JPH01168965A - 超伝導被覆炭素繊維複合材 - Google Patents

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、高強度、超高弾性、高熱伝導度炭素繊維であ
って、セラミック型の超伝導体で被覆されているものか
ら成る超伝導炭素繊Ｉ１１合材に間するものである。よ
り詳しくは、本発明は高強度、超高弾性、高熱伝導度、
低抵抗率炭素繊維であって、セラミック型超伝導体、例
えば希土Ｉｆｆ（Ｒ，Ｅ、）、Ｂａ、　Ｃｕ、オキシド
型超伝導体（１−２−３，超伝導体）、などのセラミッ
ク型超伝導体の密着層で被覆されているものであって、
その複合材は超伝導条件下に強磁場に於いてかなりの電
流密度を達成することが出来るものに間する０本明細書
で使用する炭素繊維という用語は、炭素モノフィラメン
ト並びにモノフィラメントの束（ヤーン）の両方を含む
ものとする。

Ｎｂ／Ｔｉ合金、ニオブカルボニトリドなどの以前の物
質よりもかなり高い超伝導転移温度を有する希土類（例
えばイツトリウム）オキシド、酸化バリウム及び酸化銅
の組み合わせから構成されている超伝導セラミック型材
料を記載している多くの出版された報告が現れてきた。

７７°Ｋ以上の超伝導転移温度（液体窒素の沸点）はこ
れらの文献で一般的に見出され、より高い転移温度のも
のさえ超伝導挙動を説明している現存の理論に対する最
近の改定に基づいてより高い転移温度さえ考え得るよう
になった。これらの新しい超伝導体が、現存するより低
い超伝導転移温度の超伝導体に優越して有している経済
的な利点は非常に大きいので、多くの新たな超伝導体の
用途が現在考案出来、現在の用途は非常に改良されてる
。しかしながらこれらの新たな混合オキシド超伝導体は
、もろいセラミック状の物質であるので、過去に於いて
超伝導体が用いられた多くの重要な用途に於ける要件で
あるところの高強度のワイヤー型の形態の製造にそれら
を容易に利用することが出来ない。これらの用途は、高
エネルギー物理、交通工学などに於いて使用される強磁
場磁石に主として関連している。

ワイヤー型の形態にもろい超伝導物質を製造する一つの
方法は、プロシーディングスオブザセブンス　コンフエ
レンス　オンケミカルペーパー　デポジション、エレク
トロ　ケミカルソサイエティ（＋９７９）　３Ｏ０頁に
出版されてる「炭素繊維上の超伝導ニオブカルボニトリ
ドフィルムの化学的蒸着」という題のケイ、アレンフレ
ック等による記事に述べられている。この記事が化学蒸
着（ＣＶＤ）によてツルネル（ＴＨＯＲＮＥＬ）　（登
録商標）４００マルチフイラメントヤーン上に直接ニオ
ブカルボニトリド層を沈着させ超伝導複合材を作ること
を記載している。しかしながら、ブレンフレック等の複
合材は低熱伝導度のより反応性の炭素繊維を用い、この
記事に付随している顕微鏡写真中に示される構造は貧弱
な物理的構造を示している。ニオブカルボニトリド炭素
繊維に基づく超伝導複合材の追加的な面は、米国特許第
４，２９９，８６１．４，５８１゜２８９及び４　、６
５７　、７７６中に記載されている。最近、超高弾性率
、高熱伝導度、低抵抗率炭素繊維が人手できるようにな
り、これは全てではないが炭素繊維超伝導複合材の加工
にほとんどが要求される安定性を達成している。従って
安定性に対する以前の文献中に使用された最も外側の銅
被覆の必要性が減少されるか又は除去されており、より
単純でより経済的なＨｅを生している。

炭素繊維及びニオブカルボニトリド超伝導体層の間の超
伝導体の密着性を改良する為の中間のカーバイド又はオ
キシド層の有用性が米国特許４，５８５．６９６に記載
されている。そのような贋は、その密着効果を達成する
為に中間（繊維及び超伝導体に対して）の膨張係数に依
存している。

