JPH01305804A - 超電導体の製造方法 - 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】 くイ）産業上の利用分野 本発明は超電導体の製造方法に関するものである。

（ロ）従来の技術 近年、ＹＢａｒＣｕｌＯｔ−５、Ｂ１５ｒＣａＣｕ＊Ｏ
ｘ或いはＴ１＋ＣａｍＢａｔＣｕｊＯｔなどノ酸化物超
電導体材料が出現し、磁気浮上車両、無損失電力伝送や
電力貯蔵などの電力分野若しくは５ＱＵＩＤ！子や磁気
センサーなどの各種の超電導素子への利用が考えられて
いる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ところで現在提案されている酸化物超電導体は焼結体で
あり、その焼結工程は９００℃以上の高温で、しかも２
０〜１００時間の長時間を要し工程的に問題があった。

またその焼結体は結晶がランダムに配置せる多結晶体で
あり、このように結晶がランダムに配置していると密度
は低く且つ結晶粒間は部分的な接触のため接触面積、言
い変えれば電流バスが小さく臨界電流も低かった。

依って、本発明の目的とするところは、長時間の加熱工
程を要することなく高密度で且つ高臨界電流を有した超
電導体の製造方法を提供することにある。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明の要旨は、酸化物超電導体材料の粉末成形体を金
属製冷却板上に配置した後、前記成形体を加熱溶融し、
その溶融体の一面に冷却された部材を押し当てる急冷処
理を施して、溶融体の一部微結晶を溶融体の前記一面と
その対向面間の温度勾配は従い所定軸方向に配向啓せる
と共仁残部をアモルファス化し、その後酸化雰囲気中で
アニール処理をして高密度多結晶超電導体とすることを
特徴とする超電導体の製造方法にある。

（ホ）作用 本発明に依れば、焼結法に比べて工程的に簡単であり、
また溶融体の一面に冷却された部材を押し当てる急冷処
理を施して、溶融体の一部微結晶を溶融体の前記一面と
その対向面間の温度勾配に従い所定軸方向に配向きせる
と共に残部をアモルファス化し、その後酸化雰囲気中で
アニール処理することにより、アモルファス部分は微結
晶の配向方向に揃って成長し、得られた酸化物超電導体
はその超電導体暑中の結晶が一定軸方向に配向している
ので密度が高められると共に結晶粒間の接触面積、即ち
電流バスが大きくなり高臨界電流化が図れる。

くべ）実施例 以下本発明の実施例を図面に従い説明する。

第１図は本発明法を実施するためのプラズマアーク溶融
炉の炉心部を示すものであって、炉中は１００Ｔｏｒｒ
程度のアルゴン雰囲気に雑持され真空槽（１）により外
部とは遮断されていると共に、アーク放電用の炭素製ア
ーク棒（２）が臨んでいる。

（３）は鋼製の金属製冷却板であり、その内部には水の
通路が設けられており循環水により冷却されていると共
に上面には凹所（４）が形成されている。尚、上記金属
製冷却板〈３）は銅板に限定されず熱伝導性に優れた他
の金属板を用いることもできる。

（５）は前記金属製冷却板（３）の凹所（４）に配置さ
れた酸化物超電導体材料の粉末成形体であり、Ｙ、０８
、ＢａＣ０，およびＣｕＯの粉末をモル比、１４１で混
合し、有機溶媒、例えばエタノールやメタノールを加え
てスターテで攪拌し、続いて有機溶媒を蒸発させ乳鉢で
すりつぶして粉末状にし、この粉末を直径１００■、厚
さ２＋１１１に加圧成形したものである。

（６）は金属製冷却板（３）の端部に設けた取り付は金
具（７）に枢支されたステンレス製の支柱であや、その
先端部には熱伝導率の大きな金属、例えばＣｕ、Ａｇな
どで作成されたハンマー（８）が取す付けられている。

このハンマー＜８）はフットスイッチ（９）を押圧する
とブツシュロッド（１０）により後部が押され、矢印の
ように可動して金属製冷却板（３）の凹所（４）に配置
された酸化物超電導体材料の粉末成形体（５）の上面を
押圧するようｋなっている。又、このハンマー（８）の
内部には水冷用の管（１！Ｉ示せず）が設けられており
、この管は前記金属製冷却板（３）の水の通路とテフロ
ン系のフレキシブルチューブ（１１）ｋ：て連結されて
おり常時冷却されている。　（１２）はスプリングであ
って、ハンマー（８）作動時にフレキシブルチューブ（
１１）がしなやかに曲がるようにするためのものである
。

