JPH05817A - ビスマス系酸化物超電導体の製造方法 - Google Patents
ビスマス系酸化物超電導体の製造方法Info
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- JPH05817A JPH05817A JP3148819A JP14881991A JPH05817A JP H05817 A JPH05817 A JP H05817A JP 3148819 A JP3148819 A JP 3148819A JP 14881991 A JP14881991 A JP 14881991A JP H05817 A JPH05817 A JP H05817A
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- Japan
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- phase
- heat treatment
- bismuth
- tensile stress
- based oxide
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-
- 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
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 全体に均質で緻密であり、高い臨界電流密度
を示すビスマス系酸化物超電導体の製造方法を提供す
る。 【構成】 熱処理後に超電導相である２２１２相が生成
するマクロな組成を有し、Ｂｉ欠損相が配向している前
駆体を準備し、この前駆体に１ＭＰａ以上３０ＭＰａ以
下の引張応力を加えながら、７００℃以上８６０℃以下
の温度で熱処理を施す。
を示すビスマス系酸化物超電導体の製造方法を提供す
る。 【構成】 熱処理後に超電導相である２２１２相が生成
するマクロな組成を有し、Ｂｉ欠損相が配向している前
駆体を準備し、この前駆体に１ＭＰａ以上３０ＭＰａ以
下の引張応力を加えながら、７００℃以上８６０℃以下
の温度で熱処理を施す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−
Ｃｕ−Ｏ系酸化物などのビスマス系酸化物超電導体を製
造する方法に関するものである。
Ｃｕ−Ｏ系酸化物などのビスマス系酸化物超電導体を製
造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】配向性を高め臨界電流密度の大きな超電
導体を製造する方法として、いわゆるホットプレスと呼
ばれる方法がある。この方法では、試料を加熱しながら
１軸方向に圧縮する。この方法はイットリウム系酸化物
超電導体およびビスマス系酸化物超電導体のいずれにも
効果的であり、高い臨界電流密度を得ることができる。
導体を製造する方法として、いわゆるホットプレスと呼
ばれる方法がある。この方法では、試料を加熱しながら
１軸方向に圧縮する。この方法はイットリウム系酸化物
超電導体およびビスマス系酸化物超電導体のいずれにも
効果的であり、高い臨界電流密度を得ることができる。
【０００３】また、他の方法としては、Ｂｉ欠損相を配
向させたビスマス系酸化物超電導体の前駆体を熱処理
し、超電導相である２２１２相の配向したビスマス系酸
化物超電導体を得る方法がある。
向させたビスマス系酸化物超電導体の前駆体を熱処理
し、超電導相である２２１２相の配向したビスマス系酸
化物超電導体を得る方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ホット
プレス法はバルク体に適用することができるが、長尺体
には適用することができないという問題があった。
プレス法はバルク体に適用することができるが、長尺体
には適用することができないという問題があった。
【０００５】またＢｉ欠損相が配向した前駆体を用いる
方法は、一種の反応拡散法であるため、元素によって拡
散のスピードが異なり、超電導体中においてボイドが発
生するという問題があった。このようなボイドは、一般
にカーケンドールボイドと呼ばれており、反応拡散また
は相互拡散における、拡散速度の差によって生じるカー
ケンドール効果により発生するボイドである。
方法は、一種の反応拡散法であるため、元素によって拡
散のスピードが異なり、超電導体中においてボイドが発
生するという問題があった。このようなボイドは、一般
にカーケンドールボイドと呼ばれており、反応拡散また
は相互拡散における、拡散速度の差によって生じるカー
ケンドール効果により発生するボイドである。
【０００６】ビスマス系酸化物超電導体の場合、ミクロ
には０１１２相／２２０１相の組合わせで、超電導相で
ある２２１２相が生成する。０１１２相側からは、Ｃａ
およびＣｕなどが２２０１相側に拡散し、２２０１相側
からは、ＢｉおよびＳｒなどが０１１２相に拡散する。
この際の拡散のスピードが異なるため、上述のようなボ
イドが発生する。
には０１１２相／２２０１相の組合わせで、超電導相で
