JPH03159954A - 改良された物理特性及び超伝導性を有する製品の製造法 - Google Patents

改良された物理特性及び超伝導性を有する製品の製造法

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JPH03159954A
JPH03159954A JP2119634A JP11963490A JPH03159954A JP H03159954 A JPH03159954 A JP H03159954A JP 2119634 A JP2119634 A JP 2119634A JP 11963490 A JP11963490 A JP 11963490A JP H03159954 A JPH03159954 A JP H03159954A
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ヘンリー・エス・ミークス
Sundeep V Rele
サンディープ・ブイ・リール
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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、概して、超伝導体の製造、すなわち6 電流の流れに対して著しく低い抵抗を有する製品及びこ
のような製品の製造方法に関する。
(従来の技術) K2NiF.型の化合物La2−JaxCu04にお(
フる高い臨界温度が初めて発見されて以来、酸化物超伝
導体についでの研究活動は、化合物YBa2Cu−07
−X及びそれと等構造の稀土類類似体に集中してきた。
95Kにおいて超伝導性が初めて得られた後、240K
もの高いTcに対する科学的証拠文献に発表された報告
がある。これらの物質の全てには幾つかの共通ずる構造
的特徴、すなわちCuO層が存在すること及び斜方晶の
単位格子内の長いC軸により異方性の程度が著しいとい
う特徴を有する。KJiF−型構造の化合物についでの
初期のバンド構造研究は、この小さな次元を強調し且つ
超伝導特性に対ずるこれらの結晶学的特徴の影響力を強
調した。
これらの注目すべき物質を実際に応用するには、金属学
的処理技術及びセラよツク処理技術の両方を制御して、
高い超伝導臨界温度(Tc>90K)を保持しつつ臨界
電流密度(Jc)及び上部臨界磁場(Hc2)7 のような理想的な臨界パラメータを得る必要がある。科
学技術的には、便利で且つ低廉な極低温液体を利用する
べく、液体窒素の沸点(77K>以上においてこれらの
パラメータを最大にすることが重要である。
狭い遷移幅によって証明されるように、理想的なTc値
及び超伝導相の均一性は、YBa2Cu307−x及び
それの稀土類類似体の斜方晶相内の酸素濃度に対して非
常に敏感であることが認められる。Xについて最も良好
で且つ矛盾のない結果は0.1〜0.2の範囲である。
このことは、バルク材料の全での処理に対して重要であ
る。
これらの物質のポテンシャル技術的影響力は大きいけれ
ども、これらの当面の用途はある種の本質的な欠点によ
って厳しく限定される。現状においては、セラミック超
伝導体は脆く、大きな応力に耐えることができない,更
に、これらは大気水分/C02と容易に反応し且つ高温
にさらされることによって分解するので、環境的に不安
定である。
また、現状のバルク材料において達成できる臨界.電流
密度はゼロ磁場において10’amp/am2程度であ
るのに対して、もくろまれる用途の多くは極めて高い磁
場D 10T)において10’amp/am2を越える
値を必要とする。
高いTc超伝導体について現在進行している研究の大部
分は、”123”化合物、より特別にはYBa2CuJ
7−x(0.0 <x <0.5)に集中している。こ