新規な混合オキシドセラミック型超伝導体は、ブレンフ
レック等のニオブカルボニトリド材料と物理的性質が異
なっており、これらの差異は超伝導体をワイヤー状の形
態に加工するのに異なる考慮をすることを必要としてい
る。例えば、ニオブ化合物は立方体的な結晶構造を有し
ており、その臨界的な電流及び臨界的な磁場は等方的、
即ちその三つの結晶学的な軸の各々に沿って同じである
。

他方、新規な１−２−３超伝導体は、ａ及びｂ結晶学的
軸に沿っての臨界電流及び臨界磁場よりもＣ結晶学的軸
に沿っての臨界電流及び臨界磁場がずっと小さい。従っ
て超伝導装置中で作られるときに最大の効果の為には、
１−２−３超伝導体微結晶のａｂ平面を繊維の軸に対し
、平行に出来るだけ完全にそろえることが重要であり得
る。

本発明に於いて最近発見されたＲ、　Ｅ、１Ｂａ、　Ｃ
ｕオキシド型超伝導体等のセラミック型超伝導体が、幾
つかの異なる技術によって密着層として低抵抗率、高熱
伝導度、高強度、超高弾性率素繊維玉に形成出来、有用
な超伝導複合材を生成することが見出された。更に、繊
維上の超伝導体微結晶の少なくともある種の好ましい配
向を作ることが出来、その複合材は超伝導条件下で実質
的な臨界電流及び臨界磁場を示すことが出来る強力な柔
軟な導体に形成できる。

〔課題を解決する手段〕

本明ｍ書に於いてセラミック型超伝導体の密着層で被覆
された低抵抗率、高強度、超高弾性率炭素繊維を含む超
伝導複合材が記載される。

また７７°Ｋ以上の転移温度を有する超伝導混合オキシ
ドの密着層で被覆された高い熱伝動度を示す低抵抗率、
高強度、超高弾性率炭素繊維を含む超伝導複合材が記載
され、上記混合オキシドは式Ａ。

Ｂ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘ・を有し、式中Ａはイツトリウム、
ランタン、ランタニドからなる群から選ばれる１又はそ
れ以上の元素であり１Ｂは１又はそれ以上の■Ａ族の元
素であり、Ｘは０と１の間の数である。

図１は本発明の複合材に対する一つの可能な構造の理想
化された断面図を示し、これはセラミック型超伝導体の
層で被覆され、外側の保護エンロービング層で被覆され
ている。第２図は繊・紺表面及び超伝導体層の間に挟ま
れた圧縮可能な層を追加的に有する第１図の複合材の断
面図である。これらの図面は炭素繊維がしばしば軸方向
に割れたｒバックマン（口を開けた丸い顔のテレビゲー
ムの主人公）」型の断面外観を与えているので理想化さ
れているものである。

本明ＩｉＩ書で記載される本発明で有用な炭素繊維の種
類は、ピッチ、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、レー
ヨン等から１乍られた繊龜市である。そのような繊維は
溶融されたピッチ、ｒＰＡＮドープ」又は「レーヨンド
ープ」のスピンネレットを通過する押し出しによって作
ることができろ。テープ型、シート型又はチューブ型の
有用なｗＲ維は束当り１〜数千又はそれ以上の独立した
モノフィラメントを含み得る。その様なり−ンの酸型的
なものは、ソルネル（登録商標）ピッチ、ＰＡＮ系、及
びレーヨン系の繊維であり、これらは撚った又は撚らな
い連続した長さの種々の異なる繊維数からなる高強度の
束として供給されている。超高弾性率、ピッチ系、高熱
伝導度炭素繊維は、超高弾性率及び高熱伝動度の池にそ
れらの製造の高温方法がそれらをよりグラファイト化し
、従って配向させ、そして酸化攻撃により抵抗性にする
ので好ましい。しかしながら、ＰＡＮ又はレーヨン源か
らの繊維もピッチから作られたものとそれらの性質が匹
敵するときには好ましい。本発明の目的には、撚りのな
い炭素繊維ヤーンを使用することが好ましい。

