JPS63241818A

JPS63241818A - 超電導線材の製造方法

Info

Publication number: JPS63241818A
Application number: JP62074790A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Saito; 斉藤　成雄
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1987-03-27
Filing date: 1987-03-27
Publication date: 1988-10-07
Also published as: EP0284097A3; EP0284097A2; DE3877601T2; EP0284097B1; CA1286551C; DE3877601D1

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、超電導線材の製造方法に関する。

より詳しくは、セラミックス系の超電導線材を得ること
ができる新規な線材製造方法に関する。

〈従来の技術〉近年、超電導材料として、セラミックス系のものが脚光
をあびている。このよう、なセラミックス系の超電導材
料としては、ペロブストカイト型（Ｌ２　ＮＩ　ＦＪ型
）の構造を有するものが知られており、例えば、（Ｌａ
、５ｒ）ｚ　Ｃｕ　Ｏ４、または（Ｌａ、Ｂａ）ｚ　Ｃ
ｕ　Ｏ４のようなセラミックス系の超電導材料について
は、３０に以上の臨界温度を示している。さらに、Ｙ−
Ｂａ−Ｃｕ−０系の超電導材料では、構造が明確でない
ものの９０に以上の臨界温度が得られている。

〈発明が解決しようとする問題点〉これらセラミックス系の超電導材料は、原材料成分を含
む金属粉末を焼結することによって得られるものである
が、このようにして得られたセラミックス系の超電導材
料は、非常に脆く、延性がないとともに、曲げ歪に対し
て弱いことから、長尺の線材として形成することができ
ないという問題があった。

〈発明の目的〉この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、セ
ラミックス系の超電導材料からなる長尺の線材を製造す
ることができる方法を提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉上記目的を達成するためのこの発明の超電導線材の製造
方法としては、セラミックス系の超電導材料を構成する
原料粉体を、長尺の基材（芯材を含む概念として使用す
る）に対して連続的に被覆した後、超電導層が生成され
る温度領域で焼結するものである。

ただし、上記原料粉体としては、周期律表ＩＩａ族、Ｈ
ａ族、Ｉｂ族、およびＶＩｂ族からなるものを用いるの
が好ましい。

また、基材としては、液相発生温度が１０００℃以上、
熱膨張係数が１０Ｘ１０−６以下の金属または合金を用
いるのが好ましい。

さらに、基材として、電気比抵抗が３μΩ・Ｃｍ以上の
金属または合金を用いて、超電導層が生成される温度領
域での焼結を、上記基材を通電加熱することによって行
なってもよい。

く作用〉上記の構成の超電導線材の製造方法によれば、セラミッ
クス系の超電導材料を構成する原料粉体を、長尺の基材
に対して連続的に被覆することにより、当該原料粉体と
基材とからなる長尺の線状素材を得ることができ、この
線状素材の原料粉体を、超電導層が生成される温度領域
で焼結することにより、基材と超電導材料との複合体か
らなる超電導線材を得ることができる。

特に、原料粉体として、周期律表Ｉｌａ族、■ａ族、Ｉ
ｂ族、およびＶＩｂ族からなるものを用いる場合には、
臨界温度の高い超電導線材を得ることができる。

また、基材として、液相発生温度が１０００℃以上、熱
膨張係数が１０×１０−６以下の金属または合金を用い
る場合には、焼結時に液相が発生したり、超電導材料が
割れたり子るのを防止することができる。即ち、焼結に
必要な温度は９００℃以上であることから、液相発生温
度が１０００℃以上の基材を用いることにより、基材が
溶融するのを防止することとができ、また、焼結時に超
電導材料が収縮することから、基材の熱膨張と相まって
超電導材料に過大な引張り応力が作用して当該超電導材
料が割れるおそれがあるが、熱膨張係数が１０ＸＩＯ”
”以下の基材を用いることにより、かかる不都合の発生
を防止することができる。

さらに、基材として電気比抵抗が３μΩ・Ｃｍ以上の金
属または合金を用いる場合には、当該基材を通電によっ
て発熱させることができるので、超電導層が生成される
温度領域での焼結を、上記基材を通電加熱することによ
り容易かつ均一に行なわせることができる。

〈実施例〉以下実施例について詳細に説明する。まず、でラミック
ス系の超電導材料を構成する原料粉体を、巻き取りドラ
ム等から繰り出した基材としての長尺の芯線に対して順
次連続的に被覆して、芯線の周囲に原料粉体が被覆され
た線状素材を得る。この原料粉体の被覆方法としては、
押出し、圧延、電気泳動、ＣＶＤ、ＰＶＤ、スパッタリ
ング等の各種の方法を採用することができる。また、芯
線としては、可撓性を有し、液相発生温度が１０００℃
以上、熱膨張係数が１０Ｘ１０＝以下、電気比抵抗が３
μΩ・Ｃｍ以上の金属または合金を用いるのが好ましく
、このような条件を満たす芯線としては、Ｗ、Ｍｏ％Ｐ
　ｔＳ　Ｉ　ｒ、Ｒｈ、Ｔａ。

Ｔｉ、Ｎｂ、等の金属、またはこれらの合金からなるも
のを挙げることができる。

さらに、原料粉体としては、超電導材料を構成する元素
を含有するものであれば単体、化合物のいずれの形態で
も使用し得る。該元素としては、周期律表Ｉ族、■族、
■族、酸素、窒素、フッ素、塩素、炭素、硫黄等が例示
される。より詳細には、上記原料粉体は、Ｉａ族元素、
ＩｌａＩａ族元素びＩＩＩａ族元素より選択された少な
くともＩＰ］ｉの元素、Ｉｂ族元素、ｎｂ族元素および
ｍｂ族より選択された少なくとも１種の元素、およびＶ
Ｉｂ族族元、窒素、フッ素、炭素から選択された少なく
とも１種あ元素を含有している。周期律表Ｉ族元素のう
ち、Ｉａ族元素としてはＬ　１ＳＮａ、に、Ｒｂ。

