JPS63261616A - 焼結線材 - 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〉 この発明は焼結線材に関するものである。

〈従来の技術〉 近年、Ｎ　Ｎ　ｓ　ＳＬ　３Ｎ　４　、Ｍ　２０３など
のセラミックス材料は耐熱性をはじめ、数々のすぐれた
特性を有していることから各種用途に利用されつつある
。

ざらにＬａ−８ｒ−ＱＬ−０系やＬａ−Ｂａ−ｃＩＬ−
０系などの焼結セラミックス材料は、高温の臨界温度を
有する超電導材料として注目され、急速に開発が進めら
れている。

しかるに、これらの焼結セラミックス製の材料を実用的
に用いる場合には、これを細いワイヤー状に形成する必
要のある場合がある。

一般に、ワイヤー状のセラミックスの製造は従来から困
難であり、可能な方法としてはセラミックス原料粉末に
適当な有機系粘着剤を混合し、細棒状に押出成形するか
、または角材に型押しした後に切削加工して細棒に成形
し、その後これらの成形体を中間焼結して含有される有
機系粘着剤を除去したのち、更に焼結する方法が行なわ
れているにすぎない。

しかし、角材に型押しした後に切削加工して細棒に成形
し焼結する方法では、高価なセラミックス原料粉末の利
用効率が悪いこと、切削加工を行なう関係で細棒の長手
方向の寸法を断面方向の寸法に対して十分に長くとれな
いこと、切削加工を要するため生産性に劣る、などの欠
点があった。

一方、細棒に押出成形して焼結する方法は、セラミック
ス原料粉末の利用効率が良く、生産性もよいなどの利点
はあるが、押出成形のために原料粉末中に極めて多量の
有機系粘着剤を混合しなければならず、このため粘着剤
を中間焼結時に完全に除去することが困難となり、焼結
時まで残留する粘着剤が欠陥の原因となって、得られた
セラミックス焼結体の強度および靭性を低下させるとい
う欠点があった。しかるに超電導を有する構造体として
の信頼性を得るためには、使用中に折損等が生じないよ
うに十分な強度と靭性が必要である。

また、この方法によっても細棒の長手方向の寸法を断面
方向の寸法に対して十分に長く形成することは困難であ
った。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記したように、従来のワイヤー状セラミックスの製造
法は、折損等が生じないように十分な強度と靭性を有し
た細くて長いセラミックス線の製造に直ちに適用できる
有効な手段とはいい難いものであった。

このような事情に鑑み、本発明者らは強度や靭性低下の
原因となる有機系粘着剤を使用せずに実用的に十分使用
できる程度に長手方向の寸法を断面方向の寸堵に対して
長く形成できる焼結セラミックス線の製造法としてさき
にセラミックス原料粉末を金ｌｌＩ筒体中に充填し、該
原料粉末を充填した金属筒体を伸線加工した後焼結する
方法を考えた。

しかしながら金属酸化物を含む原料粉末を使用する場合
、前記金属酸化物より酸素ポテンシャルの高い金属筒体
を用いると、焼結時において原料粉末が還元されてしま
うという問題があった。

そこでこの発明は金属筒体の材質について検討した結果
、該金属筒体で容易に還元される常温以上で酸化物生成
の酸素ポテンシャルが高い金属（例えば〜、Ｃｕ１ＮＬ
など）の酸化物粉末を含む混合粉末を焼結するに当って
は、前記金属酸化物粉末の酸素ポテンシャルより低いか
あるいは同等の酸素ポテンシャルを有する金属筒体であ
って、その内面に予め酸化処理を施したものを用いるな
らば粉末焼結時に金属酸化物粉末の還元を防止あるいは
抑制できることを見出したものである。

〈問題点を解決するための手段〉 即ち、この発明の焼結線材は金属酸化物粉末を含む原料
粉末を該金属酸化物粉末の酸素ポテンシャル（ΔＧ’）
より低いかあるいは同等の酸素ポテンシャルを有し、か
つ予め内面が酸化処理されている金属筒体に充填し、該
金属筒体を伸線加工後原料粉末を焼結してなる焼結部材
を提供するものである。

〈作用〉 この発明においては、金属筒体内で容易に還元される常
温以上で酸化物生成の酸素ポテンシャルが高い〜、へ、
陳のような金属の酸化物を含む原料粉末を焼結する際に
金属筒体内での前記金属酸化物粉末を含む原料粉末の還
元を防止あるいは抑制された焼結線材を得ることが目的
であり、これは前記金ＲＭ化物の酸素ポテンシャルより
低いがあるいは同等の酸素ポテンシャルを有し、かつ予
め内面を酸化処理した金属筒体を用いることによって達
成されるのである。

