JP2554660B2 - 化合物超電導線の製造方法 - Google Patents
化合物超電導線の製造方法Info
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- JP2554660B2 JP2554660B2 JP62174121A JP17412187A JP2554660B2 JP 2554660 B2 JP2554660 B2 JP 2554660B2 JP 62174121 A JP62174121 A JP 62174121A JP 17412187 A JP17412187 A JP 17412187A JP 2554660 B2 JP2554660 B2 JP 2554660B2
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- Japan
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- superconducting wire
- producing
- compound
- compound superconducting
- powder
- Prior art date
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- 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)
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，化合物超電導線の製造方法に係り，特に，
酸化物系の化合物超電導線の製造方法に関する。
酸化物系の化合物超電導線の製造方法に関する。
（従来の技術） 最近，組成がＹ−Ba−Cu−Ｏなどで表わされる酸化物
系化合物超電導体が注目されている。これら，酸化物系
化合物超電導体の多くは，臨界温度が液体窒素温度以上
である。このため，冷媒として高価で扱い難い液体ヘリ
ウムを使用する必要がなく，また冷却系も大幅に簡略化
できるので，超電導技術を飛躍的に発展させるものと期
待されている。
系化合物超電導体が注目されている。これら，酸化物系
化合物超電導体の多くは，臨界温度が液体窒素温度以上
である。このため，冷媒として高価で扱い難い液体ヘリ
ウムを使用する必要がなく，また冷却系も大幅に簡略化
できるので，超電導技術を飛躍的に発展させるものと期
待されている。
ところで，今まで公表されている酸化物系化合物超電
導体は，塊状の超電導体や薄膜状の超電導体が主であ
る。実回路に組み込むには，通常のリード線のような線
材の形が何かと応用性に富み好ましい。しかし，酸化物
系化合物超電導体は非常に脆いため線材の形にすること
が困難である。このような理由から，いまだに臨界温度
が高く，しかも臨界電流密度の高い化合物超電導線が出
現していないのが実状である。
導体は，塊状の超電導体や薄膜状の超電導体が主であ
る。実回路に組み込むには，通常のリード線のような線
材の形が何かと応用性に富み好ましい。しかし，酸化物
系化合物超電導体は非常に脆いため線材の形にすること
が困難である。このような理由から，いまだに臨界温度
が高く，しかも臨界電流密度の高い化合物超電導線が出
現していないのが実状である。
（発明が解決しようとする問題点） 上述の如く，臨界温度が液体窒素温度以上で，しかも
臨界電流密度が高い酸化物系化合物超電導線の出現が望
まれている。
臨界電流密度が高い酸化物系化合物超電導線の出現が望
まれている。
そこで本発明は，複雑な工程を伴わずに上記要望を満
たす酸化物系の超電導線を製造できる化合物超電導線の
製造方法を提供することを目的としている。
たす酸化物系の超電導線を製造できる化合物超電導線の
製造方法を提供することを目的としている。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明では，酸化物系の化合物超電導体を合成し得る
元素を含んだ複数種類の粉末体の混合物を銀製の被覆管
に収容した状態で軸方向に圧縮して上記混合物と上記被
覆管とが一体化した加圧成型物を形成する第１の工程
と，この工程によって得られた加圧成型物に減面加工を
施して線材を得る第２の工程と，この工程によって形成
された線材に酸素ガス雰囲気中で熱処理を施す第３の工
程とで実現している。
元素を含んだ複数種類の粉末体の混合物を銀製の被覆管
に収容した状態で軸方向に圧縮して上記混合物と上記被
覆管とが一体化した加圧成型物を形成する第１の工程
と，この工程によって得られた加圧成型物に減面加工を
