JPH06510157A - Textured superconductor and its manufacturing method - Google Patents

Textured superconductor and its manufacturing method

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JPH06510157A
JPH06510157A JP4510843A JP51084392A JPH06510157A JP H06510157 A JPH06510157 A JP H06510157A JP 4510843 A JP4510843 A JP 4510843A JP 51084392 A JP51084392 A JP 51084392A JP H06510157 A JPH06510157 A JP H06510157A
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superconductor
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metal
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サンドヘイグ,ケネス・エイチ
ポットバーグ,エリック・アール
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アメリカン・スーパーコンダクター・コーポレーション
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に超伝導性物質に関し、特にテクスチャード超伝導性酸化物体と、 金属先駆体からのその製造方法とに関する。本発明はまた強化された電気的性質 を有するマルチフィラメント状超伝導性酸化物体にも関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates generally to superconducting materials, and more particularly to textured superconducting oxide objects and and a method for its production from metal precursors. The invention also provides enhanced electrical properties. It also relates to multifilamentary superconducting oxide bodies having

超伝導体は臨界温度Tc未満の温度において電子流に対して本質的な零点抵抗を 有する物質である。ある種の金属酸化物が、例えば10°K(degreeKe lvin)を越えるような、比較的高温において超伝導性を示すことが知られて いる。例えば、公知の超伝導性金属酸化物の1群は一般式:La2−1MアCu 04−v(式中、Mは例えばBa、Sr等のようなアルカリ土類元素である)。Superconductors have an intrinsic zero-point resistance to electron flow at temperatures below their critical temperature Tc. It is a substance that has Certain metal oxides have a temperature of 10°K (degreeK It is known that it exhibits superconductivity at relatively high temperatures, exceeding the There is. For example, one group of known superconducting metal oxides has the general formula: La2-1M ACu 04-v, where M is an alkaline earth element such as Ba, Sr, etc.

他の群には、限定する訳ではなく、下記の群がある:(1)R−BahCucO y (式中、RはY’、Yb、Er、Ho、Eu、Dy、Gd。Other groups include, but are not limited to: (1) R-BahCucO y (wherein R is Y', Yb, Er, Ho, Eu, Dy, Gd.

La、Pr、Sm、Nd、Ca又は池の稀土類元素の1つもしくは組合せである ことができ、下付き文字a、b、cは1:2:3.2:4ニア、1:2:4、又 はより一般的にはn : 2n : 3n−1−1(n=1.2.3・・・・) の比の範囲内である); (2)(M+−xQ−)nLhcaecuaoy (式中、MはBi及び/又は TIの1つもしくは組合せであることがてき;Qはpb、sbであることができ ;LはSr。One or a combination of La, Pr, Sm, Nd, Ca or a rare earth element subscripts a, b, c can be 1:2:3.2:4 near, 1:2:4, or is more generally n: 2n: 3n-1-1 (n=1.2.3...) (within the ratio of ); (2) (M+-xQ-)nLhcaecuaoy (where M is Bi and/or Q can be one or a combination of TI; Q can be pb, sb. ;L is Sr.

Ba又は池のアルカリ土類種のJ一つもしくは組合せであることができ;x−0 又はx>0;a:b:c:dの比は2:2:n:n+1.1:2:n:n+1. 11・n:n+1及び2・1・n : n+1 (n=1.2.3・・・・)の 比の範囲内である)。Can be one or a combination of Ba or alkaline earth species; x-0 Or x>0; the ratio of a:b:c:d is 2:2:n:n+1.1:2:n:n+1. 11・n: n+1 and 2・1・n: n+1 (n=1.2.3...) (within the ratio range).

(3)Pb、Sr、M、Cu、0.(式中、MはY、La、Pr、Nd1Eu、 Dy。(3) Pb, Sr, M, Cu, 0. (In the formula, M is Y, La, Pr, Nd1Eu, Dy.

HOlTm、Lu又は池の稀土類元素、5rSCa又は他のアルカリ土類元素の 1つもしくは組合せであり;a:b:c:dの比は2:2:1:3であることが できる)。HOlTm, Lu or pond rare earth elements, 5rSCa or other alkaline earth elements. one or a combination; the ratio of a:b:c:d may be 2:2:1:3. can).

(4)BaPb、−、Bi、o3(x>O);及び(5)Ba、に+−+B 1 o3(x>0)。(4) BaPb, −, Bi, o3 (x>O); and (5) Ba, +−+B 1 o3(x>0).

F記金属酸化物の各々は酸素を含むが、ここで用いる“酸化物”が必ずしも酸素 を含まないことに注目すべきである。酸化はそれによって金属元素が低い原子価 状態から高い原子価状態に転化するプロセスである。原子が少なくとも1つの原 子価電子を失ったときに高い原子価状態が得られる。従って、ここでは酸化物と は金属種が高い原子価状態に置かれている化合物として定義される。酸化物の例 には、限定する訳ではなく、硫化物、ハロゲン化物、炭化物、窒化物、炭酸塩、 及び金属−酸素化合物がある。金属又は合金はそれらを酸化性雰囲気中(例えば 、02、S2、N2、又はCO2を含む雰囲気中)で加熱することによって酸化 されることができる。これらはまた、電位を与えることによっても酸化されるこ とができる。Each of the F metal oxides contains oxygen, but the "oxide" used here does not necessarily mean oxygen. It should be noted that this does not include Oxidation is the process whereby a metal element has a lower valence. It is the process of converting a state to a higher valence state. an element with at least one atom A high valence state is obtained when a valence electron is lost. Therefore, here we use oxide and is defined as a compound in which the metal species is placed in a high valence state. Examples of oxides includes, but is not limited to, sulfides, halides, carbides, nitrides, carbonates, and metal-oxygen compounds. Metals or alloys are exposed to oxidizing atmospheres (e.g. , 02, S2, N2, or CO2). can be done. They can also be oxidized by applying an electric potential. I can do it.

超伝導性酸化物は、一般に酸化物に該当することであるが、装入(loadin g)中に脆性破壊を受け易い。N、McN、Al ford、J、D、Birc hall、〜V、J、Clegg、M、A、Harmer、に、KendalI 及びり、!(、Jones、”Physical and Mechanica lProperties of YBa2Cu307−.5upercondu ct。Superconducting oxides, which generally correspond to oxides, are g) susceptible to brittle fracture during the process; N., McN., Alford, J., D., Birc. hall, ~V.J., Clegg, M.A., Harmer, Kendall I. Andri,! (, Jones, “Physical and Mechanica lProperties of YBa2Cu307-. 5uppercondu ct.

rs″J 〜fat、Sci、、23巻、3号、761−8頁、1988゜超伝 導性酸化物の導電性は伝導路に亀裂が存在する場合に低下するので、超伝導体に おける亀裂伝播傾向の低下は供給応力に対する超伝導体の感受性を減することに なる。rs''J~fat, Sci, Volume 23, Issue 3, Pages 761-8, 1988゜Choden The conductivity of conducting oxides decreases when cracks are present in the conducting path, so The reduction in the propagation tendency of cracks in Become.

酸化物と金属との複合体は破局的な脆性破壊に対して純粋な酸化物よりも感受性 が低い。亀裂プリノノング、亀裂たわみ、亀裂プランティング(bluntih g)及び亀裂ノールドを含めた、酸化物と金属との複合体の改良された機械的性 質を説明するために幾つかの理論が提案されている。F、Erdogan、PF 、Joseph、“Toughening of Ceramics thro ugh Crack Bridging by Ductile Partia les″ J、Am、Ceram、Soc、、72巻、2号、262−70頁。Oxide-metal composites are more susceptible to catastrophic brittle failure than pure oxides is low. crack plinonong, crack deflection, crack planting (bluntih) g) Improved mechanical properties of oxide-metal composites, including crack nodes Several theories have been proposed to explain quality. F., Erdogan, P.F. , Joseph, “Toughening of Ceramics ugh Crack Bridging by Ductile Partia les'' J, Am, Ceram, Soc, Vol. 72, No. 2, pp. 262-70.

1989 ; 、”\ G、Evans、R,M、McMeeking、“On  theToughening of Ceramics by Strong  Reinforcements″Acta Metal、、374巻、12号 、2435−2442頁、1.986:及びり、S、51g1.P、A、Mat aga、B。1989;, ”\ G, Evans, R.M., McMeeking, “On the Toughening of Ceramics by Strong "Reinforcements" Acta Metal, Volume 374, Issue 12 , pp. 2435-2442, 1.986: Andori, S, 51g1. P, A, Mat aga, B.

J、Dalgleish、R,M、McMeeking、及びA、 G、 Ev ans、+On the Toughness of Br1ttle Mat erials Re1nforced with a Ductile Pha se”、Acta Metal、、36巻、4号、945−953頁、1988 ゜これらの理論によると、酸化物と金属との複合体の微細構造と形態とがこの複 合体の亀裂傾向を決定する。例えば、亀裂ブリッジング機構による耐亀裂伝播性 の強化に特に有効である微細構造は、酸化物相の周囲に均一に分布した、大きい 相互連絡金属粒子から成る複合体である。J, Dalgleish, R, M, McMeeking, and A, G, Ev. ans,+On the Toughness of Br1ttle Mat erials Re1nforced with a Ductile Pha se”, Acta Metal, Vol. 36, No. 4, pp. 945-953, 1988 ゜According to these theories, the fine structure and morphology of the oxide-metal composite are Determine the crack propensity of coalescence. For example, crack propagation resistance due to crack bridging mechanism The microstructure, which is particularly effective in strengthening the It is a complex consisting of interconnecting metal particles.

超伝導性酸化物と金属との複合体の1製造方法は、最初に、所望の超伝導性酸化 物の金属元素と他の少なくとも1つの金属とを含む先駆体合金を形成し、次にこ の合金を酸化して超伝導性酸化物を形成することである。(例えば、ここに参考 文献として関係する、Yurek等による米国特許第4.826,808号“P reparation of Superconducting 0xides  and 0xide Metal Composites”を参照のこと)。One method for producing a superconducting oxide-metal composite is to first obtain a desired superconducting oxide. forming a precursor alloy comprising a metal element of the object and at least one other metal; oxidation of the alloy to form a superconducting oxide. (For example, refer to here Related references include U.S. Pat. No. 4,826,808 to Yurek et al. Reparation of Superconducting Oxides and Oxide Metal Composites).

貴金属元素(その酸化物が合金の酸化に用いられる反応条件下で熱力学的に不安 定であるという意味で貴金属である)との合金が形成される。貴金属含有合金は 、貴金属を酸化せずに、合金のある種の金属元素を超伝導性酸化物に転化させる 条件下で酸化されることができる。貴金属は第2酸化物相としてではなく微粉状 の実際に純粋な金属相として沈降する。したがって、貴金属は超伝導性酸化物と 密接に混合され、それによって複合体の機械的性質(例えば、強度、延性)を改 良する。Noble metal elements whose oxides are thermodynamically unstable under the reaction conditions used to oxidize the alloy It is a noble metal in the sense that it is a precious metal). Alloys containing precious metals , converting certain metal elements in alloys into superconducting oxides without oxidizing the precious metals Can be oxidized under certain conditions. Precious metals are present in fine powder form rather than as a secondary oxide phase. actually precipitates as a pure metallic phase. Therefore, noble metals are superconducting oxides and intimately mixed, thereby modifying the mechanical properties (e.g. strength, ductility) of the composite. Good.

一般に、酸化物/金属複合体の破壊靭性は複合体中の金属量が増加するにつれて 増大する。しかし、金属の体積分率の増加は超伝導性酸化物の体積分率を低下さ せ、複合体によって運ばれる過電流(supercurrent)を減少させる ことができる。金属量が充分に大きくなる場合には、超伝導性酸化物粒子を通る 連続伝導路は維持されることができず、複合体はもはや超伝導性で無くなる。Generally, the fracture toughness of oxide/metal composites increases as the amount of metal in the composite increases. increase However, increasing the volume fraction of metal decreases the volume fraction of superconducting oxide. and reduce the supercurrent carried by the complex. be able to. If the amount of metal becomes large enough, it will pass through the superconducting oxide particles. A continuous conduction path cannot be maintained and the composite is no longer superconducting.

従って、金属と酸化物とがランダムに分布した複合体中の金属相の量を最適化す る場合に超伝導性と機械的性質との間でトレードオフを形成しなければならない 。Therefore, it is important to optimize the amount of metal phase in a composite with randomly distributed metals and oxides. A trade-off must be made between superconductivity and mechanical properties when .

金属の一定体積分率における酸化物成分と金属成分との形態も複合体の電気的性 質の決定に重要な役割を果たす。上述したように、連続伝導路を形成するために は酸化物粒子が充分なa崩でなければならない、さもなければ複合体は過電流を 運搬しない。さらに、酸化物粒子の配向が複合体の電子的性質に影響を与える。The morphology of the oxide and metal components at a given volume fraction of the metal also affects the electrical properties of the composite. plays an important role in determining quality. As mentioned above, to form a continuous conducting path The oxide particles must be sufficiently atomized, otherwise the composite will not carry overcurrent. Do not transport. Furthermore, the orientation of the oxide particles affects the electronic properties of the composite.

さらに詳しくは、酸化物粒子が好ましい方向に結晶組繊学的に配向した物質では 、超伝導性酸化物の臨界電流(critical current)が大きい。More specifically, in materials in which oxide particles are crystallographically oriented in a preferred direction, , the critical current of superconducting oxide is large.

例えば、YBa2Cu307−rの高配向性薄フィルムは、2と27Tesla (“T”)の印加磁界における77ケルヴイン度(“K”)において、それぞれ 4xlO5と6.5xlO’A/cm2の輸送臨界電界密度を示している。この ようなフィルム中の超伝導性酸化物粒子はフィルムの面に垂直な結晶組織学的C 方向に配向する。K、Watanabe、H,Yamane、H,Kurosa wa、T、H4ra i、N、Kobayas i、)L Iwasaki、に 、Noto及びY、Muto、”Cr1tical Currents at  77.3Kunder Magnetic Fields up to 27T  foran Y−Ba−Cu−OFilm Prepared by Che mical Vapor Deposition”、Appl、Phys、Le tt。For example, highly oriented thin films of YBa2Cu307-r are (“T”) at 77 degrees Kelvin (“K”), respectively. Transport critical field densities of 4xlO5 and 6.5xlO'A/cm2 are shown. this The superconducting oxide particles in such a film have a crystallographic C perpendicular to the plane of the film. Orient in the direction. K, Watanabe, H, Yamane, H, Kurosa. wa, T, H4ra i, N, Kobayas i,)L Iwasaki,to , Noto and Y, Muto, “Crltical Currents at 77.3 Kunder Magnetic Fields up to 27T foran Y-Ba-Cu-OFilm Prepared by Che mical Vapor Deposition”, Appl, Phys, Le tt.

、54巻、6号、575頁、1989o同様に、高配向性Bt2,5r2ca、 Cu 20.の薄フィルムは地磁界(earth’ s field)における 61Kにおいて105A/cm2の輸送電流密度を生じている。M、Hong、 J、KwO及びJ、J、Yeh、”High Cr1tical Curren t Superconducting B1−3r−Ca−Cu −OFilm s”、Appl、Phys、Lett、、1988゜’r’Ba2Cu30y− の塊状(bulk)結晶組織学的配向体は“マルチ−テクスチャード成長”とし て知られた方向性凝固プロセスによって製造されている。, vol. 54, no. 6, p. 575, 1989o, highly oriented Bt2,5r2ca, Cu 20. The thin film of A transport current density of 105 A/cm2 is produced at 61 K. M.Hong. J, KwO and J, J, Yeh, “High Crltical Current t Superconducting B1-3r-Ca-Cu-OFilm s”, Appl, Phys, Lett,, 1988°’r’Ba2Cu30y- The bulk crystallographic orientation of ``multi-textured growth'' It is manufactured by a directional solidification process known as

このような配向した塊状超伝導体はOTとITの印加磁界における77Kにおい てそれぞれ1.7xLO’A/cm2と4x103A/cm2の輸送臨界電界密 度(J c)を生じている。S、J in、T、H,Tiefel、R,C,S herwood、R,B、van DoverlM、E、Davi s、G、W 、Kammlot t、RA、FaStnaCht及びH,D、 Ke i t h、 App 1Phys、L、et t、、521.2074頁、1988゜ これとは対照的に、YBa、Cu、O□−3の塊状非配向体は零点印加磁界にお ける77Kにおいて、僅か102〜103A/cm2のオーダーの臨界電界を生 じている。このような非配向Y B a 2Cu sO7,一体のJc値は磁界 の印加時に明白な低下を示す。J、MSeunt jens、D、C,Larb alest ier、J、Appl、Phys、、67巻、1990.2007 頁。従って、結晶組織学的配向超伝導性酸化物体を形成することが好ましい。Such oriented bulk superconductors are observed at 77 K in the applied magnetic fields of OT and IT. transport critical electric field densities of 1.7xLO'A/cm2 and 4x103A/cm2, respectively. degree (Jc). S, J in, T, H, Tiefel, R, C, S herwood, R, B, van DoverlM, E, Davis, G, W , Kammlot, R.A., FaStnaCht and H.D., Keit h, App 1Phys, L, ett, 521.2074 pages, 1988° In contrast, the bulk non-oriented materials of YBa, Cu, and O□-3 are At 77K, it produces a critical electric field on the order of only 102-103 A/cm2. It's working. The Jc value of such non-oriented YB a2Cu sO7 is determined by the magnetic field. shows an obvious decrease when . J, MSeunt jens, D, C, Larb alestier, J. Appl, Phys, vol. 67, 1990.2007 page. Therefore, it is preferred to form crystallographically oriented superconducting oxide bodies.