本発明で有用な炭素繊維は、低い抵抗率の繊維である。

上記の供給からの繊維は低い抵抗率のものであるが、典
型的には抵抗率が低ければ低いほと本発明に繊維は適し
ている。ＳｂＦ５などでドーピングするなどによって、
抵抗率に対するとんな改良も強度、弾性率及び熱伝導度
が特に害されない限り望ましい、約３μオーム／１１未
溝の抵抗率はこれらの繊維につき典型的なものであるが
、より高い抵抗率の繊Ａｆｔ（２０Ｉｚオ一ム／ｍ未満
）も使用できる。好ましいのは約１．５μオ一ム／ｍ未
満の抵抗率を有するものである。本明細書で有用な炭素
繊維の厚みはある程度は超伝導複合材を用いるべき用途
によって支配されるが、簡単に繊維が破壊されるのをさ
けるに十分な厚みを有するべきであるり、もしも最終用
途がそのような目的で使用されるのであれば導体に通常
期待される柔軟性を繊維が有し得ないほど厚みのあるも
のではない、繊維の長さは典型的には複合材の最終用途
に及び複合材を作る方法に依存する。炭素繊維の引張り
強度は一般に約１５０ｋｓｉ以上であるへきであり、よ
り好ましくは３Ｏ０ｋｓ　ｉ以上である。最も好ましく
は約　３５０ｋｓｉ以上である。そのような高強度繊維
は超伝導磁石に巻きつけるのに使用されたときに、高磁
場超伝導磁石中で生じる高い磁場によってできる応力に
耐えることを助ける複合材を与える。少なくとも銅の約
２０％の熱伝導度（２０℃に於いて３９０ワツ）／ａ／
’Ｃ）が好ましく、少なくとも鋼の値がより好ましい。

最も好ましくは鋼の少なくとも２倍の熱伝導度を有する
繊維である。少なくとも２０Ｍ５　ｉの弾性率が有用で
あるが、少なくとも約８０Ｍ５　ｉの弾性率、そしてよ
り好ましくは少なくとも約１００Ｍ５１が好ましい。

ピッチ系の繊維は本発明で好ましい、なぜならばそれら
は超伝導層を沈着させる間により不活性であり、高強度
、超高弾性率を有し、より高い熱伝導を有し、より低い
抵抗率を有するからである。

また、ピッチ系繊維表面を構成しているグラファイト微
結晶の基本平面の配向が繊維長さにより平行である。最
も好ましいのはＰ−１００、Ｐ−１２０，Ｐ−１３Ｏな
どのピッチ系の等級のツルネル（登録商標）（ＴＨＯＲ
ＮＥＬ）である、ツルネル（登録商標）のピッチ系等級
に類似する強度、弾性率及び熱伝導度を有する他の炭素
繊維も好ましい。

本明細書に記載された本発明で有用な超伝導体は、セラ
ミック型の超伝導体である。これらにはニオブカルボニ
トリド及びオキシド、Ｌａ２ＣｕＯ，物質及び重要なも
のであるが最近発見されたいわゆる１−２−３超伝導体
が含まれる。これらの後者の物質は、Ａ１Ｂ２Ｃｕ３Ｏ
７−、ｔ、の一般式のものであり、ここでＡはイツトリ
ウム、ランタン又はランタニドから選ばれるｌ又はそれ
以上の元素てあり１Ｂは１又はそれ以上の［ＩＡ族金属
、例えばカルシウム、ストロンチウム又はバリウム等で
あり、Ｘは０と１の間である。これらの物質は例えば、
イツトリウム化合物、バリウム化合物、銅（ＩＩ）化合
物の上記で一般式で与えられた割合の混合物を加熱し、
酸素含有又は酸素放出雰囲気中でアニーリングすること
によって作ることが出来る。典型的な化合物はＹＢａ２
Ｃｕ３Ｏ６．９ａである。これらはペロブスカイト構造
に基づく結晶構造及び約９０と及び約９８°Ｋの間の超
伝導転移温度を有するがある種のファミリーの一員はよ
り高い超伝導転移温度を示すようである。またこれらの
超伝導体の鋼又は酸素部分は、部分的又は完全に他の元
素によって置き換えることが出来るというある兆候が存
在し、そしてこの事はここに含まれる本発明の記載内に
そのような化合物を包含することを意味する。