この発明により得られる焼結線材は焼結されたセラミッ
クス線材の外周に金属の薄い被覆を有するが、後にこの
金属被覆を除去してもよいし、金属の種類によっては被
覆を残すことにより複合材料としても利用することがで
きる。

またこの発明では中間焼鈍を施し、伸線加工したのちに
金属パイプを除去してから原料粉末を焼結してもよく、
これは原料粉末の焼結温度が高いために金属筒体の金属
との反応が生じるのを防止するためである。

さらに上記した中間焼鈍、伸線加工後に中焼を行なって
から金属筒体を除去して原料粉末の焼結を行なってもよ
い。中間焼鈍、伸線加工後に中焼を行なうのは、その後
に金属筒体を除去して原料粉末を焼結するに際して、中
焼を行なうことによって強度を付与させ、焼結炉へ入れ
る所望の形状に保たせるためである。また焼結後に金属
筒体を除去するのは、本来のセラミックス特性（例えば
耐食性、耐摩耗性）を必要とする場合には金属筒体がな
い方がよいためである。

この発明における伸線加工としてはダイス伸線、ローラ
ダイス伸線、圧延ロール伸線、スウェージング、押出伸
線のうちの何れかを用いればよい。

なお、伸線加工は加工率が１６〜９２％であることが好
ましい。

この発明で使用する金属筒体は加工性に富む材料が好ま
しく、上記した如く焼結前または焼結後に金属被覆を除
去する場合は、研摩等により機械的に除去する方法、ｒ
ｉＩ４酸等の腐食液により化学的に除去する方法などを
採用できる。使用する金属筒体の具体的な材料としては
、銅、鉄、ニッケルあるいはコバルトの少なくとも１８
！からなる金属またはこれらの金属の少なくとも１種を
ベースとした合金が好ましい。

金属筒体に充填する原料粉末の嵩密度が低く金属筒体中
への十分な充填が困難な場合には、予め造粒処理を施し
て粒塊状とすることにより、原料粉末の充填が容易とな
り、高い充填密度が得られる。

この発明では原料粉末に有機系粘着剤を添加しなくても
伸線加工が可能であり、伸線加工後筒体が焼鈍され原料
粉末が焼結しない温度範囲で中間焼鈍を行ない、さらに
伸線加工を行なってから原料粉末を焼結するものであり
、これによって伸線加工度が大となり、細径で強度が大
きく断線のない焼結線材が得られるのである。

また上記の伸線加工から中間焼鈍、さらに伸線加工の工
程は必要に応じて繰返し実施することにより、より細径
の焼結線材とすることができるのである。

この発明で伸線加工後の金Ｈ筒体が焼鈍されセラミック
ス粉末が焼結しない温度範囲の中間焼鈍とは、筒体を構
成する金属または合金および原料粉末の成分組成によっ
て適宜その温度範囲を選択して実施すればよい。

また焼結は原料粉末の成分系に応じた温度で行なえばよ
い。

この発明においては、焼結セラミックス線の寸法を任意
に選ぶことができ、長手方向の寸法を断面方向の寸法の
３０倍以上に形成することが可能である。また、高価な
成分系のセラミックス原料粉末の利用効率がよいなどの
利点も有するのである。

この発明の焼結線材は特に超電導特性を有するペロブス
カイト型または擬似ペロブスカイト型の酸化物・、例え
ばＢａ　−Ｙ　−Ｃｕ　−０系、Ｌａ−Ｓｒ−Ｃｕ−０
系、Ｂａ−Ｌａ−Ｃｕ−０系などの焼結セラミックス線
に適用するとその効果が大きい。

〈実施例〉 以下、この発明を実施例により詳細に説明する。

市販のＹ２Ｏ１粉末２０．８重量％、８ａ　Ｃｏ　３粉
末５４．７重ｉ％およびｃＩＬＯ粉末２４．５重Φ％を
アトライターで湿式混合したのち乾燥し、混合粉末を１
００ＫｇＪの圧力でプレス成形し、大気中８８０℃で２
４時間焼成したのち、これを粉砕して１００メツシユア
ンダーに篩分けした。このプレス成形から焼成、粉砕、
篩分けまでの工程を３回繰返して行なった。

上記にて造粒処理した原料粉末を外径５ｒＲ＃＋１内径
４線の鉄製筒体に充填したのち両端を封じた。

かくして原料粉末を充填した筒体を外径４＃１１まで伸
線加工し、続いて大気中にて９３０℃で３時間の焼結を
行なった。その結果、厚さ０．２Ｍの銅で被覆された焼
結セラミックス線が得られた。

