JPH03201319A - ビスマス系酸化物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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ビスマス系酸化物超電導体の製造方法に関
するので、特に、より大きな臨界電流密度を得ることが
できるようにするための改良に関するものである。

［従来の技術］ 近年、より高い臨界温度を示す超電導材料として、セラ
ミック系のものが注目されている。中でも、ビスマス系
酸化物超電導材料は、ｌｌ０Ｋ程度の高い臨界温度を示
すことが知られている。

ビスマス系酸化物超電導材料にあっては、１１０に程度
の臨界温度を示す高温超電導相、および８０に程度の臨
界温度を示す低温超電導相などが存在していることが知
られている。このようなビスマス系酸化物超電導材料に
おいては、高い臨界温度でかつ高い臨界電流密度を得る
ことを目的に種々の試みがなされている。

［発明が解決しようとする課題］ 超電導体をケーブルやマグネットに応用するには、高い
臨界温度および高い臨界電流密度が必要である。そのた
め、たとえばビスマス系超電導体を得るためには、上述
した高温超電導相ができるだけ多く生成されるようにし
なければならない。

しかしながら、ビスマス系超電導体を得るためには、従
来、構成物質としては、高温超電導相である２２２３組
成を中心とする組成としながら、金属シースに充填する
際には、低温超電導相である２２１２相と他の相との集
合物とし、加工後あるいは加工途中において、高温超電
導相に相変態させる手法を用いていた。この方法におい
ては、すべてのセラミック部分を高温超電導相に変態さ
せることは難しく、非超電導相が大きな形状で残ってし
まい、成る程度の臨界電流密度以上の性能を得ることが
できなかった。また、高温超電導相を金属シースに充填
した場合、配向性や粒界の結合が十分でなく、高い臨界
電流密度を得ることができなかった。

それゆえに、この発明の目的は、より大きな臨界電流密
度を得ることができる、ビスマス系酸化物超電導体の製
造方法を提供しようとすることである。

［課題を解決するための手段］ この発明によるビスマス系酸化物超電導体の製造方法は
、１００に以上の臨界温度を持つビスマス系酸化物超電
導材料を主成分とする粉末を、金属シースにて被覆し、
８０％以上の加工度で伸線加工し、さらに８０％以上の
加工度で平角またはテープ状に加工することを特徴とす
るものである。

この発明において、１００Ｋ以上の臨界温度を持つビス
マス系酸化物超電導材料としては、２２２３組成を基本
組成とするものであるが、ビスマスの一部を、鉛、アン
チモン等で置換したり、リチウムを添加することは、通
常とられる手段である。また、必要により、構成元素は
、それぞれの量が調整される。

粉末の作製方法としては、固相法、共沈法、硝酸塩共分
解法などを採用することが可能で、また、長時間の焼結
や酸素分圧を制御した雰囲気での焼結が採用される。

加工された超電導材料は、熱処理される。熱処理条件と
しては、通常、７８０℃から８６０℃までの温度範囲で
、５時間から３００時間程度の条件が採用される。この
場合の雰囲気は、大気中あるいは酸素分圧を制御した雰
囲気とされる。

金属シースは、超電導材料と反応せず、かつ加工性が良
好であることを満足する材料から構成される。銀、銀合
金、金、金合金からなるシースや、これらの材料からな
る中間層を配したものが採用される。また、金属シース
は、使用条件で、安定化材として機能することが望まし
い。

また、平角またはテープ状への加工が複数回実施される
場合、１パスの加工度は、４０％以上に選ばれることが
好ましい。また、このような加工を行う際、８０％以上
の加工度をもって１パスで達成することが、さらに好ま
しい。

熱処理された後、平角またはテープ状への加工と熱処理
とが繰り返されることは、何ら差支えなく、必要により
これらの条件が設定される。

伸線加工に際しては、通常のダイス引きが採用されるが
、ロールダイス、ダークスロールなどの方法を採用して
もよい。平角またはテープ状への加工に際しては、ロー
ル圧延が一般的であるが、プレス圧延、タークスロール
圧延も採用され得る。