本発明で好ましい低抵抗率、ピッチ系炭素繊維の種類は
超高弾性率、高強度型であるのみならず特に高い熱伝導
度型である。高い熱伝導度という特徴は、超伝導複合材
を使用するときに温度の迅速なそして均一な分布を可能
にするので非常に望ましく、そして複合材が高い磁場の
磁石目的で使用されるときに断熱的な安定化の為に特に
有用である。少なくとも鋼と同じ熱伝導度（２０℃に於
いて３９０ワット／ＩＩ１℃）が好ましく、銅の少なく
とも２倍のイ１σがより好ましい。最も好ましくは銅の
少なくとも３倍の熱伝導度を有する繊維が好ましい。ピ
ッチ系の繊維が本発明で特に好ましいという理由の一部
は、これが超高弾性率であるからである。そのような超
高弾性率によって得られる強靭さは、複合材から作られ
る導体であるときには特に有利である。超高弾性率とい
う意味は少なくとも約８０Ｍｓｉ、より好ましくは少な
くとも約１００　Ｍｓｌの弾性率を意味する。

一般に本発明の複合材の炭素繊維部分の熱膨張係数（Ｃ
ＴＥ）は、約６００℃以下の温度に於いて繊維の軸方向
に於いて負であり、半径方向に於いてＯから遠くないも
のである。繊維上に被覆されるべき固形のセラミック型
の超伝導体は、一般に総括的に正のＣＴＥを有している
。従って、繊維上に超伝導体を被覆する間又は繊維／超
伝導体複合材が温度サイクルを受けるとき超伝導体被覆
はクラックを生じ、ゆるみを生じ又ははがれを生じ、複
合材の物理的性質の劣化につながる。この困難を克服す
る為に超伝導体の被覆は超伝導体層を被覆するに先立っ
て繊維上に被覆された緩衝層上に被覆することが出来る
。緩衝層は圧縮可能でなければならず、そして超伝導体
層の収縮を調節するのに十分厚みのあるものでなければ
ならない。この圧縮可能な層はまた被膜を作り上げてい
る超伝導体微結晶の配向を助け、従って最も低い電気抵
抗率が繊維の軸に沿って出来る限り揃うように配向する
。この後者の配向は、とのように得られようともｍ離軸
に沿って最大の電流密度を得る為に重要であると信じら
れる。この圧縮可能な層はまた出来る限り使用されろ超
伝導体に対し不活性であるべきである。圧縮可能な層の
厚みは圧縮可能な層の多孔度、炭素繊維ＣＴＥ及び超伝
導体ＣＴＥによって当業者が理解するように決定される
が、一般には１００オングストローム〜約１０ミクロン
の厚み、より詳しくは約０．５ミクロン−約２ミクロン
の厚みである。炭素繊維に圧縮可能なグラファイト層を
被覆する一つの方法は、参照により本明細書に内容を取
り込む米国特許　３，７９９，７９０に記載されている
。この特許は、熱分解炭素及び酸化アルミニウムの混合
物の蒸着及びその結果物を加熱し、酸化アルミニウムを
除去し、その後に多孔性の圧縮可能な高度にグラファイ
ト性の層を残すことを記載している。当業者に理解され
るように繊維及び超伝導体ＣＴＥをマツチさせる他の方
法が使用され得る。しかしながら、上記３，７９９，７
９０の特許は、本発明にＣＴＥをマツチさせる好ましい
方法である。

全てではないにしても、幾つかの本発明の複合材を作る
為の炭素繊維上に被覆された固体超伝導体は、高温に於
いて炭素繊維の表面と好ましい材料である低い反応性の
ピッチ系炭素繊維を用いたときでさえ反応することが有
り得る。その様な上記のグラファイト圧縮可能層は、保
ｉｉｉ層として役立ち並びにｗＡ維及び超伝導体の異な
るＣＴＥを調節するのに役立つ。この反応は、上に述べ
た様に固体の超伝導体被膜を被覆する間に起きるか又は
超伝導体層をその超伝導形に転換するのに通常要求され
る高温アニーリング（高密化）の間に起き得る。その様
な反応又は腐食は超伝導複合材の性質を著しく劣化させ
る。従って、ある場合には超伝導体層を被覆する前に炭
素繊維上に薄い導電性被覆を行なうことが有用であるが
、一般には使用される場合の圧縮可能な層を被覆した後
に行なう。

銅、銀（アニーリング温度があまり高くないとき）、金
、遷移元素カーバイド及びニトリド類、などの金属が役
立てられ、導電性でかつ保護の役目をする。使用すると
きに、この層は望ましくは非常に薄く数十オングストロ
ームの厚みで約１０００オングストローム未溝の厚みの
オーダーである。

