JPH09115355A - 酸化物超電導複合材及びその製造方法 - Google Patents
酸化物超電導複合材及びその製造方法Info
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- JPH09115355A JPH09115355A JP7272591A JP27259195A JPH09115355A JP H09115355 A JPH09115355 A JP H09115355A JP 7272591 A JP7272591 A JP 7272591A JP 27259195 A JP27259195 A JP 27259195A JP H09115355 A JPH09115355 A JP H09115355A
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- oxide superconducting
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】超電導特性の劣化のない高強度酸化物超電導複
合材を得ることにある。 【解決手段】被覆材あるいは基材として、例えばＡｇ−
Ｍｇ合金、Ａｇ−Ｍｇ−Ｎｉ合金、Ａｇ−Ｍｇ−Ｚｒ合
金、Ａｇ−Ｓｎ合金等の銀基合金を予め強化処理し、安
定で微細な相、例えば酸化物相を均一に分散させ金属材
が用いられ、銀合基金中の酸素含有量の変化率が超電導
化熱処理の前後において１００％以下であるようにされ
る。
合材を得ることにある。 【解決手段】被覆材あるいは基材として、例えばＡｇ−
Ｍｇ合金、Ａｇ−Ｍｇ−Ｎｉ合金、Ａｇ−Ｍｇ−Ｚｒ合
金、Ａｇ−Ｓｎ合金等の銀基合金を予め強化処理し、安
定で微細な相、例えば酸化物相を均一に分散させ金属材
が用いられ、銀合基金中の酸素含有量の変化率が超電導
化熱処理の前後において１００％以下であるようにされ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は酸化物超電導複合材
及びその製造方法に関するものである。
及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】酸化物超電導材の被覆材や基材として
は、超電導体との反応性が少ないというところから純銀
が一般に用いられている（例えば、第５３回１９９５年
度春季低温工学・超電導学会講演概要集Ｐ７７）。
は、超電導体との反応性が少ないというところから純銀
が一般に用いられている（例えば、第５３回１９９５年
度春季低温工学・超電導学会講演概要集Ｐ７７）。
【０００３】しかしながら、純銀は強さが非常に弱いこ
とから、得られた酸化物超電導複合材の強さは弱く、高
強度酸化物超電導複合材が待ち望まれている。
とから、得られた酸化物超電導複合材の強さは弱く、高
強度酸化物超電導複合材が待ち望まれている。
【０００４】その一つの手法として、ＡｇをＡｇ基合金
に置き換えることにより酸化物超電導材を高強度化しよ
うという試みがなされている。例えば、強化処理されて
いないＡｇ−Ｍｇ合金のパイプを用意し、そのパイプ中
に酸化物超電導体の粉末を充填し、その複合材に押出
し、引抜き、スウェージングなどの減面加工及び圧延、
プレスなどのテープ状加工と、少なくとも１回以上の超
電導化熱処理することによりＡｇ−Ｍｇ合金を内部酸化
させて強化することが試みられている。
に置き換えることにより酸化物超電導材を高強度化しよ
うという試みがなされている。例えば、強化処理されて
いないＡｇ−Ｍｇ合金のパイプを用意し、そのパイプ中
に酸化物超電導体の粉末を充填し、その複合材に押出
し、引抜き、スウェージングなどの減面加工及び圧延、
プレスなどのテープ状加工と、少なくとも１回以上の超
電導化熱処理することによりＡｇ−Ｍｇ合金を内部酸化
させて強化することが試みられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記した技術で高強度
酸化物超電導複合材を作製した場合、超電導化熱処理の
雰囲気中の酸素がＡｇ基合金中の添加元素と反応して内
部酸化されるので、Ａｇ基合金は強化されるが、次のよ
うな問題がある。
酸化物超電導複合材を作製した場合、超電導化熱処理の
雰囲気中の酸素がＡｇ基合金中の添加元素と反応して内
部酸化されるので、Ａｇ基合金は強化されるが、次のよ
うな問題がある。
【０００６】(1) 雰囲気中の酸素は超電導体とも反応す
るために、Ａｇ基合金の内部酸化が十分に行われないた
め、高強度酸化物超電導複合材が得られない。
るために、Ａｇ基合金の内部酸化が十分に行われないた
め、高強度酸化物超電導複合材が得られない。
【０００７】(2) 内部酸化が行われずに残存したＡｇ基
合金中の添加元素が超電導体と反応し、得られた酸化物
超電導複合材の臨界電流密度（Ｊｃ）を劣化する。
合金中の添加元素が超電導体と反応し、得られた酸化物
