JPH0342345B2 - - Google Patents
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- JPH0342345B2 JPH0342345B2 JP63294846A JP29484688A JPH0342345B2 JP H0342345 B2 JPH0342345 B2 JP H0342345B2 JP 63294846 A JP63294846 A JP 63294846A JP 29484688 A JP29484688 A JP 29484688A JP H0342345 B2 JPH0342345 B2 JP H0342345B2
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- Japan
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- fibers
- flexible
- coated
- oxide ceramics
- supporting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- 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
- H10N60/20—Permanent superconducting devices
- H10N60/203—Permanent superconducting devices comprising high-Tc ceramic materials
-
- 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
- H10N60/0296—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers
- H10N60/0408—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers by sputtering
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業状の利用分野］
本発明は、一つ以上の支持繊維の外面を超伝導
層により被覆してなる、フレキシブルな超伝導体
およびフレキシブルな超伝導体の製造法に関す
る。
層により被覆してなる、フレキシブルな超伝導体
およびフレキシブルな超伝導体の製造法に関す
る。
［従来の技術］
若干のオキサイドセラミツクス（いわゆるペロ
ブスカイト、Perowskite）は、特に高い転位温
度を有し、従つて比較的高い温度でなお超伝導性
である。
ブスカイト、Perowskite）は、特に高い転位温
度を有し、従つて比較的高い温度でなお超伝導性
である。
このような超伝導オキサイドセラミツクスの例
は、YBa2CU3O7である。その他の超伝導セラミ
ツクスは、たとえばイツトリウムを別の希土類に
置き換えるか、または銅を別の金属原子に置き換
えることにより得ることができる。
は、YBa2CU3O7である。その他の超伝導セラミ
ツクスは、たとえばイツトリウムを別の希土類に
置き換えるか、または銅を別の金属原子に置き換
えることにより得ることができる。
しかし、このペロブスカイトは非常に脆く、こ
の材料から通常の手段を用いて、超伝導繊維を製
造することはできない。
の材料から通常の手段を用いて、超伝導繊維を製
造することはできない。
西ドイツ国特許第2856885号明細書から、一般
式：NbSxNyで示されるニオブ化合物の薄層を有
するＣ−繊維からなるフレキシブルな超伝導体を
製造する方法が公知である。
式：NbSxNyで示されるニオブ化合物の薄層を有
するＣ−繊維からなるフレキシブルな超伝導体を
製造する方法が公知である。
西ドイツ国特許第3249624号明細書から、炭素
繊維、ホウ素繊維および鋼繊維を、一般式：
NbCxNyOzのニオブ化合物で被覆する方法が公知
である。
繊維、ホウ素繊維および鋼繊維を、一般式：
NbCxNyOzのニオブ化合物で被覆する方法が公知
である。
しかし、前期の方法により製造した超伝導体
は、オキサイドセラミツクスに比べて著しく低い
転位温度を有する。
は、オキサイドセラミツクスに比べて著しく低い
転位温度を有する。
前期の支持繊維のニオブ化合物での被覆は、不
活性ガス雰囲気中でこの被覆を実施することがで
きるために可能である。
活性ガス雰囲気中でこの被覆を実施することがで
きるために可能である。
オキサイドセラミツクスの層の製造には、約
800℃の温度、およびガス状の酸素の存在が必要
である。このように攻撃的な条件下で、前期の支
持繊維のいずれも安定ではない。
800℃の温度、およびガス状の酸素の存在が必要
である。このように攻撃的な条件下で、前期の支
持繊維のいずれも安定ではない。
西ドイツ国特許第3319524号明細書から、支持
繊維の外面を、超伝導層を付着させる炭化物たと
えばSiCで被覆することができる。しかし、この
被覆層は高温で酸素の存在する場合に、コアが溶
融するか、または化学的に変化するか、酸素がこ
の被覆層を通つて拡散しコアを損なうことを阻止
することができない。従つて、この被覆層の付着
