JPH0948617A - 希土類系酸化物超電導材料の製造方法 - Google Patents
希土類系酸化物超電導材料の製造方法Info
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- JPH0948617A JPH0948617A JP7219484A JP21948495A JPH0948617A JP H0948617 A JPH0948617 A JP H0948617A JP 7219484 A JP7219484 A JP 7219484A JP 21948495 A JP21948495 A JP 21948495A JP H0948617 A JPH0948617 A JP H0948617A
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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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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高い臨界電流密度を有するＲＥＢａ2 Ｃｕ3
Ｏx 系酸化物超電導材料であって、とりわけ大きな寸法
のものを提供するものであり、超電導ケーブル、超電導
コイルおよび超電導磁気シールド等の材料として利用さ
れる。 【構成】配向したＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx バルク体をビレ
ットとして、銀などの封入用金属に封じ、これを圧延し
た後に焼結する希土類系酸化物超電導材料の製造方法で
あり、好ましくは圧延の圧下方向を上記バルク体のｃ軸
と平行にする。 【効果】電流パスを遮る方向に大きな傾角を有する結晶
粒界がなく、全体を通して高い臨界電流密度を有する材
料を作製することが可能になる。
Ｏx 系酸化物超電導材料であって、とりわけ大きな寸法
のものを提供するものであり、超電導ケーブル、超電導
コイルおよび超電導磁気シールド等の材料として利用さ
れる。 【構成】配向したＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx バルク体をビレ
ットとして、銀などの封入用金属に封じ、これを圧延し
た後に焼結する希土類系酸化物超電導材料の製造方法で
あり、好ましくは圧延の圧下方向を上記バルク体のｃ軸
と平行にする。 【効果】電流パスを遮る方向に大きな傾角を有する結晶
粒界がなく、全体を通して高い臨界電流密度を有する材
料を作製することが可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高い臨界電流密度を
有するＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系酸化物超電導線材および
板材を提供するものであり、超電導ケーブル、超電導コ
イルおよび超電導磁気シールド等の材料として利用され
る。
有するＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系酸化物超電導線材および
板材を提供するものであり、超電導ケーブル、超電導コ
イルおよび超電導磁気シールド等の材料として利用され
る。
【０００２】
【従来の技術】ＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系超電導体は、Ｂ
ｉ系やＴｌ系超電導体に比較して液体窒素温度でのピン
ニング力が強く、高度に配向した薄膜やバルク材では高
い臨界電流密度が得られている。しかしながら、結晶粒
界が弱結合として働き、粒界を横切って高い超電導電流
を流すことができず、特に磁場中では臨界電流密度が極
端に低下するため、高い臨界電流密度を有する線材の作
製には至っていない。
ｉ系やＴｌ系超電導体に比較して液体窒素温度でのピン
ニング力が強く、高度に配向した薄膜やバルク材では高
い臨界電流密度が得られている。しかしながら、結晶粒
界が弱結合として働き、粒界を横切って高い超電導電流
を流すことができず、特に磁場中では臨界電流密度が極
端に低下するため、高い臨界電流密度を有する線材の作
製には至っていない。
【０００３】Ｂｉ系やＴｌ系超電導体は弱結合の問題が
比較的小さいため、加工と熱処理の工夫により、ある程
度配向させることによって比較的臨界電流密度の高い線
材が得られている。一方で、ＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系超
電導線材では、磁場の印加や加工によりｃ軸（単位格子
中の最長軸）を配向させることはある程度可能になって
いるが、ｃ軸配向のみでは十分な特性は得られていな
い。
比較的小さいため、加工と熱処理の工夫により、ある程
度配向させることによって比較的臨界電流密度の高い線