好ましい結晶組織学的配向した超伝導体の改良された電気的性能の可能な説明の 1つは粒界における構造的不規則性の低下である。Dirnos等はYBa2C u3307− rの二結晶(bicrystal)における粒界を横切る臨界電 流密度が粒子の不正配向(misorientat 1on)角度が増加するに つれて低下することを観察している。粒子の不正配向による臨界電流の低下は、 粒界における構造不規則性の増加が次に粒界を横切る過電流を減することによる と考えられる。D、Dimos、P、Chaudhari、J、Mannhar t及びF。Possible explanations for the improved electrical performance of preferred crystallographically oriented superconductors One is a reduction in structural irregularity at grain boundaries. Dirnos etc. are YBa2C Critical electric potential across grain boundaries in the bicrystal of u3307-r As the flow density increases the particle misorientation angle increases. I have observed that it decreases over time. The reduction in critical current due to misorientation of particles is The increase in structural irregularity at the grain boundaries in turn reduces the overcurrent across the grain boundaries. it is conceivable that. D., Dimos, P., Chaudhari, J., Mannhar. t and F.

K、LeGoues、”0rientation Dependence of Grain Boundary Cr1tical Currents 1nY Ba2Cu30フ−、Bicrystals”、Phys、Rev、Lett、 。K. LeGoues, “Orientation Dependence of Grain Boundary Cr1tical Currents 1nY Ba2Cu30 Fu-, Bicrystals”, Phys, Rev, Lett, .

61巻、2号、219頁、1988と、D、C,Larbalestier、S 。61, No. 2, p. 219, 1988 and D.C., Larbalestier, S. .

E、Babcock、X、Cai、L、Cooley、M、Daemling。E., Babcock, X., Cai, L., Cooley, M., Daemling.

D、P、Hamshire、J、Mckinnell及びJ、M、5euntj ens、東海大学超伝導ンンポ/ウム会報、Woid 5cientificP ress、1988年11月。高Tc酸化物の超伝導性に異方性が存在し、超伝 導性酸化物粒子の結晶組織学的a−b面内に位置する方向に最大過電流が流れる ことも知られている。従って、隣接粒子間のミスアラインメント(misal  i gnmen t)度が最小てあり、粒子の結晶組織学的a−b面が電流の作 用的に必要な方向にアライン(align)するように配向した超伝導性酸化物 粒子を有する超伝導体を得ることが好ましい。D. P., Hamshire, J. Mckinnell and J. M. 5euntj. ens, Tokai University Superconductivity Newsletter, Woid 5 scientificP ress, November 1988. There is anisotropy in the superconductivity of high Tc oxides, and The maximum overcurrent flows in the direction located within the crystallographic a-b plane of the conductive oxide particles. It is also known that Therefore, misalignment between adjacent particles (misal i gnmen t) degree is minimum, and the crystallographic a-b plane of the grain is Superconducting oxide oriented to align in the direction required for practical use Preferably, a superconductor with particles is obtained.

Y B a 2Cu 307−超伝導体は、図1に示すように、C方向に長い寸 法を有し、C方向とb方向に短い寸法を有する結晶単位セルから成る。この結晶 では、C寸法は約1. ]、、7 x 10−”mであり、5寸法は約3.88 xlO−10mであり、8寸法は約3.82xlO”mである。単位セルのC寸 法はaと5寸法の約3倍の長さである。Pb−B1−5r−Ca−Cu−0に基 づく高温超伝導体類は単位セルが他の寸法に比べて長いC寸法を有する点で同じ である。Y B a 2Cu 307-The superconductor has a long dimension in the C direction, as shown in Figure 1. It consists of a crystalline unit cell with short dimensions in the C and b directions. this crystal So, the C dimension is about 1. ],, 7 x 10-”m, and the 5 dimensions are approximately 3.88 xlO-10m, and the 8 dimension is approximately 3.82xlO”m.The C dimension of the unit cell is The length of the modulus is approximately three times the length of the a and 5 dimensions. Based on Pb-B1-5r-Ca-Cu-0 High-temperature superconductors are similar in that their unit cells have a longer C dimension than other dimensions. It is.

Y−Ba−Cu−0に基づく超伝導体とPb−B i −3r−Ca−Cu − 0に基づく超伝導体とに、超伝導性酸化物粒子が単位セルのa−5面に平行な方 向に比較的長くなり、C方向に比較的短くなるように成長するような、結晶組織 学的成長速度の異方性が存在することが知られている。(従って、単位セルの長 い寸法は酸化物粒子の短い寸法になる。) すなわち、超伝導性粒子の成長は、 C方向ではなく、a−b方向において最も迅速である。この成長異方性は図2に 概略的に示すように、薄い寸法を有するアスペクテソド(aspected)粒 子を生ずる。図2が一定の縮尺で描かれていないことに留意すべきである。Superconductor based on Y-Ba-Cu-0 and Pb-Bi-3r-Ca-Cu- 0-based superconductor, the superconducting oxide particles are parallel to the a-5 plane of the unit cell. A crystal structure that grows relatively long in the C direction and relatively short in the C direction. It is known that anisotropy in chemical growth rate exists. (Thus, the unit cell length The short dimension becomes the short dimension of the oxide particle. ) In other words, the growth of superconducting particles is It is fastest in the a-b direction, not in the C direction. This growth anisotropy is shown in Figure 2. Aspected grains with thin dimensions as schematically shown give birth to a child. It should be noted that FIG. 2 is not drawn to scale.

アニーリングと正常な粒子成長中に、粒界に関連した総自由エネルギーを最小に するために大きい粒子がより小さい粒子を消費する傾向があることも知られてい る。Ni、Hi I Iert、Acta、Met、、13巻、227頁、19 65゜酸化/アニーリング中に、高Tc超伝導性酸化物粒子の成長が1デイメン ジヨン(d imens i on)もしくは2デイメンノヨンにおいて圧迫さ れ、他のディメンジョンでは圧迫されずに行われる場合には、最も長い寸法を有 する形成された粒子は“非圧迫”ディメンジョンに平行な迅速−成長結晶組織学 的方向(高Tc酸化物のa−5面に平行な方向)に配向した粒子である。上述し たように、バルク電流の方向に平行にアラインした粒子の迅速成長a−b面を有 する高Tc酸化物超伝導体を得ることが望ましい。好ましいデイメンンヨンに平 行なa−5面に配向した粒子は比較的長くなるように成長し、正常な粒子成長の プロセスによって、このように配向していない、長さが限定された小さい粒子を 最後には消費するっ従って、高Tc酸化物粒子の異方性成長を効果的に制限する ことによって、好ましい粒子アラインメントを得ることができる。(この明細書 及び請求の範囲内で用いる限り、酸化物粒子の”長さ”は粒子の最大寸法のサイ ズを意味する。)バルク電流の方向以外で限定された寸法を有する超伝導性酸化 物構造を得るための公知方法の1つは、“管内酸化物−粉末(oxide−po wder−in−tube)”方法として知られた方法によって酸化物フィラメ ントを製造することである。この方法では、超伝導性酸化物粉末を通常銀製の管 に入れる。シールした後に、充填した管を薄いリボン又は細いワイヤーに変形す る。この変形工程後に通常、高温アニールを行って、酸化物粒子を焼結させる。Minimizes the total free energy associated with grain boundaries during annealing and normal grain growth It is also known that larger particles tend to consume smaller particles in order to Ru. Ni, Hi Iert, Acta, Met, vol. 13, p. 227, 19 During 65° oxidation/annealing, the growth of high Tc superconducting oxide particles lasts for 1 day. Compressed in Jiyon (dimens ion) or 2 daymen noyon has the longest dimension if it is done without compression in other dimensions. The particles formed are fast-growing crystallographic structures parallel to the “unsqueezed” dimension. These are particles oriented in the target direction (direction parallel to the a-5 plane of the high Tc oxide). mentioned above As shown in Fig. 2, a fast-growing a-b plane of particles aligned parallel to the direction of the bulk current It is desirable to obtain a high Tc oxide superconductor that has a high Tc. flat on the preferred daymenyon Particles oriented in the a-5 plane grow relatively long, which is similar to normal particle growth. The process produces small particles with limited length that are not oriented in this way. will eventually be consumed, thus effectively limiting the anisotropic growth of high Tc oxide particles. By this, preferred particle alignment can be obtained. (This statement and as used within the scope of the claims, the "length" of an oxide particle refers to the size of the particle's largest dimension. It means z. ) superconducting oxides with limited dimensions other than the direction of bulk current One of the known methods for obtaining the structure of oxide filaments by a method known as ``wder-in-tube'' The goal is to manufacture products. In this method, superconducting oxide powder is placed in a tube, usually made of silver. Put it in. After sealing, transform the filled tube into a thin ribbon or thin wire. Ru. This deformation step is usually followed by a high temperature anneal to sinter the oxide particles.

残念ながら、この方法によって均一に薄いコアを有する薄いリボン又はワイヤー を得ることは困難である。例えば、Osamura等は、20ミクロンより薄い 酸化物コアを有する銀ソース入り(s i 1ver−sheathed)Pb −Bi−3r−Ca−Cu−0テープを得るために“均買変形を保証することが 困難である”ことを報告している。K、Osamura、S、Oh、S、0cb ia1. “Effect of Thermomechanical Tre atment onthe Cr1tical Density of Ag  5heathedB(Pb)SCCOTapes”、5uperconduct or 5cience and Technology、3巻、1990.14 3頁。このような不均質変形の理由は、脆性酸化物コアと延性金属シースとが変 形中に異なって挙動することである。超伝導性酸化物は10−4秒−1程度の低 い歪み速度及び800℃の温度においても、脆化的に(in a brittl e manner)変形することが判明している。M、J、Kramer、L、 S、Chumbley、R,W、 NicCallum、”Analysis  of DeformedYBa2Cu30□−、−、J、of Mat、Sci 、1989に提出された前刷りっこの逆に、銀はこのような条件下で延性的に( in a ductilemanner)変形する。変形挙動のこの差が脆性コ アと延性ソースとの間の局部流動応力の勾配を生じ、これが酸化物/金属複合体 管の加工性を制限する。RN、Wr ight、R,M、German、D、B 、Knorr、R,に、MacCrone、に、Rajan及びW、Z、Mis iolek、”Mechanical Con5iderations im  the Processing of High Tc 5upercondu ctors+、1990年2月21日、カリフォルニア州アナハイムにおけるT MS年会て発表。Unfortunately, this method results in thin ribbons or wires with uniformly thin cores. is difficult to obtain. For example, Osamura et al. Silver sourced (si 1ver-sheathed) Pb with oxide core - To obtain the Bi-3r-Ca-Cu-0 tape, it is possible to guarantee the “uniform purchasing deformation”. K,Osamura,S,Oh,S,0cb ia1. “Effect of Thermomechanical Tre atment on the Cr1tical Density of Ag 5heatedB(Pb) SCCOTapes”, 5upperconduct or 5science and Technology, Volume 3, 1990.14 3 pages. The reason for such heterogeneous deformation is that the brittle oxide core and ductile metal sheath are It behaves differently in its shape. Superconducting oxides are as low as 10-4 s-1. Even at high strain rates and temperatures of 800°C, e manner) is known to be deformed. M. J., Kramer, L. S, Chumbley, R, W, Nic Callum, “Analysis” of DeformedYBa2Cu30□-,-,J, of Mat, Sci , 1989, silver is ductile ( in a ductile manner). This difference in deformation behavior contributes to the brittle core. This creates a local flow stress gradient between the ductile source and the oxide/metal composite. Limits the processability of the tube. RN, Wright, R, M, German, D, B , Knorr, R., MacCrone, Rajan and W.Z., Mis. iolek, “Mechanical Con5iderations im the Processing of High Tc 5uppercondu ctors+, February 21, 1990, T in Anaheim, California Presented at MS annual meeting.

非常に微細で均一な超伝導体フィラメントが低温金属超伝導体(高温酸化物超伝 導体と区別するために)のワイヤーとして金属先駆体の変形によって製造されて いる。例えば、“青銅”方法では、ニオブロッドをより大きい直径の青銅ロッド 中に穿孔された軸方向孔中に挿入する。H,Hi I 1mann、“Fabr  1cation Technology of Superconducti ngMaterials”、5uperconductor Material sScience:Metallurgy、Fabrication、and  Appl 1cat 1ons、S、Foner、B、B、Schwartz編 集、PIenum Press、ニューヨーク、342頁。この青銅−ニオブ複 合体を適当な直径に押出成形する。このような複合体ロッドを束ねて、別の青銅 管中に挿入し、この管を再び加工する。次に、このマルチフィラメント状複合体 をアニールして、低温超伝導体、青銅としてSn(錫)を供給した場合にNb3 Sn。Very fine and uniform superconductor filaments form low-temperature metallic superconductors (high-temperature oxide superconductors). manufactured by the transformation of metal precursors as wires (to distinguish them from conductors) There is. For example, the “bronze” method replaces the niobium rod with a larger diameter bronze rod. into the axial hole drilled inside. H, Hi I 1mann, “Fabr 1cation Technology of Superconducti ngMaterials", 5superconductor Material sScience: Metallurgy, Fabrication, and Appl 1cat 1ons, edited by S, Foner, B, B, Schwartz Collection, PIenum Press, New York, 342 pages. This bronze-niobium composite Extrude the assembly to the appropriate diameter. Bundle such composite rods and make another bronze into the tube and process the tube again. Next, this multifilamentary composite When Sn (tin) is supplied as a low-temperature superconductor and bronze by annealing, Nb3 Sn.

を製造する。このような方法は直径3〜5ミクロンである均一な超伝導体フィラ メントを得るために用いられている。しかし、これらのNb3Snフィラメント は20″Kをはえる温度では超伝導性ではない。Manufacture. Such a method produces a uniform superconductor filler with a diameter of 3 to 5 microns. It is used to obtain ment. However, these Nb3Sn filaments is not superconducting at temperatures above 20"K.

高Tc超伝導性酸化物への金属先駆体の微細なフィラメント(モノフィラメント 体又はマルチフィラメント体)は、現在まで、改良された超伝導性を有する高T c超伝導性酸化物のアラインド粒子を得る手段として用いられていない。Fine filaments (monofilaments) of metal precursors to high Tc superconducting oxides To date, high T c It has not been used as a means to obtain aligned particles of superconducting oxide.

発明の目的 従って、本発明の幾つかの目的は、結晶の好ましい超伝導の方向が過電流の作用 的に必要な方向と同−手向であるように、超伝導性結晶が結晶組織学的に配向す る場合に亀裂に耐性であり、優れた超伝導特性を有する高温超伝導性構造を提供 すること:超伝導性酸化物粒子の間の不正配向角度が最小であるような超伝導性 コアを提供すること、20ミクロン未満の厚さ、好ましくは数ミクロン程度の薄 い早さの高温超伝導性構造を提供すること、構造体の1つ以上のディメンジョン の歩な(とも1/10より大きい、長いディメンジョンを有する酸化物粒子を含 む高温酸化物超伝導性構造を提供すること:このような超伝導体をワイヤー、ロ ッド、テープ、及びシートとして提供すること、及びこのような超伝導体の、信 頼できかつ再現可能である製造ブチ法を提供することを含む。Purpose of invention Accordingly, some objects of the present invention are that the preferred direction of superconductivity of the crystal is determined by the action of overcurrent. The superconducting crystal is crystallographically oriented in the same direction as required for Provides high-temperature superconducting structures that are resistant to cracking and have excellent superconducting properties when What to do: superconductivity such that the misorientation angle between superconducting oxide particles is minimal providing a core with a thickness of less than 20 microns, preferably as thin as a few microns; providing high temperature superconducting structures in one or more dimensions of the structure; Contains oxide particles with a long dimension (larger than 1/10) to provide high-temperature oxide superconducting structures that superconductors, such as sheets, tapes, and sheets; This includes providing a manufacturing process that is reliable and reproducible.

発明の概要 本発明の方法は、酸化されて金属酸化物を形成する金属元素を配合する工程と、 配合した金属元素を金属容器に入れる工程と、容器と中身とを変形して、先駆体 がその長さに垂直な、少なくとも1つのディメンジョンにおいて非常に薄くなる ように、その直径を減じて、その長さを増大させる工程を含む。所望のサイズと 形状が得られたときに、超伝導性酸化物の金属元素が酸化されて超伝導体を形成 するように、変形した容器を熱処理する。この熱処理は超伝導体の薄いディメン ジョンの1/10より大きい、少なくとも1つの粒子ディメンジョンを有する超 伝導性酸化物粒子を形成するように実施する。この複合体は優れた機械的性質と 超伝導性との両方を有する。Summary of the invention The method of the present invention includes a step of blending a metal element that is oxidized to form a metal oxide; The process of putting the blended metal elements into a metal container and transforming the container and contents to create a precursor becomes very thin in at least one dimension perpendicular to its length , including the steps of decreasing its diameter and increasing its length. desired size and When the shape is obtained, the metallic elements of the superconducting oxide are oxidized to form the superconductor The deformed container is heat treated to This heat treatment is applied to thin superconductor dimensions. superstructure with at least one particle dimension larger than 1/10 of the Conducting to form conductive oxide particles. This composite has excellent mechanical properties and It has both superconductivity and superconductivity.

