NO891169L

NO891169L - PROCEDURE FOR THE MANUFACTURING OF SUPERVISORS WITH HIGH CRITICAL TEMPERATURE, AND OUTPUT MATERIALS THEREOF.

Info

Publication number: NO891169L
Application number: NO89891169A
Authority: NO
Inventors: Jan Edgar Evetts; Derek John Fray
Original assignee: Cambridge Advanced Materials
Priority date: 1987-07-23
Filing date: 1989-03-17
Publication date: 1989-03-17
Also published as: NO891169D0

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av supraledere med høy kritisk temperatur, og utgangsmaterialer derfor. Process for the production of superconductors with a high critical temperature, and starting materials therefore.

OppfinnelsesområdeField of invention

Oppfinnelsen vedrører supraledende keramiske materialer og deres fremstilling og er rettet på forbedringer i fabrika-sjonen av supraledende materialer med høy kritisk temperatur for å danne komponenter og ledninger. The invention relates to superconducting ceramic materials and their manufacture and is directed to improvements in the fabrication of superconducting materials with a high critical temperature to form components and wires.

Bakgrunn for oppfinnelsenBackground for the invention

Skjønt supraledende komponenter og ledninger har vært tilgjengelige i noen år, har de generelt vært basert på metallforbindelser. Eksempler på eksisterende kommersielle materialer er NbTi legeringer og A15 intermetalliske forbindelser slik som Nb3Sn. En ny klasse av supraledende oksyd-faser med svært høy kritisk temperatur og høy feltstyrke (kjent som keramiske supraledere), presenterer nye anvendel-sesmuligheter av supraledningsevne men fremkaller nye problemer i forbindelse med utformingen av komponenter og ledninger, p.g.a. den sprø karakter av det involverte material. Det er sannsynlig at andre keramiske supraledende materialer-(slik som svovelnitrid og molybdennitrid) vil gi lignende problemer. Although superconducting components and wires have been available for some years, they have generally been based on metallic compounds. Examples of existing commercial materials are NbTi alloys and A15 intermetallic compounds such as Nb3Sn. A new class of superconducting oxide phases with a very high critical temperature and high field strength (known as ceramic superconductors) presents new application possibilities of superconductivity but provokes new problems in connection with the design of components and wires, due to the brittle nature of the material involved. It is likely that other ceramic superconducting materials (such as sulfur nitride and molybdenum nitride) will present similar problems.

Disse keramiske materialer har først og fremst en naturlig sprøhet, og dette fører til akutte problemer når det gjelder understøttelsen av en leder under betingelser med mekanisk stress som man støter på i en rekke anvendelser i forbindelse med høy feltstyrke. I deres optimale supraledende tilstand er disse materialer for det andre svært kjemisk aktive, idet de spesielt utviser ekstrem følsomhet overfor tilstedeværel-sen av oksygen og fuktighet, og på bakgrunn av deres ekstreme kjemiske aktivitet, er komponentene også ømfintlige overfor korrosjon og nedbrytning som skyldes omgivelsene. These ceramic materials primarily have a natural brittleness, and this leads to acute problems in supporting a conductor under conditions of mechanical stress encountered in a variety of high field strength applications. Secondly, in their optimal superconducting state, these materials are highly chemically active, in particular exhibiting extreme sensitivity to the presence of oxygen and moisture, and on the basis of their extreme chemical activity, the components are also susceptible to corrosion and degradation due to the environment .

For det tredje vil den sprø karakter av disse keramiske materialer begrense bearbeidelse av disse materialer i fast form til ledninger og komponenter, og gjør det videre vanske-lig å oppnå, på en kontrollert måte, de spesielle mikrostruk-turer som er nødvendige dersom disse materialer skal under-støtte den høye supraledende kritiske strømtetthet som er nødvendig for de fleste kommersielle anvendelser. Thirdly, the brittle nature of these ceramic materials will limit processing of these materials in solid form into wires and components, and further makes it difficult to achieve, in a controlled manner, the special microstructures that are necessary if these materials should support the high superconducting critical current density required for most commercial applications.