［発明の作用および効果］ この発明によれば、１００に以上の臨界温度を持つビス
マス系酸化物超電導材料を主成分とする粉末を、金属シ
ースにて被覆し、８０％以上の加工度で伸線加工し、さ
らに８０％以上の加工度で平角またはテープ状に加工す
ることにより、通常の方法では高温超電導相の粉末を金
属シースに充填することによっては得られないレベルの
高い臨界電流密度を得ることができる。

すなわち、８０％以上の加工度で金属シースを伸線加工
することにより、超電導体は、加工方向に配向化し、さ
らに、８０％以上の加工度で平角またはテープ状に加工
することにより、超電導体はさらに配向化し、緻密化す
ることによって、層の性能の向上が図られる。伸線加工
のみによっては、電流の流れやすいａ−ｂ面が一方向に
揃わないため、平角またはテープ状に加工することによ
って、配向性を改良し、さらに加工度を上述のように８
０％以上に規定することにより、緻密化をより改良する
ことができる。

したがって、この発明によって得られたビスマス系酸化
物超電導体は、高い臨界電流密度を示し、ケーブル、マ
グネットなどに有効に利用できるものである。

［実施例１ 実施例１ Ｂ　ｉ２０３　、ＰｂＯＸ５　ｒｃＯ３、ＣおよびＣｕ
Ｏを用いて、Ｂｉ：Ｐｂ：５Ｃｕ−１，８８：０．３１
：１．９７：３．０３の組成になるように配合し、７１
０時間の仮焼、および、８１０℃で１ａｃＯ３、 ｒ：ｃａ： ２．０３： ４５°Ｃで ２時間の 熱処理を大気中にて行なった後、酸素二窒素＝ｌ：１３
の雰囲気にて、８３７℃で１６０時間の熱処理を行なっ
て、臨界温度が１０７にの粉末を得た。

このような粉末を、銀パイプに充填し、８４％の加工度
で伸線加工した後、（ａ）８５％の加工度および（ｂ）
６９％の加工度で、それぞれ、圧延加工をし、次いで、
８４０℃で５０時間の熱処理を施し、しかる後、↓９％
の加工を施し、再度、８４０℃で５０時間の熱処理を施
した。

このようにして得られた試料の７７．３にでの臨界電流
密度は、（ａ）　２８５０　ＯＡ／ｃｍ２（ｂ）７１０
０Ａ／ｃｍ２であった。

実施例２ Ｂ　ｉ２０３　、Ｐｂｏ、Ｓ　ｒＣＯ３、ＣａＣＯ３、
およびＣｕＯを用いて、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ
＝１．８６：０．３３：１．９６：２．０１：３．０８
の組成になるように配合し、７５０℃で１２時間の仮焼
、および、８００℃で１０時間の熱処理を大気中にて行
なった後、酸素：窒素＝１：１３の雰囲気にて、８３５
℃で１４０時間の熱処理を行なって、臨界温度が１０８
にの粉末を得た。

このような粉末を、銀パイプに充填し、以下の表に示す
条件にて加工した後、８４０℃で５０時間の熱処理を施
し、しかる後、３９％の加工を施し、再度、８４０℃で
５０時間の熱処理を施した。

このようにして得られた試料の７７．３にでの臨界電流
密度は、表に示すとおりてあった。

（以下余白） 上記表に示されるように、この発明に従った実施例Ｎｏ
、１〜６の超電導体は、高い臨界電流密度を示している
。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）１００Ｋ以上の臨界温度を持つビスマス系酸化物
   超電導材料を主成分とする粉末を、金属シースにて被覆
   し、８０％以上の加工度で伸線加工し、さらに８０％以
   上の加工度で平角またはテープ状に加工することを特徴
   とする、ビスマス系酸化物超電導体の製造方法。
2. （２）平角またはテープ状への加工が、１パスの加工度
   ４０％以上で複数回行われることを特徴とする、請求項
   １に記載のビスマス系酸化物超電導体の製造方法。
3. （３）平角またはテープ状への加工が、１パスで達成さ
   れることを特徴とする、請求項１に記載のビスマス系酸
   化物超電導体の製造方法。
4. （４）平角またはテープ状への加工がされた後、熱処理
   されることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか
   に記載のビスマス系酸化物超電導体の製造方法。
5. （５）熱処理された後、平角またはテープ状への加工と
   熱処理とが繰返されることを特徴とする、請求項４に記
   載のビスマス系酸化物超電導体の製造方法。