JPH0797454B2 - 超伝導材料の作製方法 - Google Patents
超伝導材料の作製方法Info
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- JPH0797454B2 JPH0797454B2 JP62236960A JP23696087A JPH0797454B2 JP H0797454 B2 JPH0797454 B2 JP H0797454B2 JP 62236960 A JP62236960 A JP 62236960A JP 23696087 A JP23696087 A JP 23696087A JP H0797454 B2 JPH0797454 B2 JP H0797454B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 「発明の利用分野」 本発明は、金属管内に充填された酸化物セラミック系超
伝導材料を用いて超伝導線を得んとするものである。本
発明はかかる目的のため、加圧伸線化する際、同時に磁
界を加えることによりその結晶を配向せしめ、大きな臨
界電流を得んとするものである。
伝導材料を用いて超伝導線を得んとするものである。本
発明はかかる目的のため、加圧伸線化する際、同時に磁
界を加えることによりその結晶を配向せしめ、大きな臨
界電流を得んとするものである。
「従来の技術」 近年、セラミック系の超伝導材料が注目されている。こ
の材料は最初IBMのチューリッヒ研究所よりBa−La−Cu
−Ｏ（バラクオ）系酸化物高温超伝導体として報告さ
れ、さらにLSCO（第二銅酸−ランタン−ストロンチウ
ム）として知られてきた。さらにYBCO系のYBa2Cu3O6〜
８の他の構造の酸化物超伝導材料が知られ、Tcoも90Kを
有せしめることができるようになった。
の材料は最初IBMのチューリッヒ研究所よりBa−La−Cu
−Ｏ（バラクオ）系酸化物高温超伝導体として報告さ
れ、さらにLSCO（第二銅酸−ランタン−ストロンチウ
ム）として知られてきた。さらにYBCO系のYBa2Cu3O6〜
８の他の構造の酸化物超伝導材料が知られ、Tcoも90Kを
有せしめることができるようになった。
「従来の問題点」 しかしこの酸化物セラミックスの超伝導材料において
は、臨界電流密度が102〜103A/cm2と小さく、その対策
が求められていた。そしてその構造物の中には多数のボ
イドおよび結晶粒界を含有していた。
は、臨界電流密度が102〜103A/cm2と小さく、その対策
が求められていた。そしてその構造物の中には多数のボ
イドおよび結晶粒界を含有していた。
さらにセラミックスのため、曲げにきわめて弱く、かつ
結晶を配向させ、臨界電流密度を向上させることが強く
求められていた。
結晶を配向させ、臨界電流密度を向上させることが強く
求められていた。
かかる目的のために、本発明人による『超電導材料の作
製方法』（昭和62年３月27日 特願昭62−75205）『超
電導セラミックスの作成方法』（昭和62年３月23日 特
願昭62−69447）がある。
製方法』（昭和62年３月27日 特願昭62−75205）『超
電導セラミックスの作成方法』（昭和62年３月23日 特
願昭62−69447）がある。
本発明はかかる発明をさらに発展させたものである。
「問題を解決すべき手段」 本発明は、室温により近い高温で超伝導を呈するべくせ
しめるとともに、高い臨界電流密度を得るため、加熱工
程をへて酸化物超伝導材料を用いた超伝導線を作製する
に際し、ペルブスカイト構造を有する結晶のＣ軸を線方
向と垂直の方向に平行または概略平行に磁界方向を合わ
せて加え、結晶の生成面を一定方向に配設するものであ
る。その結果、線材を形成中に、0.1T以上好ましくは0.
5〜5Tの磁場を同時に印加したものである。本発明はこ
の磁場を加える方向に伸線化の加圧を行い、磁気的配
向、力学的配向を同時に行ったものである。さらにかか
る工程中、元素が再配列をしやすくするため、400℃以
上の温度に加熱している。かくして77Kでの測定におい
ての臨界電流密度を１×104A/cm2以上まで向上させ得る
ことが明らかになった。
しめるとともに、高い臨界電流密度を得るため、加熱工
程をへて酸化物超伝導材料を用いた超伝導線を作製する
に際し、ペルブスカイト構造を有する結晶のＣ軸を線方
向と垂直の方向に平行または概略平行に磁界方向を合わ
せて加え、結晶の生成面を一定方向に配設するものであ
る。その結果、線材を形成中に、0.1T以上好ましくは0.
