JPS63232209A - 酸化物系超電導体の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は核磁気共鳴装置用マグネットや粒子加速器用マ
グネット等の超電導機器に用いられる超電導体の製造方
法に関する。

近来、常電導状態から超電導状態へ遷移する臨界温度（
Ｔｃ）が液体窒素温度以上（一部では室温）の高い値を
示す酸化物系の超電導材料が種々発見されている。従来
、この種の超電導材料からなる超電導体において、（Ｌ
　ａ、　Ｓ　ｒ）Ｃｕｏ系の超電導体を製造するには、
Ｓｒ炭酸塩とＬａ酸化物とＣｕＯ粉末を混合して熱処理
することにより超電導体を得るようにしている。

「発明が解決しようとする問題点」 ところが、前記従来の製造方法では、塊状の超電導体を
得ることはできるものの、炭酸塩に含まれる炭素の存在
か加工性を阻害するために、縮径ｒ） 加工中に断線等のトラブルを引き起こすおそれがあり、
細くて長い線材や条体を得ることは困難な問題があった
。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、酸化物系
の極めて臨界温度の高い長尺の超電導体を製造できる方
法の提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段」 物系の超電導体を製造するに際し、前記超電導体を構成
する元素を含有する各種の粉末を原料と］２、これら粉
末を混合した後にソース材に充填した後に、前記超電導
体を生成させる最終熱処理温度よりも低い温度で予備熱
処理を施し、各元素を反応させた後に加工するとともに
、予備熱処理と加工を施す処理を１回以上行い、その後
に前記超電導体を生成させる最終熱処理を施すものであ
る。

「作用　」 予備熱処理によって混合粉末の各元素を反応させ、更に
加工することによって反応物を高密度化するとともに、
最終熱処理を施すことによって効率良く超電導体を生成
させる。また、混合粉末中の炭酸塩を予備熱処理によっ
て分解し、炭酸塩中の炭素を拡散してンース材内面部に
炭化物として析出させることにより加工性を阻害してい
た炭素を除去することができるために、断線等のトラブ
ルを生じることなく縮径加工が可能となる。

以下に本発明方法について更に詳しく説明する。

第１図ないし第４図は本発明方法の一例を説明するため
のもので、本発明方法を実施して酸化物系超電導線を製
造するには、第１図に示す第１金属管１と第２金属管２
（シース材）を用意するとともに、酸化物系超電導体を
構成する各元素を含有する各種の粉末を混合した混合粉
末を用徹する。

ここで用いる混合粉末を例示すると、（Ｌ　ａ、　Ｓ　
ｒ）ＣｕＯ系の超電導体を製造する場合には、Ｌａ酸化
物粉末とＳｒ炭酸塩粉末とＣｕＯ粉末を所定の比率で混
合した混合粉末である。

面記第１金属管ｌは、超電導体の安定化材として作用す
るためのらので、銅、銅合金あるいはアルミニウム製の
良導体である。また第２金属管２は、混合粉末を後述す
るように加工して熱処理する際に第１金属管１を補強す
るためのらので、ステンレス管やＮｂ管やＴａ管等の高
強度で高融点、かつ、加工性を有する管体である。

次に、前記第２金属管２に混合粉末Ａを第２図に示すよ
うに充填し、更に、第２金属管２の両端部を第２金属管
２よりも加工性の良好な金属ｕｔ’＋からなる栓体３，
３で閉塞する。

次いで第２金属管２の両端部と栓体３，３をスウェージ
ング等の縮径加工により第３図に示すように縮径して第
２金属管２の内部の混合粉末への密度を高める。

続いて全体を第１金属管１に、第４図に示すように挿入
し、この後に冷間加工を行って段階的に縮径する。この
段階的縮径途中において酸化物系超電導体を生成させる
熱処理温度よりも低い温度（例えばペロブスカイト構造
の超電導体を生成させろ９００℃以上の温度よりも低い
温度であって、５００〜９００℃以上の温度）で１回〜
数回の♀備熱処理を施す。この予備熱処理によって混合
粉末中の炭酸塩は分解し、炭酸塩中の炭素は拡散され、
第２金属管２の内面部側に炭化物として析出するととも
に、混合粉末か反応を起こす。ここで第２金属管２がス
テンレス製の場合は、第２金嘱管２の組織内のＣｒ　−
Ｎ　ｉと炭素が化合して炭化物となる。従って炭酸塩の
炭素が拡散して混合粉末の加工性が向上し、冷間加工て
縮径できるようにしによって混合粉末の混合と破砕が進
み、混合粉末は高密度化されるために、前記予備熱処理
と強加工の繰り返し回数を増加させるほど反応率を高め
ることができる。

