JPS63232210A - 超電導線の製造方法 - 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〕 この発明は、酸化物超電導体からなる超電導線を製造す
る方法に関する。

〔従来の技術〕

近時、臨界温度が５０に以上のＬａ　−Ｂａ　−ｃｕ　
−０系、Ｙ　−８ａ　−Ｃｕ　−０系等のいわゆるＡ−
３−Ｃｕ−０系（Ａ　：　Ｂａ、　Ｓｒ、　Ｂｅ・、　
Ｂ　：　Ｓｃ、　Ｙ、　Ｌａ・）の酸化物超電導体が次
々と見い出されつつある。これらの酸化物超電導体は、
従来の合金系あるいは金属間化合物系超電導体に比べて
臨界温度が高く、液体窓Ｎ温度以上で超電導性を示すも
のもあることから実用上極めて有望な超電導材料とされ
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、現在得られているこれらの酸化物超電導
体はすべてブロック状であって、超電導コイル等を製造
するために不可欠な長尺の線材とする方法は未だ開発さ
れていない。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明では、酸化物超電導体の原料となるアルカリ土
類金属の炭酸塩粉末、周期律表第ｎ［Ａ族金属元素の酸
化物粉末および酸化銅粉末を配合し、これに混合、成形
、加熱処理、粉砕からなる一連の工程を１回以上繰り返
して施し、得られた粉末を金属パイプに充填して冷間引
抜加工を行い、さらに必要に応じて熱処理を行うことを
その解決手段とした。

この発明では、まずアルカリ土類金属の炭酸塩粉末と周
期律表第■Ａ族金属元素の酸化物粉末と酸化銅粉末とを
配合する。ここでのアルカリ土類金属炭酸塩粉末として
は、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）　、カ
ルシウム（Ｃａ）、ベリリウム（Ｂｅ）などのアルカリ
土類金属の炭酸塩、炭酸バリウム、炭酸ストロンチウム
、炭酸カルシウム、炭酸ベリリウム等の粉末が用いられ
る。ここで炭酸塩を用いるのはアルカリ土類金属の酸化
物が吸水性を有し不都合であるためである。また、周期
律表第１［［Ａ族金属元素の酸化物粉末としては、スカ
ンジウム（Ｓｃ）、イツトリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌ
ａ）　、　Ｃｅ、　Ｐｒ、　Ｎｄ、　Ｐｍ、釦、　Ｅｕ
、　Ｇｄ、　Ｔｂ、　ＤＶ。

Ｎｏ、　Ｅｒ、　Ｔｍ、　Ｙｂ、　Ｌｕなどのランタニ
ドを包含する第１［［Ａ族金属元素の酸化物の粉末であ
り、酸化スカンジウム、酸化イツトリウム、酸化ランタ
ンなどが用いられる。また、酸化銅粉末としては、Ｃｕ
Ｑ、Ｃｕｚ○、　Ｃｕ３０２などの酸化銅の粉末が用い
られる。

これらの°粉末の混合比は、得られる酸化物超電導体に
よって異なるが、例えばＢａ　−Ｙ　−Ｃｕ　−０−系
酸化物超電導体では元素重量比でＢａ　Ｏ，６，ＹＯ，
４，Ｃｕ　１．０３となるように配合される。

次に、これら粉末をよく混合したのち、圧粉成形などの
成形手段により成形し、球状等の任意の形状の成形体と
する。

ついで、この成形体を加熱処理する。この加熱処理は大
気中などの酸化性雰囲気中で行われ、加熱温度８００〜
１１００℃、加熱時間１〜１００時間程度時間性下で行
われる。この加熱処理により、粉末中のアルカリ土類金
属炭酸塩が熱分解し、アルカリ土類金属酸化物に変化す
るとともに、このアルカリ土類金属酸化物と第１［［Ａ
族金属元素の酸化物と酸化銅とが反応し、超電導特性を
示す酸化物となる。