5〜5Tの磁場を同時に印加したものである。本発明はこ
の磁場を加える方向に伸線化の加圧を行い、磁気的配
向、力学的配向を同時に行ったものである。さらにかか
る工程中、元素が再配列をしやすくするため、400℃以
上の温度に加熱している。かくして77Kでの測定におい
ての臨界電流密度を１×104A/cm2以上まで向上させ得る
ことが明らかになった。
本発明に用いる代表的な超伝導材料は元素周期表III a
族およびII a族の元素および銅を用いた酸化物セラミッ
クスである。
族およびII a族の元素および銅を用いた酸化物セラミッ
クスである。
本発明の超伝導材料は、（A1-XBy）yCuzOw ｘ＝0.1〜
1,y＝2.0〜4.0好ましくは2.5〜3.5,z＝1.0〜4.0好まし
くは1.6〜3.5,w＝4.0〜10.0好ましくは６〜８で示し得
るものである。
1,y＝2.0〜4.0好ましくは2.5〜3.5,z＝1.0〜4.0好まし
くは1.6〜3.5,w＝4.0〜10.0好ましくは６〜８で示し得
るものである。
Ａはイットリウム族より選ばれた元素およびその他のラ
ンタノイドより選ばれた元素のうちの１種類または複数
種類を用いている。イットリウム族とは、理化学辞典
（岩波書店 1963年４月１日発行）によれば、Ｙ（イッ
トリウム）,Gd（ガドリウム）,Yb（イッテルビウム）,E
u（ユーロビウム）,Tb（テルビウム）,Dy（ジスピロシ
ウム）,Ho（ホルミウム）,Er（エルビウム）,Tm（ツリ
ウム）,Lu（ルテチウム）,Sc（スカンジウム）およびそ
の他のランタノイドを用いる。
ンタノイドより選ばれた元素のうちの１種類または複数
種類を用いている。イットリウム族とは、理化学辞典
（岩波書店 1963年４月１日発行）によれば、Ｙ（イッ
トリウム）,Gd（ガドリウム）,Yb（イッテルビウム）,E
u（ユーロビウム）,Tb（テルビウム）,Dy（ジスピロシ
ウム）,Ho（ホルミウム）,Er（エルビウム）,Tm（ツリ
ウム）,Lu（ルテチウム）,Sc（スカンジウム）およびそ
の他のランタノイドを用いる。
またＢは元素周期表II a族より選ばれ、代表的にはBa
（バリウム）,Sr（ストロンチウム）,Ca（カルシウム）
より選ばれた１つまたは複数種の元素である。尚、本明
細書における元素周期表は理化学辞典（岩波書店 1963
年４月１日発行）によるものである。本発明に示される
酸化物超伝導材料は、第１図にその結晶構造が示されて
いるが、変形ペロブスカイト構造を有する。そして銅
（２）とその周辺の酸素（５）とによる平面と、その他
の銅（３）とその周辺に位置する酸素（６），酸素ベイ
カンシ（７）と、銅（２′）と酸素（５′）とによる他
の平面を有する。元素周期表III a族の元素（１）例え
ばY,元素周期表II a族の元素（４）例えばBaとを有す
る。
（バリウム）,Sr（ストロンチウム）,Ca（カルシウム）
より選ばれた１つまたは複数種の元素である。尚、本明
細書における元素周期表は理化学辞典（岩波書店 1963
年４月１日発行）によるものである。本発明に示される
酸化物超伝導材料は、第１図にその結晶構造が示されて
いるが、変形ペロブスカイト構造を有する。そして銅
（２）とその周辺の酸素（５）とによる平面と、その他
の銅（３）とその周辺に位置する酸素（６），酸素ベイ
カンシ（７）と、銅（２′）と酸素（５′）とによる他
の平面を有する。元素周期表III a族の元素（１）例え
ばY,元素周期表II a族の元素（４）例えばBaとを有す
る。
本発明人は、超伝導を発生するメカニズムとして、層構