材が得られている。一方で、ＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系超
電導線材では、磁場の印加や加工によりｃ軸（単位格子
中の最長軸）を配向させることはある程度可能になって
いるが、ｃ軸配向のみでは十分な特性は得られていな
い。
【０００４】一方、板材ではＱＭＧ法（特公平４−４０
２８９号公報）に代表されるような酸化物超電導材料の
作製法である溶融法により、体積が５０ｃｍ3 以上の大
きな結晶粒をもつＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系超電導バルク
材料の製造が可能になっている（Ｍ．Ｍｏｒｉｔａら：
Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉ
ｖｉｔｙ ＩＩＩ，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，
Ｔｏｋｙｏ，１９９０，ｐ．７３３−７３６）。溶融法
は基本的にはＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系超電導体の原料物
質を加熱して、ＲＥ2 ＢａＣｕＯ5 相とＢａ、Ｃｕ、Ｏ
を主成分とした液相の共存する半溶融状態にし、包晶温
度直上から徐冷することによりＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 相
を結晶成長させる方法である。この方法で作製された大
きな結晶粒内には、結晶方位が数度ずれた小傾角粒界は
あるが、弱結合となるような大きな傾角を有する粒界が
存在しない。このため、この材料の粒内の臨界電流密度
は７７Ｋ、１Ｔで１００００Ａ／ｃｍ2 以上と高く、バ
ルク磁石、磁気シールド、電流リード等の材料として用
いることが考えられている。
２８９号公報）に代表されるような酸化物超電導材料の
作製法である溶融法により、体積が５０ｃｍ3 以上の大
きな結晶粒をもつＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系超電導バルク
材料の製造が可能になっている（Ｍ．Ｍｏｒｉｔａら：
Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉ
ｖｉｔｙ ＩＩＩ，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，
Ｔｏｋｙｏ，１９９０，ｐ．７３３−７３６）。溶融法
は基本的にはＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系超電導体の原料物
質を加熱して、ＲＥ2 ＢａＣｕＯ5 相とＢａ、Ｃｕ、Ｏ
を主成分とした液相の共存する半溶融状態にし、包晶温
度直上から徐冷することによりＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 相
を結晶成長させる方法である。この方法で作製された大
きな結晶粒内には、結晶方位が数度ずれた小傾角粒界は
あるが、弱結合となるような大きな傾角を有する粒界が
存在しない。このため、この材料の粒内の臨界電流密度
は７７Ｋ、１Ｔで１００００Ａ／ｃｍ2 以上と高く、バ
ルク磁石、磁気シールド、電流リード等の材料として用
いることが考えられている。
【０００５】溶融法で作製されたＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx
系超電導バルク材料がこれらの材料として使用されるた
めには、より大型化、大面積化または長尺化が必要であ
るが、溶融法は基本的に溶融状態からの徐冷による結晶
成長によって粒界のない酸化物超電導体を得る手法であ
ることから大型化に限界がある。臨界電流密度の高いＲ
ＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系超電導体を得るためには、ｃ軸配
向のみならず、斜方晶構造のａ軸とｂ軸も配向した長尺
線材あるいは大型板材が必要であるが、現在のところ得
られていない。
系超電導バルク材料がこれらの材料として使用されるた
めには、より大型化、大面積化または長尺化が必要であ
るが、溶融法は基本的に溶融状態からの徐冷による結晶
成長によって粒界のない酸化物超電導体を得る手法であ
ることから大型化に限界がある。臨界電流密度の高いＲ
ＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系超電導体を得るためには、ｃ軸配
向のみならず、斜方晶構造のａ軸とｂ軸も配向した長尺
線材あるいは大型板材が必要であるが、現在のところ得
られていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、配向した臨
界電流密度の高いＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系超電導線材お
よび大型板材を提供することを目的とする。