Oppsummering av oppfinnelsenSummary of the invention

I henhold til et aspekt av den foreliggende oppfinnelse omfatter et utgangsmaterial, hvorfra en keramisk supraleder skal dannes, en keramisk basis og en utbyttbar keramisk mikrostruktur-bestanddel som gir kombinasjonen betydelig formbarhet for å muliggjøre gjennomføring av termomekanisk bearbeiding for fremstilling av en ønsket form eller konfigurasjon av det kombinerte material, idet ovennevnte bestanddel kan byttes ut med et annet material som gir de ønskede supraledende egenskaper til det kombinerte material. According to one aspect of the present invention, a starting material from which a ceramic superconductor is to be formed comprises a ceramic base and an exchangeable ceramic microstructure component which provides the combination with significant malleability to enable thermomechanical processing to be performed to produce a desired shape or configuration of the combined material, as the above-mentioned component can be replaced with another material which gives the desired superconducting properties to the combined material.

I henhold til et annet aspekt av oppfinnelsen, har man tilveiebragt en fremgangsmåte for fremstilling av et According to another aspect of the invention, a method for producing a

supraledende keramisk basert material, hvori en bestanddel av den keramiske mikrostruktur som er nødvendig for å fremstille de supraledende egenskaper (supraledningsevne-bestanddelen), substitueres eller erstattes under i det minste et initielt superconducting ceramic-based material, in which a component of the ceramic microstructure necessary to produce the superconducting properties (the superconductivity component) is substituted or replaced under at least an initial

trinn i fremstillingsprosessen, av en bestanddel som tilveie-bringer den keramiske mikrostruktur med betydelig formbarhet, slik at materialet kan bearbeides termomekanisk i fast tilstand, hvorpå den substituerte bestanddel erstattes med den supraledende bestanddel. step in the manufacturing process, of a component that provides the ceramic microstructure with considerable malleability, so that the material can be processed thermomechanically in the solid state, after which the substituted component is replaced with the superconducting component.

Således, ved en fremgangsmåte for fremstilling av en bestanddel fra et supraledende keramisk basert material, er den keramiske mikrostruktur kontrollert under den termomekaniske bearbeiding av materialet i fast form, slik at det keramiske material har en spesiell kjemisk sammensetning som gir materialet formbarhet, og etter anvendelse av den termo mekaniske bearbeiding av materialet i fast tilstand for fremstilling av den endelige ønskede form av bestanddelen, justeres den kjemiske sammensetning av materialet til å gi materialet de ønskede supraledende egenskaper. Thus, in a method for producing a component from a superconducting ceramic-based material, the ceramic microstructure is controlled during the thermomechanical processing of the material in solid form, so that the ceramic material has a special chemical composition that gives the material malleability, and after use of the thermo-mechanical processing of the material in the solid state to produce the final desired form of the component, the chemical composition of the material is adjusted to give the material the desired superconducting properties.

Etter bearbeiding, endres den kjemiske sammensetning av materialet fordi formbarhet ved høy temperatur og gode supraledende egenskaper ikke vil kunne finnes sammen i keramiske forbindelser som utviser supraledende egenskaper. After processing, the chemical composition of the material changes because formability at high temperature and good superconducting properties cannot be found together in ceramic compounds that exhibit superconducting properties.

For å unngå tvil, skal uttrykkene supraleder og supraledende material som anvendt heri, bety materialer som er i stand til supraledningsevne. For the avoidance of doubt, the terms superconductor and superconducting material as used herein shall mean materials capable of superconductivity.

Den keramiske mikrostruktur med den substituerte bestanddel har betydelig formbarhet (typisk med en Vickers-hardhetsverdi som er lik eller mindre enn den for stål), i det minste ved økte temperaturer hvorved vanlig anvendte termomekaniske bearbeidingsprosedyrer gjennomføres (typisk omtrent 7 0 0°C), skjønt materialet kan ha betydelig formbarhet selv ved romtemperatur i noen tilfeller. The ceramic microstructure with the substituted component has significant formability (typically with a Vickers hardness value equal to or less than that of steel), at least at the elevated temperatures at which commonly used thermomechanical machining procedures are carried out (typically about 700°C), although the material can have considerable malleability even at room temperature in some cases.

Sammensetningen av materialet endres passende midlertidig for å forbedre formbarheten, ved tilsetning av et halid, særlig et fluorid.' The composition of the material is suitably changed temporarily to improve formability, by the addition of a halide, particularly a fluoride.'

