JPS63292531A

JPS63292531A - 化合物超電導線の製造方法

Info

Publication number: JPS63292531A
Application number: JP62128813A
Authority: JP
Inventors: Minoru Yamada; 穣山田; Shigeo Nakayama; 茂雄中山; Akira Murase; 村瀬　暁; Suguru Nakamura; 英中村; Mitsuo Sasaki; 佐々木　光男
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-05-26
Filing date: 1987-05-26
Publication date: 1988-11-29

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
。

ところで、このような酸化物系化合物超電導体を電流通
路とする。いわゆる線材を製造する方法としては、従来
、粉末法とスパッタ法とが考えられている。すなわち、
粉末法では酸化物系化合物超電導体の母材となる酸化物
粉末、たとえば、酸化イツトリウム粉末と、炭酸バリウ
ム粉末と、酸化銅粉末との混合粉末を金属管に詰め、こ
れを線状あるいはテープ状に加工した後、熱処理して線
材を得るようにしている。またスパッタ法では。

たとえば酸化イツトリウム粉末と、炭酸バリウム粉末と
、酸化銅粉末との混合粉末を焼結して得たブロックをタ
ーゲットとして用い、アルゴン・酸素雰囲気中でスパッ
タによってフィルム状の線材を得るようにしている。

しかしながら、このような製造方法で得られた線材は、
母材層内に空隙が生じ易く、これが原因して臨界電流密
度が低いと言う問題があった。

（発明が解決しようとする問題点）上述の如く、従来の製造方法では臨界電流密度の高い線
材を得ることができない問題があった。

そこで本発明は、複雑な工程を伴わずに母料層の緻密度
を充分に上げることができ、もって臨界電流密度の高い
線材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］（問題点を解決するための手段）本発明では、基体上に酸化物系化合物超電導体の母材と
なる酸化物層を密着形成する第１の工程と、この工程に
よって形成された前記酸化物層にレーザビームを照射し
て上記酸化物層を溶融固化させる第２の工程とで実現し
ている。

さらに詳しく述べると、母材となる酸化物層の形成は、
粉末法に類似した方法やスパッタ法を採用してもよい。

また、粉末法に類似した方法で酸化物層を形成するとき
には、混合粉末に対して空気中で、８５０〜９５０℃、
１〜１００時間の仮焼を行なった後、これを粉砕し、続
いて酸素ガス雰囲気中で、８５０〜９５０℃、５〜２０
０時間の焼結を行ない、この焼結物を粉砕して得た粉末
を基体に密着させることが望ましい。また、基体構成材
としては、金、銀、銅、白金およびこれらの合金の中か
ら選ばれた１種、もしくはステンレス鋼を使用できる。

さらに、レーザビームのパワーは、ビームスポット径１
　ｍｍにつき１００Ｖ〜ｌ０ＫＷの範囲が好ましい。

（作用）基体上に密着状態に形成されている上記酸化物層にレー
ザビームを照射して溶融固化させる工程は、酸化物層内
の化合物超電導体量を増加させるとともに、酸化物層内
に存在している空隙を除去して組織の緻密度を向上させ
る。このため、臨界電流密度の高い線材の製造が可能と
なる。

（実施例）実施例ＩＹ２Ｏ３（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０．５　：　２．０　：　３．０の割
合に混合して第１図に示すような粉末混合物１を得た。

この粉末混合物１を空気中で９００℃、２４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
。次に、この粉末混合物を酸素ガスが流れている雰囲気
中において９００℃で２４時間に亙って焼結し、この焼
結物を粉砕して再度粉末化した。次に、この粉末を第２
図に示すように、基体としての外径Ｌ４ｍｍ、内径１０
．２ｍｍ、長さ７０ｍｍの銅管２内に収容し、この銅管
２の両端を封止した後。

これに鍛造、線引加工を施して、第３図に示すように銅
製の基体３の内面に酸化物層４が密着状態に設けられた
幅５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ、長さｌＯｍのテープ状の線
材５を得た。次に、この線材５の表層に存在している銅
層の一部をエツチングによって除去し、第４図に示すように、酸化物層４の一部を長手方向に沿って露出
させた（以上が第１の工程）。

次に、酸化物層４の露出部分に第５図に示す如く、空気
中で実線矢印７で示すように線材５の幅方向に５０Ｈｚ
の振動数で走査しながらレーザビーム６を照射するとと
もに、線材５を実線矢印８で示す方向に３ｍ／ｍｉｎの
速度で移動させて酸化物層４を溶融固化させて（第２の
工程）製造工程を終了した。なお、レーザビーム６とし
ては、Ｃｏ２レーザで、スポット径がＬｍｍ、パワーが
３　ＫＷのものを使用した。

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、酸化物層４の溶融固化した部分にＹＩ　Ｂａ
２　Ｃｕ３０゜−Ｙの組成式を持つ化合物超電導体が形
成されていることが確認された。

また、上記のようにして製造された超電導線の超電導特
性を調べたところ、臨界温度（Ｔｃ）は９５Ｋ。

臨界電流密度（Ｊｃ）は９５０　Ａ／ｃＴｊであった。

一方、比較のために、レーザービーム６を照射する代わ
りに、空気中で９００℃、２４時間に亙って熱処理を施
した線材について超電導特性を調べたところ、臨界温度
は８７に、臨界電流密度は５０Ａ　／ｄであった。

