JPS63298922A - 超電導線材の製造方法 - Google Patents
超電導線材の製造方法Info
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- JPS63298922A JPS63298922A JP62133146A JP13314687A JPS63298922A JP S63298922 A JPS63298922 A JP S63298922A JP 62133146 A JP62133146 A JP 62133146A JP 13314687 A JP13314687 A JP 13314687A JP S63298922 A JPS63298922 A JP S63298922A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
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。
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］
（産業上の利用分野）
本発明は、ペロブスカイト型の酸化物超電導体被膜を用
いた超電導線材の製造方法に関する。
いた超電導線材の製造方法に関する。
（従来の技術）
近年、Ｂａ−Ｌａ−Ｃｕ−０系の層状ペロブスカイト型
の酸化物が高い臨界温度を有する可能性のあることが発
表されて以来、各所で酸化物超電導体の研究が行われて
いる（Ｚ、Ｐｈｙｓ、Ｂ Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ Ｍａｔ
ｔｅｒ６４、１８９−１９３（１９８６））。
の酸化物が高い臨界温度を有する可能性のあることが発
表されて以来、各所で酸化物超電導体の研究が行われて
いる（Ｚ、Ｐｈｙｓ、Ｂ Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ Ｍａｔ
ｔｅｒ６４、１８９−１９３（１９８６））。
その中でちＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系で代表される酸素欠陥
を有する欠陥ペロブスカイト型（ＡＢａ２ Ｃｕ３ ０
７−δ型（Ａは、Ｙ、Ｙｂ、Ｈｏ、Ｄｙ、Ｅｕ、Ｅｒ、
Ｔｍおよび１ｕから選ばれた元素、δは酸素欠陥を表わ
し通常は１以下の数））の酸化物超電等体は、臨界温度
［。が９０に以上と液体窒素以上の高い温度を示すため
非常に有望な材料として注目されている（Ｐｈｙｓ、
Ｒｅｖ。
を有する欠陥ペロブスカイト型（ＡＢａ２ Ｃｕ３ ０
７−δ型（Ａは、Ｙ、Ｙｂ、Ｈｏ、Ｄｙ、Ｅｕ、Ｅｒ、
Ｔｍおよび１ｕから選ばれた元素、δは酸素欠陥を表わ
し通常は１以下の数））の酸化物超電等体は、臨界温度
［。が９０に以上と液体窒素以上の高い温度を示すため
非常に有望な材料として注目されている（Ｐｈｙｓ、
Ｒｅｖ。
Ｌｅｔｔ、ｖｏｌ、 ５８ Ｎｏ、９．９０８−９１０
）。
）。
このような酸化物超電導体を、例えば６線として使用す
る場合には、金属管に封入して線材化したり、基板上に
被膜をパターン状に形成しで使用することが考えられる
。
る場合には、金属管に封入して線材化したり、基板上に
被膜をパターン状に形成しで使用することが考えられる
。
（発明が解決しようとする問題点）
ところで、上述した酸化物超電導体の使用方法のうち、
基板上に酸化物超電導体からなる被膜を形成して使用す
る場合では、蒸老法やスパッタリング法により被膜を形
成することが考えられるが真空装置等の特別の装置を必
要とし、製造＝１ストが高くなるという難点がある。
基板上に酸化物超電導体からなる被膜を形成して使用す
る場合では、蒸老法やスパッタリング法により被膜を形
成することが考えられるが真空装置等の特別の装置を必
要とし、製造＝１ストが高くなるという難点がある。
また、前述した酸化物超電導体は、線膨脹係数が１ｅｘ
ｉｏ’７にと、通常の金属のそれに比べて １衝程度大
きいため、臨界温度までの冷熱サイクルを繰り返した場
合、基板および線から剥離してしまうおそれがあり、密
着性に乏しいという難点もある。
ｉｏ’７にと、通常の金属のそれに比べて １衝程度大
きいため、臨界温度までの冷熱サイクルを繰り返した場
合、基板および線から剥離してしまうおそれがあり、密
着性に乏しいという難点もある。
本発明はこのような従来の難点を解消すべくなされたも
ので、金属線上へのペロブスカイト型酸化物超電導体被
膜の形成が容易で、かつ得られる被膜の膜厚および組成
