JPS63294625A - セラミックス系超電導線材の製造方法 - 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） 本発明はセラミックス系超電導線材の製造方法に係わり
、特に磁気浮上列車、医療診断用断層撮影装置（核磁気
共鳴−ＣＴ、　　π中間子照射治療装置）、核融合炉、
電力貯蔵、電気回転機（モーター、発電機）などの超電
導磁石材料として最適な超電導線材の製造方法に関する
。

（従来の技術） 超電導材料を磁気浮上列車、医療診断用断層撮影装置、
核融合炉、電力貯蔵、電気回転機などの超電導磁石の巻
き線材料として使用するためには長尺線材を必要とし、
かつ強力な磁力を得るために大きな電流を流せることが
必要である。しかしながら、最近発見が相次いでいる高
温超電導材料はいずれもセラミックス系であり、セラミ
ックスは金属と異なり展延性を有せず線状に加工するこ
とが不可能であり、現在のところ超電導特性、特に臨界
電流密度の高い線状セラミックスは見受けられない。ま
た、セラミックスは金属のように電気伝導度を損なわず
に接合することが出来ず短い線を接合してこれらの用途
に使える長尺の線にすることも不可能であった。

超電導セラミックスを線材や箔に加工する方法としては
セラミックス系超電導物￥を組成に配合した粉体原料を
十分混合して均一化してから、そのままあるいはタブレ
ットなどに成形してから加熱焼結し、超伝導物質を生成
させ、これを金属管に充填して綿や箔に加工する方法が
考えられる。しかしながらこのような方法で行なった場
合、超電導特性を示す線材は得られるが、超伝導現象が
現われる温度（オンセント温度）と電気抵抗がゼロにな
る温度（オフセント温度）との差が大きくなり、また得
られる臨界電流密度は数百アンペア程度であり、強力な
磁石を製作することは困難であった。さらに、従来考え
られていた方法で製造した線材をコイル巻きすると、内
部の超伝導セラミックスに亀裂が入り超伝導特性が劣化
し、これも強力な磁石を製作することを困難にしていた
。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明はこのような現状に鑑みてなされたもので、超電
導材料、特にオンセットとオフセットの温度差が小さく
、大電流を流せる可撓性のあるセラミックス系超電導線
材もしくは箔に加工するための実用的な技術を提供せん
とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、気体、液体、あるいは気液混合体の噴出流の
中にセラミックス系超電導物質の溶融体を流下して得ら
れた凝固体を金属管に充填し、次いで前記金属管の外径
を縮小加工して線材とするにあたり、前記セラミックス
系超電導物質の凝固体を、前記金属管への充填前、又は
前記金属管の外径の縮小加工後のいずれかもしくはその
両方において、前記セラミックス系超電導物質の溶融温
度以下に加熱処理することを特徴とするセラミックス系
超電導線材の製造方法を要旨とするものである。

本発明は、気体、液体、あるいは気液混合体の噴出流の
中にセラミックス系超電導物質の溶融体を流下して得ら
れた繊維状物をプレス成形体あるいは撚り糸ないし紐状
体にして、金属管に充填し、該金属管外径を縮小加工し
て線材にすることも可能である。

また、本発明では金属管の外径縮小加工によって得られ
た線材を公知の箔圧延機に送って所望の厚みの箔となし
、上記と同様の加熱処理を施して超電導箔状の線材を製
造することも可能である。

（作　用） 本発明に従い、気体、液体、あるいは気液混合体の噴出
流の中にセラミックス系超電導物質の溶融体を流下する
と、該物質は急速に冷却され、均質な超電導物質の凝固
体を得ることができ、さらには、該凝固体を球状あるい
は繊維状にすることができる。

このために用いる噴出流は空気などの酸素を含む気体の
ばか炭酸ガス、窒素、不活性ガスなどの気体、また水、
温水、などの液体、さらには空気と水の混合体などを用
いることができる。これらのいずれを用いるかは溶融体
の種類や温度、流下量、また気体、液体、気液混合体な
どの噴出流の流速などによって適正なものを選定して使
用する。

また、得ようとする凝固体を球状、長繊維状、あるいは
短繊維状のいずれにするかによっても選ぶことができる
。

かくして得られた凝固体は非晶質ないしは結晶を含む非
晶質体であり、このままでは超伝導特性を示さない、こ
れを金属管に充填して線材加工後、あるいは金属管に充
填する前に加熱処理を行なって結晶化させると超伝導特
性を示す。また、必要に応じて金属管に充填する前と線
材加工後の両方において加熱処理を行なうこともある。

