KR0174386B1 - 고온 초전도 다중코아 선재의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 임계전류밀도 및 전류의 흐름을 향상시키기 위한 산화물 초전도 선재의 제조방법에 관한 것으로, 압연공정중 냉강압연(cold-rolling)에 사용되는 로울러 간격을 0.05㎜/회 이하로 줄이면서 압연하여 밀도를 향상시키고 결정립을 배향시킨 코아를 제조한 다음, 각각의 코아를 여러가닥으로 묶은 후 연성이 좋은 금 속의 피복(sheath)에 장입하고 드로잉(drawing)하여 산화물계 고온 초전도 다중코아(multi-core) 선재를 제조하였다.
Description
제1도는 Bi계 단일코아 선재의 임계전류밀도를 나타내는 그래프로서,
(a)는 종래의 방법에 의해 제조된 선재의 임계전류밀도를,
(b)는 본 발명의 방법으로 제조한 선재의 임계전류밀도를 나타내는 것이다.
본 발명은 임계전류밀도 및 전류의 흐름을 향상시키기 위한 산화물 초전도 선재의 제조방법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 압연공정중 냉간압연(cold-rolling)에 사용되는 로울러 간격을 0.05㎜/회 이하로 줄이면서 압연하여 밀도를 향상시키고 결정립을 배향시킨 코아를 제조한 다음, 각각의 코아를 여러가닥으로 묶은 후 연성이 좋은 금 속의 피복(sheath)에 장입하고 드로잉(drawing)함을 특징으로 하는 고온 초전도 다중코아 선재의 제조방법에 관한 것이다.
최근에 임계전이온도(Tc, Zero, superconducting transition temperature)가 각각 92K, 110K, 120K인 Y-Ba-Cu-O계, Bi-Sr-Ca-Cu-O계, Ti-Ba-Ca-Cu-O계 등의 고온 초전도체가 발견된 이후로, 이들 초전도체의 특성을 향상시키고, 또 이를 응용하려는 연구가 다각적으로 수행되고 있다.
초전도체를 응용하려면 박막이나 후막, 또는 선재로 제조하여야 하는데, 특히 선재는 초전도의 응용분야 중에서 중전기분야와 전자분야에 많이 이용될 뿐만아니라 선재를 코일상으로 가공하고 자석화하여 강력한 자장을 형성시키는 방법을 이용한 전력응용 및 전력의 수송에 있어 중요하다.
그러나, 고온 초전도체는 산화물이기 때문에 선재화가 용이하지 않고 제조된 선재는 임계전류밀도가 낮은 단점이 있었다.
예를들어, J. Lohle 등의 J. Appl. Phys. 68(2), 15, July, 1990에는 선재의 굴곡성(flexibility)을 향상시키고 전류의 흐름을 크게하기 위해서 파우더-인-튜브 방법(powder-in-tube technique)을 이용하여 다중코아로된 선재를 제조한 결과, 제조한 선재의 내경은 0.55㎜인데 반하여 결정립의 배향이 되지 않았기 때문에 임계전류밀도가 750A/㎠, 선재의 전류의 흐름이 2.7A인 결과를 나타낸다고 기재되어 있지만, 산화물 초전도체를 선재로서 실용화 하려면 임계전류밀도가 105A/㎠이상이 되어야 하므로 아직도 많은 문제점을 갖고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 밀도와 결정립의 배향을 향상시킴으로서 임계전류밀도가 향상된 고온 초전도 선재의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 상기 방법으로 제조된 각각의 코아를 여러가닥으로 묶은후 드로잉하여 목적하는 길이 및 두께를 갖는 다중코아 선재를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
상술한 목적 뿐만아니라 용이하게 표출될 수 있는 또다른 목적을 해결하기 위하여 본 발명에서는 선재 제조시 압연공정(드로잉(drawing), 냉간압연(cold-rolling), 가압(pressing))중에서 냉간압연시 로울러의 간격을 냉간압연 횟수에 따라 0.05㎜/회 이하로 줄이면서 압연하여 코아의 밀도를 높이고 결정립을 배향시켜 초전도 선재를 제조하고, 상술한 방법으로 제조된 각각의 코아를 여러가닥으로 묶은 수 연성이 좋은 금 속의 피복(sheath)에 장입하고 드로잉하여 원하는 길이 및 두께를 갖는 고온 초전도 다중코아 선재를 제조하였다.
즉, 본 발명은 상술한 종래의 초전도 선재 제조방법의 문제점을 해결하기 위해서 Y-계 또는 Bi-계 초전도 산화물 분말을 이용해서 금속피복 가공법에 의해 다중코아로 된 선재를 제조할 때, 압연공정중 냉간압연의 방법을 변화시켜 밀도가 높고, 결정립을 배향시킨 코아를 제조한 다음, 제조된 각각의 코아를 적층하여 연성이 좋은 금속튜브(Au, Ag-튜브 등)에 장입한 후 드로잉하여 다중코아 선재로 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명을 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
YBa2Cu3Ox와 Bi1.6Pb0.4Sr2Ca2Cu3Oy를 기본조성으로 하는 장입용 분말을 일반적인 세라믹스 공정의 고상법을 통하여 제조한 다음, 제조된 초전도 분말을 Ag 튜브에 장입한 후 드로잉하여 제조한 선재를 1차 열처리 한다음, 로울러(roller)의 간격을 0.01~0.05㎜/회로 줄여가면서 냉간압연기(cold-roller)에서 압연하여 테이프를 제조하고, 제조한 테이프를 소결(2차 열처리)한 후, 여러묶음으로 적층하여 Ag-튜브에 넣어 원하는 두께로 드로잉한 후 3차 열처리를 행하여 다중코아로 된 선재를 제조하였다. 이때 Y-계 선재의 1, 2 및 3차 열처리 조건은 900~930℃, 산소분위기에서 5~10시간이었고, Bi-계의 1, 2 및 3차 열처리 조건은 840~860℃, 공기중에서 50~100시간이었다. 다음은 고온 초전도 다중코아 선재의 제조공정을 간략하게 표현한 것이다.