炭素繊維の表面を被覆するのに幾つかの異なる方法を使
用する事が出来る。望ましくは、上記被覆は繊維の全長
にわたって厚みが程良く均一になるように作られるべき
であり、そして非常に重要なことは全繊維表面にわたり
、連続している事である。最大の電流密度及び他の有益
な効果の為に、繊維が連続的に被覆されているか、又は
本質的に連続的に被覆されているかのいずれかであるよ
うに注意を払うべきである。　１０００オングストロー
ム又はそれ以上、より好ましくは約５０００〜約５０．
０００オングストロームの固体超伝導体層の厚みが、電
流運搬装置として複合材を使用する為に適当な電気路を
保師するのに望ましい、繊維上の厚すぎる固体超伝導体
は、望まれる［１の柔軟性に悪影響を及ぼし得、従って
導体の柔軟性に悪影響を及ぼし得、そして本発明の複合
材から作られる硬い繊維の導体が容認される用途を除い
ては避けるべきである。薄すぎる層は、電流密度に悪影
響を及ぼす。二次元の炭素繊維が使用されるときは（織
布又は不織布など）、複合材の柔軟性はさほど重要では
ない、その様な二次元の炭素繊維の形態は、例えば、電
気及び磁気のシールディングに使用する場合、及び内部
に冷媒を運搬するように設計されている導電性の環状の
導体を作るのに有用である。

本発明で使用する沈着技術は非常に種々のものであり得
るが、明らかにあるものは完全に繊維を被覆するのに他
のものよりも適している。例えば、選ばれた特定の超伝
導体を構成している元素の化合物の適当な量を含有して
いる水性又は非水性の溶液を作ることによって、炭素繊
維を溶液被覆するのがある簡単な技術である。別の方法
としては、超伝導体は、乾燥方法によって製造出来、そ
して次に例えば硝酸なとの水性の酸化酸溶液中に溶解さ
れる。いずれの溶液も次に圧縮可能な層及び／又は外側
の包み込み層を有するもの又は有しないものとして使用
される炭素１ａ維を、その溶液に通すことによって炭素
繊維に適用される。繊維を次に通常適当な雰囲気中で加
熱し、超伝導体層をアニーリングすることによって薄い
被膜として繊維上に超伝導体をつくりあげ、正しい化学
ｍ論、密度及び結晶形態を達成する。化学的な蒸着技術
は、低い電気抵抗率を有する繊維が電気的に加熱される
ので炭素繊維を被覆する目的には特に有用である。超伝
導体をつくるのに使用する揮発性の化合物は、次に分解
され、熱い炭素繊維と接触することによって蒸着される
。ハライド類、有機金属化合物類及び他の揮発性化合物
類がこの目的に使用できる。電気メツキはまた、金属層
を繊維上に被覆する方法として特に良好な方法である。

他の潜在的に有用な沈着技術には、次のものが含まれる
。

１、ゾル−ゲル及び石鹸 ２、スパッタリングをして続いて酸化すること３、電子
ビーム蒸発に続いて酸化すること４、液相エビタクシ− ５、レーザー誘導沈着 しかし、選ばれた方法が被覆されるべき表面を完全に被
覆することが出来るものであるように注意が払われるべ
きである。これは本明細書に記載された全ての層につい
て望ましい条件である。複合材の最終的な密着金属又は
合金被覆は空気、水分などによって分解されることから
保護するのに望ましく、そして追加的な電気的及び熱的
安定性を与えるのに望ましい。これはまた、電気接続が
できる適当な表面としても役立つ０例えば複合材を電源
に接続するのに役立つ、金、銀、鋼、アルミニウム、は
んだ、などの導電材料をこの目的に使用することが出来
る。別の方法として、被覆は導体の末端に於いて、はん
だし得る物質で被覆されることの出来る材料であり得る
。その様な被覆は比較的薄く、約数百から約数千オング
ストロームの厚みであるべきであり、ＣＶＤ、スパッタ
リング、電気メツキなどによって上に詳細に記載された
ように連続被膜として被覆されるのが最も良い。蒸着及
び電気メツキ法が好ましい。

第１図は示された本発明の複合材の断面図である。内側
のリングｌは炭素！　ｔＩであり、中間のリング２は超
伝導体層であり、４は薄い被覆外層を表わす。第２図に
於いて同じ様な複合材が示されているが、但し中間リン
グ３、即ち圧縮層が加えられている。