造を有する酸素（５），（５′）とその中心にある銅
（２），（２′）との相互作用により、対をなす電子
（電子対）がその面（ab軸で作られる面即ちｃ面と平行
の面）を移動するとしている。さらにその対をなす電子
が生成される原因として、これまではBCS理論に基づき
フォノンとの相互作用とされていた。しかし、本発明人
はかかる理由として、この層構造を挟む上下の酸素ベイ
カンシ（７）同士（他方は図面の上または下側に位置す
る分子中に存在する）（ｃ軸方向）の相互作用またはこ
れらとスクリュー磁性体である希土類元素（１）との相
互作用によるマグノンという準粒子を仲立ちとして、ス
ピンが反対向きの電子を対を構成して形成することがで
きることを仮定するしている。即ち図面におけるｃ軸方
向にマグノンのゆらぎがあり（ab面に垂直方向でありマ
グノンのゆらぎを最もよく電子対に反映させやすい）こ
のマグノンはスピンの向きの互いに反対の電子対の一方
を引き寄せんとすると他方と反発する。かかる力が働
き、電子対がそれぞれの方向に動かんとすると、このマ
グノンは酸素ベイカンシ（７）のゆらぎにより逆方向に
ゆらぐ。このためこのゆらぎにより１対の電子のそれぞ
れに逆向きの力が働く。これを繰り返すことにより、マ
グノンがまったく表舞台にでることなく影武者的働きを
して層構造を有する面（（２），（５）で作られる面と
（２′），（５′）で作られる面）でのそれぞれの電子
対のａ軸−ｂ軸に平行方向に電子対の移動をさせ超伝導
をさせるものと考えることができる。また酸素ベイカン
シのゆらぎはフォノンのゆらぎであるともとらえること
ができ、これまでのBCS理論を補完する形でファノンが
マグノンを介して間接的に電子対を構成させていると考
えられることができる。
造を有する酸素（５），（５′）とその中心にある銅
（２），（２′）との相互作用により、対をなす電子
（電子対）がその面（ab軸で作られる面即ちｃ面と平行
の面）を移動するとしている。さらにその対をなす電子
が生成される原因として、これまではBCS理論に基づき
フォノンとの相互作用とされていた。しかし、本発明人
はかかる理由として、この層構造を挟む上下の酸素ベイ
カンシ（７）同士（他方は図面の上または下側に位置す
る分子中に存在する）（ｃ軸方向）の相互作用またはこ
れらとスクリュー磁性体である希土類元素（１）との相
互作用によるマグノンという準粒子を仲立ちとして、ス
ピンが反対向きの電子を対を構成して形成することがで
きることを仮定するしている。即ち図面におけるｃ軸方
向にマグノンのゆらぎがあり（ab面に垂直方向でありマ
グノンのゆらぎを最もよく電子対に反映させやすい）こ
のマグノンはスピンの向きの互いに反対の電子対の一方
を引き寄せんとすると他方と反発する。かかる力が働
き、電子対がそれぞれの方向に動かんとすると、このマ
グノンは酸素ベイカンシ（７）のゆらぎにより逆方向に
ゆらぐ。このためこのゆらぎにより１対の電子のそれぞ
れに逆向きの力が働く。これを繰り返すことにより、マ
グノンがまったく表舞台にでることなく影武者的働きを
して層構造を有する面（（２），（５）で作られる面と
（２′），（５′）で作られる面）でのそれぞれの電子
対のａ軸−ｂ軸に平行方向に電子対の移動をさせ超伝導
をさせるものと考えることができる。また酸素ベイカン
シのゆらぎはフォノンのゆらぎであるともとらえること
ができ、これまでのBCS理論を補完する形でファノンが
マグノンを介して間接的に電子対を構成させていると考
えられることができる。
この動作原理でも明らかなように、磁界が大きな効果を