加熱処理後の成形体をついで粉砕して粉末としたのち、
この粉末中の炭酸塩もしくは炭素分の有無を分析して調
べ、炭酸塩もしくは炭素分が残存していれば、さらにこ
の粉末を成形して成形体とし、再び加熱処理を行い、こ
れを粉砕する一連の工程を必要口繰り返す。

このようにして酸化物粉末中の炭素分が完全に除去され
たならば、この粉末を金属バイブ中に充填して冷間引抜
加工を施し、さらに必要に応じて熱処理して線材化する
。ここで使用される金属バイブとしては特に限定される
ことはないが、加工性の良好な銅、銅合金、オーステナ
イト系ステンレス鋼、ニオブ、タンタルなどからなるも
のが好ましく、また第１図に示すような二重バイブも好
ましい。第１図に示した二重パイプ１はその外側部分１
ａが引抜加工を容易にする銅または銅合金からなり、そ
の内側部分１ｂが冷間加工時の用法強度を確保するとと
もに線材としたときの機械的強度を得るためにステンレ
ス鋼等からなっている。

このような金属バイブ内に先に得られた酸化物粉末を充
填し、バイブ両端を封じたのち、冷間で引抜加工を行い
、長尺の線材とする。

引抜加工は、タングステンダイス、ダイヤモンドダイス
、セラミックダイスなどのダイスを用い、潤滑油を併用
し、１回の断面積減少率が１０〜４０％となるような条
件下で数回繰り返して行い、総断面積減少率が９５％以
上となるまで、中間焼鈍を施すことなく行うことができ
る。金属バイブとして第１図に示すような銅・ステンレ
ス鋼二車バイブ１を用いた場合には、加工性が良く総断
面積減少率が９９．５％まで中間焼鈍を施すことなく引
抜加工を行うことができ、長尺の線材とすることができ
る。特に、銅・ステンレス鋼二重バイブ１の内側部分１
ｂのステンレス鋼バイブの外径と肉厚との比が約４のも
のを使用して引抜加工を施し線材化した場合には、得ら
れた線材の酸化物からなるコアの径を０．５ｍ以下とす
ることが可能であり、細径長尺の線材を得ることができ
る。このようにして得られた線材は、必要に応じさらに
熱処理され、超電導酸化物の生成をより完全にすること
もできる。この熱処理の条件は、温度８００〜１１００
℃、時間１〜１００時間とされる。

このようにして、得られた超電導線は、多数束ねられて
安定化銅やアルミニウム等のマトリックス中に分散され
た、いわゆる極細多芯超゛市導線としたうえ、超電導コ
イル等の巻線などとして使用される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の超電導線の製造方法は
、酸化物超電導体の原料であるアルカリ土類金属炭酸塩
粉末、第１１１Ａ族元素の酸化物粉末および酸化銅粉末
を配合し、これに混合、成形、加熱処理、粉砕からなる
一連の１程を１回以上繰り返して施し、得られた粉末を
金属パイプに充填してこれを冷間引抜加工し、さらに必
要に応じて熱処理を行うものであるので、原料粉末中の
炭酸塩が完全に酸化物に変化し、この酸化物が他の酸化
物と反応して酸化物超電導体粉末となる。また、この粉
末を金属パイプに充填して冷間引抜加工するため、容易
に線材とすることができ、金属パイプにステンレス鋼な
どの加工性の良好な金属からなるものを用いれば、細径
の線材とすることができ、長尺の超電導線を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に用いられる金属パイプの一例を示す
概略断面図である。 １・・・・・・二重バイブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルカリ土類金属炭酸塩粉末、周期律表第IIIＡ族金属
   元素の酸化物粉末および酸化銅粉末を配合し、これに混
   合、成形、加熱処理、粉砕からなる一連の工程を１回以
   上繰り返して施し、得られた粉末を金属パイプに充填し
   て、冷間引抜加工を行い、さらに必要により熱処理を行
   うことを特徴とする超電導線の製造方法。