超伝導体の基質としての低い抵抗率のピッチ系炭素繊維
は、高強度、高熱伝導率、不活性及び超高弾性率の利点
のみならず連続的な工業生産を可能とする為に優れてい
る。例えば、炭素系は供給スプールを離れて反応器へう
まく供給され、そこで糸に対する電気的な接触が糸を局
部的に加熱し、そしてそこで熱分解ＣｌＡｌ２Ｏ３層が
適用される。この最初の加熱帯域から糸は連続的に第二
の部屋に移り、そこで再度糸はそれ自身の電気抵抗によ
って加熱され、アルミニウム及び酸素を追出すのに十分
な温度となり、そして低密度圧縮炭素層を後に残して黒
鉛化する。糸は次に第三の部屋に入り、そこで同様に加
熱され、そして必要ならば保護層で内部的に被覆され、
次に所望の超伝導体で被覆される。糸が移動するに従い
超伝導体層の化学量論を調整する為に、他の部屋をライ
ン上に置くか、又はその超伝導性を最適化する為にアニ
ーリングされる。次の部屋は最終生成物として糸がスプ
ールに巻かれる前におそらくは電気メツキによって外側
被覆を糸に適用する。

次の実施例は、ここに開示した発明の特定の具体例を説
明する役目をする。しかしながら当業者によって認めら
れるように、開示された発明の精神から離れることなく
本発明に対して多くの変更が存在するので、ここに含ま
れる新規は発明の範囲を制限するものとは解釈されない
。

〔実施例〕

実施例　１ 硝酸イツトリウム、硝酸鋼（ｎ）及び水酸化バリウムを
適当な割合で緊密に混合し、すり砕き、続いて混合物を
不活性容器中で空気中で約９００℃で加熱することによ
ってセラミック型の超伝導体を作った。固化した黒い塊
を再度すり砕き、数回再加熱し、抵抗率を測定すること
によって試験したその超伝導転移温度が約９３°Ｋであ
ることが分った。

上で作った１−２−３超伝導体の一部を酸化無機酸中に
溶解し、ピッチ系の高強度ツルネル（登録商標）超高弾
性率、高熱伝動度、低抵抗率ｉ維の短い長さのものを超
伝導体の暗い溶液中に浸した。

繊維を乾燥し、９００℃で短時間加熱することによって
窒素雰囲気下に於いてアニーリングし、続いて約５００
℃に於ける流れる酸素中で長時間アニーリングし、続い
てゆっくりと冷却した。糸の温度に対する抵抗率の試験
は、その抵抗率が約８３°Ｋで急に落ちることを示し、
複合材がその温度で超伝導であることを示している。

この実施例で使用したツルネル繊維は、コネチカット州
０Ｇ８７７リツジフイールドのアモコ　パフォーマンス
　プロダクツ　インコーホレーテッドによって製造され
、次の平均的性質を有する強い超高引張り弾性率のピッ
チ系の糸である。強度３５０〜４００ｋｓ　ｉ、弾性率
　〉約１３ＯＭｓｉ、密度的２．２ｇ／ｃｃ、ＣＴＥ約
１．９ｐｐｍ／℃、熱伝導度１１００〜１２００讐／ｍ
Ｋ及び電気抵抗約１．１μオーム−…。糸を公称繊維カ
ウント数的２０００で連続ロールとして供給し、各フィ
ラメントは杓１０ミクロンの有効径である。そのような
繊維の他の詳細は、米国特許４，００５，１８３及びヨ
ーロッパ特許公開８５−２００６８７．３に見出され、
これらは両方とも参照して本明＊ｔＶに入れる。

実施例　２ 実施例１のツルネル（登録商標）繊維をおよそ１ミクロ
ン厚みの酸化アルミニウム／熱分解炭素の被゛膜で米国
特許３，７９９．７９０の方法によって被覆し、酸化ア
ルミニウムを約２２００℃で真空蒸発によって除去し、
多孔性の低密度、高黒鉛化被膜を繊維上に残した。後者
を次に実施例１のようにして構成された超伝導体の溶液
中に浸し、同じ方法で乾燥、アニーリングした。温度の
関数としてのその抵抗率を測定したとき、この試験によ
って複合材の抵抗率が急激に約８３゛にで落ちたことが
示され、複合材がこの温度で超伝導となっていることを
示している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の複合材の断面図、第２図は間に圧縮可
能な層を有する本発明の複合材の断面図を示す。 出願人　アモ、コ　コーポレーション

