JPH06223650A - Ｂｉ系酸化物超電導線の製造方法 - Google Patents
Ｂｉ系酸化物超電導線の製造方法Info
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- JPH06223650A JPH06223650A JP5012120A JP1212093A JPH06223650A JP H06223650 A JPH06223650 A JP H06223650A JP 5012120 A JP5012120 A JP 5012120A JP 1212093 A JP1212093 A JP 1212093A JP H06223650 A JPH06223650 A JP H06223650A
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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
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- 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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- Wire Processing (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱処理の中間での圧縮加工を必要とせずに、
長さ方向に亘って特性の優れた超線導線を製造する。 【構成】 Ｂｉ、Ｐｂ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕを所定のモル
比で配合した仮焼粉末にＣＩＰ加工を施した後、熱処理
を施し超電導相を６０％以上成長させて円柱状のロッド
を製造する。このロッドの外側にＡｇパイプを配置した
後、テープ状に成形し、次いで、熱処理を施して製造し
た超電導線の臨界電流密度は、その長さ方向に変動が小
さく、かつ高い値を示す。
長さ方向に亘って特性の優れた超線導線を製造する。 【構成】 Ｂｉ、Ｐｂ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕを所定のモル
比で配合した仮焼粉末にＣＩＰ加工を施した後、熱処理
を施し超電導相を６０％以上成長させて円柱状のロッド
を製造する。このロッドの外側にＡｇパイプを配置した
後、テープ状に成形し、次いで、熱処理を施して製造し
た超電導線の臨界電流密度は、その長さ方向に変動が小
さく、かつ高い値を示す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超電導線の製造方法に係
り、特に金属シース法によるテープ状のＢｉ系の酸化物
超電導線の製造方法の改良に関する。
り、特に金属シース法によるテープ状のＢｉ系の酸化物
超電導線の製造方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｂｉ系の酸化物超電導体は、８０〜１１
０Ｋの臨界温度（Ｔｃ）を有し、Ｔｃが液体窒素温度
（７７Ｋ）を越えることから、エレクトロニクス、電力
輸送、強磁界発生等の分野での実用化が期待されてお
り、現在ではその臨界電流密度（Ｊｃ）も実用レベルに
達しつつある。
０Ｋの臨界温度（Ｔｃ）を有し、Ｔｃが液体窒素温度
（７７Ｋ）を越えることから、エレクトロニクス、電力
輸送、強磁界発生等の分野での実用化が期待されてお
り、現在ではその臨界電流密度（Ｊｃ）も実用レベルに
達しつつある。
【０００３】酸化物超電導体の本格的な実用化のために
は、線材化技術を確立することが不可欠であり、長尺で
Ｊｃの高い線材を製造し得る有力な方法の一つとして金
属シース法（Ａｇシース法）が知られている。
は、線材化技術を確立することが不可欠であり、長尺で
Ｊｃの高い線材を製造し得る有力な方法の一つとして金
属シース法（Ａｇシース法）が知られている。
【０００４】この方法は、酸化物超電導体の構成元素を
所定のモル比で配合した混合粉末や仮焼粉末を銀パイプ
中に充填し、これを伸線加工や圧延加工等により線状に
加工した後、熱処理を施すもので、Ａｇを使用するのは
加工性に優れる上、熱処理中に内部の酸化物と反応せ
ず、またＡｇが実質的に酸素透過機能を有することによ
る。
所定のモル比で配合した混合粉末や仮焼粉末を銀パイプ
中に充填し、これを伸線加工や圧延加工等により線状に
加工した後、熱処理を施すもので、Ａｇを使用するのは
加工性に優れる上、熱処理中に内部の酸化物と反応せ
ず、またＡｇが実質的に酸素透過機能を有することによ
る。
【０００５】このＡｇシース法は、特にＢｉ系の酸化物
超電導体の場合、各結晶粒が板状組織を有することを利
用して、熱処理中に中間で圧延加工等を施して圧縮力を
加えてテープ状に成形することにより、結晶のｃ軸が板
面に垂直に配向するため、結晶の配向性を高めることが
でき、その結果Ｊｃを向上させることができる利点があ
る。
超電導体の場合、各結晶粒が板状組織を有することを利