超電導複合材の臨界電流密度（Ｊｃ）を劣化する。
【０００８】(3) Ａｇ基合金の内部酸化に食われること
によって超電導体に酸素不足を来たし、得られた酸化物
超電導複合材のＪｃが劣化する。
によって超電導体に酸素不足を来たし、得られた酸化物
超電導複合材のＪｃが劣化する。
【０００９】本発明の目的は、超電導特性の劣化のない
高強度酸化物超電導複合材を得ることにある。
高強度酸化物超電導複合材を得ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、予め強
化処理が施された金属材を被覆材あるいは基材として使
用し、超電導化熱処理の前後における前記金属材の酸素
含有量の変化率を小さくしたことにある。
化処理が施された金属材を被覆材あるいは基材として使
用し、超電導化熱処理の前後における前記金属材の酸素
含有量の変化率を小さくしたことにある。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明に係る酸化物超電導複合材
は、その超電導化熱処理の前後において金属材の酸素含
有量の変化率が小さくなるようにされる。
は、その超電導化熱処理の前後において金属材の酸素含
有量の変化率が小さくなるようにされる。
【００１２】このような複合材を得るために本発明では
被覆材あるいは基材として、例えばＡｇ−Ｍｇ合金、Ａ
ｇ−Ｍｇ−Ｎｉ合金、Ａｇ−Ｍｇ−Ｚｒ合金、Ａｇ−Ｓ
ｎ合金等の銀基合金を予め強化処理し、安定で微細な
相、例えば酸化物相を均一に分散させものが用いられ、
合金中の酸素含有量の変化率が超電導化熱処理の前後に
おいて１００％以下であるようにされる。そうすること
により超電導化熱処理の際でも金属材中の酸素量は殆ど
変化しないばかりか、安定で微細な相が酸化物超電導体
と反応せず超電導特性の劣化のない、０．２％耐力が５
０ＭＰａ以上の高強度な酸化物超電導複合材を得ること
ができる。
被覆材あるいは基材として、例えばＡｇ−Ｍｇ合金、Ａ
ｇ−Ｍｇ−Ｎｉ合金、Ａｇ−Ｍｇ−Ｚｒ合金、Ａｇ−Ｓ
ｎ合金等の銀基合金を予め強化処理し、安定で微細な
相、例えば酸化物相を均一に分散させものが用いられ、
合金中の酸素含有量の変化率が超電導化熱処理の前後に
おいて１００％以下であるようにされる。そうすること
により超電導化熱処理の際でも金属材中の酸素量は殆ど
変化しないばかりか、安定で微細な相が酸化物超電導体
と反応せず超電導特性の劣化のない、０．２％耐力が５
０ＭＰａ以上の高強度な酸化物超電導複合材を得ること
ができる。
【００１３】前記のような銀基合金を得るためにＡｇに
添加し得る元素としては前記したＭｇ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｚ
ｒの外にＣｄ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｈｆを用いることができ
る。
添加し得る元素としては前記したＭｇ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｚ
ｒの外にＣｄ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｈｆを用いることができ
る。
【００１４】これらの元素は粒子成長を抑制する効果が
あるが、その少なくとも１種の含有量が０．０１原子％
未満であると、高強度化の効果がなく、５原子％を越え
ると、酸化物超電導材との反応が著しくなり、超電導特
性を大きく劣化させるので、その含有量は０．０１〜５
原子％の範囲であることが望ましい。
あるが、その少なくとも１種の含有量が０．０１原子％
未満であると、高強度化の効果がなく、５原子％を越え
ると、酸化物超電導材との反応が著しくなり、超電導特
性を大きく劣化させるので、その含有量は０．０１〜５
原子％の範囲であることが望ましい。
【００１５】強化の機構としては、分散強化のうち、酸
化物分散強化（内部酸化）、酸化物以外の金属間化合物
等の析出強化等特に限定されるものではない。
化物分散強化（内部酸化）、酸化物以外の金属間化合物
等の析出強化等特に限定されるものではない。
【００１６】強化処理された金属材は酸化物超電導体と
複合化され塑性加工された後、酸素を含む雰囲気中で熱
処理されるが、その場合の熱処理は酸化物超電導体が超
電導化される７００〜９５０℃、酸素分圧が０．０１〜
１０ａｔｍの雰囲気が採用される。
複合化され塑性加工された後、酸素を含む雰囲気中で熱
処理されるが、その場合の熱処理は酸化物超電導体が超
電導化される７００〜９５０℃、酸素分圧が０．０１〜
１０ａｔｍの雰囲気が採用される。
【００１７】なお、被覆材あるいは基材としての金属材
と酸化物超電導体との複合部材の作製方法としては、パ
ウダーインチューブ法、ジェリーロール法、ディップコ
ート法、ドクターブレード法、溶射法、プラズマ溶射