熱処理中に、成長する酸化物粒子のサイズは超伝導体の薄いディメンジョン(? !数の場合も)に平行な方向(?j[数の場合も)において圧迫される。粒子は 超伝導体の薄くないディメンジョン(複数の場合も)に平行でない方向(複数の 場合も)において大きく成長することが阻止される。さらに、成長速度の異方性 のために、非圧迫方向(複数の場合も)に平行な結晶組織学的C軸にアラインし た粒子は非圧迫方向(複数の場合も)に平行な結晶組織学的a−b面に配向した 迅速成長隣接粒子に比べて比較的小さい。成長速度の異方性と超伝導性との間の 関係は粒子の迅速成長面(結晶組織学的a−b面)が好ましい超伝導面と同一平 面であるような関係である。正常な粒子成長によると、作用目的のために望まし いように配向した、大きい粒子は望ましいように配向しない小さい粒子を消費す る傾向がある。従って、望ましい超伝導性を有する超伝導性酸化物体を形成する ためには、金属先駆体の変形と次の熱処理とによって与えられる幾何学的圧迫と 共に、高Tc酸化物の超伝導と粒子成長との自然の異方性が利用される。During heat treatment, the size of the growing oxide particles decreases to the thin dimension of the superconductor (? ! (also in the case of numbers) is compressed in the direction parallel to (?j [also in the case of numbers). The particles are Directions (or directions) that are not parallel to the non-thin dimension(s) of the superconductor In some cases, large growth is prevented. Additionally, anisotropy in growth rate for the crystallographic C-axis parallel to the non-compression direction(s). The grains were oriented in the crystallographic a-b plane parallel to the non-squeezing direction(s). Relatively small compared to fast growing neighboring particles. Between growth rate anisotropy and superconductivity The relationship is that the rapid growth plane of the grain (crystalline a-b plane) is coplanar with the preferred superconducting plane. It's a two-dimensional relationship. According to normal particle growth, the desired Large particles that are poorly oriented consume smaller particles that are not oriented as desired. There is a tendency to thus forming a superconducting oxide body with the desired superconductivity. In order to Both take advantage of the superconductivity of high Tc oxides and the natural anisotropy of grain growth.

超伝導性酸化物と非超伝導性金属容器との界面も熱処理中の超伝導性酸化物粒子 のアラインメント機構に役割を果たしている。超伝導性酸化物−金属容器界面に 関連した自由エネルギーが超伝導性酸化物相の結晶組織学的配向によって変化す るならば、酸化物−金属容器界面における超伝導性酸化物相の核形成が好ましい 結晶組織学的配向(例えば、酸化物−金属容器界面に垂直なC軸)を有する超伝 導性酸化物粒子を生ずる。界面近くの好ましい超伝導性酸化物配向の機構が超伝 導体の圧迫された体積又は超伝導性酸化物と金属容器との間の界面のそれぞれに 或いは組合せに由来するとしても、酸化物先駆体−金属界面に垂直な酸化物先駆 体層の少なくとも1つのディメンジョンにおける縮小は界面に暴露された超伝導 性酸化物粒子の分率を高め、これは次に好ましい結晶組織学的配向を有する超伝 導性酸化物粒子の分率を高めることができる。The interface between the superconducting oxide and the non-superconducting metal container also contains superconducting oxide particles during heat treatment. plays a role in the alignment mechanism. Superconducting oxide-metal container interface The associated free energy varies with the crystallographic orientation of the superconducting oxide phase. If so, nucleation of the superconducting oxide phase at the oxide-metal container interface is preferred. A superconductor with a crystallographic orientation (e.g., C-axis perpendicular to the oxide-metal container interface) Produces conductive oxide particles. The mechanism of favorable superconducting oxide orientation near the interface is in each of the compressed volumes of the conductor or the interface between the superconducting oxide and the metal container. Or even if it comes from a combination, the oxide precursor perpendicular to the oxide precursor-metal interface The reduction in at least one dimension of the body layer reduces the superconductivity exposed at the interface. increases the fraction of oxidized oxide particles, which in turn increases the fraction of superconducting oxide particles with favorable crystallographic orientation. The fraction of conductive oxide particles can be increased.

本発明の好ましい第1実施聾様は、コアと、超伝導性コアを実質的に囲む、圧迫 的な非超伝導性境界要素とにおける有意な第1分率の超伝導性酸化物粒子の平均 長さの10倍以下である、少なくとも1つの薄い第1デイメンンヨンを有するコ アである、超伝導性酸化物粒子コアを含む細長い超伝導体である。A first preferred embodiment of the present invention comprises a core and a compressive material substantially surrounding the superconducting core. average of significant first fraction of superconducting oxide particles in non-superconducting boundary elements a coat having at least one thin first dimension that is less than or equal to 10 times the length; It is an elongated superconductor containing a core of superconducting oxide particles.

本発明の好ましい第2実施態様は、それぞれが圧迫的な非超伝導性境界要素によ って実質的に囲まれるコアと、複数の超伝導性コアを実質的に囲む、圧迫的な非 超伝導性境界要素とにおける有意な第1分率の超伝導性酸化物粒子の平均長さの 10倍以下である、少なくとも1つの薄い第1デイメンジヨンを有するコアであ る、高温超伝導性酸化物粒子の複数のコアをそれぞれが含む、少なくとも1つの 最も内部の超伝導性アセンブリをそれぞれが含む、少なくとも1つの高温超伝導 性アセンブリを含む、細長い超伝導体である。A second preferred embodiment of the invention provides that each compressive non-superconducting boundary element a plurality of superconducting cores substantially surrounded by a compressive non-conductive core; of the average length of the significant first fraction of superconducting oxide particles in the superconducting boundary element. The core has at least one thin first dimension that is 10 times or less at least one core, each comprising a plurality of cores of high temperature superconducting oxide particles, at least one high temperature superconductor, each comprising an innermost superconducting assembly It is an elongated superconductor that contains atomic assemblies.

本発明の好ましい第3実施聾様は、金属先駆体と、金属先駆体コアを実質的に囲 む、圧迫的な非超伝導性境界要素との熱処理時に形成される、有意な第1分率の 超伝導性酸化物粒子の平均長さの10倍以下である、少な(とも1つの薄い第1 デイメンジヨンを有するコアである、超伝導性酸化物を形成するための実質的な 化学量論比での超伝導性酸化物の金属元素のコアを含む、細長い超伝導性酸化物 体を形成するための熱処理用金属先駆体である。A third preferred embodiment of the invention includes a metal precursor and a metal precursor core substantially surrounding the metal precursor core. a significant first fraction formed during heat treatment with oppressive non-superconducting boundary elements. A thin first layer, which is less than 10 times the average length of the superconducting oxide particles, A core with a dimension, a substantial component to form a superconducting oxide an elongated superconducting oxide containing a core of metallic elements of the superconducting oxide in stoichiometric proportions A metal precursor for heat treatment to form a body.

本発明の方法の好ましい例は、超伝導性酸化物を形成するための実質的な化学量 論比での超伝導性酸化物の金属元素の金属先駆体コアを形成する工程と、金属先 駆体コアを実質的に囲む圧迫的な非超伝導性境界要素を形成する工程と、組合せ た先駆体コアと境界要素とを、少なくとも1つの薄い第1デイメンジヨンを有す る細長い形に変形する工程と、変形した組合せ先駆体コアと境界要素とを熱処理 して、変形した金属先駆体コアの前記の薄い第1デイメンジヨンの1/10より も大きい平均長さを有する先駆体コアの酸化物超伝導性粒子の有意な第1分率を 製造する工程とを含む、細長い超伝導体の製造方法である。A preferred example of the method of the invention comprises a substantial stoichiometric amount to form a superconducting oxide. The process of forming a metal precursor core of a metal element of a superconducting oxide in a theoretical manner and the metal tip forming an oppressive non-superconducting boundary element substantially surrounding the precursor core; a precursor core and a boundary element having at least one thin first dimension; deformation into an elongated shape and heat treatment of the deformed combined precursor core and boundary elements. 1/10 of said thin first dimension of the deformed metal precursor core. also has a significant first fraction of oxide superconducting particles in the precursor core with a large average length. 1 is a method for manufacturing an elongated superconductor.

本発明の方法の好ましい第2例は、所定数のコアが製造されるまで下記工程(] )と(if) : (i)超伝導性酸化物を形成するための実質的な化学量論比 での超伝導性酸化物の金属元素の金属先駆体コアを形成する工程と(n)金属先 駆体コアを実質的に囲む圧迫的な非超伝導性境界要素を形成する工程とを繰り返 す工程と;所定数の包含コアを少なくとも1つの最も内部のコアアセンブリに結 合させる工程と、少なくとも1つの最も内部のアセンブリの各々に対して、結合 した包含コアを実質的に囲むサイズである圧迫的な非超伝導性境界要素を形成す る工程と、少なくとも1つの最も内部のアセンブリの各々を、少なくとも1つの 第1デイメンシヨンにおいてより薄くなるように、変形する工程を含む、超伝導 性コアの少なくとも1つのアセンブリを有する細長い超伝導体の製造方法であっ て、所定ネスチング度が得られるまで下記工程(D〜(tv) : (i)所定 構成で所定数の所定ネスチング度の変形アセンブリを結合させる工程と; (n )結合した包含コアを実質的に囲むサイズである圧迫的な非超伝導性境界要素を 形成する工程と、(迅)結合した変形アセンブリを周囲用の境界要素中に充填し て、充填される変形アセンブリよりも大きいネスチング度の中間アセンブリを形 成する工程と (tv)より大きいネスチング度の中間アセンブリを、少なくと も1つの第1デイメンジヨンにおいて薄くなるように変形する工程とを繰り返し 、所定ネスチング度の前記変形アセンブリを熱処理して、変形コアの少なくとも 1つの薄い第1デイメンジヨンの1/10以上である平均長さを有する超伝導性 酸化物粒子である、少なくとも1つの先駆体コアの超伝導性酸化物粒子の有意な 第1分率を製造する方法である。A second preferred example of the method of the present invention includes the following steps () until a predetermined number of cores are manufactured. ) and (if): (i) Substantial stoichiometry to form superconducting oxide (n) forming a metal precursor core of a metal element in a superconducting oxide; and (n) a metal tip. forming a compressive non-superconducting boundary element substantially surrounding the precursor core. tying the predetermined number of containing cores to at least one innermost core assembly; and for each of the at least one innermost assembly. forming a compressive non-superconducting boundary element of a size that substantially surrounds the containing core. and at least one innermost assembly. superconducting, including the step of deforming so that it becomes thinner in the first dimension A method of manufacturing an elongated superconductor having at least one assembly of magnetic cores. Then, the following steps (D~(tv): (i) Predetermined (n ) an oppressive non-superconducting boundary element of a size that substantially surrounds the combined containing core. forming and (quickly) filling the combined deformed assembly into the surrounding boundary element. to form an intermediate assembly with a greater degree of nesting than the deformed assembly being filled. (tv) and an intermediate assembly with a nesting degree greater than Repeat the process of deforming the first dimension so that it becomes thinner. , heat treating the deformed assembly with a predetermined degree of nesting to reduce at least one of the deformed cores. superconductor having an average length that is greater than or equal to 1/10 of one thin first dimension a significant amount of superconducting oxide particles of at least one precursor core that are oxide particles; This is a method for producing the first fraction.

本発明の方法の好ましい第3実施態様は、所定数のコアが製造されるまで下記工 程(i)と(fi) : (i)超伝導性酸化物を形成するための実質的な化学 量論比での超伝導性酸化物の金属元素の金属先駆体コアを形成する工程と(if )金属先駆体コアを実質的に囲む圧迫的な非超伝導性境界要素を形成する工程と を繰り返す工程と、所定数の包含コアを少なくとも1つの最も内部のコアアセン ブリに結合させる工程と:少なくとも1つの最も内部のアセンブリの各々に対し て、結合した包含コアを実質的に囲むサイズである圧迫的な非超伝導性境界要素 を形成する工程と、少なくとも1つの最も内部のアセンブリの各々を、少なくと も1つの第1デイメンノヨンにおいてより薄くなるように、変形する工程を含む 、超伝−1ttコアの少tj<とちヒ〕のア(てンブリをイラする細長い超伝導 体の金属層1体の製造:す7J〈7あ−〕で、所定不スイング1.fが1すられ るまで下記]−稈(i)−・(iy )(i)所定構成で所定数の所定ネスチン グ度の変形アセンブリを結合させるユ稈l::(ij)結合しt−包A′コアを 実質的(−囲むサイズであるIE迫的な非超伝導性境界要素を形成する]7稈と 、(th)結合(ッた変片3アセンブリを周囲用の境界要素中に充填し、て、充 填される変形アセンブリよりも人きいネスチング度の中間アセンブリを形成する 7稈と、(■)少なくとも1つの金属先駆体コアの少な(とも1一つの薄い第1 デイメ、/ノヨンが、金属先駆体コアの熱処理時に形成される有意な第1分゛r の超伝導性酸化物粒子の平均長さの10倍以下であるように、より大きいネスチ ング度の中間アセンブリを変形するT稈とを繰り返す方法である。A third preferred embodiment of the method of the invention provides the following steps until a predetermined number of cores are manufactured. Processes (i) and (fi): (i) Substantive chemistry for forming superconducting oxides forming a metal precursor core of metal elements of the superconducting oxide in stoichiometric ratios ) forming an oppressive non-superconducting boundary element substantially surrounding the metal precursor core; and repeating the steps of for each of the at least one innermost assembly; an oppressive non-superconducting boundary element sized to substantially surround the bound containing core; forming each of the at least one innermost assembly. also includes the step of deforming so that it becomes thinner in one first dimension. , Superden - 1tt core's small tj <tochihi> a (a long and thin superconductor that irritates the body) Manufacture of one metal layer of the body: 7J〈7A-〉, predetermined non-swing 1. f is 1 ] - Culm (i) - (iy) (i) A predetermined number of predetermined nestins with a predetermined configuration Unit culm that connects the deformed assembly of degree 1:: (ij) connects the t-hull A′ core Substantially (-forming an IE-impressive non-superconducting boundary element of size surrounding) 7 culms and , (th) Fill the combined (t) variable piece 3 assembly into the boundary element for the periphery, and fill. form an intermediate assembly with a higher degree of nesting than the deformed assembly to which it is inserted. 7 culms and (■) at least one metal precursor core (also one thin first The significant first fraction formed during heat treatment of the metal precursor core The larger the nest, such that it is less than 10 times the average length of the superconducting oxide particles of This is a method of repeating the process of deforming the intermediate assembly at different degrees.

図面の簡単な説明 図1は超伝導性酸化物、YBa2Cu30□−0の典型的な単位セルの略図であ り、この単位セルの最も長いヂメンジョンがC軸に平行であることを示す。Brief description of the drawing Figure 1 is a schematic diagram of a typical unit cell of the superconducting oxide, YBa2Cu30□-0. shows that the longest dimension of this unit cell is parallel to the C axis.

図2は成長する超伝導性酸化物粒子の略図であり、粒子がa−b面に平行な方向 において最も迅速に成長することを示す。Figure 2 is a schematic illustration of a growing superconducting oxide particle, with the particle oriented parallel to the a-b plane. shows the fastest growth in

図3は1方向において長く成長しないように圧迫された、成長する超伝導性酸化 物粒子の二次元略図である。Figure 3 shows a growing superconducting oxide that is constrained to not grow too long in one direction. 2 is a two-dimensional schematic diagram of an object particle.

図41は超伝導性と非超伝導性貴金属複合体の層状構造を示す概路線図である。FIG. 41 is a schematic diagram showing the layered structure of a superconducting and non-superconducting noble metal composite.

図5は超伝導性物質を含む不活性物質の容器を示す概路線図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a container of inert material containing superconducting material.

図6は、それらの直径を減じ、それらの長さを高めるように変形した、図5に示 すような容器の幾つかを囲む容器を示す概路線図である。FIG. 6 shows the structure shown in FIG. 5 modified to reduce their diameter and increase their length. 1 is a schematic diagram showing a container surrounding some of such containers; FIG.

図7は、それらの直径を減じ、それらの長さを高めるように変形した、図6に示 すような容器の幾つかを囲む容器を示す概路線図である。FIG. 7 shows the structure shown in FIG. 6 modified to reduce their diameter and increase their length. 1 is a schematic diagram showing a container surrounding some of such containers; FIG.

図8は、YBa2Cu307−超伝導体を含む単一超伝導体に適用した、本発明 の方法を概略的に示すフローチャートである。Figure 8 shows the present invention applied to a single superconductor including a YBa2Cu307-superconductor. 2 is a flowchart schematically illustrating a method.

図9は、C軸アラインド粒子を含む超伝導体における大面積粒界を横切り、小面 積粒界の周囲を通る高電流輸送路を示す二次元略図である。Figure 9 shows the cross-section of a large-area grain boundary in a superconductor containing C-axis aligned grains. 2 is a two-dimensional schematic diagram showing high current transport paths around grain boundaries; FIG.

図10は、複数の不ステノド(nested)超伝導体に適用した、本発明の方 法を概略的に示すフローチャートである。Figure 10 shows the method of the present invention applied to multiple nested superconductors. 1 is a flowchart schematically illustrating the method;

本発明の好まシ、5い実施態様の説明 以下に詳述才ど、考察と図面とを参照するならば、本発明が理解されるであろう 。Description of preferred embodiments of the present invention The present invention will be understood by reference to the following detailed description, discussion, and drawings. .

図4は純粋な超伝導性酸化物12の薄−によって分離さオ)た純粋な金属1oの 鳩のマイクロラミネート8の一般的ゲースを概略的に不側うミネートは高度の超 )へ導性酸化物粒子アラインメントを有する耐亀裂性超伝導体を得るための基本 的形状を提供する5、最大の過電7’WfがX又(まY方向及び一般にx−y面 内に流れるように、超伝導体を用いる。過電流が7方向に流れる必要はない。Figure 4 shows pure metal 1o separated by a thin layer of pure superconducting oxide 12. Pigeon's microlaminate 8 is a laminate with a high degree of ) Basics for obtaining crack-resistant superconductors with conductive oxide particle alignment 5, the maximum overcurrent 7'Wf is in the X or Y direction and generally in the x-y plane. A superconductor is used to allow the flow inside. It is not necessary for the overcurrent to flow in seven directions.

