JPH0799651B2 - 複合超伝導体銅ワイヤの製造方法 - Google Patents
複合超伝導体銅ワイヤの製造方法Info
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- JPH0799651B2 JPH0799651B2 JP1117619A JP11761989A JPH0799651B2 JP H0799651 B2 JPH0799651 B2 JP H0799651B2 JP 1117619 A JP1117619 A JP 1117619A JP 11761989 A JP11761989 A JP 11761989A JP H0799651 B2 JPH0799651 B2 JP H0799651B2
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Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、複合高温超伝導体銅ワイヤの製造方法に関す
る。
る。
B.従来技術 Matsuda et al.,Material Research Society Symposium
Proc.,V.99,1988,p.695は、銀をベースにしたワイヤの
製造方法を示している。
Proc.,V.99,1988,p.695は、銀をベースにしたワイヤの
製造方法を示している。
Togano et al.,Material Research Society Symposium
Proc.,V.99,1988,p.191は、酸化物の混合物から形成さ
れた超伝導体で被覆された銅のテープを示している。
Proc.,V.99,1988,p.191は、酸化物の混合物から形成さ
れた超伝導体で被覆された銅のテープを示している。
Jim et al.,Applied Physics Letters,V.51（12）,21 S
eptember 1987,P.943は、超伝導体のワイヤを形成する
ための溶融酸化物法を示している。
eptember 1987,P.943は、超伝導体のワイヤを形成する
ための溶融酸化物法を示している。
Glowacki et al.,Paper AA7.35 Material Research Soc
iety Symposium Proceedings,Boston,12187は、銀の外
鞘を用いた複合超伝導体を示している。
iety Symposium Proceedings,Boston,12187は、銀の外
鞘を用いた複合超伝導体を示している。
McCallum et al.,Advances in Ceramic Materials,May
1987.は、YBa2Cu3Ox超伝導体ワイヤの製造上の問題を議
論している。
1987.は、YBa2Cu3Ox超伝導体ワイヤの製造上の問題を議
論している。
Kohno et al.,Yamada Conference on Superconductivit
y.（Physica B,148（１−３）,p.429で刊行）は、高Tc
酸化物ワイヤの特性を述べている。
y.（Physica B,148（１−３）,p.429で刊行）は、高Tc
酸化物ワイヤの特性を述べている。
Ohmatsu et al.,Japanese Journal of Applied Physic
s,26,Supplement 26−3,L1207,1987は、高Tc酸化物ワイ
ヤの製造法を示している。
s,26,Supplement 26−3,L1207,1987は、高Tc酸化物ワイ
ヤの製造法を示している。
上記従来技術のどれも本発明により要求される処理ステ
ツプを用いていないことは明らかである。
ツプを用いていないことは明らかである。
C.発明が解決しようとする課題 新規な高温セラミツク超伝導体の多くの実用的な応用へ
の鍵は、他の材料と適合性のある方法でそれらを有用な
形に製造できる能力である。ワイヤを製造しようとする
努力は、それらの材料のもろい性質と貧弱な正常状態の
抵抗率に悩まされた。従つて、超伝導体が正常状態へ遷
移する場合に電流分流路としても作用するより柔軟な金
属支持体が必要とされた。
の鍵は、他の材料と適合性のある方法でそれらを有用な
形に製造できる能力である。ワイヤを製造しようとする
努力は、それらの材料のもろい性質と貧弱な正常状態の
抵抗率に悩まされた。従つて、超伝導体が正常状態へ遷
移する場合に電流分流路としても作用するより柔軟な金
属支持体が必要とされた。
従って、本発明の主な目的は、銅ワイヤ基材の電気的性
質を害すること無しにバルク超伝導体に実質的に匹敵す
るように緻密に焼結された超伝導セラミック微細粒子の
均一被膜で内張りされた超伝導体と銅との複合材料の管
状ワイヤの製造方法を提供することにある。
質を害すること無しにバルク超伝導体に実質的に匹敵す