法、スクリーン印刷法、蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリ
ング法、レーザーアブレーション法等のいずれでも差支
えなく、その構造としては一つの酸化物超電導材と一つ
の被覆材あるいは基材との組合せに限定されず、複数材
及びその他の材料との組合せが採用できる。
と酸化物超電導体との複合部材の作製方法としては、パ
ウダーインチューブ法、ジェリーロール法、ディップコ
ート法、ドクターブレード法、溶射法、プラズマ溶射
法、スクリーン印刷法、蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリ
ング法、レーザーアブレーション法等のいずれでも差支
えなく、その構造としては一つの酸化物超電導材と一つ
の被覆材あるいは基材との組合せに限定されず、複数材
及びその他の材料との組合せが採用できる。
【００１８】また、酸化物超電導体の種類としては、少
なくともＢｉを含む２２１２、２２２３相、少なくとも
Ｔｌを含む２２１２、２２２３、１２１２、１２０１、
１２２３、１２３４相、ＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 相（Ｒｅ
＝Ｙ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔ
ｍ、Ｙｂ、Ｌｕ）及びＨｇ系等が挙げられる。
なくともＢｉを含む２２１２、２２２３相、少なくとも
Ｔｌを含む２２１２、２２２３、１２１２、１２０１、
１２２３、１２３４相、ＲｅＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy 相（Ｒｅ
＝Ｙ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔ
ｍ、Ｙｂ、Ｌｕ）及びＨｇ系等が挙げられる。
【００１９】なお、本発明における複合材は、線材、導
体あるいはそれらを集合化、複合化した部材等をいい、
その応用例としてマグネット、コイル、ケーブル、ブス
バー、電流リード、磁気シールド、限流器、永久電流ス
イッチ等があげられる。
体あるいはそれらを集合化、複合化した部材等をいい、
その応用例としてマグネット、コイル、ケーブル、ブス
バー、電流リード、磁気シールド、限流器、永久電流ス
イッチ等があげられる。
【００２０】前記線材の形状としては丸線、平角線、テ
ープ線、単芯線、多芯線、直状線、スパイラル状線、撚
線等いずれであってもよい。
ープ線、単芯線、多芯線、直状線、スパイラル状線、撚
線等いずれであってもよい。
【００２１】
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
【００２２】（実施例）組成としてＢｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1
Ｃｕ2 Ｏx が得られるようにＢｉ2 Ｏ3 、ＳｒＣＯ3 、
ＣａＣＯ3 及びＣｕＯの各粉末を混合し、これを大気中
で８２０℃−２０時間熱処理した後、それを粉砕してＢ
ｉ−２２１２相の前駆体粉末を得た。
Ｃｕ2 Ｏx が得られるようにＢｉ2 Ｏ3 、ＳｒＣＯ3 、
ＣａＣＯ3 及びＣｕＯの各粉末を混合し、これを大気中
で８２０℃−２０時間熱処理した後、それを粉砕してＢ
ｉ−２２１２相の前駆体粉末を得た。
【００２３】一方、高周波誘導溶解炉において純Ａｇに
ＭｇとＮｉを添加した合金をＡｒカガス雰囲気中で溶解
・鋳造して得た材料から外径８mm、内径６mmの銀基合金
パイプを作成した。その銀基合金パイプをＩＣＰ分析し
たところ、Ｍｇが１．７原子％、Ｎｉが１．９原子％で
あった。この銀基合金パイプを長さ３００mmの２つに切
り分け、一方をＡ、他方をＢとして、Ａのパイプのみ大
気中で８２０℃−４時間の分散強化処理を施した。
ＭｇとＮｉを添加した合金をＡｒカガス雰囲気中で溶解
・鋳造して得た材料から外径８mm、内径６mmの銀基合金
パイプを作成した。その銀基合金パイプをＩＣＰ分析し
たところ、Ｍｇが１．７原子％、Ｎｉが１．９原子％で
あった。この銀基合金パイプを長さ３００mmの２つに切
り分け、一方をＡ、他方をＢとして、Ａのパイプのみ大
気中で８２０℃−４時間の分散強化処理を施した。
【００２４】次に、Ａ、Ｂ双方のパイプに夫々上記した
前駆体粉末をタッピング充填し、外径１mmまで伸線加工
した後、圧延によって厚さ０．１２mm、幅３mmのテープ
状に加工した。その後、各テープ状複合材を大気中で８
８３℃−１０分保持後、５℃／時間の冷却速度で８３３
℃まで徐冷し、更に１時間保持して炉冷した。
前駆体粉末をタッピング充填し、外径１mmまで伸線加工
した後、圧延によって厚さ０．１２mm、幅３mmのテープ
状に加工した。その後、各テープ状複合材を大気中で８
８３℃−１０分保持後、５℃／時間の冷却速度で８３３