界電流密度の高いＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系超電導線材お
よび大型板材を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、配向したＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx （Ｒ
ＥはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、
Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから
なる群から選ばれた１種以上の元素）で表記されるバル
ク体をビレットとして、銀、金、パラジウムあるいはこ
れを基とする合金に挿入して封じ、圧延した後、焼結す
ることを特徴とする希土類系酸化物超電導材料の製造方
法である。またここにおいて、圧延の圧下方向が配向し
たＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx で表記されるバルク体のｃ軸と
平行であることも特徴とする。
するものであって、配向したＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx （Ｒ
ＥはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、
Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから
なる群から選ばれた１種以上の元素）で表記されるバル
ク体をビレットとして、銀、金、パラジウムあるいはこ
れを基とする合金に挿入して封じ、圧延した後、焼結す
ることを特徴とする希土類系酸化物超電導材料の製造方
法である。またここにおいて、圧延の圧下方向が配向し
たＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx で表記されるバルク体のｃ軸と
平行であることも特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明は図１にその製造方法の例
を示すように配向したＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx系バルク体
１をビレットとして封入用金属２に挿入して封じた後、
軸がずれないよう圧延・焼結することによって、ｃ軸だ
けでなくａ軸、ｂ軸も配向した線材あるいは板材を製造
する方法を提供するものである。図中３は電子ビーム溶
接などで溶接をおこなった箇所である。
を示すように配向したＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx系バルク体
１をビレットとして封入用金属２に挿入して封じた後、
軸がずれないよう圧延・焼結することによって、ｃ軸だ
けでなくａ軸、ｂ軸も配向した線材あるいは板材を製造
する方法を提供するものである。図中３は電子ビーム溶
接などで溶接をおこなった箇所である。
【０００９】ＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 超電導体は斜方晶で
あるが、微視的には双晶構造を有し、ａ軸とｂ軸が互い
に９０度ずれて混在し、巨視的にみてａ軸とｂ軸は区別
されない。結晶軸が９０度ずれた双晶境界は弱結合とは
ならないが、これらの軸から中間的な角度（したがって
最大で４５度）にずれると、ｃ軸が揃っていてもこの部
分が弱結合になる。以下、巨視的に区別されないａ軸と
ｂ軸をａ・ｂ軸と表記する。
あるが、微視的には双晶構造を有し、ａ軸とｂ軸が互い
に９０度ずれて混在し、巨視的にみてａ軸とｂ軸は区別
されない。結晶軸が９０度ずれた双晶境界は弱結合とは
ならないが、これらの軸から中間的な角度（したがって
最大で４５度）にずれると、ｃ軸が揃っていてもこの部
分が弱結合になる。以下、巨視的に区別されないａ軸と
ｂ軸をａ・ｂ軸と表記する。
【００１０】本発明のプロセスにおいては、以下の条件
が不可欠である。 （１）圧延前のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系バルク体が配向
したものであること。 （２）圧延によって、ＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系バルク体
の結晶粒は破壊されるが、結晶方位は保存されるように
すること。
が不可欠である。 （１）圧延前のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系バルク体が配向
したものであること。 （２）圧延によって、ＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系バルク体
の結晶粒は破壊されるが、結晶方位は保存されるように
すること。
【００１１】ＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系バルク超電導体