Således, hvor det supraledende keramisk baserte material skal være et oksyd-fase eller oksy-halid-fase keramisk material, kan materialet fremstilles, enten initialt eller ved et mellomliggende trinn, som et halid for å vise forbedret formbarhet, og etter termomekanisk bearbeiding, kan materialet oksyderes for å fjerne og erstatte noe eller hele halidbestanddelen for å gi den supraledende oksyd eller oksy-halid-f asen. Thus, where the superconducting ceramic-based material is to be an oxide-phase or oxy-halide-phase ceramic material, the material can be prepared, either initially or at an intermediate step, as a halide to show improved formability, and after thermomechanical processing, can the material is oxidized to remove and replace some or all of the halide component to give the superconducting oxide or oxy-halide phase.

Oksydasjon, for å fjerne halid, kan f.eks. gjennomføres ved å oppvarme materialet i ren oksygengass, idet partialtrykket for oksygen kontrolleres om nødvendig for å oppnå den ønskede oksydasjonsgrad. Alternativt, kan oksydasjon gjennomføres elektrokjemisk ved at en oksygenelektrolytt (slik som Bi203-Y2°3-Y2°3•Zr02eller CaC0.Zr02) og en halidelektrolytt (slik som LaF3for fluorider) anbringes i kontakt med materialet og hvorpå et passende elektriskt potensial påtrykkes over elektrolytten. Halid-elektrolytten vil ikke være nød-vendig i alle tilfeller, og det vil være mulig å oppnå det ønskede resultat ved å påtrykke et passende potensial til oksygenelektrolytten. Oxidation, to remove halide, can e.g. is carried out by heating the material in pure oxygen gas, the partial pressure of oxygen being controlled if necessary to achieve the desired degree of oxidation. Alternatively, oxidation can be carried out electrochemically by placing an oxygen electrolyte (such as Bi203-Y2°3-Y2°3•Zr02 or CaC0.Zr02) and a halide electrolyte (such as LaF3 for fluorides) in contact with the material and applying a suitable electrical potential over the electrolyte. The halide electrolyte will not be necessary in all cases, and it will be possible to achieve the desired result by applying a suitable potential to the oxygen electrolyte.

Dersom man ønsker en ledning, kan det formbare material dannes til en ledning ved hjelp av vanlige ledningsbearbei-dings-teknikker, typisk ved hjelp av trådtrekking, ekstrudering eller smiing. If a wire is desired, the malleable material can be formed into a wire using common wire processing techniques, typically by means of wire drawing, extrusion or forging.

Materialet kan også omfatte en kompositt med passende kledning og indre struktur, som beskrevet i søkernes samtidige internasjonale ansøkning nr. PCT/GB88/00381, og om ønsket, kan kun utvalgte deler av kompositten gjøres formbare mens andre deler forblir sprø eller i form av et pulver, under fremstillingsprosessen. The material may also comprise a composite with suitable cladding and internal structure, as described in the applicant's concurrent international application No. PCT/GB88/00381, and if desired, only selected parts of the composite may be made malleable while other parts remain brittle or in the form of a powder, during the manufacturing process.

Et særlig fordelaktig trekk ved den beskrevne fremgangsmåten som vedrører bearbeiding av den formbare ledning, er dannel-sen av en langstrakt teksturert mikrostruktur. En slik mikrostruktur er kjent å være svært fordelaktig for under-støttelse av en høy kritisk strømtetthet i vanlige kommersielle supraledere (f.eks. formbare NbTi legeringer). Etter termomekanisk bearbeiding, kan ledningen underkastes ytterligere varmebehandling før omdannelse til den påkrevde supraledende fase. Materialet kan justeres til den påkrevde sammensetning for optimale supraledende egenskaper ved hjelp av mer enn bare ett trinn, og en rekke omdannelsestrinn kan anvendes for å oppnå fullstendig supraledningsevne. A particularly advantageous feature of the described method relating to the processing of the malleable wire is the formation of an elongated textured microstructure. Such a microstructure is known to be very advantageous for supporting a high critical current density in common commercial superconductors (eg malleable NbTi alloys). After thermomechanical processing, the wire may be subjected to further heat treatment prior to conversion to the required superconducting phase. The material can be tuned to the required composition for optimal superconducting properties using more than just one step, and a series of conversion steps can be used to achieve complete superconductivity.