はもはや保証されない。
繊維の外面を、超伝導層を付着させる炭化物たと
えばSiCで被覆することができる。しかし、この
被覆層は高温で酸素の存在する場合に、コアが溶
融するか、または化学的に変化するか、酸素がこ
の被覆層を通つて拡散しコアを損なうことを阻止
することができない。従つて、この被覆層の付着
はもはや保証されない。
［発明が解決しようとする課題］
本発明の課題は、フレキシブルな高い電流密度
高−Tc−超伝導体を工業的に使用可能なフイラ
メント繊維の形にすることであつた。
高−Tc−超伝導体を工業的に使用可能なフイラ
メント繊維の形にすることであつた。
本発明のもう一つの課題は、このような超伝導
体の製造方法を提供することであつた。
体の製造方法を提供することであつた。
この課題設定は、特に、支持繊維をオキサイド
セラミツクスで被覆するために必要な攻撃的条件
下で、つまり酸素の存在で、かつ800℃を越える
温度において損なわれない支持繊維材料を見出す
ことが必要である。
セラミツクスで被覆するために必要な攻撃的条件
下で、つまり酸素の存在で、かつ800℃を越える
温度において損なわれない支持繊維材料を見出す
ことが必要である。
さらに、この支持繊維材料と、オキサイドセラ
ミツクスとの物理的特性、たとえば熱膨張率が類
似であり、かつこの超伝導セラミツクスが支持繊
維上に付着することが必要である。
ミツクスとの物理的特性、たとえば熱膨張率が類
似であり、かつこの超伝導セラミツクスが支持繊
維上に付着することが必要である。
［課題を解決するための手段］
前記課題は、本発明により、一つ以上の支持繊
維の外面を超伝導層により被覆してなる、フレキ
シブルな超伝導体において、一般式：ABO3（式
中、Ａはアルカリ土類金属原子を表し、Ｂはチタ
ンを表す）で示されるペロブスカイトであらかじ
め被覆されている炭化ケイ素（SiC）からなる支
持繊維と、オキサイドセラミツクスからなる超伝
導層からなり、その際前記のオキサイドセラミツ
クスは、通常の薄膜技術の手段、有利に陰極スパ
ツタリング技術により前期支持繊維上に形成され
ていることを特徴とするフレキシブルな超伝導体
により解決される。
維の外面を超伝導層により被覆してなる、フレキ
シブルな超伝導体において、一般式：ABO3（式
中、Ａはアルカリ土類金属原子を表し、Ｂはチタ
ンを表す）で示されるペロブスカイトであらかじ
め被覆されている炭化ケイ素（SiC）からなる支
持繊維と、オキサイドセラミツクスからなる超伝
導層からなり、その際前記のオキサイドセラミツ
クスは、通常の薄膜技術の手段、有利に陰極スパ
ツタリング技術により前期支持繊維上に形成され
ていることを特徴とするフレキシブルな超伝導体
により解決される。
このようなフレキシブルな超伝導体を製造する
方法を提供するという課題は、 (a) SiCからなる支持繊維を一般式： ABO3（式中、Ａはアルカリ土類金属原子を
表し、Ｂはチタンを表す）で示されるペロブス
カイトで被覆し、 (b) 通常の薄膜技術の手段によりオキサイドセラ
ミツクスの成分から、一つ以上のSiCからなる
支持繊維上に、オキサイドセラミツクスからな
る超伝導層を形成し、 (c) 被覆された支持繊維に酸化灼熱を施し、 (d) こうして超伝導性に被覆した支持繊維を、
銅、アルミニウムまたはその他の適当な安定化
材料で被覆し、引き続き常法で繊維束にまとめ
ることを特徴とするフレキシブルな超伝導体の
製造法により解決される。
方法を提供するという課題は、 (a) SiCからなる支持繊維を一般式： ABO3（式中、Ａはアルカリ土類金属原子を
表し、Ｂはチタンを表す）で示されるペロブス
カイトで被覆し、 (b) 通常の薄膜技術の手段によりオキサイドセラ
ミツクスの成分から、一つ以上のSiCからなる
支持繊維上に、オキサイドセラミツクスからな
る超伝導層を形成し、 (c) 被覆された支持繊維に酸化灼熱を施し、 (d) こうして超伝導性に被覆した支持繊維を、
銅、アルミニウムまたはその他の適当な安定化
材料で被覆し、引き続き常法で繊維束にまとめ
ることを特徴とするフレキシブルな超伝導体の
製造法により解決される。
本発明の有利な実施態様は、工程(a)において、
SiCからなる繊維を、SrTiO3で被覆することであ
る。この層は超伝導層にたいして有利な効果を示
すことが判明した。それというのも、この層中に
超伝導体の結晶構造が既に前形成されているから
であると思われる。
SiCからなる繊維を、SrTiO3で被覆することであ
る。この層は超伝導層にたいして有利な効果を示
すことが判明した。それというのも、この層中に
超伝導体の結晶構造が既に前形成されているから
であると思われる。
超伝導層で被覆した支持繊維およびその製造に
関する重要な前提条件は、支持繊維が被覆の間に
損なわれないことである。今まで公知の支持繊維
は、この被覆条件で安定でない。この被覆条件
は、SiCも表面的に攻撃されるほど著しく攻撃的
である。この場合、この表面にに酸化ケイ素から
なる厚い層が形成され、この層がそれ以上の攻撃
を阻止することが観察された。さらに、この二酸
化ケイ素は、ペロブスカイト層の付着に対して有
利に作用する。
関する重要な前提条件は、支持繊維が被覆の間に
損なわれないことである。今まで公知の支持繊維
は、この被覆条件で安定でない。この被覆条件
