JPH0536317A - ビスマス系酸化物超電導線材の製造方法 - Google Patents
ビスマス系酸化物超電導線材の製造方法Info
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- JPH0536317A JPH0536317A JP3184303A JP18430391A JPH0536317A JP H0536317 A JPH0536317 A JP H0536317A JP 3184303 A JP3184303 A JP 3184303A JP 18430391 A JP18430391 A JP 18430391A JP H0536317 A JPH0536317 A JP H0536317A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Wire Processing (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ピンニング点を導入する事により、磁場特性
を改善したＢｉ系酸化物超電導線材の製造方法を提供す
る。 【構成】 Ｂｉもしくは（Ｂｉ、Ｐｂ）、Ｓｒ、Ｃａ、
およびＣｕを含むビスマス系酸化物超電導体の粉末を金
属シースに充填し、これを塑性加工して線材化し、次い
で一次熱処理をする。更に塑性加工または押圧加工を
し、二次熱処理をする。前記充填粉末は組成比が（Ｂｉ
２．２−ｘ、Ｐｂｘ）Ｓｒ２．０Ｃａ２．０Ｃｕ３．０
（ｘ＝０．３〜０．４）にＳｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ相が析
出するようにＳｒ、Ｃａ、Ｃｕ、を増やした組成のもの
を用いる。
を改善したＢｉ系酸化物超電導線材の製造方法を提供す
る。 【構成】 Ｂｉもしくは（Ｂｉ、Ｐｂ）、Ｓｒ、Ｃａ、
およびＣｕを含むビスマス系酸化物超電導体の粉末を金
属シースに充填し、これを塑性加工して線材化し、次い
で一次熱処理をする。更に塑性加工または押圧加工を
し、二次熱処理をする。前記充填粉末は組成比が（Ｂｉ
２．２−ｘ、Ｐｂｘ）Ｓｒ２．０Ｃａ２．０Ｃｕ３．０
（ｘ＝０．３〜０．４）にＳｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ相が析
出するようにＳｒ、Ｃａ、Ｃｕ、を増やした組成のもの
を用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ビスマス系酸化物超
電導線材の製造方法に関するもので、特に、ビスマス系
酸化物超電導体またはその原料を金属シースに充填し、
この金属シースを次いで塑性加工して線材化し、さらに
熱処理するステップを備える、ビスマス系酸化物超電導
線材の製造方法に関するものである。
電導線材の製造方法に関するもので、特に、ビスマス系
酸化物超電導体またはその原料を金属シースに充填し、
この金属シースを次いで塑性加工して線材化し、さらに
熱処理するステップを備える、ビスマス系酸化物超電導
線材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ビスマス系酸化物超電導体材料は、１１
０Ｋ程度の高い臨界温度を有することが知られている。
このようなビスマス系酸化物超電導材料を金属被覆し
て、その状態で塑性加工することによって薄いテープ状
に加工し、次いで熱処理することにより、高い臨界電流
密度が得られることがわかっている。特に、塑性加工と
熱処理とを複数回繰り返すことにより、臨界電流密度が
さらに高められる事もわかっている。
０Ｋ程度の高い臨界温度を有することが知られている。
このようなビスマス系酸化物超電導材料を金属被覆し
て、その状態で塑性加工することによって薄いテープ状
に加工し、次いで熱処理することにより、高い臨界電流
密度が得られることがわかっている。特に、塑性加工と
熱処理とを複数回繰り返すことにより、臨界電流密度が
さらに高められる事もわかっている。
【０００３】また、ビスマス系酸化物超電導体には、臨
界温度が１１０Ｋのものと、臨界温度が８０Ｋおよび１
０Ｋのものとがあることが知られている。また、特に１
１０Ｋ相の超電導体を製造しようとするとき、非超電導
相が一部において現れることも知られている。
界温度が１１０Ｋのものと、臨界温度が８０Ｋおよび１
０Ｋのものとがあることが知られている。また、特に１
１０Ｋ相の超電導体を製造しようとするとき、非超電導
相が一部において現れることも知られている。
【０００４】また、ビスマス系酸化物超電導体におい
て、上述した１１０Ｋ相は、Ｂｉまたは（Ｂｉ，Ｐ
ｂ）：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕの組成比が２：２：２：３と言
われている２２２３相を有し、８０Ｋ相は、この組成比
がほぼ２：２：１：２である２２１２組成を有している
ことが知られている。
て、上述した１１０Ｋ相は、Ｂｉまたは（Ｂｉ，Ｐ
ｂ）：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕの組成比が２：２：２：３と言
われている２２２３相を有し、８０Ｋ相は、この組成比
がほぼ２：２：１：２である２２１２組成を有している