は、先に述べたＱＭＧ法等の溶融法で作製された材料が
適当である。ＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系バルク体の結晶方
位が揃っていないと結局、結晶方位のずれ、すなわち粒
界が生じ、これが弱結合になって臨界電流密度を低下さ
せてしまう。したがって、圧延前のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ
x 系バルク体は配向した材料でなければならない。この
材料は酸素量ｘによって、非超電導体の正方晶構造と超
電導体である斜方晶構造をとるが、ｘの値は圧延後に調
整するため、圧延前のバルク体はどちらの構造をとって
もかまわない。
は、先に述べたＱＭＧ法等の溶融法で作製された材料が
適当である。ＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系バルク体の結晶方
位が揃っていないと結局、結晶方位のずれ、すなわち粒
界が生じ、これが弱結合になって臨界電流密度を低下さ
せてしまう。したがって、圧延前のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ
x 系バルク体は配向した材料でなければならない。この
材料は酸素量ｘによって、非超電導体の正方晶構造と超
電導体である斜方晶構造をとるが、ｘの値は圧延後に調
整するため、圧延前のバルク体はどちらの構造をとって
もかまわない。
【００１２】圧延は、ＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系バルク体
の結晶方位を保存するように行なわなくてはならない。
この見地から、ＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系バルク体とソル
ダーは金属内に隙間なく挿入した方が望ましい。また、
圧延荷重はＲＥＢａ2 Ｃｕ3Ｏx バルク体の基本面にそ
れぞれ垂直にかけることが望ましい。特に、この材料は
（００１）面で劈開割れを起こしやすく、圧延の圧下方
向を（００１）面に垂直、すなわちｃ軸に平行にするこ
とによって、ｃ軸配向が損なわれにくくなる。
の結晶方位を保存するように行なわなくてはならない。
この見地から、ＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系バルク体とソル
ダーは金属内に隙間なく挿入した方が望ましい。また、
圧延荷重はＲＥＢａ2 Ｃｕ3Ｏx バルク体の基本面にそ
れぞれ垂直にかけることが望ましい。特に、この材料は
（００１）面で劈開割れを起こしやすく、圧延の圧下方
向を（００１）面に垂直、すなわちｃ軸に平行にするこ
とによって、ｃ軸配向が損なわれにくくなる。
【００１３】ＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系バルク体の組成は
ストイキオメトリーになっている必要はなく、超電導特
性を損なわない範囲であれば、ＲＥとＢａとＣｕの比が
１：２：３からずれてもかまわないし、多少の不純物が
入っていてもよい。すなわちＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系で
表記されるバルク体とはこのようなものを包含する意味
である。
ストイキオメトリーになっている必要はなく、超電導特
性を損なわない範囲であれば、ＲＥとＢａとＣｕの比が
１：２：３からずれてもかまわないし、多少の不純物が
入っていてもよい。すなわちＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系で
表記されるバルク体とはこのようなものを包含する意味
である。
【００１４】封入用金属は、ＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx と反
応し難い銀、金、パラジウム系の材料が望ましい。ま
た、電流リードに用いる場合は金属部分の熱伝導は小さ
い方が有利になるため、意識的に合金化する場合もあ
る。
応し難い銀、金、パラジウム系の材料が望ましい。ま
た、電流リードに用いる場合は金属部分の熱伝導は小さ
い方が有利になるため、意識的に合金化する場合もあ
る。
【００１５】図２から図４は、この方法で作製される線
材の断面の代表的な形態の模式図である。図２から図４
の４で示した層内のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 粒はｃ軸、ａ
・ｂ軸とも配向し焼結されたものである。板材の場合
は、紙面の左右方向にも長い構造になる。ただし、板材
の場合は図４のような構造は適用できない。図２は図１
で示したＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系バルク材料が１層であ
るものを圧延した結果であるが、層数は多い方が臨界電
流密度を高める上で有利である。図３のような断面にな
