JPH03250508A - セラミックス超電導々体の製造方法 - 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〕 本発明は、ケーブル、マグネット、磁気シールド、電流
リード等の導体として好適なセラミックス超電導々体の
製造方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、液体窒素温度で超電導を示すＹ−ＢａＣｕ−〇系
やＢ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系等のセラミックス超電
導体が見出され、各分野で実用化研究が進められている
。

ところでこれらのセラミックス超電導体は脆い為、これ
を線材等に加工するには、例えば加工性に冨んだＡｇや
Ｃｕ等の金属製パイプにセラミックス超電導体となし得
る原料物質を充填して複合素材を作製し、次いでこの複
合素材を伸延加工して所望形状の線材となしたのち、こ
の線材に所定の加熱処理を施して上記原料物質を超電導
体に反応せしめる方法が用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら前記のような複合素材を伸延加工していく
と、上記複合素材の金属層と原料物質層とは変形抵抗が
著しく異なる為塑性変形が均一になされず、第３図イ、
口にその横、縦断面図を示したように金属層５内部の原
料物質層６は厚さが蛇腹状に変化し、これを加熱処理し
て得られるセラミックス超電導体層は、密度や結晶配向
性に劣り、依って超電導特性に優れたものが得られない
という問題があった。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明はかかる
状況に鑑み鋭意研究を行い、所定の条件下での圧延加工
中に圧延ロールに超音波振動を付与することにより原料
物質層が均一な厚さに加工されることを知見し、更に研
究を重ねて本発明を完成させるに到ったものである。

即ち本発明は、セラミックス超電導体となし得る原料物
質を金属製容器に充填して複合素材となし、次いで当該
複合素材を圧延加工を含めた伸延加工により所望形状の
線材となしたのち、当該線材に所定の加熱処理を施して
セラミックス超電導体を製造する方法において、前記伸
延加工のうちの圧延加工を次式５０００　ｔ≧Ｄ（式中
、ｔは圧延前の線材厚さ閣、Ｄは圧延ロールの直径ｍｍ
）を満足する条件にて圧延ロールに超音波振動を付与し
ながら、圧延することを特徴とするセラミックス超１ｔ
ｓ々体の製造方法である。

以下に本発明を図を参照して具体的に説明する。

第１図は本発明方法の一態様を示す側断面図である。図
において１は被圧延材の厚さｔ＋ｗの線材、２．３は直
径Ｄ＋ａｍの圧延ロールで、上記ロール２の側面に超音
波振動子４が取付けられている。上記超音波振動子はロ
ールの圧延面に当てても、又上下両方のロールに当てて
もよい。

而して上記の如く、圧延中圧延ロールに超音波振動を付
与することによって線材１の金属層５内部の原料物質層
６は均質に加工されるわけであるが、その理由は、圧延
中上記原料物質が超音波振動の作用により圧延ロール２
．３の圧下点近傍を前方へ定量的にスムースに移動する
ようになる為である。

又本発明方法において、超音波振動を付与際の圧延条件
を次式５０００　ｔ≧Ｄ（但し、ｔは圧延前の線材厚さ
騰、Ｄは圧延ロールの直径飄。）を満足するように限定
した理由は、圧延ロールの直径りが圧延前の線材厚さｔ
の５０００倍の値を超えると、圧延ロールと圧延線材と
の接触長さｌが増加して内部の原料物質層の圧延ロール
前方への移動が超音波振動を付与しても定量的になされ
なくなる為である。

本発明方法において原料物質には前記したような種々の
系のセラミックス超電導体が広く適用されるに加えて、
酸素含を雰囲気中で加熱処理することによりセラミック
ス超電導体に反応するセラミックス超電導体に合成され
るまでの中間体、例えばセラミックス超電導体構成元素
の混合体又は共沈混合物又は酸素欠損型複合酸化物又は
上記構成元素の合金等が使用可能である。

又上記原料物質を充填する金属製容器の材料には、Ａｇ
、Ａｕ、Ｃｕ、Ｉｒ、Ｐｄ、ＰＬ又はその合金等が用い
られるが、中でもＡｇ又はＡｇ合金は酸素透過性が良好
なので加熱処理工程においてセラミックス超電導体への
酸素の供給が充分になされて高いＪｃをもつ超電導体が
得られる上、熱伝導性が高いので得られる線材は耐クエ
ンチ性に優れ、通ｉｔを高めることができて好適である
。