施して線材を得る第２の工程と，この工程によって形成
された線材に酸素ガス雰囲気中で熱処理を施す第３の工
程とで実現している。
さらに詳しく述べると，複数種類の粉末体は，イット
リウム，エルビウム，ジスプロシウム，サマリウム，カ
ドリニウム，ホルミウム，ネオジム，イッテルビウム，
ツリウム，ルテチウムの中から選ばれた少なくとも１種
の酸化物粉末と，炭酸バリウムもしくは酸化バリウム粉
末と，酸化銅粉末または前記各粉末の一部を置換物質で
置き代えた粉末とである。また，第１の工程では，混合
物に対して，空気中で,850〜950℃,1〜50時間の仮焼処
理を施すことが望ましい。
リウム，エルビウム，ジスプロシウム，サマリウム，カ
ドリニウム，ホルミウム，ネオジム，イッテルビウム，
ツリウム，ルテチウムの中から選ばれた少なくとも１種
の酸化物粉末と，炭酸バリウムもしくは酸化バリウム粉
末と，酸化銅粉末または前記各粉末の一部を置換物質で
置き代えた粉末とである。また，第１の工程では，混合
物に対して，空気中で,850〜950℃,1〜50時間の仮焼処
理を施すことが望ましい。
さらに，第２の工程においては，最終的に得られる超
電導線の臨界電流密度を向上させるために,1000kg/cm2
以上の加圧成型力を加えて粉末母材の緻密化および被覆
管との一体化を図ることが望ましい。また，被覆管は減
面加工時に粉末を保持する機能と，最終的に得られた超
電導体を機械的に保持する機能とを発揮する重要なもの
であるが，第３の工程において内部への酸素の浸透量を
増加させ，超電導特性を向上させるために，第２の工程
において肉厚が500μｍ以下となるまで減面加工するこ
とが望ましい。第３の工程では,850〜950℃,24時間以上
の熱処理を施すことが望ましい。
電導線の臨界電流密度を向上させるために,1000kg/cm2
以上の加圧成型力を加えて粉末母材の緻密化および被覆
管との一体化を図ることが望ましい。また，被覆管は減
面加工時に粉末を保持する機能と，最終的に得られた超
電導体を機械的に保持する機能とを発揮する重要なもの
であるが，第３の工程において内部への酸素の浸透量を
増加させ，超電導特性を向上させるために，第２の工程
において肉厚が500μｍ以下となるまで減面加工するこ
とが望ましい。第３の工程では,850〜950℃,24時間以上
の熱処理を施すことが望ましい。
（作用） 上述した粉末混合物を銀製の被覆管内に収容し，これ
に加圧成型加工を施して加圧成型物を形成した後に，第
２の工程および第３の工程を実施するようにしている。
したがって，減面加工を行なう前の段階で粉末混合物，
つまり超電導体の母材の緻密度を充分に高めることがで
き，母材中の空隙をなくすことができるとともに母材と
被覆管との一体化を図ることができる。この結果，得ら
れる超電導体の超電導特性を向上させることが可能とな
る。また，銀は他の金属に比べて酸素を透過させ易い。
本発明では，銀製の被覆管を用いるようにしているの
で，減面加工時の粉末を保持する機能や最終的に得られ
た超電導体を機械的に保持する機能を損わずに，第３の
工程において内部へ酸素を充分浸透させることができ，
超電導特性を一層向上させることが可能となる。
に加圧成型加工を施して加圧成型物を形成した後に，第
２の工程および第３の工程を実施するようにしている。
したがって，減面加工を行なう前の段階で粉末混合物，
つまり超電導体の母材の緻密度を充分に高めることがで
き，母材中の空隙をなくすことができるとともに母材と
被覆管との一体化を図ることができる。この結果，得ら
れる超電導体の超電導特性を向上させることが可能とな
る。また，銀は他の金属に比べて酸素を透過させ易い。
本発明では，銀製の被覆管を用いるようにしているの
で，減面加工時の粉末を保持する機能や最終的に得られ
た超電導体を機械的に保持する機能を損わずに，第３の
工程において内部へ酸素を充分浸透させることができ，
超電導特性を一層向上させることが可能となる。
（実施例） Y2O3（酸化イットリウム）粉末と,BaCO3（炭酸バリウ
ム）粉末と,CuO（酸化銅）粉末とをモル比で0.5:2.0:3.
0の割合に混合して第１図に示すような粉末混合物１を
得た。この粉末混合物１を空気中で900℃,2時間に亙っ
て仮焼した後，粉砕し，さらにボールミルで粉末化し
た。次に，この粉末混合物を第２図に示すように，外径
14mm,内径12mm,長さ70mmの銀製の被覆管２内に収容し，
これに第2 中太矢印３で示すように,2000kg/cm2の軸方
向の加圧力を加えて第３図に示すような加圧成型物４を
得た（以上が第１の工程）。
ム）粉末と,CuO（酸化銅）粉末とをモル比で0.5:2.0:3.
