JPS63279523A

JPS63279523A - 化合物超電導線の製造方法

Info

Publication number: JPS63279523A
Application number: JP62112120A
Authority: JP
Inventors: Minoru Yamada; 穣山田; Shigeo Nakayama; 茂雄中山; Akira Murase; 村瀬　暁; Hisashi Yoshino; 芳野　久士; Shin Fukushima; 福島　伸; Hiromi Nibu; 丹生　ひろみ
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-05-08
Filing date: 1987-05-08
Publication date: 1988-11-16
Anticipated expiration: 2012-03-19
Also published as: JP2592838B2

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】［発明の目的コ（産業上の利用分野）本発明は、化合物超電導線の製造方法に係り。

特に、酸化物系の化合物超電導線の製造方法に関する。

（従来の技術）最近１組成がＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０などで表わされる酸化
物系化合物超電導体が注目されている。

これら、酸化物系化合物超電導体の多くは、臨界温度が
液体窒素温度以上である。このため、冷媒として高価で
扱い難い液体ヘリウムを使用する必要がなく、また冷却
系も大幅に簡略化できるので。

超電導技術を飛躍的に発展させるものと期待されている
。

とごろで、今まで公表されている酸化物系化合物超電導
体は、塊状の超電導体や薄膜状の超電導体が主である。

実回路に組み込むには１通常のリード線のような線材の
形が何かと応用性に富み好ましい。しかし、酸化物系で
あるが故に線材の形にすることが困難で、現在まで線材
の形を保持し。

なおかつ高い臨界温度および高い臨界電流密度を示す酸
化物系化合物超電導線は出現していない。

（発明が解決しようとする問題点）上述の如く、臨界温度が液体窒素温度以上で。

しかも臨界電流密度が高く、そのうえ応用性に富む線材
の形をした酸化物系化合物超電導線の出現が望まれてい
る。

そこで本発明は、複雑な工程を伴わずに上記要望を満た
す酸化物系の超電導線を製造できる化合物超電導線の製
造方法を提供することを目的としている。

［発明の構成コ（問題点を解決するための手段）本発明では、酸化物系の化合物超電導体を合成し得る元
素を含んだ複数種類の粉末体を混合して混合物を得る第
１の工程と、この工程によって得られた混合物に加圧成
型加工を施してペレットを形成する第２の工程と、この
工程によって得られたペレットに酸素雰囲気中で熱処理
を施す第３の工程と、この工程を経たペレットを金属管
内に収容した状態で金属管ごと線状に加工する第４の工
程と、この工程によって形成された線材に酸素雰囲気中
で熱処理を施す第５の工程とで実現している。

さらに詳しく述べると、複数種類の粉末体は。

イツトリウム、エルビウム、ジスプロシウム、サマリウ
ム、ガドリニウム、ホルミウム、ネオジム。

イッテルビウム、ツリウム、ルテチウムの中から選ばれ
た少なくとも１種の酸化物粉末と、炭酸バリウム粉末と
、酸化銅粉末とである“。また、第１の工程では、混合
物に対して、酸素雰囲気中で。

８５０〜９５０℃、１〜５０時間の仮焼処理を施すこと
が望ましい。第３および第５の工程では、８５０〜９５
０℃、２〜１００時間の熱処理を施すことが望ましい。

この温度より高くても、低くても良い結果は得られない
。さらに、第２の工程における加圧成型圧力は１本発明
にとって重要な意味を持ち。

５００　ｋｇ／ｄ以上、好ましくは１０００ｋｇ／　ｄ
以上が望ましい。もし、加圧成型圧力が５００ｋｇ　／
ｄ未満の場合には線材に加工したとき粉末粒子間に空洞
が形成され易く、これが原因して電流の流れる場所が少
なくなって臨界電流、つまり臨界電流密度が著しく低下
する。また、前記金属管は、線材加工を容易化するとと
もに第５の工程において内部に酸素を充分浸透させなけ
ればならない関係上、延性に富みしかも酸素が透過し易
い銅、銀もしくは銀合金製であることが望ましい。また
、第４の工程は、７００〜９５０℃の雰囲気中で行われ
ることが望ましい。この温度を保つと、線材への加工時
に粉末の一部が溶けて粉末同志が一体化し１組織の緻密
状態を維持でき、臨界電流密度を一層向上させ得る。