は、SiCも表面的に攻撃されるほど著しく攻撃的
である。この場合、この表面にに酸化ケイ素から
なる厚い層が形成され、この層がそれ以上の攻撃
を阻止することが観察された。さらに、この二酸
化ケイ素は、ペロブスカイト層の付着に対して有
利に作用する。
YBa2Cu3O7は、高出力陰極スパツタリング
（マグネトロンスパツタ）により製造することが
でき、その際焼結YBa2Cu3O7からなる陰極を使
用した。析出の際の基体温度は、800℃であつた。
この場合に生じる正方晶相は、その場で引き続
き、１バールのO2雰囲気中で430℃で熱処理にか
けられる。この場合に、Pnnn−構造および所望
の酸素成分を有する所望の斜方晶を形成する。繊
維導体上に超伝導が生じるための使用温度は、
85Kである。特に電流容量
（Stromtragfaeigkeit）に関する改善は、あらか
じめ支持繊維をSrTiO3で被覆することにより達
成される。
（マグネトロンスパツタ）により製造することが
でき、その際焼結YBa2Cu3O7からなる陰極を使
用した。析出の際の基体温度は、800℃であつた。
この場合に生じる正方晶相は、その場で引き続
き、１バールのO2雰囲気中で430℃で熱処理にか
けられる。この場合に、Pnnn−構造および所望
の酸素成分を有する所望の斜方晶を形成する。繊
維導体上に超伝導が生じるための使用温度は、
85Kである。特に電流容量
（Stromtragfaeigkeit）に関する改善は、あらか
じめ支持繊維をSrTiO3で被覆することにより達
成される。
次ぎに、本発明を実施例につき詳説する。
［実施例］
薄いフイルム層を沈着させるために、簡単では
あるが市販されていない、UHV系で構成されて
いるプレーナ形の高出力陰極スパツタリング装置
（Magnetron sputtering device）を使用した。
このUHV系を、ターボモレキユラーポンプによ
り排気した。40mmの直径および８mmの厚さを有す
るY1Ba2CU3O7からなる陰極板を、粉末の形の
Y2O3、BaCO3およびCuOの相応する量を高温で
かつ高圧で焼結することにより製造した。
あるが市販されていない、UHV系で構成されて
いるプレーナ形の高出力陰極スパツタリング装置
（Magnetron sputtering device）を使用した。
このUHV系を、ターボモレキユラーポンプによ
り排気した。40mmの直径および８mmの厚さを有す
るY1Ba2CU3O7からなる陰極板を、粉末の形の
Y2O3、BaCO3およびCuOの相応する量を高温で
かつ高圧で焼結することにより製造した。
陰極の先端に備えられたCoSm−磁石を用いて
25mmの直径を有するプラズマーリングをつくつ
た。スパツタリングガスは、酸素（２×10-4バー
ル）と、アルゴン（４×10-4バール）との混合物
からなつていた。放電は100ボルトおよび0.5Aで
実施した。
25mmの直径を有するプラズマーリングをつくつ
た。スパツタリングガスは、酸素（２×10-4バー
ル）と、アルゴン（４×10-4バール）との混合物
からなつていた。放電は100ボルトおよび0.5Aで
実施した。
1200本のSiCからなる扇形に広げられた束を、
陰極に対して20mmの距離をおいて加熱テープ上に
固定した。層を析出させるあいだ、繊維を800℃
に加熱した。析出時間は１時間で、生じる超伝導
相は1μｍであつた。
陰極に対して20mmの距離をおいて加熱テープ上に
固定した。層を析出させるあいだ、繊維を800℃
に加熱した。析出時間は１時間で、生じる超伝導
相は1μｍであつた。
その後、被覆した繊維を１バールの酸素雰囲気
中で、430℃で、30分間加熱した。
中で、430℃で、30分間加熱した。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一つ以上の支持繊維の外面を超伝導層により
被覆してなる、フレキシブルな超伝導体におい
て、一般式：ABO3（式中、Ａはアルカリ土類金
属原子を表し、Ｂはチタンを表す）で示されるペ
ロブスカイトであらかじめ被覆されている炭化ケ
イ素（SiC）からなる支持繊維と、オキサイドセ
ラミツクスからなる超伝導層からなり、その際前
記のオキサイドセラミツクスは、通常の薄膜技術
の手段により前記支持繊維上に形成されているこ
とを特徴とするフレキシブルな超伝導体。 ２ 請求項１記載のフレキシブルな超伝導体を製
造する方法において、 (a) SiCからなる支持繊維を一般式： ABO3（式中、Ａはアルカリ土類金属原子を
表し、Ｂはチタンを表す）で示されるペロブス
カイトで被覆し、 (b) 通常の薄膜技術の手段によりオキサイドセラ
ミツクスの成分から、一つ以上のSiCからなる
支持繊維上に、オキサイドセラミツクスからな
る超伝導層を形成し、 (c) 被覆された支持繊維に酸化灼熱を施し、 (d) こうして超伝導性に被覆した支持繊維を、
銅、アルミニウムまたはその他の適当な安定化
材料で被覆し、引き続き常法で繊維束にまとめ
ることを特徴とするフレキシブルな超伝導体の
製造法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19873740467 DE3740467A1 (de) | 1987-11-28 | 1987-11-28 | Flexibler supraleiter |