0の割合に混合して第１図に示すような粉末混合物１を
得た。この粉末混合物１を空気中で900℃,2時間に亙っ
て仮焼した後，粉砕し，さらにボールミルで粉末化し
た。次に，この粉末混合物を第２図に示すように，外径
14mm,内径12mm,長さ70mmの銀製の被覆管２内に収容し，
これに第2 中太矢印３で示すように,2000kg/cm2の軸方
向の加圧力を加えて第３図に示すような加圧成型物４を
得た（以上が第１の工程）。
次に，この加圧成型物４に減面加工を施して第４図に
示す如き直径0.5mmの線材５を得た（第２の工程）。こ
の線材５の表層部に位置する被覆材としての銀層６の厚
みは300μｍであった。
示す如き直径0.5mmの線材５を得た（第２の工程）。こ
の線材５の表層部に位置する被覆材としての銀層６の厚
みは300μｍであった。
次に，外面が銀層６で覆われた線材５に酸素ガスが通
流する雰囲気中で,900℃,24時間の熱処理を施した（第
３の工程）後，徐冷して製造工程を終了した。
流する雰囲気中で,900℃,24時間の熱処理を施した（第
３の工程）後，徐冷して製造工程を終了した。
このようにして製造された線材についてＸ線分光分析
を行なったところ，銀層６で囲まれた部分にY1Ba2Cu3O
7-yの組成式を持つ化合物超電導層が形成されているこ
とが確認された。また，上記のようにして製造された超
電導線の超電導特性を調べたところ，臨界温度（Tc）は
97K,臨界電流密度（Jc）は1700A/cm2であった。このよ
うに優れた特性が得られたのは，第１の工程において充
分な力を加えて加圧成型物４を形成したことによって粉
末混合物1,つまり超電導体の母材の緻密度を充分高める
ことができるとともに母材と被覆管２との一体化を実現
でき，しかも被覆管２として酸素の透過が容易な銀製の
ものを使用したことによるものと思われる。
を行なったところ，銀層６で囲まれた部分にY1Ba2Cu3O
7-yの組成式を持つ化合物超電導層が形成されているこ
とが確認された。また，上記のようにして製造された超
電導線の超電導特性を調べたところ，臨界温度（Tc）は
97K,臨界電流密度（Jc）は1700A/cm2であった。このよ
うに優れた特性が得られたのは，第１の工程において充
分な力を加えて加圧成型物４を形成したことによって粉
末混合物1,つまり超電導体の母材の緻密度を充分高める
ことができるとともに母材と被覆管２との一体化を実現
でき，しかも被覆管２として酸素の透過が容易な銀製の
ものを使用したことによるものと思われる。
なお，発明者らは，被覆材の材質および肉厚と臨界電
流密度との関係を調べてみた。その結果，同一熱処理条
件下で被覆材の肉厚が増す程，臨界電流密度が低下する
ことが確認された。これは，酸素ガスを通流させながら
行なう熱処理工程において被覆材の肉厚が厚い程，酸素
の浸透量が低下することに起因するものと思われる。ま
た，材質の違いによる臨界電流密度の違いを調べたとこ
ろ，銅等に比べて銀の方がはるかに酸素の浸透性に優れ
ていることが確認された。しかし，銀を使用した場合で
も肉厚が500μｍを越えると効果が少ないことが確認さ
れた。したがって，被覆材としては銀がよく，またその
肉厚は保持材としての機能を損わない範囲で薄い程，具
体的には500μｍ以下が好ましいと言える。
流密度との関係を調べてみた。その結果，同一熱処理条
件下で被覆材の肉厚が増す程，臨界電流密度が低下する
ことが確認された。これは，酸素ガスを通流させながら
行なう熱処理工程において被覆材の肉厚が厚い程，酸素
の浸透量が低下することに起因するものと思われる。ま
た，材質の違いによる臨界電流密度の違いを調べたとこ
ろ，銅等に比べて銀の方がはるかに酸素の浸透性に優れ
ていることが確認された。しかし，銀を使用した場合で
も肉厚が500μｍを越えると効果が少ないことが確認さ
れた。したがって，被覆材としては銀がよく，またその
肉厚は保持材としての機能を損わない範囲で薄い程，具
体的には500μｍ以下が好ましいと言える。
なお，本発明は上述した実施例に限定されるものでは
ない。すなわち，酸化イットリウムに代えてエルビウ
ム，ジスプロシウム，サマリウム，ガドリニウム，ホル
ミウム，ネオジム，イッテルビウム，ツリウム，ルテチ
ウムの中から選ばれた少なくとも１種の酸化物粉末を用
いてもよい。また，第１の工程では，粉末混合物に対し
て，空気中で,900℃,2時間の仮焼処理を行なっている
が，温度は850〜950℃，時間は１〜50時間であればよ
い。また，第３の工程の熱処理温度および時間は,850〜
950℃,24時間以上であればよい。なお，上記温度より高
くても，低くても良い結果は得られない。さらに，第１
の工程における加圧成型圧力は,1000kg/cm2以上が望ま
しい。もし、加圧成型圧力が1000kg/cm2未満の場合には
効果は少ない。また，第２の工程終了後の線材で電気回
路素子を形作り，この状態で第３の工程を実施してもよ
い。また，第２の工程において線引き加工を高温雰囲気
中で行なうようにしてもよい。
ない。すなわち，酸化イットリウムに代えてエルビウ
ム，ジスプロシウム，サマリウム，ガドリニウム，ホル
ミウム，ネオジム，イッテルビウム，ツリウム，ルテチ
ウムの中から選ばれた少なくとも１種の酸化物粉末を用
いてもよい。また，第１の工程では，粉末混合物に対し
て，空気中で,900℃,2時間の仮焼処理を行なっている
が，温度は850〜950℃，時間は１〜50時間であればよ
い。また，第３の工程の熱処理温度および時間は,850〜