及ぼすのであるから、外部よりこの超伝導材料に磁界を
加えると、その磁界に対して反磁性でｃ軸方向に配向し
すべての結晶を磁界と同一方向に配向させ得る。
及ぼすのであるから、外部よりこの超伝導材料に磁界を
加えると、その磁界に対して反磁性でｃ軸方向に配向し
すべての結晶を磁界と同一方向に配向させ得る。
本発明に用いられる酸化物超伝導材料は単結晶であるこ
とが望ましい。第１図のｃ面（ab軸と平行の面）に対
し、電流がそれと垂直方向に比べて２桁以上も流れやす
い。このため、結晶方位がバラバラな多結晶を一方向に
軸を配設することが高い臨界電流密度を得るためにきわ
めて重要である。
とが望ましい。第１図のｃ面（ab軸と平行の面）に対
し、電流がそれと垂直方向に比べて２桁以上も流れやす
い。このため、結晶方位がバラバラな多結晶を一方向に
軸を配設することが高い臨界電流密度を得るためにきわ
めて重要である。
本発明は、かかる元素を用いた酸化物材料で外周辺を金
属で囲まれた帯状の線材を作るに際し、この金属中に酸
化物超伝導材料を充填し、その固形物を金属と共に伸線
化する際、同時にこの伸線方向と垂直方向に磁場好まし
くは0.1テスラ（Ｔ）以上好ましくは0.5〜5Tの磁場を加
えることにより、その磁場によりその磁界の方向と同じ
方向またはそれにより近く再配列すべき概略同じ方向に
Ｃ軸方向を有する多結晶が配列しつつ結晶を成長させる
ことができることを見出した。
属で囲まれた帯状の線材を作るに際し、この金属中に酸
化物超伝導材料を充填し、その固形物を金属と共に伸線
化する際、同時にこの伸線方向と垂直方向に磁場好まし
くは0.1テスラ（Ｔ）以上好ましくは0.5〜5Tの磁場を加
えることにより、その磁場によりその磁界の方向と同じ
方向またはそれにより近く再配列すべき概略同じ方向に
Ｃ軸方向を有する多結晶が配列しつつ結晶を成長させる
ことができることを見出した。
かくすることにより、前記した一般式におけるA,Bに対
し、選択の余地を与えるとともに、多結晶を呈する１つ
の結晶粒を大きくでき、ひいてはその結晶粒界でのバリ
ア（障壁）をより消失させ得る構成とせしめ得た。そし
てそれぞれの結晶をすべてab面（Ｃ軸に垂直な面）に合
わせることが可能となる。さらにこの磁界を印加し、結
晶がより配列されやすくするため、加熱をすることが好
ましい。400〜950℃例えば600〜900℃とした。さらに伸
線化する再の加圧方向に第１図のｃ軸がより一致しやす
い傾向を見出した。このため、加圧方向と外部より磁界
を加える方向とは一致させることが、より結晶軸と合わ
せ得ることを見出した。その結果、臨界電流密度をこれ
までの102A/cm2（77K）より104〜105A/cm2（77Kにて測
定）に増し、単結晶の約1/5にまで近づけることが可能
となった。そしてその理想の単結晶構造をより作りやす
くせしめた。
し、選択の余地を与えるとともに、多結晶を呈する１つ
の結晶粒を大きくでき、ひいてはその結晶粒界でのバリ
ア（障壁）をより消失させ得る構成とせしめ得た。そし
てそれぞれの結晶をすべてab面（Ｃ軸に垂直な面）に合
わせることが可能となる。さらにこの磁界を印加し、結
晶がより配列されやすくするため、加熱をすることが好
ましい。400〜950℃例えば600〜900℃とした。さらに伸
線化する再の加圧方向に第１図のｃ軸がより一致しやす
い傾向を見出した。このため、加圧方向と外部より磁界
を加える方向とは一致させることが、より結晶軸と合わ
せ得ることを見出した。その結果、臨界電流密度をこれ
までの102A/cm2（77K）より104〜105A/cm2（77Kにて測