の物質(Tc = 94K)の超伝導形態は、+OO1
1平面上に酸素欠損の列を有する3つのべロブスカイ1
・型単位格子の積重ね(BaCu02.5) : (Y
Cu02.5)をベースとする斜方晶系構造を有する。
臨界温度は酸素量に極めて敏感であると考えられ、この
酸素量は3つのCuイオンのイオン化状態を順にはね返
す。X一〇.5であると、全での銅はCu2+として存
在し、X一0.0であると単位格子当たり(すなわちY
Ba2Cu207−xの分子当たり)1つのC.u ″
+が存在する。
超伝導性であるためには、約069の酸素量が必要であ
る。
処理中に酸素を制御することは、好結果の超伝導体の製
造に対して不可欠である。従来の処理方9 法においては+− YBa2Cu30,−×形態は、個
々の酸化物を粉末状態で混合し且つ圧縮して作られ、こ
れは次いで通常900〜950℃で12〜16時間反応
/焼結される。
斜方晶相は、高温において酸素を失って非超伝導性の正
方晶楕造に変わる。従って、この焼結体は酸素の取榛み
を可能にし且つ超伝導形態へと戻すべくゆっくりと冷却
される。
かかる従来の処理によって理論値(6.4Mg/m″)
の50〜90%の製品密度が達成され、これより高い値
は、950℃以上で包晶的にYJaCuOs、BaCu
O2及びCuOに分解するYBa2Cu,O,−Xの液
相焼結の結果である。これらの圧粉体内に残った気孔は
、それの構造的結合性を滅じ且つ周囲付着にさらされる
表面積を増すばかりでなく、臨界電流密度を減じる上で
重要な役割を果たすと信じられている。更に重要なこと
は、酸素量が該処理中に変化し、最終製品内における組
成/微細構造/特性の均一性を達成することを困難にす
ることである。従って、ここに開示された方法によって
特徴づけられるよう10 な著しい改良を達戒し、以下に説明するように、超伝導
性を維持し且つ微細構造の劣化を最小にしつつ理論値の
100%に近い粉末予備成形体の急速高密化を含む方法
が必要である。
また、比較的高い重量及び大きさを達成するような方法
によって該予備成形体及び製品を処理する必要がある。
(発明の概要) 本発明の主要な目的は、上記の問題点及び困難性に対す
る解決方法を提供すること及び処理前に超伝導性を示す
粉末状の組成物REBa2Cu30x(6.0<X<7
.0)の稀土類(RE)若しくは稀上類類似体を用いた
超伝導製品の急速且つ優れた製造を達成することである
。
本発明の基本的な工程としては、 (a) REBa2Cu,Ox(6.0<X<7.0)
)及びこれの稀土類類似体から木質的になる群から選択
された圧粉予備成形体を準備すること、 (b)該予備成形体を、耐火性セラミック粒子、炭素質
粒子及び超微細黒鉛粒子の混合物からなる媒質内て0〜
10分間高温に予備加熱すること、(c)予備加熱され
た粒子ベッドを準備し、該加熱された予備成形体を該ベ
ッ1・(該ベッドは該媒質と同じ組戊を有ずる〉の中に
埋設すること、(d)そして、該ベッドに圧力をかける
ことによって、該予備成形体を理論密度の少なくとも約
95%まで高密度化(consolidate) Lて
製品を作ること、がある。該高密度化された製品の粒径
は通常5・〜10ミクロンである。明らかに、このよう
にして作られた製品は、少なくとも約92K以上の超伝
導温度Tcを有する。
本方法の別の特徴は、予備成形体及び粒子ベッドを85
0℃〜1 , 100℃に高温予備加熱すること、該予
備成形体をかかる高温に維持しつつ該粒子ベッドにかけ
る圧力を約0〜■0乃至200Ks iまで次第に増す
こと、及び該予備成形体の高密度化中に、該予備成形体
の温度を、02損失を最小にし且つ該粉末の分子構造が
非超伝導性の2−Ll又はY2BaCu05相に移行す
るのを防止するようなレベルに制限すること、がある。
