KR920005095B1 - 초전도 재료의 제조방법 - Google Patents
초전도 재료의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR920005095B1 KR920005095B1 KR1019890012569A KR890012569A KR920005095B1 KR 920005095 B1 KR920005095 B1 KR 920005095B1 KR 1019890012569 A KR1019890012569 A KR 1019890012569A KR 890012569 A KR890012569 A KR 890012569A KR 920005095 B1 KR920005095 B1 KR 920005095B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- superconducting
- superconducting material
- manufacturing
- producing
- conductive material
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000004020 conductor Substances 0.000 title 1
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 55
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 13
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 claims 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- -1 wire rods Substances 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YSCUCOSVWLNSLS-UHFFFAOYSA-N [Ba].[Ta] Chemical compound [Ba].[Ta] YSCUCOSVWLNSLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 150000002603 lanthanum Chemical class 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
- H10N60/0801—Manufacture or treatment of filaments or composite wires
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Wire Processing (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 종래 초전도 선재의 제조공정도.
제2도는 종래 초전도 선재 제조에 있어 인발 공정장치의 단면도.
제3도는 종래 초정도 박막 제조방법인 Sputtering 장치의 개략도.
제4도는 제3도에서 Target 제조공정도.
제5도는 본 발명에 의한 초전도 재료(선재, 박막 등)의 제조를 위한 장치의 개략도.
제6도는 제5도에서 선재 제조시의 안내로울러의 단면도.
제7도는 제5도에서 박막 제조시의 안내로울러의 단면도.
제8도는 EDX 분석결과도로서, (a) YBa3Cu2Oy 분말의 형성 후, (b) YBa2Cu3Oy, (c) YBa3Cu2Oy 분말.
본 발명은 초전도 재료(특히 선재, 박막)의 제조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부자재 사용이 거의 없이 연속적인 생산이 가능한 초전도 재료를 제조하는 방법에 관한 것이다.
종래 초전도 재료를 제조하는 선재의 경우를 보면 제1도에 도시한 바와같이 초전도 물질인 산화아듐(Y2O3), 탄삼바륨(BaCO3), 산화동(CuO)을 볼밀(Ball Mill)에서 혼합하거나, 건식혼합을 12-48시간 행하고 이를 800-1000℃ 온도가 유지되는 분위기에서 하소(Calcination)와 소결(Sintering)을 1-3회 반복하여 행한다. 소결이 끝난 분말들을 다시 볼밀에서 미세하게 분쇄하여 일반용 분말을 만든다음 이를 제2도와 같이 인발용 분말(1)을 동(Cu)이나 은(Ag) 등의 파이프(2)내에 봉입하고 인발용 초경다이(3)를 통과시켜 직경(단면적)을 줄여나감으로서 초전도 선재(4)를 얻게 된다. 또한 초전도 박막을 제조하는 방법으로는 스퍼터링(Sputtering), MBE, 증착법(CVD), E-Beam 등의 장치를 이용하여 제조하는 방법이 있다.
그 일예로서 제3도에 도시한 바와같이 스퍼터링(Sputtering) 장치를 이용하는 방법으로서 Y-계 초전도 박막을 제조함에 있어서는 먼저 공침이나 고상반응법에 의해 타아겟트(Target)를 제작하는데 이런 타아겟트 제작은 상기에서 언급한바 있는 초전도 선재의 경우와 같은 초전도물질과 그 공정순서를 동일하게 적용하면서 타아겟트를 제작한다.
스퍼터링은 제3도와 같이 가스도입부(5)와 가스배기구(6)가 있는 아르곤(Ar) 가스 분위기의 챔버(7)내에 양극(Anode)(10)에 설치된 기판(8)과 위에서 제작한 타아겟트(9)를 설치하고 기판(8)에 (+) 전원을, 타아겟트(9)에 (-) 전원을 가하면 아르곤 이온(Ar+)이 타아겟트(9)에 충돌하게 되고 이에따라 타아겟트(9) 물질이온이 나와서 기판(8)에 부착되어 박막을 제조하게 된다.