が均一で、冷熱サイクルによっても被膜剥離のおそれの
ない超電導線材を製造する方法を提供することを目的と
する。
ので、金属線上へのペロブスカイト型酸化物超電導体被
膜の形成が容易で、かつ得られる被膜の膜厚および組成
が均一で、冷熱サイクルによっても被膜剥離のおそれの
ない超電導線材を製造する方法を提供することを目的と
する。
［発明の構成１
（問題点を解決するための手段）
本発明の超電導線材の製造方法は、金属線上にペロブス
カイト型の酸化物超電導体の被膜を形成してなる超電導
線材を製造するにあたり、前記酸化物超電導体を構成す
る各元素を含む複数の有機金属化合物を所定の比率で含
有する溶液を前記金属線上に塗布し、この塗膜を加熱す
ることにより前記各元素を含む複数の有機金属化合物を
熱分解し、次いで酸素含有雰囲気中で７００℃〜１００
０℃の温度で熱処理して１）ａ記酌化物足電脣体の被膜
を形成することを特徴としている。
カイト型の酸化物超電導体の被膜を形成してなる超電導
線材を製造するにあたり、前記酸化物超電導体を構成す
る各元素を含む複数の有機金属化合物を所定の比率で含
有する溶液を前記金属線上に塗布し、この塗膜を加熱す
ることにより前記各元素を含む複数の有機金属化合物を
熱分解し、次いで酸素含有雰囲気中で７００℃〜１００
０℃の温度で熱処理して１）ａ記酌化物足電脣体の被膜
を形成することを特徴としている。
本発明にＪ５りる酸化物超電等体は、希土類元素を含有
しペロブスカイト型構造を有する酸化物超電導体であっ
て、超電導状態を実現″Ｃきればよく、ＡＢａ２Ｃｕ３
０７−δ系（δは酸素欠陥を表し通常１以下、Ａは、Ｙ
、 Ｓｃ、 Ｙｂ、 Ｌａ、 ｌｌｏ、 Ｄｙ、 Ｅｕ
、 Ｅｒ、 Ｔｍ、 Ｇｄ、 Ｎｄ。
しペロブスカイト型構造を有する酸化物超電導体であっ
て、超電導状態を実現″Ｃきればよく、ＡＢａ２Ｃｕ３
０７−δ系（δは酸素欠陥を表し通常１以下、Ａは、Ｙ
、 Ｓｃ、 Ｙｂ、 Ｌａ、 ｌｌｏ、 Ｄｙ、 Ｅｕ
、 Ｅｒ、 Ｔｍ、 Ｇｄ、 Ｎｄ。
ＳｍおよびＬＬＩから選ばれた元素；Ｂａの−・部はＳ
ｒ等の他のアルカリ上類で置換可能）等の酸素欠陥を有
する欠陥ペロブスカイト型、５ｒ−Ｌａ−Ｃｕ−０系等
の層状ペロブスカイト型等の広義にぺ１コブスカイト構
造を有する酸化物とする。また希ｆ類元素も広義の定義
とし、ｓｃ、ｙおよびランタン系を含むものとする。代
表的な系としてＹ−Ｂａ−Ｃｌ−０系のほかに、５ｃ−
Ｂａ−Ｃｕ−０系、５ｒ−Ｌａ、−Ｃｕ−０系、さらに
Ｓｒ＠ Ｂａ、 Ｃａで置換した系等が挙げられる。ペ
ロブスカイト型酸化物超電導体を構成する元素は、基本
的に化学量論比の組成となるように混合ヴるが、多少製
造条件等との関係等でずれてい（も構わない。例えばＹ
−Ｂａ−Ｃｕ−０系ではＹ １１１１０１に対しＢａ
２ｍｏｌ 、Ｃｕ３ｍ０１が標準組成であるが、実用ト
はＹＯ１６〜１．４ｍ０１％、Ｂａ １．５〜３．０
ｉｏ１％、Ｃｕ ２．０〜４．０ ｍ０１％程度のずれ
は問題ない。
ｒ等の他のアルカリ上類で置換可能）等の酸素欠陥を有
する欠陥ペロブスカイト型、５ｒ−Ｌａ−Ｃｕ−０系等
の層状ペロブスカイト型等の広義にぺ１コブスカイト構
造を有する酸化物とする。また希ｆ類元素も広義の定義
とし、ｓｃ、ｙおよびランタン系を含むものとする。代
表的な系としてＹ−Ｂａ−Ｃｌ−０系のほかに、５ｃ−
Ｂａ−Ｃｕ−０系、５ｒ−Ｌａ、−Ｃｕ−０系、さらに
Ｓｒ＠ Ｂａ、 Ｃａで置換した系等が挙げられる。ペ
ロブスカイト型酸化物超電導体を構成する元素は、基本
的に化学量論比の組成となるように混合ヴるが、多少製
造条件等との関係等でずれてい（も構わない。例えばＹ
−Ｂａ−Ｃｕ−０系ではＹ １１１１０１に対しＢａ
２ｍｏｌ 、Ｃｕ３ｍ０１が標準組成であるが、実用ト
はＹＯ１６〜１．４ｍ０１％、Ｂａ １．５〜３．０
ｉｏ１％、Ｃｕ ２．０〜４．０ ｍ０１％程度のずれ
は問題ない。
本発明の超電導線材の製造方法についてさらに詳述する
と、まず上述した酸化物超電等体を構成する各元素を含
む複数の有機金属化合物を所定の比率で含有する有機溶
液を作製する。この溶液に使用する有機金属化合物とし
ては、例えばオクチルｌ！Ｉ塩やナフテン酸塩等のカル
ボン酸塩が子げられる。この溶液は、例えばＹ−Ｂａ−
Ｃｕ−０系の酸化物超電導体であれば、これらの元素を
含む各有機金属化合物をこれらの元Ｍａとして＋’＋ｒ
ｌ述したー・般式に対して化学量論比の組成となるよう
にアルコールやキシレン等の有機溶剤に溶解することに
より得られる。