面述の縮径加工を施して得られた線材に超電導体を生成
させる還元熱処理（９００〜ｔｉｏｏ℃に１〜１００時
間程度加熱する処理）を施し、酸化物系超電導線を得る
。

以上の工程により製造された超電導線は、酸化物系の超
電導体を有する長尺の線材であり、極めて高い臨界温度
を示し、良好な超電導特性を発揮する。このように、前
記超電導線は極めて高い臨界温度を示し、従来の超電導
線の冷却条件より格段に有利な冷却条件で使用できるた
めに、本発明により製造された超電導線を用いた超電導
機器は冷却設備を簡略化できて低コストとなり、取り扱
いも容易になる。

「実施例」 Ｌａ２０ａ扮末とＳｒＣＯ３扮末とＣｕＯ粉末を（Ｌ　
ａ。

ステンレス製の内径１３ｍｍのパイプ内に充填し、更に
銅パイプと複合化して段階的に冷間加工を施し、冷間加
工中に数回の予備熱処理を施し、線径１、Ｏｍｍとした
後に９００〜１１００°Ｃに１〜ｌＯＯ時間程度加熱す
る熱処理を施して酸化物系超電導線材を得た。

この線材の超電導特性を測定したところ極めて高い臨界
温度（４０〜５０Ｋ）を示した。

なお、前記実施例においては、（Ｌ　ａ、　Ｓ　ｒ）Ｃ
ｕ。

系の超電導線の製造方法について説明したが、本発明方
法は一般式Ａ−Ｂ−Ｃｕ−０系（ただし、ＡはＳｃとＹ
を含む周期表のＩＩＩａ族元素を示し、Ｂはアルカリ土
類金属元素を示す。）で示される酸化物系超電導線、あ
るいは、ペロブスカイト構造の超電導体を具備する超電
導線の製造に広く適用できるのは勿論である。また、前
記実施例では希土類金属元素としてＬａを用い、アルカ
リ土類金属元素としてＳｒを用いたが、Ｌａの代わりに
Ｙ、Ｓｃ。

Ｃｅ、Ｐ　ｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、
Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ。

Ｙｂ、Ｌｕ等の希土類金属元素を用いても良く、Ｓｒの
代わりにＢｅ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｃａ、Ｒａ等のアルカリ土
類金属元素を用いても良い。一方、本発明方法で行う加
工法として圧延加工を採用し、超電導体からなる帯条体
を製造することも可能である。

「発明の効果」 以上説明したように本発明は、酸化物系の超電導体を構
成する各元素を予備熱処理によって反応させるとともに
加工を施し、反応物を高密度化した後に最終熱処理を施
して超電導体を生成させるために、効率良く超電導体を
生成させることができる。また、混合粉末中の炭酸塩を
予備熱処理によって分解し、炭酸塩中の炭素を分離゛す
ることにより、加工性を低下させる炭酸塩中の炭素を少
なくした状態で加工するために断線等のトラブルを生じ
ることなく縮径加工が可能となる。従って長尺の超電導
体を製造できる効果がある。また、酸化物系の超電導体
は極めて高い臨界温度を示し、従来の超電導線の冷却条
件より格段に有利な冷却条件となるために、本発明によ
り製造された超電導体を用いることによって超電導機器
の冷却設備を簡略化することができて低コスト化が可能
となり、取り扱いら容易になる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は、本発明方法を説明する１こめの
らので、第１図は第１金属管と第２金属管を示す斜視図
、第２図は混合粉末を第２金属管に充１０シた状態を示
す断面図、第３図は第２金属管の端部を縮径しｆこ状態
を示す断面図、第４図は第１金属管に第２金属管を収納
した状態を示す断面図である。 Ａ・・・・・・混合粉末、　　ｌ・・・・・・第１金属
管、２−・第２金属管、　　３・・・・・栓体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 酸化物系の超電導体を製造するに際し、前記超電導体を
   構成する元素の粉末または元素の化合物粉末を原料とし
   、これら粉末を混合した後にシース材に充填し、前記超
   電導体を生成させる最終熱処理温度よりも低い温度で予
   備熱処理を施し、各元素を反応させた後に加工するとと
   もに、前記予備熱処理と加工を施す処理を１回以上行い
   、その後に前記超電導体を生成させる最終熱処理を施す
   ことを特徴とする酸化物系超電導体の製造方法。