JPH01105409A

JPH01105409A - 酸化物超電導線とその製造方法

Info

Publication number: JPH01105409A
Application number: JP63154744A
Authority: JP
Inventors: Atsuko Soeda; 添田　厚子; Takaaki Suzuki; 孝明鈴木; Kunihiro Maeda; 邦裕前田; Takeo Yamazaki; 山崎　武夫; Ken Takahashi; 研高橋; Tadahiko Mitsuyoshi; 忠彦三吉; Choshiro Kitazawa; 北沢　長四郎; Masatoshi Nakazawa; 中沢　正年; Yukio Takeda; 竹田　幸男; Takae Nakamura; 中村　貴枝
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-06-26
Filing date: 1988-06-24
Publication date: 1989-04-21
Anticipated expiration: 2012-11-17
Also published as: JP2678619B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、超電導線及びその製造方法に係り、特に臨界
電流密度を向上させた超電導線及びその製造方法に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、超電導材料としてはＮｂ５ＳｎやＮｂａＧｅ等の
金属間化合物が知られており、実用化されている。これ
らの金属間化合物は超電導状態が得られる臨界温度（Ｔ
ｃ）は最も高いＮｂＢＧｅ　でも２３０にであり、冷却
には液体ヘリウムを用いることが必要であった。

ところが、１９８７年になって、ＹＢａ２Ｃｕｇ０７−
δ系酸化物はＴｃが約９００にと従来の金属間化合物に
比べ飛躍的に高いことが発見された。このＴｃの温度は
液体窒素の沸点である７７°Ｋ　を大きく上まわってお
り、上記酸化物超電導体は極めて高価な液体ヘリウムを
用いなくても安価な液体窒素を用いて冷却し、超電導状
態を得ることができる。

従来の超電導材は金属であるため線引きなど線材化は比
較的容易であったが、該酸化物超電導材はセラミックス
であるため延性に乏しく、線材化は非常に困難である。

そのため、該酸化物超電導粉末をパイプにつめて引っば
り、その後熱処理をすることにより線材化する方法が報
告されている（１９８７年ＭＲＳ　　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｍ
ｅｅｔｉｎｇ、　Ｐ　２１９〜２２１）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来技術は、粉末をつめて線材化している
ため、超電導粉末間の接触面積が小さく、高い臨界電流
密度（Ｊｃ）が得られないという問題点がある。さらに
該酸化物超電導材は層状ペロブスカイト型構造をとり、
電流の流れる方向に異方性がある。しかし、従来法では
この異方性をなんら考慮していないため粒子間の結合の
方位によっては粒子間の電流が流れにくくなり、高Ｊｃ
化の妨げとなっている。

本発明の目的は、臨界電流密度が増大した酸化物超電導
線を得ることである。

本発明の別の目的は、臨界電流密度の高い酸化物超電導
線を製造する方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、線材を作製する際に用いる酸化物超電導材
にＣ面を成長させた板状粒子を用いることにより、達成
される。

本発明の酸化物超電導線は、長手方向に延在する金属製
の管と、該管内に充填され且つ互いに結合しているペロ
ブスカイト型結晶構造を有する超電導酸化物粒子から成
る酸化物超電導材とを有し、超電導酸化物粒子は、Ｃ面
方向の寸法がＣ軸方向の寸法よりも大きな板状粒子を５
０ｖｏＱ％より大きな割合で有し、超電導材は、酸化物
粒のＣ面が長手方向に向かって配列した優先方位を有す
る。

板状粒子とは、ペロブスカイト型結晶構造においてＣ面
方向の寸法がＣ軸方向の寸法より大きい粒子を意味する
。

本発明の酸化物超電導線製造方法は、長手方向に延在す
る金属製の管を準備する段階と、ペロブスカイト型結晶
構造の超電導粉末間を含み、該粒のＣ面方向の寸法がＣ
軸方向の寸法よりも大きい板状粒子を５０ｖｏＱ％より
大きい割合で含む酸化物超電導材を準備する段階と、該
酸化物超電導材を該管に充填した複合導体を長手方向に
伸線加工ａｎｄ／ｏｒ圧延加工して線材としそれにより
酸化物超電導材粉末の粒子のＣ面が長手方向に向った優
先方位を酸化物超電導材が有するようにする段階と、加
工された複合導体を熱処理し酸化物超電導材を焼結する
段階とを有する。

複合導体を形成するには、板状粒子からなる酸化物超電
導材を管状金属材の内部に充てんする方法と、管状金属
材の内部に原料粉を充てんした後熱処理して化合物超電
導材の板状粒子を生成する方法がある。特に後者の場合
には、熱処理によって酸化物超電導材の板状粒子を生成
しながら、複合導体を伸線加工及び／又は圧延加工で細
線化して板状粒子を配向させてもよい。板状粒子焼結時
に酸素の供給を充分とするため金属製管の壁に多数の貫
通孔を設けてもよい。

酸化物超電導体はＹとＢａとＣｕとＯから成る組成物で
ある。酸化物超電導体はＹ　＋　Ｂ　ａ　ｇ　Ｃｕ　ｔ
Ｏｌ及び希土類元素とアルカリ金属とビスマスとタリウ
ムとから成る群から選択された少なくとも一種から成る
組成物であってもよい。超電導線の酸化物超電導材は、
Ｃ軸方向に対するＣ面方向の長さが２倍以上あるＣ面を
有する板状粒子が線材の長手方向軸線に向って配向し、
該板状粒子が酸化物超電導材の６０ｖｏｎ％以上である
のが好ましい。

バリウム、イツトリウム、銅の複合酸化物のような酸化
物高温超電導材料は、ペロブスカイト型をもとにした層
状の結晶構造をもち、結晶内ではその層に沿って、電子
が流れやすくなっている。

また結晶構造が層状であるため、結晶粒子は生成時の熱
処理条件とその後の粉砕時間を適切に選択することで板
状になり、板状粒子のＣ面に垂直な方向であるＣ軸方向
にくらべてＣ面方向には電子が流れやすい。従って、こ
のような材料を線材化する際に、線材の長手方向に向か
って板状粒子の０面が配向するようにさせることにより
、超電導線の臨界電流密度が高くなる。管状金属の内部
に板状粒子を充てんした状態、あるいは原料粉を充てん
した後熱処理して板状粒子を生成した状態では、板状粒
子は特に配向性を持たず、任意の方向を向いている。こ
の複合導体を伸線加工する過程で、内部の粒子にも線材
の長手方向に引っ張り、それに垂直な方向に圧縮する力
が加わるため、板状粒子がその０面が長手方向に向かう
ように配向する。

０面を成長させた板状粒を含む酸化物超電導塊状物は、
焼成温度及び時間と粉砕処理の時間（粉砕の程度）を適
切に選ぶことにより作製される。

従来の線材化に用いている粉末は、これらの条件に対す
る考慮がされていなかったため、８０ｖｏＱ％以上が、
Ｃ軸方向の長さに対する０面の長さの比が２倍より小さ
い粒子から成っていた。そのため先述したように、線材
内での超電導粉末間の接触面積が小さく、粒子間の結合
の方位もランダムで、高いＪｃが得られなかった。本発
明では、Ｃ軸方向の長さに対する０面の長さが２倍以上
である０面を成長させた粒から成る粉末を線材化に用い
ることにより高Ｊｃ化を達成した。該粉末は焼成条件を
適切に選ぶことにより得られる。焼成温度は９００℃以
上１０５０℃以下、好ましくは９７０℃以上１０２５℃
以下である。焼成時間は温度とのかねあいで、温度が高
い場合は短い時間でよいが、温度が低い場合は長い時間
が必要となる。

焼成温度は９００℃より低い温度では０面が成長しにく
く、１０５０℃より高い温度では該酸化物超電導相が他
の生成物に変化してしまう。

第９図は酸化物超電導体のペロブスカイト型結晶構造を
示す。結晶におけるＣ軸と０面との関係は図の関係にあ
る。粉末において０面は臂開面に相当し、Ｃ軸はその面
に垂直な方向である。

〔作用〕

０面を成長させた板状の酸化物超電導粒子は、線を得る
ための加工によって線の長手方向に０面が方向ずけられ
た優先方位を有するように配列すると共に、加工後も加
工前の板状粒子の形状とこの特定形状の板状粒子の割合
を保持する。これは酸化物超電導材がほとんど延性を有
さす且つＣ面方向の寸法が０面と直角なＣ軸方向の寸法
より大きい形状を板状粒子が有し更に板状粒子の寸法が
１０〜６０μｍと小さいことによると考えられる。

該超電導材は結晶系の異方性からほとんどＣ面方向にの
み電流が流れる。従来の粉末を用いて作製した線材に比
べて高い臨界電流密度Ｊｃが得られるのは、電流の流れ
る方向にこの電導面の０面が配向し、粒とおしのつなが
りが電流が流れやすい方位で結合しやすいためと考えら
れる。