このように、この実施例で得られた線材の超電導特性が
優れているのは、酸化物層４にレーザビーム６を照射し
て溶融固化させたことによって、化合物超電導体の絶対
量の増大化と電流が流れる部分の組織の緻密度が向上し
たことによるものと思われる。

なお、スポット径を１ａｍにするとともに走査振動数お
よび線材の送り速度を実施例１と同じにしてレーザパワ
ーと臨界電流密度との関係を調べたところ第６図に示す
結果を得た。この図から判かるように１００ｗ未満では
効果が低い。またビームスポット径がＩＭにつきｌ０Ｋ
Ｗを越えると走査速度および線材の送り速度を充分に速
くしない限り母材が飛散する現象が起こった。

実施例２実施例１と同じ粉末混合物を用いた。これを実施例１と
同様に仮焼し、これを粉砕した粉末に加圧成型加工（加
圧力５０００ｋｇ／　ｃｄ）を施して直径１゜ｃｒｎ、
厚さｌｏｍｍのペレットを作製し、このペレットに酸素
雰囲気中で、９００℃、４８時間の熱処理を施して円板
状のターゲットを作製した。このターゲットをＲＰスパ
ッタ装置にセットし、　Ａｒ−５０％０２゜５　Ｘ　１
０’　ｔｏｒｒ中でスパッタリングして第７図に示すよ
うに、長さ】Ｏｏ２幅１．　Ｏｍｍ　、厚さ０．５ｍｍ
の銅製の基体１１の一側面にターゲットとほぼ同一組成
の酸化物層１２を厚さ２μｍ形成した。この線材１３の
酸化物層１２に実施例１と同様に、Ｃｏ２レーザを用い
空気中で、スポット径１ｍｍ、　　レーザパワーａｏｏ
ｖ、走査振動数５０Ｈ２，線材移動速度１ｍ／ｍｉｎの
条件でレーザビーム１４を照射して酸化物層１２を溶融
固化させて線材の製造工程を終了した。

この実施例で得られた線材１３について超電導特性を調
べたところ、臨界温度（Ｔｃ、ｏｎ）は９５Ｋ。

臨界電流密度は７５０Ａ／　Ｃｄであった。一方、参考
例としてレーザビームを照射しない線材について超電導
特性を調べたところ、臨界温度（Ｔｃ、ｏｎ）は８７に
、臨界電流密度（Ｊｃ）はＩＯＡ／ｃＪであった。この
ことからも、レーザビームの照射による溶融固化が超電
導特性を向上させる上で有効であることが分った。

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、空気中で。

９００℃、２４時間の仮焼処理を行なっているが、温度
は８５０〜９５０℃１時間は１〜１００時間であればよ
い。また、焼結も８５０〜９５０℃、５〜２００時間で
あればよい。また、酸化物層を密着させるための基体は
、銅、金、銀、白金およびこれらの合金またはステンレ
ス鋼でもよい。

［発明の効果コ以上述べたように１本発明によれば、複雑な工程を伴わ
ずに、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の大きい化合物超電導線を製造
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５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６図はレーザビームパワ−と臨界電流
密度との関係を示す図、第７図は本発明製造方法の他の
実施形態を説明するための図である。１・・・粉末混合物、２・・・基体としての銅管、４゜
１２・・・酸化物層、５．１３・・・線材、６．１４・
・・レーザビーム、１１・・・基体。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦図面の浄書（内容に変更なし）第１図第２図第３図手続補正置部式〉昭和６４８・ゼ　日特許庁長官　小　川　邦　夫　殿１、事件の表示特願昭６２−１２８８１３号２、発明の名称化合物超電導線の製造方法３、補正をする者事件との関係　特許出願人（３０７）株式会社　東芝４、代理人東京都千代田区霞が関３丁目７番２号１１ＢＥビル６、
補正の対象図　　　面７、補正の内容

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基体上に酸化物系化合物超電導体の母材となる酸
化物層を密着形成する第１の工程と、この工程によって
形成された前記酸化物層にレーザビームを照射して上記
酸化物層を溶融固化させる第２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）前記第１の工程は、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、酸化銅粉末との混合粉末を、前記基体
に対して圧接密着させ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、前記混合粉末に対して、空気
中で、８５０〜９５０℃、１〜１００時間の仮焼を行な
った後、これを粉砕し、続いて酸素ガス雰囲気中で、８
５０〜９５０℃、５〜２００時間の焼結を行ない、この
焼結物を粉砕して得た粉末を前記基体に圧接密着させる
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の化合物超
電導線の製造方法。
（４）前記第１の工程は、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、酸化銅粉末との混合粉末を空気中で、
８５０〜９５０℃、１〜１００時間の仮焼を行なった後
に粉砕して得た粉末を加圧成型してペレット化し、この
ペレットを酸素ガス雰囲気中で、８５０〜９５０℃、５
〜２００時間焼結し、この焼結ペレットをターゲットと
してスパッタリングで前記基体上に前記酸化物層を密着
形成す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）前記基体は、金、銀、銅、白金およびこれらの合
金の中から選ばれた１種で形成されていることを特徴と
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。
（６）前記基体は、ステンレス鋼で形成されていること
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。
（７）前記レーザビームのパワーは、ビームスポット径
１ｍｍにつき１００Ｗ〜１０ＫＷの範囲であることを特
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。