950℃,24時間以上であればよい。なお，上記温度より高
くても，低くても良い結果は得られない。さらに，第１
の工程における加圧成型圧力は,1000kg/cm2以上が望ま
しい。もし、加圧成型圧力が1000kg/cm2未満の場合には
効果は少ない。また，第２の工程終了後の線材で電気回
路素子を形作り，この状態で第３の工程を実施してもよ
い。また，第２の工程において線引き加工を高温雰囲気
中で行なうようにしてもよい。
［発明の効果］ 以上述べたように，本発明によれば，高い臨界温度特
性を持つとともに高い臨界電流密度特性を示す超電導線
を容易に製造できる化合物超電導線の製造方法を提供で
きる。
性を持つとともに高い臨界電流密度特性を示す超電導線
を容易に製造できる化合物超電導線の製造方法を提供で
きる。
第１図から第４図は本発明製造方法の一実施形態を説明
するための図である。 １……粉末混合物,2……銀製の被覆管,4……加圧成型
物,5……線材,6……被覆材。
するための図である。 １……粉末混合物,2……銀製の被覆管,4……加圧成型
物,5……線材,6……被覆材。
Claims (7)
- 【請求項１】酸化物系の化合物超電導体を合成し得る元
素を含んだ複数種類の粉末体の混合物を銀製の被覆管に
収容した状態で軸方向に圧縮して上記混合物と上記被覆
管とが一体化した加圧成型物を形成する第１の工程と，
この工程によって得られた加圧成型物に減面加工を施し
て線材を得る第２の工程と，この工程によって形成され
た線材に酸素ガス雰囲気中で熱処理を施す第３の工程と
を具備してなることを特徴とする化合物超電導線の製造
方法。 - 【請求項２】前記複数種類の粉末体は，イットリウム，
エルビウム，ジスプロシウム，サマリウム，ガドリニウ
ム，ホルミウム，ネオジム，イッテルビウム，ツリウ
ム，ルテチウムの中から選ばれた少なくとも１種の酸化
物粉末と、炭酸バリウムもしくは酸化バリウム粉末と，
酸化銅粉末もしくは前記各粉末の一部を置換物質で置き
代えた粉末とであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の化合物超電導線の製造方法。 - 【請求項３】前記第１の工程は，前記混合物に対して，
空気中で,850〜950℃,1〜50時間の仮焼を行なう処理を
含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の化合物超電導線の製造方法。 - 【請求項４】前記第１の工程における加圧成型力は,100
0kg/cm2以上であることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の化合物超電導線の製造方法。 - 【請求項５】前記第２の工程は，前記被覆管の肉厚が50
0μｍ以下となるまで減面加工することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の化合物超電導線の製造方法。 - 【請求項６】前記第３の工程における熱処理条件は,850
〜950℃,24時間以上であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の化合物超電導線の製造方法。 - 【請求項７】前記第３の工程は，前記第２の工程を経た
線材で所望とする電気回路要素の形状に形作った後に行
われることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の化
合物超電導線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62174121A JP2554660B2 (ja) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | 化合物超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62174121A JP2554660B2 (ja) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | 化合物超電導線の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6419623A JPS6419623A (en) | 1989-01-23 |
| JP2554660B2 true JP2554660B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=15973012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62174121A Expired - Lifetime JP2554660B2 (ja) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | 化合物超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2554660B2 (ja) |
-
1987
- 1987-07-13 JP JP62174121A patent/JP2554660B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6419623A (en) | 1989-01-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |