JPH01122512A - 酸化物超電導繊維 - Google Patents

酸化物超電導繊維

Info

Publication number
JPH01122512A
JPH01122512A JP62280671A JP28067187A JPH01122512A JP H01122512 A JPH01122512 A JP H01122512A JP 62280671 A JP62280671 A JP 62280671A JP 28067187 A JP28067187 A JP 28067187A JP H01122512 A JPH01122512 A JP H01122512A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber
superconducting
oxide
oxide superconducting
elongation
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.)
Pending
Application number
JP62280671A
Other languages
English (en)
Inventor
Kyoko Goto
後藤 共子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kuraray Co Ltd filed Critical Kuraray Co Ltd
Priority to JP62280671A priority Critical patent/JPH01122512A/ja
Publication of JPH01122512A publication Critical patent/JPH01122512A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Inorganic Fibers (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

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】 A、産 上の1  里 本発明は超電導マグネットや超電導送電線に使用可能な
酸化物超電導繊維に関するものである。
B、従来の技術 従来、超電導体の最高の臨界温度はNb3Geの23.
3Kが最高であった。実用材料としてはNb3Snの1
7Kが最高であった。従来の材料を使用する場合液体ヘ
リウムによる冷却を必要とした。
最近酸化物超電導体が極めて高い臨界温度を有すること
が見出され、この分野における研究が活発に実施される
ようになった。臨界温度が高い材料としては40に級超
電導体(La+−zsrz)2clJOt [Chem
Lett、429(1987)] 、90に級超電導体
としてBa2YCu3O?−−[Phys、Rev、L
ett、58(1987)405]がすでに見出されて
いる。90に級高温超電導材料の出現により液体窒素(
77K)を用いることが可能となった。
またY以外でもLu、 Yb、 Tm、 Er等でも9
0に級と見られる超電導現象がすでに観察されている。
 高温超電導の応用はジョセフソン素子に代表されるよ
うなエレクトロニクス分野への応用と超電導発電機、磁
気浮上列車、超電導送電線に代表されるような電気機器
分野への応用に大別される。エレクトロニクス分野への
応用も非常に重要な課題であり、特に高温超電導体の応
用はエレクトロニクス分野への応用から始まるであろう
。しかし産業界、社会に与えるインパクトの大きさを考
えた場合、電気機器への高温超電導の応用こそが重要で
ある。
高温超電導の電気機器への応用の要素技術となるのは超
電導マグネット技術である。超電導マグネットを利用し
たものとしてはMHD発電、磁気浮上列車、高エネルギ
ー粒子加速装置、超電導発電機、超電導変圧器、NMR
−、CTなどが挙げられる。高温超電導体をマグネット
の分野に使用できれば超電導マグネット応用機器の経済
性が格段に向上する。また経済性が格段に向上すること
により新しい応用分野、あるいは超電導送電線への応用
が開けることが期待される。
しかして、該超電導体がマグネットに使用されるために
は必要条件としてマグネットに巻けるような線材である
ことが要求される。従来の液体ヘリウム温度で使用され