例えば14のような亀裂がX方向の電流を中断させることは理解されるであろう 。例えば16のような亀裂がX方向の電流を中断させることは理解されるであろ うっ例えば14又は16に示すような亀裂伝播は比較的延性な、耐亀裂性の純粋 な金属層10を通過しなければならないので、金属−超伝導性酸化物を通っては 特に困難であるっ亀裂が超伝導体の単層中で開始する場合には、他の超伝導体層 に伝播しないように思われる。例えば18のような亀裂伝播は酸化物層のX−y 面内に位置する方向に沿ってなおも生ずることができる。しかし、18タイプの 若干の亀裂は全マイクロ−ラミネート8を通る電流を完全には遮断しない。従っ て、マイクロ−ラミネート8の導電度は純粋な酸化物に対するよりも供給応力に 対して低感受性でありうる。It will be appreciated that a crack such as 14 will interrupt the current in the X direction. . It will be appreciated that a crack such as 16 will interrupt the current in the X direction. For example, crack propagation as shown in 14 or 16 may occur in relatively ductile, crack-resistant pure It must pass through the metal layer 10, so it cannot pass through the metal-superconducting oxide. It is particularly difficult to initiate cracks in a single layer of superconductor when cracking other superconductor layers. It seems that it does not spread. For example, crack propagation like 18 is caused by the X-y It can still occur along directions lying in-plane. However, 18 types Some cracks will not completely block the current flow through the entire micro-laminate 8. follow Therefore, the conductivity of the micro-laminate 8 is more dependent on the applied stress than for pure oxides. may have low susceptibility to

ラミネート超伝導性酸化物−金属複合体は、ラミネート中の超伝導性粒子の結合 度が高いために、非ラミネート複合体を凌駕する電気的性質の利点を提供する。Laminated superconducting oxide-metal composites are made by bonding superconducting particles in the laminate. The high degree of strength provides electrical property advantages over non-laminated composites.

連続超伝導路を維持するために必要な、複合体中の超伝導性粒子の最小濃度は“ パーコレーション限界”として知られる。マイクロ−ラミネート8では、超伝導 性酸化物がa厚帯中に濃縮される。従って、酸化物粒子が近くの酸化物粒子と接 点を形成する可能性は、酸化物粒子が貴金属マトリックス中にランダムに分布す る場合よりも大きい。換言すると、マイクロ−ラミネート8中の超伝導性酸化物 粒子の局部濃度はよりランダムな微細構造の局部濃度よりも高いので、金属の大 きい体積分率を有するラミネート中でもパーコレーション限界が越えられること ができるっ二のため、マイクロ−ラミネート8は金属と酸化物とのランダメブレ ンドを有する複合体に比べて金属の比較的大きい体積分率を、その超伝導性を失 うことなく、含むことができる。The minimum concentration of superconducting particles in the complex required to maintain a continuous superconducting path is “ known as the ``percolation limit.'' In micro-laminates8, superconducting oxides are concentrated in the a-thickness zone. Therefore, oxide particles come into contact with nearby oxide particles. The possibility of forming dots is due to the random distribution of oxide particles in the noble metal matrix. larger than when In other words, the superconducting oxide in the micro-laminate 8 The local concentration of particles is higher than that of a more random microstructure, so the large size of the metal Percolation limits can be exceeded even in laminates with high volume fractions Micro-laminate 8 is a random combination of metal and oxide. A relatively large volume fraction of the metal compared to the composite with a bond loses its superconductivity. It can be included without.

本発明の好ましい実施態様を図7に示す。この場合に、ラミネートは多重不ステ ノド容器の形状をとる。外側容器60は銀又は池の不活性な、変形可能な金属か ら製造される。不活性とは、超伝導体を劣化させない金属を意味する。不活性金 属は上述した貴金属と同じであると考えられるが、必ずしもそうでない場合もあ る。貴金属は下記金属:Ag5Au、Pd、Rh、Os、Ru、I r、Hg及 びCuの1種以上を含むことができる。貴金属はこのような金属と酸化物との複 合体であることもできる。複数の、この場合には7つの中間容器アセンブリ58 a−58gが外側容器60内にネストされる。外側容器60と中間容器アセンブ リとは、各中間容器アセンブリが他の中間容器アセンブリ及び/又は外側容器6 0とに、中間容器アセンブリが相互に対して半径方向又は円周方向に実質的に移 動することかできないように接触し、容器アセンブリが実質的に変形しないよう なサイズ及び形状である。例えば、中間容器アセンブリは六角形の断面を有する ような形状であることができる。A preferred embodiment of the invention is shown in FIG. In this case, the laminate is Takes the shape of a throat container. The outer container 60 is made of silver or other inert, deformable metal. Manufactured from Inert means a metal that does not degrade the superconductor. inert gold Although the genus is considered to be the same as the precious metals mentioned above, this may not necessarily be the case. Ru. Precious metals include the following metals: Ag5Au, Pd, Rh, Os, Ru, Ir, Hg and and Cu. Noble metals are complex compounds of metals and oxides. It can also be a combination. A plurality of intermediate container assemblies 58, in this case seven a-58g is nested within the outer container 60. Outer container 60 and intermediate container assembly Representing that each intermediate container assembly is connected to another intermediate container assembly and/or outer container 6. 0, the intermediate container assemblies are substantially displaced radially or circumferentially with respect to each other. contact so that they cannot move and the container assembly is not substantially deformed. size and shape. For example, the intermediate container assembly has a hexagonal cross-section It can have a shape like this.

図6には典型的な中間容器アセンブリ58、例えば58aを概略的に示す。中間 容器70は不活性な変形可能な金属から製造される。複数の、この場合には7つ の中間容器アセンブリ68a−68gが外側容器70内にネストされる。内部容 器アセンブリ68a−68gは、中間容器70に関して、各中間容器アセンブリ が池の内部容器アセンブリ及び/又は中間容器70とに、内部容器アセンブリが 相互に対して半径方向又は円周方向に実質的に移動することができないように接 触し、容器が実質的に変形しないようなサイズ及び形状である。FIG. 6 schematically depicts a typical intermediate container assembly 58, such as 58a. middle Container 70 is manufactured from an inert, deformable metal. multiple, in this case seven Intermediate container assemblies 68a-68g are nested within outer container 70. Internal content Container assemblies 68a-68g are connected to each intermediate container assembly with respect to intermediate container 70. The inner container assembly is connected to the inner container assembly of the pond and/or the intermediate container 70. abutted so that they cannot substantially move radially or circumferentially relative to each other; The container is of such size and shape that the container does not substantially deform when touched.

図5には典型的な内部容器アセンブリ68、例えば68aを概略的に示す。内部 容器8()は不活性な変形可能な金属から製造される。内部容器80内に超伝導 性酸化物82が充填される。(青金滅相841も示されるが、これは不必要であ り、超伝導性酸化物相82が全空間を占めることができる。)従って、図7に戻 ると、不ステノド構造は、周囲用の不活性容器内に全て充填され、不活性容器に よって用互から分離された、複数(この場合には49 (7x7))の本質的に 平行な超伝導体を含む。このようにして、ネステノドラミネートが形成される。FIG. 5 schematically depicts a typical inner container assembly 68, such as 68a. internal The container 8() is manufactured from an inert deformable metal. Superconductor inside the inner container 80 oxide 82 is filled. (Aokinmetsuso 841 is also shown, but this is unnecessary. Therefore, the superconducting oxide phase 82 can occupy the entire space. ) Therefore, returning to Figure 7 Then, the inert structure is completely filled in the surrounding inert container, and the inert structure is Therefore, a plurality (in this case 49 (7x7)) essentially separated from each other. Contains parallel superconductors. In this way, a nestenodraminate is formed.

この体は好ましくは矢印Eによって示されるその長いディメン/ミノに沿って過 電流を導くために用いられる。This body preferably extends along its long dimension/mino as indicated by arrow E. Used to conduct current.

図7に示した実施態様が外側容器60、中間容器58及び内部容器68がら成る が、中間ネスチングの大きい多重間もしくは多重レベルが存在することも本発明 の範囲内であることは、当業者によって理解されるであろう。換言する払外側容 器が複数の第1中間容器を囲み、各第1中間容器が複数の第2中間容器を囲み、 各第2中間容器が複数の第3中間容器を含み、等が存在することができ、最も内 部の中間容器は複数の内部容器を囲む。ネスチング度は所望の性能特性、例えば 過電流容量、抵抗;正常電流容量:物理的ディメンジョン等、並びに例えば延性 、ネッキング(necking)等のような、容器の変形可能性に依存する。The embodiment shown in FIG. 7 consists of an outer container 60, an intermediate container 58 and an inner container 68. However, the present invention also allows the existence of multiple levels or multiple levels with large intermediate nesting. will be understood by those skilled in the art to be within the scope of. In other words, the external content a container surrounding a plurality of first intermediate containers, each first intermediate container surrounding a plurality of second intermediate containers; Each second intermediate container includes a plurality of third intermediate containers, etc., and there can be an innermost The intermediate container of the section surrounds the plurality of inner containers. The degree of nesting determines the desired performance characteristics, e.g. Overcurrent capacity, resistance; normal current capacity: physical dimensions, etc., as well as e.g. ductility , necking, etc., depending on the deformability of the container.

さらに、一定ネスチング度のある種のセントが同じ公称度の池のセットとは異な って充填されることが望ましい。例えば、アセンブリ58aが3度のネステッド アセンブリから形成され、58bが4度のネステノドアセンブリから形成される ことが可能である。Moreover, a set of ponds with a constant degree of nesting is different from a set of ponds with the same nominal degree. It is desirable that it be filled with For example, assembly 58a is nested three times. Formed from an assembly, 58b formed from a 4 degree nested assembly Is possible.

さらに、図7に示した実施態様が外側容器60、中間容器58及び内部容器68 から成り、これらの全てが円形断面を有するが、これらの不ステノド容器の断面 形状が円形とは異なりうることも本発明の範囲内であることは、当業者によって 理解されるであろう。不ステノド容器の可能な断面形状には、限定する訳ではな く、円形、楕円形、六角形、三角形、長方形及び方形がある。Furthermore, the embodiment shown in FIG. , all of which have a circular cross section, but the cross section of these asteroid vessels It will be appreciated by those skilled in the art that it is within the scope of the invention that the shape may differ from circular. It will be understood. There are no limitations on the possible cross-sectional shapes of the asteroid container. They are circular, oval, hexagonal, triangular, rectangular, and square.

図7に示した不ステノド構造が図4に示したラミネートに関して上述した耐亀裂 性を高度に与えることは、当業者によって理解されるであろう。超伝導体68の いずれかにおいて、超伝導体の全長にわたっても、亀裂が生ずる可能性があるが 、このような亀裂が他の超伝導体に伝播することは困難である。このようにする ためには、亀裂が超伝導体を囲む金属容器80を通過し、他の超伝導体、例えば 68bを囲む金属容器80を通過し、その超伝導体を通過し、等をしなければな らない。このことはラミネート中に分布した金属容器の強靭で、耐亀裂性の性質 のために困難であるっ 先駆体が酸化される場合に、貴金属が酸化されてセラミックに成るのではなく、 余興のままであるような貴金園を先駆体に加えることによって、耐亀裂性をさら に強化することが可能であるっこの青金滅相は図5に示す超伝導体82中の84 に示すっ超伝導性セラミックが散在する付加的金属マトリックスは、純粋な超伝 −1体[J−1に、耐鳩裂伝播性を強化する。The unstained structure shown in Figure 7 has the same crack resistance as described above for the laminate shown in Figure 4. It will be understood by those skilled in the art that this provides a high degree of character. superconductor 68 In either case, cracks may occur along the entire length of the superconductor. , it is difficult for such cracks to propagate to other superconductors. do it like this In order for the crack to pass through the metal container 80 surrounding the superconductor, the crack passes through the metal container 80 surrounding the superconductor, e.g. 68b, the superconductor, etc. No. This is due to the strong, crack-resistant properties of the metal container distributed throughout the laminate. It's difficult because of When the precursor is oxidized, rather than the precious metal being oxidized to the ceramic; Further crack resistance can be achieved by adding to the precursor a precious metal garden that remains a sideshow. This blue-gold phase, which can be strengthened to The additive metal matrix interspersed with superconducting ceramics shown in -1 unit [Enhance pigeon crack propagation resistance to J-1.

内部容器を充填する一帽?、4休(r’: r+f1.する場f)には、責金嘆 も)が種/r fi、’j5法Cp造6°・れる−1」21沫理解さオ1イ肩− あろう1、例んば1、成形した金属′に、駆体を酸化=6−ることによ−、て、 超伝導体を製造するJ2二ができろう適当な熱処理を一度施すならば、金属元素 が先駆体中で結合して、1隻伝導性酸化物中の所望の金属比を得ることができる 3、固相方法(例えば、機械吻合G、化及び、′又は金属元素のブレンディング )、液相方法(例えば、溶融合金比)又は気相す法(例えば、プラズマ、蒸発、 Yブレーンヨン等)によって、金属元素を結合させて、均質な全域先駆体を形成 する二とができる。金属先駆体は神々な固相す法(例えば、変形、切削)、液相 方法(例えば、溶融合金の型への、ギヤス云イング、粉末又はテープへの迅速υ 固、電解イ]@)又は気相方法(例えば、蒸発又は成形基体へのスパッターリン グ)によって、成形することができる。A cap that fills the inner container? , 4 days off (r': r + f1. If you do f), there will be a penalty Also) is the seed/r fi,'j5 method Cp construction 6°・reru-1''21 沫understando1ishoulder- For example, 1, by oxidizing the precursor to the formed metal', Once subjected to appropriate heat treatment, which J22, which manufactures superconductors, can produce, metal elements can be combined in the precursor to obtain the desired metal ratio in the single conductive oxide. 3. Solid-phase methods (e.g. mechanical anastomosis, conversion and 'or blending of metal elements) ), liquid phase methods (e.g. molten alloy ratio) or gas phase methods (e.g. plasma, evaporation, (Y-Brain Yon, etc.) to combine metal elements to form a homogeneous, all-area precursor. I can do two things. Metal precursors can be used in both the solid phase (e.g. deformation, cutting) and liquid phase. methods (e.g. molten alloy into mold, gearing, powder or tape) solid, electrolytic) or gas phase methods (e.g. evaporation or sputtering onto shaped substrates) It can be molded by

成形(らhaping)方法の組合せを用いることもできる。例えば、スノ(・ ンターリングによって金属先駆体を塗布した基体を不活性金属容器中に充填して 、所望の形状に変形することができる。A combination of shaping methods may also be used. For example, Suno (・ The substrate coated with the metal precursor by interpolation is filled into an inert metal container. , can be deformed into a desired shape.

本発明の方法をフローチャート形式で概略的に示す図8に関して、本発明の方法 は理解されるであろう。この方法は98において開始する。金属先駆体元素を1 00で結合させる。金属先駆体は貴金属を含むことができる。容器に金属先駆体 102を充填する。充填した容器を所望の形104に変形する。可能な変形方法 には、限定する訳ではなく、延伸、圧延、押出成形、鍛造、圧縮、スウエージン グ(swaging)等がある。変形は高温において実施することもてきる。With reference to FIG. 8, which schematically illustrates the method of the invention in flowchart form, the method of the invention will be understood. The method begins at 98. 1 metal precursor element Combine with 00. The metal precursor can include a noble metal. metal precursor in container 102 is filled. The filled container is transformed into the desired shape 104. Possible transformation methods includes, but is not limited to, drawing, rolling, extrusion, forging, pressing, swaging, swaging, etc. Deformation can also be carried out at elevated temperatures.

充填した容器を、このようにして、ロッド、ワイヤー、テープ、シート等に変形 することができる。先駆体と容器とは両方とも金属であるので、これらの両方を 、“管内酸化物−粉末゛方法に関して上述した不均質問題なしに、同時に変形す ることができる。この変形は、一般に細長(、伸びの方向に垂直な少なくとも1 つのディメンジョンにおいて非常に薄い先駆体領域を生ずるような変形であるこ とが好ましい。所望の形状力+fi得られたならば、変形した容器と先駆体を熱 処理して、先駆体を超伝導体に転化させる。以下で考察するように、長くて、細 (入形状は成形超伝導体の熱処理中の結晶組織学的アラインメントを促進する。In this way, the filled container can be transformed into rods, wires, tapes, sheets, etc. can do. Since both the precursor and the container are metal, we , the “in-tube oxide-powder” method can be deformed simultaneously without the inhomogeneity problems mentioned above. can be done. This deformation is generally elongated (at least one point perpendicular to the direction of elongation). The deformation is such that it results in a very thin precursor region in one dimension. is preferable. Once the desired shape force +fi is obtained, heat the deformed container and precursor. Processing converts the precursor into a superconductor. Long, narrow, as discussed below. (The inset shape promotes crystallographic alignment during heat treatment of the shaped superconductor.