さて、酸化物超電導体材料の粉末成形体（５）を金属製
冷却板（３）の凹所〈４）に配置した後、炭素製アーク
棒（２）と金属製冷却板（３）との間でア−り放電を行
なわしめ、粉末成形体（５）を加熱溶融する。このアー
ク放電の条件は真空度１００Ｔｏｒｒのアルゴン雰囲気
中で電流６０〜１００Ａ、電圧１００〜２００ｖである
。このアーク放電により粉末成形体（５）は約２０００
〜３０００℃の高温に上昇し溶融体となる。ついで、フ
ットスイッチ（９）を押圧するとハンマー（８）が作動
し破線のように溶融体の上面を圧接して溶融体を急冷す
る。この時の冷却速度は１０’〜１Ｇ’℃／　ｓ　ｅ　
ｃ程度であり、この冷却処理により溶融体の一部微結晶
は超電導化されると同時に溶融体の上面とその対向面間
の温度勾配に従い上下軸方向に配向すると共に残部はア
モルファス化する。上記温度勾配について詳述するとア
ーク放電時の約２０００〜３０００℃の高温処理によっ
て金属製冷却板は常時冷却されているものの熱的影響を
受は温度上昇する。それ故、ハンマーに接する溶融体の
上面と金属製冷却板に接する溶融体の下面との間に温度
勾配が生じるのである。その後、得られたアモルファス
体を酸素ガスなどの酸化雰囲気中で８５０〜１０５０℃
、２〜５時間のアニール処理を施す、このアニール処理
によりアモルファス体に酸素が取り込まれ、ＹＢａｔＣ
ｕｓＯｔで表わされる多結晶超電導体が得られるのであ
るが、前記急冷処理時における一部微結晶の上下軸方向
の配向の影響を受は結晶は上下軸方向に配向して超電導
化される。それ故、得られた多結晶超電導体は高密度で
且つ高臨界電流値が得られる。

因みにこの超電導体は、臨界温度９２に１電流密度約５
０００　Ａ／ｃｍ”を記録した。現在のところ、ＹＢａ
、Ｃｕ、Ｏ，焼結体が記録した電流密度の最高値が約１
０００Ａハがであるので、それと比較すると本発明法に
より得た超電導体の優位性は顕著である。

尚、以上の説明に於ては酸化物超電導体材料としてＹＢ
ａｔＣｕｊＯｙを例に採り説明したが、これ以外にＢ１
５ｒＣａＣｕ、Ｏ，、Ｔ１＊Ｃａ、Ｂａ、Ｃｕ、Ｏ。

或いはＬｎＢａｍＣｕｓＯ，（Ｌｎはランタノイド元素
）等も適用しうる。

（ト）発明の効果 本発明は以−にの説明から明らかなように、酸化物超電
導体材料の粉末成形体を金属製冷却板上に配置した後、
前記成形体を加熱溶融し、その溶融体の一面に冷却きれ
た部材を押し当てる急冷処理を施して、溶融体の一部微
結晶を溶融体の前記一面とその対向面間の温度勾配に従
い所定軸方向に配向させると共に残部をアモルファス化
し、その後酸化雰囲気中でアニール処理をして高密度多
結晶超電導体を得るものであるので、加熱工程が短時間
で済み工程の簡略化が図れると共に、急冷処理時に溶融
体の一部微結晶を溶融体の一面とその対向面間の温度勾
配に従い所定軸方向に配向きせているので超電導化の際
には結晶は所定軸の方向に配向し高密度で且つ高臨界電
流を有した超電導体を得ることができるものでありその
工業的価値は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明に係り、第１ｖＩＪは本発明法を
実施するためのプラズマアーク溶融炉の炉心部を示１図
、第２図はハンマ一部の拡大図を示す図である。 （１）・・・真空槽、（２）・・・アーク棒、（３）・
・・金属冷却板、〈４）・・・凹所、（５）・・・酸化
物超電導体材料の粉末成形体、（６〉・・・支柱、（７
）・・・取り付は金具、（８）・・・ハンマー、（９）
・・・フプトスイッチ、（１０）・・・ブｙシュロッド
、 （１１）・・・フレキシブルチューブ、（１２）・・・
スプリング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化物超電導体材料の粉末成形体を金属製冷却板
   上に配置した後、前記成形体を加熱溶融し、その溶融体
   の一面に冷却された部材を押し当てる急冷処理を施して
   、溶融体の一部微結晶を溶融体の前記一面とその対向面
   間の温度勾配に従い所定軸方向に配向させると共に残部
   をアモルファス化し、その後酸化雰囲気中でアニール処
   理をして高密度多結晶超電導体とすることを特徴とする
   超電導体の製造方法。