JPH0279310A - 酸化物系超電導線条体の製造方法 - Google Patents

酸化物系超電導線条体の製造方法

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JPH0279310A
JPH0279310A JP63231084A JP23108488A JPH0279310A JP H0279310 A JPH0279310 A JP H0279310A JP 63231084 A JP63231084 A JP 63231084A JP 23108488 A JP23108488 A JP 23108488A JP H0279310 A JPH0279310 A JP H0279310A
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JP
Japan
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oxide
plate
flake
powder
thickness
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Pending
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JP63231084A
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English (en)
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Sukeyuki Kikuchi
菊地 祐行
Naoki Uno
直樹 宇野
Kiyoshi Okaniwa
岡庭 潔
Hiroo Takahashi
高橋 宏郎
Hiromi Murakami
裕美 村上
Masashi Yasuda
正史 安田
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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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〕 本発明は酸化物系超電導線条体の製造方法に関するもの
であり、特に結晶配向性を有していて、臨界電流密度(
J、)が高い、主としてテープ状の酸化物系超電導線条
体の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
希土類元素又はBiと、アルカリ土金属、銅及び酸素か
らなる酸化物系超電導体は臨界温度(TC)が高く、そ
の応用が期待されているが、該酸化物系超電導体は一般
に線条体に加工する事が困難であり、通常超電導体とな
る原料酸化物の粉末材料を銀、銀合金或いは銅、銅合金
等の金属管内に充填し、これを伸線、スウェージング、
溝ロール等により所望寸法の複合線条体に冷間加工し、
これに酸素含有雰囲気中で熱処理を施して酸化物系超電
導線条体としていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
これら酸化物系超電導物質に対する要求特性の一つとし
て、臨界電流密度(Jc)が大きい事が挙げられるが、
該酸化物系超電導物質は一般に層状の結晶構造を有して
いて、電流の流れる方向に異方性があり、結晶軸のa軸
とb軸によって作られる面内では電流がよく流れるが、
C軸方向には殆ど流れないという性質を持っている。臨
界電流密度(Jc)についても同じ様な異方性があり、
a、b軸面内のJ、はC軸方向のJcに比べて極めて大
きい。従って酸化物系超電導成形体のJ。
を大きくする為には、該酸化物系超電導成形体の電流を
流そうとする方向がa軸とb軸を含む面内に含まれる様
に、結晶の配向性を制御する必要がある。
然しなから、前記従来の酸化物系超電導成形体の製造方
法においては、得られた酸化物系超電導成形体は通常結
晶方位がランダムであり、従って低い臨界電流密度(J
C)の値しか得られないと言う問題点があった。
〔課題を解決する為の手段〕
本発明は上記の点に鑑み鋭意検討の結果なされたもので
あり、その目的とするところは、結晶配向性を有してい
て、臨界電流密度(J、)が高い酸化物系超電導線条体
の製造方法を提供する事である。
即ち本発明は、フレークの厚さ方向が結晶のa軸となっ
ており、フレークの面内方向にa軸とb軸を含む様な配
向性を持った酸化物系超電導体のフレーク状粉体を圧粉
成形して、厚さ1.5mm以下の板状成形体とし、該板
状成形体の所望数枚重ねて金属管内に挿入して複合化し
、この様にして得られた複合体を前記所望数枚の板状成
形体からなる酸化物層の総減面率が50%以上となる様
に圧延加工した後、熱処理する事を特徴とする酸化物系
超電導線条体の製造方法である。
本発明方法におけるフレーク状で結晶軸が配向している
酸化物系超電導物質は、例えば下記■或いは■の方法に
より得る事が出来る。
■原料粉(例えばY B a 2 Cu x O7−X
の組成ではY2O3、B a COx及びCuO粉末)