〔実施例〕

実施例１第１図に、本実施例による超電導線の構成図を示す。図
において、細線化された銅管１の内部に超電導材２が埋
設されている。また超電導材２は、板状粒子２１の０面
が線の長手方向に向って配向している。

このような超電導線を、以下の様にして作製した。第２
図に示すように、外径３０ｍｍ、内径２゜ＩＩＩｆｌｌ
の銅管１１の内部に、超電導材の粉末２２を充てんした
。超電導材の粉末２２は、酸化バリウム（Ｂａｄ）、酸
化イツトリウム（ＹｚＯ，＋）、酸化銅（ＣａＯ）をＹ
とＢａとＣｕのモル比が１：２：３となるように混合し
た後、９５０’Ｃで５時間熱処理して得られたＢａｚ、
ａＹｚ、２Ｃｕｓ０７−δ　の粉末である。粉末の粒形
状を光学顕微鏡で観察した結果、大部分が径３０〜６０
μｍ、厚さ１０〜３０μｍの板状粒子から成ることがわ
かった。次いで超電導材２２を充てんした銅管１１から
成る複合導体を押出加工により径が１ｍｍの細線に加工
した後、Ａｒ中で９５０℃で５時間保持して超電導線（
Ａ）を作製した。

得られた超電導線（Ａ）の抵抗値を測定した結果、臨界
温度は９１にであった。また臨界電流密度は９５Ａ／ｄ
であった。

一方、これと比較するために、別に原料粉末を所定量混
合して外径３０ｍｍ、内径２０ｍｍの銅管の内部に充て
んし、鋼管を押出し、伸線加工により径が１ｍｍの細線
に加工した後、Ａｒ中で９５０℃、５時間の仮焼成及び
Ａｒ中で９５０℃、５時間の本焼成を行った。得られた
超電導線（Ｂ）の臨界温度は９１にで、超電導線（Ａ）
と同様であったが、臨界電流密度は５０Ａ／ｄと小さか
った。超電導線（Ｂ）内の超電導材をＸ線回折により解
析した結果、上記同様Ｂａ１．ｓＹｔ、ｚＣｕａ０７−
δ　の結晶粒の集まりであることがわかった。結晶粒は
大部分が径が３０〜６０μｍ、厚さが１０〜３０μｍの
板状であった。

結晶粒の配向性を調べるために、それぞれの超電導線の
長手方向に平行な断面を観察し、画像解析装置を用いて
結晶粒の方位分布を測定した。ここで結晶粒の方位は、
結晶粒の周上の距離が最大である２点を結ぶ軸線（長軸
線）が、超電導線の長手方向となす角度で表わした。第
３図に測定結果を示す。図において、曲線ａは本実施例
で最初に述べた板状粒子から成る超電導材を銅管に充て
んした後に細線化して作製した超電導線（Ａ）の場合で
あり、曲線すは比較のために後から述べた細線化した後
に熱処理して作製した超電導線（Ｂ）の場合である。図
により明らかなように、曲線すの場合は粒子が特別な配
向性を持たないのに対し、曲線ａは粒子の方位が超電導
線の長手方向に偏りを持っている。板状粒子を充てんし
た後に細線化する過程で粒子の配向が起こり、これが臨
界電流密度を大きくする原因となった芦考えられる。

実施例２酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化イツトリウム（Ｙ２Ｏ８
）、酸化銅（ＣｕＯ）を実施例１と同じ条件で混合して
外径３０ｍｍ、内径２０ｍｍの鋼管の内部に充てんした
。この管をＡｒ中で９５０℃で熱処理しながら徐々に伸
線加工し、径が１ｍｍの細線に加工して複合導体を形成
した後、さらにＡｒ中で９５０℃、５時間の熱処理を行
って超電導線（Ｃ）を作製した。また同様に原料粉を充
てんした鋼管を押出加工により細線化した後に、Ａｒ中
で９５０℃、５時間の熱処理を２度行い、超電導線（Ｄ
）を作製した。

得られた超電導線の臨界温度は、（Ｃ）、（Ｄ）とも９
３０にであった。臨界電流密度は（Ｃ）が１０５Ａ／（
１＃、（Ｄ）が５８Ａ／ｃＪ１’、（Ｃ）（７）方が大
きかった。超電導線内の超電導材をＸ線回折により解析
した結果＋　　（Ｃ）、（Ｄ）ともＢａｚＹＣｕｓ０７
−δの結晶粒の集まりであることがわかった。結晶粒の
大きさは、長軸が３０〜６０μｍ短軸が１０〜３０μｍ
であった。画像解析装置を用いて結晶粒の方位分布を測
定したところ、超電導線（Ｄ）については第３図の曲線
すと同様に粒子の配向性が認められなかったが、超電導
線（Ｃ）については曲線ａと同様に線の長手方向に粒子
が配向している傾向が認められた。