ている超電導材料(金属または金属間化合物)について
は種々の線材化およびケーブル化技術が確立されている
が、最近の高温超電導体は酸化物セラミックスであり、
従来の超電導材料の線材化技術は適用できない。
ところで線材内での超電導状態の本質的安定化を達成す
る為には、該繊維は細い方が有利であるが、かかる細線
化を図ると、不可避的に強伸度が低下せざるを得ない。
例えば臨界温度の低い従来の超電導材料では直流用マグ
ネットとしての使用の為には通常、約20μm程度以下
で使用されており、また交流用マクネットとしての使用
の為には、ヒステリシス損失を小さくする為に、通常0
.6μm程度で使用されているが、本発明の酸化物高温
超電導体は臨界温度が高い分、太い径のフィラメントで
の使用が可能となる。しかしこれも200μm程度が上
限であり、より好ましくは] 0011m以下のフィラ
メントとすることが望まれているが、かかる細線化を図
る場合、どうしても強伸度が低下するという問題がさけ
られない。
=3− 従来、かかる酸化物高温超電導体を線材化する方法とし
ては、銀合金インボッ):に穴をあけ、セラミックス粉
を詰めて線材としたのち熱処理する方法がすでに提案さ
れている。
しかし高温超電導体を銀等の金属中空管に詰めて線材化
する場合には(1)直径100μm〜200μm以下の
極細線材とすることが極めて困難である、(2)高温超
電導体が断線することなく、かつ全線域にわたって電導
性が均一である状態にすることは困難である、以上2点
の極めて大きな問題があり、強伸度に優れた酸化物超電
導繊維は成功裡に得られていなかった。
C0発明が解決しようとする問題1、 本発明はかかる状況下、強伸度に優れた酸化物高温超電
導体の極細繊維を提供せんとするものである。
D9問題点を解決する為の手段 本発明者らは上記目的に鑑みて鋭意検討し、繊維紡糸技
術とセラミックス成形技術を融合使用することにより、
酸化物超電導体の細線化を試みた結果、繊維強度が1.
 M P a以上、繊維伸度が0.5%以上である、強
伸度に優れた酸化物超電導繊維が得られ本発明を完成す
るに到った。以下、本発明の詳細な説明する。
本発明の酸化物超電導体繊維は、繊維強度が]、 M 
P a以」二、繊維伸度が0.5%以上であることが必
須である。本発明の数値の範囲外では実用性に乏しい。
より好ましい繊維強度は5MPa以上である。より好ま
しい繊維伸度は2.5%以」二である。また臨界温度(
Tc)が35に以」二、好適には80に以1であるもの
がより好ましい。また磁場のない状態において臨界電流
(Jc)がIA/cm2以」二、より好適にはIOA/
cm’以上であるものがより好ましい。また気孔率が1
0容量%以下、好適には5容量%以下であるものがより
好ましい。
本発明の酸化物超電導繊維はその直径において何等の制
限を受けるものではないが、実用性に鑑み、その直径を
1000μm以下とするのが普通である。
好ましい直径は500μm以下、更に好ましい直径は2
00μm以下、とりわ()好ましい直径は10011m
以下である。下限については何等の制限を設(ジるもの
ではないが、通常1μm以上である。
本発明の酸化物超電導繊維の最大の特徴は、上記の様に
極めて細い繊維であるにもかかわらず、優れた強伸度を
有する点に存するが、本発明の繊維はおどろくべき事に
、かかる極めて細い繊維であるにもかかわらず、強伸度
物性に極めて優れるゆえに、なんらの強度支持体を要さ
ないものであり、この様になんらの支持体を有さない単
独繊維状物質として、充分取り扱いに耐えるものであり
、実用性に極めて優れるのである。もちろん、支持体を
併用することを妨げるものではない。
本発明の酸化物超電導繊維は、その製造方法については
何等の制限もないが、製造方法の例としては、酸化物超
電導体の粉末あるいは加熱処理することによって酸化物
超電導体になり得る物質の粉末を、ポリマーバインダー
中に分散後、繊維紡糸技術により繊維化し、焼成を行な
うことによりポリマーバインダーを除去し得られる。こ
の場合製造方法として粉末の分散媒の種類により、水溶
液分散法、有機溶剤分散法、ポリマー融液分散法等が、
また紡糸方法の種類により、湿式紡糸法、乾湿式紡糸法
、乾式紡糸法、溶融紡糸法等が、種々の組合せで採用し
得る。
」1記の酸化物超電導体としては、熱処理によってセラ
ミックス系焼結体を形成するものであって、ある温度以
下で超電導現象を示すものならば特に限定されないが、