を所望組成となる様配合、混合する。この混合粉末を加
熱し、軟化又は溶融せしめた後、急冷凝固する。この急
冷凝固の速度は102°C/sec以下では、その後の
熱処理に極めて長時間を必要とし、又104”(: /
 s e c以上にする事は困難である為、102〜1
04°C/secとする事が望ましい。この様にして得
られた急冷凝固材(板状)に酸素雰囲気中で熱処理を施
す。その温度は500〜1000°C程度とし、降温は
ゆ一つくり行なうとよい。この様にして得られた酸化物
材料を粉砕すると、配向性を持つ厚さ1〜13μm、長
さ5〜20μm程度のフレーク状の酸化物系超電導体を
得る事が出来る。
■前記■と同様な超電導体組成の混合粉末を、例えばP
t、等のポート或いは板に乗せて加熱して、半溶融また
は溶融状態とした後、その長さ方向に温度勾配を与えな
がら、酸素含有雰囲気中で一方向に冷却凝固させる。し
かる後この様にして得られた酸化物材料を粉砕すると、
前記■と同様なフレーク状の酸化物系超電導体を得る事
が出来る。
この様にして得られた、第1図に示す様にフレークの厚
さ方向が結晶のa軸となっており、フレークめ面内方向
にa軸とb軸を含む様な配向性を持ったフレーク状粉体
1を圧粉成形して、例えば第2図に示す様な形状の、フ
レーク面が板表面に平行になる様に該フレーク状粉体1
が配列した板状成形体2とする。この際該板状成形体2
の板厚が1.5mmを超えると、圧粉時の成形圧力が板
厚方向中心部迄充分に伝わらなく、第3図に示す様に中
心部付近ではフレーク状粉体1のフレーク面が板表面に
平行にならなく、ランダムな方向を向く様になり、充分
な配向性が得られないので、前記板状成形体2の板厚は
1.5mm以下にする必要がある。
次に前記板状成形体2を例えば第4図(a)、(b)に
示す様に金属管3に挿入し、該金属管3の両端部に金属
製の栓4を接合して密封し、複合体とする。前記金属管
3及び金属栓4の材質としては、Ag、Ag合金、Cu
、Cu合金等を適宜使用する事が出来る。又板状成形体
2は複数枚重ねて積層した状態で、金属管3内に挿入し
ても差し支えない。又金属管3と金属栓4との接合は、
例えば電子ビーム溶接の様に真空中で行い、得られる複
合体の内部を真空状態にしても良く、或いは溶接、ハン
ダ付は等により大気中で接合しても差し支えない。
次にこの様にして得られた複合体を例えば第5図に示す
様な方法で、ロール5により所望厚さ迄圧延加工する。
当初板状成形体2の密度は真密度の65%程度であるが
、前記圧延加工によりフレーク状粉体2の向きは変える
事無く(即ち配向性は変化させずに)、板状成形体2の
密度を向上させる事が出来る。この際1枚又は複数枚の
板状成形体2からなる酸化物層の総滅面率が50%未満
であると、圧延加工による板状成形体2の密度向上が不
充分であって、熱処理後のJcの値が低くなるので、前
記酸化y4IJ層の総滅面率は50%以上にする必要が
ある。
前記圧延加工後、最後に熱処理を行なって酸化物系超電
導線条体が得られる。尚本発明方法によれば、前記板状
成形体2と金属管3との複合体の寸法を適宜選定する事
により、幅の狭いテープから広幅テープ迄所望の形状の
酸化物系超電導線条体を得る事が出来る。
〔作用〕
本発明方法においては、配向性を持った酸化物系超電導
体のフレーク状粉体を圧粉成形して、厚さ1.5 m 
m以下の板状成形体とし、該板状成形体を所望数枚重ね
て金属管内に挿入して複合化し、この様にして得られた
複合体を圧延加工した後、熱処理して酸化物系超電導線
条体としているので、結晶配向性を有する酸化物系超電
導線条体が得られ、しかも前記1枚又は複数枚の板状成
形体からなる酸化物層の総減面率が50%以上となる様
に圧延加工しているので、該酸化物層の密度も向上し、
従ってJcの値が大きい酸化物系超電導線条体が得られ
る。
〔実施例1〕 次に本発明を実施例により更に具体的に説明する。原料
酸化物粉体としてY2O3、BaC0,及びCuOを用
い、モル比で’Y:Ba :Cu=1 :2:3となる
様に秤量し、自動乳鉢で混合した。
これを02気流中で950℃xlohr仮焼成した。而
して得た仮焼成物を粉砕して得られた2次仮焼原料粉体
を、Ptルツボ中で1300℃に加熱して溶融させた後
急冷して厚さ約1mmの板を作り、この板状物を0.気
流中で950℃×50hr熱処理した後、自動乳鉢で粉
砕して、厚さ約4〜6μm、長さ10〜30μmのフレ
ーク状酸化物系超電導粉体を作った。このフレーク状粉
体のX、l191回折試験を行なった結果、第1図に示
す様にフレークの厚さ方向が結晶のa軸となっており、
フレークの面内方向にa軸とb軸を含む様な配向性を持
っている事が確認された。
このフレーク状粉体を4tOnプレスを用いて圧粉成形
し、厚さtmm、幅3mm、長さ20mmの板状成形体
を作った。而して得た板状成形体を1〜5枚積層して、
第4図に示す様にAg製角型パイプ3内に挿入し、該A
g製角型パイプ3の両端部にAg製の栓4をハンダ付け
により接合して密封し、複合体とし、この複合体を種々
の総減面率で圧延加工してテープ状複合線とした。而し
て得たテープ状複合線を02気流中で900°C×20