以上説明したように１本発明の方法によれば板状粒子の
電子が流れやすい方向が線の長手方向に配向した超電導
線を作製することができるので、臨界電流密度を配向の
ない場合に比べて２倍近く大きくできる効果がある。

なおこの効果は、実施例に限らず面内に電流が流れやす
い板状粒子から成る他の超電導材料や、他の金属管を用
いた場合にも得られることは明らかである。

更に本発明の超電導材線材によれば、酸化物超電導材の
線材の臨界電流密度を向上できるという効果がある。

実施例３市販の粉末であるＹ２Ｏ５，ＢａＣ０ａ、ＣｕＯを、こ
れらの材料のＹとＢａとＣｕのモル比がそれぞれ１：２
：３となるように全体で２０ｇ秤量し、メノウ製のライ
カイ機で１時間混合した。Ｙ２Ｏ３粉末の粒径は２〜３
μｍ、Ｂ　ａ　ＣＯｘ粉末の粒径は２〜５μｍ、ＣｕＯ
は１〜３μｍであった。該粉末混合物を０２中で９５０
℃の温度で５時間予備焼成し次にこの予備焼成で生じた
塊状物を粉砕する操作を２回繰返し、酸化物超電導材の
粉末を得た。この粉末を油圧プレスにて３０ｍｍ直径で
１、Ｏｍｍ厚さのペレットに成形し、このペレットを９
７５℃×２０時間、０２中で焼成し十分に０面を成長さ
せたところ、Ｃ軸方向の長さに対するＣ面方向の長さが
３倍以上である粒が８０ｖＯＱ％以上含まれる塊状物を
得た。この塊状物をメノウ製のライカイ機で３０分間粉
砕し、Ｃ軸方向の長さに対するＣ面方向の長さが２倍以
上ある、０面が成長した板状粒子からなる２００メツシ
以下の超電導粉末を得た。該粉末のＳＥＭ像を観察した
結果、該粉末は、粒径１０〜６０μｍの板状粒子から成
ることが判明した。画像解析装置を用いて板状粒子の割
合を調べた結果、Ｃ面方向の長さがＣ軸方向の長さの２
倍以上であるこの板状粒子の割合は該粉末の約７０ｖｏ
ｌ％であった。該粉末の粉末Ｘ線回折の結果を第４図に
示した。第４図から（ｏ　ｏ　ｎ）面（但しｎは整数）
が強調され、板状粒子はその０面が成長した粒であるこ
とが確認された。次に該粉末を内径１０ｍｍのＡｇ製管
に約２．７ｇ／ｃＪの割合で充填して複合導体を作り、
この複合導体を直径３ｍｍまではＱ、１ｍｍずつ径が減
少するように押出加工し直径３ｍｍ以下では０．０５ｍ
ｍずつ径が減少するように押出し加工し、外径１．２ｍ
ｍＡｇ材の厚さ約０．１ｍｍの細線とした。

この細線を更に冷間圧延し厚さ０　、１　ｍｍのテープ
状線材を得た。該テープ状線材を酸素雰囲気中で９１０
℃の温度で５時間焼成した後に室温まで徐冷して、超電
導線を得た。この超電導線の臨界電流密度（Ｊｃ）を７
７にの温度で且つ外部磁界を付与していない状態で測定
した結果、Ｊｃは４２００Ａ／ｄであった。

次にこの超電導線のＡｇ管を除去し、超電導線の内部に
ある酸化物超電導材の圧延方向の面の方位をＸ線回折に
より調べた結果、第５図に示すように（ｏ　ｏ　ｎ）面
が強調され、超電導線の長手方向に粒の０面が配列して
いる（即ち優先方向を有する）ことが判明した。これは
酸化物超電導材として板状粒子を多く含む材料を使用し
たことにより伸線加工及び圧延加工の過程で０面が線の
長手方向に方向づけられたためと考えられる。

実施例１の場合と比較して実施例３の場合のＪＣが著し
く大きくなった理由は、Ｃ軸方向の長さに対するＣ開方
面の長さが２倍以上ある板状粒子が約７０ｖｏｆｉ％含
まれる超電導粉末を使用していること、及びこの板状粒
子は延性が著しく小さく且つ１０〜６０μｍの小さな寸
法であることに起因して線材に加工された後も加工前の
板状粒子の形状及び割合が保持されていること、更にこ
の特別な形状の板状粒子の０面が線の長手方向に向って
配列していること並びに酸素雰囲気中で焼結しているこ
とによると考えられる。

本発明の上記実施例３と比較するため、実施例３と同一
の原料混合物を、予備焼成温度を９１０℃とした以外は
同じ条件で酸化物超電導材の粉末を得た。該粉末を実施
例５と同様な操作でペレットに成形した。このペレット
を９１０℃×５時間、０２中で焼成した後、メノウ製う
イカイ機で１時間粉砕し超電導粉末を得た。該粉末のＳ
ＥＭ像の写真を観察した結果、該粉末は粒径２〜２０μ
ｍ程度の粒からなり実施例３に示した粉末と比較して粒
径と形状が著しく相違していたのが判明した。

該粉末の粉末Ｘ線回折の結果は第６図に示すとおりであ
り、この第６図の結果は第４図の場合と異なり（Ｏｏｎ
）面が強調されていなかった。

次に該粉末を用いて実施例３の場合と同じ操作により厚
さＯ、ｉ　ｍｍのテープ状超電導線を得た。

この超電導線のＪｃを７７にの温度で且つ外部磁界を付
与していない状態で測定した結果、Ｊｃは４００Ａ／ａ
＃であった。次にこの比較材の超電導線のＡｇ管を除去
し、酸化物超電導材の圧延方向の面の方位をＸ線回折に
より調べた。その結果を第７図に示した。

第７図のＸ線回折結果は、実施例３の場合の第５図に示
されているＸ線回折結果と異なっていた。

実施例４実施例３の場合と同じ原料混合物を使用し、実施例３と
同じ操作により、Ｃ軸方向の長さに対するＣ面方向の長
さが３倍以上の粒が８０ｖｏｌ％以上含まれる塊状物を
得た。次にこの塊状物の粉砕時間を変化させて、板状粒
子の存在割合を変動させた多数の粉末を得た。この粉末
を用いて実施例３と同じ製造条件によりテープ状超電導
線を作った。この超電導線のＪｃを温度７７にで外部磁
界を付与していない状態で測定し第８図に示す結果が得
られた。

第８図から、超電導線のＪｃは、板状粒子の存在割合が
５０ｖｏ（１％を越えた場合に、好ましくは６０ｖｏｌ
％以上で、著しく向上することが判明した。この板状粒
子の存在割合は酸化物超電導材の上記粉末のＳＥＭ像か
ら画像解析装置を用いて求めた。

実施例５Ｙ（ＮＯａ）ｓ・２Ｈｚｏを３０．６　ｇと１３ａ（Ｎ
Ｏａ）２を４１．８　ｇ　　とＣｕ（ＮＯａ）２　・３
　Ｈ２Ｏを５８．０　ｇを２ｆｌの水溶液とし、これに
蓚酸１００ｇとトリエチルアミン１２０ｇをＩＱの水溶
液として、前者水溶液に１１２７ｗ１ｎの速度で後者水
溶液をマイクロチューブポンプで滴下攪拌した。得られ
たスラリーを固液分離し固形物を回収した。得られた固
形物を１２０℃で乾燥したあと、４００℃で３時間加熱
分解した。得られた固形物を微細に粉砕して、これを磁
性アルミナのルツボにとり、８００℃で３時間焼成した
。得られた固形物を微細に粉砕し９００℃で３時間焼成
する工程を３回くり返し超電導粉末を得た。該粉末を油
圧プレスにて直径３０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの形状のペ
レットに成形し、このペレットを９５０℃×１５時間、
０２中で焼成し十分に０面を成長させたところ、Ｃ面方
向の長さがＣ軸方向の長さよりも４倍以上である板状粒
が６０ｖｏＱ％以上含まれる塊状物を得た。該塊状物を
メノウ製のライカイ機で３０分間粉砕し、２００メツシ
ュ以下の粒度の板状粒子から成る酸化物超電導粉末を作
った。該粉末を次に、外径１５ｍｍで壁に０．１ｍｍ直
径の貫通穴を多数有する長さ３００ｍｍで肉厚０．５ｍ
ｍのＡｇ製メツシュ管に２．７ｇ／ａ＃の割合で充填し
複合導体を作り、この複合導体に各押出工程で直径が約
０　、１　ｍｍ減少する加工を施し外部１ｍｍの細線と
した。この細線を冷間圧延により厚さ０．２ｍｍのテー
プ状線材に成形した。次に該テープ状線材を酸素雰囲気
中で９１０℃の温度で１０時間焼成し、その後室温まで
徐冷し酸化物超電導線を得た。該超電導線のＪｃを液体
窒素（７７Ｋ）温度で且つ外部磁界を付与していない状
態で測定したところＪｃ値は６６００Ａ／ｃＪであった
。