と、まず上述した酸化物超電等体を構成する各元素を含
む複数の有機金属化合物を所定の比率で含有する有機溶
液を作製する。この溶液に使用する有機金属化合物とし
ては、例えばオクチルｌ！Ｉ塩やナフテン酸塩等のカル
ボン酸塩が子げられる。この溶液は、例えばＹ−Ｂａ−
Ｃｕ−０系の酸化物超電導体であれば、これらの元素を
含む各有機金属化合物をこれらの元Ｍａとして＋’＋ｒ
ｌ述したー・般式に対して化学量論比の組成となるよう
にアルコールやキシレン等の有機溶剤に溶解することに
より得られる。
次いで、このようにして作製した各有機金属化合物を含
む溶液を金Ｆ４線上に塗布する。この金属線としては、
線膨脹係数が５Ｘ１０−６／Ｋ〜２５Ｘ１０−６／Ｋの
ものが好ましい。金属線の線膨脹係数が５×１０−６／
に〜２５ｘ １０−’ ／にの範囲外になると酸化物超
電導体との線膨脹係数の差が大きくなりすぎ、被膜が金
属線から剥離し易くなる。
む溶液を金Ｆ４線上に塗布する。この金属線としては、
線膨脹係数が５Ｘ１０−６／Ｋ〜２５Ｘ１０−６／Ｋの
ものが好ましい。金属線の線膨脹係数が５×１０−６／
に〜２５ｘ １０−’ ／にの範囲外になると酸化物超
電導体との線膨脹係数の差が大きくなりすぎ、被膜が金
属線から剥離し易くなる。
このような金属線の素材としては、例えば八〇（線膨脹
係数１９．３Ｘ １０−’ ／に）が適している。
係数１９．３Ｘ １０−’ ／に）が適している。
次に、このようにして形成した被膜を加熱することによ
り熱分、解し、酸化物超電導体を構成する各元素の酸化
物を形成する。この熱分解は、例えば被膜を形成した線
材をホットプレートのような間接加熱器上で加熱するこ
とにより行うことができる。また、予め所定の温度に加
熱した金属線上に前述した各元素の有機金属化合物を含
む溶液を直接塗布することによっても同様に行うことが
できる。
り熱分、解し、酸化物超電導体を構成する各元素の酸化
物を形成する。この熱分解は、例えば被膜を形成した線
材をホットプレートのような間接加熱器上で加熱するこ
とにより行うことができる。また、予め所定の温度に加
熱した金属線上に前述した各元素の有機金属化合物を含
む溶液を直接塗布することによっても同様に行うことが
できる。
そして、前述した各元素を含む複数の有機金属化合物を
含む溶液の塗布と熱分解を、必要に応じて繰返し行い所
望の膜厚にする。
含む溶液の塗布と熱分解を、必要に応じて繰返し行い所
望の膜厚にする。
この後、７００℃〜１０００℃の酸素含有雰囲気中で熱
処理することにより酸化物超電導体を構成する各元素の
酸化物の混在した被膜を結晶化さ１，１化物超電導体の
被膜を得る。
処理することにより酸化物超電導体を構成する各元素の
酸化物の混在した被膜を結晶化さ１，１化物超電導体の
被膜を得る。
この酸化物超電導体の被膜の厚さは、１００人〜ＩＸ
１０’人の範囲が好ましい。被膜の厚さが１００人未満
であると！１場浸透により所定の超電導特性が得られな
くなり、またＩＸ １０’人を越えてもそれ以上の超電
導特性の向上が得られなくなる上に、脆くなり基板から
剥離したり、クラックが生じ易くなる。
１０’人の範囲が好ましい。被膜の厚さが１００人未満
であると！１場浸透により所定の超電導特性が得られな
くなり、またＩＸ １０’人を越えてもそれ以上の超電
導特性の向上が得られなくなる上に、脆くなり基板から
剥離したり、クラックが生じ易くなる。
（作 用）
本発明の超電導［１４ｍの製造方法では、ペロブスカイ
ト型の酸化物超電導体を構成する各元素を含む複数の有
機金属化合物を所定の比率で含有する溶液の塗布、焼成
により酸化物超電導体の被膜を形成しているので、容易
に膜厚および組成の均一な被膜を形成することができる
。また、線膨脹係数が５Ｘ１０”６／Ｋ〜２５ｘ１０−
６／Ｋの金属線を使用することにより、得られる酸化物
超電導体被膜との線膨脹係数が近似し、これにより金属
線と被膜との接合界面の冷熱サイクルによるストレスが
小さくなり、密着性に優れたものとなる。
ト型の酸化物超電導体を構成する各元素を含む複数の有
機金属化合物を所定の比率で含有する溶液の塗布、焼成
により酸化物超電導体の被膜を形成しているので、容易
に膜厚および組成の均一な被膜を形成することができる
。また、線膨脹係数が５Ｘ１０”６／Ｋ〜２５ｘ１０−
６／Ｋの金属線を使用することにより、得られる酸化物
超電導体被膜との線膨脹係数が近似し、これにより金属
線と被膜との接合界面の冷熱サイクルによるストレスが
小さくなり、密着性に優れたものとなる。
（実施例）