도면부호중 설명되지 않은 11은 프라즈마이고, 24는 Power(D. C 고전압 또는 라디오파 전압)이다. 상기와 같은 종래의 초전도 재료의 제조방법에는 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 초전도 선재의 제조방법에서는 최종 공정인 인발공정을 수차에 걸쳐 반복하면서 그 직경을 얻게 되는바 이렇게 얻은 파이프에서는 응력발생에 의해 초전도성이 변할 염려가 있어 이를 800-900℃ 온도에서 장시간 열처리를 행하여야 하는 문제점이 있고, 또한 그와같은 방법으로 제조된 선재는 원래 소결하여 만든 초전도체보다 전기저항이 영(Zero)으로 되는 온도 Tc가 떨어진다. 즉, YBa2Cu3Oy의 경우 소결했을 때 Tc가 94K 정도이나 인발과 열처리를 거친 선재의 경우 Tc가 80K 정도로 저하된다.
또한, 전류밀도가 Jc가 수 102A/㎠ 정도로 낮다. 뿐만아니라 그 공정이 매우 복잡하고 장치와 부자재등이 많아서 원가상승을 초래하는 문제점이 있다. 또한 종래의 초전도 박막을 제조하는 경우에 있어서는 별도의 타아겟트를 제작하여야 됨은 물론 그 성형이 어려우며, 열처리 과정에서 분위기 가스의 분압조절과 분위기의 지속 시간 및 온도 선택의 어려움이 있고, 타아겟트 물질에 대한 조성비를 선택하는데 어려움이 있고, 그 전체 공정의 흐름이 복잡하고 필요한 장치와 부자재등이 많아서 원가상승을 초래케 되며, 특히 연속적인 대면적의 제조에 어려움이 있다. 따라서 본 발명은 이러한 제반 문제점을 해소하는데 그 목적이 있다.
이하 본 발명의 기술내용을 구체적으로 설명키로 한다.
제5도는 본 발명인 초전도 재료를 제조키 위한 장치이다. 도면에서 탱크(21) 내부에는 전착액(22)이 채워져 있고 소재(동선 또는 동판)(19)는 탱크(21)내에 있는 다수의 안내로울러(12) (13) (14) (15)에 의해 탱크(21)내를 연속 주행하면서 소재(19)에 전원(16)이 가해진다. 전극(17) (18) 중 전극(17)은 탱크(21)에 연결되어 있고, 전극(18)은 전착액(22)내에 잠겨 있다.
소재(19)는 현재 시판중인 동선 또는 동판으로서 구동되는 안내로울러(12) (13) (14) (15)의 회전에 따라 탱크내를 주행하면서 초전도 물질(23)이 전착된 후 탱크 밖으로 인출하게 된다. 전착액은 초전도 물질(Ln-R-Cu-O-X계)이나 소결체(초전도 물질을 열처리에 의해 소결화시킨 것)와 HNO3, H2O로 채워져 있다.
이때 초전도 물질이나 소결체와 HNO3사이에 초전도 물질이나 소결체 +HNO3→(초전도 물질이나 소결체)(NO2)X+B2O와 같은 반응이 일어난다.
상기에서 초전도 물질이라 함은, Ln : Sc, Y를 포함한 란탄계열의 전물질, R : Ca, Ba, Sr, K, X : F, Cl으로 조성된 원료분말로 된 것을 말한다.
소재(19)와 전찬액(22)내의 전극(17) (18)에 전원(16)을 가하면서 전착액은 용해되어 있던 초전도 물질과 질산기(NO3 -1)로 분해되어 초전도 물질은 소재(19)에 붙게 되어 초전도 물질층(23)이 형성된 재료(20)를 얻게 된다(전착은 전착물질 용액중에 양극 또는 음극으로 침적한 기재와 그 대극 사이에 직류 전류를 통하면 전기분해, 전기영동, 전기석출, 전기침투와 같은 현상이 동시에 일어나면서 기재 표면에 전기적으로 물질이 전착되게 하는 방법이다).
소재(19)는 안내로울러(12) (13) (14) (15)의 주행속도에 따라 전착시간이 조정되므로 물질층의 두께를 조절할 수 있다.
본 발명에 의하여 제조된 초전도 재료는 전기저항이 영이되는 온도 Tc가 80-90K이고, 전류밀도 103A/㎠까지로서 종래의 효과보다 높게 나타났으며, 초전도 박막은 Y-계의 경우 YBa2Cu3Oy의 특성과 거의 대응하였다.
이와같은 전착방법으로 제조한 재료의 EDX 분석 결과를 보면 제8도에서 (a)는 전착액에 용해되기전 열처리가 끝난 분말의 상승점(peak)이며, (b)는 전착방법으로 제조된 초전도 재료의 상승점(peak)로서, (c)의 YBa2Cu3Oy 상승점(peak)와 매우 잘 일치한다.
이상에서와 같이 본 발명은 제조공정이 매우 간단하고 부자재 사용량이 거의 없으며 설비의 간단화와 연속적인 생산으로서 원가절감에 따른 매우 양호한 초전도 재료를 얻을 수 있다.
Claims (7)
- 소재(19)를 초전도 물질, HNO3, H2O로 된 전착액을 통과하도록 주행시키면서 이에 전극을 가하여 소재(19)에 초전도 물질이 전착되도록 함을 특징으로 하는 초전도 재료의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 소재가 선재(線材)임을 특징으로 하는 초전도 재료의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 소재가 박막(薄膜)임을 특징으로 하는 초전도 재료의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 초전도 물질의 조성물이 In-R-Cu-O-X계, Ln : Sc, Y를 포함한 란탄계열의 전물질, R : Ca, Sr, Br, K, X : F, Cl로 됨을 특징으로 하는 초전도 재료의 제조방법.
- 제1항, 제2항, 제3항중 어느 한항에 있어서, 소재가 동(Cu)임을 특징으로 하는 초전도 재료의 제조방법.
- 제1항, 제2항, 제3항중 어느 한항에 있어서, 소재가 은(Ag)임을 특징으로 하는 초전도 재료의 제조방법.
- 제1항, 제2항, 제3항중 어느 한항에 있어서, 소재가 백금(Pt)임을 특징으로 하는 초전도 재료의 제조방법.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019890012569A KR920005095B1 (ko) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 초전도 재료의 제조방법 |
| FR909010779A FR2651376B1 (fr) | 1989-08-31 | 1990-08-29 | Procede de fabrication d'un materiau supraconducteur. |
| JP2230464A JPH03150395A (ja) | 1989-08-31 | 1990-08-31 | 超電導材料の製造方法 |
| DE4027700A DE4027700A1 (de) | 1989-08-31 | 1990-08-31 | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von supraleitern |
| GB9019033A GB2236326A (en) | 1989-08-31 | 1990-08-31 | Making superconductive components by electrodeposition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019890012569A KR920005095B1 (ko) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 초전도 재료의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR910004505A KR910004505A (ko) | 1991-03-28 |
| KR920005095B1 true KR920005095B1 (ko) | 1992-06-26 |
Family
ID=19289498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019890012569A KR920005095B1 (ko) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 초전도 재료의 제조방법 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03150395A (ko) |
| KR (1) | KR920005095B1 (ko) |
| DE (1) | DE4027700A1 (ko) |
| FR (1) | FR2651376B1 (ko) |
| GB (1) | GB2236326A (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19535262A1 (de) * | 1995-09-22 | 1997-03-27 | Josef Dr Heyes | Verfahren zur elektrophoretischen Herstellung von supraleitenden Drähten |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2613285C3 (de) * | 1976-03-29 | 1978-09-21 | Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von supraleitfähigen! Material |
| US4939119A (en) * | 1987-04-22 | 1990-07-03 | Sumitomo Electric Industries, Inc. | Process for producing a superconducting article |
| EP0293981A3 (en) * | 1987-06-04 | 1990-10-10 | Imi Titanium Limited | Processes for the manufacture of superconducting inorganic compounds and the products of such processes |
| JPH01133904A (ja) * | 1987-07-17 | 1989-05-26 | Nisshin Steel Co Ltd | 各種形状の超電導体の作製法 |
| GB8717360D0 (en) * | 1987-07-22 | 1987-08-26 | Chloride Silent Power Ltd | Preparing superconducting ceramic materials |
| DE3731275A1 (de) * | 1987-09-17 | 1989-04-06 | Interatom | Verfahren zur herstellung supraleitender keramischer schichten |
| US4952557A (en) * | 1987-11-09 | 1990-08-28 | Ametek, Inc. | Formation of superconducting articles by electrodeposition |