実施例６市販のＢ　１２０ｓ、Ｓ　ｒｃＯｓ、ＣａＣ０ａ及びＣ
ｕ０ｉｒＢｉ、Ｓｒ、Ｃａ及びＣｕのモル比が１：１：
１：２になるように秤取した。最初にＳ　ｒ　ＣＯｓ、
　Ｃａ　ＣＯａ及びＣｕＯ粉末をメノウ製のライカイ機
で１時間混合して粉末混合物を得た。

この粉末混合物をアルミナルツボに入れ大気中で９５０
℃の温度で４２時間予備焼成した後、秤取したＢｉｔ’
３粉末をこの予備焼成物に加えライカル機で１時間混合
して粉末を得た。該粉末を大気中で８２０℃の温度で１
２時間予備焼成しその後これを粉砕する操作を２回繰返
して粉末を得た。

この粉末を直径３０ｍｍで厚さ１．０ｍｍのペレットに
成形し、このペレットを大気中で８８０℃の温度で４８
時間焼成し十分に０面を成長させることにより、Ｃ軸方
向の長さに対するＣ面方向の長さが５倍以上の板状粒が
８０ｖｏＱ％以上含まれる酸化物超電導塊状物を得た。

該塊状物をメノウ製のライカイ機で３０分間粉砕し、Ｃ
軸方向の長さに対するＣ面方向の長さが３倍以上ある、
０面が成長した板状粒子からなる超電導粉末を得た。該
粉末を内径６ＩＩＩＩｌｌのＡｇ製管に充填して複合導
体を得た。この複合導体を線引し外径１．２ｍｍの細線
とした。次にこの細線を冷間圧延して厚さ０　、１　ｍ
ｍのテープ状線材とした。該テープ状線材を酸素雰囲気
中で９１０℃の温度で１０時間焼成し、その後室温まで
炉冷して超電導線を得た。この超電導線のＪｃを７７に
で且つ外部磁界が付与されていない状態で測定した結果
、ＪｃＯ値は３８．００Ａ／ｄであった。

実施例７実施例３と同様の市販（７）ＹｚＯｓ、　Ｂ　ａ　ＣＯ
ａ。

ＣｕＯをＹ、Ｂａ及びＣｕのモル比が１：２：３になる
ように秤取し、水を加えてボールミル処理により均一な
粉末混合物を得た。該粉末混合物は１５０℃に加熱し、
水分を蒸発、除去した。該粉末混合物を９７５℃Ｘ１０
ｈ、０２中で焼成し、十分に０面を成長させたところ、
Ｃ軸方向の長さに対するＣ面方向の長さが３倍以上の粒
が７゜ｖＯΩ％以上含まれる酸化物超電導材塊状物を得
た。

該塊状物を２００メツシュ以下の粉末とし、実施例３と
同じ条件で内径２０ｍｍ以上のＡｇ管に封入。

押出加工を行った。加工後、さらに、９００℃×５ｈ、
０２中で焼成した試料について、臨界電流密度の測定を
行った所、７７にの温度で且つ外部磁界を付与していな
い条件下でＪ　ｃ　＝　３８００　Ａｌｄであった。

実施例７と比較するため、比較材として実施例７と同様
の原料及び同様の方法で、０面を成長させた塊状物を生
成した後、該塊状物を粉砕して比較材粉末を得た。粉砕
処理の時間を長くし粉砕後の粉末の’７０ｖｏＱ％以上
がＣ軸方向の長さに対するＣ面方向の長さが１．５　倍
以下の粒子とした。

該粉末をＡｇ管に封入し、線引を行った。線引後、さら
に９００℃Ｘ５ｈ、Ｏｘ中で焼成した試料について臨界
電流密度の測定を行ったところ、７７に、ＯＴの条件下
でＪｃ＝１２００Ａ／ａｊ？であった。

実施例８Ｙ　（Ｎ　０ｘ）ａ　・２　ＨｚＯ、Ｂ　ａ　（Ｎ　０
３）２及びＣｕ　（Ｎ　０８）ｚ・３　Ｈ２Ｏを出発原
料に、実施例５と同じ方法を用いて微粒で均一な粉末混
合物を得た。