なかでも銅酸化物を含むものが好ましい。
具体的には(La、 Ba)、Cu14や一般式LnB
a、Cu307−、 (但し、LnはY、 1.、u、
 Yb、 Tm、 Er、 Ho、 Dy。
Gd、 Eu、Smのすくなくとも1種、χは0〈χ≦
0.5を表わす。)で表わされるものが挙げられる。」
−記Ln、 Ba、 Cu、 0はそれぞれその一部が
F等によって置換されていても良い。
また」1記の加熱処理することによって酸化物超電導体
になり得る物質としては、上記酸化物超電導体を形成す
るそれぞれの金属の酸化物、硝酸塩または炭酸塩等から
なるものが挙げられる。
具体的には (a) Lnの酸化物、硝酸塩または炭酸塩、(但しL
nはY、  Lu、  Yb、  Tm、  Er、 
 Ho、  Dy、  Cd、  Eu。
Smのすくなくとも1種) (b) Baの酸化物、硝酸塩または炭酸塩、及び (c) Cuの酸化物、硝酸塩または炭酸塩からなるも
のが挙げられる。上記(b)としてはBaの酢酸塩また
はフッ化物であっても良い。また」1記(c)としては
Cuのグルコン酸塩またはフッ化物であっても良い。
より具体的には、上記(a)として、y2o3゜Y(N
o3) 2等が、また」1記(b)としてBaCO3゜
Ba(NO3)2. BaF2等が、上記(C)として
Cub。
CI(NOs)t、 CuF2・2H70等が挙げられ
る。
これらの各成分を、酸化物超電導体の組成比となる様に
混合して用いれば良いが、該混合物をあらかじめ温度8
00°C〜1000℃の条件下で、1時間〜5時間、仮
焼きしたものを用いるとより効果が大きい。
本発明の酸化物超電導繊維の性能を向」二するうえで該
繊維の気孔率を小さくすることは極めて重要である。気
孔率を低下させることによって酸化物超電導繊維の性能
を大幅に向」ニさせるこ々ができる。酸化物超電導繊維
の気孔率を低下させるには粒径の細い前駆体を用いる必
要があった。
かかる意味において、上記の酸化物超電導体の粉末、あ
るいは加熱処理することによって酸化物超電導体になり
得る物質の粉末上しては、平均粒径15μm以下、好ま
しくは1μm以下、更に好ましくは0.5μm以下、と
りわけ好ましくは0.2μm以下のものを用いるのが、
得られる繊維の気孔率を小さくし得、ひいては、強伸度
物性およびJcを大きくし得る点から望ましい。
また上記の、バインダーとして使用するポリマーとして
は、水あるいは有機溶媒に可溶であるか、または熱可塑
性のものであり、上述の無機粉末を凝集させることなく
分散保持する性質を有し、かつ紡糸により繊維化できる
すべてのポリマーを挙げることができる。
具体的には、ポリビニルアルコール系共重合体、ヒドロ
キシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース
、メチルセルロース、ポリエステル、ポリアミド、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリ
ル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリビニル
ピロリドン等を挙げることができる。また、無機粉末の
分散保持を目的に種々の分散剤を併用することも可能で
ある。
紡糸後の繊維の焼成方法としては例えば酸素の存在下、
9506C〜1000°Cの温度において数分〜数時間
、好ましくは数分〜数十分間焼成した後、徐冷する方法
が挙げられる。
E 作用及び発明の′効果 本発明の酸化物超電導繊維は優れた強伸度と良好な柔軟
性を有し、超電導マグネットあるいは超電導送電線用の
超電導繊維として極めて好適に用いられる。該繊維は単
独で用いても良いが、−本一本の繊維のまわりを銅・ア
ルミニウム等の金属で包み込み安定化超電導線材として
用いるのが良い。
本発明の酸化物超電導繊維を用いる具体的な用途として
はM HD発電、磁気浮」二列車、超電導発電機、NM
R−CT、高エネルギー加速装置等を挙げることができ
る。
以下実施例により本発明をより具体的に説明する。
測定法: 超電導繊維の臨界温度(Tc)及び電流密度(Jc)は
、標準的な四端子法で超電導繊維の電気抵抗を測定する
ことで求めた。この端子は直径70μmの白金線であり
、試料の接着には銀製の導電性接着剤を用いた。試料温
度は、(クロメル−金+0007%鉄)熱電対を用いて
測定した。
超電導繊維の引張り強さ及び伸度は、インストロン型引