るように緻密に焼結された超伝導セラミック微細粒子の
均一被膜で内張りされた超伝導体と銅との複合材料の管
状ワイヤの製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、内張りされた超伝導セラミック微
細粒子の焼結被膜が実質的に連続膜を形成し非超伝導状
態時には銅ワイヤ基材と共に長さ方向に良好な導電路を
構成するような超伝導体銅管の複合ワイヤの製造方法を
提供することにある。
細粒子の焼結被膜が実質的に連続膜を形成し非超伝導状
態時には銅ワイヤ基材と共に長さ方向に良好な導電路を
構成するような超伝導体銅管の複合ワイヤの製造方法を
提供することにある。
D.課題を解決するための手段 本発明の構成は次の通りである。
超伝導セラミック材料のサブミクロン・サイズの微細粒
子を準備し、これらの微細粒子を、キャリア・ガス流と
一緒にして温度調節可能な銅管内をその長さ方向に流通
させ、その際、サーモフオレシス作用及びブラウン拡散
作用の下に前記微細粒子を気相から前記銅管内面に付着
及び拡散させて一様な超伝導セラミック被膜を形成する
工程と、 前記銅管の外側を不活性なガス雰囲気中で高温に加熱し
ている間に、前記銅管の内部に酸素ガスを導入するか、
又は銅管の外側を不活性なガス雰囲気中に維持しながら
前記銅管の内部に高温の酸素ガスを導入して前記超伝導
セラミック被膜を焼結する工程と、 より成る複合超伝導体銅ワイヤの製造方法。
子を準備し、これらの微細粒子を、キャリア・ガス流と
一緒にして温度調節可能な銅管内をその長さ方向に流通
させ、その際、サーモフオレシス作用及びブラウン拡散
作用の下に前記微細粒子を気相から前記銅管内面に付着
及び拡散させて一様な超伝導セラミック被膜を形成する
工程と、 前記銅管の外側を不活性なガス雰囲気中で高温に加熱し
ている間に、前記銅管の内部に酸素ガスを導入するか、
又は銅管の外側を不活性なガス雰囲気中に維持しながら
前記銅管の内部に高温の酸素ガスを導入して前記超伝導
セラミック被膜を焼結する工程と、 より成る複合超伝導体銅ワイヤの製造方法。
本発明の製造方法によれば、サブミクロン・サイズの非
常に小さい微細粒子の蒸着技術を利用するので、超伝導
材料の微細粒子は、サーマフオレシス作用及びブラウン
拡散作用により銅管内面に効果的に付着し拡散して緻密
で且つ均一な連続膜を形成できる。
常に小さい微細粒子の蒸着技術を利用するので、超伝導
材料の微細粒子は、サーマフオレシス作用及びブラウン
拡散作用により銅管内面に効果的に付着し拡散して緻密
で且つ均一な連続膜を形成できる。
E.実施例 本発明の方法は全てのセラミツク超伝導体に適用可能で
ある。それらの材料は近年周知になつている。それら
は、例えばBednorz及びMulerの先駆的業績により発見さ
れた希土類をベースとする物質、イツトリウムをベース
とする物質、タリウムをベースとする物質、及びビスマ
スをベースとする物質を含む。これら全てのセラミツク
超伝導体は種々の金属と酸素とを含んでいる。それらは
全て、セラミツクの一般的な物理的性質（もろさ及び製
造の困難さを含む）を共有している。しかし、全てのそ
のような物質は、本発明において使用するのに適してい
る。
ある。それらの材料は近年周知になつている。それら
は、例えばBednorz及びMulerの先駆的業績により発見さ
れた希土類をベースとする物質、イツトリウムをベース
とする物質、タリウムをベースとする物質、及びビスマ
スをベースとする物質を含む。これら全てのセラミツク
超伝導体は種々の金属と酸素とを含んでいる。それらは
全て、セラミツクの一般的な物理的性質（もろさ及び製
造の困難さを含む）を共有している。しかし、全てのそ
のような物質は、本発明において使用するのに適してい
る。
これらの物質の超伝導特性は処理条件の詳細に非常に依
存する。特に、高温の酸素雰囲気の焼結（sintering）
は最適の、バルク超伝導を達成するために本質的である
が、これは他の、より反応性の高い材料との複合構造の
製造を非常に困難なものにしている。
存する。特に、高温の酸素雰囲気の焼結（sintering）
は最適の、バルク超伝導を達成するために本質的である
が、これは他の、より反応性の高い材料との複合構造の
製造を非常に困難なものにしている。
本発明の良好な実施例において、エアロゾル法によりミ
クロン・サイズの粉末が形成される。そのような方法
は、Kodas et al.,Applied Physics Letters,52（19）,
9 May 1988,p.1622に記載されている。この刊行物から
明らかなように、超伝導セラミツク材料のサブミクロン
・サイズの粉末は、（１）高温超伝導体を形成する所望
の量の陽イオンを含む水溶液のサブミクロン・サイズの
液適を形成し、そして（２）酸素流の中の上記液適を約