ある２２１２相が生成する。０１１２相側からは、Ｃａ
およびＣｕなどが２２０１相側に拡散し、２２０１相側
からは、ＢｉおよびＳｒなどが０１１２相に拡散する。
この際の拡散のスピードが異なるため、上述のようなボ
イドが発生する。
【０００７】この発明の目的は、このようなボイドの発
生を抑制し、緻密性が高く、かつ均質な高い臨界電流密
度を有するビスマス系酸化物超電導体を製造する方法を
提供することにある。
生を抑制し、緻密性が高く、かつ均質な高い臨界電流密
度を有するビスマス系酸化物超電導体を製造する方法を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の製造方法で
は、熱処理後に超電導相である２２１２相が生成するマ
クロな組成を有し、Ｂｉ欠損相が配向している前駆体を
準備するステップと、前駆体に１ＭＰａ以上３０ＭＰａ
以下の引張応力を加えながら、７００℃以上８６０℃以
下の温度で熱処理を施すステップとを備えている。
は、熱処理後に超電導相である２２１２相が生成するマ
クロな組成を有し、Ｂｉ欠損相が配向している前駆体を
準備するステップと、前駆体に１ＭＰａ以上３０ＭＰａ
以下の引張応力を加えながら、７００℃以上８６０℃以
下の温度で熱処理を施すステップとを備えている。
【０００９】図１は、この発明において前駆体に引張応
力を加えながら熱処理するための装置を示す概略構成図
である。図１を参照して、サプライリール１には超電導
体３が巻付けられており、この超電導体３は巻取リール
２に巻取られる。サプライリール１から巻取リール２に
送られる超電導体３の周りにはヒータ４が設けられてい
る。超電導体３は、サプライリール１から供給され巻取
リール２に巻取られるが、このときサプライリール１の
回転にブレーキをかけることにより、サプライリール１
と巻取リール２の間の超電導体３には引張応力が加わ
る。また、ヒータ４で引張応力が加えられている超電導
体３を加熱することにより、超電導体３を熱処理するこ
とができる。
力を加えながら熱処理するための装置を示す概略構成図
である。図１を参照して、サプライリール１には超電導
体３が巻付けられており、この超電導体３は巻取リール
２に巻取られる。サプライリール１から巻取リール２に
送られる超電導体３の周りにはヒータ４が設けられてい
る。超電導体３は、サプライリール１から供給され巻取
リール２に巻取られるが、このときサプライリール１の
回転にブレーキをかけることにより、サプライリール１
と巻取リール２の間の超電導体３には引張応力が加わ
る。また、ヒータ４で引張応力が加えられている超電導
体３を加熱することにより、超電導体３を熱処理するこ
とができる。
【００１０】図１に示すような装置を用いることによ
り、生産性よく、熱処理することができる。しかしなが
ら、この発明は、図１に示すような装置により熱処理を
施すことに限定されるものではない。
り、生産性よく、熱処理することができる。しかしなが
ら、この発明は、図１に示すような装置により熱処理を
施すことに限定されるものではない。
【００１１】
【作用】一般にセラミックス材料は引張応力下では破断
しやすいことが知られている。しかしながら、本発明者
等は、ビスマス系酸化物超電導体に対し熱処理の際に引
張応力を印加することにより、ビスマス系酸化物超電導
体が引張方向に延び、径が小さくなるなど、所定の引張
応力および温度の範囲において延性を有することを見出
した。この発明は、このような事実に基づきなされたも
のである。
しやすいことが知られている。しかしながら、本発明者
等は、ビスマス系酸化物超電導体に対し熱処理の際に引
張応力を印加することにより、ビスマス系酸化物超電導
体が引張方向に延び、径が小さくなるなど、所定の引張
応力および温度の範囲において延性を有することを見出
した。この発明は、このような事実に基づきなされたも
のである。
【００１２】レーザペデスタル法などの固液界面温度勾
配の大きな方法により、ビスマス系酸化物超電導体の前
駆体を成長させると、高速成長の条件であっても、Ｂｉ
欠損相が配向した前駆体を得ることができる。このよう
な前駆体を熱処理することにより、超電導相である２２
１２相が配向したビスマス系酸化物超電導体を得ること
ができる。しかしながら、単に熱処理したものでは、上
述のように、カーケンドールボイドが発生する。
配の大きな方法により、ビスマス系酸化物超電導体の前
駆体を成長させると、高速成長の条件であっても、Ｂｉ
欠損相が配向した前駆体を得ることができる。このよう
な前駆体を熱処理することにより、超電導相である２２
１２相が配向したビスマス系酸化物超電導体を得ること
ができる。しかしながら、単に熱処理したものでは、上
述のように、カーケンドールボイドが発生する。
【００１３】この発明では、熱処理の際に引張応力を同
時に印加することにより、塑性変形によってこのような
ボイドがつぶれ緻密化させることができる。
時に印加することにより、塑性変形によってこのような
ボイドがつぶれ緻密化させることができる。
【００１４】また、反応拡散が促進されるため、０１１