例えば、金属Y、[1鳥Cu先駆体を機械的に合金化し、下、容器に入れ、変形 )−乙伸びの方向に重信な少なくとち1・′フのデ(メン″)ヨンにおいて薄い 金属先駆体を得るごとが7′きる。変形した容器を次に106においで酸素^1 i雰囲気甲T′400〜600℃に典型的にケ】然して、金属を芹全に酸化する 。容器を200C程度の低温において熱処理することも可能でJ5る4、シ2か L7、この温度では酸化速(9)は非常に緩慢である、次番二、容器を1. O S +:、おいて700〜940℃に加熱して、正方晶YBa2Cu30.−、 を形成する。、非酸化フィラメントの薄いディメンジョンの1/10より大きい 長さを有するY [3a 2C11307−8校了の有意な分率”を得るために は、700−940”Cでの時間が充分(丁長くなければならない。For example, the metal Y,[one Cu precursor is mechanically alloyed, placed in a container, and deformed. ) - thin in the direction of elongation at least 1. It takes 7' to obtain a metal precursor. Next, the deformed container is exposed to oxygen^1 in 106. Atmosphere T'T' typically at 400-600°C; however, the metal is thoroughly oxidized. . It is also possible to heat-treat the container at a low temperature of about 200C. L7, the oxidation rate (9) is very slow at this temperature. O S+: , heated to 700-940°C to form tetragonal YBa2Cu30. -, form. , greater than 1/10 of the thin dimension of the non-oxidized filament To obtain a significant fraction of Y [3a 2C11307-8 proofreading with length The time at 700-940"C must be long enough.

実際に、平均粒子の相対的長さが長ければ長いほど良い;しかし、Y B a  2 Cu *0□−2粒子の有!な分率が尋いディメンジョンのサイズのt /  1.0より大きい長さを有するならば、本発明の利益を得ることができると考 えられる。110においては、容器を酸素富化雰囲気中で350〜600℃にお いてアニールして、超伝導性の斜方晶系、’1’B a2CIJ307−を形成 する。多くの用途に適した金属先駆体の典型的な薄いディメンジョンは、ix、 10−3cmである。In fact, the longer the relative length of the average particle, the better; however, Y B a 2 Cu *0□-2 particles present! The fraction is the size of the dimension t / If the length is greater than 1.0, it is considered that the benefits of the present invention can be obtained. available. At 110, the container is heated to 350-600°C in an oxygen-enriched atmosphere. and annealed to form a superconducting orthorhombic crystal, '1'B a2CIJ307-. do. Typical thin dimensions of metal precursors suitable for many applications include: ix, It is 10-3 cm.

このような長い粒子の分率は、このような長い粒子のみから成る路に沿った超伝 導のパーコーレーノヨン限界以上であるならば、有意であると見なされる。The fraction of such long particles indicates that the superconductivity along a path consisting only of such long particles is It is considered significant if it is greater than or equal to the Percole-Noyon limit of the lead.

(3デイメンジヨンにおいて電気的パーコーレーンヨンに必要なランダム配向球 状粒子の体積分率はパーコーレーノヨン限界と呼ばれ、約015であると見積も られる。H,5cher、R,Za l ten、J、Chem、Phys、、 53巻(1970)、3759頁)。(Randomly oriented spheres required for electric Percolation in 3-day formation) The volume fraction of shaped particles is called the Percolay Noyon limit and is estimated to be approximately 0.015 It will be done. H,5cher,R,Zalten,J,Chem,Phys,, 53 (1970), p. 3759).

この場合に、Y B a 2 Cu 307−8粒子の有意な分率はlXl0− ’cm以上である長さを有するべきである。好ましい実施態様では、有意な体積 分率は0.15以上であり、最も好ましい実施態様では、05以上である。この ような比較的長い粒子の有意な分率を有することが有利である理由は以下で説明 する。In this case, a significant fraction of YBa2Cu307-8 particles is lXl0- It should have a length that is not less than ’cm. In a preferred embodiment, a significant volume The fraction is greater than or equal to 0.15, and in the most preferred embodiment, greater than or equal to 0.5. this The reasons why it is advantageous to have a significant fraction of relatively long particles such as do.

金属先駆体を長(て、細いフィラメントに変形することは、強化された電気的性 質を有する高Tc超伝導性酸化物の製造を可能にする。金属先駆体の長くて、細 いフィラメントの酸化から得られる、このような酸化物粒子の成長によって、高 Tc超伝導性酸化物粒子の好ましいアラインメントを製造することができる。Transforming the metal precursor into long (and thin) filaments provides enhanced electrical properties. This enables the production of high Tc superconducting oxides with high quality. A long, thin piece of metal precursor The growth of such oxide particles, resulting from the oxidation of a thin filament, results in high A preferred alignment of Tc superconducting oxide particles can be produced.

上述したように、高Tc超伝導性酸化物中に存在する、単位セルの結晶組織学的 a−b而に平行な方向において成長が最も迅速であるような、成長速度の異方性 が存在する。従って、高Tc酸化物粒子はプレート状又はディスク状の形状にな るように成長し、この場合に薄い粒子ディメンジョンは緩慢に成長する結晶組織 学的C方向に平行である。(図2を参照のこと)。本発明はまた、超伝導に関し て異方性が存在するという事実を利用する。過電流は高Tc酸化物中を結晶組織 学的a−b面に平行な方向において最も容易に流れる。以下で説明するように、 ワイヤーの薄いディメンジョンの1710より長い粒子の有意な分率を生ずる他 に、本発明は最大の超伝導の好ましいa−5面に位置する伸びの方向(作用的に 必要な過電流の方向でもある)において長いディメンジョンを有する超伝導性酸 化物粒子の有意な分率を生ずる。必要な過電流の方向が伸びの方向に平行である ようなデバイスに超伝導体が用いられることは理解されるであろう。As mentioned above, the crystallography of the unit cell present in high Tc superconducting oxides Anisotropy in growth rate such that growth is fastest in the direction parallel to a-b exists. Therefore, the high Tc oxide particles have a plate-like or disk-like shape. In this case, thin grain dimensions result in a slow-growing crystalline structure. It is parallel to the scientific C direction. (See Figure 2). The invention also relates to superconductivity. The fact that anisotropy exists is utilized. Overcurrent causes crystal structure in high Tc oxide It flows most easily in a direction parallel to the a-b plane. As explained below, Besides giving rise to a significant fraction of particles longer than 1710 in the thin dimension of the wire In this invention, the direction of elongation (actively located in the preferred a-5 plane of maximum superconductivity) A superconducting acid with a long dimension in the direction of the required overcurrent) resulting in a significant fraction of compound particles. The direction of the required overcurrent is parallel to the direction of elongation. It will be appreciated that superconductors may be used in such devices.

粒子成長の駆動力は湾曲粒界に付随する界面自由エネルギーの減少である。■] 111ertは正常な粒子成長に対する下記一般式を提案した。The driving force for grain growth is the reduction in interfacial free energy associated with curved grain boundaries. ■] 111ert proposed the following general formula for normal particle growth.

dR,/d t=a:%1:S: [(1/R,、)−(1/R8)] (1) 式中、R1は時間tにおける粒子Iの半径であり、Ro、は時間tにおける臨界 粒子半径(平均粒(9)に関係)てあり、M、は粒界移動度てあり、Slは粒界 エネルギー京間であり、alは次元を有さフエい定数(粒子形状に関係)である 。M、Hillerl、Acta N1et、、13巻、1965.227頁。dR, /d t=a:%1:S: [(1/R,,)-(1/R8)] (1) where R1 is the radius of particle I at time t, Ro, is the critical radius at time t is the particle radius (related to the average grain (9)), M is the grain boundary mobility, and Sl is the grain boundary mobility. The energy is kyoma, and al is the dimensional Hue constant (related to particle shape) . M. Hillerl, Acta N1et, vol. 13, 1965. p. 227.

式1から、臨界半i¥よりkきい平均半径を有する粒子は成長するが、臨界半径 よりも小さい粒子は収縮する。換言すると、正常な粒子成長中に、大きい粒子が 小さい粒子を消費するプロセスによって平均粒度は増大する。From Equation 1, particles with an average radius k greater than the critical half i\ will grow, but the critical radius Particles smaller than , shrink. In other words, during normal particle growth, large particles Processes that consume smaller particles increase the average particle size.

結晶組織学的配向による粒子成長速度の変化は、結晶組織学的配向によるSl− くはN1、(又は両方)の変化による。以下で考察するように、このような異方 性粒子成長に幾何学的L)(迫を与える二とによって、超伝導性酸化物粒子の好 ましい結晶組織学的アラインメントを得ることができる。The change in grain growth rate due to crystallographic orientation is similar to the change in grain growth rate due to crystallographic orientation. or by changes in N1 (or both). As discussed below, such anisotropy Geometrical L) A desirable crystallographic alignment can be obtained.

i>:’i′ll/−ス入り金属先駆体テープの二次元略図を示す。このテープ は薄い1デ41’、;ヨ、ト長い2デイメンノヨンとを有する。長いディメンジ ョンの1つは塊状超伝導の作用的に必要な方向であり、これは方向Eによって示 唆される。Figure 2 shows a two-dimensional schematic of a metal precursor tape containing i>:'i'll/-. this tape It has a thin 1 day long 41' length and a long 2 day long length. long dimension One of the options is the operationally necessary direction of bulk superconductivity, which is indicated by direction E. be suggested.

熱処理中に、超伝導性酸化物粒子は細長い体中の種々な位置に核を形成する。核 形成は図3に示すように種々な粒子配向を生ずる。簡明のために、図3に示す粒 子は形状がディスク状であり、ディスク面に平行な酸化物の結晶組織学的a−b 面を有すると想定する。ディスク状粒子の断面を図3に示す。この例では、粒子 が仁方向におけるよりもa−5面に平行な方向において非常に迅速に成長するこ とが仮定される。すなわち、ディスク状粒子が半径方向において迅速に成長し、 緩慢に肥厚することが仮定される。容器壁460に対して角度q (1−6)に 配向する粒子402は、それらが容器壁を遮るまで(式1によって表されるよう に)成長を続けることができる。従って、充分な期間の粒子成長後に、粒子40 4は粒子402よりも半径が太き(成ることができる。粒子402の半径が臨界 半径よりも小さい場合には、粒子402は収縮し、結局は消失する。従って、容 器壁によって与えられる圧迫は粒子配向の分布にノットを惹起するので、適当に 配向した粒子の体積分率はアニーリング時間の増加に伴って増大する。換言する と、有意な第2分率の粒子のC軸配向はテープの薄いヂメンジョンに平行な方向 にアラインする。超伝導の作用的に必要な方向は好ましい超伝導面である粒子の a−5面に平行に位置するので、このような粒子のアラインメントは非常に望ま しい。During heat treatment, superconducting oxide particles nucleate at various locations within the elongated body. nuclear The formation results in various grain orientations as shown in FIG. For clarity, the grains shown in Figure 3 The crystal structure of the oxide parallel to the disk plane is a-b. Assume that it has a surface. A cross section of the disc-shaped particle is shown in FIG. In this example, the particle grows much more rapidly in the direction parallel to the a-5 plane than in the grain direction. It is assumed that That is, disk-shaped particles grow rapidly in the radial direction, Slow thickening is assumed. At an angle q (1-6) with respect to the container wall 460 The oriented particles 402 continue until they obstruct the container wall (as expressed by Equation 1) ) can continue to grow. Therefore, after a sufficient period of particle growth, particles 40 4 has a larger radius than the particle 402 (can be formed; the radius of the particle 402 is critical). If it is smaller than the radius, the particles 402 will shrink and eventually disappear. Therefore, capacity The pressure exerted by the vessel wall induces knots in the distribution of particle orientation, so The volume fraction of oriented particles increases with increasing annealing time. paraphrase , the C-axis orientation of the significant second fraction of grains is parallel to the thin dimension of the tape. Align to. The direction required for superconductivity is the preferred superconducting plane of the particle. Such particle alignment is highly desirable since it lies parallel to the a-5 plane. Yes.

理想的な場合には、このようにアラインした粒子の分率は上記粒子の有意な第1 分率の大部分を含み、フィラメントの薄いディメンジョンの1/10より大きい 長さを有する上記粒子の有意な第1分率に等しいか、又はこれよりもやや少ない っ本発明の超伝導体の好ましい実施態様は、長い、アラインした粒子のみから成 る路に79った超伝導のパーコーレーノヨン限界以」二でもあるアラインした粒 子の有意な第2分率を有する。好ましい実施態様では、このような有意な分率が 015を越え、最も好ましい実施態様では、有意な分率が0,5を越える。In the ideal case, the fraction of particles thus aligned would be contains most of the fraction and is larger than 1/10 of the thin dimension of the filament equal to or slightly less than a significant first fraction of the particles having a length A preferred embodiment of the superconductor of the invention consists only of long, aligned particles. Aligned grains that are also at the superconducting Percollenoyon limit 79 have a significant second fraction of children. In a preferred embodiment, such a significant fraction is 0.015, and in the most preferred embodiment the significant fraction is greater than 0.5.

しかし、完全なC軸アラインメントによっても、C軸傾斜及び捩れ粒界が残る。However, even with perfect C-axis alignment, C-axis tilt and twisted grain boundaries remain.

ランダムな高角度のC軸傾斜及び捩れ粒界を横切る電気的輸送に由来する臨界電 流密度は比較的低い。しかし、このような粒界が大きい領域を有するならば、こ のような粒子間を輸送される臨界電流は比較的高くなりつる。臨界電流は下記の 比較的簡単な表現によって臨界電流密度に関係する。Critical electric potential resulting from random high-angle C-axis tilt and electrical transport across twisted grain boundaries The flow density is relatively low. However, if such grain boundaries have large areas, this The critical current transported between particles such as , tends to be relatively high. The critical current is as below It is related to critical current density using a relatively simple expression.

1、=JC−A (2) 式中、J、とICはそれぞれ臨界電流密度と臨界電流であり、Aは過電流が流れ る断面積である。従って、不正配向した粒子間のJCが比較的小さいとしても、 粒子によって共有される共通領域が大きい場合には、■、はまだ大きくなること ができる。図9に概略的に示すように、相互連絡路420はこのような大きい領 域の粒界406を横切り、小さい領域の粒界408の周囲を通って進む。(A、 P。1, = JC-A (2) In the formula, J and IC are the critical current density and critical current, respectively, and A is the overcurrent flowing. is the cross-sectional area. Therefore, even if the JC between misoriented particles is relatively small, If the common area shared by particles is large, ■, will still be large. Can be done. As schematically shown in FIG. It traverses the grain boundary 406 of the region and passes around the grain boundary 408 of the small region. (A, P.

Malozemoff、High Temperature 5upercon duct ing Compounds I 1.S、H,Whang、A、D asgupta、R,Laibowi tz41i集、TMS、ペンノルヴエニ ア州、ヴアレンダール、1990.3頁、ここに参考文献として関係を参照のこ と)。従って、C軸アラインメントを有する粒子の有意な第2分率を含む超伝導 性テープは、若干のC@傾斜及び捩ね粒界の存在にも拘わらず、大きい過電流を 輸送することができる。−上述したように、酸化物の異方性粒子成長を1つ以上 のディメンジョンにおいて抑制することによって、このようなC軸アラインメン トを得ることがてきる。Malozemoff, High Temperature 5upercon Ducting Compounds I1. S., H., Whang, A.D. asgupta, R, Laibowi tz41i collection, TMS, Pennorveni AL, Varendaal, 1990.3, p. 3, see hereby reference for reference. and). Therefore, superconductors containing a significant second fraction of particles with C-axis alignment Despite the presence of some C@ tilt and twisted grain boundaries, the tape has a large overcurrent. Can be transported. - one or more anisotropic grain growths of oxides as described above; By suppressing in the dimension of You can get a lot of money.

高Tc超伝導性酸化物(例えば、RE−Ba−Cu−0系、(Pb、Bi)−8 r−Ca−Cu−0系、T I −Ba−Ca−Cu−0系(REは稀土類元素 を意味する)における銅(■1)酸塩超伝導体)は粒子成長異方性を示し、これ は結晶組織学的C方向に平行な薄いディメンジョンを有するアスペクテソド粒子 の形成を生ずるっこれらの酸化物の幾何学的に抑制された粒子成長はC軸粒子ア ラインメ〉トを促進させる。さらに、粒子成長の異方性を示す超伝導性化合物( 酸化物又は非酸化物)が、粒子成長を1つ以−トのディメンノヨンにおいて幾何 学的に抑制することによって、アラインすることができると考えられる。上記は 全ての粒子のC軸が相互に及び細長い超伝導体の薄いディメン7ョンに対して平 行である埋り的な場合を考察するが、全ての粒子のC軸が実質的にアラインし、 相互に及び細長い超伝導体の薄いディメンジョンの方向に対して小さい角度をな すような、あまり理セ的ではない状況においても超伝導性が強化されることがで きる。High Tc superconducting oxides (e.g. RE-Ba-Cu-0 series, (Pb, Bi)-8 r-Ca-Cu-0 system, TI-Ba-Ca-Cu-0 system (RE is a rare earth element Copper(■1) acid salt superconductors) exhibit grain growth anisotropy, which means is an aspected grain with a thin dimension parallel to the crystallographic C direction. The geometrically restrained grain growth of these oxides results in the formation of C-axis grain a Promote line mates. Furthermore, superconducting compounds exhibiting anisotropy of grain growth ( oxides or non-oxides), the grain growth is controlled by the geometry in one or more dimensions. It is thought that alignment can be achieved by chemically suppressing this. The above is The C axes of all particles are parallel to each other and to the thin dimension of the elongated superconductor. Consider the buried case where the C axes of all particles are substantially aligned, at small angles to each other and to the direction of the thin dimensions of the elongated superconductor. Superconductivity can be enhanced even in less logical situations such as Wear.

kUeのDimos等を参照のこと。不正アラインメントの好ましい角度は30 ゜未満てあり、不正アラインメントの最も好ましい角度は10°未満である。See Dimos et al. in kUe. The preferred angle of malalignment is 30 The most preferred angle of misalignment is less than 10°.