900〜1100℃の炉の中に通して、超伝導のサブミクロン
・サイズの粉末を形成するステツプにより製造される。
クロン・サイズの粉末が形成される。そのような方法
は、Kodas et al.,Applied Physics Letters,52（19）,
9 May 1988,p.1622に記載されている。この刊行物から
明らかなように、超伝導セラミツク材料のサブミクロン
・サイズの粉末は、（１）高温超伝導体を形成する所望
の量の陽イオンを含む水溶液のサブミクロン・サイズの
液適を形成し、そして（２）酸素流の中の上記液適を約
900〜1100℃の炉の中に通して、超伝導のサブミクロン
・サイズの粉末を形成するステツプにより製造される。
本発明の方法の典型的な説明として、Ｙ、Ba及びCuの硝
酸塩の水溶液を霧状にするために一定出力の噴霧器が使
用された。噴霧器により形成されたミクロン・サイズの
液適は、酸素気流により約1000℃の炉中を搬送された。
炉を出て来たのは、Y1Ba2Cu3O7超伝導体のサブミクロン
（0.5ミクロン以下）の粉末であつた。Ｘ線及び磁化率
の測定により超伝導体の形成が確認された。これらの微
細な粉末は、所定長の銅管に導かれると、適当な温度勾
配の下で、内壁を被覆し、一様で密度の高い膜を形成し
た。次のステツプは、それを焼結してバルク超伝導体に
することにより、Y1Ba2Cu3O7粉末を銅に固定することで
ある。これは銅管を不活性雰囲気（例えばアルゴン）中
に置き、銅管の内側に加熱した酸素（700〜900℃）を通
じることにより行なわれた。これは内側からの加熱を生
じ且つ焼結中の銅と酸素との反応を最小限にする。外側
の銅表面は不活性雰囲気により酸化から保護される。
酸塩の水溶液を霧状にするために一定出力の噴霧器が使
用された。噴霧器により形成されたミクロン・サイズの
液適は、酸素気流により約1000℃の炉中を搬送された。
炉を出て来たのは、Y1Ba2Cu3O7超伝導体のサブミクロン
（0.5ミクロン以下）の粉末であつた。Ｘ線及び磁化率
の測定により超伝導体の形成が確認された。これらの微
細な粉末は、所定長の銅管に導かれると、適当な温度勾
配の下で、内壁を被覆し、一様で密度の高い膜を形成し
た。次のステツプは、それを焼結してバルク超伝導体に
することにより、Y1Ba2Cu3O7粉末を銅に固定することで
ある。これは銅管を不活性雰囲気（例えばアルゴン）中
に置き、銅管の内側に加熱した酸素（700〜900℃）を通
じることにより行なわれた。これは内側からの加熱を生
じ且つ焼結中の銅と酸素との反応を最小限にする。外側
の銅表面は不活性雰囲気により酸化から保護される。
本発明の鍵の特徴は非常に小さな粒子（0.5ミクロン以
下）の超伝導体を使用する事である。これはサーモフオ
レシス（thermophoresis）とブラウン拡散により付着し
て密な被覆を形成し、温度勾配を制御することにより付
着ゾーンを移動させる事ができ、また酸素雰囲気中で内
側の管表面だけを加熱する事ができる。さらに、エアロ
ゾル・フロー反応器中で形成されるこれらの微細の高純
度の粉末は、緩やかな条件の下で容易に焼結される。こ
の方法は、長い実用的な複合ワイヤを製造する大規模操
作も可能である。
下）の超伝導体を使用する事である。これはサーモフオ
レシス（thermophoresis）とブラウン拡散により付着し
て密な被覆を形成し、温度勾配を制御することにより付
着ゾーンを移動させる事ができ、また酸素雰囲気中で内
側の管表面だけを加熱する事ができる。さらに、エアロ
ゾル・フロー反応器中で形成されるこれらの微細の高純
度の粉末は、緩やかな条件の下で容易に焼結される。こ
の方法は、長い実用的な複合ワイヤを製造する大規模操
作も可能である。
本発明の良好な実施例において、所望のセラミツク超伝
導体の適当な化学量論比の金属陽イオン塩の水溶液が酸
素気流中でアエロゾル発生器を通過され、平均直径0.5
〜1.0ミクロンの溶液の微細な液滴を形成する。衝突（c
ollision）噴霧器及び超音波噴霧器を含む多数の市販の
エアロゾル発生器が適している。硝酸塩の水溶液を使用
することは、溶媒又は前駆体のいずれかに由来する反応
後の粉末中の炭素汚染の可能性をなくす。液適は乾燥器
を通過され、水分が除去される。次に乾燥された粒子は
気流にのつて炉に運ばれ、そこで前駆体化合物は酸素の
キヤリア・ガスと反応して、超伝導体の粉末を形成す
る。粒子は水及びエアロゾル発生器を構成する物質とし
か接触しないので、超伝導体粉末中の汚染問題は最小限
のものになる。１ミクロンよりも非常に小さいか又は数
ミクロン程度の平均直径を有する粒子は、初期のエアロ
ゾル液適のサイズ及び溶液の濃度を変化させることによ
り製造できる。狭い粒子サイズ分布は、選ばれたサイズ
よりも大きな粒子を除去するためにサイクロン（cyclon
e）又は衝突式採集器（impactor）を組み合せたエアロ