２相などの非超電導相の量が減少したり、あるいは微細
化させることができる。従来の引張応力を加えない熱処
理によっても、長時間熱処理すれば、非超電導相を減少
させることができるが、必要な熱処理時間は、この発明
に従い引張応力を印加することにより半分以下にするこ
とができる。
２相などの非超電導相の量が減少したり、あるいは微細
化させることができる。従来の引張応力を加えない熱処
理によっても、長時間熱処理すれば、非超電導相を減少
させることができるが、必要な熱処理時間は、この発明
に従い引張応力を印加することにより半分以下にするこ
とができる。
【００１５】この発明において熱処理の際に加える引張
応力は１ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下としている。これ
は、引張応力が１ＭＰａより小さいとボイドがつぶれ緻
密化し臨界電流密度が向上するという効果が少なくなる
からであり、引張応力が３０ＭＰａを越えると試料が破
断するおそれがあるからである。
応力は１ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下としている。これ
は、引張応力が１ＭＰａより小さいとボイドがつぶれ緻
密化し臨界電流密度が向上するという効果が少なくなる
からであり、引張応力が３０ＭＰａを越えると試料が破
断するおそれがあるからである。
【００１６】また、熱処理の温度を７００℃以上８６０
℃以下としているが、これは熱処理温度が７００℃より
小さくなると、反応拡散速度が遅くなりこの発明の効果
が少なくなるからであり、８６０℃を越えると試料が溶
融し破断するおそれがあるからである。
℃以下としているが、これは熱処理温度が７００℃より
小さくなると、反応拡散速度が遅くなりこの発明の効果
が少なくなるからであり、８６０℃を越えると試料が溶
融し破断するおそれがあるからである。
【００１７】また、この発明においては、熱処理の時間
は、２時間以上２００時間以下が好ましい。２時間より
短くなると、反応拡散が十分に進行せずにこの発明の効
果が十分に得られない場合がある。また熱処理時間が２
００時間を越えると、この発明の効果が飽和する。
は、２時間以上２００時間以下が好ましい。２時間より
短くなると、反応拡散が十分に進行せずにこの発明の効
果が十分に得られない場合がある。また熱処理時間が２
００時間を越えると、この発明の効果が飽和する。
【００１８】また、この発明においては、熱処理の雰囲
気は、酸素分圧が０．０５気圧以上であることが好まし
い。酸素分圧がこれより低いと、酸素量が不足し、良好
な超電導特性が得られない場合がある。
気は、酸素分圧が０．０５気圧以上であることが好まし
い。酸素分圧がこれより低いと、酸素量が不足し、良好
な超電導特性が得られない場合がある。
【００１９】
【発明の効果】この発明に従えば、Ｂｉ欠損相の配向し
た前駆体に所定の引張応力を加えながら所定の温度で熱
処理する。引張応力を加えながら熱処理することによ
り、従来問題となったボイドの発生を抑制することがで
きるため電流・電圧特性におけるｎ値が向上し、均質で
緻密な、高い臨界電流密度を有するビスマス系酸化物超
電導体を製造することができる。さらに、反応拡散が促
進されるためＢｉ欠損相の微細分散が可能であり、異相
の微細分散によるピンニング効果で磁場中の臨界電流密
度も向上する。
た前駆体に所定の引張応力を加えながら所定の温度で熱
処理する。引張応力を加えながら熱処理することによ
り、従来問題となったボイドの発生を抑制することがで
きるため電流・電圧特性におけるｎ値が向上し、均質で
緻密な、高い臨界電流密度を有するビスマス系酸化物超
電導体を製造することができる。さらに、反応拡散が促
進されるためＢｉ欠損相の微細分散が可能であり、異相
の微細分散によるピンニング効果で磁場中の臨界電流密
度も向上する。
【００２０】
実施例１ Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 ＯXの組成の原料棒を用い
て、レーザペデスタル法により、成長速度３０ｍｍ／ｈ
で直径０．５ｍｍのファイバーを成長させた。このファ
イバーを大気（酸素分圧０．２気圧）の雰囲気中で、表
１に示す条件で熱処理を施した。
て、レーザペデスタル法により、成長速度３０ｍｍ／ｈ
で直径０．５ｍｍのファイバーを成長させた。このファ
イバーを大気（酸素分圧０．２気圧）の雰囲気中で、表
１に示す条件で熱処理を施した。
【００２１】熱処理後のＢｉ欠損相の体積分率、試料中
のボイド率を光学顕微鏡観察により求め、液体窒素中、
外部磁場ゼロの条件下における臨界電流密度を測定し
た。これらの測定結果を表１に示す。
のボイド率を光学顕微鏡観察により求め、液体窒素中、
外部磁場ゼロの条件下における臨界電流密度を測定し
た。これらの測定結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】実施例２ Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 ＯXの組成の原料棒を用い
て、レーザペデスタル法により、成長速度６０ｍｍ／ｈ
で、直径０．３ｍｍのファイバーを成長させた。このフ
ァイバーを、アルゴン：酸素＝９：１の混合ガスフロー
中で、引張応力４ＭＰａ、８４０℃×４８ｈの条件で熱
処理した。このときのＢｉ欠損相の体積分率は３％であ
った。これに対し、引張応力を印加せず、その他の条件
は同じにして、Ｂｉ欠損相を３％とするためには、８４
０℃で１２０時間以上の熱処理が必要であった。
て、レーザペデスタル法により、成長速度６０ｍｍ／ｈ
で、直径０．３ｍｍのファイバーを成長させた。このフ
ァイバーを、アルゴン：酸素＝９：１の混合ガスフロー
中で、引張応力４ＭＰａ、８４０℃×４８ｈの条件で熱
処理した。このときのＢｉ欠損相の体積分率は３％であ
った。これに対し、引張応力を印加せず、その他の条件
は同じにして、Ｂｉ欠損相を３％とするためには、８４
０℃で１２０時間以上の熱処理が必要であった。
【００２４】ボイド率に関しては、引張応力を印加しな
がら熱処理した場合には２％であったのに対し、引張応
力を印加しない場合には１４％であった。引張応力を印
加しない場合には、熱処理時間を長くしてもボイド率を
低減させることはできなかった。
がら熱処理した場合には２％であったのに対し、引張応
力を印加しない場合には１４％であった。引張応力を印
加しない場合には、熱処理時間を長くしてもボイド率を
低減させることはできなかった。
【００２５】以上の結果から明らかなように、この発明
に従えば、ボイド率が低く高い臨界電流密度を有するビ
スマス系酸化物超電導体を製造することができる。
に従えば、ボイド率が低く高い臨界電流密度を有するビ
スマス系酸化物超電導体を製造することができる。
【図１】この発明に従い前駆体を熱処理する装置の一例
を示す概略構成図である。
を示す概略構成図である。
【符号の説明】 １ サプライリール ２ 巻取リール ３ 超電導体 ４ ヒータ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 熱処理後に超電導相である２２１２相が
生成するマクロな組成を有し、Ｂｉ欠損相が配向してい
る前駆体を準備するステップと、前記前駆体に１ＭＰａ
以上３０ＭＰａ以下の引張応力を加えながら、７００℃
以上８６０℃以下の温度で前記熱処理を施すステップと
を備える、ビスマス系酸化物超電導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3148819A JPH05817A (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | ビスマス系酸化物超電導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3148819A JPH05817A (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | ビスマス系酸化物超電導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05817A true JPH05817A (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=15461430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3148819A Pending JPH05817A (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | ビスマス系酸化物超電導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05817A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4954341A (en) * | 1985-12-10 | 1990-09-04 | Lion Corporation | Hair cosmetic composition |
| US6485666B1 (en) | 1998-03-11 | 2002-11-26 | William W. Rowley | Post extrusion profile processing |
-
1991
- 1991-06-20 JP JP3148819A patent/JPH05817A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4954341A (en) * | 1985-12-10 | 1990-09-04 | Lion Corporation | Hair cosmetic composition |
| US6485666B1 (en) | 1998-03-11 | 2002-11-26 | William W. Rowley | Post extrusion profile processing |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020226 |