かけられる圧力は、該高密度化】1 が約10分以内で完結するように制御される。
本発明の別の目的は、02の損失を最小にして超伝導性
に必要なレベル以下にするように、高密度化中における
該予備成形体の予備加熱及び該予備成形体への圧力付与
を制御することである。この点に関して、かかるレベル
以下の02損失は、通常、高温において該製品に02を
供給し、02の吸収及び増大した超伝導性をもたらずこ
とによって改善される。これは、例えば以下に示すよう
に、02雰囲気内において、異なった温度レベル及び異
なった時間でなされる。長さが50ミリメートル、幅が
20ミリメートルまでであり重さが70グラムまでの大
きさの製品を得ることができる。
更に、該粒子ベッドは、通常、 (a)セラミック粒子(80.0 〜99.8重量%)
、(b)炭素質粒子(0.1〜10.0重量%)、(c
)超微細黒鉛(0.1〜10.0重量%)、の混合物か
らなる。
これら及びこれ以外の本願の目的及び利点並びに図示し
た実施例の詳細は、以下の説明及び添付13 図面によって、より良く理解されるてあろう。
第1図において、11は、超伝導セラミック粉末からな
る圧粉体すなわち予備成形体の初期の冷間又は熱間圧縮
成形を示す。該粉末は、10において最初に集められ且
つ成形型内に配置される。
ステップ11において使用される圧力は、通常、10〜
200Ksiである。第2図は、粒子の塊21を包含す
る孔20aを有するダイ20を示し、粒子塊2lはベー
ス23−トにおいてプランジャ22によって圧縮されて
圧粉体を形成する。別の方法が第3図に示されており、
ここでは、予備成形体粒子24が、粒状粒子の塊若しく
はベッド26内に埋設された可視性容器25(例えばエ
ラストマ)内に配置されている。粒子ベッド26は、固
定又は浮上可能なベース30上において粒子を圧縮する
ためのブランジャ29を受ける孔28を有するダイ27
内に包含されている。流動性の粒子は、直接又は容器若
しくはジャケット25を介して粒子塊24に圧力を伝達
して圧粉体すなわち予備成形体を形成する。該流動性粒
子としては球状炭素質粒子がある(米国特許第4,53
9,175号、14 第4,499,049号及び第4,501,718号を
参照のこと)。
超伝導粒子をある形状に冷間圧縮する別の方法は、粒子
をエラストマ容器に充填し、圧力容器内の液体媒質を介
してこの容器に圧力をかけることによる。えり抜きの予
備成形体材料は、REBazCu:+Ox (ここで6
.0<X<7.0、REは稀土類元素〉から本質的にな
る群から選択される。使用可能な稀土類元素(RE〉と
しては、イットリウム、ランタン、セリウム、イッテル
ビウム、ネオジウム及び周期律表のランタニド系列内に
見出されるこれ以外の元素がある。
また、該粉末予備成形体は、予備成形体の粒径範囲とほ
ぼ等しい粒径範囲の貴金属元素を含有してもよい。この
貴金属は、金、銀、白金及びこれらの酸化物からなる群
から選択され、該予備成形体内にそれと混和されて予備
成形体総重量の2〜50重量パーセントの量だけ該予備
成形体内に存在する。このような貴金属は選択された温
度で非反応性であり、超伝導特性を増大させる。
該予備成形体は、炉内で0〜10分間、850℃(11
23K)〜1200℃(1473K>の温度範囲に加熱
される(第■図のステップ12参照)。該予備成形体は
、予備加熱のために、易流動性耐火性セラミック、易流
動性炭素質粒子及び超微細黒鉛粒子からなる非反応性の
セラミック/複合体/耐火物媒質内に包含される。この
ような媒質は、加熱中における予備成形体からの02損
失を低減する傾向があり、等温移動条件を提供する。炉
内雰囲気は02又は空気からなる。PTMの組成は、体
積パーセント基準で、 30〜300メッシュ耐火セラミック 80.0〜99
.8体積%30〜300メッシュ炭素質粒子   0.
