JPH01257128A - 超電導材の製造方法 - Google Patents
超電導材の製造方法Info
- Publication number
- JPH01257128A JPH01257128A JP63085596A JP8559688A JPH01257128A JP H01257128 A JPH01257128 A JP H01257128A JP 63085596 A JP63085596 A JP 63085596A JP 8559688 A JP8559688 A JP 8559688A JP H01257128 A JPH01257128 A JP H01257128A
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- Japan
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- superconducting
- powder
- base material
- superconducting materials
- grain boundaries
- Prior art date
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (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。
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〕
この発明は、超電導材の製造方法に関するものである。
超電導材料は、既に高エネルギー粒子加速器、医療診断
用ＭＨＩ−ＣＴ物性研究装置等において、超電導マグネ
ットの形で実用化されている。また、発電機、エネルギ
ーの貯蔵や変換、リニアモーターカー、資源回収用磁気
分離装置、核融合炉、送電ケーブル、磁気シールド材等
への応用、さらには、ジョセフノン効果を用いた超電導
素子は、超高速コンピューター、赤外線検出器、低雑音
の増幅器等への応用が期待されており、これらが本格的
に実用化された場合の産業的、社会的インパクトの大き
さは、未だ測シがたい。
用ＭＨＩ−ＣＴ物性研究装置等において、超電導マグネ
ットの形で実用化されている。また、発電機、エネルギ
ーの貯蔵や変換、リニアモーターカー、資源回収用磁気
分離装置、核融合炉、送電ケーブル、磁気シールド材等
への応用、さらには、ジョセフノン効果を用いた超電導
素子は、超高速コンピューター、赤外線検出器、低雑音
の増幅器等への応用が期待されており、これらが本格的
に実用化された場合の産業的、社会的インパクトの大き
さは、未だ測シがたい。
これまでに開発された超電導材料の代表的なものとして
、Ｎｂ −Ｔｉ 合金があり、現在９Ｔまでの磁界発
生用線材として広く使用されている。Ｎｂ−Ｔ１合金の
Ｔｃ （超電導状態が存在する臨界温度）は、９にであ
る。また、Ｎｂ −Ｔｉ合金よりも格段に高いＴｃを有
する材料として化合物系超電導材料が開発され、現在Ｎ
ｂ３Ｓｎ （ＴＣ： ：１ Ｂ Ｋ ）とＶ３Ｇａ（Ｔ
ｃ：１５Ｋ）が線材化され実用に供せられている。
、Ｎｂ −Ｔｉ 合金があり、現在９Ｔまでの磁界発
生用線材として広く使用されている。Ｎｂ−Ｔ１合金の
Ｔｃ （超電導状態が存在する臨界温度）は、９にであ
る。また、Ｎｂ −Ｔｉ合金よりも格段に高いＴｃを有
する材料として化合物系超電導材料が開発され、現在Ｎ
ｂ３Ｓｎ （ＴＣ： ：１ Ｂ Ｋ ）とＶ３Ｇａ（Ｔ
ｃ：１５Ｋ）が線材化され実用に供せられている。
さらに、Ｎｂ、Ｇｅでは２３にのＴｃが得られている。
このように長年に亘って高Ｔｃ超電導材料を得るための
努力がなされてきたが、従来の合金系および化合物系超
電導材料においては、Ｔｃ２３Ｋが大きな壁になってい
る。Ｔｃが２３に以下の超電導材料の冷却には、高価な
液体Ｈｅが必要であシ、このことが超電導材料の広範な
応用を阻害している。
努力がなされてきたが、従来の合金系および化合物系超
電導材料においては、Ｔｃ２３Ｋが大きな壁になってい
る。Ｔｃが２３に以下の超電導材料の冷却には、高価な
液体Ｈｅが必要であシ、このことが超電導材料の広範な
応用を阻害している。
このＴｃの壁を打破する材料として、１９８６年にＩＢ
ＭチューリッヒのＭ’６１１ｅｒ氏等が、Ｅａ−Ｌ、Ｃ
ｕ−０系の酸化物で超電導の徴候が認められたと発表し
て以来、酸化物系超電導材料の開発競争に拍車がかかっ
た。１９８６年にはＴｃ４０にであったものが、１９８
７年の初には、早くも７７にの液体窒素温度を超えるＹ
−Ｂａ−Ｃｕ−０系超電導材料が開発され、Ｔｃは約９
３Ｋに達した。 さらに、その後も精力的な開発が続け
られており、今のところ安定性等に問題はあるものの室
温で超電導現象を示す超電導材料の開発も報告されてい
る。液体窒素温度で使用可能な高温超電導材料の発見は
、前述した応用分野への期待度を増々高めるものである
が、実際の応用化に当っては、超電導材の加工上の問題
の他、Ｊｃ （臨界電流密度）をいかにして高くできる
かが問題となる。
ＭチューリッヒのＭ’６１１ｅｒ氏等が、Ｅａ−Ｌ、Ｃ
ｕ−０系の酸化物で超電導の徴候が認められたと発表し
て以来、酸化物系超電導材料の開発競争に拍車がかかっ
た。１９８６年にはＴｃ４０にであったものが、１９８
７年の初には、早くも７７にの液体窒素温度を超えるＹ
−Ｂａ−Ｃｕ−０系超電導材料が開発され、Ｔｃは約９
３Ｋに達した。 さらに、その後も精力的な開発が続け
られており、今のところ安定性等に問題はあるものの室
温で超電導現象を示す超電導材料の開発も報告されてい
る。液体窒素温度で使用可能な高温超電導材料の発見は
、前述した応用分野への期待度を増々高めるものである
が、実際の応用化に当っては、超電導材の加工上の問題
の他、Ｊｃ （臨界電流密度）をいかにして高くできる
かが問題となる。
この発明は、ＹＢａＣｕＯからなる超電導粉末と、前記
超電導粉末の表面に蒸気化して付着し、これによって、
前記超電導粉末の粒界のイオンポテンシャルを平滑化で
きる物質を含む粉末とからなる原料粉末を、基材上に溶
射し、かくして、前記基材上に超電導皮膜を形成するこ
とに特徴を有するものである。
超電導粉末の表面に蒸気化して付着し、これによって、
前記超電導粉末の粒界のイオンポテンシャルを平滑化で
きる物質を含む粉末とからなる原料粉末を、基材上に溶
射し、かくして、前記基材上に超電導皮膜を形成するこ
とに特徴を有するものである。
この発明をさらに詳細に説明する。
超電導材を皮膜化するには、超電導粉末を基材上に溶射
し、これを含酸素雰囲気中で８５０〜１０００°Ｃの温
度に加熱すれば良いが、この場合、超電導粉末の結合界
面、即ち、粒界の超電導特性が良好でないと、ＪｃＯ値
が大きくならない。
し、これを含酸素雰囲気中で８５０〜１０００°Ｃの温
度に加熱すれば良いが、この場合、超電導粉末の結合界
面、即ち、粒界の超電導特性が良好でないと、ＪｃＯ値
が大きくならない。
そこで、本願発明者等は、粒界の超電導特性を良好にす
る方法を得べく鋭意研究を重ねた結果、粒界の超電導特
性は、粒界におけるイオンポテンシャルを平滑化して、
粒界における電子対の移動をスムーズにすることによっ
て良好になるという知見を得た。
る方法を得べく鋭意研究を重ねた結果、粒界の超電導特
性は、粒界におけるイオンポテンシャルを平滑化して、
粒界における電子対の移動をスムーズにすることによっ
て良好になるという知見を得た。
この発明は、上記知見に基きなされたものであって、Ｙ
Ｂ、Ｃｕ Ｏからなる超電導粉末と、前記超電導粉末
の表面に蒸気化して付着し、これによって、前記超電導
粉末の粒界のイオンポテンシャルを平滑化して、粒界の
障壁エネルギーを減少できる、Ｌｌ 等を含む添加粉
末とからなる原料粉末を、基材上に溶射するものである
。
Ｂ、Ｃｕ Ｏからなる超電導粉末と、前記超電導粉末
の表面に蒸気化して付着し、これによって、前記超電導
粉末の粒界のイオンポテンシャルを平滑化して、粒界の
障壁エネルギーを減少できる、Ｌｌ 等を含む添加粉
末とからなる原料粉末を、基材上に溶射するものである
。
上記添加粉末としては、Ｌｌの他、アルカリ土類金属、
Ｚｎ、Ａｉｉ等を含むものであっても良く、添加割合は
、重量比で１％以下が望ましい。
Ｚｎ、Ａｉｉ等を含むものであっても良く、添加割合は
、重量比で１％以下が望ましい。
〔実施例１〕
第１図に示すプラズマ溶射装置１の真空容器４内に、Ｎ
１基合金製の板状基材２をセットし、プラズマガスとし
て、アルゴンガスとヘリウムガスとの混合ガス（Ａｒ
： ２０ｔ／ｍｉｎ、 Ｈｅ ： ４０ｔ／ｍｉｎ ）
を溶射ノズル５内に連続的に供給し、プラズマ電源７か
ら溶射ノズル５と電極６との間に２５ Ｋｗの電力を供
給し、Ｙ （１，３Ｂａ ｏ、７ Ｃｕ ｚ Ｏ３−ｙ
からなる超電導物質の粉末およびＬｉＣＯ３の粉末
（粒径は何れも４０〜８０μｍ）からなる原料粉末を、
ＬｉＣＯ３粉末の添加割合を種々かえて溶射ノズル５内
に供給し、真空容器４内の気圧を８０ ｍｂａｒ に
減圧して、基材２の表面上に１５０μｍの膜厚を有する
超電導皮膜３を形成した。このようにして製造した皮膜
を、純酸素中で９３０℃の温度に３０分間加熱した。
１基合金製の板状基材２をセットし、プラズマガスとし
て、アルゴンガスとヘリウムガスとの混合ガス（Ａｒ
： ２０ｔ／ｍｉｎ、 Ｈｅ ： ４０ｔ／ｍｉｎ ）
を溶射ノズル５内に連続的に供給し、プラズマ電源７か
ら溶射ノズル５と電極６との間に２５ Ｋｗの電力を供
給し、Ｙ （１，３Ｂａ ｏ、７ Ｃｕ ｚ Ｏ３−ｙ
からなる超電導物質の粉末およびＬｉＣＯ３の粉末
（粒径は何れも４０〜８０μｍ）からなる原料粉末を、
ＬｉＣＯ３粉末の添加割合を種々かえて溶射ノズル５内
に供給し、真空容器４内の気圧を８０ ｍｂａｒ に
減圧して、基材２の表面上に１５０μｍの膜厚を有する
超電導皮膜３を形成した。このようにして製造した皮膜
を、純酸素中で９３０℃の温度に３０分間加熱した。
このようにして製造した超電導材８のＴｃおよび７７Ｋ
におけるＪｃについて調べた。この結果を第１表に示す
。
におけるＪｃについて調べた。この結果を第１表に示す
。
第 １ 表
第１表から明らかなように、超電導粉末にＬｉＣｏ。
粉末を０．１〜１．ｏｑ６添加すると、溶射時の熱によ
ってＬｉ Ｃｏ、が蒸気化し、これによって分解生成し
たＬｌが超電導粉末の表面に付着して、超電導粉末の粒
界のイオンポテンシャルが平滑化される結果、ＪｃＯ値
がＬｉＣＯ３を添加しない場合に比べて大幅に増加する
ことがわかる。
ってＬｉ Ｃｏ、が蒸気化し、これによって分解生成し
たＬｌが超電導粉末の表面に付着して、超電導粉末の粒
界のイオンポテンシャルが平滑化される結果、ＪｃＯ値
がＬｉＣＯ３を添加しない場合に比べて大幅に増加する
ことがわかる。
〔実施例２〕
次に、超電導粉末に添加する粉末をＭｙＣＯ，に変えた
以外は実施例１と同じ条件下で、超電導材を製造した。
以外は実施例１と同じ条件下で、超電導材を製造した。
この超電導材のＴｃおよび７７ＫにおけるＪｃについて
調べた。この結果を第２表に示す。
調べた。この結果を第２表に示す。
第 ２ 表
第１表から明らかなように、実施例１と同じ理由によっ
て、Ｊｃの値がＭｆＣＯ，を添加しない場合に比べて大
幅に増加することがわかる。
て、Ｊｃの値がＭｆＣＯ，を添加しない場合に比べて大
幅に増加することがわかる。
以上説明したように、この発明によれば、超電導粉末と
ＬｉＣＯ３、ＭｆＣＯ５等の粉末とからなる原料粉末を
基材に溶射することによって、Ｊｃの値がきわめて高い
超電導材を製造することができるといったきわめて有用
な効果がもたらされる。
ＬｉＣＯ３、ＭｆＣＯ５等の粉末とからなる原料粉末を
基材に溶射することによって、Ｊｃの値がきわめて高い
超電導材を製造することができるといったきわめて有用
な効果がもたらされる。
第１図は、プラズマアーク溶射装置を示す概略断面図で
ある。図面において、 １・・・プラズマアーク溶射装置、 ２・・・基材、 ３・・・超電導皮膜、 ４・・・真空容器、 ５・・・溶射ノズル、 ６・・・電極、 ７・・・電源、 ８・・・超電導材。
ある。図面において、 １・・・プラズマアーク溶射装置、 ２・・・基材、 ３・・・超電導皮膜、 ４・・・真空容器、 ５・・・溶射ノズル、 ６・・・電極、 ７・・・電源、 ８・・・超電導材。
Claims (1)
- １ ＹＢａＣｕＯからなる超電導粉末と、前記超電導粉
末の表面に蒸気化して付着し、これによって、前記超電
導粉末の粒界のイオンポテンシャルを平滑化できる物質
を含む粉末とからなる原料粉末を、基材上に溶射し、か
くして、前記基材上に超電導皮膜を形成することを特徴
とする、超電導材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63085596A JPH01257128A (ja) | 1988-04-07 | 1988-04-07 | 超電導材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63085596A JPH01257128A (ja) | 1988-04-07 | 1988-04-07 | 超電導材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01257128A true JPH01257128A (ja) | 1989-10-13 |
Family
ID=13863204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63085596A Pending JPH01257128A (ja) | 1988-04-07 | 1988-04-07 | 超電導材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01257128A (ja) |
-
1988
- 1988-04-07 JP JP63085596A patent/JPH01257128A/ja active Pending
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