次に、本発明の実施例について説明する。
実施例
まず、（Ｃ７１１１５Ｃ００） ３ Ｙ粉末、（Ｃ７Ｈ
，５Ｃ００） ２Ｂａ粉末および（Ｃ７１１１５Ｃ００
） ２ ｃｕ粉末を、Ｙ：Ｂａ：ＣＵ＝１：２：３のモ
ル比となるように混合し、この混合粉をキシレン中に溶
解させた。
，５Ｃ００） ２Ｂａ粉末および（Ｃ７１１１５Ｃ００
） ２ ｃｕ粉末を、Ｙ：Ｂａ：ＣＵ＝１：２：３のモ
ル比となるように混合し、この混合粉をキシレン中に溶
解させた。
次に、この溶液をスプレー法により直径１１のＡ（］線
上に塗布し、次いでこのＡ（］線をホットプレート上に
載置し、約２００℃の瀉瓜で１１１１を加熱して熱分解
させた。この溶液の塗布と熱分解とを、結晶化後の被膜
の厚さがＩＸ １０’人となるように、繰り返し行い、
最後に、゛このこの熱分解による被膜を形成したＡｇ線
を酸素中で約９００℃の温度により２４時間熱処理し、
一般式 ％式％ で示されるペロブスカイト型の酸化物超電導体からなる
被膜を有する超電導線材を得た。
上に塗布し、次いでこのＡ（］線をホットプレート上に
載置し、約２００℃の瀉瓜で１１１１を加熱して熱分解
させた。この溶液の塗布と熱分解とを、結晶化後の被膜
の厚さがＩＸ １０’人となるように、繰り返し行い、
最後に、゛このこの熱分解による被膜を形成したＡｇ線
を酸素中で約９００℃の温度により２４時間熱処理し、
一般式 ％式％ で示されるペロブスカイト型の酸化物超電導体からなる
被膜を有する超電導線材を得た。
このようにして得た超電３Ｊ線材の超電導特性を測定し
たところ、臨界温度は９０にであった。
たところ、臨界温度は９０にであった。
次に、この超電導線材を超電導体被膜の形成されている
面を外側にして曲率半径３０００ ｍｍに曲げ被膜にス
トレスを加えた状態で、液体窒素中への浸漬と常温への
復帰の冷熱サイクルを１０回加えたが、超ｆｆｆ導体被
膜面にクランクの発生は認められなかった。
面を外側にして曲率半径３０００ ｍｍに曲げ被膜にス
トレスを加えた状態で、液体窒素中への浸漬と常温への
復帰の冷熱サイクルを１０回加えたが、超ｆｆｆ導体被
膜面にクランクの発生は認められなかった。
［発明の効果］
以上の実施例からも明らかなように、本発明の超Ｉｎ線
材の製造方法によれば、ペロブスカイト型の酸化物超電
導体を構成する各元素を含む複数の有標金属化合物を所
定の比率で含有する溶液の塗布、焼成により被膜を形成
しているので・容易に膜厚および組成の均一な酸化物超
電導体被膜を有する超電導線材が得られる。
材の製造方法によれば、ペロブスカイト型の酸化物超電
導体を構成する各元素を含む複数の有標金属化合物を所
定の比率で含有する溶液の塗布、焼成により被膜を形成
しているので・容易に膜厚および組成の均一な酸化物超
電導体被膜を有する超電導線材が得られる。
また、実施例に示したように、金属線として面方向の線
膨脹係数が５Ｘ１０−６／Ｋ〜２５Ｘ１０−６／Ｋの素
材を使用するようにすれば、得られる酸化物超電導体被
膜との線膨脹係数が近似し、これにより金属線と被膜と
の接合界面の冷熱サイクルによるひずみの発生が小ざく
、剥離やクラックの発生のおそれがなく、長期にわたっ
て良好な特性を維持（ることができる超電導線材が得ら
れる。
膨脹係数が５Ｘ１０−６／Ｋ〜２５Ｘ１０−６／Ｋの素
材を使用するようにすれば、得られる酸化物超電導体被
膜との線膨脹係数が近似し、これにより金属線と被膜と
の接合界面の冷熱サイクルによるひずみの発生が小ざく
、剥離やクラックの発生のおそれがなく、長期にわたっ
て良好な特性を維持（ることができる超電導線材が得ら
れる。
Claims (7)
- （１）金属線上にペロブスカイト型の酸化物超電導体の
被膜を形成してなる超電導線材を製造するにあたり、 前記酸化物超電導体を構成する各元素を含む複数の有機
金属化合物を所定の比率で含有する溶液を前記金属線上
に塗布し、この塗膜を加熱することにより前記各元素を
含む複数の有機金属化合物を熱分解し、次いで酸素含有
雰囲気中で７００℃〜１０００℃の温度で熱処理して前
記酸化物超電導体の被膜を形成することを特徴とする超
電導線材の製造方法。 - （２）前記酸化物超電導体は、希土類元素を含有するペ
ロブスカイト型の酸化物超電導体であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の超電導線材の製造方法。 - （３）前記酸化物超電導体は、ＡＢａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿
７＿−＿δ系の酸化物超電導体（Ａは、Ｙ、Ｓｃ、Ｙｂ
、Ｌａ、Ｈｏ、Ｄｙ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｇｄ、Ｎｄ、
ＳｍおよびＬｕから選ばれた元素）であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項または第２項記載の超電導線
材の製造方法。 - （４）前記酸化物超電導体は、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系で
あることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の超電
導線材の製造方法。 - （５）前記金属線の線膨脹係数が、５×１０＾−＾６／
Ｋ〜２５×１０＾−＾６／Ｋであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項記載の
超電導線材の製造方法。 - （６）前記金属線が、Ａｇ線からなることを特徴とする
特許請求の範囲第５項記載の超電導線材の製造方法。 - （７）前記酸化物超電導体を構成する各元素を含む有機
金属化合物が、カルボン酸塩であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか１項記載の
超電導線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62133146A JPS63298922A (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | 超電導線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62133146A JPS63298922A (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | 超電導線材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63298922A true JPS63298922A (ja) | 1988-12-06 |
Family
ID=15097803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62133146A Pending JPS63298922A (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | 超電導線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63298922A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS64615A (en) * | 1987-06-23 | 1989-01-05 | Agency Of Ind Science & Technol | Manufacture of oxide superconducting wire material |
| JPS642220A (en) * | 1987-06-25 | 1989-01-06 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Manufacture of ceramic superconductive wire material |
-
1987
- 1987-05-28 JP JP62133146A patent/JPS63298922A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS64615A (en) * | 1987-06-23 | 1989-01-05 | Agency Of Ind Science & Technol | Manufacture of oxide superconducting wire material |
| JPS642220A (en) * | 1987-06-25 | 1989-01-06 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Manufacture of ceramic superconductive wire material |
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