ゾル発生システムを用いることにより得ることができ
る。
導体の適当な化学量論比の金属陽イオン塩の水溶液が酸
素気流中でアエロゾル発生器を通過され、平均直径0.5
〜1.0ミクロンの溶液の微細な液滴を形成する。衝突（c
ollision）噴霧器及び超音波噴霧器を含む多数の市販の
エアロゾル発生器が適している。硝酸塩の水溶液を使用
することは、溶媒又は前駆体のいずれかに由来する反応
後の粉末中の炭素汚染の可能性をなくす。液適は乾燥器
を通過され、水分が除去される。次に乾燥された粒子は
気流にのつて炉に運ばれ、そこで前駆体化合物は酸素の
キヤリア・ガスと反応して、超伝導体の粉末を形成す
る。粒子は水及びエアロゾル発生器を構成する物質とし
か接触しないので、超伝導体粉末中の汚染問題は最小限
のものになる。１ミクロンよりも非常に小さいか又は数
ミクロン程度の平均直径を有する粒子は、初期のエアロ
ゾル液適のサイズ及び溶液の濃度を変化させることによ
り製造できる。狭い粒子サイズ分布は、選ばれたサイズ
よりも大きな粒子を除去するためにサイクロン（cyclon
e）又は衝突式採集器（impactor）を組み合せたエアロ
ゾル発生システムを用いることにより得ることができ
る。
粉末の形成は、反応器滞在時間が10〜100秒で900〜1100
℃の温度が実行される。反応器滞在時間は炉の長さ及び
キヤリア・ガスの流速により、制御される。典型的な炉
の長さは、50〜150cmであり、キヤリア・ガスの流速は
数リツトル／分〜数十リツトル／分である。熱重量分析
（TGA）によれば、これらの反応条件を最適化すること
により99％以上の完全な反応が得られることが示され
た。反応後の粉末のＸ線回折分析は、単相の超伝導構造
が形成された事を示した。S.H.E VTS920 SQUID磁力計
を用いた磁化率の測定は、反応直後の粉末が、さらに別
の処理を行なわなくても、超伝導であることを示した。
℃の温度が実行される。反応器滞在時間は炉の長さ及び
キヤリア・ガスの流速により、制御される。典型的な炉
の長さは、50〜150cmであり、キヤリア・ガスの流速は
数リツトル／分〜数十リツトル／分である。熱重量分析
（TGA）によれば、これらの反応条件を最適化すること
により99％以上の完全な反応が得られることが示され
た。反応後の粉末のＸ線回折分析は、単相の超伝導構造
が形成された事を示した。S.H.E VTS920 SQUID磁力計
を用いた磁化率の測定は、反応直後の粉末が、さらに別
の処理を行なわなくても、超伝導であることを示した。
超伝導体と銅との複合ワイヤを形成するために、反応器
を出た酸素キヤリア・ガス中の粒子は銅管中に送られ、
そこで管の内側表面を被覆するように付着が起きる。
（直径が１ミクロン以下の）非常に小さな粒子を用いる
ことにより、超伝導材料は、サーモフオレシス（thermo
phoresis）作用とブラウン拡散により表面に付着し、密
で且つ一様な被覆を形成する。長い銅管の場合、被覆の
一様性は、管を温度勾配の中に置くことにより制御され
る。被覆形成機構には拡散が関係しているので、どのよ
うな表面又は形状も容易に被覆される。所望の量の超伝
導粉末が付着された後、被覆された銅管は超伝導セラミ
ツクの焼結温度に酸素気流の存在下で加熱される。典型
的な場合、これは800〜1000℃の範囲の温度に、数分〜
数時間、加熱することに対応する。これは使用した特定
の超伝導体及び焼結される材料の厚さ、量に依存する。
銅は高温で酸素と反応するので、典型的な手続きは、銅
管の外側領域を窒素又はアルゴン等の不活性雰囲気中で
加熱し、銅管の中を酸素気流を通過させることである。
またその代りに、適当な焼結温度に予備加熱した酸素を
直接、被覆された銅管中に通してもよい。焼結により、
銅管の内側に付着した超伝導膜が形成される。平均粒子
直径は１ミクロン程度又はそれ以下なので、1mm又はそ
れ以下の大きさ及び所望の大きさの管の内側を被覆でき
る。被覆できる管の長さは、長い管は必要な厚さに被覆
するのに長時間を要するという意味でのみ制限される。
銅管の長さに沿つた厚さの一様性は温度勾配により提供
される。即ち、銅管の入口においては、付着率を減少さ
せるために、より高い温度が維持される。直線状及びコ
イル状の管同様に、平坦面も被覆することができ、これ
は超伝導テープの製造に使用することができる。
を出た酸素キヤリア・ガス中の粒子は銅管中に送られ、
そこで管の内側表面を被覆するように付着が起きる。
（直径が１ミクロン以下の）非常に小さな粒子を用いる
ことにより、超伝導材料は、サーモフオレシス（thermo
phoresis）作用とブラウン拡散により表面に付着し、密
で且つ一様な被覆を形成する。長い銅管の場合、被覆の
一様性は、管を温度勾配の中に置くことにより制御され
る。被覆形成機構には拡散が関係しているので、どのよ
うな表面又は形状も容易に被覆される。所望の量の超伝