| DE3740467.9 | 1987-11-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01168966A JPH01168966A (ja) | 1989-07-04 |
| JPH0342345B2 true JPH0342345B2 (ja) | 1991-06-26 |
Family
ID=6341532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63294846A Granted JPH01168966A (ja) | 1987-11-28 | 1988-11-24 | フレキシブルな超伝導体およびその製造法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0318651A3 (ja) |
| JP (1) | JPH01168966A (ja) |
| DE (1) | DE3740467A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2029789A1 (en) * | 1989-12-04 | 1991-06-05 | Kenton D. Budd | Flexible superconductor coated zirconia fibers |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2856885C2 (de) * | 1978-12-30 | 1981-02-12 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe | Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Supraleiters, bestehend aus einer C-Faser mit einer dünnen Schicht einer Niobverbindung der allgemeinen Formel NbC χ Ny und einer äußeren hochleitfähigen Metallschicht |
| DE3249624C2 (de) * | 1982-07-31 | 1985-11-21 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Verfahren zur Herstellung von supraleitenden Faserbündeln |
| DE3369772D1 (en) * | 1982-07-31 | 1987-03-12 | Bbc Brown Boveri & Cie | Multifilament superconductor and method of making the same |
| DE3319524C1 (de) * | 1983-05-28 | 1984-07-12 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Supraleitende Faser |
| DE3524082A1 (de) * | 1985-07-05 | 1987-01-08 | Bbc Brown Boveri & Cie | Supraleitende faser und verfahren zu deren herstellung |
| JP2523614B2 (ja) * | 1987-04-07 | 1996-08-14 | 株式会社フジクラ | 超電導線 |
| DE3711842A1 (de) * | 1987-04-08 | 1988-10-27 | Asea Brown Boveri | Faserbuendel und verfahren zu seiner herstellung |
| JPS6421824A (en) * | 1987-07-16 | 1989-01-25 | Kanegafuchi Chemical Ind | Line-shaped oxide superconductor and its manufacture |
-
1987
- 1987-11-28 DE DE19873740467 patent/DE3740467A1/de not_active Withdrawn
-
1988
- 1988-09-12 EP EP19880114874 patent/EP0318651A3/de not_active Withdrawn
- 1988-11-24 JP JP63294846A patent/JPH01168966A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3740467A1 (de) | 1989-06-08 |
| EP0318651A3 (de) | 1991-10-30 |
| EP0318651A2 (de) | 1989-06-07 |
| JPH01168966A (ja) | 1989-07-04 |
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