1〜10体積%3 2 5 i i ’/ユ未満超微細
黒鉛   0.1〜10体積%である。
高密度化に先立って、該予備成形体は、予備加熱炉から
これと結合されたダイ内の高密度化領域へと等温的に移
動せしめられる(第1図のステップ13参照)。
圧縮機としては、ベース35上に予備加熱された粒子ベ
ッド31を包含する孔34を有するダイ33がある。プ
ランジャ36は該孔と筬合して流動性粒子にlコ 圧力をかげ、該流動性粒子は予備成形体の全での表面上
に圧力を移す。予備成形体は高密度化中に大きさが減少
せしめられ.る。該高密度化ステップは第1図において
14で示されている。
酸化物超伝導体を高密度化するための圧力は、,下方向
に動くラムによって加熱された粒子ベッドにかけられ、
該粒子ベッドは、軸方向にかけられた圧力を次いて疑似
等圧(psedo−isostaticpressur
e)に変える。
10Ks i (70NPa) 〜200Ks i (
1378MPa)の範囲の圧力を使用することができ、
この圧力は、分当たり20インチ(10mm/sec)
未満の歪み速度でかけられる。
最大圧力の保持時間は0〜300秒である。
分当たり21インチ(10mm/see)〜分当たり0
.21インチ(0.1mm/see)の減圧歪み速度が
使用される。
高密度化を目的として、予備加熱された予備成形体は、
高密度化領域内の粒子ベッド31内に手動で若しくは機
械的に配置され、このとき、該ベッド粒子は850℃〜
1200℃に既に予備加熱されている。該ベッドは、通
常、上記の予備加熱媒質と同17 じ組成を有する。すなわち、該媒質と粒子ベッドとは両
方とも、耐火性セラミック粒子、炭素質粒子及び超微細
黒鉛からなる。この点に関して、該媒質とベッドは両方
とも理想的な結果を得るために次のような組成を有する
。
30〜300メッシュ耐火セラミック 80.0〜99
.8体積%30〜300メッシュ炭素質粒子   0.
1〜10体積%325lツシュ未満超微細黒鉛   0
.1〜10体積%更に、もし望むならば、ベッドは該媒
質からなってもよく、すなわち、媒質それ自体が高密度
化領域に移されてもよい。
後高密度化の移動(post consolidati
ontransfer)は、粒子の溶融を防止する改良
された圧力伝達粒子組成によって簡素化される。
続いて、該高密度化された予備成形体は、それを粒子ベ
ッドから降ろすか又は抜き取ることによって容易に取り
出すことができる。
これによって、高密度化された予備成形体は等温に近い
条件で適当な温度の待機ベッドに移動される。
18 そして、該高密度化された予備成形体は室温までゆっく
りと冷やされて熱による亀裂が防止される。
第1図のステップ15ては、高密度化された予備成形体
の等温移動がアニール炉と結合されている。
ステップl6は、高密度化に続いて、アニール炉内にお
いて該圧縮された製品に02を適用して02吸収をもた
らし超伝導性を高めることからなる。
例えば、予備成形体は加熱中及び高密度化中に02を失
い、これは超伝導性を破壊するが、この02損失は、あ
る時間に亘り02雰囲気圧力及び温度下で該高密度化さ
れた製品内に02を拡散させることによって補われ、超
伝導性を回復する。これは、゛酸素アニール″と称され
ている。
従って、高密度化された予備成形体が一旦室温まで冷却
されると、正確に制御された回復させるための熱一化学
的熱処理を受ける。この方法は、処理中に失われた酸素
を元に戻す。大きな形体(重さが50グラム以上)内の
酸素の回復は遅いので、格子パラメータの変形若しくは
酸素の欠乏によっ19 て生じる超伝導特性の損失の完全な回復は、酸素中でこ
の大きな高密度化された形体を加熱処理してこの大きな
超伝導体形体内に酸素を回復させる?とによって達成さ
れる。このステップは、930゜C(1203K)まで
ゆっくり加熱し12〜48時間保持すること、10℃/
+nin(10K/min>以下の速度で3 5 0 
’C(623K)〜550℃(823K)の範囲の温度
までゆっくりと冷却しほぼ1〜96時間保持して正方晶
を通って斜方晶相移行領域へと移行させること、及び次
いで10℃./min(10K/min)以下の速度で
室温まてゆっくり冷却すること、を含む。この方法は全
て酸素雰囲気内において実施される。
(実施例) 丈兼Jf!i七 YBa2Cu=0■9粉末をエラスl・マ型内において
45Ksi(310MPa)の圧力により且つ室温で等
静圧的に冷間圧縮した。圧縮された予備成形体の形状は
、高さが約13mmで直径が10 m mの正円筒形で
あった。
次いて、該予備成形体を、筒状炉内において空気中及び
上記の媒質中で6〜10分間加熱した。加熱温度は90
0℃であった。該加熱された予備成形体を、ロボットに
よって空気中で素早く粒子充填ダイに移し且つ加熱粒子
のベッド内に完全に埋設した。粒子温度は予備成形体の
予備加熱温度及び媒質温度と同じであった。埋設された
予備成形体を、第4図に示す加圧方法の如く、ダイ内の
ラムの運動によーって粒子にかけられた高い単一軸方向
圧力によって圧縮した。約10秒間で圧力を25Tsま
で着実に増し、30秒間保持した後、圧力を取り除いて
高密度化された部品をベッドから取り出した。該部品の
厚みは約8mII1であった。上記において、媒質と粒
子は下に示すような同じ組或を有していた。
150メッシュ耐火セラミック     94vol.