定）に増し、単結晶の約1/5にまで近づけることが可能
となった。そしてその理想の単結晶構造をより作りやす
くせしめた。
本発明において、この伸線化したものをコイル等の実使
用の形状に構成をさせる際またはさせた後、これら全体
に予め結晶軸配列をさせたｃ軸と同じ方向に室温〜950
℃例えば100〜500℃に加熱しつつ再び磁界を加えること
は有効である。かくすると、帯状の線の加工変形に伴う
酸化物超伝導材料の結晶軸の乱れを直すことができる。
用の形状に構成をさせる際またはさせた後、これら全体
に予め結晶軸配列をさせたｃ軸と同じ方向に室温〜950
℃例えば100〜500℃に加熱しつつ再び磁界を加えること
は有効である。かくすると、帯状の線の加工変形に伴う
酸化物超伝導材料の結晶軸の乱れを直すことができる。
「作用」 本発明の酸化物超伝導材料は、その出発材料として3N〜
6Nの純度の酸化物または炭酸化物等の安価な材料を用い
得る。これをボールミル等で微粉末に粉砕し混合する
と、化学量論的に（A1-XBx）yCuzOwのx,y,z,wのそれぞ
れの値を任意に変更、制御することができる。
6Nの純度の酸化物または炭酸化物等の安価な材料を用い
得る。これをボールミル等で微粉末に粉砕し混合する
と、化学量論的に（A1-XBx）yCuzOwのx,y,z,wのそれぞ
れの値を任意に変更、制御することができる。
本発明においては、かかる結晶軸が同一方向に配列をし
た超伝導材料を作るのに、そより十分離れた位置で磁場
を作り鉄等の磁性体で加熱されている酸化物超伝導材料
近傍に磁界を誘導すればよく、特に高価な設備を用いな
くともよいという他の特長も有する。
た超伝導材料を作るのに、そより十分離れた位置で磁場
を作り鉄等の磁性体で加熱されている酸化物超伝導材料
近傍に磁界を誘導すればよく、特に高価な設備を用いな
くともよいという他の特長も有する。
以下に実施例に従い、本発明を記す。
「実施例１」 本発明の実施例として、ＡとしてY,BとしてBaを用い
た。
た。
出発材料は、Ｙ化合物として酸化イットリウム（Y
2O3）,Ba化合物としてBaCO3,銅化合物としてCuOを用い
た。これらは高純度化学工業株式会社より入手し、純度
は99.95％またはそれ以上の微粉末を用い、例えばｘ＝
0.67、ｙ＝3,z＝3,w＝６〜９（YBa2）Cu3O6〜８となる
べく選んだ。
2O3）,Ba化合物としてBaCO3,銅化合物としてCuOを用い
た。これらは高純度化学工業株式会社より入手し、純度
は99.95％またはそれ以上の微粉末を用い、例えばｘ＝
0.67、ｙ＝3,z＝3,w＝６〜９（YBa2）Cu3O6〜８となる
べく選んだ。
これらを十分乳鉢で混合しカプセルに封入し、30Kg/cm2
の荷重を加えてタブレット化（外径15mmφ，厚さ3mm円
筒状）した。さらに酸化性雰囲気例えば酸素中または大
気中で800〜1000℃、例えば950℃で８時間加熱酸化をし
た。この工程を仮焼成とした。
の荷重を加えてタブレット化（外径15mmφ，厚さ3mm円
筒状）した。さらに酸化性雰囲気例えば酸素中または大
気中で800〜1000℃、例えば950℃で８時間加熱酸化をし
た。この工程を仮焼成とした。
この時も外部より磁場を加えた。この磁場は磁石より導
出された金属の端面をタブレットの上下に密接し、一方
をＮ、他方をＳとするべく直流磁場とし、強さは0.1T以
上例えば0.5Tとした。この磁場の強さは強ければ強いほ
ど好ましいことはいうまでもない。
出された金属の端面をタブレットの上下に密接し、一方
をＮ、他方をＳとするべく直流磁場とし、強さは0.1T以