張り試験機にて室温で、チャック間距離5mm、引張り
速度0.033m/秒により測定した。
Y2O320g、 BaCO369,9gおよびCu0
113.3gをよく混合したのち、950℃で5時間仮
焼きした後、粉砕し、846メツシユのフィルターを通
すことにより、直径15μm以下の仮焼き粉末を得た。
参考例2 Y20320g、 BaCO369,9gおよびCuO
43,3gをよく混合したのち、950℃で5時間保持
したのち、酸素ガス流下に100℃/時間の速度で室温
まで冷却し、単一の斜方晶形のYBa、Cu307− 
、の酸化物超電導体を得た。これを粉砕し、846メツ
シコ、のフィルターを通ずことにより、直径151m以
下の酸化物超電導体粉末を得た。参考例3 Y(NOs)3’6Hz010g、 Ba(NO3)2
13.6gおよびCu(NO3)2−3H2018,9
gをそれぞれ蒸留水に溶解し、混合してから全体で30
0m(2の水溶液とした。こり。
を直径0 、8mmの注射針を取付けた注射器に入イt
10.7モル/Qのに2Go、水溶液300mQ中に噴
射させて共沈物の微粉を得た。この時、系のpH力(7
〜8となるようにKOI(水溶液を適宜加えた。得られ
た粉末を濾過後、水で3回洗浄し、アルコール洗浄した
後、45℃で乾燥した。続いて850°Cで2時間仮焼
きを1子ない、粒径が0.2μm以下の微粉末を得た。
=13− 12一 実施例1 参考例Iて調整した15μm以下の粉末10gを蒸留水
15g中に分散させた。(これをA液とする)別に調整
した5%のポリビニルアルコール(以下PVAと記す)
(重合度1700、けん化度98.5モル%)水溶液1
5gにポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエ
ーテル004gとドデシル硫酸ナトリウム0.04gを
加え混合した。(これをB液とする)続いてBtL中に
A液を加え、よく撹拌しながらホットプレート上で全量
を30gまで濃縮し原液とした。
次に20g/ρのNa0)1と400g/12のNa2
SO4を含む水溶液を40℃に保温したものを凝固液と
し、湿式紡糸してフィラメント化し巻き取った。その後
100g/θのH、S O、と300g/12のNa、
SOtを含む水溶液中で中和後、水洗してボビンに巻き
取った。このフィラメントを50℃の乾燥機で乾燥した
のち、980℃の炉中に入れ5分保持し、100°C/
時局の速度で酸素ガス流下室温まで冷却し、直径100
μmの酸化物超電導繊維を得た。
この繊維の臨界温度(Tc)は83にであり、77Kに
おける臨界電流(Jc ) I 、 OA/cm”′!
:あった。また引張り強度が2.5MPaで切断伸度が
3.0%であった。
実施例2 参考例2で調整した酸化物超電導体粉末を用い、PVA
として重合度2400、けん化度98.5モル%のもの
を用いる以外は実施例Iと同様にして、直径100μm
の酸化物超電導繊維を得た。
この繊維のTcは81にであり、77KにおけるJc 
O,4A/cm2であった。また引張り強度がl 、 
0MPaで、切断伸度が0.5%であった。
実施例3 参考例3の共沈法により調整した平均粒径0,2μm以
下の粉末1.0gを゛蒸留水15g中に分散させた。
(これをC液とする)別に調整した5%のPVA(重合
度3300、けん化度987モル%)水溶液10gに蒸
留水5g、ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニ
ルエーテル0.06gとドデシル硫酸ナトリウム006
gを加え混合した。(これをD液とする)続いてD液中
にC液を加えよく撹拌しながらホットプレート上で全量
を35gまで濃縮し原液とした。
次に20g/ρのN a OHと400g#!のNa、
SOtを含む水溶液を40℃に保温したものを凝固液と
し、湿式紡糸してフィラメント化し巻き取った。その後
100g/(!のH3SO,と300g/ρのNa2S
O4を含む水溶液中で中和後、水洗してボビンに巻き取
った。このフィラメントを50℃の乾燥機で乾燥したの
ち、980℃の炉中に入れ5分保持し、100℃/時門
の速度で酸素ガス流下室温まで冷却し、直径80μmの
酸化物超電導繊維を得た。
この繊維のTcは84にであり、77にでのJcは1[
14A/cm2であった。また引張り強度が20MPa
で、切断伸度が26%であった。
特許出願人 株式会社 り ラ し