En fullstendig bearbeidet leder kan justeres elektrokjemisk til sin optimale sammensetning og oksydasjonstilstand eller valenstilstand, for å maksimalisere dens supraledende egenskaper, som beskrevet i søkernes samtidige internasjonale ansøkning nr. PCT/GB88/00381. A fully processed conductor can be electrochemically tuned to its optimal composition and oxidation state or valence state, to maximize its superconducting properties, as described in applicants' co-pending International Application No. PCT/GB88/00381.

I overensstemmelse med et annet trekk av oppfinnelsen, har orienteringen av den keramiske materialstruktur spesielt blitt funnet å være betydelig forbedret for å tillate opp-nåelse av høye kritiske strømtettheter ved å titrere oksygen ut av det rene oksyd-supraledende keramiske material og deretter tillate at oksygen vender tilbake for å gjenopprette likevekten over en tidsperiode. In accordance with another feature of the invention, the orientation of the ceramic material structure in particular has been found to be significantly improved to allow high critical current densities to be achieved by titrating oxygen out of the pure oxide superconducting ceramic material and then allowing oxygen to returns to restore equilibrium over a period of time.

Titrering kan gjennomføres ved anvendelse av en fast elek-trolytt hurtig ionisk leder i kontakt med supralederen og elektrokjemisk titrering av oksygen fra den sistnevnte inn i elektrolytten. Oksygennivået i det supraledende keramiske material kan gjenopprettes ved å tillate at støkiometrien når dens likevektsverdi ved sakte avkjøling eller ved reversering av den elektrokjemiske prosess. Titration can be carried out using a solid electrolyte fast ionic conductor in contact with the superconductor and electrochemical titration of oxygen from the latter into the electrolyte. The oxygen level in the superconducting ceramic material can be restored by allowing the stoichiometry to reach its equilibrium value by slow cooling or by reversing the electrochemical process.

Materialet, i tillegg eller alternativt, kan ytterligere bearbeides for å maksimalisere dets supraledende egenskaper ved påfølgende varmebehandlinger i vakuum eller gass med lavt trykk, på den ene siden, og i gass med et høyt partialt trykk av oksygen, på den annen side. På denne måte kan sammensetningen foråndres i en rekke adskilte varmebehandlingssyklu-ser . The material, additionally or alternatively, can be further processed to maximize its superconducting properties by subsequent heat treatments in vacuum or low pressure gas, on the one hand, and in gas with a high partial pressure of oxygen, on the other hand. In this way, the composition can be changed in a number of separate heat treatment cycles.

Supralederen kan kreves å være i form av en tape eller bestanddel med en spesiell form. I et slikt tilfelle kan det formbare keramiske material varme-formes ved valsing eller smiing. The superconductor may be required to be in the form of a tape or component with a particular shape. In such a case, the malleable ceramic material can be heat-formed by rolling or forging.

Materialet kan klees og kan ha en kompositt-struktur som i The material can be dressed and can have a composite structure such as i

tilfellet med en ledning. Etter formgivning for å oppnå den ønskede form og mikrostruktur, kan sammensetningen og oksyda-sjonstilstanden eller valenstilstanden justeres som beskrevet over i tilfellet med en ledning. the case of a wire. After shaping to achieve the desired shape and microstructure, the composition and oxidation state or valence state can be adjusted as described above in the case of a wire.

Oppfinnelsen omfatter også en alternativ bearbeidingsmetode, hvorved det keramiske material sammenpresses initialt og bearbeides delvis i form av et sprøtt pulver (eller fordeling av forskjellige sprø og formbare pulvere). Passende kledning og passende separasjons-barrierer kan innlemmes. Etter par-tiell bearbeiding, omdannes det sprø pulver som eventuelt skal bli det supraledende material, elektrokjemisk eller på annen måte til en keramisk fase med formbarhet, og termomekanisk bearbeiding av materialet i fast form gjennomføres på en slik måte som beskrevet over, hvoretter den formbare fase endres, f.eks. til en oksyd- eller oksy-halid-fase, for å tilveiebringe de ønskede supraledende egenskaper. The invention also includes an alternative processing method, whereby the ceramic material is initially compressed and partially processed in the form of a brittle powder (or distribution of different brittle and malleable powders). Suitable cladding and suitable separation barriers can be incorporated. After partial processing, the brittle powder, which is eventually to become the superconducting material, is converted electrochemically or in some other way into a ceramic phase with malleability, and thermomechanical processing of the material in solid form is carried out in such a way as described above, after which the malleable phase changes, e.g. to an oxide or oxy-halide phase, to provide the desired superconducting properties.