上例えば0.5Tとした。この磁場の強さは強ければ強いほ
ど好ましいことはいうまでもない。
次にこれを粉砕し、乳鉢で混合した。そしてその粉末の
平均粉粒径が200μｍ〜0.03μｍ、例えば10μｍ以下の
大きさとなるようにした。
平均粉粒径が200μｍ〜0.03μｍ、例えば10μｍ以下の
大きさとなるようにした。
さらにこれを金属、例えば銀の帯状を有し、中空の線材
用材の内部に充填封入した50Kg/cm2の圧力で内部に中空
がないようにした。
用材の内部に充填封入した50Kg/cm2の圧力で内部に中空
がないようにした。
次に第２図に示す如く、100〜1000℃、例えば700℃に加
えつつ、上下方向より0.3〜5Tの磁界（15），（15′）
を印加し、同時に、200Kg/cm2の圧力（14），（14′）
を加えつつ超伝導線材を線方向（矢印（16）方向）に引
き伸ばし、伸線化した。すると金属管（11）の内部に酸
化物超伝導材料（10）は第１図に示した結晶軸がｃ軸を
その上下方向を有せしめ、また線方向にｃ面（ａ軸、ｂ
軸またはab軸またはその近傍）を有せしめ得る。そして
線材の長さ方向にｃ面を有せしめることが可能となっ
た。
えつつ、上下方向より0.3〜5Tの磁界（15），（15′）
を印加し、同時に、200Kg/cm2の圧力（14），（14′）
を加えつつ超伝導線材を線方向（矢印（16）方向）に引
き伸ばし、伸線化した。すると金属管（11）の内部に酸
化物超伝導材料（10）は第１図に示した結晶軸がｃ軸を
その上下方向を有せしめ、また線方向にｃ面（ａ軸、ｂ
軸またはab軸またはその近傍）を有せしめ得る。そして
線材の長さ方向にｃ面を有せしめることが可能となっ
た。
この試料を用いて固有抵抗と温度との関係を調べた。す
ると最高温度が得られたものとしてのTcオンセットとし
て101K,Tcoとして99Kを観察することができた。そして
臨界電流密度として6.5×104A/cm2（77K）を得た。
ると最高温度が得られたものとしてのTcオンセットとし
て101K,Tcoとして99Kを観察することができた。そして
臨界電流密度として6.5×104A/cm2（77K）を得た。
磁場を加えない場合はこの値はTcオンセット93K,Tco76K
でしかなかった。また臨界電流密度は4.5×102A/cm2に
すぎなかった。
でしかなかった。また臨界電流密度は4.5×102A/cm2に
すぎなかった。
「実施例２」 この実施例として、ＡとしてはＹおよびYbを1:1でその
酸化物を混合した。ＢとしてBaおよびSr＝1:1で用い
た。そして作製後（Ｙ0.5Yb0.5BaSr）Cu3O6〜８として
知される構造を有せしめ得る。出発材料は酸化イットリ
ウムおよび酸化イッテルビウム、BaとしてBaCO3、炭酸
ストロンチウムまた銅化合物としてCuOを用いた。そし
て第３図に示す如くこれらの材料を1400℃に加熱してこ
れらを溶融させた。この溶融状態において、III a族の
元素が下側に集まりやすいため、この磁界（30）を回転
させ、溶融後が十分混合するようにした。
酸化物を混合した。ＢとしてBaおよびSr＝1:1で用い
た。そして作製後（Ｙ0.5Yb0.5BaSr）Cu3O6〜８として
知される構造を有せしめ得る。出発材料は酸化イットリ
ウムおよび酸化イッテルビウム、BaとしてBaCO3、炭酸
ストロンチウムまた銅化合物としてCuOを用いた。そし
て第３図に示す如くこれらの材料を1400℃に加熱してこ
れらを溶融させた。この溶融状態において、III a族の
元素が下側に集まりやすいため、この磁界（30）を回転