%150メッシュ炭素質粒子       2vol.
%325メ2シュ超微細黒鉛       4νof.
%実且狙i 媒質及び粒子が下のような組或を有する以外は実施例1
と同様であった。
1.00メ,シュ耐火セラミック     94vol
.%21 401っシュ炭素質粒子       2vol.%3
25メッシュ未満超微細黒鉛     4νof.%大
焦−倒−3− 70i,シュ耐火セラミック     94 vol%
40iッシュ炭素質粒子       2 vol%3
25メッシュ未満超微細黒鉛     4νof.%丈
見餘士 高密度化の後に、製品を930℃までゆっくりと冷却し
24時間保持すること、次いて1゜C / m i n
の速度で450℃までゆっくりと冷却し24時間保持す
ること、及び次いで1℃/ m i nの速度で室温ま
でゆっくりと冷却すること、以外は実施例1及び2と同
様であった。この緩慢な加熱及び冷却は全て02雰囲気
中で行った。
本方法によって作られた製品の特性と従来技術によるも
のとの比較結果は以下の通りであった。
捺佳     夾友医       環礒盃密度   
    97%           95%大きさ 
     50mmxlOm+n        12
mm×2mm重量               70
却ム                    2〜3
ヅヲム温度      950℃/30sec/25T
si   975℃/60min/0.14Tsi22 反応領域     無 粒径       5〜10II Jc       250 amps/cm2T c 
       92K〜93K4領域;1つのSC 50〜70μ ? 90K
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の方法の各ステップを示ずフローチャ
ートであり、 第2図及び第3図は、予備成形体を圧縮するための装置
の使用方法を示す正面断面図であり、第4図は、予備成
形体を高密度化するための装置の使用方法を示す正面断
面図である。 20, 27.33−−−グイ、 23, 30. 35−−−ベース、 22, 29. 36−一一ブランジャ、26. 31
−一一粒子ベッド、 24. 30−−一予備成形体 (外4名) 23

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.超伝導製品を製造する方法であって、 (a)REBa_2Cu_3O_X(ここで、6.0<
    X<7.0であり、REは稀土類元素である)から本質
    的になる群から選択された圧縮−粉体予備成形体を準備
    すること、(b)耐火性セラミック粒子、炭素質粒子及
    び超微細黒鉛粒子の混合物からなる媒質内で0〜10分
    間前記予備成形体を高温に予備加熱すること、(c)予
    備加熱された粒子ベッドを準備し、このベッド内に前記
    予備加熱された予備成形体を埋設すること(ここで、前
    記ベッドは前記媒質と同じ組成を有する)、 (d)前記粒子ベッドに圧力をかけて理論密度の少なく
    とも約95%まで前記予備成形体を高密度化して前記製
    品を形成すること、からなる方法。
  2. 2.前記製品が少なくとも約92Kの超伝導温度Tcを
    有する、第1請求項記載の方法。
  3. 3.前記高温が850℃〜1,100℃である、第1請
    求項記載の方法。
  4. 4.前記粒子ベッドに対する加圧が10Ksi〜200
    Ksiである、第1請求項記載の方法。
  5. 5.前記加圧が分当たり20インチ未満の歪み速度でな
    される、第4請求項記載の方法。
  6. 6.最大圧力での保持時間が0〜300秒である、第5
    請求項記載の方法。
  7. 7.加圧がその後分当たり20〜0.2インチの歪み速
    度で減じられる、第6請求項記載の方法。
  8. 8.前記予備加熱された予備成形体の温度と少なくとも
    ほぼ同じ温度まで前記粒子ベッドを予備加熱することを
    含む、第3請求項記載の方法。
  9. 9.前記予備加熱された予備成形体が前記予備加熱され
    た粒子ベッド内へと等温的に移される、第8請求項記載
    の方法。
  10. 10.前記媒質及びベッドが各々、30〜300メッシ
    ュ耐火性セラミック80.0〜99.8体積%、30〜
    300メッシュ炭素質粒子0.1〜10体積%及び32
    5メッシュ未満超微細黒鉛0.1〜10体積%からなる
    、第1請求項記載の方法。
  11. 11.前記予備成形体の高密度化の後にそれを前記ベッ
    ドから取り出し、室温まで冷却させることを含む、第1
    請求項記載の方法。
  12. 12.前記予備成形体の処理中にO_2が失われ、O_
    2雰囲気中で前記高密度化された予備成形体を加熱する
    ことによって前記高密度化された予備成形体の中にO_
    2を戻すことを含む、第1請求項記載の方法。
  13. 13.前記O_2雰囲気中での加熱が、約930℃まで
    ゆっくり加熱すること、この温度に12〜48時間に保
    持すること、350℃〜550℃の温度までゆっくりと
    冷却すること及びこの温度に1〜96時間保持し、次い
    で室温までゆっくりと冷却することを含む、第8請求項
    記載の方法。
  14. 14.高温において前記高密度化された製品にO_2を