上記をτ約すると、高度のC軸粒子アラインメントを得ることにおける重要な要 素は、粒子の長さ対幾何学的に抑制された薄いディメンジョンのサイズの比であ る。アニーリング後に、超伝導性酸化物粒子の少なくとも有意な分率が変形した 容器の薄いディメンジョンの厚さの少なくとも1/1oであることが望ましい。Reducing the above to τ is an important point in obtaining a high degree of C-axis particle alignment. is the ratio of the particle length to the size of the geometrically constrained thin dimension. Ru. After annealing, at least a significant fraction of the superconducting oxide particles are deformed Preferably it is at least 1/1o thicker than the thinner dimension of the container.

そのよってある場合には、超伝導性酸化物粒子の少なくとも有意な分率はそれら のC軸が変形した容器の薄いディメンジョンに平行であるようにもアラインする 。Therefore, in some cases at least a significant fraction of the superconducting oxide particles are also align such that the C axis of is parallel to the thin dimension of the deformed container. .

“有量な分率”なるフレーズはこのような長い粒子のみから成る相互連絡路に沿 って過電流を流れさせるために必要な粒子の臨界体積分率を意味する。The phrase “significant fraction” is used to express means the critical volume fraction of particles required to cause an overcurrent to flow.

図3.8.9に関した上記考察は、単一容器の変形によって形成される、単一の 細長い超伝導体に集中したものであった。しかし、複数のこのような超伝導体を 形成し、それによって、上記結晶組織学的にアラインした超伝導体の好ましい超 伝導性の他に、ラミネートの好ましい耐亀裂性を得ることも本発明の有意な態様 である。The above discussion with respect to Figure 3.8.9 shows that a single It was concentrated in an elongated superconductor. However, multiple such superconductors and thereby form a preferred superconductor of the crystallographically aligned superconductor described above. In addition to conductivity, obtaining favorable crack resistance of the laminate is also a significant aspect of the present invention. It is.

このような成形体の幾つかを他の不活性金属容器に再充填して、再成形して、マ ルチフィラメント状成形体を形成することができる。銀、金、又は銀−金合金が Y−Ba−Cu−O及びPb−B1−8r−Ca−Cu−0超伝導体のための比 較的不活性な物質の例である。Some of these compacts can be refilled into other inert metal containers and reshaped to create a matrix. A multifilamentary molded body can be formed. silver, gold or silver-gold alloy Ratio for Y-Ba-Cu-O and Pb-B1-8r-Ca-Cu-0 superconductors This is an example of a relatively inert substance.

図8の工程104後に直接、容器を熱処理する二■−程106によるのではなく 、図10.工程304に示すように、幾つかのこのような容器を製造し、これら の容器を工程306においてより大きい不活性な容器中に充填することが有利で ある。これは図6に示す、例えば58aのような体を生ずる。このネステッド体 を上記方法のいずれかによって、それが細長くなり、伸びの方向に垂直な、個々 の内部容器のディメンジョンが減少するように、308において変形する。この 時供において、変形したネステソト体を上述のように熱処理することができる。Rather than by directly heat treating the container after step 104 in FIG. , Figure 10. As shown in step 304, several such containers are manufactured and these It is advantageous to fill the container into a larger inert container in step 306. be. This results in a body such as 58a shown in FIG. This nested body By any of the above methods, it is elongated and perpendicular to the direction of elongation, the individual is deformed at 308 such that the dimensions of the inner container of are reduced. this At some point, the deformed nestesoto body can be heat treated as described above.

しかし、熱処理前に、工程310に示すように、付加的なネスチング度と変形度 とを与えることが有利である。例えば図6の58aのような、幾つかの変形した 不ステソト体を不活性容器に充填し、不ステソド度2を有する、図7に示す62 のような体を形成する。生ずる体をそれ自体変形し、その内部にネストされた体 をさらに伸ばし、それによって伸びに対して垂直なディメンジョンの1つ以上を さらに減する。変形した体をこの時点において熱処理する、又はさらに大きいネ スチング度の他の体中に組合せることができる。当業者によって容易に理解され るように、ネスチング変は先駆体と不活性容器との延性、弾性、その他のパラメ ータに依存して、ますます大きい度合いに高めることができる。最後には、所望 の最終サイズと形状とが得られたときに、上述したように、体を工程312にお いて熱処理する。However, before heat treatment, additional degrees of nesting and deformation are performed, as shown in step 310. It is advantageous to give Some modified versions, such as 58a in FIG. 62 shown in FIG. form a body like Transforms the resulting body itself, and the body nested inside it further stretched, thereby increasing one or more of the dimensions perpendicular to the stretch. Further decrease. The deformed body can be heat treated at this point or even larger Can be combined into other bodies of stinging degree. easily understood by those skilled in the art The nesting changes depend on the ductility, elasticity, and other parameters of the precursor and inert container. Depending on the data, it can be increased to increasingly large degrees. Finally, the desired When the final size and shape of and then heat-treated.

本発明を下記実施例に関してさらに説明することができる。The invention may be further illustrated with reference to the following examples.

実施例1 金属)′、Ba、Cu1.八gを高エネルギーボールミルにおいて機械的に合金 化する。金属種の比はY:Ba:Cu:Ag=1 :2:3:X (X>O)で ある。Example 1 metal)′, Ba, Cu1. Mechanically alloyed 8g in a high energy ball mill become The ratio of metal species is Y:Ba:Cu:Ag=1:2:3:X (X>O) be.

全金属粉末を鋼管中に充填する。この管を溶接閉鎖する。次に、管を300°C において静水圧的に六角形断面ワイヤーに押出成形する。このような変形した管 の幾つかを他の鋼管中に再充填する。このマルチフィラメント管を次に300℃ において静水圧的に押出成形する。これらのマルチフィラメント管の幾つかを再 び他の鋼管中に再充填し、300’Cにおいて静水圧的に押出成形する。この充 填−変形−再充填−変形・・・・プロセスを各フィラメントコアの少なくとも1 つのディメ〉ジョンが100ミクロン未鵬の厚さになるまで、好ましくは10ミ クロン未満の厚さになるまで、繰り返す。次に、マルチフィラメント管を酸素含 有雰囲気中で500℃に加熱して、金属を完全に酸化させる。この管を次に92 0°Cに400時間加熱して、正方晶系YBa2Cu30□−0を形成する。1 0ミクロン以Fの長さを有する’i’Ba2cu30□−8粒子の有意な分率が 得られるように、920℃での時間を選択する。この管を次に酸素含有雰囲気中 で500℃においてアニールして、超伝導性斜方晶系のY B a 2CLl  30t−xを形成する。All metal powder is filled into a steel pipe. This tube is welded shut. Next, heat the tube to 300°C. isostatically extruded into a hexagonal cross-section wire. Such a deformed tube Some of them are refilled into other steel pipes. This multifilament tube is then heated to 300°C. isostatically extruded. Recycling some of these multifilament tubes and other steel tubes and isostatically extruded at 300'C. This fullness Filling-deformation-refilling-deformation process is carried out at least once in each filament core. until the thickness of the two dimensions is 100 microns thick, preferably 10 microns thick. Repeat until the thickness is less than a kilometer thick. Next, the multifilament tube is The metal is completely oxidized by heating to 500° C. in an atmosphere. This tube is next 92 Heating to 0°C for 400 hours forms tetragonal YBa2Cu30□-0. 1 A significant fraction of 'i'Ba2cu30□-8 particles with lengths less than 0 microns F The time at 920° C. is selected to obtain the desired temperature. This tube is then placed in an oxygen-containing atmosphere. annealed at 500°C to form superconducting orthorhombic YBa2CLl Form 30t-x.

実施例2 金属YとBaとを高エネルギーボールミルにおいて機械的に合金化する。YとB aの粉末を鋼管に入れ、これを次に鋼管中に入れる。鋼管の厚さとYとBaの粉 末の添加層とは、鋼管中のY:Ba:Cuの比が1,24に成るように定める。Example 2 Metal Y and Ba are mechanically alloyed in a high energy ball mill. Y and B Powder a is placed in a steel tube, which is then placed in the steel tube. Steel pipe thickness and Y and Ba powder The final additive layer is defined so that the Y:Ba:Cu ratio in the steel pipe is 1.24.

この鋼管を溶接閉鎖する。次に、管を300℃において静水圧的に六角形断面ワ イヤーに押出成形する。このような変形した管の幾つかを他の鋼管中に再充填す る。このマルチフィラメント管を次に300°Cにおいて静水圧的に押出成形す る。これらのマルチフィラメント管の幾つかを再び他の鋼管中に再充填し、変形 する。この充填−変形一再充填一変形・・・・プロセスを各フィラメントコアの 少なくとも1つのディメンジョンが100ミクロン未満の厚さになるまで、好ま しくは10ミクロン未満の厚さになるまで、繰り返す。次に、マルチフィラメン ト管を酸素含有雰囲気中で400〜600℃に加熱して、金属を完全に酸化させ る。この管を次に700〜835℃に20〜400時間加熱して、YBa、Cu 30t−xを形成する。700〜835℃における時間は、10ミクロン以上の 長さを有するY B a 2Cu 307−粒子の有意な分率を得るために、充 分な長さであるべきである。This steel pipe is welded closed. Next, the tube was hydrostatically heated to a hexagonal cross-section at 300°C. extruded into ears. Refilling some of these deformed pipes into other steel pipes Ru. This multifilament tube is then hydrostatically extruded at 300°C. Ru. Some of these multifilament tubes are refilled into other steel tubes and deformed. do. This filling-deformation-refilling-deformation process is repeated for each filament core. Preferably until at least one dimension is less than 100 microns thick. Repeat until the thickness is less than 10 microns. Next, multifilament Heat the tube to 400-600°C in an oxygen-containing atmosphere to completely oxidize the metal. Ru. This tube was then heated to 700-835°C for 20-400 hours to produce YBa, Cu, Form 30t-x. The time at 700-835℃ is 10 microns or more. Y B a 2 Cu 307 with length - to obtain a significant fraction of particles should be of sufficient length.

実施例3 組成YBa2Cu3の合金をボールミル中での機械的合金化と次のAg粉末中で のブレンディングとによって製造する。ブレンド中の金属種のモル比はY:Ba Cu :Ag−1: 2 : 3・X <X>O>である。全金属粉末を鋼管中 に充填する。この管を溶接閉鎖する。次に、管を300℃において静水圧的に六 角形断面ワイヤーに押出成形する。このような変形した管の幾つかを他の鋼管中 に再充填する。このマルチフィラメント管を次に300℃において静水圧的に押 出成形する。これらのマルチフィラメント管の幾つかを再び他の鋼管中に再充填 し、熱間押出成形する。この充填−変形一再充填一変形・・・・プロセスを各フ ィラメントコアの少なくとも1つのディメンジョンが100ミクロン未満の厚さ になるまで、好ましくは10ミクロン未満の厚さになるまで、上述のように繰り 返す。次に、マルチフィラメント管を次に酸素含有雰囲気中で400〜600℃ に加熱して、金属を完全に酸化させる。この管を次に700〜940℃に20〜 400時間加熱して、正方品系Y B a 2Cu 3o7−1を形成する。7 00〜940℃における時間は、10ミクロン以上の長さを有するY B a  2Cu 307−粒子の有意な分率を得るために、充分な長さであるべきである 。この管を次に酸素含有雰囲気中で350〜600℃においてアニールして、超 伝導性斜方晶系のYBa、Cu307−0を形成する。Example 3 An alloy of composition YBa2Cu3 was mechanically alloyed in a ball mill and then in Ag powder. Manufactured by blending. The molar ratio of metal species in the blend is Y:Ba Cu:Ag-1:2:3.X<X>O>. All metal powder in steel pipe Fill it. This tube is welded shut. The tube was then hydrostatically heated at 300°C. Extruded into square cross-section wire. Some of these deformed pipes are mixed into other steel pipes. Refill. This multifilament tube was then hydrostatically pressed at 300°C. Extrude and mold. Refill some of these multifilament tubes into other steel tubes again and hot extrusion molding. This filling-deformation-refilling-deformation process is repeated for each frame. At least one dimension of the filament core is less than 100 microns thick Repeat as described above until a thickness of, preferably less than 10 microns is obtained. return. The multifilament tube is then heated to 400-600℃ in an oxygen-containing atmosphere. Heat to completely oxidize the metal. This tube is then heated to 700-940℃ for 20~ Heating is performed for 400 hours to form a square product system YBa2Cu3o7-1. 7 The time at 00 to 940°C is YBa with a length of 10 microns or more. 2Cu 307 - Should be of sufficient length to obtain a significant fraction of particles . The tube is then annealed at 350-600°C in an oxygen-containing atmosphere to Conductive orthorhombic YBa and Cu307-0 are formed.

実施例4 組成YbBa2Cu、のりボンを溶融紡糸(溶融合金の迅速凝固)によって製造 する。Y b B a 、Cu 、、リボンをリボンの長いディメンジョンが管 の長いディメンジョンに平行であるよう(=粗管中に充填する。この充填はYb Ba2Cu3リボンと銀リボンとの交互層を積み重ねることによって実施される 。管を溶接閉鎖する。Example 4 Composition YbBa2Cu, produced by melt spinning (rapid solidification of molten alloy) do. Y b B a , Cu ,、The long dimension of the ribbon is the pipe parallel to the long dimension of (=fill into the coarse tube. This filling is Performed by stacking alternating layers of Ba2Cu3 ribbon and silver ribbon . Weld the tube closed.

管を次にテープ形状に軌間圧延する。このような変形したテープを他の根管中に 再充填する。このマルチフィラメント管を次にテープ形状に熱間圧延する。これ らのマルチフィラメントテープの幾つかを他の根管中に再充填して、熱間圧延す る。この充填−変形一再充填一変形・・・・プロセスを各フィラメントコアの少 な(とも1つのディメンジョンが100ミクロン未満の厚さになるまで、好まし くは10ミクロン未満の厚さになるまで繰り返す。このマルチフィラメントテー プを次に実施例3の体と同様に熱処理して、超伝導性斜方晶系のYBa、、Cu 307−1を形成する。The tube is then gauge rolled into tape shape. Insert such deformed tape into other root canals. Refill. This multifilament tube is then hot rolled into a tape shape. this Some of their multifilament tapes were refilled into other root canals and hot rolled. Ru. This filling-deformation-refilling-deformation process is repeated in each filament core. (preferably until one dimension is less than 100 microns thick) Repeat until the thickness is less than 10 microns. This multifilament tape The sample was then heat treated in the same manner as the body of Example 3 to form superconducting orthorhombic YBa, Cu. 307-1 is formed.

衷應撚仝 Y、Ba及びCuの層から成る厚いフィルムを、プラズマ溶射によって、銀基体 上に付着させる。フィルム中の金属種の比はY:Ba:Cu=1:2:3である 。被覆された銀基体を根管中に充填する。この充填はY−Ba−Cuフィルムと 銅管との交互層を形成するように実施する。管を溶接閉鎖する。次に管をテープ 形状に熱間プレスする。このようなプレスしたテープの幾つかを他の根管中に再 充填する。この充填−変形一再充填一変形・・・・プロセスをテープ中の各フィ ラメントコアの少なくとも1つのディメンジョンが100ミクロン未満の厚さに なるまで、好ましくは10ミクロン未満の厚さになるまで繰り返す。このマルチ フィラメントテープを次に実施例3の体と同様に熱処理して、超伝導性斜方晶系 のY B a 2CLl 307−2を形成する。衷應绚仝 A thick film consisting of layers of Y, Ba and Cu was deposited on a silver substrate by plasma spraying. Attach it on top. The ratio of metal species in the film is Y:Ba:Cu=1:2:3 . The coated silver substrate is filled into the root canal. This filling is done with Y-Ba-Cu film. Carry out so as to form alternating layers with copper tubes. Weld the tube closed. then tape the tube Hot press into shape. Re-insert some of these pressed tapes into other root canals. Fill. This filling-deformation-refilling-deformation process is repeated for each fill in the tape. At least one dimension of the lament core is less than 100 microns thick Repeat until a thickness of less than 10 microns is achieved. This multi The filament tape was then heat treated in the same manner as the body of Example 3 to form a superconducting orthorhombic YBa 2CLl 307-2 is formed.

害門一旦 5r2Calの機械的合金及び/又は元素状Sr+Caを、種Bi、CuSAg の2種以上から成る機械的合金及び/又は元素状B1とCuとブレンドする。ブ レンド中の金属種の比=2 2:12である。全金属粉末を根管中に充填する。Harumon once Mechanical alloy of 5r2Cal and/or elemental Sr+Ca with seeds Bi, CuSAg and/or blended with elemental B1 and Cu. Bu The ratio of metal species in the blend is 2:12. Fill the root canal with all-metal powder.

この管を溶接閉鎖する。次に、管をテープ形状に熱間プレスする。このような変 形した管の幾つかを池の根管中に再充填し、この管をテープ状に熱間プレスする 。This tube is welded shut. The tube is then hot pressed into a tape shape. This kind of strange Refill some of the shaped tubes into the root canal of the pond and hot press the tubes into a tape. .

この充填−変形一再充填−変形・・・・プロセスを各フィラメントコアの少なく とも1つのディメンジョンが100ミクロン未満の厚さになるまで、好ましくは 10ミクロン未満の厚さになるまで、繰り返す。次に、テープを酸素含有雰囲気 中で400〜600℃に加熱して、金属を完全に酸化させる。このテープを次に 700〜940℃に加熱して、超伝導性酸化物Bi25rzcalCu@Oxを 形成する。700〜940℃における時間は、1(]ミクロン以上の長さを有す るBi2 S r 2 Ca (CLJ 20 r粒子の有意な分率を得るため に、充分な長さであるべきである。This filling-deformation-refilling-deformation process is carried out in a small amount of each filament core. preferably until one dimension is less than 100 microns thick. Repeat until thickness is less than 10 microns. Next, the tape is placed in an oxygen-containing atmosphere. The metal is completely oxidized by heating to 400-600°C. this tape next Superconducting oxide Bi25rzcalCu@Ox is heated to 700-940°C. Form. The time at 700-940°C has a length of 1 (] micron or more To obtain a significant fraction of Bi2Sr2Ca (CLJ20r particles) It should be of sufficient length.

は1訂− B1□5r2Ca+Cu2の機械的合金を元素状Agとブレンドする。金属種の 比はBi:Sr:Ca:Cu:Ag=2:2:1:2+X(0<X<50)であ る。is the 1st edition- A mechanical alloy of B1□5r2Ca+Cu2 is blended with elemental Ag. metal species The ratio is Bi:Sr:Ca:Cu:Ag=2:2:1:2+X (0<X<50). Ru.

全金属粉末を根管中に充填する。この管を溶接閉鎖する。次に、管を300℃に おいて静水圧的にテープ形状に押出成形する。このような変形した管の幾つかを 池の根管中に再充填し、これを次に静水圧的にテープ形状に押出成形する。この 充填−変形一再充填一変形・・・・プロセスを各フィラメントコアの少なくとも 1つのディメンジョンが100ミクロン未満の厚さになるまで、好ましくは10 ミクロン未満の厚さになるまで、繰り返す。次に、テープを実施例6の体と同様 に熱処理して、超伝導性酸化物Bizsrzca、Cu、O,を形成する。Fill the root canal with all-metal powder. This tube is welded shut. Next, heat the tube to 300℃ It is then hydrostatically extruded into a tape shape. Some of these deformed tubes Refill into the root canal of the pond, which is then hydrostatically extruded into a tape shape. this Filling-deformation-refilling-deformation... process at least Preferably 10 until one dimension is less than 100 microns thick. Repeat until thickness is less than a micron. Next, apply the tape to the body in the same way as in Example 6. A superconducting oxide, Cu, O, is formed by heat treatment.

!章一旦 機械的合金化5r−Ca及び/又は元素の単純なブレンドSr+Caに、機械的 合金Cu−Ag及び/又は元素の単純なブレンドCu+Agと、機械的合金B1 −Pb及び/又は元素の単純なブレンドBi十Pbとを混合する。ブレンド中の 金属種の比はBi:Pb:Sr:Ca:Cu:Ag=1.5:0.5:2:2・ 3・X (X=0〜50)である。全金属粉末を根管中に充填する。この管を溶 接閉鎖する。次に、管をテープ形状に軌間プレスする。この変形は先駆体の1相 以上の融点(125°C〜328℃)を越える温度において実施する。このよう な変形した管の幾つかを他の根管中に再充填し、これを次に先駆体の1相以上の 融点を越える温度において熱間プレスする。この充填−変形一再充填一変形・・ ・・プロセスを各フィラメントコアの少なくとも1つのディメンジョンが100 ミクロン未満の厚さになるまで、好ましくは10ミクロン未満の厚さになるまで 、繰り返す。テープを酸素含有雰囲気中て400〜6000Cに加熱して、金属 を完全に酸化させる。このワイヤーを次に700〜940℃に加熱して、超伝導 性酸化物(B i、Pb)2CazCu30.を形成する。! chapter once Mechanically alloyed 5r-Ca and/or a simple blend of elements Sr+Ca, mechanically alloyed Alloy Cu-Ag and/or simple blend of elements Cu+Ag and mechanical alloy B1 - Mixing Pb and/or a simple blend of elements Bi and Pb. in blending The ratio of metal species is Bi:Pb:Sr:Ca:Cu:Ag=1.5:0.5:2:2. 3.X (X=0 to 50). Fill the root canal with all-metal powder. Melt this tube Close the connection. Next, the tube is track pressed into a tape shape. This deformation is one phase of the precursor It is carried out at a temperature exceeding the above melting point (125°C to 328°C). like this Some of the deformed canals are refilled into other root canals, which are then injected with one or more phases of the precursor. Hot pressing at a temperature above the melting point. This filling-transformation-refilling-transformation... ...process so that at least one dimension of each filament core is 100 to a thickness of less than a micron, preferably to a thickness of less than 10 microns ,repeat. The tape is heated to 400-6000C in an oxygen-containing atmosphere to completely oxidize. This wire is then heated to 700-940°C to make it superconducting. oxide (Bi, Pb)2CazCu30. form.

実施例6の体と同様に熱処理して、超伝導性酸化物Bi25r2Ca、Cu2O 、を形成する。700〜940℃における時間は、10ミクロン以上の長さを有 するB i、5r2calcu2(L粒子の有量な分率を得るために、充分な長 さであるべきである。このテープに対して350〜600℃における最終酸素化 アニールを実施して、臨界温度を最大にする、この臨界温度未満ではこの超伝導 体の抵抗金属銅のロッドをイツトリウム金属とバリウム金属との合金又はブレン ドから成る管内に挿入することによって、複合体を製造する。管のY Baの比 は1:2である。銅ロッドの直径とY−Ba管の厚さとは、総複合体がY:Ba :Cuの比、123を有するように定める。管内ロッド構造を次に銀笛(can )中に充填し、溶接する。この管を次にワイヤー形状に押出成形する。二のよう な変形した複合管の幾つかを他の根管中に再充填する。このマルチフィラメント 管を次に押出成形する。これらのマルチフィラメント管の幾つかを他の根管中に 再充填し、押出成形する。この充填−変形一再充填−コア変形・・・・プロセス を谷フィラメントコアの少なくとも1つのディメンションが100ミクロン未満 の厚さになるまで、好ましくは10ミクロン未満の厚さになるまで、繰り返す。The body was heat-treated in the same manner as in Example 6 to form superconducting oxides Bi25r2Ca, Cu2O. , form. The time at 700-940°C has a length of 10 microns or more. B i, 5r2calcu2 (long enough to obtain a significant fraction of L particles) It should be. Final oxygenation at 350-600°C for this tape. Annealing is carried out to maximize the critical temperature, below which this superconductivity body resistance metal copper rod alloyed or blended with yttrium metal and barium metal The composite is manufactured by inserting the composite into a tube consisting of a. Y Ba ratio of tube is 1:2. The diameter of the copper rod and the thickness of the Y-Ba tube are such that the total composite is Y:Ba :Cu ratio of 123. The inner rod structure is then replaced by a silver flute (can). ) and weld. This tube is then extruded into wire shape. like two Some of the deformed composite canals are refilled into other root canals. This multifilament The tube is then extruded. Insert some of these multifilament tubes into other root canals. Refill and extrude. This filling-deformation-refilling-core deformation process at least one dimension of the valley filament core is less than 100 microns Repeat until a thickness of less than 10 microns is achieved, preferably less than 10 microns.

このマルチフィラメント管を次に実施例3の体と同様に熱処理して、超伝導性斜 方晶系のY B a 2 CLJ 307− +を形fft6゜実施例10 銅ロッドをBaとY粉末のブレンド、又は機械的合金化B a −Y粉末、又は BaとYの迅速凝固粉末と共に、根管中に充填する。管中のY : B aの比 は12である、銅ロットの直径と銅管に添加したY−Ba粉末量とは、総複合体 がYBa CuO比、123を何するように定める。粉末とロッドとを含む銅管 を次に溶接閉鎖する。この管を次にワイヤー形状に押出成形する。このような変 形(−た管の幾つかを池の根管中に再充填する。この充填−変形一再充填一変形 ・・・・プロセスを各フィラメントコアの少なくとも1つのディメンジョンが1 00ミクロン未満の厚さになるまで、好ましくは10ミクロン未満の厚さになる まで、繰り返す。このマルチフィラメント管を次に実施例3の体と同様に熱処理 して、超伝導性斜方晶系のYBazCu30y−+を形成する。This multifilament tube was then heat treated in the same manner as the body of Example 3 to form a superconducting diagonal. Square system Y B a 2 CLJ 307- + shape fft6゜Example 10 The copper rod is made of a blend of Ba and Y powder, or mechanically alloyed Ba-Y powder, or It is filled into the root canal along with Ba and Y rapidly solidifying powders. Y:Ba ratio in the tube is 12, the diameter of the copper lot and the amount of Y-Ba powder added to the copper tube are the total composite What is the YBaCuO ratio, 123? Copper tube containing powder and rod Then weld it closed. This tube is then extruded into wire shape. This kind of strange Refill some of the shaped tubes into the root canal of the pond. ・・・・・・The process is carried out so that at least one dimension of each filament core is 1. to a thickness of less than 00 microns, preferably less than 10 microns. Repeat until. This multifilament tube was then heat treated in the same manner as the body of Example 3. Thus, superconducting orthorhombic YBazCu30y-+ is formed.

実施例11 実施例9と10の管内ロッド方法をB1−5r−Ca−Cu系に適用することが できる。YとBaの代わりにCaとSrを用い、Ca:Sr比は2:1である。Example 11 The in-tube rod method of Examples 9 and 10 can be applied to the B1-5r-Ca-Cu system. can. Ca and Sr are used instead of Y and Ba, and the Ca:Sr ratio is 2:1.

銅ロンドの代わりにB1−Cuロッドを用い、B1・Cuの元素比は2・2であ る。B1−CuロッドとCa−8r管又はCa−8r粉末を、総金属先駆体コア がBi:Sr:Ca・Cu比、2:2・12を有するように、銀管内に入れる。A B1-Cu rod is used instead of a copper rod, and the elemental ratio of B1/Cu is 2.2. Ru. B1-Cu rod and Ca-8r tube or Ca-8r powder with total metal precursor core is placed in a silver tube such that the Bi:Sr:Ca/Cu ratio is 2:2/12.

実施例9と10に述べた変形サイクルは同じままである。変形後熱処理は実施例 6に述べた熱処理と同じである。The deformation cycles described in Examples 9 and 10 remain the same. Example of post-deformation heat treatment This is the same as the heat treatment described in 6.

実施例12 実施例9とlOの管内ロッド方法をPb−B1−8r−Ca−Cu系に適用する ことができる。YとBaの代わりにCaとSrを用い、Ca:Sr比は2:2で ある。銅ロッドの代わりにPb−B1−Cuロッドを用い、Bi:Pb:Cuの 元素比は2−X・X 3であり、XはO〜0.5の範囲内である。Pb−B1− CuロッドとCa−3r管又はCa−3r粉末を、総金属先駆体コアがPb・B i :Sr:Ca:Cu比、X : 2−X : 2 : 2 : 3を有する ように、銀管内に入れる。実施例9と10に述べた変形サイクルは同じままであ る。変形後熱処理は実施例8に述べた熱処理と同じである。Example 12 Applying the rod-in-tube method of Example 9 and IO to the Pb-B1-8r-Ca-Cu system be able to. Ca and Sr were used instead of Y and Ba, and the Ca:Sr ratio was 2:2. be. Using Pb-B1-Cu rod instead of copper rod, Bi:Pb:Cu The element ratio is 2-X.X3, where X is in the range of O to 0.5. Pb-B1- Cu rod and Ca-3r tube or Ca-3r powder, the total metal precursor core is Pb/B i:Sr:Ca:Cu ratio, X:2-X:2:2:3 Put it in a silver tube like this. The deformation cycles described in Examples 9 and 10 remain the same. Ru. The post-deformation heat treatment is the same as the heat treatment described in Example 8.

Yurek特許に関連して上述したように、超伝導体の先駆体が貴金属と結合す る場合には、非常に薄い導体を有する超伝導体を提供することも可能である。As mentioned above in connection with the Yurek patent, superconductor precursors combine with precious metals. In some cases, it is also possible to provide superconductors with very thin conductors.

貴金属は先駆体と密接に混合するように結合させることができる。熱処理の結果 として、貴金属は超伝導性酸化物と密接に混合した、微粉状の実質的に純粋な金 属相として沈殿する。The noble metal can be combined in intimate admixture with the precursor. Heat treatment results As such, the precious metal is essentially pure gold in fine powder form, intimately mixed with superconducting oxides. Precipitates as a genus phase.

酸化物超伝導体相と密接に混合した貴金属の存在は一般に超伝導体の機械的性質 を改良し、酸化物−金属複合体を亀裂その他の破損に対してより大きく耐性にす る。本発明は機械的性質をある程度改良する必要性を最小にする、この理由は層 状又は同心的又は他の形式で変形した超伝導体の層の間に挟まれた金属が例えば 剛性、強震等のような、幾つかの望ましい機械的性質を提供するからである。The presence of noble metals intimately mixed with the oxide superconductor phase generally affects the mechanical properties of the superconductor. to make oxide-metal composites more resistant to cracking and other damage. Ru. The present invention minimizes the need for some improvement in mechanical properties because the layer For example, a metal sandwiched between layers of superconductor that are shaped or concentrically or otherwise deformed This is because it provides several desirable mechanical properties, such as stiffness, strong shock resistance, etc.

しかし、超伝導性酸化物は依然として脆性かっ破壊されやすい。超伝導性酸化物 と密接に混合された貴金属の存在は亀裂伝播傾向を減する。しがし、貴金属は上 記酸化物粒子の配向成長を妨害するので、トレードオフが生ずる。超伝導性を重 大に劣化させることなく、機械的性質の必要な改良度を与えるような、貴金属量 を決定することは当業者にとってルーチンな実験の問題である。However, superconducting oxides remain brittle and susceptible to destruction. superconducting oxide The presence of precious metals intimately mixed with reduces the propagation tendency of cracks. However, precious metals are expensive. A trade-off occurs because the oxide grains interfere with the oriented growth of the oxide particles. Emphasis on superconductivity an amount of precious metal that provides the necessary degree of improvement in mechanical properties without significant deterioration; Determining is a matter of routine experimentation for those skilled in the art.

実施例1剣 実施例9〜12の方法を金属先駆体ロッド又は管又は粉末中にAgを存在させて 実施する。Example 1 sword The methods of Examples 9 to 12 were carried out in the presence of Ag in the metal precursor rod or tube or powder. implement.

上述したように、本発明の主要な利点はバルク過電流の作用的に決定される方向 にアラインした好ましい結晶組織学的方向に配向した超伝導性酸化物粒子を有す る体を提供することである。この有利な粒子アラインメントはワイヤー、ロッド 、テープ等としての薄い形状に対して最も顕著であると考えられる。シート状超 伝導体が必要である用途では、超伝導の結晶組織学的に好ましい面がシート面と 同一平面にアラインするように超伝導性酸化物粒子が配向したシートを形成する ことができる。従って、超伝導体を圧延、プレス等によって平たいシート状の形 状に変形することも本発明の範囲内である。As mentioned above, a major advantage of the present invention is that the operationally determined direction of the bulk overcurrent having superconducting oxide particles oriented in a preferred crystallographic direction aligned with The goal is to provide a body that can help people. This advantageous particle alignment is achieved by wire, rod This is considered to be most noticeable for thin shapes such as tapes. sheet super In applications where a conductor is required, the crystallographically preferred plane of superconductivity is the sheet plane. Forms a sheet of superconducting oxide particles aligned in the same plane be able to. Therefore, superconductors are rolled, pressed, etc. into a flat sheet shape. It is also within the scope of the present invention to modify the shape.

本発明は出願人の同時係属特許出願、名称″A Process for Ma king Ceramic/Metal and Ceramic−Ceram ic Lam1nates by 0xidation of a MetaI  Precusor”、Kenneth H,Sandhageの名前で、19 91年4月3日に出願、ここに参考文献として関係するU、S、S、 N、67 9614に述べられている発明と組合せて用いることもできる。要約すると、こ の発明は交互に高い及び低い酸素分圧及び/又は低温及び高温の条件下で、貴金 属含有金属先駆体を酸化させることに関する。このような変動(oscilla ting)熱処理は比較的高濃度と低濃度の超伝導性酸化物粒子を含む交互酸化 帯を生ずる。この変動酸化を含まれる、上述の種類の貴金属含有金属先駆体に適 用して、変形と再充填との連続適用によって既に形成されているよりも微細な、 超伝導性酸化物と金属との分配を形成することができる。変動酸化方法は機械的 変形が終了した時点又は終了する前に先駆体に適用することができる。2方法を 組合せることによって、超伝導性物質の非常に細いフィラメントを非超伝導性層 の間で成長するように抑制することができる。超薄い層が上述したような好まし い結晶組織学的配向した超伝導性酸化物粒子の成長を可能にする。従って、本発 明の装置の1聾様(Bspect)は、金属容器壁及び/又は、変動酸化に由来 する、低濃度の超伝導性酸化物(高濃度の非超伝導体)を含む領域によって超伝 導帯が境界を定められる、細長い、薄い超伝導帯を有する超伝導体である。The present invention is based on the applicant's co-pending patent application titled "A Process for Ma king Ceramic/Metal and Ceramic-Ceram ic Lam1nates by Oxidation of a MetaI "Precusor", by the name of Kenneth H. Sandhage, 19 Filed on April 3, 1991, U, S, S, N, 67, incorporated herein by reference. It can also be used in combination with the invention described in No. 9614. In summary, this The invention discloses that precious metals can be used under conditions of alternatingly high and low oxygen partial pressures and/or low and high temperatures. The present invention relates to oxidizing group-containing metal precursors. Such fluctuations (oscilla ting) The heat treatment is an alternating oxidation process containing relatively high and low concentrations of superconducting oxide particles. Produces bands. This variable oxidation is suitable for noble metal-containing metal precursors of the type mentioned above, including finer than that already formed by the successive application of deformation and refilling. Partitions of superconducting oxides and metals can be formed. Variable oxidation method is mechanical It can be applied to the precursor at or before the end of the transformation. 2 methods By combining very thin filaments of superconducting material with non-superconducting layers can be suppressed to grow between. Ultra-thin layers are preferred as mentioned above. This allows the growth of superconducting oxide particles with fine crystallographic orientation. Therefore, the original The Bspect of the Ming device originates from the metal container wall and/or fluctuating oxidation. superconducting by regions containing low concentrations of superconducting oxides (high concentrations of non-superconductors). A superconductor with an elongated, thin superconducting band delimited by a conducting band.