（作用）本発明製造方法では、酸化物系の化合物超電導体を合成
し得る元素を含んだ複数種類の粉末混　　−合物に加圧
成型加工を施してペレットを形成し。

このペレットに酸素雰囲気中で熱処理を施して緻密化し
、この緻密化したペレットを金属管内に収容した状態で
金属管ごと線状に加工しているので。

線状に加工しても、その組織が充分に緻密に保たれる。

この緻密状態の保持が高い臨界温度の維持と臨界電流密
度の向上化に寄与する。

（実施例）実施例ｌＹ２Ｏ３（酸化イツトリウム）粉末と。

ＢａＣＯ３（炭酸バリウム）粉末と、Ｃｕｂ（酸化銅）
粉末とをモル比で０．２　：　０．８　：　１．０の割
合に混合して第１図（ａ）に示すような粉末混合物１を
得た。この粉末混合物１を酸素雰囲気中で９００℃、２
時間に亙って仮焼した後、粉砕し、さらにボールミルで
粉末化した（以上が第１の工程）。

次に、粉末混合物に加圧成型加工（加圧力５０００ｋｇ
／　ａｌｌ）を施して第１図（ｂ）に示すような直径１
０ｍ、長さ５０ｍｍのペレット２を作製した（第２の工
程）。次に、このペレット２に、酸素雰囲気中で９００
℃、２４時間の熱処理を施した（第３の工程）。熱処理
の終わったペレット２を第１図（ｃ）に示すように、外
径１４ａ＋　内径１０．２ｚｍ、長さ７０顛の鎖管３内
に収容し、鎖管３の両端開口を銀製の栓４ａ、４ｂで封
止した後、これに鍛造、線引き加工を施して第１図（ｄ
）に示す如き直径０．５ｍｍの線材５を得た（第４の工
程）。次に、この線材５に酸素雰囲気中で９００℃、２
時間に亙って熱処理を施して（第５の工程）製造工程を
終了した。

このようにして製造された線材についてＸ線分光分析し
たところ内部にＹ　０．４Ｂ　ａ　ｏ、　ｂＣｕ　Ｏ３
−Ｘの組成式を持つ化合物超電導層が形成されているこ
とが確認された。

一方、参考例として、実施例１の第１の工程を経た混合
粉末を実施例１の第２および第３の工程を経ずに鎖管３
内に直接収容し、以下、実施例１と同じ工程を経て線材
を製造した。

このようにして製造された線材について、超電導特性を
調べたところ次のような結果を得た。すなわち、臨界温
度（Ｔｃ）特性を調べたところ、実施例１で得られた線
材はオンセット温度が９ｍ゛ｘ　、オフポイント温度が
９０にであった。一方、　゛ｄ’考例で得られた線材は
、オンセット温度が８９に、オフポイント温度が８２に
であった。また、磁界零、７７にの条件下で臨界電流密
度（Ｊｃ）を測定したところ。

実施例１で得られた線材は、９９８Ａ／ｄ、参考例で得
られた線材は５Ａ／　ｄであった。さらに、臨界電流密
度（Ｊｃ）の磁界依存性を調べたところ、第２図に示す
ように、実施例１で得られた線材（図中実線）はｌＯテ
スラの磁界中でもほとんど変化しなかったが、参考例で
得られた線材（図中破線）は磁界の強度が増すにしたが
って急速に低下する特性を示した。

このように、実施例１で得られた線材は、優れた超電導
特性を示すことが確認された。これは。

第２の工程における加圧成型加工およびこれに続く第３
の工程における熱処理によって電流通路となる部分の組
織が緻密化され、線材に加工してもその緻密状態が保持
されることによるものと思われる。

実施例２実施例１の場合と同じ粉末混合物を用い・１．、実施例
１の工程と同じ工程を採用し、かつ第４の工程。

つまり線材への加工工程を９００℃の雰囲気中で行なっ
た。

この第２の実施例で得られた線材について超電導特性を
調べたところ、臨界温度特性については実施例１で得ら
れた線材とほぼ等しい結果が得られた。臨界電流密度（
Ｊｃ）については若干向上していることが確認された。