させ、溶融後が十分混合するようにした。
第３図（Ａ）はそれらの上方より示している。第３図
（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ′の縦断面図を示す。第
３図（Ａ）に示す如く、その装置は４つの磁石（25），
（26），（27），（28）を有し、白金製ルツボ（22）と
その中に溶融した超伝導材料（24）を有する。第３図
（Ｂ）において、白金製ルツボ（22）の周囲には磁石
（25−１），（25−２）即ち（25），（27−１），（27
−２）即ち（27）を有し、これらの磁石計８ケによって
溶融した超伝導材料は（30−１），（30−２），（30−
３），（30−４）の如くに磁気回転し撹拌させる。これ
らは、下側よりヒータ（29）で加熱させる。同時に白金
製ルツボを逆向きに回転させつつこれらを1200℃まで徐
冷し、（23′）の方向に単結晶の超伝導材料（23）を帯
状に引き上げる。その時ここに他の一対の磁石（31），
（31′）により、0.3Tを加えつつ10mm/時間で単結晶を
引き上げつつ徐冷（10℃／時間程度）した。すると第１
図に示したｃ軸は（32）方向にｃ面は（33）方向に作ら
れる。さらにこのｃ面におけるａ軸、ｂ軸またはab軸を
（23）の上方（図示せず）の種結晶の結晶軸により選ぶ
ことができる。かくして単結晶（23）の帯を作ることが
できた。さらに必要に応じてこれらの外側に銀を外装さ
せた。その他は実施例１と同様である。結晶の成長はｃ
面方向に成長させることにより、より単結晶が作りやす
く、また実使用においてもこの方向に大電流を流しやす
い。
（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ′の縦断面図を示す。第
３図（Ａ）に示す如く、その装置は４つの磁石（25），
（26），（27），（28）を有し、白金製ルツボ（22）と
その中に溶融した超伝導材料（24）を有する。第３図
（Ｂ）において、白金製ルツボ（22）の周囲には磁石
（25−１），（25−２）即ち（25），（27−１），（27
−２）即ち（27）を有し、これらの磁石計８ケによって
溶融した超伝導材料は（30−１），（30−２），（30−
３），（30−４）の如くに磁気回転し撹拌させる。これ
らは、下側よりヒータ（29）で加熱させる。同時に白金
製ルツボを逆向きに回転させつつこれらを1200℃まで徐
冷し、（23′）の方向に単結晶の超伝導材料（23）を帯
状に引き上げる。その時ここに他の一対の磁石（31），
（31′）により、0.3Tを加えつつ10mm/時間で単結晶を
引き上げつつ徐冷（10℃／時間程度）した。すると第１
図に示したｃ軸は（32）方向にｃ面は（33）方向に作ら
れる。さらにこのｃ面におけるａ軸、ｂ軸またはab軸を
（23）の上方（図示せず）の種結晶の結晶軸により選ぶ
ことができる。かくして単結晶（23）の帯を作ることが
できた。さらに必要に応じてこれらの外側に銀を外装さ
せた。その他は実施例１と同様である。結晶の成長はｃ
面方向に成長させることにより、より単結晶が作りやす
く、また実使用においてもこの方向に大電流を流しやす
い。
Tcオンセットとして109K、Tcoとして93Kを得ることがで
きた。また出来上がった帯状の線は単結晶となり、厚さ
1mm巾1cm長さ50cm以上を得た。そして臨界電流密度も1.
5×105A/cm2を得た。
きた。また出来上がった帯状の線は単結晶となり、厚さ
1mm巾1cm長さ50cm以上を得た。そして臨界電流密度も1.