るように複数層にしてもよい。また図４のような断面に
なるように、金属に封入したものを束ねて圧延するよう
な多芯化の手法も臨界電流を向上させるのに有効な方法
である。
材の断面の代表的な形態の模式図である。図２から図４
の４で示した層内のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 粒はｃ軸、ａ
・ｂ軸とも配向し焼結されたものである。板材の場合
は、紙面の左右方向にも長い構造になる。ただし、板材
の場合は図４のような構造は適用できない。図２は図１
で示したＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系バルク材料が１層であ
るものを圧延した結果であるが、層数は多い方が臨界電
流密度を高める上で有利である。図３のような断面にな
るように複数層にしてもよい。また図４のような断面に
なるように、金属に封入したものを束ねて圧延するよう
な多芯化の手法も臨界電流を向上させるのに有効な方法
である。
【００１６】線材をコイル状に巻いて使用する場合は、
圧延後に巻き線を行なった後に熱処理をおこなう、いわ
ゆるワインド・アンド・リアクトが有利である。同様
に、板材を深絞り加工等を施してカップ状にして使用す
る場合は、深絞り加工等の最終形状に加工した後に熱処
理を行うことが望ましい。
圧延後に巻き線を行なった後に熱処理をおこなう、いわ
ゆるワインド・アンド・リアクトが有利である。同様
に、板材を深絞り加工等を施してカップ状にして使用す
る場合は、深絞り加工等の最終形状に加工した後に熱処
理を行うことが望ましい。
【００１７】熱処理温度は焼結が十分進行するようＲＥ
Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏx の包晶温度（溶融分解温度）の８５％
から包晶温度直下の温度でおこなうことが望ましい。表
１にＲＥが１つの元素で構成される代表的なＲＥＢａ2
Ｃｕ3 Ｏx の包晶温度を示す。これらは、大気中での値
であり、酸素分圧によって異なる。例えば１気圧の純酸
素中では包晶温度が約３０℃程度高くなる。一般的にイ
オン半径が小さくなるにしたがって包晶温度は低下す
る。また、ＲＥが２種類の元素で構成されＲＥイオン同
士が均一に混じり合った場合、包晶温度はその中間温度
になる。
Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏx の包晶温度（溶融分解温度）の８５％
から包晶温度直下の温度でおこなうことが望ましい。表
１にＲＥが１つの元素で構成される代表的なＲＥＢａ2
Ｃｕ3 Ｏx の包晶温度を示す。これらは、大気中での値
であり、酸素分圧によって異なる。例えば１気圧の純酸
素中では包晶温度が約３０℃程度高くなる。一般的にイ
オン半径が小さくなるにしたがって包晶温度は低下す
る。また、ＲＥが２種類の元素で構成されＲＥイオン同
士が均一に混じり合った場合、包晶温度はその中間温度
になる。
【００１８】
【表１】
【００１９】最後に、金属内のＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 配
向焼結体は高温では正方晶構造をとり超電導体ではな
く、酸素付加処理をおこなって斜方晶の超電導相とす
る。以上に説明したようなプロセスをとることによっ
て、線材あるいは板材全体にわたって、ＲＥＢａ2 Ｃｕ
3 Ｏx 超電導体の結晶粒の方位が揃った組織となる。
向焼結体は高温では正方晶構造をとり超電導体ではな
く、酸素付加処理をおこなって斜方晶の超電導相とす
る。以上に説明したようなプロセスをとることによっ
て、線材あるいは板材全体にわたって、ＲＥＢａ2 Ｃｕ
3 Ｏx 超電導体の結晶粒の方位が揃った組織となる。
【００２０】
実施例１ 溶融法で作製されたＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系超電導バルク
体をビレットとして線材の作製を試みた。図１は圧延す
る前のビレットを示したものである。使用したバルク体
１は内部にＹ2 ＢａＣｕＯ5 相が平均２μｍ以下の大き
さ、体積率約３０％で分散しているが、マトリックスは
大傾角粒界のない配向したＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 超電導相
になっている。ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系バルク体は長さ
（電流の方向）２８ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ５ｍｍであ
る。方位は厚さ方向がｃ軸で、長さおよび幅方向がａ・
ｂ軸になるように合わせた。
体をビレットとして線材の作製を試みた。図１は圧延す
る前のビレットを示したものである。使用したバルク体
１は内部にＹ2 ＢａＣｕＯ5 相が平均２μｍ以下の大き
さ、体積率約３０％で分散しているが、マトリックスは