導粉末が付着された後、被覆された銅管は超伝導セラミ
ツクの焼結温度に酸素気流の存在下で加熱される。典型
的な場合、これは800〜1000℃の範囲の温度に、数分〜
数時間、加熱することに対応する。これは使用した特定
の超伝導体及び焼結される材料の厚さ、量に依存する。
銅は高温で酸素と反応するので、典型的な手続きは、銅
管の外側領域を窒素又はアルゴン等の不活性雰囲気中で
加熱し、銅管の中を酸素気流を通過させることである。
またその代りに、適当な焼結温度に予備加熱した酸素を
直接、被覆された銅管中に通してもよい。焼結により、
銅管の内側に付着した超伝導膜が形成される。平均粒子
直径は１ミクロン程度又はそれ以下なので、1mm又はそ
れ以下の大きさ及び所望の大きさの管の内側を被覆でき
る。被覆できる管の長さは、長い管は必要な厚さに被覆
するのに長時間を要するという意味でのみ制限される。
銅管の長さに沿つた厚さの一様性は温度勾配により提供
される。即ち、銅管の入口においては、付着率を減少さ
せるために、より高い温度が維持される。直線状及びコ
イル状の管同様に、平坦面も被覆することができ、これ
は超伝導テープの製造に使用することができる。
サブミクロン粒子の付着は、ブラウン拡散及びサーモフ
オレシスにより起き、これらの機構の相対的寄与は動作
条件により決定される。ブラウン拡散による粒子の付着
は高温で行なうことができるので、粒子の付着及び焼結
を同時に行なうことが可能になる。サーモフオレシスに
よる粒子の付着は、管内を流れる気体の半径方向の温度
勾配に依存する。この特徴は非常に長い銅管を被覆する
ために使用できる。管の長さ方向に沿つたこの勾配の位
置及び勾配の大きさは、管壁の温度を変化させることに
より制御できる。例えば、付着ゾーンの位置を長い銅管
の長さ方向に沿つて移動させて、一様な付着を与えるこ
とができる。付着が材料の焼結温度よりもずつと低い温
度で行なわれる時、焼結は、管の中を約800〜1000℃の
酸素を通過させながら管の外側を不活性気体に露出する
ことにより行なうことができる。これは超伝導体の焼結
及びその後のアニーリングを酸素の存在下で行なうこと
を可能にし、それにより超伝導体中の正しい酸素含有量
を達成するために銅管壁を通して酸素を拡散させる必要
性を克服する。材料は一度付着されると酸素の存在下で
容易に加熱できるので、付着物を形成するために使われ
る粒子は超伝導である必要はない。従つて、付着膜にお
ける拡散及び反応により超伝導材料が形成されるなら
ば、エアロゾル粒子自体は超伝導性でないような系を用
いて超伝導銅ワイヤを製造することが可能である。
オレシスにより起き、これらの機構の相対的寄与は動作
条件により決定される。ブラウン拡散による粒子の付着
は高温で行なうことができるので、粒子の付着及び焼結
を同時に行なうことが可能になる。サーモフオレシスに
よる粒子の付着は、管内を流れる気体の半径方向の温度
勾配に依存する。この特徴は非常に長い銅管を被覆する
ために使用できる。管の長さ方向に沿つたこの勾配の位
置及び勾配の大きさは、管壁の温度を変化させることに
より制御できる。例えば、付着ゾーンの位置を長い銅管
の長さ方向に沿つて移動させて、一様な付着を与えるこ
とができる。付着が材料の焼結温度よりもずつと低い温
度で行なわれる時、焼結は、管の中を約800〜1000℃の
酸素を通過させながら管の外側を不活性気体に露出する
ことにより行なうことができる。これは超伝導体の焼結
及びその後のアニーリングを酸素の存在下で行なうこと
を可能にし、それにより超伝導体中の正しい酸素含有量
を達成するために銅管壁を通して酸素を拡散させる必要
性を克服する。材料は一度付着されると酸素の存在下で
容易に加熱できるので、付着物を形成するために使われ
る粒子は超伝導である必要はない。従つて、付着膜にお
ける拡散及び反応により超伝導材料が形成されるなら
ば、エアロゾル粒子自体は超伝導性でないような系を用
いて超伝導銅ワイヤを製造することが可能である。
下記の例は単に説明のためだけに与えるものであつて、
本発明の範囲を限定するものと考えるべきではない。本
発明の技術思想から逸脱することなく種々の変型が可能
である。
本発明の範囲を限定するものと考えるべきではない。本
発明の技術思想から逸脱することなく種々の変型が可能
である。
例１−Y1Ba2Cu3Ox銅ワイヤ モル比が1:2:3の硝酸イツトリウム、硝酸バリウム及び
硝酸銅の0.03M水溶液を、エアロゾル発生器に通し、１
〜２ミクロンの液適を形成した。エアロゾルは酸素気流
により３〜10リツトル／分の速度で拡散乾燥器に運ば
れ、水蒸気を除去し、次に900〜1000℃の（直径約10cm
及び長さ100cmの）炉に導入された。炉の出口で、反応
容器は直接、より小さな直径の銅管に結合された。管の
直径は、典型的な実験では1mm〜6.5mmであつた。形成さ