5×105A/cm2を得た。
第３図においては、上方向に成長させた。しかしこの単
結晶の帯を横方向に成長させても、また下方向に成長さ
せてもよい。
結晶の帯を横方向に成長させても、また下方向に成長さ
せてもよい。
「効果」 本発明により、これまでまったく不可能とされていた液
体窒素温度以上の温度で動作する酸化物超伝導セラミッ
クスにおける線材の臨界電流密度を105A/cm2以上とする
ことができた。
体窒素温度以上の温度で動作する酸化物超伝導セラミッ
クスにおける線材の臨界電流密度を105A/cm2以上とする
ことができた。
さらにこの到達材料の化合物における多結晶構造間でお
たがいの層構造をより一致させやすくするため、元素周
期表におけるII a、III aの元素を複数個混合させ得
る。本発明に示す如く、加熱中に磁場を加えて分子配列
をより統一することにより、最終完成化合物中に、ボイ
ド減少および結晶粒界の障壁の高さを低くすること等の
存在をより除去することができ、ひいてはTcオンセッ
ト、Tcoをより高温化できるものと推定される。
たがいの層構造をより一致させやすくするため、元素周
期表におけるII a、III aの元素を複数個混合させ得
る。本発明に示す如く、加熱中に磁場を加えて分子配列
をより統一することにより、最終完成化合物中に、ボイ
ド減少および結晶粒界の障壁の高さを低くすること等の
存在をより除去することができ、ひいてはTcオンセッ
ト、Tcoをより高温化できるものと推定される。
第１図は本発明に用いられる酸化物超伝導材料の結晶構
造の１例を示す。 第２図は本発明に用いられた酸化物超伝導材料の作製装
置を示す。 第３図は溶融状態を利用した本発明に用いられた酸化物
超伝導材料の作製装置を示す。
造の１例を示す。 第２図は本発明に用いられた酸化物超伝導材料の作製装
置を示す。 第３図は溶融状態を利用した本発明に用いられた酸化物
超伝導材料の作製装置を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】超伝導材料の線材を作製するに際し、 伸線化のための加圧を行った状態を継続しつつ、伸線化
の方向と垂直または概略垂直な方向に磁界を加えること
を特徴とする超伝導材料の作製方法。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、加圧と同
時に400℃以上の温度で加熱することを特徴とする超伝
導材料の作製方法。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項において、超伝導材
料は（A1-xBx）yCuOz,X＝0.1〜1,y＝2.0〜4.0,z＝1.0〜
4.0,w＝4.0〜10.0を有し、ＡはＹ（イットリウム）,Gd
（ガドリニウム）,Yb（イッテルビウム）,Eu（ユーロピ
ウム）,Tb（テルビウム）,Dy（ジスプロシウム）,Ho
（ホルミウム）,Er（エルビウム）,Tm（ツリウム）,Lu
（ルテチウム）,Sc（スカンジウム）およびその他のラ
ンタノイドより選ばれた１種または複数種より選ばれた
元素よりなり、ＢはRa（ラジウム）,Ba（バリウム）,Sr
（ストロンチウム）,Ca（カルシウム）より選ばれた１
種または複数種の元素よりなることを特徴とする超伝導
材料の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62236960A JPH0797454B2 (ja) | 1987-09-21 | 1987-09-21 | 超伝導材料の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62236960A JPH0797454B2 (ja) | 1987-09-21 | 1987-09-21 | 超伝導材料の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6481127A JPS6481127A (en) | 1989-03-27 |
| JPH0797454B2 true JPH0797454B2 (ja) | 1995-10-18 |
Family
ID=17008315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62236960A Expired - Lifetime JPH0797454B2 (ja) | 1987-09-21 | 1987-09-21 | 超伝導材料の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0797454B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4990493A (en) * | 1988-09-06 | 1991-02-05 | General Electric Company | Process of making an oriented polycrystal superconductor |
| GB2223489A (en) * | 1988-10-05 | 1990-04-11 | Gen Electric | Oriented polycrystal superconductor |
| FR2665462B1 (fr) * | 1990-08-02 | 1997-08-29 | Centre Nat Rech Scient | Procede de cristallisation en presence de champ magnetique. |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63294623A (ja) * | 1987-05-27 | 1988-12-01 | Fujikura Ltd | 酸化物系超電導線の製造方法 |
| JPS6445769A (en) * | 1987-08-14 | 1989-02-20 | Toshiba Corp | Production of oxide superconductor |
| JPS6456384A (en) * | 1987-08-28 | 1989-03-03 | Furukawa Electric Co Ltd | Production of oxide superconductor |
| JPS6476946A (en) * | 1987-09-17 | 1989-03-23 | Toshiba Corp | Production of superconductor |
-
1987
- 1987-09-21 JP JP62236960A patent/JPH0797454B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6481127A (en) | 1989-03-27 |
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