Y-계, Bi계 초전도분말→ Ag 튜브에 장입→ 드로잉(drawing)→ 1차 열처리 → 냉간압연, 가압(pressing) → 2차 열처리 → 각각의 코아를 Ag튜브에 장입 → 드로잉 → 3차 열처리.
다음의 실시예는 본 발명을 좀더 구체적으로 설명하는 것이지만, 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
Bi2O3(99.9%), PbO(99.999%), SrCO3(99.99%), CaCO3(99.99%)와 CuO(99.9%)를 Bi1.6Pb0.4Sr2Ca2Cu3Oy의 조성이 되도록 몰비로 정확히 측량하여 테프론 자르(Teflon jar)에 넣고 플래니터리 밀(Planetary mill)을 사용하여 4시간동안 혼합하였다. 이때 용매로는 아세톤을, 매체로는 YTZ볼(ball)을 사용하였다. 혼합된 분말을 공기분위기하에서, 800℃에서 20시간동안 2회 하소한 후, 하소한 분말을 공기분위기하에서, 845℃에서 소결하여 분쇄하고 건조하여 장입용 고온 초전도 분말을 제조하였다.
제조된 초전도 분말을 외경 10㎜, 내경 8㎜인 Ag튜브에 장입한 후 튜브외경이 4㎜정도가 되도록 드로잉한 다음 845℃에서 50시간정도 1차 열처리를 행하고, 열처리 완료 후 로울러의 간격을 0.01~0.05㎜/회로 줄여가면서 냉간압연한 후 845℃에서 50시간정도 2차 열처리를 행하여 테이프를 제조한다.
제조된 테이프를 5개 묶음으로 적층하여 상술한 Ag튜브에 장입한 후 원하는 두께로 드로잉한후 845℃에서 50시간 열처리하여 본 발명의 고온 도전도 다증코아 선재를 제조하였다.
본 발명의 방법으로 제조된 선재와 통상의 방법으로 제조된 선재를 비교하기 위하여 상기 실시예중 2차 열처리까지 행한것과 통상의 방법 즉, 일정한 조건으로 냉간압연을 행한것의 임계전류밀도를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 방법을 사용하여 측정하고 그 결과를 제1도에 그래프로 도시하였다.
제1도로부터 알수 있는 바와같이 냉간압연기의 로울러 간격을 0.05㎜/회로 하면 a-b방향으로 결정립에 배향성이 종래의 방법보다 증가되므로 본 발명의 방법으로 제조된 고온 초전도 선재는 임계전류밀도가 향상된다.
상술한 바와같이, Y-계 또는 Bi-계 고온 초전도체를 이용한 다증코아 선재 제조시 압연공정중 냉간압연의 방법을 변화시킴으로서 종래의 방법으로 제조된 선재보다 밀도와 결정립배향이 향상됨으로서 임계전류밀도가 향상되었으며 전류의 흐름이 증가되었다. 그러나, 다중코아 선재 제조시 각각의 코아를 이처럼 배향된 선재를 사용하면 그렇지 않은 경우(J,Iohe등)보다 Jc가 높고, 연성이 향상된 다증코아 선재를 제조할 수 있을 것으로 생각된다.
Claims (1)
- 금속피복가공법을 이용한 산화물계 고온초전도 다중코아(multi-core)선재의 제조방법에 있어서, 압연공정중 냉간압연시 로울러의 간격을 0.05㎜/회 씩 줄이면서 로울링(Rolling)하고 열처리하여 산화물계 고온 초전도 선재를 제조하고, 상기 방법으로 제조된 각각의 산화물계 고온초전도 선재를 둘이상의 가닥으로 묶은 후 연성이 좋은 금속피복(sheath)에 장입하여 드로잉(drawing)하고, 열처리하는 것을 특징으로 하는 산화물계 고온 초전도 다증코아 선재의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019910001640A KR0174386B1 (ko) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 고온 초전도 다중코아 선재의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019910001640A KR0174386B1 (ko) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 고온 초전도 다중코아 선재의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR920015396A KR920015396A (ko) | 1992-08-26 |
| KR0174386B1 true KR0174386B1 (ko) | 1999-04-01 |
Family
ID=19310533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019910001640A KR0174386B1 (ko) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 고온 초전도 다중코아 선재의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR0174386B1 (ko) |
-
1991
- 1991-01-31 KR KR1019910001640A patent/KR0174386B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR920015396A (ko) | 1992-08-26 |
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