ＣｓおよびＦｒ等が挙げられ、Ｉｂ族元素としては、Ｃ
ｕ、ＡｇおよびＡｕが挙げられる。また、周期律表■族
元素のうち、Ｉａ族元素としては、Ｂｅｓ　Ｍｇ％Ｃａ
％Ｓｒ、ＢａおよびＲａが挙げられ、ｎｂ族元素として
は、Ｚｎ、Ｃｄ等が挙げられる。周期律表■族元素のう
ち、■ａ族族元としては、Ｓｃ、Ｙやランタノイド系元
素であるＬａ、Ｃｅ％Ｐｒ、、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ
％Ｇｄ。

Ｔ　ｂ　１Ｄ　ｙ　ＳＨｏ　１Ｅ　ｒ　ｓ　Ｔ　ｍ　ｓ
　Ｙ　ｂ　％Ｌ　ｕ　ｓアクチノイド系元素であるＡｃ
等が挙げられる。またｍｂ族元素としては、Ａｌ５Ｇａ
、Ｉｎ、Ｔ！等が挙げられる。さらに、周期律表ＶＩｂ
族元素としては、０、Ｓ、Ｓｅ等が挙げられる。

上記元素のうち、Ｉｂ族元素、Ｉａ族元素、ＩＩＩａ族
元素、およびＶＩｂ族族元の組合せが特に好ましい。な
お、周期律表１ｂ族元素のうちでは、ＣｕＳＡｇ、Ａｕ
が特に好ましい。また、上記周期律表ＩｌａＩａ族元素
ちでは、Ｓｒ、Ｂａが特に好ましく、周期律表■ａ族元
素のうちでは、Ｓ　ｃ　ｓＹおよびＬａが特に好ましい
。

上記の元素を含有する単体または化合物は、粉体の状態
で一種または二種以上用いられ、化合物として用いる場
合には、塩化物、窒化物、炭化物であってもよいが、酸
化物、炭酸化物、硫化物またはフッ化物が好ましく、特
に、酸素含有の酸化物または炭酸化物が好ましい。

上記の原料粉体は、所望する超電導材料の組成に応じて
適宜の割合で混合して用いられる。また、原料粉体の被
覆は、芯線の外周面を完全に覆うようにムラなく均一に
行なう。

次いで、上記により得られた線状素材の芯線部を通電加
熱して、その周囲の被複層を超電導層が生成される温度
領域で焼結することにより、芯線とその外周面の超電導
材料との複合体からなる超電導線材を得る。ここに、芯
線として電気比抵抗が３μΩ・０ｍ以上のものを使用す
ることにより、これを良好な発熱体として作用させるこ
とができる。また、芯線として、液相発生温度が１００
０００以上のものを用いることにより、焼結時に液相が
発生するのを防止することができ、熱膨張係数が１０Ｘ
１０−６以下のものを用いることにより、焼結によって
超電導材料が収縮する際に、当該超電導材料に対して過
大な引張り応力が作用して亀裂が生じるのを防止するこ
とができる。なお、上記焼結工程については、通電加熱
に代えて加熱炉を使用してもよい。

以上のようにして得られた導電性線材は、芯線と超電導
材料との複合体からなるので、超電導材料単体の場合に
おける脆弱で、延性がなく、曲げ歪に弱いという欠点を
、芯線によって補うことができる。即ち、芯線によって
、強度、可撓性等の線材として要求される性能を確保す
ることができる。

特に、原料粉体として、周期律表Ｌａ族、ｎＩａ族、Ｉ
ｂ族、およびｖｔｂ族からなるものを用いる場合には、
臨界温度が４５に以上の超電導線材を得ることができる
。

なお、この発明の超電導線材の製造方法は、上記実施例
に限定されるものでなく、例えば、基材として、上記芯
線に代えて帯材を用い、この板材の片面または両面に原
料粉体を被覆して帯状の超電導線材を得ること等、この
発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更を施すことが
できる。

〈発明の効果〉以上のように、この発明の超電導線材の製造方法によれ
ば、セラミックス系の超電導材料を構成する原料粉体を
、長尺の基材に対して連続的に被覆した後、焼結するの
で、従来不可能とされていたセラミックス系の超電導線
材を容易に得ることができるという特存の効果を奏する
。

Claims

【特許請求の範囲】１、セラミックス系の超電導材料を構成する原料粉体を
、長尺の基材に対して連続的に被覆した後、超電導層が
生成される温度領域で焼結することを特徴とする超電導
線材の製造方法。２、原料粉体として周期律表IIａ族、IIIａ族、Ｉｂ族
、およびVIｂ族からなるものを用いる上記特許請求の範
囲第１項記載の超電導線材の製造方法。３、基材として液相発生温度が１０００℃以上、熱膨張
係数が１０×１０＾−＾６以下の金属または合金を用い
る上記特許請求の範囲第１項記載の超電導線材の製造方
法。４、基材として電気比抵抗が３μΩ・ｃｍ以上の金属ま
たは合金を用い、超電導層が生成される温度領域での焼
結を、上記基材を通電加熱することにより行なう上記特
許請求の範囲第１項記載の超電導線材の製造方法。