このセラミックス線の横断面を観察したところ、表面か
ら０．４ｓ厚の部分のｃＩＬＯが還元され、らどなった
ため赤色を呈し、中心部を黒縁色のペロブスカイトとな
っていた。

なお、このペロブスカイトは超ＩＩ４導線であり、臨界
温度（ＴＣ）を測定したところ、４５”）（であった。

一方、上記実施例中、鉄製固体を予め大気中で６００℃
×２時間加熱し、筒体内部で酸化処理を施したものを使
用して上記処理を行なったところ、へ０の還元層の厚さ
は表面から０．１６ｇの厚さに減じていた。なお、この
ぺＯプスカイト超電導線の臨界温度は４６″にであった
。

〈発明の効果〉 以上説明したように、この発明によれば金属筒体による
還元のおそれがなく目的の焼結線材がをられることが認
められ、超電導特性を有するベロアスカイト型または擬
似ペロブスカイト型の酸化物の場合には特に還元防止効
果が大きいことが認められた。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属酸化物粉末を含む原料粉末を該金属酸化物粉
   末の酸素ポテンシャル（ΔＧ°）より低いかあるいは同
   等の酸素ポテンシャルを有し、かつ予め内面が酸化処理
   されている金属筒体に充填し、該金属筒体を伸線加工後
   原料粉末を焼結してなる焼結線材。
2. （２）伸線加工の加工率が１６〜９２％である特許請求
   の範囲第１項記載の焼結線材。
3. （３）金属筒体が銅、鉄、ニッケルあるいはコバルトの
   少なくとも１種からなる金属またはこれらの金属の少な
   くとも１種をベースとする合金からなり、その内面が酸
   化処理されている特許請求の範囲第１項記載の焼結線材
   。
4. （４）原料粉末を充填した内面酸化処理した金属筒体を
   伸線加工したのち、該金属筒体が焼鈍され、かつ原料粉
   末が焼結する温度範囲で中間焼鈍を施し、さらに伸線加
   工したのち再び原料粉末を焼結してなる特許請求の範囲
   第１項乃至第３項の何れかの項に記載の焼結線材。
5. （５）原料粉末を充填した金属筒体を伸線加工したのち
   、該金属筒体が焼鈍され、かつ原料粉末が焼結しない温
   度範囲で中間焼鈍を施し、さらに伸線加工したのち、原
   料粉末を焼結する特許請求の範囲第１項乃至第３項の何
   れかの項に記載の焼結線材。
6. （６）原料粉末を充填した金属筒体の伸線加工から中間
   焼鈍、伸線加工の工程を必要に応じて数回繰返し実施す
   る特許請求の範囲第４項または第５項に記載の焼結線材
   。
7. （７）中間焼鈍を施し、伸線加工後金属筒体を除去して
   原料粉末を焼結する特許請求の範囲第４項乃至第６項の
   何れかの項に記載の焼結線材。
8. （８）中間焼鈍を施し、伸線加工後、中焼を行なってか
   ら金属筒体を除去して原料粉末を焼結する特許請求の範
   囲第４項乃至第６項の何れかの項に記載の焼結線材。
9. （９）原料粉末を焼結後金属筒体を除去する特許請求の
   範囲第１項乃至第６項の何れかの項に記載の焼結線材。
10. （１０）伸線加工がダイス伸線、ローラダイス伸線、圧
    延ロール伸線、スウェージング、押出伸線の何れかによ
    る特許請求の範囲第１項乃至第９項の何れかの項に記載
    の焼結線材。
11. （１１）原料粉末は予め造粒されている特許請求の範囲
    第１項乃至第１０項の何れかの項に記載の焼結線材。
12. （１２）焼結線材が超電導特性を有する特許請求の範囲
    第１項乃至第１１項の何れかの項に記載の焼結線材。
13. （１３）焼結線材がペロブスカイト型または擬似ペロブ
    スカイト型酸化物である特許請求の範囲第１項乃至第１
    ２項の何れかの項に記載の焼結線材。
14. （１４）焼結線材がＢａ−Ｙ−Ｃｕ−Ｏ系の焼結線材で
    ある特許請求の範囲第１３項記載の焼結線材。
15. （１５）焼結線材がＬａ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ系の焼結線材
    である特許請求の範囲第１３項記載の焼結線材。
16. （１６）焼結線材がＢａ−Ｌａ−Ｃｕ−Ｏ系の焼結線材
    である特許請求の範囲第１３項記載の焼結線材。