これは、線材への加工中に粉末材の一部が溶けで繋がり
、これによって電流通路を構成する部分の組織の緻密状
態が確実に保持されるためであると思われる。

なお１本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。すなわち、酸化イツトリウムに代えてエルビウム、
ジスプロシウム、サマリウム、ガドリニウト、ホルミウ
ム、ネオジム、イッテルビウム、ツリウム、ルテチウム
の中から選ばれた少なくとも１種の酸化物粉末を用いて
もよい。また。

第１の工程では、粉末混合物に対して、酸素雰囲気中で
、９００℃、２時間の仮焼処理を行なっているが、温度
は８５０〜９５０℃１時間は１〜５０時間であればよい
。また、第３および第５の工程の熱処理温度および時間
は、８５０〜９５０℃、２〜１００時間であればよい。

なお、上記温度より高くても。

低くても良い結果は得られない。さらに、第２の工程に
おける加圧成型圧力は、　５００　ｋｇ／Ｃｄ以上。

好ましくは１０００ｋｇ／　ｄ以上が望ましい。もし、
加圧成型圧力が５００ｋｇ　／ｃ１ｊ未満の場合には線
材に加工したとき粉末粒子間に空洞が形成され易く、こ
れが原因して電流の流れる場所が少なくなって臨界電流
、つまり臨界電流密度が著しく低下する。

また、ペレットを収容する金属管は、線材加工を容易化
するとともに第５の工程において内部に酸素を充分浸透
させなければならない関係上、延性に富みしかも酸素が
透過し易い銅、銀もしくは銀合金製であることが望まし
い。また、線材への加工を高温雰囲気中で行なうときの
温度は７００〜９５０℃であればよい。

［発明の効果］以上、述べたように１本発明によれば、酸化物系化合物
超電導体特有の高い臨界温度特性を持つとともに臨界電
流が大きく、シかも応用性に富む線材の形に製造できる
化合物超電導線の製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明製造方法の一実施形態を説明するための
図、第２図は本発明製造方法によって製造された線材と
本発明によらない製造方法によって製造された線材との
臨界電流密度特性を示す図である。１・・・粉末混合物、２・・・ペレット、３・・・鎖管
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）酸化物系の化合物超電導体を合成し得る元素を含
んだ複数種類の粉末体を混合して混合物を得る第１の工
程と、この工程によって得られた混合物に加圧成型加工
を施してペレットを形成する第２の工程と、この工程に
よって得られたペレットに酸素雰囲気中で熱処理を施す
第３の工程と、この工程を経たペレットを金属管内に収
容した状態で金属管ごと線状に加工する第４の工程と、
この工程によって形成された線材に酸素雰囲気中で熱処
理を施す第５の工程とを具備してなることを特徴とする
化合物超電導線の製造方法。
（２）前記複数種類の粉末体は、イットリウム、エルビ
ウム、ジスプロシウム、サマリウム、ガドリニウム、ホ
ルミウム、ネオジム、イッテルビウム、ツリウム、ルテ
チウムの中から選ばれた少なくとも１種の酸化物粉末と
、炭酸バリウム粉末と、酸化銅粉末とであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の化合物超電導線の製
造方法。
（３）前記第１の工程は、前記混合物に対して、酸素雰
囲気中で、８５０〜９５０℃、１〜５０時間の仮焼処理
を含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の化合物超電導線の製造方法。
（４）前記第３および第５の工程における熱処理条件は
、８５０〜９５０℃、２〜１００時間であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の化合物超電導線の製
造方法。
（５）前記第２の工程における加圧成型圧力は、５００
ｋｇ／ｃｍ＾２以上であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の化合物超電導線の製造方法。
（６）前記金属管は、銅製、銀製もしくは銀合金製であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の化合物
超電導線の製造方法。
（７）前記第４の工程は、７００〜９５０℃の雰囲気中
で行われることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の化合物超電導線の製造方法。