℃まで徐冷し、更に１時間保持して炉冷した。
【００２５】得られた各テープ状複合材について臨界電
流密度（Ｊｃ）、０．２％耐力、超電導化熱処理前後の
銀合金中の酸素量の変化を次のようにして求めた。
流密度（Ｊｃ）、０．２％耐力、超電導化熱処理前後の
銀合金中の酸素量の変化を次のようにして求めた。
【００２６】Ｊｃは４．２Ｋ、０Ｔ中で直流四端子法で
１μＶ／cmのクライテリオン、０．２％耐力は室温での
引張試験、酸素量の変化は２次イオン質量分析計（ＳＩ
ＭＳ）である。その結果を表１に示す。
１μＶ／cmのクライテリオン、０．２％耐力は室温での
引張試験、酸素量の変化は２次イオン質量分析計（ＳＩ
ＭＳ）である。その結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】本発明に係るの試料はＪｃ、０．２％耐力
ともに高い。またＡｇ合金中の酸素量も超電導化熱処理
の前後で変化していない。それに対し、比較例であるＢ
の試料はＪｃが大幅に低下しており、０．２％耐力がＡ
の１／２である。またＡｇ合金中の酸素量も超電導化熱
処理後に大幅に増大した。
ともに高い。またＡｇ合金中の酸素量も超電導化熱処理
の前後で変化していない。それに対し、比較例であるＢ
の試料はＪｃが大幅に低下しており、０．２％耐力がＡ
の１／２である。またＡｇ合金中の酸素量も超電導化熱
処理後に大幅に増大した。
【００２９】超電導化熱処理後の試料を樹脂に埋め込
み、研磨して走査型電子顕微鏡で断面を観察した。試料
ＡにおいてはＡｇ合金中にＭｇ、Ｎｉ、Ｏが検出される
微細な析出物が分散していた。この組織は超電導化熱処
理前とほぼ同じ組織であった。また酸化物超電導材中の
異相は少なかった。
み、研磨して走査型電子顕微鏡で断面を観察した。試料
ＡにおいてはＡｇ合金中にＭｇ、Ｎｉ、Ｏが検出される
微細な析出物が分散していた。この組織は超電導化熱処
理前とほぼ同じ組織であった。また酸化物超電導材中の
異相は少なかった。
【００３０】試料Ｂにおいては、Ａｇ合金中にＭｇ、Ｎ
ｉ、Ｏが検出される微細な析で物と共に超電導体との海
面付近で粗大なＭｇ、Ｎｉ、Ｏが検出される相が認めら
れた。また酸化物超電導材中にもＭｇやＮｉまたは両者
を含む異相が多く認められた。すなわち、予めＡｇ合金
の分散強化処理を施すことにより、Ｍｇ、Ｎｉなどの点
か元素はＡｇ中に微細かつ安定な酸化物として均一に分
散されるため、超電導化熱処理の際でもＡｇ合金中の酸
素量は変化しない。またその際、酸化物超電導体とＡｇ
中のＭｇ、Ｎｉなどの酸化物とは反応せず、Ｊｃは劣化
しない。それに対し、比較例の場合には超電導化熱処理
の際に、Ａｇ合金中のＭｇ、Ｎｉなどの添加物は酸素と
反応し、一部はＡｇ中で微細な酸化物となるが、そのた
めに酸化物超電導体は酸素が不足してしまう一方、添加
物の一部は酸化物超電導体と反応して異相を生成してし
まう。また、前後で大きく酸素量が増加する。更にＡｇ
合金中の添加元素の一部しか酸化しないため、十分な強
さが得られないことになる。
ｉ、Ｏが検出される微細な析で物と共に超電導体との海
面付近で粗大なＭｇ、Ｎｉ、Ｏが検出される相が認めら
れた。また酸化物超電導材中にもＭｇやＮｉまたは両者
を含む異相が多く認められた。すなわち、予めＡｇ合金
の分散強化処理を施すことにより、Ｍｇ、Ｎｉなどの点
か元素はＡｇ中に微細かつ安定な酸化物として均一に分
散されるため、超電導化熱処理の際でもＡｇ合金中の酸
素量は変化しない。またその際、酸化物超電導体とＡｇ
中のＭｇ、Ｎｉなどの酸化物とは反応せず、Ｊｃは劣化
しない。それに対し、比較例の場合には超電導化熱処理
の際に、Ａｇ合金中のＭｇ、Ｎｉなどの添加物は酸素と
反応し、一部はＡｇ中で微細な酸化物となるが、そのた
めに酸化物超電導体は酸素が不足してしまう一方、添加
物の一部は酸化物超電導体と反応して異相を生成してし
まう。また、前後で大きく酸素量が増加する。更にＡｇ
合金中の添加元素の一部しか酸化しないため、十分な強
さが得られないことになる。
【００３１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば高強度酸化物超電導複合部材を得ることがで
き、種々の用途に有用な高強度複合部材を安価に提供で
きる利点がある。
によれば高強度酸化物超電導複合部材を得ることがで
き、種々の用途に有用な高強度複合部材を安価に提供で
きる利点がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｂ 13/00 ５６５ Ｈ０１Ｂ 13/00 ５６５Ｄ
Claims (10)
- 【請求項１】酸化物超電導体と金属材からなる酸化物超
電導複合材であって、前記金属材の中の酸素含有量の変
化率が超電導化処理前後において１００％以下であるこ
とを特徴とする酸化物超電導複合材。 - 【請求項２】金属材が分散強化型の銀基合金である請求