れた超伝導粒子は大きさがサブミクロンなので、その運
動は管の内壁へのブラウン拡散に従い、滑らかな被覆が
付着された。
硝酸銅の0.03M水溶液を、エアロゾル発生器に通し、１
〜２ミクロンの液適を形成した。エアロゾルは酸素気流
により３〜10リツトル／分の速度で拡散乾燥器に運ば
れ、水蒸気を除去し、次に900〜1000℃の（直径約10cm
及び長さ100cmの）炉に導入された。炉の出口で、反応
容器は直接、より小さな直径の銅管に結合された。管の
直径は、典型的な実験では1mm〜6.5mmであつた。形成さ
れた超伝導粒子は大きさがサブミクロンなので、その運
動は管の内壁へのブラウン拡散に従い、滑らかな被覆が
付着された。
被覆された超伝導体は、銅管を不活性雰囲気（例えばア
ルゴン又は窒素）中で880℃に加熱しながら、管内に60
〜120分間酸素を流すことにより焼結された。この工程
により、銅管の内側に連続的で且つ電気的に超伝導性の
膜が形成された。この内側の被覆は、４点プローブ測定
法により抵抗対温度の測定を行なうと、90Kでゼロ抵抗
の超伝導転移を示した。
ルゴン又は窒素）中で880℃に加熱しながら、管内に60
〜120分間酸素を流すことにより焼結された。この工程
により、銅管の内側に連続的で且つ電気的に超伝導性の
膜が形成された。この内側の被覆は、４点プローブ測定
法により抵抗対温度の測定を行なうと、90Kでゼロ抵抗
の超伝導転移を示した。
例２−La(1-x)SrxCuOy銅ワイヤ （但しｘは0.1〜0.25） 適当な化学量論比のLa、Sr及びCuの硝酸塩の水溶液を用
いて出発した点を除けば上記と同様に用意し、エアロゾ
ル発生器を通過させた。上記と同様に焼結を行なつた
後、35Kでゼロ抵抗転移を行なう電気的に超伝導の被覆
が得られた。
いて出発した点を除けば上記と同様に用意し、エアロゾ
ル発生器を通過させた。上記と同様に焼結を行なつた
後、35Kでゼロ抵抗転移を行なう電気的に超伝導の被覆
が得られた。
例３−Bi2Sr2CaCu2Ox銅ワイヤ 適当な化学量論比のBi、Sr、Ca及びCuの硝酸塩の水溶液
を用いて出発した点を除けば上記と同様に用意を行な
い、エアロゾル発生器を通過させる。炉の温度は850〜9
00℃の間であり、焼結温度は800℃で５分間であつた。8
0Kでゼロ抵抗転移を有する銅上の超伝導被覆が得られ
た。
を用いて出発した点を除けば上記と同様に用意を行な
い、エアロゾル発生器を通過させる。炉の温度は850〜9
00℃の間であり、焼結温度は800℃で５分間であつた。8
0Kでゼロ抵抗転移を有する銅上の超伝導被覆が得られ
た。
例４−Tl2-xBa2CaCu2Oy銅ワイヤ （但しｘは０〜0.5） Tl2、Ba2、Ca1、Cu2の化学量論比のTl、Ba、Ca及びCuの
水溶液で出発した点を除けば、上記と同様に用意が行な
われた。炉の温度は850〜900℃、焼結温度は850℃で30
分間であつた。超伝導被覆は110Kで転移を有するものが
得られた。
水溶液で出発した点を除けば、上記と同様に用意が行な
われた。炉の温度は850〜900℃、焼結温度は850℃で30
分間であつた。超伝導被覆は110Kで転移を有するものが
得られた。
F.発明の効果 本発明の製造方法では、銅管内面の内張り層としてサブ
ミクロン・サイズの微細な超伝導材料の粒子を蒸着して
形成し、その蒸着層のみを高温酸素ガス雰囲気に曝らし
て高温度で焼結するので、超伝導材料の内張り層は、均
一で高密度に凝集して実質的に連続膜を構成すると同時
に銅管内壁に拡散し強固に固着され、非超伝導状態時に
は、銅管と一体になって長さ方向に良好な導電路を構成
する。
ミクロン・サイズの微細な超伝導材料の粒子を蒸着して
形成し、その蒸着層のみを高温酸素ガス雰囲気に曝らし
て高温度で焼結するので、超伝導材料の内張り層は、均
一で高密度に凝集して実質的に連続膜を構成すると同時
に銅管内壁に拡散し強固に固着され、非超伝導状態時に
は、銅管と一体になって長さ方向に良好な導電路を構成
する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−38405（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−231807（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−231809（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−248012（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−276811（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−310517（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−296510（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】超伝導セラミック材料のサブミクロン・サ
