体ヘリウムが必要であ
り、このことが超電導物質の広範な応用を阻害し
ている。このTcの壁を打破する材料として、
1986年にIBMチユーリツヒのＭｕ¨ller氏等が、
Ba−La−Cu−Ｏ系の酸化物で超電導の徴候が認
められたと発表して以来、酸化物系超電導物質の
開発競争に拍車がかかつた。1986年にはTc40K
であつたものが、1987年の初には、早くも77Kの
液体窒素温度を超えるＹ−Ba−Cu−Ｏ系超電導
物質が開発され、Tcは約93Kに達した。さらに、
その後も精力的な開発が続けられており、今のと
ころ安全性等に問題はあるものの室温で超電導現
象を示す超電導物質の開発も報告されている。液
体窒素温度で使用可能な高温超電導物質の発見
は、前述した応用分野への期待度を増々高めるも
のであるが、空孔率が小さく、従つて、臨界電流
密度（Jc）が大きい超電導皮膜が形成された超電
導材を容易に製造することができる方法の開発が
望まれているが、かかる方法は、未だ提案されて
いない。 従つて、この発明の目的は、（Jc）が大きい超
電導皮膜が形成された超電導素材を容易に製造す
ることができる方法を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、基材の表面上に、CuxOy基を含む
複合酸化物超電導物質からなる皮膜を溶射によつ
て形成し、このようにして得た、基材と超電導皮
膜とからなる超電導素材に、高温下で等力高圧力
を付与するHIP処理を施し、かくして、前記超電
導皮膜の空孔率を低下させることに特徴を有する
ものである。 次に、この発明の一実施態様の、超電導材の製
造方法を図面を参照しながら説明する。 第１図は、この発明の方法に使用するプラズマ
溶射装置を示す断面図である。 この発明は、まず、第１図に示すようなプラズ
マ溶射装置１を使用して、例えば、銅製基材２の
表面上に、CuxOy基を含む複合酸化物超電導物質
からなる超電導皮膜３を形成する。 プラズマ溶射装置１は、真空容器４と、真空容
器４内に設けられた溶射ノズル５と、溶射ノズル
５内に設けられたタングステン製電極６と、溶射
ノズル５と電極６との間に接続されたプラズマ電
源７とからなつている。 真空容器４内に、溶射ノズル５と対向して基材
２を設置し、真空容器４内を減圧し、溶射ノズル
５内にアルゴン、ヘリウム等の作動ガスおよび
CuxOy基を含む複合酸化物超電導物質の粉末（10
から100μm）をそれぞれ連続的に供給し、そし
て、プラズマ電源７を作動させて、溶射ノズル５
と電極６との間にプラズマアークを発生させる。 このようにして、基材２と超電導皮膜３とから
なる超電導素材８を得たら、次に、超電導素材８
をHIP処理装置に入れて、高温下で等方高圧力を
超電導素材８に付与する。HIP処理装置９は、第
２図に示すように、アルゴンガス等の高圧ガスが
圧入される圧力容器１０と、超電導素材８を加熱
するためのヒーター１１とからなつており、圧力
容器１０内に高圧ガスを圧入して、ヒーター１１
によつて加熱された超電導素材８に等力高圧力を
付与する。これによつて、超電導皮膜８の空孔率
が大幅に減少する。 次に、この発明の実施例について説明する。 第１図に示すプラズマ溶射装置１を使用して、
Ni基合金製基材２（１辺20mm、厚み0.5mm）の表
面上に、Y0.3Ba0.7Cu1O3-yからなる厚み100μmの
超電導皮膜３を形成した。即ち、基材２をプラズ
マ溶射装置１の真空容器４内にセツトし、Arと
Heとの混合ガスを、溶射ノズル５の後部から溶
射ノズル５内に供給し、Y0.3Ba0.7Cu1O3-yからな
る超電導物質（粒径10〜100μm）の粒子を、溶射
ノズル５の前部から溶射ノズル５内に供給し、プ
ラズマ電源７から15KWの電力を電極６に供給
し、真空容器４内の気圧を80ミリバールに減圧し
て、基材２の表面上に、Y0.3Ba0.7Cu1O3-yからな
る超電導皮膜３を形成した。 次に、このようにして得た超電導素材８に、第
２図に示すHIP処理装置９によつてHIP処理を施
した。即ち、超電導素材８をHIP処理装置９の圧
力容器１０内にセツトし、Arと20％O2との混合
ガスを、真空容器１０内に圧入して、圧力容器１
０内の気圧を2000気圧に保持し、ヒーター１１に
よつて超電導素材８を900℃に１時間加熱した。
そして、この後、20℃／minの速度まで徐冷し
た。 このようにして製造した超電導材における超電
導皮膜の空孔率、超電導皮膜と基材との密着力、
（Tc）および（Jc）について調べた。この結果、
第１表に示す。
以上説明したように、この発明によれば、超電
導皮膜にHIP処理を施すことによつて、超電導皮
膜の空孔率が低下する結果、（Jc）が大幅に増大
し、超電導皮膜と基材との密着力も増大する等、
種々の有用な効果がもたらされる。
導皮膜にHIP処理を施すことによつて、超電導皮
膜の空孔率が低下する結果、（Jc）が大幅に増大
し、超電導皮膜と基材との密着力も増大する等、
種々の有用な効果がもたらされる。
第１図は、この発明の方法に使用するプラズマ
溶射装置を示す断面図、第２図は、この発明の方
法に使用するHIP処理装置を示す断面図である。
図面において、 １……プラズマ溶射装置、２……基材、３……
超電導皮膜、４……真空容器、５……溶射ノズ
ル、６……電極、７……プラズマ電極、８……超
電導素材、９……HIP処理装置、１０……圧力容
器、１１……ヒーター。
溶射装置を示す断面図、第２図は、この発明の方
法に使用するHIP処理装置を示す断面図である。
図面において、 １……プラズマ溶射装置、２……基材、３……
超電導皮膜、４……真空容器、５……溶射ノズ
ル、６……電極、７……プラズマ電極、８……超
電導素材、９……HIP処理装置、１０……圧力容
器、１１……ヒーター。
Claims (1)
- １ 基材の表面上に、CuxOy基を含む複合酸化物
超電導物質からなる皮膜を溶射によつて形成し、
このようにして得た、基材と超電導皮膜とからな
る超電導素材上に、高温下で等力高圧力を付与す
るHIP処理を施し、かくして、前記超電導皮膜の
空孔率を低下させることを特徴とする、超電導材
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62331099A JPH01172218A (ja) | 1987-12-26 | 1987-12-26 | 超電導材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62331099A JPH01172218A (ja) | 1987-12-26 | 1987-12-26 | 超電導材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01172218A JPH01172218A (ja) | 1989-07-07 |
| JPH0534290B2 true JPH0534290B2 (ja) | 1993-05-21 |
Family
ID=18239845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62331099A Granted JPH01172218A (ja) | 1987-12-26 | 1987-12-26 | 超電導材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01172218A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0393620A (ja) * | 1989-09-06 | 1991-04-18 | Kokusai Chiyoudendou Sangyo Gijutsu Kenkyu Center | 酸化物超電導体薄膜の製造方法 |
| JP3548885B2 (ja) * | 1998-08-17 | 2004-07-28 | 株式会社村田製作所 | 誘電体共振器の製造方法 |
-
1987
- 1987-12-26 JP JP62331099A patent/JPH01172218A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01172218A (ja) | 1989-07-07 |
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