加熱処理温度を凝固体の溶融温度より高くすると、成分
の偏析が起こり均質性が損なわれるので加熱処理温度は
溶融温度より低い温度で行なわなけれはならない。

凝固体を球状にした場合には金属管に充填する際の流動
性に優れ金属管内に密に充填することが可能になり、曲
げた状態でも超電導特性を示す線材が得られる。長繊維
の凝固体は撚って糸ないしは紐状にし、短繊維の場合は
プレスなどによって紐状などに成形し金属管に充填する
が、この場合得られた製品ワイヤーの可撓性が非常に高
いものが得られる。

以下実施例によって本発明を説明する。

（実施例１） 粉状の’Ｉｚ０２　、　ＢａＣＯ３、ＣｕＯを原子数比
でＹ：Ｂａ：Ｃｕ＝　１　：　２　：　３の比に配合し
ジルコニヤのるつぼに装入し、黒鉛抵抗炉で溶解し、直
径２ｍｍのノズルから流速１０ｍ／秒で噴出する空気流
に流下させ、短繊維の凝固体を得た。この凝固体を金型
を用いて直径４龍に成形し、酸素雰囲気中で９５０℃で
８時間加熱処理してから、外径１２ｍｍ。

肉Ｋ　２　ｍｍの１８−８ステンレス管に挿入し、３０
一ル６段の圧延機で冷間でステンレス管の外径を６龍φ
まで圧延し、さらにダイス線引きによって外径を縮小加
工し外径０．５　ｓ＊の線材とした。これを直径３０鶴
の円形に成形してから電気的特性を通常の方法によって
測定した結果、超電導のオンセット温度８９°Ｋ、オフ
セント温度９１°に、　１）界電流密度２５００Ａ／ｃ
ｎであり、曲げた状態でも優れた超電導特性が得られた
。

（実施例２） 粉状のＹｚＯ＋　、　Ｂａ（ＯＨ）ｚ　、　ＣｕＯを原
子数比でＹ　：Ｂａ：Ｃｕ＝　１　：　２　：　３の比
に配合した混合粉体をジルコニヤのるつぼに装入し、黒
鉛抵抗炉で溶解し、直径５龍のノズルから圧力５　ｋｇ
ｆ／ｃＪで噴出する水流に溶融物を滴下して凝固させた
平均粒径Ｑ、　８ｍｍの粉粒体を酸素雰囲気中で９５０
℃で加熱処理した。これを外径１２ｍ、肉厚２１會の１
８−８ステンレス鋼管に挿入し、３０一ル６段の圧延機
で冷間でステンレス鋼管の外径を６龍φまで圧延し、さ
らにダイス線引きによって外径を縮小加工し外径０．５
鶴の線材とした。線材をコイル状に巻き取って、空気中
で９５０℃で８時間加熱処理して超電導線材とした。こ
れを直径１２０龍の円形に成形してから電気的特性を通
常の方法によって測定した結果、超電導のオンセント温
度８７°Ｋ、オフセット温度９０°に、臨界電流密度３
０００Ａ／ｃＩＩ！であり、優れた超電導特性が得られ
た。

（発明の効果） 本発明によれば、従来は実用材料化が困難であったセラ
ミックス系超電導物質を可撓性のある線材や箔として容
易に入手することが可能となり、超電導技術を利用した
広範囲の実用の道を開くもので、産業上稗益するところ
が多大である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）気体、液体、あるいは気液混合体の噴出流の中に
   セラミックス系超電導物質の溶融体を流下して得られた
   凝固体を金属管に充填し、次いで前記金属管の外径を縮
   小加工して線材とするにあたり、前記セラミックス系超
   電導物質の凝固体を、前記金属管への充填前、又は前記
   金属管の外径の縮小加工後のいずれかもしくはその両方
   において、前記セラミックス系超電導物質の溶融温度以
   下に加熱処理することを特徴とするセラミックス系超電
   導線材の製造方法。
2. （２）気体、液体、あるいは気液混合体の噴出流の中に
   セラミックス系超電導物質の溶融体を流下して得られた
   繊維状凝固体をプレス成形体あるいは撚り糸ないし紐状
   体にすることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に
   記載のセラミックス系超電導線材の製造方法。