本発明方法において、金属製容器に原料物質を充填した
複合素材を伸延加工する方法としては、圧延加工の他、
押出、引抜き、スェージング、鍛造、−軸ブレス圧縮等
の任意の方法が適用できる。

〔実施例〕

以下に本発明を実施例により詳細に説明する。

出発原料としてＢ　１ｚｏｚ　、５ｒＣＯ＝　、ＣａＣ
０＝、ＣｕＯを用い、これをＢｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕが
原子比で２：ｌ１２になるように配合して混合し、次い
でこの混合体を大気中にて仮焼成し、これを粉砕分級し
て仮焼成粉となし、しかるのちこの仮焼成粉を外径２０
ｍｍ、内径１５ａｎのＡｇ製パイプに充填して複合ビレ
ットを作製した。

次に上記複合ビレットをスェージング加工して５ｍφの
丸線となし、更にこれをロール径１００ａｎの圧延機を
用いて圧延して、厚さ０．５＋＋＋ａ＋の板状線材とな
し、しかるのちこの線材をロール径及び超音波振動付与
条件を種々に変えて厚さ０．１ｍのテープ状線材となし
た。

尚、上記の０．５■から０．１ｍまでの圧延バススケジ
ュールは０．４．０．３２．０．２６．０．２０．０．
１６０．１３．０．１０ｍとした。

又超音波振動は、第１図に示したように圧延ロール側面
の軸受部に振動子を当てて付与した。

斯くの如くして得られた各々のテープ状線材を大気中に
て８４５℃×３０Ｈ加熱処理して原料物質の超電導体へ
の反応並びに焼結を行わしめてセラミックス超電導々体
となし、この超電導々体について、臨界電流密度（Ｊｃ
）を液体窒素（７７Ｋ）中熱磁場下で４端子法により測
定した。結果は、第１表に示した。尚、Ｊ、の測定は長
さ３００＋ａｍ余のサンプルを用い電圧端子間隔を３０
ｇｏｎにとって順次３００Ｉ１１の長さに亘り測定した
。

第１表より明らかなように本発明方法品（Ｎ０１〜６）
は、Ｊ、値が高く、又バラツキも小さいものであった。

特に超音波振動の付与回数が多いもの程、又超音波振動
を一方のロールだけでなく両方のロールに付与したもの
程性能が向上した。

これに対し比較方法品（Ｎｏ、７〜１１）は、Ｊ、値が
低く、又バラツキも大きいものであった。

°第２図に比較方法品のバラツキの程度をＮｏ、７を例
にとって本発明方法品（Ｎａ１．２）と比較して示した
が、本発明方法品は殆どバラツキがないのに対し、比較
方法品はＪｃが３０＋＋＋ｍ毎に１桁も変動している。

これは阻７〜１０のものは超音波振動を付与したが、最
終圧延バスにおいて線材厚さｔとロール直径りの関係が
本発明方法の圧延条件を満足していなかった為に、又阻
１１は、超音波振動を全く付与しなかった為に、いずれ
も内部の超電導体層が均質に加工されず、密度並びに結
晶配向性が場所により著しく低下したことによるもので
ある。比較方法品を組織観察したところセラミックス超
電導体層は第３図イ１口に示したような蛇腹状に変化し
たものであることが確認された。

〔効果〕

以上述べたように本発明方法によれば、Ｊｃ等の超電導
特性に優れたセラミックス超電導々体を容易に製造する
ことができ、工業上顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の圧延工程の一態様を示ず側断面説
明図、第２図は実施例にて作製したセラミックス超電導
々体のＪｃのバラツキの状況を示す線図、第３図イ２口
は従来のセラミックス超電導々体のそれぞれ横、継断面
図である。 ■・・・線材、　２．３・・・圧延ロール、　４・・・
超音波振動子、　５・・・金属層、　６・・・原料物質
層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. セラミックス超電導体となし得る原料物質を金属製容器
   に充填して複合素材となし、次いで当該複合素材を圧延
   加工を含めた伸延加工により所望形状の線材となしたの
   ち、当該線材に所定の加熱処理を施してセラミックス超
   電導々体を製造する方法において、前記伸延加工のうち
   の圧延加工を次式５０００ｔ≧Ｄ（式中、ｔは圧延前の
   線材厚さｍｍ、Ｄは圧延ロールの直径ｍｍ。）を満足す
   る条件にて圧延ロールに超音波振動を付与しながら、圧
   延することを特徴とするセラミックス超電導々体の製造
   方法。