項１に記載の酸化物超電導複合材。 - 【請求項３】銀基合金がＣｄ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎ
ｉ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒのうちの少なくとも１種を０．０
１〜５原子％の範囲で含有する銀基合金である請求項２
に記載の酸化物超電導複合材。 - 【請求項４】主たる酸化物超伝導体が少なくともＢｉ、
Ｓｒ、Ｃａ及びＣｕからなるＢｉ系のものである請求項
１ないし請求項３のいずれか１に記載の酸化物超電導複
合材。 - 【請求項５】主たる酸化物超伝導体がＢｉ−２２１２
相、Ｂｉ−２２２３相の少なくともいずれか一方である
請求項４に記載の酸化物超電導複合材。 - 【請求項６】複合材がテープ状の線材である請求項５に
記載の酸化物超電導複合材。 - 【請求項７】酸化物超電導体と金属材とを複合化し、塑
性加工を行った後、超電導化熱処理を行う方法におい
て、強化処理が施された分散強化型の金属材を用いて複
合化し、超電導化熱処理の前後における前記金属材の酸
素含有量の変化率を１００％以下にすることを特徴とす
る酸化物超電導複合材の製造方法。 - 【請求項８】分散強化型の金属材が内部酸化型の銀基合
金である請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】銀基合金がＣｄ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎ
ｉ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒのうちの少なくとも１種を０．０
１〜５原子％含有する銀基合金である請求項８に記載の
方法。 - 【請求項１０】複合化がパウダーインチューブ法である
請求項７ないし請求項９のいずれか１に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7272591A JPH09115355A (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | 酸化物超電導複合材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7272591A JPH09115355A (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | 酸化物超電導複合材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09115355A true JPH09115355A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=17516058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7272591A Pending JPH09115355A (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | 酸化物超電導複合材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09115355A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001015178A1 (fr) * | 1999-08-20 | 2001-03-01 | Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. | Materiau auxiliaire pour materiau supraconducteur |
| JP2004158448A (ja) * | 2002-10-23 | 2004-06-03 | Nexans Superconductors Gmbh | Ｒｅｂｃｏ被覆コンダクタエレメントを備えた超伝導ケーブルコンダクタ |
| CN103617840A (zh) * | 2013-09-16 | 2014-03-05 | 清华大学 | 一种各向同性铋系高温超导细线的制备方法 |
| WO2015031040A1 (en) * | 2013-08-29 | 2015-03-05 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | High temperature superconductor tape with alloy metal coating |
-
1995
- 1995-10-20 JP JP7272591A patent/JPH09115355A/ja active Pending
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