For visse anvendelser kan det være passende å fjerne de deler av kompositten som er forbundet med tilpassing av sammensetningen, før optimalisering av supralederen. Således, hvor f.eks. kopper/kopperoksyd anvendes som et kilde- eller synkematerial, og/eller hurtige ioniske ledere anvendes for å understøtte substitusjons- (eller kontroll-) trinnet, kan det være nødvendig å fjerne et slikt kilde- eller synkematerial og hurtige ioniske ledere før bearbeidingen av det keramiske material for å øke dets supraledende egenskaper. For certain applications, it may be appropriate to remove the parts of the composite associated with composition customization, prior to optimizing the superconductor. Thus, where e.g. copper/copper oxide is used as a source or sink material, and/or fast ionic conductors are used to support the substitution (or control) step, it may be necessary to remove such source or sink material and fast ionic conductors before processing it ceramic material to increase its superconducting properties.

Oppfinnelsen skal nå beskrives ved hjelp av et eksempel med henvisning "til figur 1 i vedføyde tegning som viser hvordan en sirkulær del av kompositten i form av en ledning kan oppbygges i overensstemmelse med oppfinnelsen, og med henvisning til forskjellige eksempler og tester som er gjennomført på de supraledende oksyd-fase keramiske materialer . The invention will now be described by means of an example with reference to figure 1 in the attached drawing which shows how a circular part of the composite in the form of a wire can be constructed in accordance with the invention, and with reference to various examples and tests which have been carried out on the superconducting oxide-phase ceramic materials.

Figur 1 er et tverrsnitt gjennom en ledning som kan virke som en supraleder og som er oppbygd i overensstemmelse med oppfinnelsen. Figure 1 is a cross-section through a wire which can act as a superconductor and which is constructed in accordance with the invention.

I tegningen, er en koppertråd 24 omgitt av kopperoksyd 26, inne i et rør av yttriumoksyd-bismutoksyd 52 som danner en oksygen-ioneleder som selv er omgitt av et lag 48 av yttri umoksyd-barium-kopperoksyd-supraleder. Dette er igjen omgitt av et lantan-fluoridlag 50 som danner en fluor-ioneleder. Et lag av porøs platina 56 sørger for etableringen av et elektriskt potensial gjennom sammenføyningen, for å muliggjøre at elektrokjemisk titrering av oksygen og fluor gjennomføres. In the drawing, a copper wire 24 is surrounded by copper oxide 26, inside a tube of yttria-bismuth oxide 52 which forms an oxygen-ion conductor which is itself surrounded by a layer 48 of yttria-barium-copper oxide superconductor. This is again surrounded by a lanthanum fluoride layer 50 which forms a fluorine ion conductor. A layer of porous platinum 56 provides for the establishment of an electrical potential through the junction, to enable electrochemical titration of oxygen and fluorine to be carried out.

I en serie tester for å etablere forandringen i hardhet og formbarhet, ble en rekke prøver av oksyd-fase- og oksy-halid-fase-supraledende keramiske materialer fremstilt og testet. In a series of tests to establish the change in hardness and formability, a number of samples of oxide-phase and oxy-halide-phase superconducting ceramic materials were prepared and tested.

Eksempel 1Example 1

Ved anvendelse av følgende utgangsmaterialer:When using the following starting materials:

i molforholdet: in the molar ratio:

0,5:2:3:0 0.5:2:3:0

ble kalsinering gjennomført i 24 timer i luft ved 920°C. calcination was carried out for 24 hours in air at 920°C.

Materialet ble deretter sintret i luft i 24 timer ved 950°C og ovnsavkjølt til 6 5 0°C og deretter avkjølt i luft. The material was then sintered in air for 24 hours at 950°C and oven cooled to 650°C and then cooled in air.