用して、熱処理中に中間で圧延加工等を施して圧縮力を
加えてテープ状に成形することにより、結晶のｃ軸が板
面に垂直に配向するため、結晶の配向性を高めることが
でき、その結果Ｊｃを向上させることができる利点があ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
Ａｇシース法においては緻密で結晶の配向性の高い組織
を得るために、即ち、高いＪｃの線材を製造するために
は、超電導相を成長させるための熱処理中に中間でロー
ル圧延やプレス等により冷間で圧縮力を加える必要があ
るが、この時点でＡｇシースが軟化しているため、長尺
の線材の全長に亘って均一な加工を施すことができず、
その結果、長さ方向に亘りその特性が変動するという問
題があった。また、この熱処理の中間で圧縮力を加える
には、一旦熱処理炉から取り出して加工する必要がある
ため、工程が複雑となる欠点があった。
Ａｇシース法においては緻密で結晶の配向性の高い組織
を得るために、即ち、高いＪｃの線材を製造するために
は、超電導相を成長させるための熱処理中に中間でロー
ル圧延やプレス等により冷間で圧縮力を加える必要があ
るが、この時点でＡｇシースが軟化しているため、長尺
の線材の全長に亘って均一な加工を施すことができず、
その結果、長さ方向に亘りその特性が変動するという問
題があった。また、この熱処理の中間で圧縮力を加える
には、一旦熱処理炉から取り出して加工する必要がある
ため、工程が複雑となる欠点があった。
【０００７】本発明は以上の難点を解決するためになさ
れたもので、熱処理中に圧縮力を加えることを必要とせ
ずに、圧延加工後の熱処理により高いＪｃを有するテー
プ状のＢｉ系の酸化物超電導線を製造する方法を提供す
ることをその目的とする。
れたもので、熱処理中に圧縮力を加えることを必要とせ
ずに、圧延加工後の熱処理により高いＪｃを有するテー
プ状のＢｉ系の酸化物超電導線を製造する方法を提供す
ることをその目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のＢｉ系酸化物超電導線の製造方法は、
（イ）Ｂｉ系の酸化物超電導体を構成する元素を所定の
比率で含む原料粉末を成型して円柱状の成型体を製造す
る工程と、（ロ）この円柱状の成型体に熱処理を施し
て、超電導相を６０％以上成長させる工程と、（ハ）こ
の熱処理後の成型体の外側に金属管を配置した後、伸線
加工および圧延加工を順次施してテープ状の複合体を形
成する工程および（ニ）この複合体に熱処理を施す工程
とを順次行うようにしたものである。
めに、本発明のＢｉ系酸化物超電導線の製造方法は、
（イ）Ｂｉ系の酸化物超電導体を構成する元素を所定の
比率で含む原料粉末を成型して円柱状の成型体を製造す
る工程と、（ロ）この円柱状の成型体に熱処理を施し
て、超電導相を６０％以上成長させる工程と、（ハ）こ
の熱処理後の成型体の外側に金属管を配置した後、伸線
加工および圧延加工を順次施してテープ状の複合体を形
成する工程および（ニ）この複合体に熱処理を施す工程
とを順次行うようにしたものである。
【０００９】上記発明における原料粉末は、酸化物超電
導体を構成する元素を所定の比率で含むものであるが、
この原料粉末としては、これ等の元素をそれぞれ含む酸
化物、炭酸塩、硝酸塩等の粉末を所定のモル比で配合し
た混合粉末や、この混合粉末を仮焼後粉砕した仮焼粉末
が用いられる。
導体を構成する元素を所定の比率で含むものであるが、
この原料粉末としては、これ等の元素をそれぞれ含む酸
化物、炭酸塩、硝酸塩等の粉末を所定のモル比で配合し
た混合粉末や、この混合粉末を仮焼後粉砕した仮焼粉末
が用いられる。
【００１０】原料粉末の成型方法は、均一な密度の成型
体が得られる方法が好ましく、このような方法としてＣ
ＩＰ（冷間静圧プレス）、ＨＩＰ（熱間静圧プレス）の
他、冷間プレス等が用いられる。
体が得られる方法が好ましく、このような方法としてＣ
ＩＰ（冷間静圧プレス）、ＨＩＰ（熱間静圧プレス）の
他、冷間プレス等が用いられる。
【００１１】また、成型後の円柱体の超電導相を成長さ
せるために熱処理が施されるが、この温度範囲は８４０
〜８７０℃が好ましい。この温度範囲外では不純物相の
生成量が増大する傾向を示すためである。この熱処理に
より、最終的な熱処理中の圧延工程を不要とするため
に、超電導相を６０％以上の比率に成長させるが、より
好ましくは７０〜８０％の範囲で、そのかさ密度を３．
０ｇ／ｃｍ3 以上とする。超電導相の成長率が７０％未
満であると、最終的な熱処理中の超電導相の成長に伴う
膨脹により、超電導相の密度が低下しＪｃを向上させる
ことができず、また、８０％を越えると超電導粒が充分
に結合せず、この場合にもそのＪｃが低下するためであ
る。
せるために熱処理が施されるが、この温度範囲は８４０
〜８７０℃が好ましい。この温度範囲外では不純物相の
生成量が増大する傾向を示すためである。この熱処理に
より、最終的な熱処理中の圧延工程を不要とするため
に、超電導相を６０％以上の比率に成長させるが、より
好ましくは７０〜８０％の範囲で、そのかさ密度を３．
０ｇ／ｃｍ3 以上とする。超電導相の成長率が７０％未
満であると、最終的な熱処理中の超電導相の成長に伴う
膨脹により、超電導相の密度が低下しＪｃを向上させる
ことができず、また、８０％を越えると超電導粒が充分
に結合せず、この場合にもそのＪｃが低下するためであ
る。
【００１２】一方、かさ密度がこの値未満になると、加
工時にシースとコアとの界面の乱れが大きくなって特性
が低下する。
工時にシースとコアとの界面の乱れが大きくなって特性
が低下する。
【００１３】上記の熱処理後の円柱状の成型体の外側に
配置される金属管としては、展延性に優れ、かつ熱処理
温度範囲で超電導体と反応せず、非酸化性で非磁性の材
料が用いられる。例えばＡｇ、Ａｕ、Ｐｔまたはこれら
の合金が採用される。
配置される金属管としては、展延性に優れ、かつ熱処理
温度範囲で超電導体と反応せず、非酸化性で非磁性の材
料が用いられる。例えばＡｇ、Ａｕ、Ｐｔまたはこれら
の合金が採用される。
【００１４】
【作用】上記発明においては、円柱状の成型体に熱処理
を施して、超電導相を６０％以上に成長させた後、この
成型体の外側に金属管を配置してテープ状に成形した複
合体に最終的な熱処理を施すことにより、この最終的な
熱処理中に予め成長させた超電導相がさらに成長すると
ともに、その結晶粒界の結合状態が改善されるため、結
晶の配向性が高く、高いＪｃの超電導線が得られる。即
ち、テープ状の成形加工と中間圧縮加工を同時に行うこ
とができるため、熱処理中に圧延加工等を施して超電導
相のｃ軸を配向させるプロセスが必要でなくなる。
を施して、超電導相を６０％以上に成長させた後、この
成型体の外側に金属管を配置してテープ状に成形した複
合体に最終的な熱処理を施すことにより、この最終的な
熱処理中に予め成長させた超電導相がさらに成長すると
ともに、その結晶粒界の結合状態が改善されるため、結
晶の配向性が高く、高いＪｃの超電導線が得られる。即
ち、テープ状の成形加工と中間圧縮加工を同時に行うこ
とができるため、熱処理中に圧延加工等を施して超電導
相のｃ軸を配向させるプロセスが必要でなくなる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する。
【００１６】実施例 Ｂｉ2 Ｏ3 、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ3 、ＣａＣＯ3 、ＣｕＯ
の粉末を、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８０：
０．４０：２．００：２．００：３．００のモル比で配
合して湿式混合法により混合した後、大気中、８４０℃
の温度で熱処理を施し、これを破砕して仮焼粉末を作製
した。
の粉末を、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８０：
０．４０：２．００：２．００：３．００のモル比で配
合して湿式混合法により混合した後、大気中、８４０℃
の温度で熱処理を施し、これを破砕して仮焼粉末を作製
した。
【００１７】この仮焼粉末にＣＩＰ加工を施して外径φ
４．５mmの円柱状のロッドを作成した後、大気中で８５
０℃×１００時間の熱処理を施し超電導相を成長させ
た。このときの超電導相の比率をＸＲＤ（Ｘ線回折）チ
ャート上のピーク強度より求めた結果７０％であった。
４．５mmの円柱状のロッドを作成した後、大気中で８５
０℃×１００時間の熱処理を施し超電導相を成長させ
た。このときの超電導相の比率をＸＲＤ（Ｘ線回折）チ
ャート上のピーク強度より求めた結果７０％であった。
【００１８】次いで、この熱処理後の成型体を外径φ
７．０mm、内径φ５．０mmのＡｇパイプ中に収容した
後、冷間で伸線加工を施して外径φ１．０４mmに成形し
た。
７．０mm、内径φ５．０mmのＡｇパイプ中に収容した
後、冷間で伸線加工を施して外径φ１．０４mmに成形し
た。
【００１９】次いで、冷間で圧延加工を施して厚さ０．
３mmのテープ状の複合線を作成した。 このテープ状の
複合線線に大気中で８４０℃×５０時間の熱処理を施し
て製造した超電導線のＪｃを、その長さ方向に亘って測
定した結果を図１に示す。
３mmのテープ状の複合線を作成した。 このテープ状の
複合線線に大気中で８４０℃×５０時間の熱処理を施し
て製造した超電導線のＪｃを、その長さ方向に亘って測
定した結果を図１に示す。
【００２０】比較例 上記の実施例と同様にして作成した仮焼粉末を、外径φ
７．０mm、内径φ５．０mmのＡｇパイプ中に充填した
後、冷間で伸線加工を施して外径φ１．０４mmに成形し
た。
７．０mm、内径φ５．０mmのＡｇパイプ中に充填した
後、冷間で伸線加工を施して外径φ１．０４mmに成形し
た。
【００２１】この線材に冷間で圧延加工を施して厚さ
０．１７mmのテープ状に成形した後、大気中で８４０℃
×１００時間の熱処理を施した。このときの超電導相の
比率をＸＲＤ（Ｘ線回折）チャート上のピーク強度より
求めた結果７０％であった。
０．１７mmのテープ状に成形した後、大気中で８４０℃
×１００時間の熱処理を施した。このときの超電導相の
比率をＸＲＤ（Ｘ線回折）チャート上のピーク強度より
求めた結果７０％であった。
【００２２】次いで、上記のテープにさらに冷間で中間
圧延加工を施して厚さ０．１５ｍｍに成形した後、大気
中で８４０℃×５０時間の熱処理を施し製造した超電導
線のＪｃを、その長さ方向に亘って測定した結果を図１
に示した。
圧延加工を施して厚さ０．１５ｍｍに成形した後、大気
中で８４０℃×５０時間の熱処理を施し製造した超電導
線のＪｃを、その長さ方向に亘って測定した結果を図１
に示した。
【００２３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のＢｉ系酸化
物超電導線の製造方法によれば、以下の利点が得られ
る。
物超電導線の製造方法によれば、以下の利点が得られ
る。
【００２４】（ａ）成形加工中に金属シースが軟化する
ことがないため、長尺の線材の全長に亘って均一な加工
を施すことができる。
ことがないため、長尺の線材の全長に亘って均一な加工
を施すことができる。
【００２５】（ｂ）テープ状の成形加工と中間圧縮加工
を同時に行うことができる。
を同時に行うことができる。
【００２６】（ｃ）熱処理の中間で圧縮力を加える必要
がなくなるため、工程が簡略化される。
がなくなるため、工程が簡略化される。
【図１】本発明の一実施例の方法により製造された超電
導テープおよび比較例の方法により製造された超電導テ
ープの臨界電流密度（Ｊｃ）を、その長さ方向に亘って
測定した結果を示すグラフ。
導テープおよび比較例の方法により製造された超電導テ
ープの臨界電流密度（Ｊｃ）を、その長さ方向に亘って
測定した結果を示すグラフ。
Ａ…実施例の方法により製造した超電導テープ。 Ｂ…比較例の方法により製造した超電導テープ。
Claims (1)
- 【請求項１】 （イ）Ｂｉ系の酸化物超電導体を構成す
る元素を所定の比率で含む原料粉末を成型して円柱状の
成型体を製造する工程と、 （ロ）前記円柱状の成型体に熱処理を施して、超電導相
を６０％以上成長させる工程と、 （ハ）この熱処理後の成型体の外側に金属管を配置した
後、伸線加工および圧延加工を順次施してテープ状の複
合体を形成する工程と、 （ニ）この複合体に熱処理を施す工程とからなることを
特徴とするＢｉ系酸化物超電導線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5012120A JPH06223650A (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | Ｂｉ系酸化物超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5012120A JPH06223650A (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | Ｂｉ系酸化物超電導線の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06223650A true JPH06223650A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=11796695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5012120A Withdrawn JPH06223650A (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | Ｂｉ系酸化物超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06223650A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7346579B2 (en) | 1996-06-14 | 2008-03-18 | Hitachi, Ltd. | Electronic purse application system and method thereof |
| JP2008133311A (ja) * | 2006-11-27 | 2008-06-12 | Toyo Constr Co Ltd | 土砂改良方法および植生土壌 |
-
1993
- 1993-01-28 JP JP5012120A patent/JPH06223650A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7346579B2 (en) | 1996-06-14 | 2008-03-18 | Hitachi, Ltd. | Electronic purse application system and method thereof |
| JP2008133311A (ja) * | 2006-11-27 | 2008-06-12 | Toyo Constr Co Ltd | 土砂改良方法および植生土壌 |
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