イズの微細粒子を形成する工程と、 前記微細粒子を、キャリア・ガス流と一緒にして温度調
節可能な銅管内をその長さ方向に流通させ、その際、サ
ーモフオレシス作用及びブラウン拡散作用の下に前記微
細粒子を気相から前記銅管内面に付着及び拡散させて一
様な超伝導セラミック被膜を形成する工程と、 前記銅管の外側を不活性なガス雰囲気中で高温に加熱し
ている間に、前記銅管の内部に酸素ガスを導入して前記
超伝導セラミック被膜を焼結する工程と、 より成る複合超伝導体銅ワイヤの製造方法。 - 【請求項２】超伝導セラミック材料のサブミクロン・サ
イズの微細粒子を形成する工程と、 前記微細粒子を、キャリア・ガス流と一緒にして温度調
節可能な銅管内をその長さ方向に流通させ、その際、サ
ーモフオレシス作用及びブラウン拡散作用の下に前記微
細粒子を気相から前記銅管内面に付着及び拡散させて一
様な超伝導セラミック被膜を形成する工程、 前記銅管の外側を不活性なガス雰囲気中に維持しながら
前記銅管の内部に高温の酸素ガスを導入して前記超伝導
セラミック被膜を焼結する工程と、 より成る複合超伝導体銅ワイヤの製造方法。 - 【請求項３】超伝導セラミック被膜を形成する工程は、
銅管を、気相状微細粒子の流入口において、より高い温
度に維持して銅管の長さ方向に沿って実質的に一様な厚
さの被膜を形成することを特徴とする請求項１又は２に
記載の製造方法。 - 【請求項４】超伝導セラミック被膜を形成する工程は、
サーモフオレシス作用による微細粒子の付着ゾーンが銅
管の長さ方向に沿って移動するように銅管の温度分布を
変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の製造
方法。 - 【請求項５】セラミック系の超伝導体を形成する所定の
量の陽イオンを含む水溶液のサブミクロン・サイズの液
滴を形成する工程と、 前記液滴を酸素ガス流と共に900℃乃至1100℃の高温炉
内を搬送してサブミクロン・サイズのセラミック超伝導
体の微細粒子を形成する工程と、 前記微細粒子を、所定の温度勾配を有する銅管内をその
長さ方向に搬送し、サーモフオレシス作用及びブラウン
拡散作用の下に緻密で一様な超伝導被膜を銅管内面に形
成する工程と、 前記銅管の外側を不活性なガス雰囲気中に維持しなが
ら、前記銅管の内部を700℃乃至1000℃の温度で酸素ガ
スを流通して前記超伝導被膜を焼結する工程と、 より成る複合超伝導体銅ワイヤの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/217,925 US5077267A (en) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | Process for making composite high temperature superconductor copper wires |
| US217925 | 2005-08-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0227619A JPH0227619A (ja) | 1990-01-30 |
| JPH0799651B2 true JPH0799651B2 (ja) | 1995-10-25 |
Family
ID=22813038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1117619A Expired - Fee Related JPH0799651B2 (ja) | 1988-07-12 | 1989-05-12 | 複合超伝導体銅ワイヤの製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5077267A (ja) |
| EP (1) | EP0351139B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0799651B2 (ja) |
| CA (1) | CA1333977C (ja) |
| DE (1) | DE68909130T2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2020319A1 (en) * | 1989-07-11 | 1991-01-12 | Samuel Liang | Flash evaporation method for producing superconducting powder |
