KR970009740B1 - 분말법을 이용하여 제조한 은-고온초전도 복합제 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
내용없음.
Description
제1도는 분말법에 의한 고온초전도 선재 및 판재의 가공공정.
제2도는 본 발명에 의해 제조된 초전도 선재의 단면조직.
제3도는 본 발명에 의해 제조된 초전도 선재의 전류-저압 특성.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 분말 2 : 고온초전도체 분말
본 발명은 분말법을 이용한 은-고온초전도선재 제조방법에 관한 것이다.
초전도선재는 초전도자석, 송전선, 초전도전력시스템등에 사용되어진다.
고온초전도체는 높은 임계전이온도로 인해 종전의 초전도체와는 달리 값싼 액체질소를 사용하여 초전도 특성을 이용할 수 있다.
그러나 고온초전도체는 취성이 그 자체로는 선재 형태로 가공하는 것이 어렵기 때문에 연성 및 큰 금속을 이용하여 복합선재 형태로 가공하여 사용하는 것이 제안되었다.
이러한 방법을 이용하여 일본의 스미토모 전기에서는 약제질소 온도에서 임계전류밀도가 40,000A/cm2인 은/BaSrCaCuO 복합 초전도선재를 제조하는데 성공하였다.
이들이 사용한 방법은 은 튜브 안에 (Pb,Bi)2Sr2Ca2Cu3O10조성의 하소한 초전도 분말을 충전시킨 후 이를 인발가공을 통해 선으로 가공한 후 이를 다시 압연 및 열처리를 반복하여 두께와 폭이 얇으며 초전도입자가 일방향으로 배열되게 하여 높은 전류밀도를 얻는 방법이다.
그러나 이 방법에서는 우선 튜브를 가공하여야는 단점이 있고 이 과정중에 불순물이 혼입될 가능성이 있으며 튜브 내에 충진하는 초전도분말을 밀도를 조절하기 어려우며 튜브 내에 충진하는 초전도체의 성형모양을 조절할 수 없다는 것이다.
본 발명에서는 상술한 결점을 해결하기 위한 것으로서 그 요지를 상세히 설명하면 다음과 같다.
(가) 금속 온튜브 대신에 은 분말 또는 M僅등이 첨가된 은복합분말을 사용한다.
(나) 적당한 압력으로 성형한 초전도성형체를 제1도와 같은 공정을 통해 은분말 내부에 충진한다.
이와같이된 본 발명의 작용을 설명하면 금속 은튜브 대신에 고순도의 은분말을 사용함으로서 튜브가공중 불순물의 혼입을 최소화할 수 있고 은 내부에 충진하는 초전도분말을 성형한 후 은분말을 주위에 채워 성형하므로 기하학적인 측면에서 초전도 성형체의 형태 및 칫수 제한이 없다.
따라서 복잡한 형태의 분말 성형체에 있어서도 초전도체의 밀도를 자유롭게 변화시킬 수 있다. 그러나 은 튜브를 사용하는 경우에는 미리 성형한 초전도체 성형체를 은튜브에 충진한기 위해서는 정밀하게 설계된 금형이 필요하게 된다.
그리고 또한 초전도체를 복잡한 형태로 가공하더라도 은 분말을 유동성이 커 가공상에 문제가 없다.
상기와 같은 장점이 있는 본 발명에 의한 분말법에 의한 초전도선재 제조방법은 다음과 같다.
제1도에 나타낸 바와 같이 먼저 초기 원료인 PbO, Bi2O3, SrCO3(또는 SrO), CaCO3(또는 CaO), CuO 분말을 사용하여 공기중 800-840도에서 20시간 하소하여 초전도상인 (Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3O8와 제2상들이 혼합된 덩어리를 만들고 이를 분쇄하여 200매쉬이하인 크기의 미세분말로 만든다. 분말을 몰드를 이용하여 성형한 후 이를 은 분말 내부에 위치시켜 최종 형태의 몰드로 은 분말과 초전도 성형체의 복합물질을 만든다.
이를 750-860도에서 5시간이상 열처리하여 은분말 간의 결합력을 높인다.
열처리된 은-초전도 복합성 형체를 압연, 인발 또는 압출공정을 통해 사용가능한 칫수로 가공한다.
이에 가공중간에 800-850도의 온도에서 열처리를 2회 이상 실시한다.
최종 가공된 은 -초전도체 복합 선재 또는 판재는 800-860도에서 12시간 이상 열처리하여 초전도입자가 일방향으로 잘 배열된 고입계 전류밀도 은-초전도 복합선재 또는 판재를 제조한다.
또한 이 방법은 은과 반응하지 않은 Bi게 초전도체 이외의 다른 세라믹 재료에도 적용가능하다.
실시예
실시예 1
Pb : Bi : Sr : Ca : Cu=0.4 : 1.6 : 2 : 2 : 3인 조성인 Bi2O3, PbO, SrCo3, CuO 분말을 균일하게 혼합하여 알루미나 도가니에 장입한 후 820도에서 24시간 하소하였다. 이 공정을 3회 반복하였다. 하소체를 막자사발을 이용하여 분쇄하여 200매쉬 이하의 미세한 분말을 얻었다.
이 분말을 500Kg/cm2의 압력으로 금형으로 사용하여 성형한 후 이초전도 성행체를 은 분말 내부에 넣어 이를 금형을 사용하여 500Kg/cm2의 압력으로 성형하였다.
성형한 은-초전도 복합체를 820도에서 24시간 열처리하였다. 이때 50/도시간의 속도로 천천히 가열하였다.
열처리된 은-초전도 복합체를 압연을 통해 0.2mm 두께로 가공하였다. 이 과정중 820도에서 24시간 동안 3회의 중간열처리를 행하였다. 0.2mm 두께의 선재를 840도에서 50시간 열처리한 후 다시 0.1mm 두께로 압연하였다.
압연한 선재를 840도에서 100시간 열처리하였다. 제2도는 상기 방법을 거쳐 제조한 은-초전도 복합체의 단면사진이다.
제3도는 상기 방법으로 제조한 은-초전도 복합선재의 77K에서의 전류-전압특성곡선으로 임계전류 밀도는 3,500A/cm2이다.
Claims (2)
- PbO, Bi2O3, SrCO3(또는 SrO), CaCO3(또는 CaO), CuO 분말을 사용하여 공기중 하소하여 초전도상인 (Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3O8와 제2상들이 혼합된 덩어리를 만들고 이를 분말을 몰드로 성형한 후 이를 은분말 내부에 위치시켜 최종형태의 몰드로 은분말과 초전도 성형체의 복합물질을 만들고 열처리된 은-초전도 복합성 형체를 압연, 인발 또는 압출공정을 통해 가공하고 중간 열처리 및 최종열처리하여 제조된 것을 특징으로 하는 분말법을 이용하여 제조한 은-고온초전도 복합재.
- PbO, Bi2O3, SrCO3(또는 SrO), CaCO3(또는 CaO), CuO 분말을 사용하여 공기중 하소하여 초전도상인 (Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3O8와 제2상들이 혼합된 덩어리를 만들고 이를 분쇄시켜 분말을 몰드로 성형한 후 이를 은분말 내부에 위치시켜 최종형태의 몰드로 은분말과 초전도 성형체의 복합물질을 만들고 열처리된 은-초전도 복합성형체를 압변, 일반 또는 압출공정을 통해 가공하고 중간 열처리 및 최종열처리하여 제조하는 것을 특징으로 하는 분말법을 이용하여 제조한 은-고온초전도 복합재 및 그의 제조방법.
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