Et material med sammensetningen YBa2Cu30g/5ble fremstilt.A material with the composition YBa2Cu30g/5 was produced.

En sammenpresningstest med konstant belastning ble gjennom-ført på en pellet av det fremstilte material hvori temperatu-ren trinnavkjøles til 820°C. Intet påvisbart avvik fra et lineært forhold mellom styrke og tykkelsesreduksjon ble konstatert. A compression test with constant load was carried out on a pellet of the produced material in which the temperature is gradually cooled to 820°C. No detectable deviation from a linear relationship between strength and thickness reduction was found.

Materialet ble deretter underkastet en konstant belastning ved 820°C i 2 timer og ingen dimensjonsforandring ble konstatert å ha forekommet. The material was then subjected to a constant load at 820°C for 2 hours and no dimensional change was found to have occurred.

Resultatene fra denne testen ble anvendt som en sammenligning med resultatene oppnådd på en oksy-halid-fase av det samme material. The results of this test were used as a comparison with the results obtained on an oxy-halide phase of the same material.

Eksempel 2Example 2

Ved anvendelse av de samme utgangsmaterialer, men i molforholdet 0,5 : 2 : 1 : 2 ble kalsinering gjennomført i 24 timer i luft ved 900°C. When using the same starting materials, but in the molar ratio 0.5:2:1:2, calcination was carried out for 24 hours in air at 900°C.

Deretter ble materialet sintret i 24 timer i luft ved 900°C og deretter varmebehandlet i 120 timer i luft ved 500°C og ovnsavkj ølt. The material was then sintered for 24 hours in air at 900°C and then heat treated for 120 hours in air at 500°C and oven cooled.

Material med sammensetningen YBa2Cu304(5+xF4ble fremstilt. Material with the composition YBa2Cu304(5+xF4) was produced.

En sammenpressingstest med konstant belastning ble gjennom-ført på en pellet av det fremstilte material hvori temperatu-ren ble trinnavkjølt til 7 60°C med 16°C pr. minutt. Den på-førte belastning var 0,24kN. A compression test with constant load was carried out on a pellet of the produced material in which the temperature was stepwise cooled to 7 60°C with 16°C per minute. The applied load was 0.24kN.

Opp til denne temperatur ble det ikke konstatert påvisbart avvik fra et lineært forhold mellom styrke og tykkelsesreduksjon. Up to this temperature, no detectable deviation from a linear relationship between strength and thickness reduction was observed.

Utover 7 60°C ble det observert avvik fra det lineære forhold og ved 780°C ble det konstatert betydelig deformasjon under konstant belastning og testen ble avsluttet. Prøven ble funnet å ha gjennomgått en tykkelsesreduksjon på 22 %. Således, mens de opprinnelige dimensjoner for pelleten var 5,0 mm x 4,0 mm x 1,52 mm, var sluttdimensjonene 5,6 mm x 4,4 mm x 1,18 mm. Beyond 7 60°C deviations from the linear relationship were observed and at 780°C significant deformation under constant load was observed and the test was terminated. The sample was found to have undergone a thickness reduction of 22%. Thus, while the initial dimensions of the pellet were 5.0 mm x 4.0 mm x 1.52 mm, the final dimensions were 5.6 mm x 4.4 mm x 1.18 mm.

Således var flytegrensen for prøven i sammenpressing ved 7 80°C, 12 MNm<-2>, som er sammenlignbar med den for ultrarene formbare materialer med en kubisk tett pakket struktur. Som en sammenligning, er den ikke-markerte flytegrense for alumi-niumoksyd 5000MNm<-2>og den for sirkoniumoksyd er 4000 MNm-<2>Thus, the yield strength of the sample in compression at 7 80°C was 12 MNm<-2>, which is comparable to that of ultrapure malleable materials with a cubic close-packed structure. As a comparison, the unmarked yield strength of alumina is 5000 MNm<-2> and that of zirconia is 4000 MNm-<2>

og for magnesiumoksyd 3000MNm-<2>.and for magnesium oxide 3000MNm-<2>.