| US8029595B2 (en) * | 2008-06-02 | 2011-10-04 | Nitto Denko Corporation | Method and apparatus of producing nanoparticles using nebulized droplet |
| US8206672B2 (en) * | 2009-07-10 | 2012-06-26 | Nitto Denko Corporation | Production of phase-pure ceramic garnet particles |
| US8697479B2 (en) | 2009-11-19 | 2014-04-15 | Nitto Denko Corporation | Method for producing nanoparticles |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2850108A1 (de) * | 1978-11-18 | 1980-06-04 | Dornier System Gmbh | Hartferritpulver und verfahren zu seiner herstellung |
| JP2584989B2 (ja) * | 1987-03-18 | 1997-02-26 | 株式会社 半導体エネルギ−研究所 | 超電導セラミツクス材料を用いたパイプ |
| JP2584990B2 (ja) * | 1987-03-18 | 1997-02-26 | 株式会社 半導体エネルギ−研究所 | 超電導セラミツクス材料を用いたパイプの作製方法 |
| JP2532238B2 (ja) * | 1987-04-01 | 1996-09-11 | 株式会社 半導体エネルギ−研究所 | 超電導セラミツク材料を用いたパイプの作製方法 |
| US4784686A (en) * | 1987-04-24 | 1988-11-15 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Synthesis of ultrafine powders by microwave heating |
| JPS63276811A (ja) * | 1987-05-08 | 1988-11-15 | Hitachi Ltd | 超伝導体 |
| JPS63310517A (ja) * | 1987-06-11 | 1988-12-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 超伝導線材化法 |
| JPH0654609B2 (ja) * | 1988-05-24 | 1994-07-20 | 浜松ホトニクス株式会社 | 中空状超伝導線 |
| JP2824718B2 (ja) * | 1992-08-05 | 1998-11-18 | 三菱農機株式会社 | 農業作業車のローリング制御装置 |
-
1988
- 1988-07-12 US US07/217,925 patent/US5077267A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-05-12 JP JP1117619A patent/JPH0799651B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1989-05-18 CA CA000600087A patent/CA1333977C/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-07-06 EP EP89306878A patent/EP0351139B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-06 DE DE89306878T patent/DE68909130T2/de not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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| DE68909130D1 (de) | 1993-10-21 |
| EP0351139A3 (en) | 1990-03-07 |
| EP0351139B1 (en) | 1993-09-15 |
| CA1333977C (en) | 1995-01-17 |
| EP0351139A2 (en) | 1990-01-17 |
| JPH0227619A (ja) | 1990-01-30 |
| US5077267A (en) | 1991-12-31 |
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