ことが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって、安価な液
体窒素（７７．３Ｋ）を冷却媒体として、ビスマス系酸
化物超電導体を高磁場中において使用するには、１１０
Ｋ相である２２２３相をできるだけ多く生成させ、かつ
ピンニング点を導入させる事が必要である。
体窒素（７７．３Ｋ）を冷却媒体として、ビスマス系酸
化物超電導体を高磁場中において使用するには、１１０
Ｋ相である２２２３相をできるだけ多く生成させ、かつ
ピンニング点を導入させる事が必要である。
【０００６】それゆえに、この発明の目的は、１１０Ｋ
相である２２２３相にできるだけ近い組成に、導入しよ
うとするピンニング点の組成を増やした組成を用い、１
１０Ｋ相を得てかつ１１０Ｋ相に悪影響を及ぼさない非
超電導相をできるだけ多く導入し、高いピンニング力を
持ち、高磁場中で高臨界電流密度と臨界電流を得る、ビ
スマス系酸化物超電導線材の製造方法を提供しようとす
ることである。
相である２２２３相にできるだけ近い組成に、導入しよ
うとするピンニング点の組成を増やした組成を用い、１
１０Ｋ相を得てかつ１１０Ｋ相に悪影響を及ぼさない非
超電導相をできるだけ多く導入し、高いピンニング力を
持ち、高磁場中で高臨界電流密度と臨界電流を得る、ビ
スマス系酸化物超電導線材の製造方法を提供しようとす
ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、Ｂｉもしく
は（Ｂｉ，Ｐｂ）、Ｓｒ，Ｃａ，およびＣｕを含むビス
マス系酸化物超電導体またはその原料からなる粉末を金
属シースに充填し、前記粉末を充填した前記金属シース
を塑性加工して線材化し、次いで１次熱処理し、塑性加
工または押圧加工し、さらに２次熱処理する、各ステッ
プを備える、ビスマス系酸化物超電導線材の製造方法に
向けられるものであって、上述した技術的課題を解決す
るため、次のような構成を備えることを特徴としてい
る。
は（Ｂｉ，Ｐｂ）、Ｓｒ，Ｃａ，およびＣｕを含むビス
マス系酸化物超電導体またはその原料からなる粉末を金
属シースに充填し、前記粉末を充填した前記金属シース
を塑性加工して線材化し、次いで１次熱処理し、塑性加
工または押圧加工し、さらに２次熱処理する、各ステッ
プを備える、ビスマス系酸化物超電導線材の製造方法に
向けられるものであって、上述した技術的課題を解決す
るため、次のような構成を備えることを特徴としてい
る。
【０００８】すなわち、この発明は、前記充填粉末の組
成比が（Ｂｉ2.2-x，Ｐｂx）Ｓｒ2.0Ｃａ2.0Ｃｕ
3.0（ｘ＝0.3〜0.4）にＳｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ相が析出
するようにＳｒ，Ｃａ，Ｃｕを増やした組成である充填
粉末を用いることを特徴としている。
成比が（Ｂｉ2.2-x，Ｐｂx）Ｓｒ2.0Ｃａ2.0Ｃｕ
3.0（ｘ＝0.3〜0.4）にＳｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ相が析出
するようにＳｒ，Ｃａ，Ｃｕを増やした組成である充填
粉末を用いることを特徴としている。
【０００９】析出相は、（Ｃａ0.8，Ｓｒ0.2）2Ｃｕ
Ｏ3，（Ｃａ0.5，Ｓｒ0.5）ＣｕＯ2，又は（Ｃａ0.5，
Ｓｒ0.5）3Ｃｕ5Ｏ8であることが望ましく、更に実施例
に示されているように（Ｃａ0.8，Ｓｒ0.2）2ＣｕＯ3が
最も良いようである。
Ｏ3，（Ｃａ0.5，Ｓｒ0.5）ＣｕＯ2，又は（Ｃａ0.5，
Ｓｒ0.5）3Ｃｕ5Ｏ8であることが望ましく、更に実施例
に示されているように（Ｃａ0.8，Ｓｒ0.2）2ＣｕＯ3が
最も良いようである。
【００１０】又、１次熱処理時間は１００〜３００時間
で、金属シースに充填される粉末は、最大粒径が２．０
μｍ以下であり、平均粒径が１．０μｍ以下であること
が望ましい。
で、金属シースに充填される粉末は、最大粒径が２．０
μｍ以下であり、平均粒径が１．０μｍ以下であること
が望ましい。
【００１１】また、この発明で用いられるビスマス系酸
化物超電導体またはその原料は、一般的には、多結晶体
または超電導相と非超電導相との集合物からなる。
化物超電導体またはその原料は、一般的には、多結晶体
または超電導相と非超電導相との集合物からなる。
【００１２】また、この発明において用いられる金属シ
ースの材質としては、ビスマス系酸化物超電導体と反応
せず、かつ低抵抗の金属または合金が用いられることが
好ましく、一例として、銀もしくは銀合金が挙げられ
る。
ースの材質としては、ビスマス系酸化物超電導体と反応
せず、かつ低抵抗の金属または合金が用いられることが
好ましく、一例として、銀もしくは銀合金が挙げられ
る。
【００１３】
【作用効果】この発明のような充填用粉末は、１１０Ｋ
相生成のための熱処理後において、１１０Ｋ相中に非超
電導相、主にＣａ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ系を分散させてピン
ニング点として働かせる作用がある。
相生成のための熱処理後において、１１０Ｋ相中に非超
電導相、主にＣａ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ系を分散させてピン
ニング点として働かせる作用がある。
【００１４】液体窒素温度（７７Ｋ）の高磁場中で高い
臨界電流密度を得るためには、超電導体にピンニング点
を導入させることが必要である。しかし、Ｂｉ系高温相
は生成が比較的に難しくかつ５元素（酸素を除く）から
成り立っているため、この５元素以外の物質を添加する
ことは、この５元素との反応性および高温相の生成とい
う観点から非常に難しく、よってこの５元素以外の物質
を使ってピンニング点として導入する事は難しい。
臨界電流密度を得るためには、超電導体にピンニング点
を導入させることが必要である。しかし、Ｂｉ系高温相
は生成が比較的に難しくかつ５元素（酸素を除く）から
成り立っているため、この５元素以外の物質を添加する
ことは、この５元素との反応性および高温相の生成とい
う観点から非常に難しく、よってこの５元素以外の物質
を使ってピンニング点として導入する事は難しい。
【００１５】そこで、現在、Ｂｉ系高温相を作成しよう
とすると必ず残留してしまう異相が存在するが、これを
積極的にピンニング点として作用させようと言うのがこ
の発明である。その残留してしまう異相であるが、Ｂｉ
系超電導体は、５元素からなっているためにその異相も
多く存在するが、我々は独自にその異相の組成を調査す
ることによって、（Ｃａ0.8，Ｓｒ0.2）2ＣｕＯ3，（Ｃ
ａ0.5，Ｓｒ0.5）ＣｕＯ2，（Ｃａ0.5，Ｓｒ0.5）3Ｃｕ
5Ｏ8である事を見いだした。従って、これらの異相分だ
け組成を増やす事によって、高温相と反応しないピンニ
ング点を導入できる。
とすると必ず残留してしまう異相が存在するが、これを
積極的にピンニング点として作用させようと言うのがこ
の発明である。その残留してしまう異相であるが、Ｂｉ
系超電導体は、５元素からなっているためにその異相も
多く存在するが、我々は独自にその異相の組成を調査す
ることによって、（Ｃａ0.8，Ｓｒ0.2）2ＣｕＯ3，（Ｃ
ａ0.5，Ｓｒ0.5）ＣｕＯ2，（Ｃａ0.5，Ｓｒ0.5）3Ｃｕ
5Ｏ8である事を見いだした。従って、これらの異相分だ
け組成を増やす事によって、高温相と反応しないピンニ
ング点を導入できる。
【００１６】このように、ピンニング点の導入された線
材は、図１に示すようにＪｃ−Ｂ特性の向上に効果があ
る。しかし、これらのピンニング点は少ないと効果が小
さいし、また、多すぎると超電導電流のパスを小さくし
てしまい、逆に臨界電流を下げてしまう。
材は、図１に示すようにＪｃ−Ｂ特性の向上に効果があ
る。しかし、これらのピンニング点は少ないと効果が小
さいし、また、多すぎると超電導電流のパスを小さくし
てしまい、逆に臨界電流を下げてしまう。
【００１７】
【実施例】Ｂｉ2Ｏ3、ＰｂＯ，ＳｒＣＯ3，ＣａＣＯ3，
およびＣｕＯの各粉末を，表１の組成比を持つように秤
量し、混合した。
およびＣｕＯの各粉末を，表１の組成比を持つように秤
量し、混合した。
【００１８】
【表１】
【００１９】次に、８００℃で２０時間熱処理を施した
後粉砕し、次いで８６０℃２時間の熱処理を行い、充填
用粉末にした。これらの得られた粉末を、それぞれ、最
大粒径が２．０μｍ、平均粒径が１．０μｍとなるよう
に粉砕した。
後粉砕し、次いで８６０℃２時間の熱処理を行い、充填
用粉末にした。これらの得られた粉末を、それぞれ、最
大粒径が２．０μｍ、平均粒径が１．０μｍとなるよう
に粉砕した。
【００２０】その後、得られた粉末を それぞれ、外径
６．０ｍｍ、内径４．０ｍｍの銀パイプに充填し、次い
で、直径１．０ｍｍになるまで伸線し、さらに、厚さ
０．１７ｍｍになるまで圧延加工し、プレスを行った。
その後、１次熱処理としてそれぞれ８４５℃で１５０時
間の熱処理を行い、その後再びプレスを行い２次熱処理
として、８４０℃、５０時間の熱処理を行った。このよ
うにして得られた各線材について、それぞれ、７７．３
Ｋの温度下で、臨界電流密度の磁場依存性の測定を行っ
た。
６．０ｍｍ、内径４．０ｍｍの銀パイプに充填し、次い
で、直径１．０ｍｍになるまで伸線し、さらに、厚さ
０．１７ｍｍになるまで圧延加工し、プレスを行った。
その後、１次熱処理としてそれぞれ８４５℃で１５０時
間の熱処理を行い、その後再びプレスを行い２次熱処理
として、８４０℃、５０時間の熱処理を行った。このよ
うにして得られた各線材について、それぞれ、７７．３
Ｋの温度下で、臨界電流密度の磁場依存性の測定を行っ
た。
【００２１】その結果、図１に示すようなＪｃ−Ｂ特性
を得た。この結果より、この発明の組成比を用いる事に
より臨界電流密度の磁場特性が改善される事がわかっ
た。
を得た。この結果より、この発明の組成比を用いる事に
より臨界電流密度の磁場特性が改善される事がわかっ
た。
【図１】表１に示す組成比を持つ〜種の粉末を、前
記記載の処理を施して得られた各線材のＪｃ−Ｂ特性を
表す。横軸は印加磁場。縦軸はゼロ磁場中のＪｃｏで規
格化したＪｃの測定値。
記記載の処理を施して得られた各線材のＪｃ−Ｂ特性を
表す。横軸は印加磁場。縦軸はゼロ磁場中のＪｃｏで規
格化したＪｃの測定値。
表１に示す〜までの成分組成でつくられた線材の区
別を示す。
別を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｈ０１Ｂ 12/04 ＺＡＡ 8936−5Ｇ (72)発明者 佐藤 謙一 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項】 Ｂｉもしくは（Ｂｉ，Ｐｂ）、Ｓｒ、Ｃ
ａ、およびＣｕを含むビスマス系酸化物超電導体または
その原料からなる粉末を金属シースに充填し、前記粉末
を充填した前記金属シースを塑性加工して線材化し、次
いで１次熱処理し、塑性加工または押圧加工し、さらに
２次熱処理する、各ステップを備える、ビスマス系酸化
物超電導線材の製造方法であって、組成比は（Ｂｉ
2.2-x，Ｐｂx）Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3（ｘ＝0.3〜0.4）に、
Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ相が析出するように、Ｓｒ，Ｃ
ａ，Ｃｕを増やした組成となる粉末を充填粉末に用いる
ことを特徴とする、ビスマス系酸化物超電導線材の製造
方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3184303A JPH0536317A (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | ビスマス系酸化物超電導線材の製造方法 |
| PCT/JP1992/000935 WO1993002460A1 (fr) | 1991-07-24 | 1992-07-22 | Procede de fabrication d'un materiau supraconducteur filaire en oxyde a base de bismuth |
| DE69208856T DE69208856T2 (de) | 1991-07-24 | 1992-07-22 | Herstellungsverfahren eines bismutoxyd enthaltenden supraleitenden drahtmaterials |
| CA002092180A CA2092180C (en) | 1991-07-24 | 1992-07-22 | Method of preparing bismuth oxide superconducting wire |
| AU23459/92A AU646971B2 (en) | 1991-07-24 | 1992-07-22 | Method for manufacturing superconductive wire material of bismuth based oxide |
| EP92916222A EP0551523B1 (en) | 1991-07-24 | 1992-07-22 | Method for manufacturing superconductive wire based on bismuth oxide superconducting material |
| US08/345,920 US5552376A (en) | 1991-07-24 | 1994-11-28 | Method of preparing bismuth oxide superconducting wire |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3184303A JPH0536317A (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | ビスマス系酸化物超電導線材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0536317A true JPH0536317A (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=16150977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3184303A Pending JPH0536317A (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | ビスマス系酸化物超電導線材の製造方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5552376A (ja) |
| EP (1) | EP0551523B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0536317A (ja) |
| AU (1) | AU646971B2 (ja) |
| CA (1) | CA2092180C (ja) |
| DE (1) | DE69208856T2 (ja) |
| WO (1) | WO1993002460A1 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07282659A (ja) * | 1994-04-07 | 1995-10-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 高温超電導線材の製造方法 |
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