大傾角粒界のない配向したＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 超電導相
になっている。ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系バルク体は長さ
（電流の方向）２８ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ５ｍｍであ
る。方位は厚さ方向がｃ軸で、長さおよび幅方向がａ・
ｂ軸になるように合わせた。
【００２１】封入用金属２は溝を彫った銀ロッドを用
い、電子ビーム溶接で蓋をした。これをロッドの長さ方
向に圧延をおこなった。圧延荷重の方向はＹＢａ2 Ｃｕ
3 Ｏx系バルク体のｃ軸に平行な方向である。圧延は１
２回繰り返され、厚さ０．３ｍｍまで圧下された。上記
の線材を、４時間で９４０℃まで昇温した後、この温度
で１０時間保持し、その後室温まで炉冷し、更に酸素気
流中４５０℃で１００時間の酸素付加処理をおこなっ
た。
い、電子ビーム溶接で蓋をした。これをロッドの長さ方
向に圧延をおこなった。圧延荷重の方向はＹＢａ2 Ｃｕ
3 Ｏx系バルク体のｃ軸に平行な方向である。圧延は１
２回繰り返され、厚さ０．３ｍｍまで圧下された。上記
の線材を、４時間で９４０℃まで昇温した後、この温度
で１０時間保持し、その後室温まで炉冷し、更に酸素気
流中４５０℃で１００時間の酸素付加処理をおこなっ
た。
【００２２】次に、液体窒素温度での臨界電流を磁場中
にて測定した。磁場とｃ軸の向きは直角である。この線
材の７７Ｋにおける臨界電流密度は自己磁場下で２００
００Ａ／ｃｍ2 、１Ｔの磁界中では８０００Ａ／ｃｍ2
と高い値を示した。
にて測定した。磁場とｃ軸の向きは直角である。この線
材の７７Ｋにおける臨界電流密度は自己磁場下で２００
００Ａ／ｃｍ2 、１Ｔの磁界中では８０００Ａ／ｃｍ2
と高い値を示した。
【００２３】この材料の断面を偏光顕微鏡、Ｘ線回折を
用いて調べた結果、ＹＢａ2 Ｃｕ3Ｏx 粒がテープ面と
垂直方向がｃ軸、長さ方向がａ・ｂ軸になるよう配向し
ていた。結晶方位はＸ線回折ピークと偏光顕微鏡で観察
される双晶模様から同定した。
用いて調べた結果、ＹＢａ2 Ｃｕ3Ｏx 粒がテープ面と
垂直方向がｃ軸、長さ方向がａ・ｂ軸になるよう配向し
ていた。結晶方位はＸ線回折ピークと偏光顕微鏡で観察
される双晶模様から同定した。
【００２４】実施例２ 溶融法で作製されたＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系超電導バルク
体を利用して板材の作製を試みた。使用したバルク体は
内部にＹ2 ＢａＣｕＯ5 相が平均２μｍ以下の大きさ、
体積率約１０％で分散しているが、マトリックスは大傾
角粒界のない配向したＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx になってい
る。この材料を図１に示されるように配置した。すなわ
ち、試料の大きさやＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系超電導バルク
結晶の方位関係は実施例１と同様である。
体を利用して板材の作製を試みた。使用したバルク体は
内部にＹ2 ＢａＣｕＯ5 相が平均２μｍ以下の大きさ、
体積率約１０％で分散しているが、マトリックスは大傾
角粒界のない配向したＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx になってい
る。この材料を図１に示されるように配置した。すなわ
ち、試料の大きさやＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系超電導バルク
結晶の方位関係は実施例１と同様である。
【００２５】封入用金属２は溝を彫った銀ロッドを用
い、電子ビーム溶接で蓋をした。これをロッドの長さ方
向とこれと直角な方向とに圧延をおこなった。圧延荷重
の方向はＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系バルク体のｃ軸に平行な
方向である。圧延は各方向相互に１０回繰り返され、厚
さ０．８ｍｍまで圧下された。上記の板材を１０ｃｍ角
に切り出し、４時間で９４０℃まで昇温した後、この温
度で２４時間保持し、更に酸素気流中４５０℃で１００
時間の酸素付加処理をおこなった。
い、電子ビーム溶接で蓋をした。これをロッドの長さ方
向とこれと直角な方向とに圧延をおこなった。圧延荷重
の方向はＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系バルク体のｃ軸に平行な
方向である。圧延は各方向相互に１０回繰り返され、厚
さ０．８ｍｍまで圧下された。上記の板材を１０ｃｍ角
に切り出し、４時間で９４０℃まで昇温した後、この温
度で２４時間保持し、更に酸素気流中４５０℃で１００
時間の酸素付加処理をおこなった。
【００２６】板材の断面を偏光顕微鏡、Ｘ線回折を用い
て観察をおこなった結果、板面に垂直方向にｃ軸が配向