該粉末混合物を乾燥した後、９００℃Ｘ１５ｈ。

０２中で焼成し、十分に０面を成長させたところ、Ｃ面
方向の長さが４倍以上の粒が６０ｖｏｌ％以上含まれる
塊状物を得た。該塊状物は２００メツシュ以下の粉末と
し、内径１５ｍｍのＡｌ管に封入し、実施例５と同じく
押出加工を行い実施例５と同じ超電導線を得た。これを
さらに９３０℃×５ｈ。

０２中で熱処理した試料は、臨界温度８８Ｋ。

７７Ｋにおける臨界電流密度３５００　Ａ／ａ＃であっ
た。

実施例９第１０図は実施例３と同様の方法で多芯線に製造した超
電導線の断面図である。（ａ）は外径２．７ｍｍの銀マ
トリックス１に約５０μｍの超電導線エレメント２が２
７１本埋込まれたもの、（ｂ）は外径２　、１　ｍｍの
銀マトリックス１に約４０μｍの超電導線エレメント２
が３９７本埋込まれたものである。これらの多芯超電導
線は実施例３の約０　、１　ｍｍの細線にしたものを前
述の超電導線に見合う本数になるまで所定本数束ねて細
線化するやり方を何回か繰返して得ることができる。

前述の所定の本数と直径になったところで実施例３と同
様に最終の熱処理が行なわれる。このように極細多芯線
により電磁気的安定性が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば酸化物超電導線を
構成する酸化物超電導材が板状粒子を含み且つ超電導線
の長手方向に向かって配列した優先方位を有することに
より、臨界電流密度の高い超電導線を得ることができた
。

なおこの効果は、実施例に限らず面内に電流が流れやす
い板状粒子から成る他の超電導材料や。

他の金属管を用いた場合にも得られることは明らかであ
る。

本発明に係る超電導線は回転機のロータ及びステータ用
コイル、エネルギー貯蔵用コイル、核融合装置磁石用コ
イル、送配電用ケーブル、変圧器用コイル、粒子加速器
用コイル、ＭＨＩ及びＮＭＲの磁石用コイル、電子顕微
鏡用コイル、原子吸光分析装置の磁石用コイル、電車、
自動車、エレベータ、エスカレータの電動機のロータ、
ステータ用コイル、リニアモータカーの磁石用コイルと
して用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の超電導線の構成を示す構成
図、第２図は同じ〈実施例の超電導線を製造する工程に
おいて細線化前の複合導体を示す斜視図、第３図は作製
した超電導線内の結晶粒子の方位分布を示すグラフ、第
４図は該粉末の方位をＸ線回折で調べた結果を示すグラ
フであり、第５図は該粉末をＡｇ製管に充填し線引きし
て得られた超電導線の長手方向に平行な断面をＸ線回折
することにより板状粒子の方位を調べた結果を示すグラ
フであり、第６図は該比較材の酸化物超電導材の粉末の
方位をＸ線回折で調べた結果を示すグラフであり、第７
図は該比較材の粉末をＡｇＨ管に充填し第５図の場合と
同じ条件で線引きして得られた超電導線の長手方向に平
行な断面についてＸ線回折することにより板状粒子の方
位を調べた結果を示すグラフであり、第８図は超電導線
を作る原料である酸化物超電導材の粉末中に存在する板
状粒子の割合と該粉末から作られた超電導線の臨界電流
密度（Ｊｃ）との関係を示すグラフであり、第９図はペ
ロブスカイト型結晶構造の酸化物超電導粒子の０面とＣ
軸とを示す模型図、第１０図は多芯超電導線の断面図で
ある。１・・・金属管、２・・・超電導材、１１・・・細線化
前の鋼管、２１・・・板状粒子、２２・・・配向してい
ない超電ノ（久） ′ｏ　（５（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