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)繊維強度が1MPa以上、繊維伸度が0.5%以
    上、であることを特徴とする酸化物超電導繊維。 (2)繊維強度が5MPa以上である特許請求の範囲第
    1項に記載の酸化物超電導繊維。(3)繊維伸度が2.
    5%以上である特許請求の範囲第1項に記載の酸化物超
    電導繊維。(4)臨界温度が80K以上である特許請求
    の範囲第1項に記載の酸化物超電導繊維。 (5)臨界電流が磁場のない状態において 10A/cm^2以上である特許請求の範囲第1項に記
    載の酸化物超電導繊維。 (6)気孔率が10容量%以下である特許請求の範囲第
    1項に記載の酸化物超電導繊維。
JP62280671A 1987-11-05 1987-11-05 酸化物超電導繊維 Pending JPH01122512A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62280671A JPH01122512A (ja) 1987-11-05 1987-11-05 酸化物超電導繊維

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62280671A JPH01122512A (ja) 1987-11-05 1987-11-05 酸化物超電導繊維

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01122512A true JPH01122512A (ja) 1989-05-15

Family

ID=17628307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62280671A Pending JPH01122512A (ja) 1987-11-05 1987-11-05 酸化物超電導繊維

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01122512A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6248696B1 (en) 1994-07-15 2001-06-19 Basf Corporation 7-forming, superconducting filaments through bicomponent dry spinning
US6344167B1 (en) 1994-02-18 2002-02-05 Basf Corporation Process for the production of superconductor containing filaments
CN119811780A (zh) * 2025-02-20 2025-04-11 松山湖材料实验室 一种Lu掺杂高温超导原材料及其制备方法和用途

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6344167B1 (en) 1994-02-18 2002-02-05 Basf Corporation Process for the production of superconductor containing filaments
US6248696B1 (en) 1994-07-15 2001-06-19 Basf Corporation 7-forming, superconducting filaments through bicomponent dry spinning
CN119811780A (zh) * 2025-02-20 2025-04-11 松山湖材料实验室 一种Lu掺杂高温超导原材料及其制备方法和用途

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102534787B (zh) 单畴钇钡铜氧超导块材的制备方法
Duarte et al. Electrospinning of superconducting YBCO nanowires
Xie et al. Progress of superconducting nanofibers via electrospinning
Mohamed et al. Enhancing superconducting properties of YBa2Cu3O7-ẟ through Nd2O3 addition prepared using modified thermal decomposition method
JPH01122512A (ja) 酸化物超電導繊維
JPH02289459A (ja) 超電導セラミック材料の長手方向針状結晶群から成る細長体の製造方法
JPH01122511A (ja) 酸化物セラミックス超電導繊維
CN117700225A (zh) 一种YaGd2-aBa4CuNbOy纳米粉体及用其提高单畴钆钡铜氧超导块材性能的方法
CN105236952B (zh) 纳米铁酸镍掺杂的钇钡铜氧超导块材的制备方法
JPH02259115A (ja) 高い密度の超伝導繊維を製造する方法
US5023230A (en) Oxide superconductors encased in pan-derived carbon matrix
JP2593874B2 (ja) 超伝導性セラミックス線材の製造方法
JPH07509686A (ja) 一定pHにおける共沈澱による超伝導酸化物
JPH01122522A (ja) 酸化物超電導繊維の製造方法
JPH01176606A (ja) 酸化物超電導繊維の製法
JPH01122521A (ja) 酸化物超電導繊維の製造法
JPS63277554A (ja) 酸化物超電導性セラミックス線状焼結体及びその製造方法
Chien Polymer precursor synthesis of high Tc superconductors
CN101471162A (zh) 用掺杂低温燃烧合成法制备的Gd211相提高GdBaCuO高温超导体性能的方法
JPS63307150A (ja) 酸化物セラミックス系超電導導体およびその製造方法
CN101414497A (zh) 一种连续制备双面织构高温超导二代带材过渡层的方法
JPH0365511A (ja) 超伝導性繊維の製造方法
JPH01176605A (ja) 酸化物超電導繊維の製造方法
EP0867042A1 (en) Method for producing and/or treating refractory filaments, especially superconductive filaments
JPH06243737A (ja) 酸化物超電導コイル