    適用してO_2吸収と超伝導性の増大をもたらすことを
    含む、第1請求項記載の方法。
  15. 15.前記高密度化された予備成形体の重量が少なくと
    も50グラムである、第1請求項記載の方法。
  16. 16.第1請求項記載の方法によって製造された製品。
  17. 17.ほぼ理論密度の97%を有し且つTc約92Kで
    超伝導性である、第16請求項記載の製品。
  18. 18.超伝導製品を製造する方法であって、(a)超伝
    導性セラミック粉末からなる圧縮された粉末予備成形体
    を準備すること(ここで、前記粉末は稀土類元素、バリ
    ウム、銅、酸化物錯体からなる)、 (b)前記予備成形体を高温に予備加熱すること、(c
    )粒子ベッドを準備し、このベッド内に前記加熱された
    予備成形体を埋設すること、 (d)前記粒子ベッドに圧力をかけて理論密度の少なく
    とも約95%まで前記予備成形体を高密度化して前記製
    品を形成すること、 (e)そして、前記(b),(c),及び(d)工程中
    に失われたO_2を前記製品に戻すこと、からなる方法
    。
  19. 19.前記製品が約92Kの超伝導温度Tcを有する、
    第18請求項記載の方法。
  20. 20.前記高温が850℃〜1100℃である、第18
    請求項記載の方法。
  21. 21.前記粒子ベッドへの加圧が、前記予備成形体を高
    温に維持しつつ10Ksi〜200Ksiまで次第に増
    加される、第18請求項記載の方法。
  22. 22.前記粒子ベッドを、少なくともおよそ前記予備加
    熱された予備成形体と同じ温度まで予備加熱することを
    含む、第18請求項記載の方法。
  23. 23.前記粒子ベッドの組成が、30〜300メッシュ
    耐火性セラミック80.0〜99.8体積%、30〜3
    00メッシュ炭素質粒子0.1〜10体積%及び325
    メッシュ未満超微細黒鉛0.1〜10体積%である、第
    18請求項記載の方法。
  24. 24.前記予備成形体の加熱中の前記予備成形体のため
    の封じ込め媒質を準備することを含み、前記封じ込め媒
    質の組成が、30〜300メッシュ耐火性セラミック8
    0.0〜99.8体積%、30〜300メッシュ炭素質
    粒子0.1〜10体積%及び325メッシュ未満超微細
    黒鉛0.1〜10体積%である、第18請求項記載の方
    法。
  25. 25.REがイットリウム、ランタン、セリウム、イッ
    テルビウム及びネオジウムからなる群から選択された稀
    土類元素である、第1請求項記載の方法。
  26. 26.REがイットリウムである、第1請求項記載の方
    法。
  27. 27.前記粉末予備成形体が貴金属粉末をも含有する、
    第1請求項記載の方法。
  28. 28.前記貴金属が、金、銀、白金、及びこれらの酸化
    物からなる群から選択される、第27請求項記載の方法
    。
  29. 29.前記工程(a)が変形自在なエラストマ容器の中
    に粉末を充填し、該容器に圧縮力を付加することによっ
    て行われる、第1請求項記載の方法。
  30. 30.前記貴金属粉末が、前記予備成形体の重量の2〜
    50重量%の量で存在する、第28請求項記載の方法。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6308399B1 (en) 1991-06-18 2001-10-30 Dawei Zhou High-TC superconducting ceramic oxide products and macroscopic and microscopic methods of making the same
US5219832A (en) * 1991-06-18 1993-06-15 Dawei Zhou High-tc superconducting ceramic oxide products and macroscopic and microscopic methods of making the same
US5756427A (en) * 1991-06-18 1998-05-26 Zhou; Dawei High-Tc superconducting ceramic oxide products and macroscopic and microscopic methods of making the same
US5284823A (en) * 1991-09-03 1994-02-08 Lehigh University Superplastic forming of YBa2 Cu3 O7-x ceramic superconductors with or without silver addition
US6372012B1 (en) 2000-07-13 2002-04-16 Kennametal Inc. Superhard filler hardmetal including a method of making
US8821603B2 (en) * 2007-03-08 2014-09-02 Kennametal Inc. Hard compact and method for making the same