| CN1035387A (zh) * | 1987-11-09 | 1989-09-06 | 埃米特克有限公司 | 用电沉积的方法形成超导制品 |
| EP0316275A3 (de) * | 1987-11-10 | 1989-08-09 | Ciba-Geigy Ag | Verfahren zur Herstellung von supraleitenden Materialien in an sich beliebiger Form |
| US4939308A (en) * | 1988-04-29 | 1990-07-03 | Allied-Signal Inc. | Method of forming crystallite-oriented superconducting ceramics by electrodeposition and thin film superconducting ceramic made thereby |
| EP0411047A1 (en) * | 1988-04-29 | 1991-02-06 | AlliedSignal Inc. | Superconducting ceramics by electrodeposition |
| US4870051A (en) * | 1988-04-29 | 1989-09-26 | Allied-Signal Inc. | Method of forming superconducting ceramics by electrodeposition |
| JP3780606B2 (ja) * | 1997-03-13 | 2006-05-31 | 松下電工株式会社 | 照明装置および発光装置 |
| JP3805472B2 (ja) * | 1997-04-14 | 2006-08-02 | 富士重工業株式会社 | ヘリコプタ用フレックスビーム |
-
1989
- 1989-08-31 KR KR1019890012569A patent/KR920005095B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1990
- 1990-08-29 FR FR909010779A patent/FR2651376B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1990-08-31 GB GB9019033A patent/GB2236326A/en not_active Withdrawn
- 1990-08-31 DE DE4027700A patent/DE4027700A1/de not_active Withdrawn
- 1990-08-31 JP JP2230464A patent/JPH03150395A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2236326A (en) | 1991-04-03 |
| JPH03150395A (ja) | 1991-06-26 |
| FR2651376A1 (fr) | 1991-03-01 |
| GB9019033D0 (en) | 1990-10-17 |
| KR910004505A (ko) | 1991-03-28 |
| FR2651376B1 (fr) | 1992-06-26 |
| DE4027700A1 (de) | 1991-03-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4939308A (en) | Method of forming crystallite-oriented superconducting ceramics by electrodeposition and thin film superconducting ceramic made thereby | |
| CN88100514A (zh) | 超导器件 | |
| US4952557A (en) | Formation of superconducting articles by electrodeposition | |
| EP0482777B1 (en) | Method for fabricating oxide superconducting coatings | |
| US4870051A (en) | Method of forming superconducting ceramics by electrodeposition | |
| KR920005095B1 (ko) | 초전도 재료의 제조방법 | |
| JPH01159399A (ja) | 任意の形状の超伝導材料の製造方法 | |
| US6332967B1 (en) | Electro-deposition of superconductor oxide films | |
| EP0316143A2 (en) | Formation of superconducting articles by electrodeposition | |
| DE19939144C2 (de) | Verfahren zur metallischen Beschichtung von Hochtemperatur-Supraleiter | |
| JP2595274B2 (ja) | 酸化物系超電導体層の形成方法 | |
| KR940003439B1 (ko) | 전착방법에 의한 초전도체 제조방법 | |
| JP2551624B2 (ja) | 酸化物超電導材の製造方法 | |
| JP2832002B2 (ja) | Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｉ−Ｏ系超伝導薄膜の製造方法 | |
| JP2901243B2 (ja) | 酸化物系超電導線材の製造方法 | |
| JP2524421B2 (ja) | パタ―ン化超電導膜の製造方法 | |
| JP2583577B2 (ja) | Ｂｉ系酸化物超電導材の製造方法 | |
| JPH05163005A (ja) | 酸化物超電導限流導体の製造方法 | |
| CN100373649C (zh) | 采用电泳技术制备大面积高温超导钡钇铜氧厚膜的方法 | |
| Bhattacharya et al. | Electrodeposited Tl–Ba–Ca–Cu–O Superconductors | |
| JP2529746B2 (ja) | 超電導膜の製造方法 | |
| JP2583934B2 (ja) | 酸化物超電導導体の製造方法 | |
| JPH01208322A (ja) | 良電導体の製造方法 | |
| JPH0375103A (ja) | 超電導層の製造方法 | |
| JPH03142887A (ja) | パターン化超電導膜の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| G160 | Decision to publish patent application | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 19961230 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |