JPH06227812A - 酸化物超電導導体の製造方法 - Google Patents

酸化物超電導導体の製造方法

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JPH06227812A
JPH06227812A JP5042163A JP4216393A JPH06227812A JP H06227812 A JPH06227812 A JP H06227812A JP 5042163 A JP5042163 A JP 5042163A JP 4216393 A JP4216393 A JP 4216393A JP H06227812 A JPH06227812 A JP H06227812A
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JP
Japan
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pressure
mpa
molding
oxide superconductor
superconductor
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Application number
JP5042163A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Kikuchi
裕行 菊地
Masanao Mimura
正直 三村
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高いJc値をもった、バルク状の酸化物超電
導体の製造方法を提供する。 【構成】 超電導体原料の仮焼成粉体を圧縮成形して成
形体となし、この圧縮成形体に熱処理を施して酸化物超
電導導体を製造する方法において、前記仮焼成粉体を1
00MPa以上の圧力(P1 )で保持するCIP成形工
程の途中で、少なくとも1回、圧力を(P1 −20)〜
20MPaの範囲内まで下げ、この後、再び100MP
a以上に昇圧する工程を行って圧縮成形体を製造するこ
とを特徴とする。 【効果】 高いJc値を持ったバルク状の酸化物超電導
導体が製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高いJc値を具備した
バルク状の酸化物超電導導体の製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】Y系、Bi系、Tl系などのような酸化
物超電導体は、臨界温度(Tc)が液体窒素温度以上で
あること、また熱伝導率が小さいことなどの特徴があ
り、この酸化物系超電導体について各種の応用・利用を
目的とした検討が鋭意行われている。中でも、2223
相のビスマス系酸化物超電導体(Bi2 Sr2 Ca2
310)は、圧延、プレスなどの圧縮加工と熱処理を
繰り返し施すと、電流密度(Jc)の高いものが得られ
ることから、盛んにその応用、利用研究が行われてい
る。この酸化物超電導体は、銀シースを施して、圧延加
工、延伸加工などを繰り返し施して線材化して応用され
る他に、超電導体原料の仮焼成粉体を圧縮成形して成形
体となし、この圧縮成形体に熱処理を施して、例えば図
2の(a)の如き丸棒状や、(b)の如きパイプ状のバ
ルク状酸化物超電導導体となして応用されることがあ
る。
【0003】
【発明が解決すべき課題】しかしながら、従来、通常の
焼結法により作製したバルク状の酸化物超電導体は、一
般にそのJc値が200A/cm2 程度が限度であっ
た。そのため大電流を流すためには、極めて大きな断面
積を持つバルク状の酸化物超電導体が必要となる。とこ
ろがこのように断面積を大きくするとその冷却化が問題
となる。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、超電導体原料
の仮焼成粉体を100MPa以上の圧力(P1 )で保持
するCIP成形(冷間静水圧圧縮成形)工程の途中で、
少なくとも1回、圧力を(P1 −20)〜20MPaの
範囲まで下げ、この後、再び100MPa以上に昇圧す
る工程を行って圧縮成形体を製造することを特徴とする
ものである。
【0005】以下、本発明方法を具体的に説明する。本
発明において、超電導体となる原料仮焼成粉体を準備す
るには、従来の手段がそのまま適用できる。例えば酸化
物、炭酸塩などの一次原料粉体を所望組成となるように
配合・混合した後、所定の条件で仮焼成する。ついで、
この仮焼成物を粉砕して所望粒径の粉体に仕上げる。次
に、得られた仮焼成粉体をCIP成形する。この場合の
CIP成形時の圧力は、100MPa以上の圧力で保持
するCIP成形工程の途中で、少なくとも1回、圧力を
(P1 −20)〜20MPaの範囲まで下げ、この後、
再び100MPa以上の圧力に昇圧する成形圧力パター
ンにて行う(図1参照)。なお、前記CIP成形の圧力
を100MPa以上としたのは、CIP成形の圧力が1
00MPa未満であると得られる超電導体の成形密度が
上昇せず、従って得られた超電導導体のJc値は高く成
らないからである。また、100MPa以上の圧力で保
持するCIP成形工程の途中に、少なくとも1回、圧力
を(P1 −20)〜20MPaの範囲まで下げるとした
のは、下げる圧力が(P1 −20)〜20MPaの範囲
内でないと、得られる超電導導体の高密度化の効果が得
られないためである。なお、圧縮成形体の断面形状は、
制約はなく、丸形、楕円形、角形などいずれでもよい。
【0006】本発明におけるCIP成形時の成形圧力の
パターンの一例を図1に示す。なお、常圧から100M
Pa以上の圧力(P1 )まで、100MPa以上の圧力
から少なくとも20MPa下げた圧力(P2 )まで、少
なくとも20MPa下げた圧力から100MPa以上の
圧力まで、100MPa以上の圧力から常圧までのごと
く圧力を変化させる際の昇圧速度、および減圧速度など
は、何ら制約はなく、設備に応じて任意に決めるとよ
い。また、それぞれの圧力下での保持時間は、何ら制約
はなく、例えば数秒〜数分程度に設定すればよい。ま
た、100MPa以上の圧力下のCIP成形工程の途中