DE102020213680A1 (de) * 2020-10-30 2022-05-05 Forschungszentrum Jülich GmbH Verfahren zum Sintern keramischer Werkstoffe

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6428219A (en) * 1987-07-24 1989-01-30 Toshiba Corp Oxide-based superconductor
JPH01176223A (ja) * 1987-12-29 1989-07-12 Nec Corp 酸化物超伝導体組成物
JPH01246174A (ja) * 1988-03-28 1989-10-02 Aisin Seiki Co Ltd 超電導セラミツクス複合材
JPH01252572A (ja) * 1988-02-22 1989-10-09 Ceracon Inc 超伝導体の製造方法
JPH01257160A (ja) * 1988-04-06 1989-10-13 Fine Ceramics Center 高密度酸化物超伝導焼結体およびその焼結法

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2807082A (en) * 1952-08-26 1957-09-24 Zambrow John Welding process
US3356496A (en) * 1966-02-25 1967-12-05 Robert W Hailey Method of producing high density metallic products
US3350179A (en) * 1966-08-30 1967-10-31 Carrier Corp Brazing preform
US3706579A (en) * 1969-06-16 1972-12-19 North American Rockwell Cermet protective coating
DE1944432C3 (de) * 1969-09-02 1980-03-20 Strnat, Karl, Prof. Dr., La Jolla, Calif. (V.St.A.) Dauermagnet
US3700435A (en) * 1971-03-01 1972-10-24 Crucible Inc Method for making powder metallurgy shapes
US3826807A (en) * 1971-09-30 1974-07-30 Gen Dynamics Corp Method of diffusion molding
US3933536A (en) * 1972-11-03 1976-01-20 General Electric Company Method of making magnets by polymer-coating magnetic powder
US3992200A (en) * 1975-04-07 1976-11-16 Crucible Inc. Method of hot pressing using a getter
US4265681A (en) * 1978-04-14 1981-05-05 Westinghouse Electric Corp. Method of producing low loss pressed magnetic cores from microlaminations
US4446100A (en) * 1979-12-11 1984-05-01 Asea Ab Method of manufacturing an object of metallic or ceramic material
SE426790B (sv) * 1980-04-25 1983-02-14 Asea Ab Forfarande for isostatisk pressning av pulver i en kapsel
SE435272B (sv) * 1983-02-08 1984-09-17 Asea Ab Sett att framstella ett foremal av ett pulverformigt material genom isostatisk pressning
US4501718A (en) * 1983-02-23 1985-02-26 Metal Alloys, Inc. Method of consolidating a metallic or ceramic body
US4499049A (en) * 1983-02-23 1985-02-12 Metal Alloys, Inc. Method of consolidating a metallic or ceramic body
US4499048A (en) * 1983-02-23 1985-02-12 Metal Alloys, Inc. Method of consolidating a metallic body
US4597938A (en) * 1983-05-21 1986-07-01 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Process for producing permanent magnet materials
US4684406A (en) * 1983-05-21 1987-08-04 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Permanent magnet materials
US4601875A (en) * 1983-05-25 1986-07-22 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Process for producing magnetic materials
US4539175A (en) * 1983-09-26 1985-09-03 Metal Alloys Inc. Method of object consolidation employing graphite particulate
US4640711A (en) * 1983-09-26 1987-02-03 Metals Ltd. Method of object consolidation employing graphite particulate
US4518441A (en) * 1984-03-02 1985-05-21 Hailey Robert W Method of producing metal alloys with high modulus of elasticity
FR2566758B1 (fr) * 1984-06-29 1990-01-12 Centre Nat Rech Scient Nouveaux hydrures de terre rare/fer/bore et terre rare/cobalt/bore magnetiques, leur procede de fabrication et de fabrication des produits deshydrures pulverulents correspondants, leurs applications
US4541877A (en) * 1984-09-25 1985-09-17 North Carolina State University Method of producing high performance permanent magnets
GB8425860D0 (en) * 1984-10-12 1984-11-21 Emi Ltd Magnetic powder compacts
US4656002A (en) * 1985-10-03 1987-04-07 Roc-Tec, Inc. Self-sealing fluid die
US4689163A (en) * 1986-02-24 1987-08-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Resin-bonded magnet comprising a specific type of ferromagnetic powder dispersed in a specific type of resin binder
SE460966B (sv) * 1987-09-17 1989-12-11 Asea Ab Saett att framstaella ett foeremaal av supraledande material i form av en oxid
US4869869A (en) * 1987-09-25 1989-09-26 Ceracon, Inc. Method of consolidating FeNdB magnets
US4808224A (en) * 1987-09-25 1989-02-28 Ceracon, Inc. Method of consolidating FeNdB magnets
US4853178A (en) * 1988-11-17 1989-08-01 Ceracon, Inc. Electrical heating of graphite grain employed in consolidation of objects

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6428219A (en) * 1987-07-24 1989-01-30 Toshiba Corp Oxide-based superconductor
JPH01176223A (ja) * 1987-12-29 1989-07-12 Nec Corp 酸化物超伝導体組成物
JPH01252572A (ja) * 1988-02-22 1989-10-09 Ceracon Inc 超伝導体の製造方法
JPH01246174A (ja) * 1988-03-28 1989-10-02 Aisin Seiki Co Ltd 超電導セラミツクス複合材
JPH01257160A (ja) * 1988-04-06 1989-10-13 Fine Ceramics Center 高密度酸化物超伝導焼結体およびその焼結法

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Publication number Publication date
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EP0428244A1 (en) 1991-05-22
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