図8に示すような工程106の代わりに、超伝導体に変動酸化熱処理を加えるこ とは、本発明の方法の1態様である。この変動酸化熱処理を図5に示すような、 単−超伝導体又は図7に示すようなネステッド体のいずれにも加えることができ ることは理解されよう。Instead of step 106 as shown in FIG. 8, the superconductor may be subjected to a variable oxidation heat treatment. is one embodiment of the method of the present invention. This variable oxidation heat treatment is as shown in Figure 5. It can be added to either a single superconductor or a nested body as shown in Figure 7. It will be understood that

上記の記述は説明と解釈すべきであり、如何なる意味でも限定とは解釈すべきで はない。本発明を説明したが、本発明は下記請求の範囲に含まれるものである。The above statements should be construed as illustrative and not limiting in any way. There isn't. Having thus described the invention, it resides within the scope of the following claims.

FIG、 2 浄占(内容に変更トシ) FIG、10 手続補正書(芳べj 平成 6年 6月/6日W鳴FIG. 2 Joshu (changed content) FIG. 10 Written amendment (procedural amendment) June 1994/6th W ringing

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.下記要素: a.超伝導性酸化物粒子のコア、前記コアは前記コア中の有意な第1分率の前記 超伝導性酸化物粒子の平均長さの10倍以下である、少なくとも1つの薄い第1 ディメンジョンを有する;及び b.超伝導性コアを実質的に囲む、圧迫的な非超伝導性境界要素を含む、細長い 超伝導体。1. The following elements: a. a core of a superconducting oxide particle, said core comprising a significant first fraction of said core; at least one thin first layer that is less than or equal to 10 times the average length of the superconducting oxide particles; having dimensions; and b. elongated, including an oppressive non-superconducting boundary element substantially surrounding a superconducting core superconductor. 2.それぞれが下記要素: a.高温超伝導性酸化物粒子の複数のコア、前記コアは前記コア中の有意な第1 分率の前記超伝導性酸化物粒子の平均長さの10倍以下である、少なくとも1つ の薄い第1ディメンジョンを有しかつ各コアは圧迫的な非超伝導性境界要素によ って実質的に囲まれる:及び b.複数の超伝導性コアを実質的に囲む、圧迫的な非超伝導性境界要素を含む、 少なくとも1つの最内部超伝導性アセンブリをそれぞれが有する、少なくとも1 つの高温超伝導性アセンブリを含む、細長い超伝導体。2. Each of the following elements: a. a plurality of cores of high temperature superconducting oxide particles, said cores having a significant first at least one whose fraction is less than or equal to 10 times the average length of said superconducting oxide particles and each core is bounded by a compressive non-superconducting boundary element. is substantially surrounded by: and b. comprising a constrictive non-superconducting boundary element substantially surrounding a plurality of superconducting cores; at least one each having at least one innermost superconducting assembly An elongated superconductor containing two high-temperature superconducting assemblies. 3.熱処理して、細長い超伝導性酸化物体を形成するための金属先駆体であって 、下記要素: a.前記超伝導性酸化物を形成するための実質的な化学量論比での前記超伝導性 酸化物の金属元素のコア、前記コアは前記金属先駆体の熱処理時に形成される、 有意な第1分率の超伝導性酸化物粒子の平均長さの10倍以下である、少なくと も1つの薄い第1ディメンジョンを有する;及びb.金属先駆体コアを実質的に 囲む、圧迫的な非超伝導性境界要素を含む金属先駆体。3. a metal precursor for heat treatment to form an elongated superconducting oxide object, , the following elements: a. the superconductivity in a substantially stoichiometric ratio to form the superconducting oxide; a core of a metal element of the oxide, said core being formed during heat treatment of said metal precursor; at least 10 times the average length of a significant first fraction of superconducting oxide particles; also has one thin first dimension; and b. substantially metal precursor core A metal precursor containing a surrounding, oppressive non-superconducting boundary element. 4.細長い超伝導体の製造方法であって、下記工程:a.前記超伝導性酸化物を 形成するための実質的な化学量論比での前記超伝導性酸化物の金属元素の金属先 駆体コアを形成する工程と:b.金属先駆体コアを実質的に囲む圧迫的な非超伝 導性境界要素を形成する工程と; c.組合せた先駆体コアと境界要素とを、少なくとも1つの薄い第1ディメンジ ヨンを有する細長い形に変形する工程と;d.前記変形した組合せ先駆体コアと 境界要素とを熱処理して、変形した金属先駆体コアの前記の薄い第1ディメンジ ョンの1/10よりも大きい平均長さを有する前記先駆体コアの酸化物超伝導性 粒子の有意な第1分率を製造する工程と を含む製造方法。4. A method for manufacturing an elongated superconductor, comprising the following steps: a. The superconducting oxide a metal tip of said superconducting oxide metal element in a substantially stoichiometric ratio to form forming a precursor core; b. An oppressive non-superconductor substantially surrounding the metal precursor core. forming a conductive boundary element; c. the combined precursor core and boundary element in at least one thin first dimension; deforming into an elongated shape having a yong; d. the deformed combination precursor core; the thin first dimension of the deformed metal precursor core by heat treating the boundary element; oxide superconductivity of said precursor core having an average length greater than 1/10 of the producing a significant first fraction of particles; manufacturing methods including. 5.超伝導性コアの少なくとも1つのアセンブリを有する細長い超伝媒体の製造 方法であって、下記工程: a.所定数のコアが製造されるまで下記工程(i)と(ii):(i)超伝導性 酸化物を形成するための実質的な化学量論比での超伝導性酸化物の金属元素の金 属先駆体コアを形成する工程と(ii)金属先駆体コアを実質的に囲む圧迫的な 非超伝導性境界要素を形成する工程と を繰り返す工程と; b.所定数の包含コアを少なくとも1つの最内部コアアセンブリに結合させる工 程と; c.少なくとも1つの最内部アセンブリの各々に対して、結合した包含コアを実 質的に囲むサイズである圧迫的な非超伝導性境界要素を形成する工程と;d.少 なくとも1つの最内部アセンブリの各々を、少なくとも1つの第1ディメンジョ ンにおいてより薄くなるように、変形する工程と;e.所定ネスチング度が得ら れるまで下記工程(i)〜(iv):(i)所定構成で所定数の所定ネスチング 度の変形アセンブリを結合させる工程と; (ii)結合した包含コアを実質的に囲むサイズである圧迫的な非超伝導性境界 要素を形成する工程と; (iii)結合した変形アセンブリを周囲用の境界要素中に充填して、充填され る変形アセンブリよりも大きいネスチング度の中間アセンブリを形成する工程と ; (iv)より大きいネスチング度の中間アセンブリを、少なくとも1つの第1デ ィメンジョンにおいて薄くなるように変形する工程とを繰り返す工程と; f.所定ネスチング度の前記変形アセンブリを熱処理して、変形コアの少なくと も1つの薄い第1ディメンジョンの1/10以上である平均長さを有する超伝導 性酸化物粒子である、少なくとも1つの先駆体コアの有意な第1分率の超伝導性 酸化物粒子を製造する工程と を含む製造方法。5. Fabrication of an elongated superconducting medium having at least one assembly of superconducting cores A method, comprising the following steps: a. Steps (i) and (ii) below until a predetermined number of cores are manufactured: (i) Superconductivity Superconducting oxide metallic element gold in substantial stoichiometric ratio to form oxide (ii) forming an oppressive metal precursor core substantially surrounding the metal precursor core; forming a non-superconducting boundary element; and A process of repeating; b. coupling a predetermined number of containing cores to at least one innermost core assembly; With Cheng; c. Runs a combined containing core for each of at least one innermost assembly. forming an oppressive non-superconducting boundary element of qualitatively surrounding size; d. Small each of the at least one innermost assembly in at least one first dimension; deforming the material so that it becomes thinner in the container; e. When the specified degree of nesting is obtained. Steps (i) to (iv) below until coupling the degree deformation assembly; (ii) an oppressive non-superconducting boundary that is sized to substantially surround the bound containing core; forming the element; (iii) filling the combined deformed assembly into a perimeter boundary element to forming an intermediate assembly with a greater degree of nesting than the deformed assembly; ; (iv) placing the intermediate assembly of greater nesting degree in the at least one first device; a step of repeating the step of deforming so as to become thinner in dimension; f. The deformed assembly with a predetermined degree of nesting is heat treated to form at least one of the deformed cores. A superconductor with an average length that is more than 1/10 of the thin first dimension a significant first fraction of the superconductivity of at least one precursor core that is a oxide particle; The process of manufacturing oxide particles and manufacturing methods including. 6.少なくとも1つの超伝導性コアアセンブリを有する細長い超伝導体の金属先 駆体の製造方法であって、下記工程:a.所定数のコアが製造されるまで下記工 程(i)と(ii):(i)超伝導性酸化物を形成するための実質的な化学量論 比での超伝導性酸化物の金属元素の金属先駆体コアを形成する工程と(ii)金 属先駆体コアを実質的に囲む、圧迫的な非超伝導性境界要素を形成する工程と を繰り返す工程と: b.所定数の包含コアを少なくとも1つの最内部コアアセンブリに結合させる工 程と; c.少なくとも1つの最内部アセンブリの各々に対して、結合した包含コアを実 質的に囲むサイズである、圧迫的な非超伝導性境界要素を形成する工程と;d. 少なくとも1つの最内部アセンブリの各々を、少なくとも1つの第1ディメンジ ョンにおいてより薄くなるように、変形する工程と;e.所定ネスチング度が得 られるまで下記工程(i)〜(iv):(i)所定構成で所定数の所定ネスチン グ度の変形アセンブリを結合させる工程と; (ii)結合した包含コアを実質的に囲むサイズである圧迫的な非超伝導性境界 要素を形成する工程と; (iii)結合した変形アセンブリを周囲用の境界要素中に充填して、充填され る変形アセンブリよりも大きいネスチング度の中間アセンブリを形成する工程と ; (iv)少なくとも1つの金属先駆体コアの少なくとも1つの薄い第1ディメン ジョンが、金属先駆体コアの熱処理時に形成される有意な第1分率の超伝導性酸 化物粒子の平均長さの10倍以下であるように、より大きいネスチング度の中間 アセンブリを変形する工程とを繰り返す工程と を含む方法。6. Elongated superconductor metal tip having at least one superconducting core assembly A method for producing a precursor, comprising the following steps: a. The following steps are performed until the specified number of cores are manufactured. Processes (i) and (ii): (i) substantial stoichiometry for forming superconducting oxides; forming a metal precursor core of a metal element of a superconducting oxide at a ratio of (ii) gold forming an oppressive non-superconducting boundary element substantially surrounding the precursor core; The process of repeating: b. coupling a predetermined number of containing cores to at least one innermost core assembly; With Cheng; c. Runs a combined containing core for each of at least one innermost assembly. forming an oppressive non-superconducting boundary element of qualitatively surrounding size; d. each of the at least one innermost assembly in at least one first dimension; deforming the material so that it becomes thinner in the section; e. A given degree of nesting is obtained. Steps (i) to (iv) below until combining the deformed assemblies of the same degree; (ii) an oppressive non-superconducting boundary that is sized to substantially surround the bound containing core; forming the element; (iii) filling the combined deformed assembly into a perimeter boundary element to forming an intermediate assembly with a greater degree of nesting than the deformed assembly; ; (iv) at least one thin first dimension of the at least one metal precursor core; John has a significant first fraction of superconducting acids formed during heat treatment of the metal precursor core. intermediate to a greater degree of nesting, such that it is less than or equal to 10 times the average length of the compound particles; a process of deforming the assembly; a process of repeating the process; method including. 7.前記有意な第1分率の前記超伝導性酸化物粒子の前記平均長さが前記コアの 前記少なくとも1つの薄い第1ディメンジョンの1/2よりも大きい請求項1記 載の超伝導体。7. the average length of the significant first fraction of the superconducting oxide particles is of the core; 2. The at least one thin first dimension is greater than 1/2. superconductor. 8.前記有意な第1分率の前記超伝導性酸化物粒子の前記平均長さが前記コアの 前記少なくとも1つの薄い第1ディメンジョンよりも大きい請求項1記載の超伝 導体。8. the average length of the significant first fraction of the superconducting oxide particles is of the core; 2. The supertransmission according to claim 1, which is larger than said at least one thin first dimension. conductor. 9.前記超伝導性酸化物粒子が長いディメンジョンであるcディメンジョンと、 両方ともが長いcディメンジョンよりも短い、aとbディメンジョンを有する単 位セルを含み、前記酸化物粒子が超伝導性の異方性を示し、2つの短いディメン ジョンによって画定されるa−b面の超伝導性が最高である、請求項1記載の超 伝導体であって、前記超伝導体の前記薄い第1ディメンジョンに平行な方向に対 して垂直なベクトルがa−b面に対して30°未満傾斜した角度で位置するよう にアラインした粒子の有意な第2分率をさらに含む超伝導体。9. a c dimension in which the superconducting oxide particles are long; A unit with a and b dimensions that are both shorter than c dimension, which is longer. the oxide particles exhibit superconducting anisotropy and have two short dimensions. 2. The superconductor of claim 1, wherein the superconductivity of the a-b plane defined by John is highest. a conductor in a direction parallel to the thin first dimension of the superconductor; so that the perpendicular vector lies at an angle of less than 30° to the a-b plane. A superconductor further comprising a significant second fraction of particles aligned to . 10.前記有意な第2分率が0.15以上である請求項9記載の超伝導体。10. The superconductor according to claim 9, wherein the significant second fraction is 0.15 or more. 11.前記有意な第2分率が前記有意な第2分率の超伝導性酸化物粒子のみから 成る路に沿った超伝導のパーコーレーション限界以上である請求項1記載の超伝 導体。11. the significant second fraction is comprised solely of superconducting oxide particles of the significant second fraction; The superconductor according to claim 1, which has a percolation limit of superconductivity along the path formed by the superconductor. conductor. 12.各アセンブリが少なくとも1つの中間アセンブリを含み、各中間アセンブ リが複数の最内部超伝導性アセンブリを含む請求項2記載の超伝導体。12. each assembly includes at least one intermediate assembly, each intermediate assembly 3. A superconductor as claimed in claim 2, wherein the li comprises a plurality of innermost superconducting assemblies. 13.前記超伝導性酸化物がタリウムを含む請求項1記載の超伝導体。13. The superconductor according to claim 1, wherein the superconducting oxide includes thallium. 14.前記超伝導性酸化物がビスマスを含む請求項1記載の超伝導体。14. A superconductor according to claim 1, wherein the superconducting oxide comprises bismuth. 15.前記超伝導性酸化物が銅を含む請求項1記載の超伝導体。15. The superconductor according to claim 1, wherein the superconducting oxide contains copper. 16.前記コアが貴金属をさらに含む請求項1記載の超伝導性酸化物体。16. The superconducting oxide object of claim 1, wherein the core further comprises a noble metal. 17.前記コアの少なくとも1つのディメンジョンが100ミクロンより小さい ように、前記金属先駆体コアを変形する請求項4記載の方法。17. at least one dimension of said core is smaller than 100 microns 5. The method of claim 4, wherein said metal precursor core is deformed so as to. 18.前記非超伝導性境界要素が金属を含む請求項1記載の超伝導性酸化物体。18. The superconducting oxide body of claim 1, wherein the non-superconducting boundary element comprises a metal. 19.前記超伝導性酸化物粒子が長いディメンジョンであるcディメンジョンと 、両方ともが長いcディメンジョンよりも短い、aとbディメンジョンを有する 単位セルを含み、前記酸化物粒子が超伝導性の異方性を示し、2つの短いディメ ンジョンによって画定されるa−b面の超伝導性が最高である、請求項1記載の 超伝導体であって、前記超伝導体の前記薄い第1ディメンジョンに平行な方向に 対して垂直なベクトルがa−b面に対して30°未満傾斜した角度で位置するよ うにアラインした粒子の有意な第2分率をさらに含む超伝導体。19. a c dimension in which the superconducting oxide particles are long; , both have a and b dimensions that are shorter than the longer c dimension. comprising a unit cell, the oxide particles exhibit superconducting anisotropy, and two short dimensions 2. The superconductivity of claim 1, wherein the superconductivity of the a-b plane defined by the region is highest. a superconductor in a direction parallel to the thin first dimension of the superconductor; is located at an angle of less than 30° with respect to the a-b plane. A superconductor further comprising a significant second fraction of uniformly aligned particles. 20.前記超伝導体の前記薄い第1ディメンジョンに平行な方向に対して垂直な ベクトルがa−b面に対して10°未満傾斜した毎度で位置する請求項25記載 の超伝導体。20. perpendicular to a direction parallel to the thin first dimension of the superconductor; 26. The vector is located at each angle less than 10 degrees to the a-b plane. superconductor.
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