に、圧力を(P1 −20)〜20MPaの範囲まで下げ
る回数は、少なくとも1回行えばその効果が認められ、
10回程度行うとその効果は顕著となる。しかし、あま
り多くても得られる効果は飽和するので、最大20〜3
0回程度が好ましい。なお、途中に組み込む、(P1
20)〜20MPaの範囲内の圧力とする工程を2回以
上行う場合、2回目以降における圧力の値は、1回目と
同一である必要はなく、下げた後の圧力が前記範囲内で
あれば異なっていても差し支えない。
【0007】上記のようにして仮焼成粉体をCIP成形
した後、得られた圧縮成形体に所定の熱処理を施すが、
その温度は、例えば2223相のビスマス系酸化物超電
導体の場合では、830〜850℃であることが望まし
い。本発明方法にて、製造の対象とする酸化物超電導体
は、圧縮成形加工と熱処理を繰り返し行うと超電導特性
が顕著に向上する2223相のビスマス系超電導体が最
適であるが、これに限定されるものではない。
【0008】
【作用】このように本発明方法によれば、圧縮成形体中
の空孔が、原料の仮焼成粉体により埋められるので、高
密度の圧縮成形体を得ることができる。本発明方法にお
いて、原料の仮焼成粉体に施すCIP成形の圧力を、1
00MPa以上の圧力で保持するCIP成形工程の途中
で、少なくとも1回、圧力を(P1 −20)〜20MP
aの範囲内の圧力に下げた後、再び100MPa以上の
圧力に昇圧する成形圧力パターンとすることにより、圧
縮成形体の密度が高まるメカニズムは次のように考えら
れる。即ち、原料の仮焼成粉体を100MPa以上の高
圧力で圧縮したのち、その途中で、この圧力を(P1
20)〜20MPaの範囲内の圧力に下げると、圧縮成
形体を構成する個々の粉末粒子同士の密着度が緩んで粉
末粒子が相互に位置ズレを起こす。この位置ズレによ
り、既存の空孔の近くに適当な大きさの粉末粒子が移動
し、次の100MPa以上の圧力での圧縮で、前記粉末
粒子が空孔に入り込み密度が高まるというものである。
【0009】
【実施例】以下に、本発明の実施例および比較例を示
す。 実施例1 Bi2 3 、PbO、SrCO3 、CaCO3 、CuO
などの一次原料酸化物粉体を、モル比で、Bi:Pb:
Sr:Ca:Cu=1. 6:0. 4:2:2:3となる
ように配合、混合した後、この混合物を大気中で800
℃×50h仮焼成して原料の仮焼成粉体を作製した。こ
の原料の仮焼成粉体を図1に示すような成形圧力パター
ン、即ち、10MPa/minの昇圧速度で100MP
a(P1 )に昇圧した後、圧力を20MPa/minの
降圧速度で20MPa(P2 )まで下げ、ついで再び1
0MPa/minの昇圧速度で圧力を100MPa(P
1 )に昇圧してCIP成形し、しかるのち、圧力を20
MPa/minの降圧速度で常圧まで下げて外径9mm
φの棒状の圧縮成形体を作った。上記の如くしてCIP
成形して得られた棒状成形体を、大気中で845℃×5
0h、熱処理を施してビスマス系の酸化物超電導導体を
作製した。
【0010】実施例2〜8、比較例1〜4 CIP成形工程における圧力を、表1に示すような種々
の値の成形圧力パターンに設定し、途中に組み込む圧力
を(P1 −20)〜20MPaの範囲内の圧力に下げる
回数を最大30回とした以外は実施例1と同様にして実
施例1と同形のビスマス系の酸化物超電導導体を作製し
た。なお、いずれの工程においても、昇圧速度は10M
Pa/min、降圧速度は20MPa/minにて行っ
た。以上、実施例及び比較例にて得られたそれぞれのビ
スマス系の酸化物超電導導体について、液体窒素中にお
けるJc値を測定した。得られた結果を表1に纏めて示
す。
【0011】
【表1】
【0012】表1から明らかなように、CIP成形工程
の成形圧力のパターンを100MPa以上の圧力で保持
するCIP成形工程の途中で、少なくとも1回、圧力を
(P1 −20)〜20MPaの範囲内の圧力に下げた
後、再び100MPa以上の圧力に昇圧する成形圧力パ
ターンを繰り返し行う本発明方法にて得られた超電導導
体のJc値は、いずれも300A/cm2 以上であっ
た。そして圧力を、(P1 −20)〜20MPaの範囲
内の圧力に下げた後、再び100MPa以上の圧力に昇
圧する成形圧力パターンを繰り返し施す回数が多い程
(実施例5〜8)、得られる超電導導体のJc値は高く
なった。これに対してCIP成形中の高圧力が100M
Pa未満(比較例1)で行って得た超電導導体のJc値
は100A/cm2 と低く、また、途中の下げる圧力が
20MPa未満である成形圧力のパターン(比較例
3)、および下げて保持する圧力が20MPa未満であ
る(比較例2、4)で得られた超電導導体のJc値は、
180、および200A/cm2 と、いずれも本発明方
法で得たものに比べて低いものであった。
【0013】
【発明の効果】以上、説明した如く、本発明方法によれ
ば、高いJc値を持ったバルク状の酸化物超電導導体が
製造できるものであり、その工業的価値はきわめて大き
いものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法におけるCIP成形工程の成形圧力
パターンの1例図である。
【図2】バルク状の酸化物超電導導体の一例を示す斜視
図で、(a)は、断面丸型の丸棒体、(b)は、断面丸
型のパイプ体である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超電導体原料の仮焼成粉体を圧縮成形し
    て成形体となし、この圧縮成形体に熱処理を施して酸化
    物超電導導体を製造する方法において、前記仮焼成粉体
    を100MPa以上の圧力(P1 )で保持するCIP成
    形工程の途中で、少なくとも1回、圧力を(P1 −2
    0)〜20MPaの範囲内まで下げ、この後、再び10
    0MPa以上に昇圧する工程を行って圧縮成形体を製造
    することを特徴とする酸化物超電導導体の製造方法。
JP5042163A 1993-02-05 1993-02-05 酸化物超電導導体の製造方法 Pending JPH06227812A (ja)

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