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、銅元素と少なくとも同じか又はそれ以上の熱伝導度
   を有する低抵抗、高強度、超高弾性率炭素繊維を含む超
   伝導複合材であって、上記繊維はセラミック型の超伝導
   体の密着層で被覆されている複合材。 ２、上記セラミック型超伝導体が７７°Ｋ以上の超伝導
   転移温度を有する特許請求の範囲第１項に記載の複合材
   。 ３、上記繊維及び上記セラミック型超伝導体層が上記繊
   維及び上記セラミック型超伝導体層と密に組み合わされ
   ている圧縮可能な層によつて分離されている特許請求の
   範囲第２項に記載の複合材。 ４、薄い密着外側層の中に包まれている特許請求の範囲
   第３項に記載の複合材。 ５、上記繊維が連続繊維の形態である特許請求の範囲第
   ４項に記載の複合材。 ６、少なくとも銅元素の少なくとも約２０％の熱伝導度
   及び約２０Ｍｓｉよりも大きな弾性率を有している約２
   ０μオーム／ｍ未満の抵抗率の高強度繊維を含んでおり
   、上記繊維が超伝導転移温度７７°Ｋ以上を有する超伝
   導混合オキシドの密着層を有しており、上記混合オキシ
   ドは式Ａ＿１Ｂ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿７＿−＿ｘ＿′であり
   、式中Ａはイットリウム、ランタン及びランタニド類か
   らなる群から選ばれる１又はそれ以上の元素であり、Ｂ
   は１又はそれ以上のIIＡ族の元素であり、ｘは０及び１
   の間の数である超伝導複合材。 ７、上記繊維が低い抵抗率のものであって少なくとも銅
   元素以上の熱伝導度を有しており、超高弾性率を有する
   特許請求の範囲第６項に記載の複合材。 ８、上記繊維及び上記超伝導混合オキシドの層が上記繊
   維及び上記固体超伝導混合オキシド層と密に組み合わさ
   れている圧縮可能な層によって分離されている特許請求
   の範囲第７項に記載の複合材。 ９、薄い密着外側層中に包まれている特許請求の範囲第
   ８項に記載の複合材。 １０、上記炭素繊維が連続繊維の形態である特許請求の
   範囲第９項に記載の複合材。 １１、上記繊維がピッチ系炭素繊維である特許請求の範
   囲第１項に記載の複合材。 １２、上記繊維がピッチ系炭素繊維である特許請求の範
   囲第６項に記載の複合材。 １３、導体に於ける特許請求の範囲第１項の複合材の用
   途。 １４、導体に於ける特許請求の範囲第６項の複合材の用
   途。 １５、低い抵抗率の超高弾性率の高熱伝動度型の高強度
   炭素繊維をセラミック型の超伝導体の密着層で被覆する
   が、上記繊維及び上記超伝導体は上記繊維上に予め被覆
   された圧縮可能な層によって分離されており、そしてそ
   の圧縮可能な層は上記繊維及び上記超伝導体の表面と密
   着しているものであり、そしてその後にその様にして形
   成した複合材を薄い密着外側層で包むことから成る方法
   。 １６、上記超伝導体が超伝導混合オキシドであつて、７
   ７°Ｋ以上の超伝導転移温度を有しており、上記混合オ
   キシドが式Ａ＿１Ｂ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿７＿−＿ｘ＿′で
   あり、式中Ａがイットリウム、ランタン、及びランタニ
   ド類から成る群から選ばれる１又はそれ以上の元素であ
   り、Ｂは１又はそれ以上のIIＡ族の元素であり、ｘは０
   及び１の間の数である特許請求の範囲第１４項に記載の
   方法。 １７、布の形態の特許請求の範囲第１項に記載の複合材
   。 １８、布の形態の特許請求の範囲第６項に記載の複合材
   。 １９、テープの形態の特許請求の範囲第１項に記載の複
   合材。 ２０、テープの形態の特許請求の範囲第６項に記載の複
   合材。