Eksempel 3Example 3

Ved anvendelse av de samme utgangsmaterialer som i Eksempel 1, er det mulig å fremstille et noe mindre oksygenrikt material med en forventet sammensetning YBa2CU305 1 5+xF2 ve<^ anvendelse av et forskjellig molart forhold på By using the same starting materials as in Example 1, it is possible to produce a somewhat less oxygen-rich material with an expected composition YBa2CU305 1 5+xF2 ve<^ using a different molar ratio of

0,5 : 2 : 2 : 1 og ved å underkaste utgangsmaterialene for den samme varmebehandling som i Eksempel 2. 0.5 : 2 : 2 : 1 and by subjecting the starting materials to the same heat treatment as in Example 2.

Gjennomføring av Vickers-hardhetstester på pelletene av sluttmaterialene fra Eksempel 2 og 3 ved romtemperatur ga resultater i området 70-170. Disse verdier sammenlignes med følgende Vickers-hardhetsverdier for følgende materialer: Carrying out Vickers hardness tests on the pellets of the final materials from Examples 2 and 3 at room temperature gave results in the range 70-170. These values are compared to the following Vickers hardness values for the following materials:

Innføring av fluor i det keramiske material ga således et svært mykt og formbart material, selv ved romtemperaturer. Til sammenligning, er verdien på 7 0 den verdi som vanligvis assosieres med rent bly. Introducing fluorine into the ceramic material thus produced a very soft and malleable material, even at room temperatures. In comparison, the value of 7 0 is the value usually associated with pure lead.

Hardhetstestene ble utført ved anvendelse av en diamant-innskjærer som presses inn i prøvens overflate under en kjent belastning og størrelsen på den oppnådde fordypning er målet på hardhet. The hardness tests were carried out using a diamond incisor which is pressed into the surface of the sample under a known load and the size of the indentation obtained is the measure of hardness.

Claims

1. Method for the production of superconducting ceramic-based material, characterized in that a component of the ceramic microstructure which is necessary to produce the superconducting properties (superconductivity component) is substituted or replaced during at least an initial step in the manufacturing process with a component which provides the ceramic microstructure with significant malleability, so that the material can be thermomechanically processed in the solid state, after which the substituted component is replaced by the superconductivity component.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that the thermomechanical processing is carried out to produce the final desired shape for a component.

3. Method as stated in claim 1 or 2, characterized in that the superconducting ceramic-based material is an oxide-phase ceramic material in which the material is produced as a halide so that it has formability at increased temperatures, and is oxidized after thermomechanical processing to remove and replace all of the halide component to produce a superconducting oxide phase.

4. Method as stated in claim 1 or 2, characterized in that the superconducting ceramic-based material is an oxy-halide ceramic material in which the material is produced as a halide so that it has formability at increased temperatures and is oxidized after thermomechanical processing to remove some of the halide component to produce a superconducting oxy-halide phase.

5. Method as stated in claim 3 or 4, characterized in that the halide is fluorine.

6. Method as stated in claims 1 - 5, characterized in that only part of the ceramic microstructure is made malleable for the thermomechanical processing and that the substitution of the superconductivity component during the processing is limited to the part to be thermomechanically processed.

7. Method as stated in claims 1 - 6, characterized in that the thermomechanical processing step comprises drawing, extrusion, forging, rolling or hammering.

8. Method as stated in claims 1 - 7, characterized in that the material is a wire and that the material is subjected to at least one heat treatment step before the malleable substituted component is replaced with the less malleable superconducting component.

9. Method as stated in claim 8, characterized in that the heat treatment is carried out partly in a vacuum (or in an environment with low gas pressure) and then in one or more gaseous environments with a high oxygen partial pressure, thereby causing oxidation occurs during the heat treatment steps.

10. Method as stated in claims 1-9, characterized in that the replacement, substitution or adjustment of the superconductivity component, in order to increase the formability of the material (or control its chemical composition), is achieved electrochemically.

11. Method as stated in claims 1 - 10, characterized in that the replacement (or control of the chemical composition) step is carried out after partial processing of the starting material.

12. Starting material for a method as stated in requirements

1-11, characterized in that it comprises a ceramic base and a replaceable ceramic microstructure component which gives the combination sufficient formability to enable thermomechanical processing to be carried out to produce a desired shape or configuration of the combined materials and whose component is replaced by another material which gives the desired superconducting properties to the combined material.

13. A superconducting ceramic-based conductor, characterized in that it is constructed in accordance with the method specified in claims 1 - 11.