JPH01218765A - 酸化物系超電導体及びその接合方法 - 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、酸化物系高温超電導体及びその接合方法に係
り、特に、酸化物系高温超電導体の超電導特性を損なわ
ない接合体を得ることができる、新規な接合方法に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、Ｎｂ−Ｔｉ合金や、Ｎ　ｂ　ａｓ　ｎ　、Ｎｂ５
Ａ　Ｑ等の金属間化合物の接合方法として、溶接学会誌
ｖｏ１．５６　　Ｎａ２（１９８７）に記載のように、
□はんだ付、圧接、超音波接合、抵抗加熱溶接、電子ビ
ーム溶接等、が試みられている。しかし、臨界温度が９
０に以上の特性を有する、ＹＢａ−Ｃｕ−Ｏ系の酸化物
高温超電導体の接合は、酸化物であること、超電導性が
組成によって大きく左右されること等により、非常に困
難である。このため、現在は金等を蒸着し、その上に、
はんだ等で接合しているが、接合強度が弱く、また耐熱
性も低い。

更に蒸着等では真空チャンバ・−の大きさも限られ、被
接合体の大きさも限定される。

一方、前記超電導体を線材化した場合の該超電導体を保
護するシース材は、銀または銅を使用することが公知で
ある。しかし、該超電導体とシース材は接触しているだ
けのため、両者の界面抵抗が大きく、電磁装置の入出力
端子に接合した場合、発熱が大きく、特に接合部の超電
導特性が損なわれるという問題がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、接合強度が弱いばかりでなく、酸化
物系高温超電導体が、接合過程で、超電導特性を失うと
いう問題があった。

本発明の目的は、酸化物系高温超電導体の超電導特性を
損なうことのない、超電導体と他の部材との接合方法及
び本発明の接合方法によって接合された酸化物系超電導
体にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、酸化物系高温超電導体の被接合面に、銀と
銅の少なくとも１つを主成分とし、Ｔｉ。

Ｚｒ、Ｈｆ・の中から選ばれる、少なくとも１種以上の
元素を（Ｌｌ〜１０重量％含む合金ろう材を配置し、前
記ろう材の融点以上に加熱後、酸素雰囲気中において、
４００〜９００℃の温度で１時間以上加熱し、２００℃
／ｈ以下の速度で冷却することにより達成される。

〔作用〕

本発明では、酸化物系高温超電導体を接合するろう材と
して、銀粉末、銅粉末又はそれらの混合粉末或いは銀と
銅の合金粉末に、ＩＶａ族元素（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ）の
中の少なくとも１種以上の元素を０．１〜１０重量％添
加したものを用いる。それによって、前記超電導体への
ろう材のぬれ性は、著しく向上し、接合強度の大きい接
合体が得られる。ＩＶａ族元素の添加量が０．１　重量
％以下では、ぬれ性に対する効果が小さく、また、１０
重量％以上では、超電導体の組成を大きく変化させ、超
電導特性を完全に無くしてしまうため、望ましくない。

一方、前記ろう材によって接合する場合、加熱の過程で
、元素の移動、特に酸素の移動または損失で超電導特性
が損なわ九る。本発明では、接合後、酸素雰囲気中、４
００〜９００℃の温度で１時間以上加熱、２．Ｏ，Ｏ℃
／ｈ以下の速度で冷却する。

４００〜６００℃は、酸化物系超電導体が、酸素をよく
取り込む温度である。また、９００℃以上に加熱すると
、前記超電導体の相転移や溶融が起こるだめ、超電導特
性を失う可能性が大きい。

酸素を十分に取り込ませるためには、４００〜９００℃
の温度範囲内で１時間以上加熱することが適当である。

さらに、６００〜９００℃以上に加熱した場合の酸素の
放出等を考慮して、酸素の十分な取り込みのため、２０
０℃／ｈ以下の速度での冷却が必要である。この結果、
前記超電導体中に、再び酸素が取り込まれ、超電導特性
を回復させることができる。

このようにして、酸化物系高温超電導体の超電導特性を
損なわずに、接合することができる。

更に本発明による接合部の電気抵抗は１３μΩ・■以下
で、接合部からの発熱は門めて少ない。

〔実施例〕

実施例１ 直径ＩＩＩｗＩＩのＹＢａ２Ｃｕａ０７−ｇ超電導体に
７２重量％Ａｇ−２８重量％Ｃｕの合金粉末中に５重量
％のＺｒ粉末を添加した、ペースト状の金属ろうを塗布
し、これをアルゴン雰囲気中で、９００℃、５分間加熱
して、銅線とのろう付を行った。これをいったん室温ま
で冷却してから、酸素雰囲気中、４００℃、１０時間加
熱した後、炉冷した。酸素雰囲気中での熱処理の前後で
、この接合体について、マイスナー効果を調べた。熱処
理前では、マイスナー効果は見られなかったが、熱処理
後の試験では、マイスナー効果が確認された。これによ
って、超電導特性を損なわずに、ＹＢａｚＣｕ３０７−
ｇと、金属との接合体を得ることができた。

実施例２ φ１．５側のＹＢａ２ＣｕｓＯｒ−ｓ超電導体に、９０
重量％Ａ　’ｇ、　−５重量％Ｔｉ−５重量％Ｐｌｄの
組成をもつ、ペースト状の金属ろうを塗布し、これをア
ルゴン雰囲気中で、９５０℃、５分間加熱して、銅線と
のろう付を行った。室温まで冷却してから、酸素雰囲気
中、４００℃、１０時間熱処理した後、炉冷した。マイ
スナー効果を調べたところ、実施例１と同様に、熱処理
後の試料で、マイスナー効果が確認された。

実施例３ φ１．５ｍｍのＹＢａｚＣｕｓ０７−ｇ超電導体に、７
２重量％Ａｇ−２８重量％Ｃｕの合金粉末中に５重量％
のＴｉ粉末を添加したペースト状金属ろうを塗布し、こ
れをアルゴン雰囲気中で８５０℃、５分間加熱して、銅
線とのろう付を行った。室温まで冷却してから、酸素雰
囲気中で、４００℃、１０時間加熱した後、６０℃／ｈ
の速度で冷却した。

本発明によって接合された接合部の電気抵抗は１２μΩ
・σであり、また、９０Ｋにおける電流密度は５０００
　Ａ／ｃｎＹであった。

また、この接合された超電導体を用いて、モーターを作
動させることができた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、酸化物系高温超電導体とろう材とのぬ
れ性が良く、しかも前記超電導体の超電導特性を損なわ
ない接合ができるので、前記超電導体を、金属や他のセ
ラミックス等と接合して用いることが可能となる。これ
によって、酸化物系高温超電導体の応用範囲を大きく拡
げることになる。

更に本発明によって接合された接合部の抵抗は１３μΩ
・印と小さく、実用上問題なかった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被接合材の少なくとも一方が酸化物系高温超電導体
   よりなる部材の接合方法において、前記超電導体の被接
   合面に金属ろうを接触させ、前記金属ろうの融点以上に
   加熱した後、酸素雰囲気中において、４００〜９００℃
   で再加熱し、２００℃／ｈ以下の速度で冷却することを
   特徴とする、酸化物系高温超電導体の接合方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の金属ろうが、銀または
   銅のいずれか１種に、元素周期表のIVａ族（Ｔｉ，Ｚｒ
   ，Ｈｆ）から選ばれる少なくとも１種以上の元素を０．
   １〜１０重量％含むことを特徴とする酸化物系高温超電
   導体の接合方法。 ３、特許請求の範囲第１項記載の金属ろうが、銀または
   銅のいずれか１種を主成分とする合金または混合粉末中
   に、元素周期表のIVａ族（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ）から選ば
   れる少なくとも１種以上の元素を０．１〜１０重量％含
   むことを特徴とする酸化物系高温超電導体の接合方法。 ４、特許請求の範囲第１項記載の金属ろうが、銀及び銅
   を主成分とする合金または混合粉末中に、元素周期表の
   IVａ族（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ）の中から選ばれる少なくと
   も１種以上の元素を０．１〜１０重量％含むことを特徴
   とする酸化物系高温超電導体の接合方法。 ５、特許請求の範囲第１〜４項記載のいずれか１つの方
   法によつて酸化物系超電導体の表面が、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈ
   ｆの中から選ばれる少なくとも１種以上の元素を、０．
   １〜１０重量％含む金属と接してなることを特徴とする
   酸化物系超電導体。 ６、特許請求の範囲第１〜４項記載のいずれか１つの方
   法により、酸化物系超電導体の表面が、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈ
   ｆの中から選ばれる少なくとも１種以上の元素を、０．
   １〜１０重量％含む金属よつて保護されていることを特
   徴とする、酸化物系超電導体。 ７、特許請求の範囲第５項または第６項に記載の金属は
   、銀または銅のいずれか１種以上を主成分とすることを
   特徴とする酸化物系超電導体。 ８、特許請求の範囲第１〜４項記載のいずれか１つの方
   法によつて、酸化物系超電導体が、装置の電気信号入出
   力端子に接合されていることを特徴とする酸化物系超電
   導体。