hr熱処理して、酸化物系超電導体テープを得た。而し
て得た酸化物系超電導体テープについて、酸化物層の密
度及びJ、を測定した。
圧粉成形した板状成形体の厚さt、Ag製角型パイプ3
内に挿入する際の積層数、積層された酸化物層の総減面
率等の製造条件並びに得られた酸化物系超電導体テープ
における酸化物層の密度及びJcを第1表にまとめて示
した。尚密度は真密度に対する比(%)で示した。
第1表から明らかな様に、本発明方法により製造した本
発明測高1〜9はいずれも高密度で、臨界電流密度(J
C)も大きな値が得られている。
一方前記複合体における酸化物層の総減面率が本発明の
範囲内よりも低い゛比較例品1は密度が低くて、Jcの
値が小さくなっており、又板状成形体の厚さが本発明の
範囲内よりも厚い比較測高2は、充分な結晶配向性が得
られない為やはりJcの値が小さくなっている。
〔実施例2〕 原料酸化物粉体としてBizO3,5rCO+、CaC
0,及びCuOを用い、モル比でBiasr : Ca
 : Cu=2 : 2 : 2 : 3となる様に秤
量し、自動乳鉢で混合した。これを大気中で850”C
X 10 h r仮焼成した。而して得られた仮焼成物
を粉砕して得られた21次仮焼原料粉体を、Ptルツボ
中で1100°Cに加熱して溶融させた後急冷して厚さ
約1mmの板状体を作り、これを大気中で870℃X5
0 h r熱処理した後、自動乳鉢で粉砕して、厚さ約
4〜6μm、長さ10〜30μmのフレーク状酸化物系
超電導粉体を作った。
このフレーク状粉体を4tonプレスを用いて圧粉成形
し、厚さtmm、幅3mm、長さ20mmの板状成形体
を作った。前記板状成形体を1〜3枚積層して、実施例
1と同様な方法で複合体とし、該複合体を種々の総滅面
率で圧延加工してテープ状複合線とした。而して得たテ
ープ状複合線を大気中で870°CX2 Oh r熱処
理して、酸化物系超電導体テープを得た。而して得た酸
化物系超電導体テープについて、酸化物層の密度及びJ
cを測定した。
圧粉成形した板状成形体の厚さt、Ag製角型パイプ3
内に挿入する際の積層数、積層された酸化物層の総滅面
率等の製造条件並びに得られた酸化物系超電導テープに
おける酸化物層の密度及びJcを第2表にまとめて示し
た。尚密度は真密度に対する比(%)で示した。
第2表から明らかな様に、本発明方法により製造した本
発明別品10〜14はいずれも高密度で、臨界型@密度
(J、)も大きな値が得られている。
一方前記複合体における酸化物層の総減面率が本発明の
範囲内よりも低い比較測高3は密度が低くて、JCの値
が小さくなっており、又板状成形体の厚さが本発明の範
囲内よりも厚い比較測高4は、充分な結晶配向性が得ら
れない為やはりJcの値が小さくなっている。
〔発明の効果〕
本発明の方法により製造された酸化物系超電導線条体は
、その酸化物超電導体層が結晶配向性を有していて、且
つ高密度であり、従って臨界電流密度(JC)の値が高
くなる等工業上顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は配向性を有するフレーク状粉体の一例を示す斜
視図、第2図は板状成形体の一例を示す斜視図、第3図
は板状成形体の厚さが厚すぎた場合の該板状成形体にお
けるフレーク状粉体の配列の仕方の一例を示す断面図、
第4図(a)は板状成形体を金属管に挿入して得られる
複合体の一例を示す断面図、第4図(b)は第4図(a
)のA−A断面図、第5図は前記複合体の圧延加工法を
示す断面図である。 1−フレーク状粉体、2−板状成形体、3・−金属管、
4−金属栓、5・・−ロール。 特許出願人 代理人 弁理士 銘木雄−八 rつ 憾

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. フレークの厚さ方向が結晶のc軸となっており、フレー
    クの面内方向にa軸とb軸を含む様な配向性を持った酸
    化物系超電導体のフレーク状粉体を圧粉成形して、厚さ
    1.5mm以下の板状成形体とし、該板状成形体の所望
    数枚重ねて金属管内に挿入して複合化し、得られた複合
    体を前記所望数枚の板状成形体からなる酸化物層の総減
    面率が50%以上となる様に圧延加工した後、熱処理す
    る事を特徴とする酸化物系超電導線条体の製造方法。
JP63231084A 1988-09-14 1988-09-14 酸化物系超電導線条体の製造方法 Pending JPH0279310A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02260330A (ja) * 1989-03-31 1990-10-23 Mitsubishi Metal Corp 臨界電流密度の優れたBi系酸化物超電導線材の製造法
JP2006216379A (ja) * 2005-02-03 2006-08-17 Sumitomo Electric Ind Ltd ビスマス系酸化物超電導線材およびその製造方法

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