１．酸化物超電導線であつて、長手方向に延在する金属製の管と、該管内に充填され且つ互いに結合しているペロブスカイ
ト型結晶構造の超電導酸化物粒から成る酸化物超電導材
とを有し、超電導酸化物粒は、Ｃ面方向の寸法がＣ軸方向の寸法よ
りも大きな板状粒子を５０ｖｏｌ％より大きな割合で有
し、超電導材は、酸化物粒のＣ面が長手方向に向かつて配列
した優先方位を有する、酸化物超電導線。
２．特許請求の範囲第１項において、酸化物超電導材は
、Ｙ，Ｂａ，Ｃｕ及びＯから成る酸化物であることを特
徴とする酸化物超電導線。
３．特許請求の範囲第１項において、酸化物超電導材は
、Ｙ，Ｂａ，Ｃｕ，Ｏ、及び希土類とアルカリ金属とビ
スマスとタリウムとから成る群から選択された少なくと
も一種から成る酸化物である超電導線。
４．特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかにおいて
、Ｃ面方向の寸法がＣ軸方向の寸法より２倍以上大きい板
状粒子が酸化物超電導材の５０ｖｏｌ％よりも大きい割
合で存在する酸化物超電導線。
５．特許請求の範囲第４項において、Ｃ面方向の寸法が
Ｃ軸方向の寸法より２倍以上大きい板状粒子が酸化物超
電導材の６０ｖｏｌ％よりも大きい割合で存在する酸化
物超電導線。
６．臨界温度における臨界電流密度が９０Ａ／ｃｍ＾２
以上である特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに
記載の酸化物超電導線。
７．液体窒素の沸点である７７°Ｋにおいて臨界電流密
度が３５００〜６６００Ａ／ｃｍ＾２である特許請求の
範囲第１項〜第６項のいずれかに記載の酸化物超電導線
。
８．酸化物超電導線の製造方法であつて、長手方向に延在する金属製の管を準備する段階と、ペロブスカイト型結晶構造の超電導酸化粒を含み、該粒
子のＣ面方向の寸法がＣ軸方向の方法よりも大きい板状
粒子を５０ｖｏｌ％より大きい割合で含む酸化物超電導
材を準備する段階と、該酸化物超電導材を該管に充填し
た複合導体を長手方向に伸線加工ａｎｄ／ｏｒ圧延加工
して線材としそれにより酸化物超電導材粉末の粒のＣ面
が長手方向に向つた優先方位を酸化物超電導材が有する
ようにする段階と、加工された複合導体を熱処理し酸化物超電導材を焼結す
る段階とを有する、酸化物超電導線の製造方法。
９．特許請求の範囲第８項において、酸化物超電導材は
、Ｙ，Ｂａ，Ｃｕ及びＯから成る酸化物であることを特
徴とする酸化物超電導線の製造方法。
１０．特許請求の範囲第８項において、酸化物超電導材
は、Ｙ，Ｂａ，Ｃｕ，Ｏ，及び希土類とアルカリ金属と
ビスマスとタリウムとから成る群から選択された少なく
とも一種から成る酸化物である超電導線の製造方法。
１１．特許請求の範囲第８項〜第１０項のいずれかにお
いて、該粉末は、Ｃ面方向の寸法がＣ軸方向の寸法より
２倍以上大きい板状粒子が酸化物超電導材粉末の５０ｖ
ｏｌ％よりも大きい割合で存在する粉末である、酸化物
超電導線の製造方法。
１２．特許請求の範囲第８項〜第１１項のいずれかにお
いて、該粉末は、Ｃ面方向の寸法がＣ軸方向の寸法より
２倍以上大きい板状粒子が酸化物超電導材粉末の６０ｖ
ｏｌ％よりも大きい割合で存在する粉末である、酸化物
超電導線の製造方法。
１３．金属製の管は、該管の壁に多数の貫通孔を有する
管である特許請求の範囲第８項〜第１２項のいずれかに
記載の酸化物超電導線の製造方法。
１４．加工された複合導体の熱処理は、酸素雰囲気中で
おこなう特許請求の範囲第８項〜第１３項のいずれかに
記載の酸化物超電導線の製造方法。
１５．酸化物超電導材粉末は２００メッシュ以下の粒度
を有する特許請求の範囲第８項〜第１５項のいずれかに
記載の酸化物超電導線の製造方法。
１６．酸化物超電導材粉末に含まれる板状粒子の所望形
状及び割合は、酸化物超電導材を作るための焼成の温度
を９００〜１０５０℃から選択し焼成の時間及び／また
は得られた酸化物超電導材を粉砕する程度を制御するこ
とにより、得られる特許請求の範囲第８項〜第１６項の
いずれかに記載の酸化物超電導線の製造方法。
１７．回転機のロータ及びステータ用コイル、エネルギ
ー貯蔵用コイル、核融合装置のプラズマ容器用コイル、
送配電用ケーブル、変圧器用コイル、粒子加速器用コイ
ル、ＭＲＩの磁石用コイル、ＮＭＲの磁石用コイル、電
子顕微鏡用コイル、原子吸光分析装置の磁石用コイル、
リニアモータカーの磁石用コイル、各種交通機関の電動
機のロータ及びステータ用コイルが特許請求の範囲第１
項〜第１７項のいずれかに記載の前記酸化物超電導線を
有することを特徴とする各種装置。