し、板面内全体でａ・ｂ軸が配向していることがわかっ
た。
て観察をおこなった結果、板面に垂直方向にｃ軸が配向
し、板面内全体でａ・ｂ軸が配向していることがわかっ
た。
【００２７】次に板面の中心部にホール素子を張り付
け、液体窒素温度まで冷却した後、板面と垂直方向から
磁場を印加し、面と垂直の磁場を測定した。１０００ガ
ウスの磁場を印加したさい、ホール素子で検出される磁
場は１２０ガウスであり、優れたシールド効果を示し
た。これは板材全体に高い超電導電流を流すことができ
るためである。
け、液体窒素温度まで冷却した後、板面と垂直方向から
磁場を印加し、面と垂直の磁場を測定した。１０００ガ
ウスの磁場を印加したさい、ホール素子で検出される磁
場は１２０ガウスであり、優れたシールド効果を示し
た。これは板材全体に高い超電導電流を流すことができ
るためである。
【００２８】
【発明の効果】本発明により、ＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系
バルク体をビレットとして用いることにより、電流パス
を遮る方向に大きな傾角を有する結晶粒界がなく、全体
を通して高い臨界電流密度を有する長尺線材あるいは大
面積板材を作製することが可能になる。この材料は、超
電導ケーブル、超電導コイル、電流リード、磁気シール
ドなどに幅広く応用できる。
バルク体をビレットとして用いることにより、電流パス
を遮る方向に大きな傾角を有する結晶粒界がなく、全体
を通して高い臨界電流密度を有する長尺線材あるいは大
面積板材を作製することが可能になる。この材料は、超
電導ケーブル、超電導コイル、電流リード、磁気シール
ドなどに幅広く応用できる。
【図１】本発明の製造方法におけるＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx
系バルクの圧延工程前の位置関係を示す斜視図
系バルクの圧延工程前の位置関係を示す斜視図
【図２】本発明の線材の代表的な断面組織の模式図
【図３】本発明の線材の代表的な断面組織の模式図
【図４】本発明の線材の代表的な断面組織の模式図
１ ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 系バルク体 ２ 封入用金属 ３ 溶接をおこなった箇所 ４ 配向したＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 相
Claims (2)
- 【請求項１】 配向したＲＥＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx （ＲＥは
Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇ
ｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕからな
る群から選ばれた１種以上の元素）で表記されるバルク
体をビレットとして、銀、金、パラジウムあるいはこれ
を基とする合金に挿入して封じ、圧延した後、焼結する
ことを特徴とする希土類系酸化物超電導材料の製造方
法。 - 【請求項２】 圧延の圧下方向が配向したＲＥＢａ2 Ｃ
ｕ3 Ｏx で表記されるバルク体のｃ軸と平行であること
を特徴とする請求項１に記載の希土類系酸化物超電導材
料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7219484A JPH0948617A (ja) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | 希土類系酸化物超電導材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7219484A JPH0948617A (ja) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | 希土類系酸化物超電導材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0948617A true JPH0948617A (ja) | 1997-02-18 |
Family
ID=16736170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7219484A Withdrawn JPH0948617A (ja) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | 希土類系酸化物超電導材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0948617A (ja) |
-
1995
- 1995-08-07 JP JP7219484A patent/JPH0948617A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021105 |